一种注射器用流体可控管路系统

技术领域

本发明涉及一种注射器用流体可控管路系统，属于医疗器械技术领域。

背景技术

在许多医疗诊断和介入手术过程中，医生或其他人员向患者注射生理盐水或对比剂，配合计算机断层扫描（CT）、数字减影血管造影（DSA）、磁共振系统（MR）成像辅助医生诊断和治疗。目前市场上的高压注射器主要分为针筒式高压注射器和蠕动泵高压注射器，这就意味着当前市场上亦存在与之配套的两种管路系统。管路系统配合针筒或蠕动泵将造影剂或生理盐水注入人体的特定部位，从而获得该部位增强的图像，有助于医生的诊断。

对于当前针筒式注射器，主要分为单筒式注射器和双筒式注射器，操作人员在进行注射诊断时，通常是先将容器内的造影剂或生理盐水通过吸药管路吸进相对应的针筒，再通过注射管路注入到人体中。此类的高压注射器操作起来较为繁琐，吸药和注射管路的切换也会浪费操作人员的时间，故而降低了医院的诊断效率。

针对针筒式注射器影响到诊断效率这一事实，市场上出现了一种以蠕动泵作为动力来源的注射器，此类注射器舍弃了以针筒作为生理盐水和对比剂的中转站，转而直接以一整套管路系统的形式，实现理论上的无间断注射，从而减少了操作人员更换管路的时间，提高了医院的注射诊断效率，但是此类的注射器是蠕动泵直接作用于管路系统之上，受蠕动泵和软管特点的限制，此类注射器无法实现针筒式注射器的高压力注射，同时软管内生理盐水或对比剂的压力不稳定，形成周期性的波峰波谷压力循环，进而造成注入患者体内的生理盐水或对比剂的速度不稳定，影响最终的成像效果。

发明内容

本发明提供了一种注射器用流体可控管路系统，可以解决传统针筒式注射器频繁更换吸药、注射管路，以及更换造影剂需要更换针筒所带来的时间上的浪费这一问题，同时还可以解决蠕动泵式注射器软管系统无法实现高压力注射以及注射压力波动导致的流体流速不稳定的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种注射器用流体可控管路系统，所述管路系统包括：

至少一个针筒，所述针筒内部设有往复运动的活塞，所述活塞通过驱动机构驱动；

至少一个穿刺器，所述穿刺器的一端与贮存药剂的容器相连接，另一端依次通过第一导管、第二导管与所述针筒相连通；

所述第一导管和第二导管连通处的一侧连通有第三导管，所述第三导管通过汇总管和延长管将药剂导出至病人；

至少一个控制阀，所述控制阀设置在所述第一导管、第二导管和第三导管连通处，所述控制阀通过阀驱动组件驱动。

优选地，还包括框架，所述穿刺器、控制阀、阀驱动组件、汇总管固定在所述框架上。

优选地，所述阀驱动组件包括固定在电机固定板上的电机和阀配合组件，所述电机固定板固定在所述框架上，所述电机通过电机轴与阀配合组件相连接，所述控制阀通过阀支架固定在所述框架上，所述控制阀包括阀体和固定在阀体上的手柄,所述手柄嵌入所述阀配合组件的凹槽内。

优选地，所述电机固定板上设有第一光耦和第二光耦，所述第一光耦与阀配合组件的连线和第二光耦与阀配合组件的连线相互垂直；所述阀配合组件包括阀配合件和设置在阀配合件上的光耦挡片，所述光耦挡片能触发第一光耦和第二光耦。

优选地，所述电机固定板上设有阀在位检测组件，所述阀在位检测组件包括微动开关、支架、弹簧、顶针，所述顶针穿过支架与微动开关相连接，所述顶针与所述支架之间设有弹簧。

优选地，所述穿刺器与控制阀之间的第一导管上设有第一气泡传感器，所述第一气泡传感器靠近于所述穿刺器端；所述汇总管与病人管路之间设有第二气泡传感器，所述第二气泡传感器靠近于所述汇总管端。

优选地，所述第一导管、第二导管、第三导管与针筒、控制阀、穿刺器、汇总管之间通过焊接连接或通过鲁尔接头连接。

优选地，所述汇总管通过至少一个固定点固定在所述框架上，所述汇总管通过注塑方式一体成型。

优选地，所述驱动机构为电机，所述电机通过推杆与针筒内的活塞相连接。

本发明所达到的有益效果：

（1）本发明不需要频繁更换吸药、注射管路，更换造影剂也不需要更换针筒，节约时间；同时本发明通过电机驱动推杆，推杆驱动针筒活塞，相比于蠕动泵的高压注射器，电机驱动可以带来更大的注射压力，同时电机驱动连续，不会存在像蠕动泵那样的压力周期性波动，可实现高压力注射以及可以避免注射压力波动导致的流体流速不稳定。

（2）本发明至少设有两个对比剂分支管路，执行吸液功能时，可实现不同分支管路同时吸液，执行注射功能时可实现相同对比剂的无间断注射以及不同对比剂的切换注射。

附图说明

图1是本发明注射器用流体可控管路系统的整体结构示意图；

图2是本发明管路组件的结构示意图；

图3是本发明阀支架的结构示意图；

图4是本发明阀驱动组件的结构示意图；

图5是本发明阀驱动组件各部件的位置关系示意图；

图6是本发明阀在位检测组件与阀支架之间的位置关系示意图；

图7是控制阀不在位时，阀在位检测组件的状态；

图8是控制阀在位时，阀在位检测组件的状态；

图9是本发明阀配合组件的结构示意图；

图10是本发明吸液状态时控制阀的前视图；

图11是本发明吸液状态时控制阀的后视图；

图12是本发明注射状态时控制阀的前视图；

图13是本发明注射状态时控制阀的后视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，为注射器用流体可控管路系统的整体组成图。其主要由两大部分组成，分别是管路组件1和阀驱动组件2。其中管路组件1为流体输送载体；阀驱动组件2为阀转动的动力来源，阀驱动组件2驱动阀旋转，进而实现管路组件不同的通路状态，实现流体流动可控的功能。下面对各个组成部分进行详细的说明。

如图2所示，管路系统包括三个分支管路，左侧一个管路为生理盐水分支管路，右侧两个管路为对比剂分支管路，每个分支管路由穿刺器、第一导管107、控制阀110、第三导管113、第二导管119、针筒组成，所述针筒包括第一针筒122、第二针筒123和第三针筒124，穿刺器的一端与贮存药剂的容器相连接，另一端依次通过第一导管107、第二导管119与针筒相连通，针筒内部设有往复运动的活塞。第一导管107和第二导管119连通处的一侧连通有第三导管113，第三导管113通过汇总管116和延长管118将药剂导出至病人，控制阀110设置在第一导管107、第二导管119和第三导管113连通处。

穿刺器包括第一穿刺器101、第二穿刺器102和第三穿刺器103，其中穿刺器101对应生理盐水管路，与贮存生理盐水的容器相连接，穿刺器102和103分别对应对比剂管路，分别与贮存对比剂的容器相连接。穿刺器与控制阀110之间的第一导管107上设有第一气泡传感器104，第一气泡传感器104靠近于穿刺器端；汇总管116与病人管路之间设有第二气泡传感器117，第二气泡传感器117靠近于汇总管116端。第一气泡传感器104用以检测各自穿刺器接触容器内的生理盐水或对比剂是否已经用完，第二气泡传感器117用以检测注射管在注射状态下管路中是否存在气泡。左侧作为生理盐水管路的好处在于，当管路内造影剂切换时，可对共用管路进行最大程度的清洗。系统吸液和注射这两个工况来说，三个分支管路的工作原理相同，下面以左侧生理盐水管路为例进行介绍。吸液工况为，在阀驱动组件2的作用下，将控制阀110调制吸液状态，此时第一穿刺器101、第一导管107、控制阀110、第二导管119、第一针筒122为相通状态，在第一针筒122推杆后拉的作用下，生理盐水沿着上述通路进入到第一针筒122内，其中气泡传感器104的作用为实时检测生理盐水容器中的溶液是否已经用完，以便及时停止吸液，进行更换生理盐水溶液；注射工况为，利用阀驱动组件2将控制阀调制注射状态，此时第一针筒122、第二导管119、控制阀110、第三导管113、汇总管116、延长管118为导通状态，在第一针筒122推杆前推的作用下，生理盐水沿着上述通路注入人体，气泡传感器117的作用为实时检测注射管路中是否存在气泡，以便及时停止注射，避免气泡注入人体这一危险情况的发生。

上述控制阀需固定在对应的支架上方可实现控制阀导通状态的切换，如图3所示，阀支架201用螺栓固定在框架204上，用以接收并固定控制阀110。其中控制阀的固定点设置为邻边固定、框架204对应控制阀的位置为扇形切口，以便控制阀可以在任意位置取下。

如图4和图5所示，阀驱动组件2由电机301、第一光耦304、第二光耦309、阀配合件组件307、阀在位检测组件308、电机固定板316组成，所述电机固定板316固定在所述框架204上，所述电机301通过电机轴与阀配合组件307相连接，所述控制阀110通过阀支架201固定在所述框架204上，所述控制阀110包括阀体1102和固定在阀体1102上的手柄1101,所述手柄1101嵌入所述阀配合组件307的凹槽内。所述电机固定板316上设有第一光耦304和第二光耦309，第一光耦304与阀配合组件307的连线和第二光耦309与阀配合组件307的连线相互垂直；所述阀配合组件307包括阀配合件3071和设置在阀配合件3071上的光耦挡片3072，所述光耦挡片3072能触发第一光耦304和第二光耦309。

以单一阀控制组件为例进行动力传递以及位置检测说明，电机301作为阀控制的动力来源，通过电机轴将旋转力矩传递到阀配合件307上进而带动控制阀手柄1101的旋转，其中第一光耦304和第二光耦309作为控制阀的位置检测原件，进一步控制电机的旋转角度，阀配合组件 307也因此只能在光耦304和309之间的90°区间来回切换，阀在位检测组件308用以检测控制阀是否已正确的安装在阀支架201上，进一步确认设备的状态。

如图6所示，为阀在位检测组件308与阀支架201之间的位置关系，图7和图8为控制阀110在位与不在位时，阀在位检测组件308的两种状态。所述阀在位检测组件308由微动开关3081、支架3082、弹簧3083、顶针3084组成，所述顶针3084穿过支架3082与微动开关3081相连接，所述顶针3084与所述支架3082之间设有弹簧3083。如图7显示为控制阀110未安装时组件的状态，顶针3084的凸台在弹簧力的作用下与阀支架110的背面接触，此时微动开关3081处于断开状态，当控制阀110安装到阀支架201上时，顶针3084在控制阀的作用下向后移动，此时弹簧被压缩，顶针进一步触发微动开关，表明控制阀已安装到位，如图7右侧表明控制阀安装在位。

如图9所示为阀配合组件307，其由阀配合件3071和光耦挡片3072组成。光耦挡片3072固定在阀配合件3071上，其运动关系为相对静止。下面结合控制的阀的两种状态说明控制阀是如何实现管路系统吸液和注射两种工况。

如图10和图11所示，控制阀110的手柄1101在电机给予阀配合件的轴向力作用下顺时针旋转，当光耦挡片3072触发光耦309时，电机停止旋转，此时控制阀110为吸液状态，图10控制阀110为前视图，图11为控制阀110的后视图，亦为控制阀110的手柄1101相对阀体1102的位置关系图，此时生理盐水所对应的管路系统分支可执行吸液功能，其他两个对比剂的分支管路工作原理与此相同。

如图12和图13所示，控制阀110的手柄1101在电机给予阀配合件的轴向力作用下逆时针旋转，当光耦挡片3072触发光耦304时，电机停止旋转，此时控制阀110为注射状态，图12控制阀110为前视图，图13为控制阀110的后视图，亦为控制阀110的手柄1101相对阀体1102的位置关系图，此时生理盐水所对应的管路系统分支可执行注射功能，其他两个对比剂的分支管路工作原理与此相同。

由于此系统至少有两个对比剂分支管路，所以此系统可实现相同对比剂无间断注射和不同对比剂切换注射。下面将对上述两种不同情境进行分述。

（1）相同对比剂的无间断注射

如前所述，在注射过程中，当第二针筒123中的对比剂不足以满足设定方案的剂量时，系统可实时检测第二针筒123内的剂量，当第二针筒123内的剂量即将用完时，系统自动切换至第三针筒124所对应的对比剂分支管路进行注射，即可实现相同对比剂的无间断注射。

（2）不同对比剂的切换注射

由于不同诊断的需要，常常用到不同的对比剂，以上述两个对比剂分支管路为例，第二针筒123所使用的的对比剂为A，第三针筒124所使用的对比剂为B。当上一病例使用的对比剂为A时，在下一病例注射前，系统启动第一针筒122的注射功能，利用生理盐水将共用管路进行清洗，清洗完成后，系统将第三针筒124所对应的对比剂管路切换至注射状态即可，实现了不同对比剂的切换注射。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。