TWM609921U - 具自動注射模組之電腦斷層掃描儀 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種電腦斷層掃描儀，包括一載床模組及一自動注射模組，自動注射模組包括：一螺桿；一驅動裝置，其與螺桿連接並驅動螺桿之轉動；一滑台，其具有與螺桿配合的一螺孔，並架構於隨著螺桿的轉動而於螺桿之一軸向方向進行移動；一推進件，其與滑台連接，並架構於隨著滑台的移動而將一活塞柄部推入一針筒，以進行自動注射；其中，於進行自動注射時，載床模組及自動注射模組皆位於電腦斷層掃描儀之內部。

Description

具自動注射模組之電腦斷層掃描儀

本創作係關於一種自動注射模組，尤指一種應用於電腦斷層掃描儀的自動注射模組。

電腦斷層掃描儀器如微米電腦斷層掃描儀(micro computed tomography, 簡稱Micro CT)為可專門為小動物模型而設計的造影設備，主要研究對象通常為小鼠、大鼠或兔等活體小動物，將其麻醉或固定後掃描，取得臟器或骨骼等的立體影像，有助於生理監視或疾病診斷。另一方面，電腦斷層掃描儀可快速完成掃描，且大幅降低小動物造影時所承受的輻射劑量，符合實驗動物倫理。

一般進行斷層掃描檢查時，會使用顯影劑讓病灶顯現或增強組織之間的對比。顯影劑是一種經由靜脈注入動物體內，隨著血管分佈被身體組織攝入的物質，可使組織在拍攝影像時造成對比亮度的改變，讓血管、腫瘤和臟器等構造變得較為清晰而易於判讀，故通常會在儀器外部先注射顯影劑於動物體內，再將動物體置入電腦斷層掃描儀器中進行檢查。

然由於小動物的代謝速度快，在動物體置入斷層掃描儀器時，顯影劑通常已到達目標部位，故只能觀測到目標部位的顯影情形，對於血液灌流(perfusion)情形沒有辦法得到良好的觀測，因而無法透過血流、血量、流速等資訊進一步評估病症、治療或實驗情形。

有鑒於此，為了改善習知技術之缺失，實有必要開發一種具自動注射模組之電腦斷層掃描儀，以提升電腦斷層掃描儀的應用性。

本創作之目的在於提供一種具自動注射模組之電腦斷層掃描儀，使小動物可直接在掃描儀內部載床上直接進行注射及掃描，以進一步提升電腦斷層掃描儀的應用性。

為達上述目的，本創作提供一種電腦斷層掃描儀，包括一載床模組及一自動注射模組，自動注射模組包括：一螺桿；一驅動裝置，其與螺桿連接並驅動螺桿之轉動；一滑台，其具有與螺桿配合的一螺孔，並架構於隨著螺桿的轉動而於螺桿之一軸向方向進行移動；一推進件，其與滑台連接，並架構於隨著滑台的移動而將一活塞柄部推入一針筒，以進行自動注射；其中，於進行自動注射時，載床模組及自動注射模組皆位於電腦斷層掃描儀之內部。

在一實施例中，自動注射模組更包括一導桿、一第一支撐座、及一第二支撐座，導桿穿設於滑台，且導桿的兩端分別設置在第一支撐座及第二支撐座上。

在一實施例中，推進件透過一連接件與滑台連接。

在一實施例中，自動注射模組更包括一推進件微調機構，其係連接於推進件及連接件之間，供微調推進件的位置，使推進件緊貼活塞柄部。

在一實施例中，推進件微調機構包括一第一板件、一第二板件及一旋鈕，第一板件與連接件連接固定，第二板件與推進件連接固定，第一板件具有一螺孔，第二板件具有一長孔，旋鈕具有一螺絲，螺絲係先穿過第二板件的長孔，再旋入第一板件的螺孔中。

在一實施例中，第一板件及第二板件係垂直於滑台之頂面而設置，且彼此呈平行設置，而推進件與第二板件呈垂直設置。

在一實施例中，長孔的長度方向與螺桿之軸向方向平行，且長孔的長度大於螺孔的孔徑，長孔的寬度大致等於或略大於螺孔的孔徑。

在一實施例中，當旋鈕旋鬆時，第二板件可沿著長孔的長度方向移動，進而微調推進件的位置。

在一實施例中，自動注射模組更包括一針筒固定機構，用以固定針筒。

在一實施例中，針筒固定機構包括一第一固定座、一第二固定座及一彈簧，第一固定座軸接於第二固定座之上，彈簧設置於第一固定座及第二固定座之間，第一固定座及第二固定座分別具有一第一凹槽及一第二凹槽，共同定義出容置針筒的一容置槽。

在一實施例中，針筒固定機構更包括一旋鈕，設置於第一固定座上，當旋鈕旋鬆時，第一固定座可相對第二固定座旋轉，以利針筒置入第二固定座之第二凹槽。

在一實施例中，自動注射模組更包括一推進件調整機構，以使推進件緊貼活塞柄部。

在一實施例中，推進件調整機構包括一半螺母件及一彈簧，彈簧設置於滑台之一內壁及半螺母件之間，半螺母件遠離彈簧之一端突出於滑台而外露，半螺母件具有一長孔，且長孔僅在靠近彈簧的一側圓弧面上設有一螺紋。

在一實施例中，螺桿係穿設於半螺母件之長孔中，藉由彈簧的彈性作用力，半螺母件會被向外抵頂，使得螺桿與靠近彈簧之圓弧面上的螺紋咬合。

在一實施例中，當要調整推進件位置以緊貼活塞柄部時，可按壓突出於滑台的半螺母件，使得螺桿與半螺母件上的螺紋脫離，便可手動移動滑台及推進件，使推進件緊貼活塞柄部。

體現本創作特徵與優點的一些實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本創作能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本創作的範圍，且其中的說明及圖式在本質上為說明之用，而非用以限制本創作。

電腦斷層掃描儀是結合X光技術與電腦運算而成的醫療診斷工具。X光光源模組從360度照射動物體，並由影像偵測模組取得影像之後，經過電腦運算將斷層影像層層堆疊，即可形成立體影像，使全身各組織、器官及骨骼等的3D影像都可以清晰地顯現出來，如果有病變發生時，會因病灶與正常組織密度不同而顯現，能夠提供醫師精準客觀的診斷及治療依據。本創作主要是將自動注射器整合安裝於電腦斷層掃描儀上，使小動物可直接安置在電腦斷層掃描儀的載床上，並與自動注射器連接，之後將載床及自動注射裝置移入電腦斷層掃描儀內部的掃描區，使得小動物可在電腦斷層掃描儀內部直接進行注射，即可在注射同時開始掃描，進一步觀測血液灌流情形及目標部位的顯影情形。

第1圖顯示本創作電腦斷層掃描儀之示意圖，第2圖及第3圖顯示動物體安置於載床上的電腦斷層掃描儀局部結構示意圖，其中載床模組的上蓋被移除，以方便檢視內部結構。如第1圖至第3圖所示，電腦斷層掃描儀1除內部的X光光源模組、影像偵測模組、旋轉系統、及影像處理系統外，更包括一載床模組2及一自動注射模組3。載床模組2包括一載床21及一載台22，載床21係供承載動物體7於其上，載台22則連接於一滑軌上，且可由一驅動裝置驅動而沿著滑軌移動(依箭頭方向)，使載床21進入電腦斷層掃描儀內部的掃描區。自動注射模組3包括一架體31，且架體31固定在載床模組2的載台22上，故當載台22沿滑軌移動使載床21進入掃描區時，自動注射模組3便同步進入電腦斷層掃描儀1中。因此，在動物體7安置於載床模組2並與自動注射模組3連接後，載床模組2及自動注射模組3便會同步移動進入電腦斷層掃描儀內部，並開始進行注射及掃描。

自動注射模組3更包括一針筒32、一輸液管線33及一針頭34，針頭34可為但不限於留置針或蝴蝶針。輸液管線33連接於針筒32及針頭34之間，針頭34係插入動物體7之尾靜脈或相關欲注射顯影劑之器官、組織。因此，自動注射模組3可透過針筒32、輸液管線33及針頭34將顯影劑或其他藥劑注射入動物體7體內。另一方面，載床模組2之蓋體或管體上也會預留孔洞讓輸液管線33經由孔洞進入載床模組2的內部。

第4圖顯示本創作第一示範例之自動注射模組示意圖。自動注射模組3A包括一驅動裝置35、一螺桿36、一滑台37、至少一導桿38、一第一支撐座39、一第二支撐座40、一連接件41及一推進件42。驅動裝置35可為但不限於步進馬達，係與螺桿36連接並驅動螺桿36之轉動。滑台37具有與螺桿36配合的螺孔371，以及供導桿38穿設的平滑孔洞372。螺桿36及導桿38皆穿設於滑台37上，且兩端分別設置在第一支撐座39及第二支撐座40上，而第一支撐座39及第二支撐座40則設置於架體31上。當驅動裝置35作動而驅動螺桿36轉動時，配合滑台37及導桿38的結構，使得螺桿36的轉動帶動滑台37沿著導桿38於X方向(亦即螺桿36與導桿38的軸向方向)上進行直線運動，且螺桿36的正反向轉動會分別帶動滑台37向前或向後移動。又，推進件42係抵頂於針筒32之活塞柄部43，且推進件42透過一連接件41與滑台37連接。當滑台37受驅動進行直線運動時，便可帶動推進件42將活塞柄部43推入針筒32，從而實現自動注射。

由於針筒32內所容置的顯影劑或其他藥劑將視斷層掃描之需求而調整，且注射量約介於1 ml至3 ml，而配合不同注射量，活塞柄部43的位置也會有所不同，故在針筒32固定在自動注射模組3A上後，須先調整推進件42至緊貼活塞柄部43的位置，才能實現後續的自動注射。在此示範例中，自動注射模組3A更包括一推進件微調機構5，係連接於推進件42及連接件41之間。當針筒32固定在自動注射模組3A上後，可先利用驅動裝置35帶動推進件42至接觸或靠近活塞柄部43的位置，再利用推進件微調機構5使推進件42緊貼活塞柄部43。

第5圖及第6圖顯示推進件微調機構的局部爆炸圖，以闡釋推進件微調機構的作動方式。如第4圖至第6圖所示，推進件微調機構5包括一第一板件51、一第二板件52及至少一旋鈕53。第一板件51與連接件41連接固定，第二板件52則與推進件42連接固定。在一實施例中，連接件41為設置於滑台37頂面之板件，第一板件51及第二板件52係垂直於滑台37頂面而設置，且彼此呈平行設置，而推進件42則為與第二板件52呈垂直設置的板件。換言之，第一板件51及第二板件52沿X軸延伸平行設置，而推進件42則沿Y軸延伸設置。

第一板件51具有至少一螺孔511，其係與旋鈕53之螺絲531配合，可供旋鈕53旋入並固定於其上。第二板件52具有至少一長孔521，其長度方向與X軸平行，亦即與推進件42的移動方向平向。第二板件52的長孔521係與第一板件51的螺孔511對應設置，且長孔521的長度大於螺孔511的孔徑，長孔521的寬度則大致等於或略大於螺孔511的孔徑。

旋鈕53之螺絲531係沿著Y方向先穿過第二板件52的長孔521，再旋入第一板件51的螺孔511中。當旋鈕53旋緊時，第二板件52與第一板件51相互緊貼而無法進行相對運動。而當旋鈕53旋鬆時，由於長孔521的長度亦大於旋鈕53之螺絲531的徑長，使得第二板件52可沿著長孔521的長度方向移動，進而微調推進件42的位置(如第6圖所示)。因此，當針筒32固定在自動注射模組3A上後，可先利用驅動裝置35帶動推進件42至接觸或靠近活塞柄部43的位置，再利用推進件微調機構5進行微調，亦即將旋鈕53旋鬆，並移動第二板件53及推進件42，使推進件42緊貼活塞柄部43，之後再將旋鈕53旋緊，以利後續自動注射的進行。

請再參閱第4圖。自動注射模組3A更設有一針筒固定機構，用以固定針筒32，使針筒32在活塞柄部43推進時不會移動，以避免影響注射效果。針筒固定機構包括一第一固定座44、一第二固定座45、一旋鈕46及一彈簧47。第一固定座44軸接於第二固定座45之上，且彈簧47設置於第一固定座44及第二固定座45之間。第一固定座44及第二固定座45分別具有第一凹槽441及第二凹槽451，可共同定義出容置針筒32的容置槽。旋鈕46設置於第一固定座44上，當旋鈕46旋鬆時，第一固定座44可相對第二固定座45旋轉約90度或更多，以利針筒32置入第二固定座45之第二凹槽451，之後再將第一固定座44旋轉歸位並旋緊旋鈕46，即完成針筒的固定。之後便可調整推進件42位置以緊貼活塞柄部43，再接著進行後續的自動注射。

第7圖及第8圖顯示本創作第二示範例之自動注射模組示意圖。與第一示範例之自動注射模組3A相似，第二示範例之自動注射模組3B同樣包括一驅動裝置35、一螺桿36、一滑台37、至少一導桿38、一第一支撐座39、一第二支撐座40、一連接件41及一推進件42，但各機構配置位置有些調整。驅動裝置35可為但不限於步進馬達，係與螺桿36連接並驅動螺桿36之轉動。螺桿36及導桿38皆穿設於滑台37上，且兩端分別設置在第一支撐座39及第二支撐座40上，而第一支撐座39及第二支撐座40則設置於架體31上。當驅動裝置35作動而驅動螺桿36轉動時，配合滑台37及導桿38的結構，使得螺桿36的轉動帶動滑台37沿著導桿38於X方向(亦即螺桿36與導桿38的軸向方向)上進行直線運動，且螺桿36的正反向轉動會分別帶動滑台37向前或向後移動。又，推進件42係抵頂於針筒32之活塞柄部43，且推進件42透過一連接件41與滑台37連接。當滑台37受驅動進行直線運動時，便可帶動推進件42將活塞柄部43推入針筒32，從而實現自動注射。

同樣的，活塞柄部43的位置會配合針筒32的注射量而有所調整，故在自動注射前，須先調整推進件42至緊貼活塞柄部43的位置。在此示範例中，自動注射模組3B更包括一推進件調整機構6，以使推進件42緊貼活塞柄部43，俾利後續自動注射的進行。第9圖及第10圖顯示推進件調整機構的示意圖，其中滑台被移除以清楚顯示推進件調整機構的作動方式。如第7圖至第10圖所示，推進件調整機構6包括沿Y軸方向設置的一半螺母件61及一彈簧62，其中彈簧62設置於滑台37內壁及半螺母件61之間，且半螺母件61遠離彈簧62之一端突出於滑台37而外露。半螺母件61具有一長孔611，長孔611的長度方向與Y軸平行，且長孔611僅在靠近彈簧62的一側圓弧面上設有螺紋612，而遠離彈簧62的另一側圓弧面則為平滑圓弧面。

螺桿36係穿設於半螺母件61之長孔611中，藉由彈簧62的彈性作用力，半螺母件61會被向外抵頂，使得螺桿36與靠近彈簧62之圓弧面上的螺紋612咬合，故當驅動裝置35作動而驅動螺桿36轉動時，會帶動滑台37、連接件41及推進件42的移動，以實現自動注射。然而在因應針筒32的注射量而需要調整推進件42位置以緊貼活塞柄部43時，操作者可持續按壓突出於滑台37的半螺母件61，使得螺桿36與半螺母件61上的螺紋612脫離，便可手動移動滑台37、連接件41及推進件42，使推進件42緊貼活塞柄部43。之後再放開對半螺母件61的按壓，使彈簧62將半螺母件61向外抵頂，螺桿36與半螺母件61上的螺紋612再次咬合，便可進行後續的自動注射。

自動注射模組3B同樣設有一針筒固定機構，其結構與自動注射模組3A的針筒固定機構相同，故在此不再贅述。

根據上述之構想，利用本創作之電腦斷層掃描儀1進行動物體掃描的流程大致如下。首先，操作者或研究人員將動物體7安置在載床模組2的載床21上，並將針頭34插入動物體7之尾靜脈或相關欲注射顯影劑之器官、組織，此時可將針筒32回抽一些，若有血液抽出，表示確認針頭34有插進血管內。接著將針筒32利用針筒固定機構固定，再自動或手動調整推進件42的位置，以使推進件42緊貼活塞柄部43。例如在第一示範例中，可先利用驅動裝置35自動帶動推進件42至接觸或靠近活塞柄部43的位置，再視需求利用推進件微調機構5手動使推進件42緊貼活塞柄部43。又例如在第二示範例中，可利用推進件調整機構6手動使推進件42緊貼活塞柄部43。

之後將載床模組2及自動注射模組3同步移入電腦斷層掃描儀1內部的掃描區。接著設定軟體介面，只要選擇模式，輸入動物的體重，系統會提供顯影劑或其他藥劑的注射量、注射速率及時間的參考值。注射藥劑的模式可為：(1)手動模式：自動注射模組能在任意時間進行注射；(2)連動模式：自動注射模組在待機狀態，當掃描儀進行掃描的當下，自動注射模組自動進行同步注射；或(3)延遲模式: 自動注射模組在待機狀態，當掃描儀進行掃描的某一設定時間點，自動注射模組自動進行注射。而在進行注射時，即可利用驅動裝置35驅動螺桿36轉動，進而帶動滑台37及推進件42，將活塞柄部43推入針筒32，從而實現自動注射。

綜上所述，本創作之電腦斷層掃描儀具有自動注射模組，在動物體安置於載床模組並與自動注射模組連接後，載床模組及自動注射模組便會同步移動進入電腦斷層掃描儀內部的掃描區，並開始進行注射及掃描。換言之，動物體可直接在掃描儀內部載床上直接進行注射及掃描，且可在注射同時開始掃描，進一步觀測血液灌流情形及目標部位的顯影情形，抑或是在掃描儀進行掃描的某一設定時間點，再進行注射，故可進一步提升電腦斷層掃描儀的應用性。此外，因應針筒的注射量，推進件的位置也可自動或手動調整，使推進件緊貼活塞柄部，以利後續自動注射的進行。又，自動注射模組更設有一針筒固定機構，用以固定針筒，使針筒在活塞柄部推進時不會移動，以避免影響注射效果。

縱使本新型已由上述實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1:電腦斷層掃描儀 2:載床模組 21:載床 22:載台 3、3A、3B:自動注射模組 31:架體 32:針筒 33:輸液管線 34:針頭 35:驅動裝置 36:螺桿 37:滑台 371:螺孔 372:平滑孔洞 38:導桿 39:第一支撐座 40:第二支撐座 41:連接件 42:推進件 43:活塞柄部 44:第一固定座 441:第一凹槽 45:第二固定座 451:第二凹槽 46:旋鈕 47:彈簧 5:推進件微調機構 51:第一板件 511:螺孔 52:第二板件 521:長孔 53:旋鈕 531:螺絲 6:推進件調整機構 61:半螺母件 611:長孔 612:螺紋 62:彈簧 7:動物體 X、Y、Z:軸向

第1圖顯示本創作電腦斷層掃描儀之示意圖。 第2圖及第3圖顯示動物體安置於載床上的電腦斷層掃描儀局部結構示意圖。 第4圖顯示本創作第一示範例之自動注射模組示意圖。 第5圖及第6圖顯示推進件微調機構的局部爆炸圖。 第7圖及第8圖顯示本創作第二示範例之自動注射模組示意圖。 第9圖及第10圖顯示推進件調整機構的示意圖。

21:載床

22:載台

31:架體

32:針筒

33:輸液管線

34:針頭

7:動物體

Claims (13)

1. 一種電腦斷層掃描儀，包括一載床模組及一自動注射模組，該自動注射模組包括： 一螺桿； 一驅動裝置，其與該螺桿連接並驅動該螺桿之轉動； 一滑台，其具有與該螺桿配合的一螺孔，並架構於隨著該螺桿的轉動而於該螺桿之一軸向方向進行移動； 一推進件，其與該滑台連接，並架構於隨著該滑台的移動而將一活塞柄部推入一針筒，以進行自動注射； 其中，於進行自動注射時，該載床模組及該自動注射模組皆位於該電腦斷層掃描儀之內部。
2. 如請求項1所述之電腦斷層掃描儀，其中該自動注射模組更包括一導桿、一第一支撐座、及一第二支撐座，該導桿穿設於該滑台，且該導桿的兩端分別設置在該第一支撐座及該第二支撐座上。
3. 如請求項1所述之電腦斷層掃描儀，其中該推進件透過一連接件與該滑台連接。
4. 如請求項3所述之電腦斷層掃描儀，其中該自動注射模組更包括一推進件微調機構，其係連接於該推進件及該連接件之間，供微調該推進件的位置，使該推進件緊貼該活塞柄部。
5. 如請求項4所述之電腦斷層掃描儀，其中該推進件微調機構包括一第一板件、一第二板件及一旋鈕，該第一板件與該連接件連接固定，該第二板件與該推進件連接固定，該第一板件具有一螺孔，該第二板件具有一長孔，該旋鈕具有一螺絲，該螺絲係先穿過該第二板件的該長孔，再旋入該第一板件的該螺孔中。
6. 如請求項5所述之電腦斷層掃描儀，其中該第一板件及該第二板件係垂直於該滑台之一頂面而設置，且彼此呈平行設置，而該推進件與該第二板件呈垂直設置。
7. 如請求項5所述之電腦斷層掃描儀，其中該長孔的長度方向與該螺桿之該軸向方向平行，且該長孔的長度大於該螺孔的孔徑，該長孔的寬度大致等於或略大於該螺孔的孔徑。
8. 如請求項7所述之電腦斷層掃描儀，其中當該旋鈕旋鬆時，該第二板件可沿著該長孔的該長度方向移動，進而微調該推進件的位置。
9. 如請求項1所述之電腦斷層掃描儀，其中該自動注射模組更包括一針筒固定機構，該針筒固定機構包括一第一固定座、一第二固定座及一彈簧，該第一固定座軸接於該第二固定座之上，該彈簧設置於該第一固定座及該第二固定座之間，該第一固定座及該第二固定座分別具有一第一凹槽及一第二凹槽，共同定義出容置該針筒的一容置槽。
10. 如請求項9所述之電腦斷層掃描儀，其中該針筒固定機構更包括一旋鈕，設置於該第一固定座上，當該旋鈕旋鬆時，該第一固定座可相對第二固定座旋轉，以利該針筒置入該第二固定座之該第二凹槽。
11. 如請求項1所述之電腦斷層掃描儀，其中該自動注射模組更包括一推進件調整機構，以使該推進件緊貼該活塞柄部，其中該推進件調整機構包括一半螺母件及一彈簧，該彈簧設置於該滑台之一內壁及該半螺母件之間，該半螺母件遠離該彈簧之一端突出於該滑台而外露，該半螺母件具有一長孔，且該長孔僅在靠近該彈簧的一側圓弧面上設有一螺紋。
12. 如請求項11所述之電腦斷層掃描儀，其中該螺桿係穿設於該半螺母件之該長孔中，藉由該彈簧的彈性作用力，該半螺母件會被向外抵頂，使得該螺桿與靠近該彈簧之該圓弧面上的該螺紋咬合。
13. 如請求項12所述之電腦斷層掃描儀，其中當要調整該推進件位置以緊貼該活塞柄部時，可按壓突出於該滑台的該半螺母件，使得該螺桿與該半螺母件上的該螺紋脫離，便可手動移動該滑台及該推進件，使該推進件緊貼該活塞柄部。

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