SE526308C2 - Genom tryck/kraft datorstyrt system för tilldelning av medicin och liknande - Google Patents

Description

oooo oo coon o av uno. 0 o o oono ooo 0 o oo 10 15 20 25 30 5 2 6 3, 0 g - - 2 sugning under medicintilldelning, vilket är ett medicinskt krav för subkutan injicering i ett försök att undvika intravaskulär förflyttning av den subkutana nålen.

Smärtor, vävnadsskador och komplikationer efter operationer har länge accepterats som negativa bieffekter från användningen av existerande subkutana inj ektionssystem för medicintilldelning. Detta finns väl dokumenterat både inom dental och medicinsk litteratur.

Smärtorna och vävnadsskadoma är ett direkt resultat av den okontrollerade flödeshastigheten i kombination med alltför höga tryck som skapas under tilldelningen av medicinlösningar inom vävnadsutrymmena. Subjektiva smärtrealdioner hos en patient har påvisats vara minimala vid specifika flödeshastigheter under tilldelning av en medicin. Det har även vetenskapligt påvisats att särskilda tryck (i sig alltför höga utan ocklusion) för en specifik vävnadstyp kan förorsaka skador. Det är därför avgörande att en specifik flödeshastighet i kombination med ett specificerat tiyckområde kan upprätthållas under tilldelning av vätskor (mediciner) när en subkutan injektion ges för att på så sätt förhindra subjektiva smärtreaktioner liksom även vävnadsskador. Det är även nödvändigt att detta system ger möjlighet till sugning under kontrollerade villkor med avseende på hastighet och tryck för att undvika samma negativa bieffekter under vätskerörelsen. I patentet US 5 180 371 tillhörande Spinello, vilket här ingår som referens, presenterades en uppfinning som möjliggi orde inställning av en flödeshastighet för medicinen via en subkutan nål. Denna uppfinning beskrev emellertid inte några medel för bestämning, detektering eller övervakning av trycket under tilldelningen av en medicin.

I början av 1980-talet påvisade flera forskare klart (se t ex Rood, "The Pressure Created by Inferior Alveolar Injections", British Dental J. 1441280 - 282 (l978); Walton and Aboot, "Periodontal Ligament Injection; a Clinical Evaluation" JADA (oktober 1981); Smith and Walton, "Periodontal Ligament Injection; Distribution of Injected Solution" Oral Surg. 55:232:238 (1983) -och kom fram till den slutsatsen att trycket som skapades av den injicerade vätskan är avgörande för att förhindra vävnadsskador och smärtreaktioner.

Variationsförmåga, olika kollagentyper och densiteter hos anslutande vävnader resulterar i olika komplianser och tänjbarheter hos vävnadema. Dessa variationer återfinns mellan olika personer och hos en och samma person. I sin artikel förklarar Rood år 1978 att "förhållandet mellan injektionshastigheten och tryckökningen som syntes tydligt vid de mindre volymema försvann när 2,0 ml hade injicerats. Flera höga tryck registrerades och vissa oväntat låga.

Många kurvor uppvisade ett mönster som tydde på en bristning i vävnaden och det är möjligt U 00 0000 Û 0 I 0000 uno 0 o l0 15 20 25 30 5 2 6 3 att nämnda låga tryck berodde på att vätskan inte längre hölls tillbaka inom det pterygomandibla utrymmet när volymen injicerades liknande den tidigare uppskattade volymen hos vävnadsutrymmet". Av detta framgår att flödeshastigheten inte är direkt relaterad till trycket under en intennediär injicering.

Smith och Walton beskrev i sin här ovan angivna artikel att de har genomfört en histologisk studie på djur (hundar) där en teknik används för kalibrering av manuella tryck.

De kom fram till den slutsatsen att "den injicerade volymen och nålens placering var inte alltid relaterade till tilldelningen... Injicering under ett måttligt till starkt backtryck gav en djupare och mer spridd fargpenetration". Detta bekräftar återigen att trycket är den avgörande variabeln vid tilldelningen av lösningen i vävnader och att volymen inte alltid är relaterad till det uppkomna trycket.

Pashley, Nelson & Pashley som i "Pressures Created by Dental Inj ections" (Tryck skapade genom dentala inj ektioner) (J Dent Res 1981) använde en tryckomvandlare och en fast flödeshastighet som skapades genom en motordriven, traditionell injektionsspruta påvisade klartatt olika vävnader har olika vävnadskompliaris. Den intermediära tryckvariationsförrnågan var statiskt och kliniskt signifikant även med en konstant flödeshastighet. Därför kan dras den slutsatsen att de gav upphov till stora tryckvariationer genom att använda en uppmätt flödeshastighet.

Pertot och Dejou beskriver i sin artikel "Effects of the force developed during peridontal ligament injections in dogs" (Effekter av den kraft som utvecklas under periodontala ligamentinjektioner i hundar) (Oral Surg. Oral Med, Oral Pathol. 1992) hur de använde en inj ektionsspruta som var kopplad till en kraftomvandlare i miniatyrforrnat och fann en positiv korrelation mellan antalet ostioklaster och den kraft som anbringas på sprutkolven, vilken indikerade det tryck som alstrades i den rumsbefrämj ade ostioklastiska PDL-aktiviteten. Detta experiment indikerar återigen att trycket är en kritisk faktor för vävnadsskador och beror på det motstånd som påträffas och inte på flödeshastigheten hos lösningen i vävnadema.

Ett av målen med tandvård och medicin är att kunna ge patienter vård på det mest humana och smärtfria sättet. Ett absolut krav på varje behandling är att den skall ge det önskade resultatet utan att förorsaka skador eller smärtor hos individen. Därför finns på alla kirurgiska områden ett stort behov av ett inj ektionssystem som kan användas för att förvalta 10 15 4 526 en vätska samtidigt som det inte förorsakar någon större smärta eller vävnadsskada på patienten.

Sammanfattning av uppfinningen Föreliggande uppfinning syftar till att minimera de subjektiva smärtreaktionema och varje potentiell vävnadsskada på en patient som resulterar av olämpliga tryck som uppstår under utdelningen av en medicin via en subkutan nål.

Ett annat syfte med uppfinningen är att uppnå dessa fördelar vid användning av olika, varierande medicinkällor, dvs. såväl standardsprutor som anestesiampuller eller _, liknande.

Ett annat syfte är att föreslå ett system som lätt kan användas av en praktiker efter minimal träning.

Ytterligare ett syfte är att föreslå ett system av den ovan diskuterade typen som har en del vilken väsentligen är en engångsdel.

Ytterligare ett syfte är att föreslå ett system som kan ge inte bara injektioner utan även egentlig sugning och/eller biopsi med möjlighet till styrning av både flödeshastighet och tryck.

Ytterligare ett syfte är att föreslå ett system som automatiskt bestämmer och använder utgångstrycket (eller ingångstrycket) som en kontrollparameter tör vilken storlek eller kombination som helst av injektionsspruta, rör eller nål.

Referenser inom tidigare teknik är kända där försök att använda en tryckomvandlare för att mäta trycket inne i sprutan har gjorts (se t ex patentet US 5 295 967). En större brist hos dessa system är deras oförmåga att justera flödeshastigheten och/eller trycket hos vätskan för att kompensera för ändringar i motstånden genom hela systemet, eller till utgångstrycket.

(Utgångstrycket refererar till vätsketrycket omedelbart nedströms om nålspetsen inne i patientens kropp). Dessutom har tidigare känd teknik inte lyckats föreslå något medel för att bestämma detta utgångstryck. Föreliggande uppfinning innefattar ett mikroprocessorbaserat system som mäter ett tryck eller en kraft som alstras utanför vävnadema, och som därefter utnyttjar denna mätning för att exakt fastställa motsvarande utgångstryck. Med andra ord 10 15 20 25 30 5 övervakar systemet genom att använda en specifik mjukvara utgångstrycket och alstrar och upprätthåller en specifik flödeshastighet även då ändringar förekommer i motståndet inom systemet.

Genom uppfinningen föreslås även ett system som automatiskt kompenserar för det sammanlagda motståndet som påträffas inom systemet och som har visat sig ha inflytande på flödeshastighetema och det uppmätta trycket. Vi tror att detta det första systemet med möjlighet till att ge en exakt fastställd flödeshastighet och ett önskat tryck genom att tai beaktande hela motståndet i systemet. Utan denna möjlighet kan flödeshastighetema och utgångstrycken inte exakt härledas för varierande engångsenheter bestående av olika sprut-, rör- och nålstorlekar och flödeskaralderistiska. Ett kritiskt kännetecken hos systemet är att det styr och övervakar trycket genom användning av en omvandlare som genererar en återkopplingsparaineter.

I korthet innefattar ett system enligt denna uppfinning för tilldelning av en vätska genom injicering av densamma i en patient en mekanisk enhet och en elektrisk regulator. Den mekaniska enheten består av en drivmekanism och en engångsdel bestående av en vätskelagringsanordning såsomen spruta, kapsel eller liknande, och en vätskeavgivande sektion innefattande ett rör som är kopplat till nänmda vätskelagringsanordning och som avslutas i en nål vilken är anpassad för att föras in i personens vävnad. Drivmekanismen innefattar ett hus med en inre motor och en hållare för montering av vätskelagringsanordningen på huset. Vätskelagringsanordningen innefattar en fram- och tillbakagående kolv. En koppling används för att förflytta kolven med hjälp av nämnda motor.

Ett viktigt faktum är att en omvandlare används för att detektera kraften eller trycket som alstras av motom och som anbringas av kolven inom vätskelagringsanordningen. Om en kapsel används som vätskelagringsanordning är även en adapter anordnad för att göra det möjligt för samma hållare att fästa även kapseln. Hållaren är anordnad och konstruerad för att fästa sprutor och kapslar som uppvisar mycket varierande storlekar. Motorn, kopplingen som är associerad med motom och den elektriska regulatom som diskuteras här nedan är åtminstone delvis placerad inom huset för att skyddas.

Den elektriska regulatom är anordnad för att styra hela operationen hos systemet.

Regulatom innefattar en överordnad mikroprocessor som kan vara anordnad som en fristående standardpersondator eller en portföljdator, och en intern underordnad mikroprocessor som arbetar som svar på kommandon från den överordnade mikroprocessom. * ' 526 508 6 Den överordnade mikroprocessorn åstadkommer gränssnittet till klinikem och samlar in data avseende den mekaniska enheten. Den överordnade mikroprocessom är vidare associerad med ett minne som innehåller flera databanker, varvid varje databank är associerad med ett av elementen i engångsdelen liksom även med andra parametrar. 5 Vätskelagringsanordningen fylls på och en inställningsprocedur initieras under vilken olika operativa parametrar beräknas, återfinns eller tas emot från klinikem. Klinikem specificerar även flödeshastighetema för vätskan och topputgångstrycket och den sammanlagda mängd vätska som skall tilldelas. Då manövrerar han en pneumatisk styrning som t ex en fotpedal och initierar vätskeflödet. Som ett alternativ kan kommandon initieras av 10 klinikem antingen på elektronisk väg eller genom röstkommandon. Under utdelningen används utmatningen från omvandlaren för att beräkna det aktuella utgående vätsketrycket.

Om detta utgångstryck närmar sig ett visst tröskelvärde minskas vätskans flödeshastighet automatiskt för att förhindra ett alltför högt utgångstryck och därigenom garanteras att patienten inte utsätts för några onödiga smärtor och att inga vävnader skadas. Många valfria 15 egenskaper erbjuds även såsom sugning, lufining eller laddning av mediet med eller utan luft.

Som ett alternativ kan systemet användas för biopsi varvid ingångstrycket och flödeshastigheten hos den utgående eller utdragna vätskan utgör de relevanta styrparametrarna.

Under hela förfarandet förses klinikem med ständigt aktuell information om den 20 pågående proceduren, både visuellt och via hörseln, inkl aktuell flödeshastighet, total utsprutad eller uppsugen volym, utgångs- eller ingångstryck och andra parametrar. Den underordnade mikroprocessom tar emot kommandon från den överordnade mikroprocessorn O och alstrar de drivsignaler som krävs för att manövrera motorn.

I I OO I O O O oo c oo 00 oo oooo oo oo; o o g g o o o oo o c o o o oo oo ooo o o o o OI 10 15 Kortfattad beskrivning av figurerna Figur 1 visar ett schema som illustrerar de viktigaste komponenterna hos det mekaniska systemet för föreliggande uppfinning; Figurer 2 visar en ortogonal vy av drivmekanismen; Figur 3 visar de viktigaste elementen hos drivmekanismen; Figur 4 visar hur elementen hos drivmekanismen i figur 3 är placerade i huset; Figur 5A visar en vy uppifrån av huset utan hållaren; Figur SB visar en perspektivvy av huset utan hållaren; Figur 6 visar en sidovy av en klämma för att fästa en injektionsspruta på huset; Figur 7A visar en vy uppifrån av plattformen 30 i figur 2; Figur 7B visar en sidovy av plattfonnen 30 i figurerna 2 och 6; Figur 8 visar en sidovy i ett snitt av en tidigare känd ampull for en vätska; Figur 9 visar en något schematiskt sidovy av en adapter för användning av ampullen i figur 8 tillsammans med systemet i figurerna 1 - 7; Figur 10 är ett blockschema för den elektroniska regulatorn; Figur ll visar ett allmänt flödesschema för driften av regulatorn i figur 10; Figur 12A visar en typisk bildskärm som visar olika möjliga val för elementen i engångsdelen; Figur 12B visar en typisk bildskärm som summerar operativa karakteristika och parametrarna for det aktuella förfarandet; Figur 13 visar en typisk bildskärm som visas for klinikern under inställningstörfarandet; 10 15 20 25 Figur 14 visar grafiskt styrsignalema som härleds för en fotpedal; Figurerna 15A och 15B visar typiska tidsberoende kurvor för vätskeflödet respektive utgångstrycket; Figurerna 16A och 16B visar tidsberoende kurvor för vätskeflödet och utgångstrycket när nämnda tryck överstiger en tröskelvärdesnivå; Figur 17 visar ett flödesschema för sugning; Figur 18 visar ett flödesschema för laddning av en injektionsspruta; Figur 19 visar inj ektionssprutan och associerad utrustning som krävs för laddning; och Figur 20 visar ett flödesschema för bestämning av en typisk komponent som bidrar till bestämningen av utgångstrycket.

Detaljerad beskrivning av föredragna utlöringsformer Föreliggande uppfinning avser ett system för att tilldela medicin som t ex ett bedövningsmedel, eller for att anordna sugning, t ex För en biopsi, på ett effektivt sätt som samtidigt garanterar att patientens smärta minimeras. Systemet innefattar en mekanisk enhet som samverkar med en elektronisk regulator.

Den mekaniska enheten illustreras i figurema 1 - 9 och den elektroniska regulatorn 150 visas i figurema 10 - 18.

Ett medicintilldelningssystem 10 som är uppbyggt i överensstämmelse med uppfinningen innefattar en drivmekanism 12, ett matningsrör 14 och ett handtag 16 som avslutas med en nål 17. Närmare bestämt är en injektionsspruta 90 (eller en annan vätskelagringsanordning) monterad på drivmekanismen med den ena änden av röret 14 kopplad till sprutan 90. Drivmekanismen 12 manövrerar en kolv 94 för att selektivt spruta ut vätska genom röret 12, handtaget 16, och nålen 17 eller altemativt för att dra in vätskan.

Drivmekanismen 12 är associerad med en yttre regulator för att välja varierande operationsparametrar enligt vad som diskuteras mer i detalj här nedan. Denna externa regulator kan vara anordnad på drivmekanismens hus eller vara anordnad som en separat 00 00 0000 00 0400 0 0 . - ' . :ann 0 0000 000 o a n n u oc» U Q I n 0 0 0 0 0 00 00 nu 00 nu 10 15 20 25 30 9 styrenhet 18 vilken är kopplad till drivmekanismen 12 genom en kabel 20. Styrenheten 18 kan t ex utgöras av en persondator eller en porttöljdator. Som ett alternativ kan styr-enheten 18 vara inbyggd.

Detalj er hos drivmekanismen 12 visas i figurema 2 - 5. Med början i figur 2 ses att drivmekanismen 12 innefattar ett hus 22 med en översida 24 och en mellansida 26 som är anordnad lägre än översidan 24. På mellansidan 26 är en skena 28 anordnad vilken sträcker sig längs husets 14 längsgående axel. En plattform 30 som är anordnad på skenan 28 kan förflyttas fram och tillbaka parallellt med nämnda längsgående axel, enligt vad som beskrivs mer i detalj här nedan.

På översidan 24 och enligt vad som tydligare visas i figurerna 5A och SB, är två parallella avlånga skåror 32 och 34 anordnade och mellan dessa skåror finns ett spår 36 anordnat. Ändarna hos var och en av skåroma har sidoutvidningar 38 som befinner sig mitt emot varandra. Spåret 36 avslutas i närheten av en tvärgående skåra 54.

En klämma 40 kan förflyttas i skårorna 32, 34. Enligt vad som framgår av figur 6 har klämman 40 en allmänt C-formad kropp 42 som avslutas med ben 44 vilka sträcker sig mot varandra, och en ribba 46. En skruv 48 med ett huvud 50 sträcker sig genom ett gängat hål (ej visat i figuren) i ribban 46 och avslutas med en rondell 52.

Klärnman 40 är konstruerad och anordnad så att dess ben 44 passar in i utvidgningama 38 och gör det möjligt för klärnrnan att förflyttas horisontalt i skåroma 32, 34.

Plattformen 30 (vilken visas mer i detalj i figurerna 7A och 7B) är på sin översida 58 utformad med en skåra 56 som är anordnad på ena sidan med ett graderat kilspår 60.

Inne i huset 22 finns en motor 66 anordnad (figurema 3 och 4) vilken är stadigt fäst inne i huset. En snäckskruv 72 är gängad genom motom 66. Snäckskruven 72 är anordnad så att när motom 66 sätts igång rör sig snäckskruven 72 i den ena eller andra riktningen, beroende på dess rotationsriktning, parallellt med husets 22 längsgående axel. Snäcksknivens 72 ena ände är utan rotation fäst på ett block 74, vilket är kopplat till en plattform 76. Mellan plattformen 76 och blocket 74 är en belastningscell 78 anordnad för att överföra och mäta kraften mellan blocket 74 och plattformen 76. Belastningscellen 78 är dubbelriktad så att den kan mäta både tryck och töjning beroende på om snäckskruven 72 rör sig åt vänster eller höger enligt figur 3. Två korta stänger 80 används för att koppla blocket 74 till plattformen oo oooo l o i øooo ooo o u g oo oc. oo oo g ' . . . l 000: .to III: o 0 o o o o o o :op .

I I I o o o c o u u g oo oo oo o; . ., 10 15 20 25 30 000 5 2 6 3 0 8 ggr; _ -: -s _":= o oooo ooo o o o ooøi 10 76, för att förhindra överföring av rotationskrafier som alstras av motorn 66 till plattformen 76.

Två pelare eller stänger 82, 84 sträcker sig mellan plattformarna 30 och 76 och förbinder dessa båda element med varandra. Dessa stänger 82, 84 kan glida i två bussningspar 68, 70 på huset 22. Förutom för dessa bussningar är plattformama 76 och 30 flytande på insidan respektive utsidan av huset 22. Stängerna 82, 84 sträcker sig genom väggen 86 som sträcker sig mellan ytorna 24 och 26 via hål (ej visade i figurerna). Skenan är ihålig och inriktad efter sträckskruven 72 för att göra det möjligt för den senare att förflytta sig i längsgående riktning längs sin axel genom huset 22.

Pâ typiskt sätt är injektionssprutan 90 försedd med en cylinder 92 som är placerad i ett spår 36 så att dess fingerflik 95A (syns i figur 6) vilar i skåran 54. Injektionssprutan 90 innefattar även en kolv 94 som kan förflyttas fram och tillbaka inne i cylindern 92 med hjälp av en. stång 93. Stången avslutas med ett fingergrepp 96. När injektionssprutan 90 är placerad i spåret 36 vilar fingergreppet 96 i plattformens 30 skära 58. I detta läge är sprutan 90 fäst på huset 22 genom införandet av benen 44 hos klämman 40 i skårutvidgningarna 38 och genom att föra klämman 40 framåt eller låta den glida åt vänster över sprutan 90 ända till dess att den befinner sig vid änden av sprutkroppen 92 intill skåran 54. I detta läge dras skruven 50 åt, vilket tvingar rondellen 52 framåt så att den kommer i kontakt med sprutans 90 cylinder.

Spåret 36 hjälper till vid positioneringen av sprutan 90. Sprutan avslutas med ett Luer-lås 95 som används för att ansluta sprutan till röret 14.

Här bör noteras att motorn 66, blocket 74, laddningscellen 80, Snäckskruven 72 och plattformen 76 samtliga är placerade inne i huset 22. Plattformen 30 är placerad utanför huset 22. När motorn 66 sätts igång, enligt vad som närmare beskrivs här nedan, tvingar den snäckskruven 72 att förflyttas i den ena eller andra riktningen. Snäckskruven tvingar i sin tur plattformarna 30, 76 och stängema 82 och 84 att förflyttas samfällt och tvingar därigenom kolven 94 att förflyttas. De enda element som rör sig in i och ut från huset är stängema 82, 84.

Således är de flesta avgörande elementen i systemet skyddade inne i huset från stötar eller utspillda vätskor. F ö är drivmekanismen 12 anpassad för att ta emot och arbeta med sprutor som har varierande diarnetrar och längder. På liknande sätt kan matningsröret 14, handtaget 16 och nålen 17 ha vilken önskad storlek som helst. 0 I 0000 0.; II 10 15 20 25 30 nano Ino 0000 0 000! 526 508 11 0 0 0 a 0 in 00 Vid den hittills beskrivna utfiiringsformen utgås från att vätskan tilldelas från injektionssprutan 90 och att denna därför måste vara förladdad med nämnda vätska antingen av tillverkaren, eller måste fyllas i på plats av klinikem eller en assistent innan någon operation påbörjas. Vid många förfaranden är det emellertid mer önskvärt att leverera vätskan som skall tilldelas i en ampull såsom ampullen 100 vilken visas i figur 8. Enligt vad som framgår av denna figur består ampullen 100 av en cylindrisk behållare 102. I ena änden är behållaren 102 försedd med en kolv 104, vilken är tillverkad av gummi eller något annat böjligt material som kan förflyttas fram och tillbaka genom behållaren 102 för att på selektivt sätt driva ut vätskan som finns i denna. I den motsatta änden är arnpullen försedd med en tätning i form av ett membran 106 som måste stickas hål på innan innehållet i arnpullen kan tilldelas.

Figur 9 visar en adapter 110 som gör det möjligt för drivanordningen i figurerna 1 - 7 att tilldela en vätska från ampullen 100. Adaptem 110 innefattar en hållare 112 som år anpassad för att hålla ampullen 100. Hållaren 112 har en första ände försedd med ett anslutningsdon 114 (t ex en Luer-anslutning) för att ansluta adaptem 110 till matningsröret 14. Inne i hållaren 112, intill anslutningsdonet 114, finns en tagg 116 som är konstruerad och placerad för att sticka hål på membranet 106 när ampullen 100 skjuts in i hållaren 112. l den motsatta änden är hållaren 112 försedd med radialt utstående utskott 118 för att fästa hållaren 112 på en drivmekanism 12. Ampullhållaren 112 som hittills beskrivits beskrivs i den gemensamt överlåtna parallella patentansökan med serienummer US 09/028 009 som lämnades in den 23 februari 1998 och som har titeln "Dental Anesthetic and Delivery Injection Unit" (Inj ektionsenhet för dental anestesi och tilldelning), vilken här ingår som referens.

Adaptern 110 innefattar vidare ett kopplingselement 118 som bildats av en stång 120 vilken i ena änden avslutas med en hulling eller krok 121 och den motsatta änden med en tumplatta 122. Stången 120 sträcker sig genom en kapsyl 124 som är anpassad för att monteras på hållaren 112 genom utskott 116 som samverkar med motsvarande urtag (ej visad i figuren) i kapsylen 124. Kapsylen 124 är försedd med en flik 126 som sträcker sig radialt och som har ungefär samma fonn som en fingerflik 95A på en standardspruta 90.

För att montera en ampull 100 på drivmekanismen 12 förs ampullen 100 först in i hållaren 112 från dess bakre ände. När ampullen 100 väl är på plats inne i hållaren 112 placeras stången 120 så att den är inriktad i längsgående riktning efter axeln hos hållaren 112 10 15 20 25 30 12 och därefter skjuts dess krok 121 in i kolven 104 ända till dess att den är stadigt fastsatt med denna. Därefter förs ampullen 100 framåt mot anslutningsdonet 114 så att taggen 116 tränger in i membranet 106 och därigenom åstadkommer ett utsläpp av vätskan som finns i ampullen.

För att garantera att vätska inte läcker ut kan röret 14 först monteras på anslutningsdonet 114, men detta rör visas emellertid inte i figur 9 för att göra figuren tydligare.

Istället för en krok kan en kolv 12lA vara fäst på stången 120 på så sätt att när denna kolv förs in i hållaren 112 alstras en vakuum/tryckkoppling mellan denna och kolven 104.

Som ett resultat av detta gör kolvens 12lA förflyttning i endera riktningen att kolven 104 följer efier och därigenom antingen pressar in vätska i systemet eller suger ut densamma från systemet.

Därefter kopplas kapsylen 124 till hållaren 112 genom att skjuta in utskotten 116 i de lämpliga urtagen i kapsylen 124 och därigenom fästs densamma vid hållaren 112. Vid denna konfiguration har ampullen 100 och en adapter 110 en konfiguration som liknar en injektionsspruta 90 och kan monteras på drivanordningen i figurerna 1 - 7 på samma sätt som en spruta, varvid klämman 40 samverkar med kapsylen 124, fliken 126 sträcker sig in i skåran 54, och tumplattan 122 samverkar med skåran 56 på plattformen 30. När adaptern 110 är i detta läge kan motom 66 användas för att föra framåt eller dra ut stången 120 och kolven 104 in i eller ut från ampullen 100 eller via kroken 121 eller en kolv som därigenom får vätskan att pressas ut eller sugas in på önskat sätt. Kroken 121 (eller kolven) som är bildad i änden av stången 120 är anordnad för att åstadkomma en god samverkan och en fast mekanisk koppling av stången 120 till kolven 104 och därigenom se till att kolven 104 följer rörelsen hos stången 120 och plattformen 30 i båda riktningarna.

Figur 10 visar ett blockschema för den elektroniska regulatorn 150. Regulatorn 150 innefattar två mikroprocessorer: en överordnad (”master”) mikroprocessor 152 och en underordnad (”slave”) mikroprocessor 154. Den underordnade mikroprocessom 154 används för att härleda signalerna som i själva verket driver motom 66 och för att samla in information avseende positionen hos plattformama 30, 76.

Den överordnade mikroprocessom 152 används för att samla in infonnation avseende resten av systemet, inkl injektionssprutan 90, och dess innehåll, röret 14, handtaget 16 osv., och för att alstra styrsignaler för den underordnade mikroprocessom 154 som krävs för driften av motom 66 och för att avge innehållet i sprutan 90. 10 15 20 25 13 Den underordnade mikroprocessom 154 och de tillhörande kretsarna är fysiskt placerade inne i huset 22. Den överordnade mikroprocessom 152 är inbyggd i styrenheten 18 som kopplad till huset 22 genom kabeln 20 enligt vad som visas i figur 1.

Enligt vad som framgår av figur 10 mikroprocessorn 152 ansluten till ett minne 160, inmatningsanordningar 162, visualiseringsanordningar 164 och ett gränssnitt 166.

Minnet 160 används för att lagra program och data för den överordnade mikroprocessom 152. Närmare bestämt används minnet 160 för att lagra sex eller flera databanker som var och en är avdelad för följande information: (a) injektionssprutor; (b) rör; (c) nålar; (d) vätskor; (e) styrparametrar; och (f) profiler bestående av ett flera parametrar för ett särskilt förfarande som skall utföras. Var och en av dessa parametrar används för att fastställa de styrsignaler som alstras för den underordnade mikroprocessom 154. Var och en av dessa databanker innehåller lämpliga parametrar för varierande kommersiellt tillgängliga produkter, eller som ett alternativ, parameterdata som härleds med användning av en specifik algoritm. Infonnationen avseende de olika elementen för en särskild konfiguration matas genom inmatningsanordningama 102 och bekräftas på bildskärmsanordningen 164. Dessa inmatningsanordningar kan innefatta ett tangentbord, en taktil skärm, en mus, men även en mikrofon. Om en mikrofon ingår tolkas röstkommandon av en röstidentifieringsenhet l62A.

Bildskärmsanordningen 164 används vidare för att ge en indikation liksom även instruktioner för drift av systemet 10. Kommandona för drift av motorn 66 alstras av den överordnade mikroprocessom 152 och överförs till ett gränssnitt 162. Mikroprocessom 152 är vidare försedd med en högtalare 165 som används för att framföra olika muntliga meddelanden, inkl i förväg registrerade eller syntetiserade ord (alstrade genom en röstsyntetiserad krets 165A) osv., för att ge instruktioner till klinikem och för att ge annan information om det aktuella tillståndet i hela systemet och dess element utan att klinikem hela tiden behöver observera bildskärmama.

Den underordnade mikroprocessom 154 tar emot dessa kommandon via kabeln 20 eller något annat anslutningsorgan och gränssnittet 170.

Den underordnade mikroprocessom 154 är även förbunden med en eller flera positionsgivare 172 och en chopperdrivkrets 174. Som tidigare nämnts mäts kraften mellan 10 15 20 25 30 øøøø nu 5 2 e» 3 o e 14 plattformen 76 och blocket 74 av en belastningscell 78. Denna belastningscell kan t ex vara en belastningscell modell S400 som tillverkas av SMD, Inc. i Meridien, Connecticut.

Den underordnade mikroprocessom 154 är även förbunden med en fot-omkopplare eller pedal 176. Fotpedalen 176 består företrädesvis av en luftkammare med en böjlig sidovägg, varvid nämnda sidovägg är anordnad så att den ändrar lufivolymen och trycket inne i kammare som svar på aktiveringen genom en mänsklig operatör. En tryckgivare (ej visad i figurema) ingår i fotpedalen och är anordnad för att avge information om nänmda tryck till den underordnade mikroprocessom 154 via en motsvarande analog/digital omvandlare 190.

Fotpedaler av detta slag är väl kända på detta ornråde och därför beskrivs de inte i detalj här.

Driftsekvensen hos systemet 10 beskrivs nu med hänvisning till figur 11. Med början vid steg 300 sker först en inställning av systemet. Eftersom detta steg inbegriper utbyte av information med klinikem och yttervärlden utförs den av den överordnade mikroprocessom 152.

Steget 300 innefattar först att klinikem matar in följande information: typ av spruta som används, typ (dvs. storlek och längd) av rör 14, typ av nål som används, och nanm eller annan identifiering av vätskan i sprutan. Denna information kan matas in manuellt av klinikem som använder en inmatningsanordning som t ex ett tangentbord eller en taktil bildskärm som är anordnad i bildskärmen. Som ett alternativ kan ett flertal motsvarande ämnen (t ex sprutor) återfinnas och visas på bildskärm från databaser och därefter presenteras för klinikem. Klinikem använder därefter en standardpekanordning som t ex en mus eller en taktil skärm för att välja lämplig spruta. Som ett alternativ kan ett röstkommando användas för detta val. Figur 12A visar en typisk bildskärm för att utse eller välja en spruta. Enligt vad som framgår av denna bildskärm och när en spruta har valts eller utsetts återfinns dess fysiska karakteristiska såsom längd, nominell volym, slaglängd, injektionskrafi i databanken och visas på bildskärmen. Efter det att nålen och vätskan har utsetts återfinns deras karakteristika och visas likaledes.

En del av inforinationema som t ex längden av röret 14 måste matas in manuellt eftersom det skulle vara svårt för systemet att fastställa denna. Aiman information, liksom även olika driftparametrar fastställs emellertid automatiskt. Så t ex kan identiteten för en spruta kodas på en del av sprutan och läsas av systemet. Enligt vad som beskrivs här nedan är 0090 00 000 I O 0 000 00: 10 15 20 25 30 5 6 5 0 8 - 15 en nödvändig parameter sprutans tvärsnittsarea A. Denna fastställs genom att dela volymen med sprutans slaglängd eller längd.

Så snart som informationema avseende systemets komponenter har matats in eller valts på annat sätt visas en annan bildskärm (figur 12B) för klinikern. Denna bildskärm används antingen för att förse klinikem med infonnationer eller för att göra det möjligt för klinikern att mata in vissa operationella tilläggsparametrar som krävs för att avsluta inställningen.

Bildskärmen i figur 12B har fyra allmänna områden med beteckningama 502, 504, 506, 508 och 510. I fältet 502 ges vissa allmänna informationer eller informationerna väljs av klinikern inkl en beteckning på den profil som skall användas för den innevarande proceduren, t ex "PERIODONTAL LIGAMENT INJECTION" (Periodental ligamentinj ektion). I fältet ytan 504 upprepas parametrarna från bildskärmen i figur 12A i ett förkortat format varvid här indikeras informationen avseende sprutan, nålen, röret och vätskan.

I fältet 506 väljer klinikem typen av operation som krävs, (t ex injektion), de höga och låga flödeshastígheterna, och den optimala tryckgränsen. Enligt vad som tidigare nämnts är den sistnärrmda parametem särskilt viktig eftersom den styr graden av smärta och vävnadsskador som patienten kan utsätts för under proceduren. Ytterligare parametrar kan även väljas inom detta fält, som t ex laddningsflödeshastigheter, insugningsvolym och flödeshastighet, lufiningsvolym och flödeshastighet etc.

I fältet 508 anger klinikern den totala mängd vätska som skall tilldelas och om (a) sprutan är laddad, (b) om den skall laddas med luft; eller (c) om den skall laddas utan luft.

Klinikern väljer även inom detta område huruvida han skall använda sugning eller inte.

Slutligen används fältet 510 för att ange olika parametrar som beräknas från den tidigare mottagna och valda informationen, inkl systemvolym, maximala flödeshastigheter, maximalt tryck osv.

Vid en utföringsfonn av uppfinningen använder systemet och närmare bestämt den överordnade mikroprocessorn 152 dessa parametrar för att från profildatabasen återfinna en profil som är bestämmande för sekvensen och de programmeringskarakterístika som behövs för att avge vätskan genom nålen enligt vad som krävs, eller en optimerad hastighet. Profilen 00 Coon oo 9000 0 nu I I I 000 000 10 15 20 25 30 526 16 för varje särskild kombination spruta-rör-nål beräknas och lagras i minnet i förväg. Dessa profiler har en unik karakteristik för varje typ av kirurgiskt förfarande. Så t ex är en profil för ett periodontalt ligament (PDL) annorlunda än en profil för en subkutan anestesitilldelning i ett kraniurn. Endast en grupp eller familj av profiler som är associerad med en specifik procedur kan lagras i minnet hos den överordnade mikroprocessom eftersom andra sådana profiler är överflödiga.

Som ett alternativ kan den överordnade mikroprocessorn 152 programmeras för att utföra beräkningarna som krävs för att alstra profilema. Det förväntas emellertid att för de flesta tillämpningar kommer profilema att a priori beräknas och programmeras eller lagras i databasen enligt vad som förklarats här ovan.

Efter det att inställningsproceduren har avslutats, vid steg 302, utförs ett test för att fastställa om klinikem önskar fylla sprutan 90 med användning av föreliggande anordning eller ej. I många fall förvänta att klinikem antingen förladdar sprutan manuellt eller använder en förladdad spruta eller ampull. Om sprutan är laddad eller avlägsnad från anordningen sänder, vid steget 304, den överordnade mikroprocessorn 152 därefter ett kommando till den underordnade mikroprocessorn 154 för att förflytta plattformen 30 till ett initialt läge.

Med hänvisning till figur 10 är mikroprocessom 154 förbunden med laddningscellen 80 genom en analog-digitalomvandlare 83, ett RAM-minne 182, ett EEPROM-minne 184, och en gränsbrytare 172. Genom att utnyttja den information som kan härledas från dessa element, vars funktioner beskrivs mer i detalj här nedan, och som svar på kommandon från den överordnade mikroprocessorn 152 via gränssnittet 170, styr den underordnacle mikroprocessom 154 driften av motorn 66. Närmare bestämt manövrerar den underordnade mikroprocessom 154 en chopperdrivkrets 188 som därefter alstrar stegpulser till motom 66 för att få närrmda motor att rotera i någondera riktningen genom ett diskret vinkelinkrement.

Frekvensen hos dessa pulser bestäms av motoms hastighet. Separata hastigheter kan användas för hög flödeshastighet, luftning vid låg flödeshastighet, sugning och laddning. Klinikerna väljer värdena för alla dessa hastighetsparametrar och mikroprocessom beräknar därefter motsvarande motorhastighet (t ex stegfrekvens) varvid den använder sig av dimensionerna hos sprutan och hos vätsketilldelningssystemet.

Mikroprocessom 154 följer upp positionen hos plattformama 30, 76 genom att räkna stegen som utförts av motorn 66. Som ett alternativ eller som ett tillägg kan även andra 10 15 20 25 30 5 9 6 3 0 å* - ÉÄÉÉ 17 givaromkopplare vara anordnade för att detektera och utforma platsen för plattformama, som t ex plattformen 76 på olika ställen längs dess förflytmingsväg. Vid den föredragna utföringsforrnen är minst en givaromkopplare 172 anordnad vilken definierar plattforrnens 76 utgångsläge. Alla andra lägen hos plattformen 76 beräknas utgående från detta utgångsläge.

Utgångsläget kan t ex vara det yttre vänstra läget som visas i figur 4.

Motorn 66 är företrädesvis tillverkad av perrnanentmagneter av sällsynta jordarter så att den kan vara relativt kompakt och ändå ge ett stort vridmoment.

Genom att nu gå tillbaka till figur 11 så sänder, vid steg 304, mikroprocessom 152 ett kommando för att beordra mikroprocessom 154 att förflytta plattformen 76 till utgångsläget. En lista på samtliga kommandon av denna typ lagras i minnet 160 som en del av styrdatabasen. Mikroprocessorn 154 sätter igång motom till dess att plattformen 76 nått sitt utgångsläge och detta läge kontrolleras genom en utsignal från givaren 172 och rapporteras till mikroprocessom 152. Därefter beordrar mikroprocessom 152, vid steg 306, plattformen 76 att förflyttas till ett utgångsläge. Detta utgångsläge beror på den valda sprutan och mängden vätska som finns i sprutan, och definieras av den profil som finns lagrad i profildatabasen.

Systemet 10 är nu klart för att ta emot en fylld spruta. Figur 13 visar en typisk bild på bildskärmen 164 vilken kan visas för klinikem vid detta tillfälle. Bildskännen innefattar ett flertal mjuka eller programmerade "knappar" som kan aktiveras av klinikem fór att initiera vissa kommandon liksom även flera visningsfält i vilka information ges till klinikem. I detta särskilda ögonblick visar bildskären följande knappar 198 med texterna: Avslutning, Utskrivning, Pedal. För andra tillfällen kan andra knappar visas.

Dessutom innefattar bildskärmen i figur 13 följande informationsfält: ett meddelandefalt 200 där instruktioner ges för nästa fas; eller ett meddelande visas som informerar klinikem om det steg eller de procedurer som f n utförs; två grafer 202, 204 där vätskeflödet och utgångstrycket visas som en funktion av tiden, en sprutikon 206, en tryckmätare 208 som visar det utgående trycket i procent av det maximalt tillåtna trycket (en annan parameter som utvecklats som en del av profilen), och en annan uppsättning mätare vilka kollektivt markerats med 210 och som indikerar följande parametrar: plattforrnens 76 plats (och därigenom kolven i cylindern) i turn i förhållande till dess initiala plats, den vätskevolym som har injicerats (eller samlats upp i fall av biopsi), den aktuella 0000 0 ll» 0 000 o o I 0000 o oo nu oooo oo ouon n o Ü I . o :nu g o n o o n p p O. 'I .I 0 Q O 0 00 ooo o o 0 o 10 15 20 25 30 oooo 00 1s flödeshastigheten i cc/sekund, det aktuella trycket (psi), den anbringade kraften och den kraft som anbringas genom pedalomkopplaren 176. I början av steget 306 visar bildskärrnsfálten 202, 204, 208 och 210 inte några värden för motsvarande värden och ikonen 206 är försedd med ett tecken 212 för att visa att ingen spruta har detekterats. Bildskärmen 200 visar ett meddelande som ger instruktioner till klinikem att ladda sprutan 90 och att trycka på pedalen 176.

Klinikem kan nu ta en fylld spruta och placera den i spåret 36 med fingerfliken 95A som sträcker sig in i skåran 54 och turnfliken 96 inskjuten i plattforrnens 30 skära 56. Enligt vad som omnämnts här ovan har motorn 66 flyttat plattformarna 76, 30 till det ursprungliga läget. Detta ursprungliga läge definieras som det läge där den fyllda sprutan 90 kan monteras med dess tumflik 96 som passar in i skåran 56. Här bör noteras att systemet inte godtar sprutor i något annat läge. Programvaran används i själva verket för att garantera att en korrekt spruta med korrekt mängd vätska laddas och att någon annan spruta inte kan laddas av misstag.

Systemet väntar på att sprutan skall monteras i steget 310. Klinikem kan indikera att sprutan monteras antingen genom att fysiskt aktivera fotströmbrytaren 176 momentant eller aktivera pedalknappen 198 på bildskärmen. När pedalsignalen detekteras kan medicintilldelningen utföras. Först stängs den röda stoppsymbolen 212 av. Vid steget 312 kontrollerar systemet om klinikern har begärt en luftning. Om så är fallet sker en luftning vid steg 313 under vilken medicintilldelningssystemet befrias fiån potentiella lufibubblor.

Volymen hos nålen, handtaget och röret är kända och därför kan den vätskevolym som skall luftas lätt beräknas.

Enligt vad som omnämnts här ovan innefattar fotströmbrytaren 176 företrädesvis en luftbälg och en lufttryckgivare (ej visade i ñgurema). Utsignalen från lufttryckgivaren matas till analog-digitalomvandlaren 190 och den digitala motsvarigheten till utsignalen från fotströmbrytaren matas till mikroprocessom 154. Mikroprocessom 154 använder denna givare tillsammans med en tabell som lagrats i EEPROM-minnet 184 för att fastställa eller alstra en omkopplingsindikeringssignal som indikerar strömbrytarens läge. Det har visat sig att för den bästa reaktionen och känsligheten omvandlas strömbrytarens lägen till fyra olika lägen eller tillstånd med användning av hysteres. Med andra ord och enligt vad som visas i figur 14 befinner sig strömbrytaren först i ett tomgångstillstånd. När strömbrytaren trycks in ökar det inre trycket. När det når ett första värde ONl alstrar mikroprocessorn 154 ett kommando oooo O 0000 ooo o ooø oo oo oo oovo oc o _ . . . . . o . oo: o o: ' o n o o o o o on oo 5 2 6 5 0 8 - -.:š 19 LÅGT FLÖDE. Om trycket ökar men inte överstiger en nivå ON2 upprätthålls kommandot LÅGT FLÖDE. Om trycket minskas till under en nivå OFF1 indikeras tomgångstillståndet.

Trycket OFFl är på typiskt sätt lägre än ON1. Om trycket överstiger ON2 alstras ett kommando HÖGT FLÖDE. Detta kommando HÖGT FLÖDE kopplas inte bort innan trycket har sjunkit under en trycknivå OFF2 som är lägre än ON2.

Med hänvisning till figur 11 fastställs, efter en eventuell lufining, vid steg 314 läget eller tillståndet hos pedalen 176. Om ett kommando LÅGT FLÖDE har tagits emot tilldelas medicinen med låg hastighet. Om ett kommando HÖGT FLÖDE har tagits emot tilldelas medicinen med hög flödeshastighet. De aktuella värdena för HÖGT och LÅGT FLÖDE har i förväg ställts in enligt vad som nämnts här ovan.

När pedalen väl har tryckts in initieras motom och körs med en förutbestämd hastighet motsvarande den begärda flödeshastigheten (steg 316). En typisk medicintilldelning visas i figurema 15A och l5B på de sätt de uppträder i fälten 202 respektive 204. Enligt vad som framgår av dessa figurer byggs flödeshastigheten upp relativt snabbt till ett första värde LÅG vid TO och stannar på en konstant nivå. Utgångstrycket börjar stiga på ett något oregelbundet sätt som bestäms av vävnadens motstånd mot vätskeflödet och andra faktorer.

Vid Tl aktiveras pedalen till en högre nivå HÖG och vätskeflödeshastighet stiger till denna nya hastighet. Utgångstrycket fortsätter likaledes att stiga. Vid T2 kan pedalen släppas tillbaka till den lägre nivån LÅG. Alltefiersom denna procedur fortsätter övervakar mikroprocessom 152 ständigt olika tryckparametrar (steg 318) och den ackumulerar den totala tilldelade volymen och jämför denna aktuella volym med den totala begärda volymen (steg 320). Om denna inte har uppnåtts sker vid steg 322 en kontroll för att fastställa om pedalen 176 fortfarande hålls intryckt. Om så är fallet upprepas steg 314. Om inte så är fallet antas att en sugning har begärts och följaktligen utförs en sugningsrutin enligt vad som beskrivs här nedan i samband med figur 17.

Vid steg 318 kontrolleras det av belastningscellen indikerade innevarande trycket mot ett tröskelvärde som är det topptryck som är säkert för systemet. Trycknivån beror på de komponenter som valts för systemet. Dessutom övervakas vid steg 318 även utgångstrycknivån. Enligt vad som nämnts här ovan har det visat sig att vätsketrycket under en injektion spelar en mycket stor roll med avseende på graden av smärta och vävnadsskador som en patient utsätts för under en injektion. Vid låga trycknivåer är smärtan minimal, vilket gör att patienten nästan inte känner nâgra besvär alls. Om emellertid trycket ökar över en viss o acc 0 n I III. 'II u a o o oo en; 10 15 20 25 E26 308 20 nivå blir injektionen mycket smärtsam. Därför är en viktig faktor vid föreliggande uppfinning stymingen av flödeshastigheten så att en låg nivå för utgångstrycket garanteras.

Närmare bestämt, om vid steg 318 trycket (dvs. trycket inne i systemet eller utgångstrycket) befinns vara alltför högt minskas flödeshastigheten vid steg 324. Vid steg 326 kontrolleras trycken åter. Om något av trycken fortfarande är alltför högt minskas t flödeshastigheten åter vid steg 320. Om de är acceptabla återupptas flödeshastigheten vid steg 328 och proceduren fortsätter med steg 320.

Flödeshastigheten och olika andra parametrar visas för klinikern på bildskårmen i figur 13 så att denne mycket enkelt skall kunna se vad som händer. Med all sannolikhet fórorsakas en tryckökning som den som visas figurema 16A och l6B antingen av en blockering eller av att nålen stöter på ett ben. Så snart som ett onormalt tryck detekterats utlöses ett visuellt liksom även ett hörbart lann. Därför förväntas av klinikem att denne gör en undanmanöver för att stoppa det höga trycket. Om emellertid blockeringen fortsätter och trycket fortsätter att öka minskas flödeshastigheten gradvis enligt vad som visas i figur 16A ända till dess 'att det helt upphör.

För att nu återgå till steg 320 utförs, när den angivna volymen har uppnåtts eller ett stoppkommando har utfärdats av klinikem, ett slutligt delprogram vid steg 330. Under detta delprogram avstannas sprutkolvens frarnåtgående rörelse och ett meddelande visas för klinikem för att denne skall dra tillbaka nålen. Klinikem kan dra ut nålen, koppla loss röret 14 från sprutan 90 och kasta bort röret 14, handtaget 16 och nålen 17. Som ett tillval kan ett sug delprogram, vilket anges här nedan, även exekveras för att garantera att vätska inte droppar ut från nålen 17.

Vid många tillfällen är det önskvärt med sugning under en medicininfusionsprocedur. T ex vid infusion av ett anestesimedel behövs, efter införande av nålen, en sugning för att kontrollera om nåländen är placerad i ett blodkärl. Vid detta tillfälle medför sugningen att litet blod dras ut från blodkärlet. Detta blod syns i handtaget 16 eller nålens 17 urtag.

Enligt vad som visas i figur ll och om det vid steg 322 visas att pedalen är intryckt initieras ett SUG-program enligt vad som visas i figur 17. 526 508 21 Närmare bestämt sker vid steg 400 en kontroll för att fastställa om kolven 94 i sprutan 90 har stoppats. Om så inte är fallet sker vid steg 402 en kontroll för att fastställa om kolven rör sig med låg hastighet. Om så är fallet exekveras ett stopp delprogram vid steg 404 för låg hastighet för att bromsa upp och stoppa motom. Annars exekveras vid steg 406 ett 5 stopp delprogram för hög hastighet för att minska motorns hastighet och stoppa densamma.

Vid steg 408 utförs en kontroll för att fastställa om det finns tillräckligt med utrymme för att utföra en sugning. Med hänvisning till figur 3 och i det ögonblick ett sug kommando tas emot skulle kolven 94 kunna befinna sig i sitt läge längs till höger, vilket gör att om den dras ut ärmu mer från sprutan skulle den kunna falla ut. En sådan händelse är 10 naturligtvis inte önskvärd. Därför utförs vid steg 408 en kontroll för att fastställa utgående från kolvens läge och sprutans längd om det är utan risk att utföra en sugning utan att kolven faller ut. Om inte så är fallet stoppas proceduren och vid steg 410 visas ett felmeddelande för klinikern för att indikera att det inte är riskfritt att suga i detta ögonblick.

Annars kastas motorn om vid steg 412 och går i motsatt riktning under en 15 förutbestämd tid vilket får kolven 74 att dras tillbaka. Efter det att kolven har förflyttats med det förutbestämda avståndet stoppas den (steg 414). Kolven förflyttas därefter åter framåt (steg 416) till dess att den återgår till sitt ursprungliga läge vid steg 408. Därefter stoppas motorn (steg 418).

Stegen 416 och 418 kan uteslutas om sugningen sker i slutet av den procedur då 20 nålen dras ut från vävnaden.

På detta sätt används föreliggande system för att tilldela ett anestesimedel för ett särskilt förfarande. Om t ex förfarandet är en periodontal li gatur kan följ ande parametrar tillämpas: š f. Typ av spruta Dental ampull Sprutstorlek 1,8 cc :zjjz Medicin : medel för lokalbedövning (lidokain HCl 2%, och epineffen 11100000) 5 ïü w 15 526 308 §§¥,¶í 22 Medicinens specifika vikt: 0,0361 Rörets innerdiameter: 0,38 mm (0,015") Rörlängd: 1524 mm (60") Nåltyp: BD 30 G 1/2 Nåuangd; 12,7 mm (o,5") Nålens innerdiameter: 0,152 mm (0,006") Låg hastighet: 0,0059 cc/sek Hög hastighet: 0,370 cc/sek Topptryck: 17,6 at (250 psi) När en normal spruta och nål av de ovan beskrivna dimensionerna används för att injicera samma vätska manuellt har det visat sig att ett utgångstryck av upp till 46,4 at (660 psi) eller mer alstras.

För andra förfaranden används olika sprutor, mediciner, rör och/eller nålar.

Enligt vad som angivits här ovan är en kritisk parameter som övervakas av föreliggande system vätskans utgångstryck vid nålens ände, dvs. trycket inne i vävnaden när vätskan kommer ut från nålen. Detta är det tryck som indikeras med graferna i figurema 15A och 16A. Det emellertid mycket svårt att direkt mäta detta tryck. Vid föreliggande uppfinning utförs därför snarare en indirekt mätning än en direkt mätning. Närmare bestämt härleds det önskade utgångs- eller nåltrycket Pn från den kraft som indikeras genom cellen 78 och fysiska karakteristika för systemet. Det har närmare bestämt visat sig att utgångstrycket under ett stabilt tillstånd (dvs. där kolven rör sig med en konstant hastighet) kan uttryckas på följande sätt: Pn = Ps-dVhn+dVhl-d(Fl+Ft+Fn) där non 0 23 Ps är det tryck som alstras i kolv/vätskegränsytan genom kolvens rörelse; Vhn är fallhastigheten i nålen; Vhl är fallhastigheten i sprutan; d är vätskans specifika vikt; och 5 Fl, Ft och Fn representerar friktionsförluster p g a flödet i sprutan, röret respektive nålen.

Det finns vissa andra mindre tryckiörluster i systemet vilka har befunnits vara mindre än 1 % och kan därför försummas.

Friktionstörlusterna har fastställts empiriskt och lagrats som en del av profilen för 10 vart och ett av systemets element. Typiska värden för t ex Fl, Ft och Fn har befunnits vara : Fl = O,l%; Ft = 89%; Fn = 11% av den sammanlagda tryckiörlusten.

Vätskans densitet är känd och ligger vanligtvis nära vattnets densitet.

F allhasti ghetema beräknas med användning av uttrycket: Vhl = NQZ d/[(2/4)2 D“(2g)] där 15 i A är den kinetiska energifaktorn som hänför sig till Reynolds tal och som för laminärt flöde har värdet 2; Q är respektive vätskeflöde, enligt vad som anges i figurerna 15A och 16A; j, j: g är gravitationskonstanten; och z-f-l D är innerdiarnetem hos respektive element, dvs. sprutan för Vhl och nålen för Vhn. 20 Ytterligare en faktor för acceleration måste läggas till när motorn accelererar eller minskar hastighet. Denna faktor ges genom följande uttryck: 10 15 20 25 30 24 Ms*a/As + Mt*a/At + Mn*a/An där Ms, Mt och Mn är vätskemassoma i sprutan, röret respektive nålen och As, At och An är motsvarande tvärsnittsareor.

Ett program för bestämning av utgångstrycket (betecknas i prograrnlistan som "nåltryck") bifogas i slutet av denna beskrivning. Enligt vad som framgår av denna lista, och av flödesschemat i figur 20, fastställs för att beräkna utgångstrycket först friktionsförlustema i var och en av de tre komponenterna (sprutan, röret och nålen) enligt följande. Vid steg 700 fastställs ett Reynolds tal från flödeshastigheten, komponentdiametern och viskositeten. Om Reynolds tal överstiger 2000 (vilket indikerar ett turbulent flöde) anges då (steg 702) en pararneter Kinetisk Energifaktor som 1 och Friktionsförlusten beräknas med användning av Reynolds tal (steg 704).

Vid R < 2000 (steg 706) anges den Kinetiska Energifaktom till 2 och ett annorlunda uttryck används för att fastställa (steg 706) Friktionsförlusten (baserad på vätskans viskositet, flödeshastigheten och komponentens diameter). Om inget flöde föreligger anges Friktionsförlusten och den Kinetiska Energifaktom båda som 0 (708). När därefter parametrarna från alla komponenter har beräknats, beräknas tröghetsförlusten för varje komponent, stoppkrafien beräknas, och alla dessa parametrar används för att erhålla utgångstrycket eller nåltrycket (steg 712).

Varje gång som mikroprocessorn 152 kontrollerar trycket (steg 318 i figur 1 1) beräknar den i själva verket utgångs- eller nåltrycket Pn enligt vad som angivits här ovan. I figurema 16 B och 17B visas en normal tryckkurva respektive en onormal tryckkurva med användning av dessa uttryck.

Om vi nu går tillbaka till steg 302 i figur ll och om anordningen skall användas för att ladda sprutan initieras ett laddnings-delprogram enligt vad som anges i figur 18. Vid steg 700 i denna figur förflyttas plattformen 30 till sitt ursprungsläge. I steg 602 utförs ett test för att fastställa om sprutan skall laddas med eller utan luft. Om en laddning med luft skall ske positioneras plattformen 30 vid steg 604 för spruthuvudet i läge när sprutan helt full. Vid steg 606 väntar systemet på att sprutan skall sättas på plats.

För att ladda en spruta måste systemet vara anslutet till en vätskekälla såsom en arnpull eller flaska. Närmare bestämt och enligt vad som visas i figur 19, för att uppnå laddning ansluts sprutan 90 till röret 14 via en trevägsventil 700. Ventilen 700 används för att 10 15 20 25 ß e ° ' e 'u 2 ' å i I 0 ° Û-Û Q.. .Ü .- 000000 0 0 I 0 00000 0 0 0 0 00 00 0000 0 0 0 0000 0000 I 0 0 0 0000 0000 0 0 25 ansluta systemet till vätskekällan 702 genom ett rör 706. För laddning av sprutan placeras ventilen så att vätskekällan 702 är ansluten till sprutan. I figur 19 visas vätskekällan 702 upp och ned så att den är försedd med ett luftutryrnme 706. För laddning med luft placeras sprutkolven 94 som om sprutan var full, dvs. i det läge som visas i figur 19. För laddning utan luft förflyttas sprutkolven så att den befinner sig så nära som möjligt till den motsatta änden enligt vad som visas vid 94A. Så snart som anslutningarna som visas i figur 19 har utförts kan klinikern placera sprutan på spåret 38 och fästa den med klämman 40 varvid kolvhuvudet är instucket i plattformen 30.

Om vi återgår till figur 18 så detekteras sprutan nu vid steg 606. Vid 608 förs sprutan framåt till det tomma läget vilket tvingar luften från sprutan in i källan 702 och sätter denna därigenom under tryck. Vid steg 610 återgår läget till ett initialt läge motsvarande den vätskenivå som skall injiceras enligt vad som tidigare fastställts av klinikem. Vid steg 612 påminns klinikem om att vrida på ventilen 700 för att koppla sprutan 90 till röret 14. Nu återgår systemet till steg 308.

Om det vid steg 602 fastställs att laddningen skall ske utan luft förflyttas vid steg 604 plattformen 30 till sprutans tomma läge. Därefter väntar systemet på att sprutan skall placeras i dess läge vid 616, varefter systemet fortsätter med steg 610 enligt vad som visas i figuren.

Systemet har hittills beskrivits som ett system som utför ett inj ektionsförfarande. Det är emellertid självklart för fackmannen att det kan tillämpas lika effektivt för att utföra en biopsi, t ex för att utföra en ryggmärgsavtappning eller andra liknande anaeroba förfaranden.

Huvudsakli gen samma parametrar kan användas för detta förfarande, med vissa mindre ändringar. T ex i stället för att definiera ett utgångstryck deñnierar klinikem nu ett ingångstryck. Vissa av delprogramrnen såsom luftning, laddning och sugning behövs inte alls för biopsi.

Ett stort antal ändringar kan naturligtvis utföras hos denna uppfinning utan att för den skull gå utanför dess ram som definieras i de bifogade patentkraven. 526 26 Programlista använder mat., systemverktyg; WP T tryck - Registrering F lödeshastighet: enkel; // Kubikturn/andra (inmatning) MekanismKraft: enkel; // Pund (DB) lmaskinmtstånd 'rn _ LaddningCellKraft: enkel; // Pund (inmatning) SprutKraft: enkelt; // Pund (DB) SprutDiameter: enkel; // Tum (imnatrllng) SprutLängd: enkel; // Tum (DB) RörDiaaneter : enkel; // Tum (DB) RörLängd: enkel; // Tum (DB) NålDiameter: enkel; // Tum (DB) NålLängd: enkel; // Tum (DB) Specifikvikt: enkel // Slugs/kubiktum (DB) Viskositet: enkel // Inga enheter (DB) Termen DB indikerar att värdet för en pararneter återfmns i en av databaserna.

'OI OO I I II Ü' . . -r ::§:::::::°:" z" s: :: :° ' ' o o a c oo se nnnn u: o: 10 0000 0 0 looo ooo o 00 000 ;_a lJl 0000 oo oooo y y. 0 0 0 0 o 000 g o o o o 0 o o o: oo o. 0 00 ono 20 526 308 27 Inmatning menar att parametem har beräknats tidigare.

Beräknat- Värde som beräknas genom detta delprogram slut; Följ ande variabler definieras under loppet av detta förfarande: HastighetSist: enkel; TidSist: dubbel; utförande funktion BeräknaTryck (P:TTryck) : enkel; konst.

V81' KinetiskEnergiFaktor = 2,0; Tyngdkraft = 386,4; KinetiskEnergiFaktorSpruta: enkel; KinetiskEnergíFaldorNålz enkel; KinetiskEnergiFaktorRör: enkel; SprutaFriktíonFörlust: enkel; SprutaFlödeFörlust: enkel; SprutaFallHastighet: enkel; NålFriktionFör1ust: enkel; 526 5 o s nu non o NålFlödeFörlust: enkel; NålFallHastighet: enkel; RörFriktionFörlust: enkel; RörFlödeFörlust: enkel; Hastighetskonstant: enkel; StoppKraft: enkel; ReynoldsSpruta: enkel; ReynoldsRör: enkel; ReynoldsNål: enkel; NålTryck: enkel; // Returnerat värde Volym, Accel: enkel; HastighetNu: enkel; TidNu: dubbel; Hastighetskonstant : = P.Specif1kVikt/(Sqr (PI / 4,0) * 2,0 * Tyngdkrafß; försök ReynøldsSpruta : = Pflödeshastighet/ (PI * P.SprutDian1eter * (P.Viskositet / 4)); om ReynoldsSpruta 'c 2000,0 då start KinetiskEnergiFaktorSprute: = 1,0; SprutaFriktionFörlust : = 0,25 / sqr (logl0 (0,00000l2 /(3,7 * P.SprutaDiameter) + 526 308 29 +(5,74 / Effekt (ReynoldsSpruta, 0,9)))); slut annars start KinetiskEnergiFalçtorSpruta : = 2,0; 5 SprutaFriktionFörlustzâ (16 * P Viskositet * PI * P.SprutaDia1neter)/ P.Flödeshastighet slut; förutom SprutaFriktionFörlustz = 0; 10 KinetiskEnergiFaktorSpruta: = O; slut; pröva Reyno1dsRör: = Pflödeshastighet / (PI * P.RörDiarneter * (P.Viskøsitet / 4)); om ReynoldsRör 'c 2000,0 då start if; 15 KinetiskEnergiFaktorRör : = 1,0; RörFriktionFörlust : =0,25 / sqr(1og10 (0,0000012 / (3,7 * PRÖrDiameter) + (5,74 / Effekt (ReynoldsRör, 0,9»>>; slut annars start .u 20 KinetiskEnergiFaktorRör : =2, 0; uuuu o! 5 10 20 30 RörFriktionFörlust : (16 * P.Viskositet * PI * P.RörDiaxneter)/ Pflödeshastighet slut; förutom RörFriktionFörlust : = O; KinetiskEnergiFaktorRör : = O; slut; pröva .

RcynoldsNål : = Pflödeshastighet / (P1 * P. NålDiameter * (P.Viskositet / 4)), om ReynoldsNål 1: 2000,0 då start KinetiskEnergiFaktorNål : = 1,0; NålFriktiønFörlust : =0,25 / sqr (log1O (0,0000012 / (3,7 * P.Nå1Diameter) + (5,74 / Effekt (ReynoldsNål, 0,9)))); slut annars start KinetiskEnergiFalctorNålz =2, 0; NålFriktionFörlust: (16 * P.Viskositet * PI * PNåIDiameteÛ/ Pflödeshastighet slut; 0000 526 308 31 förutom NålFriktionFörlustz = 0; KinetiskEnergiFaktorNål: = 0; slut; 5 Volym: = (PI / 4) * sqr (P.SprutaDiameter) * P.SprutaLängd + (PI / 4) * sqr (PRÖrDiameter) * P.RörLängd + (PI / 4) * sqr (PNålDiarneter) * 10 P.NålLängd): HastighetNu: = Pflöde-Hastighet / ((PI / 4) * Sqr (P.SprutaDiameter)); TidNu: nu * 24 * 60 * 60; om (TidSist > 0) och (ej P.TestSätt) då start ' 15 Först tid inmatad omkoppla V Accel: = ((P.SpecificVikt * Volym) / Tyngdkraft) * // ABs tfz? (masfighetsis: - Hastighemu) / (TidNu - Tidsism; 20 slut annars start (Vi FJ CN (I) OO 32 Accel: = 0; slut; _ HastighetSist: = HastighetNu : // Bevara till nästa tme TidSist: = TidNu 5 NålFallHastighetz = (HastighetKonstant * KinetiskEnergiFaldorNål) * (Sqr. P.F1ödeHastighet) / Effekt (PNålDiaxneter, 4,0)); SprutaFallHastighet : = (HastighetKonstant * 10 KinetiskEnergiFaktorSpruta) * (Sqr. P.FlödeHastighet) / Effekt (P.Spruta.Diameter, 4,0)); SprutaFlödeFörlust : = (SprutaFriktionFörlust * P.SprutaLängd * Sqr (P.FlödeHastighet)) / (P.SprutaDiameter * 2,0 * Tyngdkraft * Qcca 0 u inom 000 n o 000 u-fl UI Sqr (PI * Sqr (P.SprutaDiameter) / 4,0)); I nn Il ut RörF1ödeFörlust : = (RörFriktionFörlust * P.RörLängd * Sqr (P.F1ödeHastighet)) / (P. RörDiameter * 2,0 * Tyngdkraft * 20 Sqr (PI * Sqr (P. RörDiameter)/4,0)); 0000 0 0 0 0000 000 0 0 0 0 . 00 00 000 0000 00 0000 0 .g 0 0 g . 0 000 Ö O O Ö C 00 00 526 302 33 NålFlödeFörlust: = (N ålFriktionFörlust * P.NålLängd * Sqr (P.FlödeHastighet))/ (P.Nåldian1eer * 2,0 * Tyngdkraft * Sqr (PI * Sqr (PNålDiameter) / 4,0)): 5 StopparKraft: = P.LaddningCellKraft - P.SprutaKraft - P.MekanismKraft; // StopparKrafi: = P. LaddningCellKraft; Nåltryck: = (StopparKraft / (PI * sqr (P.SprutaDiameter/2))) - 10 ' NålF al1Hastighet + SprutaFallHastighet - (P.SpecifikVikt * (SprutaFlödeFör1ust+ RörFlödeFörlust + NålFlödeFörlust) - (Accel / (PI * sqr (P.SprutaDiameter/ 2)))); 15 slut.

Claims (17)

10 15 20 25 526 ms -- 34 Patentkrav

1. Elektronisk anordning för att selektivt injicera eller extrahera vätska från en patients kropp, innefattande : en behållare för injicering eller uppsamling av nämnda vätska; en vätsketilldelningssektion försedd med en första ände vilken är kopplad till närrmda behållare och en andra ände som är anpassad fór att föras in i nämnda kropp; en elektrisk drivmekanism som är anordnad och konstruerad för att anbringa en kraft inne i nämnda behållare som svar på kommandon i antingen en första riktning i vilken vätska injiceras från nämnda behållare genom nämnda vätsketilldelningssystem in i nämnda kropp och en andra riktning i vilken vätska extraheras från nämnda kropp genom nänmda vätsketilldelningssystem; en givare för detektering av en intem parameter som indikerar en kraft vilken alstras av nämnda drivmekanism och intema motstånd inne i nänmda behållare och närrmda vätsketilldelningssystem gentemot nämnda kraft; och en regulator som är kopplad till nämnda givare, varvid nämnda regulator innefattar en räknare fór att beräkna ett ingångs-/utgångstryck vid nämnda andra ände som en funktion av nämnda intema parameter, varvid nänmda regulator avger nämnda kommandon för att garantera att nämnda utgångstryck inte överstiger en förutbestämd nivå.

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda regulator innefattar en jämförare som jämför nämnda ingångs-/utgångstryck med ett forutbestämt tröskelvärde.

3. Anordning enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda förutbestämda tröskelvärde väljs så att det motsvarar en trycknivå i en patients vävnad, vilken nivå har fastställts för att minimera smärta och/eller vävnadsskador på nämnda patient.

4. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att den dessutom innefattar ett minne för lagring av fysiska karakteristika hos närrmda vätsketilldelningssystem 10 15 20 25 gfl t Q .ß CN CÛ OO 35 och nämnda behållare, varvid nämnda räknare är anpassad för att fastställa nämnda utgångs- lingångstryck, baserat på närrmda fysiska karakteristika.

5. Anordning enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda minne dessutom är anpassat för att lagra vätskekarakteristika för nämnda vätska, varvid nämnda räknare är anpassad för att alstra närnnda ingångs-/utgångstryck baserat på nänmda vätskekarakteristika.

6. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda behållare och nämnda vätsketilldelningssektion är av engångstyp.

7. Injektionsanordning för injicering av vätskor i kroppsvävnader, innefattande: en vätskebehållare innehållande en vätska som skall injiceras; en vätsketilldelningssektion försedd med en första ände vilken är kopplad till nämnda vätskebehållare och en andra ände som är anpassad för att föras in i nämnda vävnader; en drivmekanism anpassad för att alstra ett internt tryck inne i nämnda vätskebehållare som svar på kommandon för att tvinga nänmda vätska att rinna genom nämnda vätsketilldelningssektion och ut genom nämnda andra ände, varvid nämnda vätska har ett utgångstryck vid nämnda andra ände; ett inmatningselement för inmatning av fysiska karakteristika för minst en av nämnd vätska, nämnd vätskebehållare eller nämnd vätsketilldelningsssektion; en givare som detekterar en intem parameter vilken indikerar nämnda interna tryck och systemmotstånd mot nämnda interna tryck; och en regulator som tar emot nämnda fysiska karakteristika och nämnda interna parameter, varvid nämnda regulator innefattar en räknare för att fastställa nämnda utgångstryck baserat på nämnda fysiska karakteristika och nämnda interna parameter, varvid nämnda regulator avger nämnda kommandon för att garantera att nämnda utgångstryck inte överstiger en säker nivå. (fl 26 308 ät? 36

8. System enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n at a v att det dessutom innefattar ett hus, varvid nämnda hus innefattar minst en del av nämnda drift.

9. System enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n at a v att regulatorn innefattar en överordnad mikroprocessor som är anpassad för att hantera nämnda fysiska karakteristika och 5 en underordnad mikroprocessor som styrs av nämnda överordnade mikroprocessor för att avge nämnda kommandon. I

10. System enligt patentkrav 9, k ä n n e t e c k n a t a v att nämnda drivsystem l 1 l innefattar en motor som styrs av nämnda underordnade mikroprocessor och en koppling som förbinder nämnda motor med nämnda behållare. 10

11. 1 1. System enligt patentkrav 10, k ä n n e t e c k n at a v att nämnda givare är placerad inne i nämnda koppling.

12. System enligt patentkrav 10, k ä n n e t e c k n a t a v att nämnda motor och nämnda underordnade mikroprocessor är anordnade inne i nämnda hus.

13. System enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n at a v att det dessutom 15 innefattar en monteringssektion för montering av nämnda behållare på nämnda hus.

14. System enligt patentkrav 13, k ä n n e t e c k n at a v att det dessutom innefattar en behållargivare som detekterar när nämnda behållare är i läge, varvid nämnda regulator avger kommandon efter det att nämnda behållare har detekterats.

15. System enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n at a v att nämnda behållare är en 20 spruta försedd med en cylinder och en kolv som kan förflyttas fram och tillbaka inne i nämnda cylinder, varvid nämnda drivmekanism är kopplad till nämnda kolv.

16. System enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n at a v att nämnda behållare är en ampull som har en sidovägg och en stoppanordning, varvid nämnda drivmekanism innefattar en adapter som är försedd med ett element som är kopplat till nämnda stoppelement. 25

17. Medicinsk elektronisk injektionsanordning för att selektivt injicera vätska, innefattande : en vätskekälla anpassad för att rymma nämnda vätska; 5 2 6 5 0 8 =-':= en vätskeutsprutningssektion försedd med en första ände vilken är kopplad till nämnda vätskekälla och en andra ände som är anpassad för att spruta ut nämnda vätska; en drivmekanism som är ansluten till nämnda vätskeutsprutningssektion och anordnad och konstruerad för att förorsaka att nämnda vätska sprutas ut som svar på en 5 kommandosignal; en givare som är kopplad till närrmda vätskeutsprutningssektion för detektering av ett intemt tryck hos nämnda vätska i nämnda vätskeutsprutningssektion; och en regulator som är kopplad till nämnda givare och nämnda drivmekariism, varvid nämnda regulator är anpassad för att generera nämnda kommandosignal i beroende av 10 nämnda interna tryck. ------ _-