CN113521434A - 一种高压注射系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高压注射系统及方法，属于医疗器械领域。针对现有注射效率慢且存在安全隐患的问题，本发明提供一种高压注射系统，它包括设置在摄片室的注射装置，注射装置分别与主次控制器电连接，设置在操作室的终端；注射装置包括液瓶，液瓶内的液体通过蠕动泵输送至注射针头内，蠕动泵与驱动机构连接，在液体从液瓶传输至注射针头内的管路上设有压力检测机构和气泡检测机构，主次控制器分别均与驱动机构、压力检测机构、气泡检测机构电连接。本发明中液体通过蠕动泵输出，不产生污染并且稳定性精度高；且采用双控制器的方式进行安全机制双重控，保证注射系统的安全性及有效性。本发明的高压注射方法极大提高了工作效率以及精准度，安全性能高。

Description

一种高压注射系统及方法
技术领域
本发明属于医疗器械领域，更具体地说，涉及一种高压注射系统及方法。
背景技术
在许多医疗诊断和治疗过程中，医生或其他人员向患者注射造影剂配合计算机断层扫描(CT)、数字减影血管造影(DSA)、磁共振系统(MR)成像辅助医生诊断，通常使用血管造影高压注射执行装置进行药物的注射。目前，血管造影高压注射执行装置通常采用手动推送造影剂，造影剂通过静脉或动脉到达检测位置，通过吸收X射线或改变体内组织在磁共振下的信号强度来获取期望的组织部位的图像。但是对于人工手动吸取造影剂或生理盐水，再由操作人员手动进行注射，整个注射过程中的流速、压力与注射体积由操作者的力量和技术影响，无法实现精准控制；同时无法有效监测患者治疗情况，医务人员的工作量也相对较为繁重，导致整个工作效率慢的同时无法对整个过程进行安全有效的监控。
针对上述问题也进行了相应的改进，如中国专利申请号CN201910413560.2，公开日为2020年11月17日，该专利公开了一种高压注射装置及高压注射系统。高压注射装置包括：壳体和针筒，针筒可拆卸设置在所述壳体上，针筒的注射口连接有输液管；所述针筒包括针筒筒体和与所述针筒筒体配合的活塞件，所述活塞件用于挤压所述针筒筒体内的注射液；驱动装置，所述驱动装置设置在所述壳体内，其输出轴与所述活塞件相连；检测模块，所述检测装置包括传感器和显示装置，所述传感器用于检测所述针筒的输液状态，所述显示装置可转动设置在所述壳体上，用于显示和控制当前输液状态。该专利的不足之处在于：虽然减轻了医务人员的工作量，但是整个过程安全性较差。
又如中国专利申请号CN200910106793.4，公开日为2009年10月7日，该专利公开了一种高压安全注射方法及系统。所述高压安全注射方法包括步骤：检测注射管内压力，产生压力信息；监视并判断所述压力信息是否异常，如是，发送请求；如否，继续注射；根据所述请求控制注射进行。该专利的不足之处在于：虽能实现注射管内压力监控，但是传感设备易受到外界环境干扰，结果不准确。
发明内容
1、要解决的问题
针对现有注射效率慢且存在安全隐患的问题，本发明提供一种高压注射系统及方法。本发明中液体通过蠕动泵输出，不产生污染并且稳定性精度高；且采用双控制器的方式进行安全机制双重控，保证整个注射系统的安全性以及有效性。本发明的高压注射方法极大的提高了工作效率以及精准度，安全性能高，有效避免出现压力过大对管路以及对人血管造成损伤和大气泡进入人体容易导致血栓危害生命的问题。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种高压注射系统，包括设置在摄片室的注射装置，注射装置分别与主控制器和次控制器电连接，设置在操作室的终端，主控制器、次控制器和终端依次电连接；注射装置包括液瓶，液瓶内的液体通过蠕动泵输送至注射针头内，蠕动泵与驱动机构连接，在液体从液瓶传输至注射针头内的管路上设有压力检测机构和气泡检测机构，主控制器和次控制器分别均与驱动机构、压力检测机构、气泡检测机构电连接。
更进一步的，液瓶为若干个，若干个液瓶与若干个输出支管通过电磁阀一一对应连接，电磁阀与主控制器电连接，且若干个输出支管均分别与蠕动泵内的输液管连接。
更进一步的，所述输液管一侧设有用于拨动输液管的拨管装置。
更进一步的，所述拨管装置包括电机，电机与主控制器电连接，电机与蜗杆连接实现蜗杆的转动，蜗杆上设有若干个螺旋齿，螺旋齿的一端用于拨动输液管。
更进一步的，液瓶的出口处设有超声传感器I，超声传感器I与主控制器电连接。
更进一步的，所述气泡检测机构包括两个，一个设置在蠕动泵的输出管路上，该气泡检测机构与次控制器电连接；另一个设置在与注射针头连接的管路上，该气泡检测机构与主控制器电连接。
更进一步的，气泡检测机构的外侧设有保护罩。
更进一步的，摄片室与操作室之间通过自动门连通，自动门与动力件连接实现自动门的开关，动力件与次控制器电连接。
一种高压注射方法，采用如上述任一项所述的高压注射系统完成。
3、有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明通过将液瓶内的液体通过蠕动泵进行输出，对液体不产生污染并且稳定性精度高，具有良好的自吸能力，有效防止液体回流；同时在液体通过蠕动泵输出之后对液体进行一个压力和气泡的检测，避免出现压力过大对管路以及对人血管造成损伤和大气泡进入人体容易导致血栓危害生命的问题，提高了整个高压注射过程的安全性能；同时采用双控制器的方式进行安全机制双重控，保证整个注射系统的安全性以及有效性；
(2)本发明中的液瓶为若干个，分别进行不同液体的输送，同时通过电磁阀进行控制液体输送过程，操作简便且自动化提高工作效率；并且将若干个输出支管均连接到蠕动泵的输液管一端，随后进入到输液管内完成液体输送，且在输液管的一侧设有用于拨动输液管的拨管装置，因输液管内的液体需经过蠕动泵内的滚轮挤压输送，拨管装置的设置则方便将输液管从滚轮中拿出或放入，以实现更换输液管的操作，整个过程操作简便，且工作效率高；
(3)本发明在液瓶的出口设有超声传感器I，该超声传感器I与其中一个控制器电连接，用于检测液瓶是否存在空瓶的状态，提醒医护人员注意，及时更换液瓶，保证整个液体输入至人体内的过程的安全性；同时在超声传感器I外侧设有保护罩，避免超声传感器I受到外界环境的影响造成测量结果不准确，进一步提高超声传感器I的使用寿命和测量结果；
(4)本发明将气泡检测机构设置两个，因液体经过蠕动泵输送至注射针头内进而进入到人体内，对液体经过蠕动泵之后和进入人体之前的管路分别进行检测是否存在气泡，并分别与不同的控制器进行电连接实现数据反馈，实现冗余双控，进一步有效避免管道内存在大气泡进入到人体内导致血栓造成生命危险，增加整个过程的安全性；
(5)本发明整体的高压注射方法实现自动化处理，极大的提高了工作效率以及精准度，同时采用两个控制器分别进行不同部件的控制，分工明确，极大的提高了整个注射过程的安全性以及及时性，避免出现压力过大对管路以及对人血管造成损伤和大气泡进入人体容易导致血栓危害生命的问题。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的立体图。
图中：1、液瓶；2、超声传感器I；3、压力传感器；4、输出支管；5、超声传感器II；6、蠕动泵；7、安装座；8、支柱；9、底座。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。
实施例1
如图1、图2所示，一种高压注射系统，包括设置在摄片室的注射装置，注射装置用于对病人进行注射，注射装置分别与主控制器和次控制器电连接；设置在操作室的终端，主控制器、次控制器和终端依次电连接，依次串联，终端用于接收并显示主次控制器的数据；主次控制器均用来控制注射装置内的部件，并且对应执行相应操作，主次控制器与终端之间通过有线485或无线433实现远距离通信。主次控制器均为集成芯片，终端与显示器电连接，两个控制器接收到的数据同时在显示器上显示出来，医护人员通过在操作室内的显示器上进行观察，且通过在显示器上设置病人造影剂输注量以及输注速度，通过注射装置去执行输注过程，并从显示器上实时读取系统状态信息。将终端与注射装置设置在两个不同的空间内，避免彼此之间产生相互干扰，同时方便医护人员的操作。同时在本实施中注射装置包括液瓶1，液瓶1内的液体通过蠕动泵6输送至注射针头内，蠕动泵6与驱动机构连接。蠕动泵6包括与驱动机构连接的泵轮，泵轮上等间距设有若干个滚轮，以及设置在泵轮上的输液管，通过滚轮不断碾压输液管内的液体实现液体的流动传输。在这里值得说明的是，输液管的一端通过管路连接液瓶1，称之为进口端；输液管的另一端通过管路连接到注射针头，通过注射针头进入到人体，称之为出口端。通过蠕动泵6进行输送至注射针头内，蠕动泵6对液体不产生污染并且稳定性精度高，具有良好的自吸能力，有效防止液体回流。蠕动泵6设置在安装座7上，安装座7与底座9通过支柱8连接，底座9成为整个装置的基座，在底座9的底部设有滚轮，便于整个装置的一个移动。在液体从液瓶1传输至注射针头内的管路上设有压力检测机构和气泡检测机构，主控制器和次控制器分别均与驱动机构、压力检测机构、气泡检测机构电连接。压力检测机构对管路上的压力进行检测，气泡检测机构对管路内的气泡进行检测。上述机构分别与主次两个控制器电连接，实现安全机制双重控，以此保证系统的安全性及有效性。优选的，所述压力检测机构为压力传感器3，气泡检测机构为超声传感器II5，这两者结构简单，成本低的同时测量结果精准。驱动机构可为伺服电机。驱动机构驱动蠕动泵6进行液体的输送，为整个系统的核心功能，且在输注过程中通过调整伺服电机速度实现注射速度调整、调整伺服电机行程实现注射量调整。对注射类设备来说，当系统检测到任何故障时，立即停止输注动作，即可保证患者的安全性；当管路压力过大，对病人血管造成损伤，同时压力过大，也可能导致管路爆裂的问题，所以风险等级高。当管路内存在气泡，气泡进入到人体里面会导致血栓，危害人体生命安全，所以风险等级高。因此驱动机构、压力检测机构、气泡检测机构需要双路芯片进行监控，实现冗余双控，任一方检测到异常信号都会停止注射。因此将驱动机构、压力检测机构、气泡检测机构分别与两个控制器电连接，当任何一方监控到存在安全风险，都可使电机立即停止并向系统报警。
具体的，在本实施中，将摄片室与操作室之间通过自动门连通，自动门与动力件连接实现自动门的开关，动力件与次控制器电连接。由于自动门的使用技术在现有背景下已十分成熟，且并不属于本申请的核心创造点，因此并不再详细赘述自动门的原理以及构成。由于自动门的开关或闭合对整个注射过程来讲并不是非常重要，安全风险较低，因此将执行开关门动作的动力件与次控制器电连接。
同时，液瓶1为若干个，若干个液瓶1内可放置不同的液体，若干个液瓶1与若干个输出支管4通过电磁阀一一对应连接，电磁阀与主控制器电连接，且若干个输出支管4均分别与蠕动泵6内的输液管进口端连接。具体的，本实施例中液瓶1的数量为3个，其中两个液瓶1中的液体为造影剂，剩余一个液瓶1中的液体为生理盐水。三路输出支管4均汇合至蠕动泵6内的输液管进口端，随后实现液体的输送。并且采用电磁阀进行液体的切换，并且搭配光电传感器，提示电磁阀的在位状态，方便整个系统的执行及监控。并且考虑到实现液体切换的电磁阀存在的安全风险较高，因此将执行动作部件的电磁阀与主控制器电连接。更进一步的，在每个液瓶1的出口处设有超声传感器I2，超声传感器I2与主控制器电连接，超声传感器I2的设置用于检测液瓶1是否存在空瓶的状态，若处于空瓶的状态，则控制器工作，提醒医护人员注意，及时更换液瓶1内的液体，更换液体后，由于之前的空瓶会导致管路内存在一定体积的空气，此时进行上排气动作，既能避免药物浪费，又监控整个注射系统的安全，避免气体进入到人体。保证整个液体输入至人体内的过程的安全性和及时性。由于液瓶1内是否处于空瓶的状态对于后续病人的影响较大，因此超声传感器I2的工作风险高，采用与主控制器电连接的方式，提高整个过程的安全性。
本发明通过蠕动泵6输出，不产生污染并且稳定性精度高，并且对管路进行压力检测和气泡检测，避免出现压力过大对管路以及对人血管造成损伤和大气泡进入人体容易导致血栓危害生命的问题，提高安全性能；同时自动化的控制降低了人力劳动成本又增加整个过程的精准性能。同时对注射装置上的部件对应的功能进行风险评估，按照风险等级的不同适当的分配到两个集成芯片里即主控制器和次控制器，主控制器主要用于控制执行部件的动作，次控制器主要用于人机交互部分，且两款芯片之间互相通信，实现执行功能与交互功能分布控制，安全机制双重控，以此保证系统的安全性及有效性。
一种高压注射方法，采用如上述任一项所述的高压注射系统完成，该高压注射方法通过将液瓶1内的液体经过蠕动泵6碾压输出后进行压力检测机构的压力检测，防止压力过高对人体和设备产生损伤，经压力检测机构检测后再经过气泡检测机构进行气泡检测，防止大气泡进入人体，对人体产生伤害。经过气泡检测机构后，再经过注射针头，从而进入人体，实现高压注射过程。该方法实现自动化处理，极大的提高了工作效率以及精准度，同时采用两个控制器分别进行不同部件的控制，分工明确，极大的提高了整个注射过程的安全性以及及时性，避免出现压力过大对管路以及对人血管造成损伤和大气泡进入人体容易导致血栓危害生命的问题。
实施例2
基本同实施例1，为了安全与卫生起见，蠕动泵6内的输液管需不定时的更换，为了考虑到蠕动泵6内输液管的换取方便，在本实施中在输液管一侧设有用于拨动输液管的拨管装置。因输液管在进行液体输送时是与蠕动泵6上的滚轮配合的，进行输液管更换时，不方便将输液管直接从滚轮上拿出，因此设置拨管装置，通过拨管装置对不与滚轮接触的输液管进行拨动，改变输液管的流向从而改变输液管与滚轮之间的相对位置关系，最终实现输液管的更换。具体的，在本实施中拨管装置包括电机，电机与主控制器电连接，电机与蜗杆连接实现蜗杆的转动，蜗杆上设有若干个螺旋齿，螺旋齿的一端用于拨动输液管。通过电机输出轴的正反转带动蜗杆上的螺旋齿正反转，螺旋齿的一端接触到输液管对输液管进行拨动，通过螺旋齿实现输液管的走向发生改变，实现输液管在滚轮上的脱离或压紧，在电机工作时，蠕动泵6也开始工作。因该电机主要实现蜗杆转动，最终实现输液管的更换，安全风险较低，因此将其电机与次控制器电连接。
实施例3
基本同实施例2，为了进一步保证整个系统的安全性，在本实施中气泡检测机构包括两个，一个设置在蠕动泵6的输出管路上，即设置在蠕动泵6中输液管的出口端，该气泡检测机构与次控制器电连接；另一个设置在与注射针头连接的管路上，该气泡检测机构与主控制器电连接，将该气泡检测机构分别与两个控制器电连接是考虑到液体进入到注射针头是最后一条防线，风险等级高，管路中存在气泡，可能会导致病人血管栓塞，甚至死亡，因此需要双控制器进行监控，实现冗余双控。更有效的对整个注射过程进行监控气泡的存在，方便及时发现具体产生气泡的位置，极大的节约了问题排除的时间，提高工作效率，进一步有效避免管路内存在大气泡进入到人体内导致血栓造成生命危险，极大概率的提高整个过程的安全性。
更进一步的，在气泡检测机构的外侧设有保护罩，避免气泡检测机构受到外界环境的影响造成测量结果不准确，进一步提高气泡检测机构的使用寿命和测量结果。
本实施例中还包括报警器，所述报警器分别与两个控制器电连接，当控制器接收到的数据超过其设定的标准值时，报警器开始工作，及时提供工作人员的注意。因之前提及到控制器与注射装置并不在一个房间内，因此在控制器所在的操作室内设置的报警器为喇叭，在摄片室内的底座9上的报警器为蜂鸣报警器，每个房间内设置一个报警器，极大的提高了整个过程的及时性，方便医护人员能够快速及时的根据突发情况作出对应的调整，提高病人的安全性能。
本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高压注射系统，其特征在于：包括设置在摄片室的注射装置，注射装置分别与主控制器和次控制器电连接，设置在操作室的终端，主控制器、次控制器和终端依次电连接；注射装置包括液瓶(1)，液瓶(1)内的液体通过蠕动泵(6)输送至注射针头内，蠕动泵(6)与驱动机构连接，在液体从液瓶(1)传输至注射针头内的管路上设有压力检测机构和气泡检测机构，主控制器和次控制器分别均与驱动机构、压力检测机构、气泡检测机构电连接。
2.根据权利要求1所述的一种高压注射系统，其特征在于：液瓶(1)为若干个，若干个液瓶(1)与若干个输出支管(4)通过电磁阀一一对应连接，电磁阀与主控制器电连接，且若干个输出支管(4)均分别与蠕动泵(6)内的输液管连接。
3.根据权利要求2所述的一种高压注射系统，其特征在于：所述输液管一侧设有用于拨动输液管的拨管装置。
4.根据权利要求3所述的一种高压注射系统，其特征在于：所述拨管装置包括电机，电机与主控制器电连接，电机与蜗杆连接实现蜗杆的转动，蜗杆上设有若干个螺旋齿，螺旋齿的一端用于拨动输液管。
5.根据权利要求4所述的一种高压注射系统，其特征在于：液瓶(1)的出口处设有超声传感器I(2)，超声传感器I(2)与主控制器电连接。
6.根据权利要求1所述的一种高压注射系统，其特征在于：所述气泡检测机构包括两个，一个设置在蠕动泵(6)的输出管路上，该气泡检测机构与次控制器电连接；另一个设置在与注射针头连接的管路上，该气泡检测机构与主控制器电连接。
7.根据权利要求6所述的一种高压注射系统，其特征在于：气泡检测机构的外侧设有保护罩。
8.根据权利要求1所述的一种高压注射系统，其特征在于：摄片室与操作室之间通过自动门连通，自动门与动力件连接实现自动门的开关，动力件与次控制器电连接。
9.一种高压注射方法，其特征在于：采用上述如权利要求1-8任一项权利要求所述的高压注射系统完成。
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