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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf medizinische Spritzen und
Kolbensysteme und insbesondere auf vorfüllbare Spritzen, Kolbensysteme und
Injektoren zur Verwendung damit.
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Hintergrund
der Erfindung
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Eine
Zahl von Injektor betätigten
Spritzen und angetriebenen Injektoren zur Verwendung in medizinischen
Prozeduren wie Angiographie, Computertomographie und NMR/MRI sind
entwickelt worden. Zum Beispiel offenbart das US-Patent 4,006,736
ein Gerät
zum Injizieren von Fluid in das Blutgefäßsystem eines Menschen oder
Tieres. Entsprechend offenbart das US-Patent 4,677,980 einen Angiographie-Injektor
und -Spritze, worin das Antriebsteil des Injektors mit dem Spritzenkolben
an jedem Punkt entlang des Bewegungspfades des Kolbens über einen
Freigabemechanismus, der Drehung des Spritzenkolbens relativ zu
dem Kolben benötigt,
verbunden werden kann und davon getrennt werden kann.
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Vorderladespritzen
mit leicht freigebenden Anbringungsmechanismen sind in dem US-Patent 5,383,858
beschrieben.
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Verschiedene
Vorteile sind in dem Gebiet der Injektor betätigten Spritzen und der angetriebenen Injektoren
zur Verwendung damit gemacht worden. Trotzdem testen neu entwickelte
und entwickelnde medizinische Prozeduren konstant die Grenzen der gegenwärtigen Injektorsysteme.
Zum Beispiel verlangen einige Prozeduren die Benutzung von hohen Drücken, verlangen
aber auch physiochemische Eigenschaften der Spritze (z.B. chemische und
biochemische Verträglichkeit
mit dem flüssigen
Injektionsmedium), die das Erzielen hoher Drücke schwierig machen.
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Aus
US 5,535,746 können eine
Spritze und ein Injektor gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 bzw. 7 entnommen werden.
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Es
ist daher sehr wünschenswert,
neue Spritzen, Kolbensysteme und Injektoren zu entwickeln, die in
einer weiten Vielfalt von medizinischen Prozeduren verwendbar sind.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der Erfindung
sind eine Spritze nach Anspruch 1, ein Injektor nach Anspruch 7,
ein Injektionssystem nach Anspruch 11 und ein Verfahren nach Anspruch
12 vorgesehen.
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Folglich
sieht die vorliegende Erfindung Injektor betätigte Spritzen und Injektoren
zur Verwendung damit vor, die eine Vielfalt von medizinischen Prozeduren
ermöglichen
und/oder erleichtern, die die Injektion eines flüssigen Mediums beinhalten.
In mehreren Ausführungsformen
ermöglichen
die vorliegenden Spritzen und Injektoren die Benutzung von gegenwärtigen Spritzen
Herstellungsmaterialien bei hohen Drücken als zuvor erzielbar oder
die Benutzung anderer Herstellungsmaterialien, die bis jetzt nicht
mit Hochdruckspritze und Injektordesigns verwendbar waren.
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Die
Spritzen und Injektoren der vorliegenden Erfindung sind insbesondere
nützlich
bei der Entwicklung von vorfüllbaren
Spritzen, die geeignet sind zum Enthalten von Injektionsfluid während ausgedehnter
Zeitdauern. Es gibt deutliche Vorteile bei der Entwicklung von Spritzensystemen,
bei dem die Spritze mit dem zu injizierenden flüssigen Medium vorgefüllt werden
kann. Zum Beispiel spart die Benutzung einer vorgefüllten Spritze
dem Benutzer Zeit, minimiert die Möglichkeit der falschen Auszeichnung des
flüssigen
Mediums, minimiert die Mög lichkeit
der Verunreinigung des flüssigen
Mediums und minimiert auch die Möglichkeit
des Injizierens von Luft in den Patienten. Gegenwärtige vorgefüllte Systeme,
wie sie in dem US-Patent
4,628,969 offenbart sind, benötigen
die Verwendung eines Druckmantels. Solche gegenwärtigen vorgefüllten Systeme
sind "öffnungsgeladen" und sehr viel weniger
bequem für
den Benutzer als ein Vorderladesystem und/oder ein mantelloses System.
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Das
Material, aus dem solch eine Spritze hergestellt wird, muss mit
dem Injektionsfluid (wie ein angiographisches Kontrastmedium) während einer ausgedehnten
Zeitdauer, kompatibel sein. Mit anderen Worten, weder das Injektionsfluid
noch das Herstellungsmaterial sollen nachteilig die Leistung des anderen
beeinflussen. In dieser Hinsicht muss das Herstellungsmaterial "chemisch vereinbar" mit dem Injektionsfluid
sein. Zum Beispiel muss das Material für die Spritze seine strukturelle
Integrität
erhalten, wenn es mit dem Injektionsfluid während ausgedehnter Zeitdauern
in Kontakt ist und darf nicht irgendeine Substanz in das Injektionsfluid
durchlassen, die die Funktionalität des Injektionsfluid beschädigen würde. Das
Fabrikationsmaterial muss auch "biochemisch vereinbar" mit dem Injektionsfluid
sein. Zum Beispiel darf das Fabrikationsmaterial keine Subtanz in
das Injektionsfluid durchlassen, die den Patienten (Tier oder menschlich)
gefährdet,
in den das Injektionsfluid zu injizieren ist. Wie er hierin benutzt
wird, bezieht sich daher der Ausdruck "biochemisch vereinbar" allgemein auf ein
Material, das nicht in einen unannehmbaren Schaden an lebendes Gewebe
oder Organismen resultiert, wenn es in Zusammenhang mit der vorliegenden
Erfindung benutzt wird.
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Das
Konstruktionsmaterial für
die Spritze sollte chemisch und biochemisch vereinbar mit dem Injektionsmedium
während
ausgedehnter Zeitdauern sein. Obwohl es empfohlen ist, das vorgefüllte Spritzen
sobald wie möglich
nach dem Füllen
der Spritze benutzt werden, weisen vorgefüllte Spritzen bevorzugt eine
La gerlebensdauer von mindestens ungefähr sechs (6) Monaten auf. Bevorzugter
weisen die vorgefüllten
Spritzen eine Lagerlebensdauer von mindestens ungefähr drei
(3) Jahren auf.
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Die
Konstruktionsmaterialien für
die Spritze zeigen auch bevorzugt gute Barriereneigenschaften, zum
Beispiel eine niedrige Wasserdampftransmissionsrate, da Änderungen
in dem Feuchtigkeitsgehalt nachteilig Ioneneigenschaften gewisser
Injektionsfluide beeinflussen kann. Weiterhin müssen ungleich Spritzen, die
zum Befüllen
nach dem Anbringen auf einem angetriebenen Injektor ausgelegt sind,
vorgefüllte
Spritzen, die Injektionsfluid enthalten, sterilisiert werden. Daher
muss zusätzlich
dazu, dass es chemisch und biochemisch mit dem Injektionsfluid kompatibel
ist, wie oben beschrieben wurde, das Konstruktionsmaterial für die Spritze
physikalische Eigenschaften zeigen, die geeignet sind zum Widerstehen
der Drucke, Temperaturen und anderer Kräfte, die während der Sterilisation wie
Autoklavensterilisation erlitten werden. Zum Beispiel werden oft
extern angelegte Drucke von ungefähr 303–365 kPa (44–53 BSEA)
und Temperaturen von ungefähr
120°–124°C (248–255°F) oft während Autoklavensterilisation
erlitten. Weiterhin muss das Material der Spritze wie alle angiographischen
Spritzen physikalische Eigenschaften aufweisen, die geeignet sind
zum Widerstehen des Druckes und anderer Kräfte, die während der Injektion erlitten
werden. Schließlich
ist es wünschenswert,
dass das Spritzenmaterial klar ist, so dass das in der Spritze enthaltene
Injektionsfluid gesehen werden kann.
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Während bestimmte
Materialien geeignete langdauernde chemische und biochemische Vereinbarungseigenschaften
zeigen, sind solche Materialien allgemein gefunden worden, dass
sie strukturell schwächer
sind (d.h. mit einer niedrigeren Zugfestigkeit und/oder niedriger
Elastizität),
als Materialien, die gemeinhin in gegenwärtigen Spritzen benutzt werden.
Beispiele solcher gegenwärtigen
Herstellungsmaterialien schließen
Polyethy lenteraphtalat (PET) oder andere dichte oder vernetzte Kunststoffmaterialien
ein.
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Die
neuen strukturellen Änderungen
in der Spritze und den Injektoren der vorliegenden Erfindung ermöglichen
den Spritzen, einer Vielfalt von Herstellungsmaterialien den Kräften zu
widerstehen, denen sie in typischerweise motorisierten Injektoranwendungen
ausgesetzt sind. Ein Beispiel eines Spritzenherstellungsmateriales,
das geeignet ist für
eine Vielfalt von flüssigen
Media, ist unter der gegenwärtigen
Erfindung Polypropylen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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Andere
Aspekte der Erfindung und ihre Vorteile werden aus der folgenden
detaillierten Beschreibung erkannt, wenn sie in Zusammenhang mit
den begleitenden Zeichnungen gelesen wird, in denen:
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1A eine
Ausführungsform
eines Injektorsystems der vorliegenden Erfindung darstellt, in der
die Spritze zwei Paare von Anbringungsflanschen in allgemeiner Ausrichtung
aufweist;
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1B eine
Ausführungsform
eines Injektorsystems der vorliegenden Erfindung darstellt, in der
die Spritze zwei Paare von radial versetzten Anbringungsflanschen
aufweist;
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2A einen
axialen Querschnitt des Injektorsystems von 1A darstellt;
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2B einen
axialen Querschnitt des Injektorsystems von 1B darstellt;
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3A eine
vordere Umrissansicht der Vorderwand von 1A darstellt;
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3B eine
vordere Umrissansicht der Vorderwand von 1B darstellt;
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4 eine
Vorderansicht der Vorderwand von 3B darstellt;
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5 eine
Querschnittsansicht der Vorderwand und eines vorderen Abschnittes
des Injektors von 1B darstellt;
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6A eine
Draufsicht einer Ausführungsform
einer Spritze der vorliegenden Erfindung darstellt;
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6B eine
Draufsicht einer anderen Ausführungsform
einer Spritze der vorliegenden Erfindung darstellt;
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7A eine
Querschnittsansicht der Spritze von 6A darstellt;
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7B eine
zweite Querschnittsansicht der Spritze von 6A darstellt,
die ungefähr
90° von der
Ansicht von 7A gedreht ist;
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8 eine
Vorderansicht der Spritze von 7A darstellt;
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9 eine
hintere Ansicht der Spritze von 7A darstellt;
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10 eine
hintere teilgeschnittene Ansicht der Spritze von 7A darstellt;
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11 eine
vorgefüllte
Spritze mit einer Verbindungsröhre
darstellt;
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12 eine
vergrößerte Querschnittsansicht einer
Ausführungsform
einer Überwurfmutter
und einer Spritzenspitze darstellt;
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13 eine
perspektivische Ansicht der Überwurfmutter
von 12 darstellt; und
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14 eine
Querschnittsansicht einer Ausführungsform
einer Spitzenversiegelung darstellt.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Zwei
Ausführungsformen
der Vorderladeinjektorsysteme 5 und 5' der vorliegenden
Erfindung sind in 1A bzw. 1B dargestellt.
Eine Vorderladespritze und Injektorsystem ist ebenfalls in dem US-Patent
5,383,858 offenbart. Die Injektorsysteme 5 und 5' unterscheiden
sich allgemein im wesentlichen in der Weise, in der die Spritzen
auf die entsprechenden Injektoren angebracht werden. Gleiche Einheiten
in jedem der Systeme 5 und 5' sind gleich nummeriert.
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Das
Injektorsystem 5 enthält
einen Injektor 20 und eine Spritze 10. Ein Injektorgehäuse 21 des Injektors 20 enthält einen
hin- und hergehenden Kolben 22 darin, der mit einem Spritzenkolben 15 zusammenwirkt
zum Injizieren eines Injektionsfluides oder eines flüssigen Mediums
von dem Inneren der Spritze 10 in einen Patienten. Der
Kolben 22 ist über ein
angetriebenes Mittel ausschiebbar und zurückschiebbar innerhalb Injektionsgehäuses 21 und
weist zum Beispiel einen Motor oder hydraulisches System mit einem
geeigneten Getriebe (nicht gezeigt) auf. Wie im Stand der Technik
bekannt ist, enthält
das Injektorgehäuse 21 bevorzugt
eine Motorsteuerung zum Steuern des Betriebes eines Motors und dadurch
Steuern des Betriebes des Kolbens 22.
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Wie
es hierin benutzt wird zum Beschreiben der Systeme 5 und 5' beziehen sich
die Ausdrücke "axial" (Adjektiv) oder "axial" (Adverb) allgemein
auf eine Achse A, um die Systeme 5 und 5' (einschließlich zum
Beispiel des Kolbens 22 und der Spritzen 10 und 10') bevorzugt
gebildet sind (obwohl sie nicht notwendigerweise symmetrisch darum
sind). Die Ausdrücke "proximal" oder "nach hinten" beziehen sich allgemein
auf eine axiale Richtung zu dem Ende des Injektorgehäuses 21 gegenüber dem
Ende, an dem die Spritze 10 angebracht ist. Die Ausdrücke "distal" oder "vorwärts" beziehen sich allgemein
auf eine axiale Richtung zu einer Spritzenspitze 24 der Spritze 10.
Der Ausdruck "radial" bezieht sich allgemein
auf eine Richtung rechtwinklig zu der Achse A.
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Bezugnehmend
auf 1A, der Kolben 22 bewegt sich axial vorwärts und
rückwärts durch
einen Rückhalter 25 mit
einer Öffnung 26,
die in einer Vorderwand 28 des Injektorgehäuses 21 gebildet
ist. Die Öffnung 26 und
die Spritze 10 weisen ein Zusammenwirken des Mittels zum
sicheren Befestigen der Spritze 10 an der Vorderwand 28 auf.
Bevorzugt weist solch ein Befestigungsmittel einen zusammenwirkenden
Anbringungsmechanismus auf, der auf dem rückwärtigen Abschnitt der Spritze 10 gebildet ist,
und einen zusammenwirkenden Rückhalter 25, der
auf die Injektorvorderwand 28 gebildet ist.
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Bei
der Ausführungsform
von 1A, 2A und 3A weist
die Öffnung 26 ein
Paar von gegenüberliegenden
sich axial erstreckenden Schlitzen 30 und 32 auf.
Die Schlitze 30 und 32 trennen und definieren
ein erstes Paar von nach außen vorstehenden
Spritzenrückhalteflanschen 34 und 36, die
um den Umfang der Öffnung 26 gebildet
sind. Zu der Rückseite
der ersten Rückhalteflansche 34 und 36 ist
eine erste Umfangsrille oder ein Kanal 38, der mit den
axialen Schlitzen 30 und 32 in Verbindung steht.
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Wie
in 3A gezeigt ist, ist zu der Rückseite des Kanales 38 ein
Paar von zweiten radial nach innen vorstehenden Rückhalteflanschen 40 und 42 vorgesehen.
Der Rückhalteflansch 42 ist
in 2A gezeigt und im wesentlichen Identisch zu den
Rückhalteflansch 40.
Die Rückhalteflansche 34 und 40 sind
allgemein symmetrisch mit den Rückhalteflanschen 36 bzw. 42 um
die Achse A ausgerichtet. Ein zweiter Umfangskanal 44 (siehe 2A),
ebenfalls in Verbindung mit den Schlitzen 30 und 32,
ist bevorzugt zwischen den hinteren radialen Seitenwänden der
Anbringungsflansche 40 und 42 und einem hinteren
Anschlagsteil 46 gebildet. Der Rückhalter 25 (einschließlich der
ersten Rückhalteflansche 34 und 36 und
der zweiten Rückhalteflansche 40 und 42)
ist als ein Abschnitt der Injektorvorderwand 28 gebildet.
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Die
Vorderwand 28 und der Rückhalter 25 können zum
Beispiel aus Aluminium oder einem anderen geeigneten Material wie
Kunststoff herausgearbeitet sein. Gewisse Kunststoffe können bevorzugt sein
wegen ihrer "niedrige
Reibung"-Eigenschaften. In
dieser Hinsicht können
die relativ große
Oberfläche
der Anbringungsflansche und der Tropfenflansch der vorliegenden
Spritzen in einer beträchtlichen
Reibung resultieren, wenn die Spritze in dem Injektor eingebaut
wird. Jedes Material, das geeignet ist zum Senken der Reibungskräfte, würde vorteilhaft
sein. Kunststoffe wie Polyacetal können solch einen Vorteil anbieten.
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Die Öffnung 26 des
Rückhalters 25 nimmt die
Spritze 10 zu der Injektorvorderwand 28 auf und sichert
sie fest. In dieser Hinsicht weist die Spritze 10 einen
länglichen
allgemein zylindrischen Körper 50 mit
einem hinteren Abschnitt 52, der einen ersten Satz von
sich radial erstreckenden Anbringungsflanschen 54 und 56 und
einen zweiten Satz von sich radial erstreckenden Anbringungsflanschen 58 und 60 enthält, auf.
Ein sich radial erstreckender Tropfenflansch 62 ist vor
den ersten Anbringungsflanschen 54 und 56 auf
dem Körper 50 gebildet.
Der Tropfenflansch 62 hilft bei der richtigen axialen Positionierung
der Spritze 10 in Bezug auf die Vorderwand, in dem er gegen
die Fläche
der Vorderwand 18 stößt, wenn
die Spritze 10 richtig positioniert ist. Der Tropfenflansch 62 verhindert
weiter im wesentlichen, dass Flüssigkeit
in das Injektorgehäuse 21 tropft.
Solches Lecken in das Injektorgehäuse 21 kann Schaden
an dem Injektor 20 verursachen. Der Tropfenflansch 62 sieht
ebenfalls eine strukturelle Verstärkung des Spritzenkörpers 50 vor.
Wie dargestellt ist, ist die Spritze 10 um die Achse A
derart gebildet, dass ihre Komponenten im allgemeinen symmetrisch in
Bezug auf die Achse A sind.
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Die
Struktur von den zweiten Anbringungsflanschen 58 und 60 ist
bevorzugt ähnlich
zu der Struktur der ersten Anbringungsflansche 54 und 56. Jeder
der ersten Anbringungsflansche 54 und 56 und der
zweiten Anbringungsflansche 58 und 60 enthält bevorzugt
eine Mehrzahl von Rippen 63. In der Ausführungsform
von 1A, 2A und 3A sehen
die Rippen 63 eine verbesserte Festigkeit bei verringerten
Materialkosten vor und minimieren die Möglichkeit des Materialschrumpfens,
das während des
Spritzgießens
auftreten kann.
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Während des
Anbringens der Spritze 10 in der Vorderwand 28 werden
die ersten Anbringungsflansche 54 und 56 Spritze 10 drehbar
und eng in dem ersten Umfangskanal 38 aufgenommen, so dass
sie durch den ersten Rückhalteflansch 34 bzw. 36 zurückgehalten
wird. Die zweiten Anbringungsflansche 58 und 60 werden ähnlich in
den zweiten Kanal 44 aufgenommen, so dass sie durch den
zweiten Rückhalteflansch 40 bzw. 42 zurückgehalten
werden.
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Der
erste Kanal 38 ist unterschiedlich von (zum Beispiel tiefer
und/oder schmaler als) dem zweiten Kanal 44 dimensioniert.
Folglich sind die ersten Anbringungsflansche 54 und 56 entsprechend schmaler
und/oder radial weiter erstreckend als die zweiten Anbringungsflansche 58 und 60.
Die Dimensionsdifferenzen in den Anbringungsflanschen und ihre entsprechenden
Kanäle
verhindern im wesentlichen die Fehlanbringung oder Teilanbringung
der Spritze 10 in dem Rückhalter 25.
Wenn zum Beispiel der Benutzer fehlerhaft die zweiten Rückhalteflansche 58 und 60 mit
dem ersten Kanal 38 ausrichtet und versucht, die zweiten
Anbringungsflansche 58 und 60 hinter die ersten
Rückhalteflansche 34 und 36 zu
drehen, verhindern die Abmessungen des Kanales 38 solche
Drehung. Der Benutzer muss (1) die Spritze 10 rückwärts einführen zum
Anstoßen
eines Stoppteiles oder derart, dass der Tropfenflansch 62 gegen
die Vorderfläche
der Vorderwand 28 stößt und dann
(2) die Spritzenanbringungsflansche 56, 54, 58 und 60 relativ
zu dem Rückhalter 25 so
drehen, dass sie die Kanäle
besetzen unmittelbar hinter den entsprechenden Flanschen 34, 36, 40 und 42.
Auf diese Weise werden beide Sätze
von Anbringungsflanschen sicher und in vollem Eingriff und verfügbar zum Widerstehen
der Vorwärtskraft,
die auf die Spritze 10 durch den Kolben 22 ausgeübt wird,
sein.
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Die
Anbringungsflansche und entsprechenden Rückhalteflansche müssen genug
Kontaktfläche vorsehen
zum ausweichenden Halten der Spritze 10 ohne mechanisches
Versagen während
der Injektionsprozeduren. Eine oder mehrere Anbringungsflansche
sind um den Umfang des hinteren Abschnittes der Spritze 10 derart
vorgesehen, dass der eine oder mehrere Flansche kumulativ eine Bogenlänge gleich mindestens
ungefähr
der Hälfte
des Umfanges des hinteren Abschnittes der Spritze (d.h. ungefähr 180 Grad)
umfasst. Dieses Resultat kann erzielt werden, indem mehrere Flansche
benutzt werden, wie oben beschrieben ist, oder indem ein einzelner
spiralförmiger
oder schraubenartiger Flansch (nicht gezeigt) benutzt wird. Es ist
zu verstehen, dass der eine oder mehrere Anbringungsflansche kumulativ
eine Bogenlänge
größer als
360 Grad des Umfanges des hinteren Abschnittes der Spritze 10 umfassen
kann. Der eine oder mehrere Anbringungsflansch sind symmetrisch
um den Körper
der Spritze 10 jedoch positioniert zum Verhindern von ungleichmäßiger Flanschlast
oder Drehmoment, wenn der Kolben 22 an den Kolben 15 angreift
um den Kolben 15 vorzuschieben.
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Bei
der in 1A dargestellten Ausführungsform
sind das erste Paar von Anbringungsflanschen 54 und 56 allgemein
in Ausrichtung mit dem zweiten Paar von Anbringungsflanschen 58 und 60. In
einer alternativen Ausführungsform
(nicht gezeigt) sind die Zentren des erstes Paares von Anbringungsflanschen 54 und 56 ungefähr 90° von den
Zentren des zweiten Paares von Anbringungsflanschen 58 und 60 positioniert
oder gedreht. In dem entsprechenden Injektor ist das Zentrum des
Kanales 38 ungefähr
90° von
dem Zentrum des Kanales 44 positioniert oder gedreht, und
das Zentrum des Rückhalteflansches 34 ist
ungefähr
90° von
dem Zentrum des Rückhalteflansches 40 positioniert
oder gedreht, so dass die versetzten Spritzenanbringungsflansche 54 und 56, 58 und 60 aufgenommen
werden. Die Vorteile des Versetzens der Zentren der Spritzenanbringungsflansche
wird unten erläutert
in Zusammenhang mit der in 1B, 2B und 3B gezeigten
Ausführungsform.
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In
der Ausführungsform
des Injektorsystemes 5' weist,
wie am besten in 1B, 2B und 3B dargestellt
ist, die Öffnung 26' zwei Paare von
gegenüberliegenden
sich axial erstreckenden Schlitze 112 und 112' und 118 und 118' auf. Die Zentren
des ersten Paares von Schlitzen 112 und 112' sind ungefähr um 90° von den
Zentren des zweiten Paares von Schlitzen 118 und 118' positioniert
oder rotiert. Die Schlitze 112 und 112' trennen bevorzugt und
definieren mindestens ein Paar von sich radial nach innen erstreckenden
vorstehenden Spritzenrückhalteflanschen 129 und 120', die um den
Umfang der Öffnung 26 gebildet
sind. Zu der Rückseite
der ersten Rückhalteflansche 120 und 120' ist eine erste Umfangsrille
oder Kanal 124 vorgesehen, die in Verbindung mit den axialen
Schlitzen 112 und 112' stehen.
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Zu
der Rückseite
des Kanales 124 ist ein Paar von zweiten radial nach innen
vorstehenden Rückhalteflanschen 128 und 128' vorgesehen.
Die Rückhalteflansche 128 und 128' sind bevorzugt
allgemein mit den Rückhalteflanschen 120 und 120' ausgerichtet.
Der Rückhalteflansch 128 ist
nicht in 3B gezeigt, aber er ist identisch
zu dem Rückhalteflansch 128'. Ein zweiter
Umfangskanal 130 (ebenfalls in Verbindung mit den Schlitzen 112 und 112') ist zwischen
der Rückseite
der Anbringungsflansche 128 und 128' und einem rückwärtigen Simsvorsprung 132 gebildet
(siehe 3B).
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Die
Schlitze 118 und 118' sind bevorzugt als radial nach
innen vorstehende Schlitze in den Rückhalteflanschen 120 und 120' und 128 und 128' gebildet. Die
Tiefe der Schlitze 118 und 118' ist etwas weniger als die radiale
Breite der Rückhalteflansche 120 und 120'. Wie in 4 gezeigt
ist, trennen die Schlitze 118 und 118' und rahmen
mindestens ein drittes Paar von radial nach innen vorstehenden Spritzen Rückhalteflanschen 140 und 140', die um den
Umfang der Öffnung 26' und 128 und 128' gebildet sind.
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Die
Spritze 10' weist
einen Körper 50' mit einem hinteren
Abschnitt 52' auf,
der ein erstes Paar von sich radial erstreckenden Anbringungsflanschen 164 und 164' und zweites
Paar von sich radial erstreckenden Anbringungsflanschen 166 und 166' aufweist. Ein
sich radial erstreckender Tropfenflansch 62' ist vor den ersten Anbringungsflanschen 164 und 164' auf dem Körper 50' gebildet. Die
ersten Anbringungsflansche 164 und 164' und die zweiten
Anbringungsflansche 166 und 166' sind allgemein ausgerichtet. Die
Struktur der zweiten Anbringungsflansche 166 und 166' ist ähnlich zu
der Struktur der ersten Anbringungsflansche 164 und 164'. In dem Fall
von einigen Herstellungsmaterialien kann eine ungleichmäßige Verteilung
von Kräften über den
Umfang der Spritze 10' in
einem unerwünschten
raschen Versagen der Spritze 10' resultieren. Daher weist der Spritzenkörper 50' auch ein drittes
Paar von sich axial erstreckenden Anbringungsflanschen 170 und 170' auf. Die Zentren
der dritten Anbringungsflansche 170 und 170' sind um ungefähr 90° (um die
Achse A) von den Zentren der ersten Anbringungsflansche 164 und 164' versetzt oder
gedreht. Somit hilft der Versatz der Anbringungsflansche, wie in 1B dargestellt
ist, bei der gleichförmigen
Verteilung von Kräften über den
Umfang der Spritze 10'.
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Wie
oben für
das Injektorsystem 5 beschrieben wurde, nimmt die Öffnung 26' die Spritze 10' zu der Injektorvorderwand 28' auf und befestigt
sie sicher. Während
des Anbringens geht das dritte Paar von Anbringungsflanschen 170 und 170' durch das zweite
Paar von Schlitzen 118 bzw. 118'. Das erste Paar von Anbringungsflanschen 164 und 164' und das zweite
Paar von Anbringungsflanschen 166 und 166' geht durch
das erste Paar von Schlitzen 112' bzw. 112. Darauf wird
zum Beispiel der Anschlag des Tropfenflansches 162' mit der Fläche der
Vorderwand 28' die
Spritze 10' im
Uhrzeigersinn relativ zu dem Rückhalter 25' um ungefähr 90 Grad
gedreht zum festen und lösbaren
Anbringen der Spritze 10' auf
dem Injektorgehäuse 21' des Injektors 20'. Zum Freigeben
der Spritze 10' von
dem Injektor 20' wird der
Vorgang des Anbringens als auch umgekehrt.
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Die
unterschiedliche Positionierung und Größenbemessung der Anbringungsflansche
und entsprechender Rückhalter
des Systems 10 und 10' stellen im wesentlichen die richtige
axiale Anbringungsausrichtung sicher. Die Systeme 10 und 10' sind ebenfalls
mit einem oder mehreren Mitteln zum Sicherstellen versehen, dass
die Spritzen 10 und 10' richtig und sicher drehbar in
den Rückhaltern 25 bzw. 25' angebracht
sind. Bezugnehmend auf 3A zum Beispiel der zweite Kanal 44 endet
in einem Queranschlag 46 zum Anstoßen an eine Kante von einem
der zweiten Anbringungsflansche 58 und 60 nach
einer vollen Drehung der Spritze 10. Entsprechend bezugnehmend
auf 3B der Rückhalter 25' enthält einen
Queranschlag 146 zum Anstoßen an eine Kante von einem
der dritten Anbringungsflansche 170' nach der vollen Drehung der Spritze 10'.
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Ein
anderes Mittel zum Sicherstellen des richtigen Eingriffes der Spritzenanbringungsflansche hinter
ihren entsprechenden Rückhalteflanschen
ist das Vorsehen eines Mittels zum Vorsehen einer Rückkopplung
zu dem Benutzer, sobald der richtige Eingriff bewirkt worden ist.
Solch eine Rückkopplung kann
audio, visuell und/oder taktil sein. Zum Beispiel können Vertiefungen 150 und 152 (siehe 3B)
auf dem Rückhalter 25' der Injektorvorderwand 28' zum Aufnehmen
entsprechender Vorsprünge 146 und 158 vorgesehen
sein, die auf der hinteren Oberfläche des Tropfenflansches 68' gebildet sind
(siehe 6A). Die Vorsprünge 156 und 158 fallen
an ihrer Stelle innerhalb der Vertiefungen 150 und 152 zum
Erzeugen eines hörbaren "Klick"-Geräusches,
wenn die Spritze 10' richtig
gesichert ist.
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Visuelle
Anzeichen, dass die Spritze 10' richtig gesichert ist, können ebenfalls
vorgesehen werden. Zum Beispiel und wie am Besten in 8 dargestellt
ein Paar von Anzeigepfeilen 180 und 182 ist auf
einer vorderen Oberfläche 184 des
Tropfenflansches 62' gebildet.
Wenn die Spritze 10 voll in die Stelle in der Öffnung 26' des Rückhalters 25' verriegelt
ist, sind die Anzeigepfeile 180 und 182 in allen Richtungen
mit sichtba ren visuellen Anzeigern 166 und 168 (siehe 4),
die auf der Vorderfläche
der Injektorvorderwand 28 gebildet sind.
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Der
Vorsprung 156 ist an der gleichen Winkelstellung wie der
Anzeigepfeil 180 gebildet, während der Vorsprung 158 an
der gleichen Winkelstelle wie der Anzeigepfeil 182 gebildet
ist. Auf diese Weise sehen die Anzeigenpfeile 180 und 182 eine
visuelle Bezeichnung der Position der Vorsprünge 156 und 158 vor,
während
sich die Spritze 10' an
die Stelle dreht.
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Die
Spritze 10' und
der Injektor 20' sind
weiter mit zusammenwirkenden Datenaustauschmechanismen zum Austauschen
von Information zwischen der Spritze 10' und dem Injektor 20' versehen. Wie am
besten irr 9 dargestellt ist, können zum
Beispiel die Anbringungsflansche 170 und 170' mit Ausnehmungen
oder Vertiefungen 190 bzw. 192 versehen sein,
die darin gebildet sind zum Befördern
von Information, die die Spritze 10' oder ihrer Inhalte betrifft, zu
dem Injektor 20'.
In dem das Vorhandensein, der Typ und/oder die Stelle solcher Vertiefungen
variiert wird, kann solche kodierte Information benutzt werden.
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Wie
in 5 dargestellt ist, kann ein federbetätigter Sensorschalter 194 geeignet
positioniert sein, so dass er durch eine der Vertiefungen 190 oder 192 aktiviert
wird zum Anzeigen zum Beispiel den Typ der Spritze, die eingebaut
ist, die Identität
des darin enthaltenen Fluids und/oder des Betrages des darin enthaltenen
Fluids.
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Ähnlich können andere
Vertiefungen selektiv in im wesentlichen jedem Gebiet eines jeden
Anbringungsflansches gebildet sein, so lange die strukturelle Integrität der Anbringungsflansche
nicht verschlechtert wird. Ähnlich
können
zusammenwirkende Sensorelemente auch benutzt werden zum Sicherstellen
des vollen Eingriffes der Spritze 10'. Zum Beispiel kann eine geeignete
Logik in einer Weise klar für
den Fachmann derart vorge sehen werden, dass ohne vollen Eingriff
der Injektorkolben 22 nicht durch den Injektormotor betätigt wird
und keine Injektion stattfindet. Zusammenwirkende Vertiefungen und Sensorschalter
können
in einer zeitgesteuerten Weise funktionieren, derart, dass die Sensorschalter
Information von einer Reihe von Vertiefungen lesen, während sie
sich entlang der Sensorschalter durch die Tätigkeit des Drehens der Spritze 10' an ihrer Stelle
bewegen.
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Wie
in 6A, 7A und 7B dargestellt
ist, enthält
das vordere Ende der Spritze 10' einen konischen Übergangsbereich 210,
da er einen Übergang
zwischen dem Hauptzylinderkörper 50' und der Spritzenspitze 24' vorsieht. Eine
Ecke oder Schnittstelle 212 ist zwischen dem zylindrischen Hauptkörper 50' und dem konischen
Abschnitt 210 auf der Spritze 10' gebildet. Die Schnittstelle 212 ist eine
kritische Zone, die unter Umständen
unter Druck schneller als jeder andere Abschnitt versagt, die sie verbindet.
Aus diesem Grund ist die Schnittstelle 212 bevorzugt mit
einem Mittel zum Verstärken
der strukturellen Integrität
in dem Gebiet versehen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Wanddicke in der Nähe
der Schnittstelle 212 größer als die allgemeine Wanddicke
des zylindrischen Hauptkörpers 50'. Die Wanddicke
des gesamten konischen Übergangsabschnittes 210 ist
entsprechend verstärkt. Verstärken der
strukturellen Integrität
der Schnittstelle 212 und des konischen Übergangsbereichs 210 ermöglichen
die Benutzung einer Zahl von Materialien (zum Beispiel welche chemisch
und biochemisch verträglich
mit dem Injektionsfluid sind), was sonst unpassend wäre wegen
des mechanischen Versagens bei hohem Druck.
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Erhöhen der
Wanddicke der Schnittstelle 212 und des konischen Übergangsbereiches 210 verringert
die Biegespannung, die während
der Injektion erlitten wird. Alternativ kann jedoch zu erhöhten Herstellungskosten
die Wanddicke der Spritze 10' gleichmäßig über die
Spritze 10' derart
erhöht
werden, dass Biege-, Meridian- und Umfangs- (Schleifen-) Spannungen
unter der Zugnachgebespannung des benutzten Spritzenmateriales sind
(oder innerhalb des elastischen Bereiches der Spannung-Verformungskurve).
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6B stellt
eine Ausführungsform
einer Spritze 220 dar, in der die Wahrscheinlichkeit eines Versagens
unter hohem internen Druck verringert ist durch Vorsehen eines Übergangsbereiches 230 einer
im allgemeinen Halbkugelform zum Verbinden des zylindrischen Hauptkörpers 250 mit
der Spritzenspitze oder dem Injektionsbereich 260.
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Während der
Benutzung ist die Spritze 10' zum
Beispiel an einer Verbindungsröhre
angebracht, die das Injektionsfluid, wie im Stand der Technik bekannt,
zu einer hohlen Nadel oder ähnlichem
transportiert, die in den Patienten eingeführt ist. Wie in 11 dargestellt
ist, kann eine vorgefüllte
Spritze 10' als
eine Einheit mit einer Verbindungsröhre 510 vorgesehen
werden. Bei dieser Ausführungsform sind
die Verbindungsröhre
und die Spritze 10' permanent
(zum Beispiel über
einen Klebstoff) miteinander an der Spritzenspitze 24' befestigt.
Diese verbundene Natur ermöglicht
es, dass sowohl die Spritze 10' als auch die Röhre 510' als eine Einheit mit einem Injektionsfluid
gefüllt
werden, das gesamte Volumen der Verbindungsröhre 510 und ein vorbestimmter
Abschnitt des länglichen
zylindrischen Hauptkörpers 50' gefüllt werden.
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Die
Spritzenspitze 24' kann
in irgendeiner von verschiedenen Arten enden. Bei der Ausführungsform
der Spritze 10',
die in 6A, 7A und 7B dargestellt
ist, endet die Spritzenspitze 24' in einer normalen männlichen
Luerverbindung 520. Die Luerverbindung 520 weist
ein inneres röhrenförmiges Teil 522 auf,
das zum Zusammenpassen mit einem standardmäßigen weiblichen Luerverbinder (nicht
gezeigt) auf der flexiblen Verbinderröhre 510 ausgelegt
ist, wie in 11 dargestellt ist. Die Spritzenspitze 24' weist auch
eine Gewindeaußenwand 524 mit
einem Innendurchmesser auf, der den Luerverbinder der Verbinderöhre 510 ergreift.
Die Außenwand 524 weist
eine doppelte rechtsgewundene Luerverriegelungspassung mit Gewinde
auf.
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Bei
einer anderen in 12 dargestellten Ausführungsform
endet die Spritze 610 in einem langen relativ dünnen Röhrenabschnitt 612,
der eine Standardlueranschrägung
aufweist. Die Röhre 612 enthält einen
ringförmigen
Kanal 614, der sich radial nach innen von der allgemein
zylindrischen äußeren Oberfläche des
Röhrenabschnittes 612 erstreckt. Eine
allgemein zylindrische Überwurfmutter 620 weist
einen radial nach innen vorstehenden Eingriffsflansch 622 auf.
Die Breite des Rückhalteflansches 622 ist
etwas kleiner als die Breite des Kanales 614. Die Überwurfmutter 620 ist
aus einem relativ festen und federnden Material wie Polykarbonat
hergestellt und enthält
eine Reihe von Außenrippen 624 zum Unterstützen des
Benutzers beim Ergreifen und Drehen der Überwurfmutter 620.
Die Rippen 624 erstrecken sich in eine Richtung parallel
zu der Achse, um die die Spritze 610 gebildet ist.
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Zum
Anbringen der Überwurfmutter 620 an der
Spritze 610 wird die Überwurfmutter 620 über die Röhre 612 gesetzt
und nach hinten bewegt, wobei ausreichende Kraft auf die Überwurfmutter 620 ausgeübt wird,
zum Bewirken, dass der Rückhalteflansch 622 über den
Rückhalteflansch 616 schnappt
zum Setzen in dem Kanal 614. Eine weitere Rückwärtsbewegung
der Überwurfmutter 620 ist durch
einen zweiten Rückhalteflansch 618 verhindert.
Sobald die Überwurfmutter 620 in
die Stelle in Bezug auf den Kanal 614 geschnappt ist, kann
sie frei in Bezug auf die Spritzenröhre 612 gedreht werden.
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Wie
am besten in 13 dargestellt ist, weist die Überwurfmutter 620 eine
Mehrzahl von Innengewinden 626 zum Eingriff des Außenflansches einer
weiblichen Luerpassung auf, die an dem Ende einer elastomeren Verbinderröhre positioniert
ist. Die Gewinde sind doppelte Rechtsgewinde (zum Beispiel gemäß dem MD-70-Standard).
Bei der Benutzung wird die Überwurfmutter 620 einfach
zum Aufschrauben auf eine Verbinderröhre gedreht, die den Raum zwischen
der äußeren Seitenwand
der Röhre 612 und
den Gewinden 626 einnimmt.
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14 ist
eine Querschnittsdarstellung einer Spritzenspitzenversiegelung 720,
die fluiddicht in Bezug auf das Injektionsfluid innerhalb einer
Spritze ist. Die Ausführungsform
der Spitzenversiegelung 720, die in 14 dargestellt
ist, ist zum Beispiel zur Benutzung mit einer Spritzenspitze ausgelegt,
die in einer Standardluerpassung endet, wie in 6A, 7A, 7B und 14 dargestellt
ist. Die Spitzenversiegelung 720 ist aus einem elastomeren
Material hergestellt, das chemisch und biochemisch mit dem Injektionsfluid
verträglich
ist. Zum Beispiel kann die Spitzenversiegelung 720 aus
einem thermoplastischen Elastomer oder einem synthetischen Halobutylisopren
hergestellt sein. Die Spitzenversiegelung 720 weist ein äußeres allgemein
zylindrisches Versiegelungsteil 722 auf. Das Versiegelungsteil 722 weist
eine angeschrägte
Innenoberfläche
auf, die eine Versiegelung mit den Außendurchmesser der äußeren Wand 524 der
Luerverbindung 520 bildet. Die Spitzenversiegelung 720 weist
auch ein inneres allgemein zylindrisches Versiegelungsteil 724 auf. Das
innere Versiegelungsteil 724 weist eine angeschrägte innere
Oberfläche
auf, die eine Versiegelung mit dem Außendurchmesser des inneren
röhrenförmigen Teiles 522 der
Luerverbindung 520 bildet.