CN112423806B - 改进的注射系统及其患者套件组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种注射系统,该注射系统包括:至少一个供应站,用于供应待注射到患者的脉管中的医疗流体;加压单元,包括用于对所述医疗流体进行加压的马达;输送装置,与所述至少一个供应站流体连通;以及患者套件组件,与输送装置流体连通。患者套件组件包括输送管和蠕动泵部件,该输送管用于将加压流体输送到患者,该蠕动泵部件包括壳体,该壳体包括入口端口和出口端口,入口端口与输送装置流体连通,出口端口与输送管流体连通。根据本发明的实施例,蠕动泵部件的壳体在入口端口附近具有大致U形构造。本发明还涉及患者套件组件和蠕动泵部件。
Description
技术领域
本公开涉及医疗设备领域。更具体地,本公开涉及医疗流体的注射系统。甚至更具体地,本公开涉及设置有包括蠕动泵的一次性患者套件的注射系统。
背景技术
在下文中,通过与本公开的上下文有关的技术的讨论来引入本公开的背景。然而,即使当该讨论涉及文献、动作、人工制品等时,它也不暗示或表示所讨论的技术是现有技术的一部分或者在与本公开相关的领域中是公知常识。
在几种医疗程序中,将流体注入患者体内是司空见惯的。例如,可以注射造影剂(或造影介质),并可能与盐溶液一起注射,以增强在扫描检查过程中患者体内目标(身体)特征(例如人体的结构或器官)的对比度。具体地,在成像应用中(其中以无创方式创建患者内部的视觉表示而无需求助于手术技术),使用造影剂会使目标特征更加明显。结果,有利地突出了原本不会与其它附近特征(例如,周围组织)区别开的目标特征。这极大地方便了临床医生在诊断应用中的任务,特别是在病变的识别和/或特征化、监测其演变或对药物治疗的反应方面。例如,基于碘的造影剂(例如包括碘帕醇)通常用于计算机断层摄影(CT)应用(例如血管造影检查)中。
通常通过(自动)注射系统将造影剂注射到患者的血管中。注射系统在预定的注射条件下,例如以预定的流速和体积,将造影剂加压并将其注射到患者的血管或器官中。这样,可以以受控、安全和有效的方式注射造影剂。
因此,注射系统通常设置有一个或多个供应站,用于从相应的容器(例如,瓶、袋或小袋)中供应造影剂和/或盐溶液。注射系统还设置有输送装置,该输送装置与至少一个供应站和加压单元流体连通。由于输送装置位于加压单元的上游且因此与患者没有直接连接,基本上没有交叉污染的风险或交叉污染风险非常低,所以输送装置通常是定期(例如,每10或12个小时)更换的一次性元件。这意味着当新患者接受检查时,输送装置不会改变,并且通常会保持在适当位置以进行多次连续注射,直到为输送装置设计的预定时间段完全用完为止。
现有技术中已知的和目前市场上可买到的动力注射系统分为两大类:注射管注射器(如Bracco Injeneering SA制造的Empower或Empower+)和无注射管注射器(如由Bracco Injeneering SA制造的CTExprè)。
本发明涉及动力无注射管注射器,其中加压单元包括蠕动泵,该蠕动泵容纳多个辊,管插入在所述多个辊之间,然后依次和交替地由这些辊挤压,以最终将流体注入患者体内(通常,流体是医疗流体,为造影剂或两种不同的造影剂、盐溶液、造影剂和盐溶液混合物或药物)。
一些特定的医疗程序要求动力注射器提供特别苛刻的液压性能,特别是在待注射到患者体内的流体的压力和流速方面。对于无注射管注射器,这一方面尤其重要,因为由于其固有的设计特性,它们几乎无法与注射管注射器竞争,并提供高压和高流量值。
例如,越来越多的要求将动力注射器连接到已插入患者脉管系统中并用于建立患者血管内通路的可插入装置(例如PICC和PORT)。
PICC是一种外周插入中央导管,通常放置在患者的手臂上,以允许延长的静脉内通路,例如用于延长的抗生素治疗或化学治疗。将PICC插入外周静脉(例如头静脉、基底静脉或臂静脉)中,然后通过越来越大的静脉向心脏推进,直到导管末端停在远侧上腔静脉或穴房连接处,而PICC的近侧端部仍在体外。通常将PICC留在患者手臂中的位置持续六周到一年不等。
PORT通常包括贮存器(入口)以及从该贮存器进入患者静脉的导管,该贮存器设置有用于插入针头的隔膜。该贮存器通过外科手术插入到上胸部或手臂的皮肤下,导管完全插入静脉,也就是说,患者体外没有导管尾巴。
一些需要进行影像检查(例如,计算机断层扫描-CT)的患者可能已经将PICC用于其它目的。因此,现有的多内腔PICC可以用于诊断和/或治疗剂的动力注射。然而,所述可插入装置的存在对于动力注射器(特别是对于动力无注射管注射器)而言是相当大的技术约束,动力注射器要求产生足够高的压力和流速值以便即使在将该可插入装置插置在注射系统和患者之间时仍然保证期望的和预定的注射性能。
因此,申请人已经意识到需要改进动力无注射管注射器的液压性能,使得预定的注射程序不受已经插入患者体内并且要求与无注射管注射器连接的任何其它医疗装置(例如PICC&PORT)的影响。
详细地,申请人已经认识到需要改善动力无注射管注射系统的蠕动泵内的流体流动,以便减少大部分(如果不是全部)可能对注射系统的整体性能产生负面影响的结构约束,主要在注射流体的最大压力和最大流速方面。
此外,申请人还认为需要提供一种包括钉连接器的注射系统,该钉连接器促进流体正确且均匀的流过钉,并确保钉逐渐有效地刺穿到例如所述注射系统的输送装置(日套件)所拥有的隔膜(膜)中。
发明内容
为了提供对本公开的基本理解,在此给出本公开的简化概述;然而,该概述的唯一目的是以简化的形式介绍本公开的一些概念,作为其随后的更详细描述的序言,并且不应被解释为对其关键要素的识别或对其范围的描述。
为了改善无注射管注射系统的液压性能,申请人已经意识到需要优化流入注射系统的患者套件组件中的流体的路径。
因此,根据本公开的一方面,申请人已经发现,可以通过适当地设计患者套件组件与注射系统的加压单元之间的连接接口来实现流体路径优化。详细地,申请人已经发现,在蠕动泵部件入口端口附近,为患者套件组件的蠕动泵部件的壳体提供大致U形构造,使得在所述连接接口处可以获得基本笔直的流体流,如将在下面参考附图更详细地解释的那样。换言之,申请人已经发现将现有技术的90°弯曲构造改变为具有大半径的180°弯曲构造,所述解决方案降低了患者套件组件内的总压降。
根据本公开的另一方面,申请人已经发现,也可以通过适当地选择蠕动管的材料来进一步改善无注射管注射系统的液压性能,在无注射管注射系统的操作期间,蠕动泵部件作用在该蠕动管上。
根据本公开的另一个方面,申请人已经发现,也可以通过相对于定位在蠕动泵部件的辊之间的蠕动管的内直径适当地选择离开患者套件组件的输送管的内直径来进一步改善无注射管注射系统的液压性能。
因此,本公开的一个方面提供了一种注射系统,该注射系统包括蠕动泵部件,该蠕动泵部件的壳体在将患者套件组件与注射系统的输送装置流体连接的入口端口附近具有大致U形构造。
详细地,本公开的一个方面提供了一种注射系统,其包括:
-至少一个供应站,所述至少一个供应站用于供应待注射到患者脉管中的流体;
-加压单元,所述加压单元包括马达,以用于对从所述至少一个供应站接收的流体进行加压;
-输送装置,所述输送装置与所述至少一个供应站流体连通;
-患者套件组件,所述患者套件组件与所述输送装置流体连通,所述患者套件组件包括:
-输送管,所述输送管用于将加压流体输送给患者,和
-蠕动泵部件,所述蠕动泵部件包括壳体,所述壳体包括入口端口和出口端口,该入口端口与输送装置流体连通,该出口端口与输送管流体连通,
其特征在于,在所述入口端口附近,蠕动泵部件的壳体具有大致U形构造。
此外,本公开还涉及一种用于将加压流体输送给患者的患者套件组件,该患者套件组件包括:
-输送管,所述输送管与患者流体连通,以及
-蠕动泵部件,所述蠕动泵部件包括:
-壳体,所述壳体包括入口端口和出口端口,该入口端口与注射系统的输送装置流体连通,该出口端口与输送管流体连通;
-入口连接器,所述入口连接器用于将所述蠕动泵部件连接到输送装置的连接器,所述入口连接器布置在所述入口端口处,和
-至少一对辊,所述至少一对辊用于接合与所述入口连接器流体连通的蠕动管,并且用于在蠕动泵部件连接到注射系统的加压单元且该加压单元正在操作时对流入蠕动管的流体进行加压,
其特征在于,在所述入口端口附近,蠕动泵部件的壳体具有大致U形构造。
此外,本发明还涉及一种用于输送加压流体的蠕动泵部件,该蠕动泵部件包括:
-壳体,所述壳体包括入口端口和出口端口;
-入口连接器,所述入口连接器用于将所述蠕动泵部件连接到注射系统的输送装置,所述入口连接器布置在所述入口端口处,以及
-至少一对辊,所述至少一对辊用于接合与所述入口连接器流体连通的蠕动管,并且用于在蠕动泵部件连接到注射系统的加压单元且该加压单元操作时对流入蠕动管的流体进行加压,
其特征在于,在所述入口端口附近,蠕动泵部件的壳体具有大致U形构造。
最后,根据另一方面,本公开涉及一种注射系统,其包括:
-至少一个供应站,所述至少一个供应站用于供应待注射到患者脉管中的流体;
-加压单元,所述加压单元包括马达,以用于对从所述至少一个供应站接收的流体进行加压;
-输送装置,所述输送装置与所述至少一个供应站流体连通;
-患者套件组件,所述患者套件组件与所述输送装置流体连通,所述患者套件组件包括:
-输送管,所述输送管用于将加压流体输送给患者,和
-蠕动泵部件,所述蠕动泵部件包括入口端口和出口端口,该入口端口与输送装置流体连通,该出口端口与输送管流体连通,
其特征在于,所述注入系统还包括具有钉的至少一个入口连接器,所述钉包括:
-限定内部流体通道的圆柱形中空轴;
-设置在所述轴的远侧端部处的大致倒圆的锥形部分,所述部分终止于大致倒圆的实心末端,以及
-多个长形入口开口,所述多个长形入口开口沿着所述轴和所述大致倒圆的锥形部分而部分地延伸,所述长形开口与所述内部流体通道流体连通。
根据一个实施例,注射系统的输送装置包括至少一个入口连接器。
根据一个实施例,注射系统的患者套件组件包括至少一个入口连接器。
根据一个实施例,长形入口开口具有大致矩形形状。
根据一个实施例,长形入口开口的纵向延伸基本平行于钉的纵向轴线。
根据一个实施例,长形入口开口沿着圆柱形中空轴的侧向表面彼此等距间隔。
更具体地,本公开的一个或多个方面在独立权利要求中陈述,并且其有利特征在从属权利要求中陈述,所有权利要求的措词通过引用被逐字地并入本文(参照比照适用于所有其它方面的任何特定方面提供任何有利特征)。
附图说明
参照仅通过非限制性指示给出的以下详细描述,并结合附图阅读,将更好地理解本公开的解决方案及其进一步的特征和优点(其中,为简单起见,相应的元件用相同或相似的附图标记表示,并且不重复其说明,每个实体的名称通常用于表示其类型和属性,例如值、内容和表示形式)。在这方面,明确的意图是附图不必按比例绘制(某些细节可能被放大和/或简化),除非另有说明,否则它们仅用于概念性地说明本文所述的结构和过程。具体地:
图1以局部分解透视图的形式示出了注射系统的图示,其中可以应用根据本公开实施例的解决方案;
图2以局部分解透视图的形式示出了可替代的注射系统的图示,其中可以应用根据本公开实施例的解决方案;
图3示出了当前患者套件组件的图示透视图;
图4示出了图3的患者套件组件的当前蠕动泵的图示透视图;
图5示出了图4的当前蠕动泵的壳体的一个半部的图示透视图;
图6示出了根据本公开的实施例的患者套件组件的图示透视图;
图7示出了图6的患者套件组件的蠕动泵部件的图示透视图;
图8示出了图7的蠕动泵部件的壳体的一个半部的图示透视图;
图9分别示出了图7的蠕动泵部件的壳体的第一半部和第二半部的俯视平面图;
图10示出了部分患者套件组件的俯视平面图,其中为清楚起见已移除了蠕动泵部件的壳体的一个半部;以及
图11和图12示出了根据本公开的实施例的患者套件组件的入口钉连接器的透视图。
具体实施方式
具体参考图1,以局部分解透视图示出了注射系统100的图示,其中可以应用根据本公开的实施例的解决方案。
注射系统100用于将一种或多种流体注射到患者(图中未示出)体内。具体地,注射系统100是自动的(动力的)无注射管注射器,临床医生使用其在扫描检查期间(例如,在诸如CT扫描的放射线照相应用中)注射造影剂和盐溶液。
图1所示的注射系统100包括第一供应站105a、第二供应站105b和第三供应站105c,用于从相应的容器供应待注射的流体。具体地,供应站105a和供应站105b分别从瓶110a和瓶110b(即,由玻璃或硬质塑料制成的容器)供应流体。相反,供应站105c从袋110c(即,由软塑料制成的容器)供应流体。供应站105a、105b可以用于供应一种或多种造影剂(以增强患者体内特定身体特征的对比度),或分别供应造影剂和盐溶液(包括生理或等渗溶液),而供应站105c通常可以用于供应盐溶液。例如,在CT应用中,造影剂可以是基于碘的造影剂,其包括泛影酸盐、碘克沙酸盐、碘帕醇、碘海醇、碘希兰、碘普罗胺或碘克沙醇,盐溶液可以是氯化钠。包含碘帕醇的商业造影剂的一个例子是Bracco Diagnostics有限公司制造的(商标)。每个瓶110a、110b可以包含单剂量或多剂量(例如50-500ml)的不同造影剂(第一造影剂在第一瓶中,不同的第二造影剂在第二瓶中,两种造影剂可以按照预定顺序供应)或相同造影剂(连续供应以增加扫描检查的持续时间)。袋110c通常包含大量的盐水(例如100-1,000ml),其在造影剂注射之前(预冲洗)、之后(后冲洗)或之间(相间)进行供应,或者与造影剂连续地快速交替供应(以实现造影剂和盐溶液在患者器官内的混合,例如在心脏内的混合)。可替代地,如上所述,供应站105a和105b可用于分别供应造影剂和盐溶液。在后一种情况下,可以取消供应站105c。
更具体地,每个供应站105a、105b分别(包括)包括用于容纳和支撑瓶110a、110b的瓶保持器115a、115b。保护覆盖物120a、120b可以安装在瓶保持器115a、115b上,以在将瓶保持在瓶保持器上时覆盖瓶110a、110b,从而限定用于容纳瓶110a、110b的(封闭)腔室。瓶保持器115a、115b和保护覆盖物120a、120b保护瓶110a、110b免受外部意外冲击。此外,通常,保护覆盖物120a、120b由绝热材料(例如,聚碳酸酯)制成,以减少热损失,从而有助于将瓶110a、110b中容纳的医疗流体保持温暖(例如,在体温附近),该医疗流体之前在与注射系统分开的专用装置(未示出)中被加热。通常,供应站105c包括用于悬挂袋110c的钩125c。
注射系统还包括输送装置135,该输送装置确定用于将医疗流体从容器110a、110b、110c输送到加压单元140的流体路径。输送装置的管由塑料材料制成。优选地,输送装置的管由PVC制成。
为此,在每个供应站105a、105b中,瓶连接器130a、130b布置在瓶保持器115a、115b的连接端口132a、132b中。瓶连接器130a、130b包括用于连接到瓶110a、110b的钉以及与该钉流体连通的连接元件(例如,隔膜或凸形鲁尔锁定配件)。钉和连接元件位于瓶连接器130a、130b的相对的纵向端。通常,瓶连接器130a、130b还包括位于其钉和连接元件之间的过滤单元(图中未示出)。瓶连接器130a、130b是用于单个瓶110a、110b的一次性元件(例如,当移除瓶连接器130a、130b时,钉末端会折断并保留在瓶110a、110b内,以便防止其任何意外重新使用)。
输送装置135(通常由技术人员表示为“日套件”或“传输套件”)将所有供应站105a、105b、105c连接到加压单元140,以将对应的医疗流体从容器110a、110b、110c传输到接纳在加压单元140内的患者套件组件400。输送装置135包括用于每个供应站105a、105b、105c的传输线。每个供应站105a、105b的传输线包括柔性管141a、141b,柔性管(在其相对于加压单元140的远侧端部处)设置有贮存器(或滴注腔室)142a、142b以及用于与瓶连接器130a、130b的连接元件匹配的连接元件143a、143b。例如,在瓶连接器130a、130b的连接元件是隔膜的情况下,连接元件143a、143b是钉连接器;或者,在瓶连接器130a、130b的连接元件是凸形鲁尔锁定配件的情况下,连接元件143a、143b是凹形鲁尔锁定配件。在注射系统100的操作期间,贮存器142a、142b和连接元件143a、143b布置在瓶保持器115a、115b内。类似地,供应站105c的传输线包括柔性管141c,该柔性管(在其相对于加压单元140的远侧端部处)设置有贮存器(或滴注腔室)142c以及用于连接到袋110c的钉143c。所有柔性管141a、141b、141c(在其相对于加压单元140的近侧端部处)与T形连接器144联接,该T形连接器包括用于插入到加压单元140相应端口中的插塞。
加压单元140包括作用在蠕动泵上的电动马达(在图中未示出),该蠕动泵对(经由输送装置135从容器110a、110b、110c接收的)医疗流体加压,以将医疗流体注射到患者体内(例如,最高压力为17bar,或流速为0.5至9.9ml/s)。
如上所述,注射系统100还包括患者套件组件400,该患者套件组件将输送装置135连接到患者以将加压流体输送到患者。患者套件组件400包括输送管405,该输送管(在其相对于加压单元的近侧端部处)设置有蠕动泵部件401。后者被引入到设置在加压单元140中的专用端口中,并且还与输送装置135的T形连接器144流体连通。蠕动泵部件401容纳具有多个挤压辊的转子,蠕动管的相应部分(在图1中不可见)插入在这些挤压辊之间,所述蠕动管与输送管405流体连通。
当患者套件组件400是仅供单个患者使用的单次使用类型(如图1所示)时,输送管405相当长,并且(在其相对于加压单元的远侧端部处)设置有连接元件407,该连接元件用于与外周导管(未示出)的相应的对应连接元件(例如,插塞)匹配,该外周导管通过皮肤插入到待治疗患者的外周静脉中。输送管405还可以设置有夹子406,该夹子在外周导管的安装或拆卸期间捏紧管并关闭输送线。
当患者套件组件400是供多个患者使用的多次使用类型(如图2所示)时,通常,输送管405(输送线)相当短,并且在其远侧端部处设置有连接元件407,该连接元件用于与另外的患者线500的对应的连接元件501匹配,该患者线通常包括相当长的柔性管。附加患者线500(在其远侧端部处)终止于连接元件502,该连接元件用于与外周导管(未示出)所具有的对应连接元件匹配。
患者套件组件400是一次性元件,在单次使用的情况下(参见图1),完全与单个患者一起使用,而在多次使用的情况下(参见图2),则需要定期更换(例如,每12小时更换),但附加患者线500仅用于单个患者,因此在给定患者的每次注射过程结束时将其丢弃,从而在新患者准备好接受治疗时被新的附加患者线代替。
根据图1或图2的实施例,注射系统100的每个供应站105a、105b、105c还包括夹紧装置(图中未示出),以接合输送装置135,从而阻塞或不阻塞流经输送装置的流体的通过。具体地,供应站105a、105b的夹紧装置位于瓶保持器115a、115b内,而供应站105c的夹紧装置位于容纳在注射器主体的前部中的专用座部153中。夹紧装置的激活(即夹紧和解除夹紧)由注射器软件自动地控制,也就是,这是注射器执行的注射步骤的一部分(根据注射方案,该注射方案装载在注射器上,通常装载在图中未示出的注射器远程控制台上)。
控制单元155控制注射系统100的操作。例如,控制单元155包括具有微处理器的(主PCB)板、由微处理器用作工作存储器的RAM以及存储即使在电源关闭时也要保存的信息(注射系统100的控制程序)的闪存E2PROM。此外,控制单元155包括触摸屏和若干按钮,操作者使用它们与控制单元155进行交互。
最常见地,注射系统100由支架160支撑。支架160设置有轮,以便于移动注射系统100;此外,轮具有脚制动器,以将注射系统100固定就位。根据替代实施例(未示出),注射系统设置有天花板支座,该天花板支座允许将注射系统安装在介入/扫描室的天花板中。
图3示出了当前(现有技术)的患者套件组件300的透视图,其包括蠕动泵部件301和输送管305,输送管的远侧端部设置有连接元件307,该连接元件用于与患者线(未示出)流体连通或直接与插入在患者的静脉或动脉中的外周导管(未示出)流体连通。输送管305还可以设置有夹子306,用于在定位外周导管期间夹紧管并关闭输送线。
也如在图4和图5中更好地示出的,蠕动泵部件301包括两个镜面匹配部分302、303,它们一旦组装在一起(例如优选地通过胶合或通过焊接),就限定了封闭的壳体,用于接纳入口连接器304、蠕动泵的至少一对辊(未示出)以及引导路径320,该引导路径用于适当地引导分别与入口连接器304和输送管305流体连通的蠕动管308。
根据图3至图5所示的实施例,入口连接器304是包括钉309的钉连接器,该钉在注射系统100的操作期间穿透由输送装置135的T形连接器144拥有的膜,从而在输送装置135和患者套件组件400之间进行流体连接。可替代地(图中未示出),入口连接器是无钉连接器,并且通过任何合适的机械手段(例如卡销配件或卡扣机构)与输送装置的对应连接器进行安全的流体连接。通常,入口连接器304是L形的,并且其接合在从蠕动泵部件301的基本上矩形的壳体主要部分伸出的突出部分310中。更详细地,突出部分310在基本垂直于矩形壳体的次侧向表面的方向上具有基本直线的延伸。入口连接器304位于与蠕动泵部件301的入口端口311相对应的位置,使得入口连接器的近侧端部(即设置有钉309的入口连接器部分)突出远离入口端口311。为了将入口连接器304正确且安全地接合并保持在突出部分310内,在L形入口连接器304的远侧端部处设置有夹持构件312。
如图5中更详细地示出,引导路径320包括多个引导区段,用于容纳蠕动管308并将蠕动管308沿着蠕动泵部件301的辊(未示出)从入口连接器304引导直至其出口端口313。在图5中,仅在蠕动泵部件301的第一匹配部分302中示出了引导路径320;然而,在蠕动泵部件301的第二匹配部分303中也提供了类似且对称的引导路径320,使得一旦两个匹配部分302、303组装在一起,则整个引导路径320限定了预定路径,该预定路径基本上将蠕动管308封闭在其中。引导路径320包括弯曲引导区段321,该弯曲引导区段位于突出部分310中并且在入口连接器304的远侧端部附近引导蠕动管308。在朝向出口端口313的方向上移动,引导路径320进一步并且依次包括第一直线引导区段322、曲线引导区段323和第二直线引导区段324,这些区段全部包含在蠕动泵部件301的壳体的基本矩形的主要部分中。曲线引导区段323支撑蠕动管308以保持与至少一对辊(未示出)的外表面接触,所述至少一对辊接纳在蠕动泵部件301的圆形区域325内,使得蠕动管308被辊顺序地挤压抵靠曲线引导区段323的内壁,以在蠕动泵的操作期间使流体沿着蠕动管适当地前进。通常,第二直线引导区段324容纳用于将蠕动管308和输送管305组装在一起的连接器,这取决于所设想的具体技术方案,如将在本公开的下文中更好地解释的。
根据现有技术,如图5中更好地示出的,入口端口311的纵向轴线X-X基本垂直于引导路径近侧末端的纵向轴线Y-Y,即,弯曲引导区段321的近侧端部与入口连接器304的远侧端部直接流体连通。这意味着通过入口端口311进入蠕动泵部件301(见图5的箭头A)的流体最初沿基本平行于所述纵向轴线X-X的方向(在入口连接器304的近侧端部内)流动,但是接下来突然被迫旋转约90°,以进入入口连接器304的远侧端部,然后进入蠕动管308,从而遵循基本平行于所述纵向轴线Y-Y的方向。
申请人已经注意到,进入蠕动泵部件301时(即刚越过入口端口311之后)流体流方向的突然变化会引起流体流扰动(湍流)和再循环,这可能会对蠕动泵的性能产生负面影响,特别是当由于已经插入的医疗装置(如PICC和PORT)的存在而需要非常高的液压性能时。因此,为了改善无注射管注射系统的液压性能,申请人已经意识到需要优化流入注射系统的患者套件组件中的流体的路径。
图6示出了根据本公开的实施例的患者套件组件400的透视图。患者套件组件400包括蠕动泵部件401和输送管405,输送管的远侧端部设置有连接元件407,该连接元件用于与患者线(未示出)流体连通或直接与插入在患者的静脉或动脉中的外周导管(未示出)流体连通。输送管405通常还设置有夹子406,用于在定位外周导管期间夹紧管并关闭输送线。
如图9中更好地示出的,蠕动泵部件401包括两个镜面匹配部分402、403,这两个镜面匹配部分一旦组装在一起(例如优选地通过胶合或通过焊接)就限定了用于接纳入口连接器404和蠕动泵的至少一对辊450(在图10中示出)的封闭壳体。两个匹配部分402、403还限定了引导路径420,用于适当地引导分别与入口连接器404和输送管405流体连通的蠕动管408。
根据图7所示的实施例,入口连接器404是包括钉409的钉连接器,该钉在注射系统100的操作期间穿透由输送装置135的T形连接器144拥有的膜(隔膜),从而在输送装置135和患者套件组件400之间进行流体连接。入口连接器404位于与蠕动泵部件401的入口端口411相对应的位置,使得入口连接器的近侧端部(即设置有钉409的入口连接器部分)突出远离入口端口411。
根据本公开的实施例,蠕动泵部件401的壳体包括突出部分410,该突出部分有助于限定壳体的大致U形的延伸。换言之,根据本公开,在入口端口411附近,蠕动泵部件401的壳体具有大致U形的构造,以更好地更好地容纳入口连接器404和蠕动管408,如在本说明书的下文中更好地解释的。
根据本公开,入口连接器404是直型连接器,并且夹持构件412设置在突出部分410内,靠近入口端口411,用于将入口连接器404适当且安全地接合并保持在蠕动泵部件401的壳体内。
如图8至图10中详细示出的,引导路径420包括多个引导区段,用于容纳蠕动管408并将蠕动管408沿着蠕动泵部件401的辊450(图10所示)从入口连接器404引导最终直到其出口端口413。图8示出了蠕动泵部件401的仅第一匹配部分402的透视图,而图9示出了两个匹配部分402、403的俯视平面图,在其中适当地设计和限定了引导路径420。
详细地,引导路径420包括大致U形的引导区段421,该引导区段主要形成在突出部分410内,并且将蠕动管408引导到入口连接器404的远侧端部。更精确地,大致U形引导区段421针对其大部分延伸容纳在突出部分410中,而仅一小部分大致U形引导区段421接纳在蠕动泵部件401的壳体的矩形部分内。更详细地,大致U形引导区段421包括定位在夹持构件412附近以保持入口连接器404的第一笔直分支421a、连接到第一笔直分支421a并且其曲率与突出部分410的曲率基本上对应并匹配的弯曲区段421b、以及与弯曲区段421b连接的第二笔直分支421c。
在朝向出口端口413的方向上移动,引导路径420进一步并且依次包括第一直线引导区段422、曲线引导区段423和第二直线引导区段424,这些区段全部包含在蠕动泵部件401的壳体的大致矩形部分中。曲线引导区段423支撑蠕动管408以保持与至少一对辊450(在图10中示出了三个辊450)的外表面接触,所述至少一对辊接纳在蠕动泵部件301的圆形区域425内,使得蠕动管408被辊顺序地挤压抵靠曲线引导区段423的内壁,以在蠕动泵的操作期间使流体沿着蠕动管适当地前进。通常,第二直线引导区段424容纳用于将蠕动管408和输送管405组装在一起的连接器,这取决于所设想的具体技术方案,如将在本公开的下文中更好地解释的。
根据本公开,如图8中更好地表示的,入口端口411的纵向轴线Z-Z基本平行于(如果不与之一致)入口连接器404(其为直型连接器)的纵向轴线,并且平行于与入口连接器404直接流体连通的大致U形引导区段421的第一笔直分支421a的纵向轴线。
与例如参照图5描述的现有技术解决方案相比,申请人已经发现,根据本公开,突出部分410(并且因此对应的U形引导区段421)的U形构造允许通过入口端口411进入蠕动泵部件401(参见图8的箭头B)的流体有规律和平稳地流入入口连接器404,然后流入蠕动管408(容纳在引导路径420内),基本上没有发生不期望的湍流现象,从而改善了注射系统的整体液压性能。
此外,申请人还发现,根据本公开的解决方案是特别有利的,这是因为由于引导路径420的U形引导区段421而使得蠕动管的尺寸公差(特别是蠕动管长度的公差)可以无需那么严格和苛刻。实际上,引导路径的U形部分允许适当地布置蠕动管,该蠕动管可以短于或长于预定公差范围。这方面特别重要,因为它大大降低了管制造商要求满足的设计约束。
此外,申请人已经发现,在人体工程学和注射系统操作期间的易用性方面,根据本公开的解决方案也是特别有利的。实际上,根据本发明的蠕动泵部件401的大致U形突出部分410的存在已经显著地增加了其总体尺寸,特别是对应于操作者用于操纵蠕动泵部件401(即主要是将蠕动泵部件装载到注射系统100的加压单元140中或从该加压单元中卸载)的区域。特别是当蠕动泵部件401必须与加压单元140脱开时,操作者可能会非常感谢增加的区域。实际上,在此特定条件下,蠕动泵部件401的大部分驻留在注射器头部内,并且通常只有蠕动泵部件401的一小部分可供操作者抓取并排出患者套件组件。相反,由于本公开的解决方案,在操作期间,大致U形的突出部分410的主要部分从加压单元140突出,并且操作者可以容易地接近并抓住蠕动泵部件401以使其脱离。
根据本公开的实施例(如图10所示),蠕动管408通过连接器455连接到输送管405,该连接器在出口端口413附近安全且适当地定位在蠕动泵部件401内。连接器455借助于附加夹持构件456被适当地保持就位并且被正确地定位在蠕动泵部件401内。
根据本公开的实施例,输送管405的内直径被选择为小于蠕动管408的内直径。根据本公开的替代实施例,为了进一步改善注射系统100的液压性能,输送管405和蠕动管408被选择为具有相同的内直径,使得当流体从蠕动管流入输送管时基本上避免了任何管横截面限制,且不会出现压降。
根据本公开的实施例,为了进一步改善注射系统100的液压性能,输送管405被选择为具有的硬度值高于蠕动管408的硬度值,从而避免由于压力增加而导致的管的吹气。
根据本公开的替代实施例(图中未示出),将输送管405切割成非常短,并且在其远侧端部处提供连接元件,从而提供了更加通用的解决方案。实际上,连接元件(例如鲁尔连接器)可用于连接患者线,该患者线基于每个特定国家/地区的适用法律和法规规则可以是单次使用的类型(即仅用于单个患者)或多次使用的类型(即用于多个患者)。该通用解决方案是特别有利的,因为所述患者套件组件可以根据情况容易地适应并满足非常具体的需求。例如,如果要求注射儿童或婴儿,则将特别细的输送管与患者套件组件的连接元件相关联;相反,对于心脏应用,通常需要更大的输送管,因此将该更大的输送管与患者套件组件的连接元件相关联。因此,很明显,根据这种通用解决方案的患者套件组件可以被认为是可以在任何应用中使用的标准部件,而只有输送管的远侧部分会根据非常具体的应用/患者需求或要求进行更换和选择。
根据本公开的另一替代实施例(图中未示出),蠕动管408和输送管405是完全相同的管,从而导致较不复杂且较便宜的患者套件组件400。
优选地,蠕动管408由聚氨酯制成,因为该材料可以很容易地通过蠕动泵的辊变形,但是同时,当不被辊挤压时,其也可以完全且快速地恢复其原始形状。因此确保预定的流体体积被适当地装载在被包围在两个连续的辊之间的蠕动管部分内,然后沿着蠕动管和输送管前进。
替代地,蠕动管408是多层管,其有利地结合了不同材料的机械性能以改善所述蠕动管的整体性能。例如,多层管包括由TPE(热塑性弹性体)制成的内层和由聚氨酯制成的外层,从而将聚氨酯的上述优点与关于TPE的老化的良好性能结合在一起。
根据本公开的另一实施例,如图11和图12更好地示出,入口连接器404是包括钉409的钉连接器。详细地,钉409包括圆柱形中空轴460(其限定了内部流体通道)和设置在轴460的远侧端部处的大致倒圆的锥形部分470,所述部分终止于大致倒圆的实心末端490。钉409进一步包括多个长形入口开口480(例如,在图12中示出了三个开口),根据图11和12所示的实施例,长形入口开口部分地沿着轴和大致倒圆的锥形部分延伸,所述长形入口开口与圆柱形中空轴460所限定的内部流体通道流体连通。由于大致倒圆的锥形部分470在其远侧末端490处是闭合的,因此流体只能通过长形入口开口480进入钉409。根据图中所示的实施例,至少对于长形入口开口的沿着钉的圆柱形轴延伸的部分而言,所述长形入口开口480具有大致矩形形状,并且它们的纵向延伸大致平行于钉的纵向轴线W-W。此外,为了将流体流均匀地分配到钉409的内部腔体中,长形入口开口沿着圆柱形中空轴460的侧向表面沿周向彼此等距地布置,并且它们的分布以及它们的构造经过适当设计,以增加可用于流体通道的最大面积。因此,侧向和周向布置的长形入口开口(而不是一个中心开口)的实施有利地改善了流体流入入口连接器404。此外,钉409的远侧末端490处的大致倒圆的锥形部分470已经被设计用于提高钉穿过输送装置135的T形连接器144所具有的膜(隔膜)的穿透效率。实际上,申请人已经意识到需要提供一种钉设计,该钉设计不仅有助于促进正确且重要的流体流通过钉,而且还有助于确保钉逐渐有效地穿透到T形连接器的膜中,以便在多次钉插入之后保持其完整性,特别是考虑到输送装置(“日套件”)设计为在整个工作日内保持运转的情况。最后,钉409的大致倒圆的锥形部分470还具有的优点是在钉409穿过T形连接器144的膜(隔膜)插入期间方便操作者(在膜的中心位置处设置有适当的切割部,以用于更好地引导钉和便于钉的插入),因为与传统的当前患者套件组件300的钉连接器304所具有的圆柱形中空钉相比,钉端部的倒圆的表面遇到的抗穿透阻力较小。
因此,根据本公开的一个实施例,患者套件组件400包括至少一个改进的入口连接器404,该入口连接器设置有新的改进的钉409。
根据本公开的另一实施例,患者套件组件300包括至少一个改进的入口连接器404,该入口连接器设置有新的改进的钉409。
根据本公开的另一实施例,输送装置135包括至少一个改进的入口连接器404,该入口连接器设置有新的改进的钉409。根据该实施例,图1和图2的连接元件143a、143b被改进的入口连接器404代替,该入口连接器的钉409穿过相应的瓶连接器130a、130b所具有的隔膜(膜)。
在操作中,对于要执行的每次注射,操作者将注射系统100放置在靠近待检查的患者的位置,然后打开注射系统。如果尚未完成,则操作者通过以下方式安装输送装置135:将每个滴注腔室142a、142b和每个连接元件143a、143b插入到对应的瓶保持器115a、115b中,由此将它们可释放地阻塞在其中(例如,借助于卡扣配合机构)。当未安装袋110c(包含盐溶液)时,控制单元155在其屏幕上显示消息,提示操作者这样做。如果要使用袋110c,则操作者用钉143c刺穿袋110c的密封,将袋110c从钩125c上悬挂下来,并用盐溶液完全充满贮存器142c(通过反复挤压)。此时,操作者通过输入与袋110c的盐溶液有关的特定信息(例如,其品牌名称和体积)来对控制单元155进行编程(在控制单元155处或在图中未示出的注射器远程控制台处)。否则,如果不使用袋110c,则操作者将对应的命令输入到控制单元155(或远程控制台)。在两种情况下,当未安装瓶110a(带有造影剂)时,控制单元155在其屏幕上显示消息,提示操作者这样做。响应于此,操作者通常从单独的加热器(图中未示出)中取出瓶110a,其中瓶110a已经被预热到目标温度。目标温度通常被设定为足够高的值,以允许有效地(例如,以期望的流速)并且对患者而言舒适地注射造影剂,但是不会太高以至于对患者有害。通常,目标温度在32℃至37.5℃的范围内。可选择地,不执行该过程,因此不将造影剂预热而在室温下注射造影剂。操作者用瓶连接器130a的钉刺穿瓶110a的密封。然后,将瓶110a(与瓶连接器130a连接)上下颠倒,然后将瓶连接器130a插入到连接端口132a中(以便将其连接元件连接到连接元件143a),然后将保护覆盖物120a安装在瓶保持器115a上(以保护瓶110a并使其隔热),然后用造影剂填充滴注腔室142a(通过反复手动挤压贮存器142a)。此时,操作者通过输入与瓶110a的造影剂有关的特定信息(例如,其品牌名称和体积)来对控制单元155进行编程(在控制单元155处或在注射器远程控制台处)。操作者在必要时重复相同的操作以安装另一个瓶110b(可能包含瓶110a的相同造影剂或不同的造影剂甚至盐溶液)。然后,控制单元155在其屏幕上显示消息,提示操作者安装患者套件组件400。因此,操作者可以将蠕动泵部件401引入到加压单元140的专用槽中,将蠕动泵部件401连接到T形连接器144上,并为准备好运行预定的选定注射程序的注射器做好准备。
在患者套件组件400可多次使用的情况下(如图2所示),操作者还可以将附加患者线500的连接元件501连接到输送管405的连接元件407。
随后,操作者通过在控制单元155上(或在远程控制台上)选择相应的灌注功能来分别灌注每个传输线141a、141b和141c,以便消除可能存在于传输线141a、141b和141c、输送管405和/或(可能的)附加患者线500中的气泡。替代地并且优选地,灌注阶段有利地由注射系统自动执行,而不需要操作者手动执行。一旦该灌注阶段已经结束(并且在注射系统100中没有感测到空气),操作者最终就将患者套件组件400的连接元件407(在患者套件组件用于单次使用的情况下)或附加患者线500的连接元件502(在患者套件组件用于多次使用的情况下)连接到已经插入患者脉管系统中的外周导管(图中未示出)的连接元件。
然后,操作者通过输入或选择与要执行的注射检查有关的信息来对控制单元155(或远程控制台)进行编程(例如,外周导管的针规,注射方案包括一个或多个注射阶段,每个注射阶段由待注射的医疗液体的类型、体积和流速限定,可能在预定的注射方案中选择以用于不同类型的注射程序和相关的扫描检查)。
针对待检查的指定患者而言特定的注射方案(即注射阶段数量、注射阶段顺序、例如流速和持续时间的注射参数、造影剂和生理盐水细节、针规)可以由操作者通过控制单元155(或远程控制台)手动引入。或者,操作者可以从可移除存储器(例如USB闪存)中下载所需的注射方案。可替代地,操作者可以从服务器下载期望的注射方案以及待检查患者的相关数据,该服务器可以连接多于一个的注射系统100,并且在这种情况下还可以连接多个临床场所。
最终,操作者可以开始扫描检查,该扫描检查将注射系统的功能与成像设备的功能结合在一起,成像设备与提供在扫描过程中使用的造影剂活性的注射系统结合操作。在扫描检查结束时,注射系统100自动停止并且操作者从外周导管上断开患者套件组件400或附加患者线500的连接。
如上所述,如果患者套件组件400是单次使用类型的,则操作者将蠕动泵部件401脱离,并且丢弃用过的患者套件组件400。相反,如果患者套件组件400是多次使用类型的,并且其使用时间(通常为12小时)还没有过去,则操作者将蠕动泵部件401以及装载在其中的蠕动管408和输送软管405保持在加压单元140内,最终仅移除并丢弃用过的附加患者线500。在这一点上,可以认为被检查患者的注射过程已经完成。
如上所述,如果输送装置135是需要每24小时更换一次的一次性元件,则在注射过程结束时,如果使用时间尚未过去,则不丢弃输送装置135,并保持安装在注射器上,准备好用于待注射新患者并开始新的注射程序。
图1和图2的注射系统100包括三个分开的供应站105a、105、105c。然而,本公开可以应用于设置有单个供应站(未示出)的注射系统。类似地,本公开可以应用于设置有两个分开的供应站(未示出)的注射系统。
修改形式
为了满足局部和特定要求,本领域技术人员可以将许多逻辑和/或物理修改和变更应用于本公开。更具体地,尽管已经参考本公开的一个或多个实施例以某种程度的特定性描述了本公开,但是应当理解,形式和细节的各种省略、替代和改变以及其它实施例是可能的。具体地,甚至可以在没有先前描述中阐述的特定细节(例如数值)的情况下实践本公开的不同实施例,以提供对其的更全面的理解。相反,可能已经省略或简化了众所周知的特征,以免不必要的细节使描述不清楚。而且,明确的意图是,根据本发明的总体设计选择,结合本公开的任何实施例描述的特定元件和/或方法步骤可以结合在任何其它实施例中。在任何情况下,每个数值都应读作由术语“约”的修饰(除非已实现),并且每个数值范围都应明确表示沿该范围内的连续数(包括其端点)指定任何可能的数字。而且,序数或其它限定词仅用作标签来区分具有相同名称的元素,但它们本身并不表示任何优先级、优先次序或顺序。术语包括、包含、具有、含有和涉及(及其任何形式)应具有开放的、非详尽的含义(即,不限于所列举的项目),术语基于、取决于、根据、随……而变(及其任何形式)应作为非排他性关系使用(即,可能涉及其它变量),术语“一”应作为一个或多个项目使用(除非另有明确说明),术语用于……的手段(或任何手段加功能的表述)应旨在适于或配置为执行相关功能的任何结构。
在一个实施例中,注射系统用于将一种或多种流体注射到患者体内。但是,流体可以是任何数量和任何类型的(例如,在一般医疗应用中用于诊断或治疗目的的任何医疗流体,例如药物或体液,或更一般地,用于任何其它处理,例如用于美容目的);此外,可以以任何方式(例如,动脉内)将流体注射到任何(人类或动物)患者体内。
在一个实施例中,注射系统包括一个或多个供应站,每个供应站用于供应待注射的流体之一。然而,注射系统可以包括用于供应相同或不同流体(以任何组合)的任意数量的供应站(低至单个)。
在一个实施例中,注射系统用于在患者扫描检查期间将流体注射到患者体内;所述流体是一种或多种医疗流体,包括造影剂和/或盐溶液。但是,注射系统可以用于任何扫描检查(例如,在MR、核或超声成像应用中);此外,注射系统可与任何造影剂(例如,钡基造影剂,如硫酸钡、钆、放射性同位素、充气微泡的悬浮液)、任何盐溶液(例如,添加有葡萄糖)、其任何组合或更一般地与任何一种或多种医疗流体一起使用。
Claims (18)
1.一种注射系统(100),其包括:
-至少一个供应站(105a;105b;105c),所述至少一个供应站用于供应待注射到患者脉管中的流体;
-加压单元(140),所述加压单元包括马达,以用于对从所述至少一个供应站接收的流体进行加压;
-输送装置(135),所述输送装置与所述至少一个供应站流体连通;
-患者套件组件(400),所述患者套件组件与所述输送装置流体连通,所述患者套件组件包括:
-输送管(405),所述输送管用于将加压流体输送给患者,和
-蠕动泵部件(401),所述蠕动泵部件包括壳体(402、403),所述壳体包括入口端口(411)和出口端口(413),该入口端口与输送装置流体连通,该出口端口与输送管流体连通,
其特征在于,所述壳体(402、403)在封闭时限定了引导路径(420),并且所述引导路径(420)的在所述入口端口附近的部分具有大致U形构造。
2.根据权利要求1所述的注射系统(100),其特征在于,蠕动泵部件(401)包括两个镜面匹配部分,这两个镜面匹配部分一旦组装在一起就限定了所述壳体。
3.根据权利要求1所述的注射系统(100),其特征在于,所述壳体是封闭的,并且在所述壳体中容纳入口连接器(404)、蠕动泵部件(401)的至少一对辊(450)以及引导路径(420),所述引导路径用于引导分别与入口连接器(404)和输送管(405)流体连通的蠕动管(408)。
4.根据权利要求1所述的注射系统(100),其特征在于,所述壳体还包括突出部分(410),所述突出部分有助于在所述入口端口附近限定所述大致U形构造。
5.根据权利要求4所述的注射系统(100),其特征在于,所述引导路径(420)包括大致U形引导区段(421),所述大致U形引导区段的大部分延伸主要位于所述突出部分(410)中。
6.根据权利要求5所述的注射系统(100),其特征在于,所述大致U形引导区段(421)包括第一笔直分支(421a)、弯曲区段(421b)和第二笔直分支(421c),所述第一笔直分支定位在夹持构件(412)附近以保持入口连接器(404),所述弯曲区段与第一笔直分支(421a)连接,并且所述弯曲区段的曲率与突出部分(410)的曲率相对应,所述第二笔直分支与弯曲区段(421b)连接。
7.根据权利要求3所述的注射系统(100),其特征在于,在朝向出口端口(413)的方向上移动,引导路径(420)还包括第一直线引导区段(422)、曲线引导区段(423)和第二直线引导区段(424),这些区段全部包含在所述壳体的大致矩形部分中。
8.根据权利要求6所述的注射系统(100),其特征在于,入口端口(411)的纵向轴线(Z-Z)大致平行于入口连接器(404)的纵向轴线并且平行于与入口连接器(404)直接流体连通的第一笔直分支(421a)的纵向轴线。
9.根据权利要求1所述的注射系统(100),其特征在于,输送管(405)被切割成非常短,并且在所述输送管的远侧端部处设置有连接元件。
10.一种用于将加压流体输送给患者的患者套件组件(400),该患者套件组件包括:
-输送管(405),所述输送管与患者流体连通,以及
-蠕动泵部件(401),所述蠕动泵部件包括:
-壳体(402、403),所述壳体包括入口端口(411)和出口端口(413),该入口端口与注射系统(100)的输送装置(135)流体连通,该出口端口与输送管流体连通;
-入口连接器(404),所述入口连接器用于将所述蠕动泵部件连接到输送装置(135)的连接器(144),所述入口连接器布置在所述入口端口处,和
-至少一对辊(450),所述至少一对辊用于接合与所述入口连接器流体连通的蠕动管(408),并且用于在蠕动泵部件连接到注射系统的加压单元(140)且该加压单元正在操作时对流入蠕动管的流体进行加压,
其特征在于,所述壳体(402、403)在封闭时限定了引导路径(420),并且所述引导路径(420)的在所述入口端口附近的部分具有大致U形构造。
11.根据权利要求10所述的患者套件组件,其特征在于,在入口连接器(404)和蠕动管之间的连接区域处,入口端口(411)的纵向轴线(Z-Z)大致平行于蠕动管(408)的纵向轴线。
12.根据权利要求10所述的患者套件组件(400),其特征在于,所述引导路径(420)能够引导分别与入口连接器(404)和输送管(405)流体连通的蠕动管(408)。
13.根据权利要求10所述的患者套件组件(400),其特征在于,输送管(405)被切割成非常短,并且在所述输送管的远侧端部处设置有连接元件。
14.一种用于输送加压流体的蠕动泵部件(401),其包括:
-壳体(402、403),所述壳体包括入口端口(411)和出口端口(413);
-入口连接器(404),所述入口连接器用于将所述蠕动泵部件连接到注射系统(100)的输送装置(135),所述入口连接器布置在所述入口端口处,以及
-至少一对辊(450),所述至少一对辊用于接合与所述入口连接器流体连通的蠕动管(408),并且用于在蠕动泵部件连接到注射系统(100)的加压单元(140)且该加压单元正在操作时对流入蠕动管的流体进行加压,
其特征在于,所述壳体(402、403)在封闭时限定了引导路径(420),并且所述引导路径(420)的在所述入口端口附近的部分具有大致U形构造。
15.根据权利要求14所述的蠕动泵部件(401),其特征在于,所述壳体(402、403)还包括突出部分(410),所述突出部分有助于在所述入口端口附近限定所述大致U形构造。
16.根据权利要求14所述的蠕动泵部件(401),其中所述引导路径(420)能够引导与入口连接器(404)流体连通的蠕动管(408)。
17.根据权利要求15所述的蠕动泵部件(401),其特征在于,引导路径(420)包括大致U形引导区段(421),所述大致U形引导区段包括弯曲区段(421b),所述弯曲区段的曲率与突出部分(410)的曲率大致对应和匹配。
18.根据权利要求14所述的蠕动泵部件(401),其特征在于,输送管(405)被切割成非常短,并且在所述输送管的远侧端部处设置有连接元件。
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