改进的医学注射器系统

发明领域本发明涉及将医疗流体注射到病人脉管系统的医疗注射器系统。

发明背景将对比媒质注射到病人中以为生物结结构影的医疗注射器和注射管在本领域中是众所周知的。例如，在1987年7月7日授予D.M.Reilly等人的主题为“血管造影注射器和与之一起使用的血管造影注射管”的美国专利4,677,980公开了血管造影注射器设备，该专利转让给了本申请的受让人。该设备设计成将对比媒质注射到动物的血管系统中，在该设备中若干注射管从后面装到注射器的压力护套中。更具体的说，该设备包括一个带有一对压力护套的可转动的转动架，由于可转动使得当一个已从后面装上一注射管的压力护套处在注射位置时，另一压力护套处在一相关的注射管能够从后面安装的位置。随后，当第一注射管的对比媒质的注射完成时，旋转转动塔使第一注射管移动到装卸位置，而第二压力护套和注射管同时移动到注射位置。

在‘980专利公开的设备中，血管造影注射器的驱动件通过一可释放机构在注射管柱塞的移动路径的任何点与注射管的柱塞驱动相连或分离。但是，为了使可释放机构能够正确地操作，注射管柱塞必须位于恰当的方向与注射器活塞配合。此外，在将注射管安装到注射器的过程中，注射管必须正确地与各自的压力护套对齐，使注射管柱塞和注射器活塞能够相连，并可彼此分离。

于1995年1月24日授予D.M.Reilly等人的主题为“从前面安装的医疗注射管和与之一起使用的注射管”的美国专利5,383,858公开了相对‘980专利的设备有所改进的设备，该专利也转让给了本发明申请的受让人。在‘858专利描述的设备中，至少一个实施例的注射管从前面安装到无压力护套的注射器中，克服了‘980专利的注射器设备的一个缺陷。

‘858专利中描述的注射器有一第一释放机构，以将注射管安装到注射器和从中取下。此外，该设备包括一第二释放机构，它使注射器活塞与注射管柱塞啮合和脱离。当注射管转动时，注射管安装到注射器或从中取下，同时，柱塞连接到活塞或从中取下。所公开的结构需要注射管一特定的方向安装在注射器上，使得注射管能够可释放地啮合注射器，同时，柱塞能够可释放地啮合活塞。此外，与公开在‘980专利中的注射管相同，在组装的过程中，注射管柱塞必须在注射管内正确对好方向。

于1994年4月5日授予C.Neer等人的主题为“将流体注射到动物的设备和用于该设备的前面安装的一次性注射管”的美国专利5,300,031公开了另一注射器设备。‘031专利公开了具有压力护套的注射器的各个实施例，其中注射管通过一设置在压力护套前端的开口安装到注射器压力护套和从中取下。为了将注射管保持在压力护套中，例如，在注射操作过程中，注射管的前端被锁定于压力护套的前端。为了将注射管正确连接到压力护套，注射管只能在一个方向可插入压力护套。

在上述的每一个例子中，注射管必须在一特定方向连接于注射器，以确保注射管正确安装。需要正确的对齐，以保证注射管可以在医学造影过程中能正确地操作。但是，所需的方向会妨碍注射管的快速安装和更换。所需的方向还增加了制造组件的成本和注射管的复杂性。

因此，尽管已证实上述的注射器和注射管设备是有效的，但还是提出了需要一种简单的前面安装的医学注射器。具体地说，为了进一步便于安装，对注射管提出了一种要求，即不需要在注射管和/或注射管柱塞特定方向的情况下注射管能够容易地连接于注射器。另外，为了简化注射管各构件的组装，对注射管提出了需要有这样的柱塞，即该柱塞不需要相对注射管的管体或基体被定向在特定方向。还有，为了使注射操作中的注射器准备阶段所需的时间最短，对注射器提出了需要设置自动化的特征。还有另一要求，即例如通过减少交叉污染的可能性来增加有利于病人安全的自动化的特征。

医学流体通常装在容器或瓶子中，这些容器或瓶子的顶部具有一弹性塞子(或软木塞)。该塞子要能够被一传统的针或塑料针柱刺破，以将流体从瓶子抽入注射管。但通常的做法是，简单地取下塞子，然后用一塑料套管将流体抽到注射管。这种做法使流体暴露于周围的细菌中而被污染，从而增加了病人的不希望有的传染的风险。针对该问题现已研制了一些具有特定细菌过滤器的开孔针柱。但在使用中，充注过程很繁琐，部分流体在经过过滤器时流失。根据已知的方法流体被大量地抽入注射管的场合下，很难在将瓶子保持倒置的同时将流体抽回到注射管中。

在用注射管抽吸流体为病人注射时的另一重要的要求是，在系统连接到病人之前要保证所有的空气从包括管子的系统中排出。如果做不到这一点，那么就有可能将气泡注射到病人中，这会引起严重的疾病。

还发现，目前的注射器设备和注射器没有能够阻止注射管和相关管子和针柱的非故意的再使用的特征，这种再使用会导致病人与病人之间的交叉感染的严重危险。

用于医学上大部分注射管的出口有路厄(Luer)连接件，且国际标准ISO594对这种路厄连接件有规定。有时与有关的尤其是用于较高压力场合的路厄连接件一起使用锁定螺纹，称为“路厄锁定”，螺纹有助于连接的封闭和保持。

柔性塑料管用于在注射管与病人之间输送药剂、流体、对比物等等的许多医学场合。这些管子通常是用柔性塑料制成的，路厄连接件结合于每一端，有助于使阳部分和阴部分的连接可靠和可释放。连接件通常用硬的塑料模制而成，具有路厄出口，其圆筒形入口的尺寸做成能够与相对软的管子形成紧密的过盈配合。迫使管子位于圆筒形入口端部上(或里面)，传统上通过溶剂或粘结剂相结合。对于较高压力的场合，该结合必须是很确实而牢靠，避免破裂。

在某些情况，管子可永久性地连接于注射管，例如为了降低制造成本，或减少被污染的流体溢出的机会，或避免注射管的端部被污染。但是，由于注射管通常是用聚丙烯模制而成的，所以直接粘结到注射管很少有成功的或可靠的。某些管子材料还很难粘结。此外，粘结通常需要使用诸如环己酮或氰基丙烯酸盐粘合剂的强溶解力的接合剂，这两个接合剂都能释放有害蒸汽，留下不想要的残留物。

在本说明书中，除非另有说明，在引用或讨论已知的文献、法令或条款处，这种引用或讨论不是承认该已知的文献、法令或条款或它们的任何组合在优先权日：(a)可公开得到的；(b)公众所知道的；(c)常识的一部分；或(d)可知道有关解决本说明书涉及的任何问题的努力发明概要根据本发明的第一方面，为医学注射器系统提供一注射管保持件，它包括一适合容纳注射管管体的支架件；以及一可释放地将注射管锁定在支架件中的可枢转掣子，其中该掣子朝第一位置偏置并在该第一位置啮合注射管，在一第二位置脱开注射管。

由于设置一可枢转掣子来可释放地锁定注射管，那么在支架上没有一前壁可使注射管从前方装入注射管保持件。本领域的技术人员应予以理解的是，掣子表面的长度可改变，以啮合注射管表面的较大(或较小)面积。

根据一特别好的实施例，注射管保持件还包括一位于支架件上的定位装置，以把注射管的一端定位在支架件中的预定部位。

根据一较佳实施例，支架件是一套管，它围绕注射管的管体。较好的是，这种套管用于支承注射管以对抗压力作用下的膨胀，在流体排出过程中提供对抗内压的支承。这可以降低管体壁的厚度，由此节省制造费用。

根据本发明的另一较佳实施例，掣子机构啮合注射管的一前肩部。较佳的是，掣子通过一形成在支架或套管中的孔啮合注射管。

根据本发明的另一较佳实施例，在将注射管管体插入支架或套管中时，掣子的前部啮合注射管的对应前部，由此将注射管保持在支架或套管内。为了将注射管从支架或套管中取下，压下掣子的后部，使其前部与注射管管体脱开。

注射管是这样安装的，经过压力套管的前端简单地滑动注射管，直到掣子自动锁定。该从前面安装的方法是简单的，不需要操作者扭转或故意锁定动作。通过压下注射管的释放按钮，朝前退出注射管，就可简单地释放注射管。掣子可以是支架件的一部分，以便能够组装和替换套管，进行清洁或更新。

注射管保持件最好由透明的硬塑料制成，它包括一具有一开口端的普通圆筒，切掉一约50度的角，以方便注射管的插入。由透明材料构成的结构可以无障碍地看清注射管和其内含物，尤其是前端，其所有的空气必须在充注之后被排出。套管一般是单件结构(最好包括一弹簧)，通过用普通的常备的管子来制造或用模制工艺可降低制造成本。

套管的后端最好固定于(最好是可释放地，便于清洁)注射器，与注射器柱塞同轴对齐，这使注射管在任何时间都可从注射器中取下，而不用担心柱塞碰到注射管的内部(而因此可能污染它)。容积刻度可印在保持件的套管上，因而不必印在注射管上。

注射管首先是后面装入保持件的前面，这样与套管形成一紧密配合以支承注射管，从而阻止在注射器所赋于的高压下注射管膨胀。保持件最好有一朝向前面的正方形槽口，这样在安装过程中允许进出和支承注射管掣子。在套管中的两个圆孔较佳地用作为掣子的铰链插口。

较佳的是，掣子用硬的挠性塑料模制成部分圆筒的形状，具有两个相对的能够卡入套管中对应孔的铰链柱。为了替换或清洁的目的，掣子组件是这样取下的，简单地扩展侧面，直至这些铰链柱脱离它们各自的孔。

根据另一较佳实施例，支架件有一偏置件，在掣子释放时可将注射管部分地推出支架件。较佳的是，在插入注射管管体时推动偏置件，由此使管体朝部分推出的位置偏置，以致在掣子释放时，使管体部分地从套管中推出。较佳的是，自推出机构(由偏置件形成)包括一弹簧并最好是位于套管的后面，这样在插入注射管时可对管体加压。

根据另一较佳实施例，偏置件可接触注射管并使注射管的转动最小。

根据另一较佳实施例，偏置件可操纵或接触一光学传感器或开关，这样通知注射器控制装置有注射管。

根据一个实施例，支架件可永久性地安装于注射器，而不是每次更换注射管时取下，由此提高了便利性，减少了掉下和弄脏套管的机会。

一延伸管可永久性地连接于注射管。由于是前面安装，注射之后不需要将相关联的连接管拆离注射管，以减少被污染的血溢出的危险。

掣子可以是任何合适的形状。根据特别好的实施例，注射管的前肩部形状与掣子的啮合部互补。掣子表面可以较长(诸如约注射管圆周的一半或基本上与支架共同延伸)，以更容易地将注射管保持在注射器中。

掣子的啮合部可以有任何合适的形状。根据一些较佳实施例，它是楔形、凹陷或凸起的。掣子机构最好是对着注射管套管中的关联槽口的前边缘楔入，将负荷的大部分传递到槽口(并因此传递到套管和注射器)，而不是掣子铰链上。

当注射管装入套管中时，注射管掣子被推向一边。一旦注射管完全进入，注射管的前面则越过掣子，掣子由于在按钮下的弹簧的张紧力而锁上，从而在注射管前边缘的前面形成一固定的止动部。如果掣子是燕尾形，那么它不可能部分地闭合，即使它是部分的闭合，来自注射管的任何张紧力将使燕尾形掣子闭合。

在注射过程中，掣子受到注射管的朝前的力。这样一个掣子在套管内的注射管与槽口之间形成燕尾，使得掣子不能松开，在负荷下也不能滑动。

根据另一较佳实施例，保持件或注射器系统包括一照明注射管保持件的照明件。该照明件可被安装、啮合或连接于保持件或注射器系统的任何合适构件，最好是安装于保持件。根据另一较佳实施例，它安装于注射器并最好在注射器的鼻部。照明件可以是任何合适的类型或照明源。它可以是一灯或球形体，它可以是一发光二极管(LED)。照明件最好放置在保持件支架件或套管的暴露的后部，使得部分光线被接收并沿支架件或套管的壁传递。同任何薄的密集的透明材料一样，大部分被接收的光在纵向和横向内反射，在支架件或套管的前端产生散射光。最好是，支架件或套管有一倾斜的前端，该前端最好是表面霜白处理的(例如可以进行砂磨)，以获得最大散射，因此可从一广角观察。任何适合的光源都可使用，但它们最好被聚焦或反射，使得光的大部分输出朝套管射出。设置照明件具有许多有用的好处。尤其，在用于某些处理要光线暗淡的射线照相房间，它将有助于看清保持件和其它构件。

根据另一较佳实施例，注射管保持件包括一能够可释放地与一医学注射器简单地啮合的啮合部。最好是，该啮合部包括一锁定件，锁定件包括一槽或一销。

这样的可取下注射管保持件具有如下的好处：(a)操作者可容易地取下注射管保持件，以便清洁；(b)如果磨损或损坏，可方便地更换；(c)能够使注射器接收不同尺寸或类型的注射管；以及(d)取下注射管保持件便于运输，减小总的包装尺寸。

为了使本实施例的注射管保持件与注射器(或注射器鼻部)啮合，首先将套管插入鼻部，并用缓和的朝内压力转动它，直到卡口槽啮合卡口销。在该处，保持件完全进入鼻部，保持件顺时针转动以完成锁定。诸卡口槽和卡口销组件可绕圆周均匀隔开，或它们也可以在诸配合的特别角度(matching odd angles)取向，使得保持件只在一特定的方向啮合。最好是，还设置一流体密封和摩擦装置。它可以是一简单的O形圈或擦拭圈，它们具有两个如下的重要作用：(a)避免流体进入注射器；(b)提供一摩擦装置，以降低不小心取下注射管保持件的可能性。

根据一特别好的实施例，注射管保持件包括一阻挡件，以控制保持件与医学注射器脱开。最好是，如果注射管存在于保持件，阻挡件能够阻止保持件与医学注射器脱开。根据一特别好的实施例，如果柱塞不在一特定位置，那么阻挡件阻止保持件与医学注射器脱开。根据另一特别好的实施例，如果柱塞不在一充分缩回的状态，阻挡件阻止保持件与医学注射器脱开。

本发明的一阻挡件如果呈锁柱形式，那么最好位于注射管传感器附近，因此，当注射管被安装时，注射管保持件不能被取下，在注射过程中也不能被取下。另外，除非保持件被完全锁定(例如通过顺时针旋转)，否则注射管是不能安装的。该实施例特别可用于在没有传感器的情况，以证实注射管的存在。要予以理解的是，如果注射管已经安装，该实施例的保持件不能被连接。

较好的是，该实施例的锁柱具有与本发明检测系统的注射管标识件相似的宽度，并安装在与注射管标识件相同的轴线上。由于安装保持件，当诸卡口槽完全与卡口销啮合(没有转动)时，标识件几乎能碰到它。根据该实施例，在安装位置，安装有一注射管，标识件被往回推，保持件不可能在错误的途径被转动(在该案例中逆时针)。

根据本发明的另一方面，为一与医学注射器系统一起使用的注射管设置一衬套，该衬套包括一能够可滑动地与注射管的管体啮合的外表面和一具有能够可释放地被一柱塞啮合的基本上是环形的啮合部的内表面，以使该衬套被该柱塞有选择地沿管体抽回。

通过提供一具有这些特征的衬套，可获得如下所述的许多有关使用效果和待注射病人的安全性方面的好处。由于柱塞保持在注射器中，那么一具有本发明衬套的注射管配合在该柱塞上，因而能够从前面快速安装。此外，前面安装就不必使延伸管与注射管的前面(最接近病人)分离，从而降低了可能被污染的血溢出的机会。

啮合部可以是任何传统结构，例如，它可以是一空腔、一槽或一凸脊。当啮合部是一槽时，该槽可构成一半圆形横截面或该槽至少部分沿衬套内表面的圆周延伸。较佳的是，衬套的后面没有凸起阻碍它沿注射管管体的移动。

该类型的衬套具有许多优点。薄的和均匀的壁厚能够理想地适合于注射模制，由于减少了所需的材料体积、减少了模制循环时间和只要进行简单加工，而使制造经济。

根据一较佳实施例，衬套内表面的形状与柱塞外表面的形状互补。较佳的是，衬套的内表面包括一接触柱塞的内空心。这样的结构考虑到了有利于对衬套提供加固作用的形状配合。这使得衬套的壁厚与已有技术的衬套相比有所减小，因而为上述的制造经济性作出了贡献。较佳的是，柱塞具有一锥形的前端，当它与衬套啮合时，就能固有地自定中心。与已有技术的衬套相比，它还为任何与衬套相关联的密封件提供了均匀的同轴线支承，提高了密封性，尤其是在用于某些医学注射器的高压时。在高压下，衬套被迫膨胀，以提高其对注射管管体的密封。

衬套的较佳弹性性能在啮合部提供了保持件的可靠配合或强制锁定，当注射管的内含物在高压下排出时能够施加相当的力。

衬套也适用于啮合一与衬套的外表面的至少一部分相关联的密封件，或者，衬套可完成密封件的功能。衬套或密封件可与一O形圈组合。较佳的是，密封件不管是与衬套独立与否，都具有一延伸的引导边缘，以增加压力下的密封效果。

根据本发明的另一方面，为一与医学注射器系统一起使用的注射管提供一柱塞，注射管具有一管体和一可滑动地啮合管体的衬套，该柱塞包括一能够可释放地啮合一在衬套内表面上的基本上是环形的啮合部的保持部件，以使衬套通过柱塞有选择地沿管体抽回。

如上所述，通过提供一设置在壳体内的柱塞，而且该柱塞包括一可释放地啮合衬套的啮合部的保持部件，就可采用与注射器系统和多个注射管相关联的一个简单的柱塞，每一个注射管具有本发明的衬套。保持部件能够使柱塞啮合和锁定衬套，由此驱动它沿注射管管体返回或前进，以使流体抽进或抽出注射管。较佳的是，有一个以上的保持部件。

本发明的一个保持部件可以是任何合适形式的。较佳的是，保持部件通过机械和/或电可释放地与衬套啮合。根据该实施例，通过驱动(与通过推或迫使柱塞进入衬套的自动啮合相反)可使柱塞啮合衬套。这对用柱塞锁定和释放衬套产生较大的控制，这对于用电控制柱塞移动的场合是重要的。例如，特别有利的是能够在流体排出之后在注射管的最前(出口)部释放衬套，这是因为这将使注射管的重复使用的可能性最小。根据另一较佳实施例，可释放的啮合至少部分是由重力机构驱动。

根据一较佳实施例，可释放啮合是由柱塞的缩回驱动。根据另一实施例，柱塞适合一重力机构，从而当柱塞处在一特定方向时使保持部件被驱动(例如，它们可从柱塞伸出)。

根据另一较佳实施例，可释放啮合自动出现于柱塞的缩回，并在柱塞朝前移动的过程中和之后自动地释放衬套，在注射之后使注射管保持解锁，自由而安全地取下。这样的实施例操作如下：激发件(锥形)的鼻部连接于激发件，该激发件又固定于柱塞装置。该柱塞被朝后驱动以抽汲(充注)注射管，然后朝前排出注射管的流体。要指出的是，该柱塞可滑动地与激发件啮合，但具有一有限的游隙。还要指出的是，柱塞的自由滑动通过一摩擦密封件而略有减少。根据该实施例，每当柱塞驱动装置和激发件反向移动时，激发件移过几个毫米柱塞才移动，衬套锁定机构改变其状态。

激发件在此瞬间不动的柱塞内滑动。驱动装置和激发件相对柱塞和锁定销朝前移动，使它们缩回并松开注射管。柱塞驱动装置的肩部碰到柱塞的后面柱塞才移动(由于密封件的摩擦)，在该位置，衬套开始前进，排出注射管中流体。松开衬套的目的是在注射之后取下用过的注射管。

当柱塞开始再缩回时，柱塞(和衬套)瞬间停止，锥形体相对锁定销缩回，使它们延伸到将衬套锁定在柱塞上。然后激发件的肩部碰到柱塞的内肩部，使它和衬套缩回以进行充注等等。

因而，该系统能自动地保证衬套在合适的时候被锁定或松开，以避免麻烦和提高注射器对操作者和病人的安全。当然，对有关注射器的控制器编程时要考虑到每当柱塞反向移动时具有固有的“游隙”。该实施例的好处包括：(a)每当柱塞前进，锁定销立即自动缩回，使柱塞能够自由地进入衬套，而与衬套是否已经啮合柱塞无关。由于一靠重力操作的锁定系统，活塞在头部向上倾斜(和被锁定)之前不得不啮合柱塞。

(b)对于一靠重力操作的系统，头部必须朝下倾斜以解锁，然后取下注射管。

(c)注射管衬套在任何时候都可缩回，包括测试针的开放性。已预先充注的注射管在任何时候都可容易地充填到顶端。现在可用朝上的头部清除预先充注的注射管(这用重力锁定系统是不可能的，这是因为处在垂直方向时锁定销自动延伸，但柱塞还不与衬套啮合)。

(d)衬套在注射之后总是处在非锁定状态，在注射器顺序中在该合理的位置可安全取下注射管。

(e)每当柱塞缩回时，衬套自动而立即被锁定，以确保衬套被拉回。

(f)新的注射管具有装配好的柱塞，并可留在管体的任何位置(对于前述的重力锁定系统，衬套必须位于管体的很后面的部位)。

(g)该概念是牢固和可靠的。

根据另一较佳实施例，保持机构被偏置，以只有当注射管位于垂直方向(这是在充注和清除时必需的)进行锁定，在注射位置时自动地松开。这对于避免将血抽入注射管是有利地的。给出了某些对柱塞移动的控制，该机构能够形成注射系统的一部分，它能使注射管的重复使用降到最低限定或避免重复使用，由此有助于避免病人与病人之间的交叉感染。例如，给出了如下的情况：新的注射管通常设置有在完全缩回位置的保持部件和衬套。诸注射管经注射器的一固定保持的套管(它是保持件的一部分)的前端安装，这样注射管和衬套与注射器的柱塞对齐。该注射器只能在充注之后注射，其中注射管的方向使其前(出口)部的高度与其后(距离病人最远)部的高度相同，或在其下面，即，注射管在水平或朝下方向，以避免注射任何残留的少量的空气。有了这种系统，柱塞在完成注射之后立即自动缩回，由此使使用过的衬套留在排出位置。如果注射管垂直，柱塞只能在需要时缩回。为了使注射器柱塞锁定进入衬套，柱塞必须在诸保持部件延伸之前完全与衬套啮合(当柱塞从水平倾斜到垂直时，该系统使保持部件延伸)。当装上一新的注射管时，衬套将啮合注射器的柱塞，且注射器随后朝上倾斜时，一重力机构诸如一重量杆由于重力朝后滑动，由此激发保持部件以将衬套固定在柱塞上。注射器现在能缩回柱塞，并通过将流体抽入到注射管中而对注射管进行充注。

如果将一用过的(甚至是部分排出)注射管安装到注射器，其衬套将被定位在缩回的柱塞的前面，并不能与之啮合。当注射器朝上倾斜时(因此使注射管的前面朝上倾斜)，保持部件延伸，但没有固定衬套。因而衬套不能被抽回，该注射管不能再充注。

当一起使用的和根据本发明的注射管没有自己的柱塞时，注射管的后面没有凸起。因此，在运输和处理的过程中衬套很少有移动。(如上所述，注射管最好在尽可能远的后面装有衬套)。

根据另一较佳实施例，保持部件朝与衬套的啮合反向偏置。

在另一较佳实施例中，保持部件包括一至少部分设置在形成在柱塞中的一孔内的激发件，一锁定件位于保持部件和/或柱塞一端或其附近，该锁定件通过保持部件而移动到啮合或脱离衬套的啮合部。

保持部件可包括任何合适的部分，但最好是一凸轮或一锥形体。较好的是，凸轮或锥形体通过一重力机构移动进入或离开偏置位置，该机构使保持部件根据柱塞的给定方向伸出。

根据另一较佳实施例，激发件有一杆部和一鼻部，锁定件在松开位置位于柱塞与鼻部之间。较好的是，激发件可沿柱塞中的孔纵向移动，较好的是保持部件包括一销。在一特别好的实施例中，销的数量在一个以上。

根据又一较佳实施例，柱塞可用于手动充注注射管。通过采用手动充注注射管的柱塞，就可在不需要将它们安装到注射器的情况下手动充注注射管。这具有如下的好处：可以预充注许多注射管，由此加速从一个注射管变换成下一个的处理，当注射器在注射一前一位病人时，就可对一新的注射管进行充注。此外，根据本发明这方面的柱塞可用于手动充注一些列注射管，然后放置到注射病人的注射器，由此将对单独的手动充注装置的要求降到最低。

较佳的是，根据本发明这方面的柱塞比注射管的管体短得多，使得当衬套位于注射管管体的最前部时它不能到达衬套。换句话讲，柱塞略微短于注射管全行程，由此在注射管被用过之后不能啮合衬套(假定注射管被完全排空)。一根据本发明该方面的柱塞/柱塞装置将通过不能抓住和缩回注射管内的衬套而降低了注射管的重复使用(并因此交叉感染)的机会。较佳的是，柱塞比注射管管体短得多，使得当衬套位于注射管管体的最前部时不能到达衬套。

根据本发明的又一方面，提供一用于与医学注射器系统一起使用的注射管的柱塞，该注射管有一管体和一可滑动地啮合管体的衬套，柱塞包括：一保持部件，该保持部件能够可释放地啮合衬套的啮合部，以使衬套通过柱塞有选择地沿管体退回；以及一探测柱塞与衬套之间的啮合程度的传感器。

根据本发明该方面的传感器可以是任何合适的传感器，诸如机械的、电磁的或光的传感器。较佳的是，该传感器探测柱塞与衬套之间的完全啮合。该传感器是一光传感器的场合，那么较好的是包括一光缆。

根据一较佳实施例，光缆是埋在柱塞内，有一端暴露，与柱塞的表面齐平，并仔细定位，使得柱塞刚完全啮合衬套时该端部被衬套遮盖。柔性光缆在柱塞的后端露出，并通过一合适的松散的环使光缆的另一端连接于能响应经光缆传递的光的光电探测器。要指出的是，柱塞经常前后移动，所以光缆是一种与柱塞相连通的方便和可靠的装置。对于本发明，衬套由不透明的材料制成，而注射管管体是透明的。

注射器通常用在有照明的环境中，因此，光纤通常“看见”光(没有注射管衬套)。当然，室内光不充足，柱塞可被具有可见或红外线光的注射器照明。当柱塞啮合衬套时，环境光在光纤的端部被切断，则对光电探测器和控制装置发信号。

当柱塞已进入活塞时，该装置进行探测，在连接于注射器控制装置时，提供如下的好处和提高：(a)在注射管已预充注的场合，必须在启动注射器之前使柱塞与衬套啮合，使得当注射器被启动时，衬套开始立即移动。该装置能够使注射器安全和精确地啮合衬套和柱塞，不需要推衬套(这会出现不希望的浪费和混乱)。

(b)如果与下面要描述的注射管检测系统一起使用，在注射管已预充注或衬套没有完全缩回的场合，柱塞能自动地前进，以啮合衬套，然后精确地停止。

(c)在利用一自动(例如电)控制的衬套和柱塞接合机构的场合，可用这传感器指示活塞保持机构是随时可以锁定。

(d)如果与相应的重力锁定柱塞和一注射管存在传感器一起使用，当注射管首先被安装时，该装置能够发出信号，以示衬套是否完全缩回，由此确认注射管是否是新的，或提醒操作者注射管已被用过，并可能被污染。

(e)如果在缩回或充注过程中活塞变得分离了，该装置也能产生一信号。

根据本发明的又一方面，提供一手动充注与医学注射器系统一起使用的注射管的装置，该注射管有一管体和一可滑动地啮合管体的衬套，该装置包括一柱塞和一保持部件，该保持部件能够可释放地啮合衬套的啮合部，以使衬套通过柱塞有选择地沿管体退回。

这种装置能够使操作者在不需要将诸注射管安装在注射器的情况下手动充注它们。这具有可对许多注射管预充注的好处，由此加速从一个注射管改变成下一个的处理，并当注射器正在对前一病人进行注射时能充注一新的注射管。此外，根据本发明的这一方面的装置能用于手动充注一系列注射管，然后放置到注射器中，以对病人进行注射，由此对单个的手动充注装置的需求降到最少。

较佳的是，根据本发明这方面的装置比注射管的管体短得多，使得当衬套位于注射管管体的最前部时它不能到达衬套。换句话讲，该装置略微短于注射管全行程，由此在注射管被用过之后不能啮合衬套(假定注射管被完全排空)。一根据本发明该方面的装置将通过不能抓住和缩回注射管内的衬套而降低了注射管的重复使用(并因此交叉感染)的机会。较佳的是，该装置比注射管管体短得多，使得当衬套位于注射管管体的最前部时它不能到达衬套。

较佳的是，保持部件通过机械和/或电可释放地与衬套啮合。

根据另一较佳实施例，可释放啮合至少部分由一重力机构激发。根据另一较佳实施例，可释放啮合由柱塞的缩回激发。较佳的是，保持部件朝与衬套啮合的反向偏置。

根据另一较佳实施例，保持部件包括一至少部分设置在形成在柱塞中的一孔内的激发件，一锁定件位于保持部件和/或柱塞一端或其附近，该锁定件通过保持部件可移动到啮合或脱离衬套的啮合部。保持部件可以是任何合适的形式，它可以是一凸轮，也可以是一锥形体。

根据另一较佳实施例，激发件有一杆部和一鼻部，锁定件在松开位置位于柱塞与鼻部之间。较佳的是，保持部件包括一销。

根据本发明的另一方面，提供一种手动充注包括一本发明的衬套和本发明的手动充注装置的注射管的方法，该方法包括下列步骤：(i)将该装置导入注射管管体中，并使该装置与衬套的内表面啮合；(ii)激发该装置，使得保持部件啮合衬套的啮合部；以及(iii)沿注射管管体退回被啮合的衬套，同时将液体抽入注射管。

根据本发明的另一方面，提供一与包括上述的衬套的医学注射器系统一起使用的注射管。

根据本发明的另一方面，提供一与包括上述的柱塞的医学注射器系统一起使用的注射管。

在根据本发明这个方面的注射管的一较佳实施例中，它包括一上述的柱塞和上述的衬套。

根据本发明另一方面，提供一与医学注射器系统一起使用的检测系统，它包括一探测与医学注射器系统一起使用的注射管保持件存在的检测件。传感器可以是任何合适类型的，诸如光传感器、机械传感器或电磁传感器。较佳的是，它是一光传感器。当传感器是光传感器时，则最好是检测系统还包括一将光反射到检测件的反射件。该反射件与任何合适的构件、诸如注射管或注射器系统相关联。传感器系统可有选择地包括一光中断器、触点或机械开关构件。

根据一较佳实施例，在保持件的组装过程中，通常用任何合适的措施诸如接合剂、螺丝或销将注射管止动件(或套筒)和弹簧止动件固定在保持件内的适当位置。该两个止动件的外表面都有一小的纵向槽，以支承一可滑动的注射管标识，该标识与标识弹簧一起通过两个止动件保持在合适的位置。压缩弹簧位于后面固定的弹簧止动件与标识凸片之间，由此使标识朝前偏置。在没有装上注射管时，标识突出于注射管止动件的前面，其凸片靠在注射管止动件的后面。注射管止动件的第二功能是支承柱塞和为柱塞定中心，并避免散布在注射管周围的和/或来自注射管的流体进入注射器。

简言之，根据本发明该方面的检测系统可完成至少三个功能：1.注射管推出体：根据一个实施例，检测系统包括一可滑动地安装在一槽中的标识，并通过一标识弹簧朝前偏置。当注射管装入保持件时，注射管的后边缘碰到标识，将它往后推，并压缩标识弹簧，直到标识的端部与注射管止动件齐平。当注射管掣子打开时，注射管被标识部分地朝前弹出，使注射管较容易被抓住和取下。

2.防旋转装置：与大多数其它注射管/保持件结构不同，有了本发明，注射管可绕其轴旋转。当一管子连接于注射管(它已被安装之后)时，操作者需要顺时针扭动连接部，以将连接部啮合和锁定到注射管螺纹。为了限制注射管的旋转，通常需要用另一手把持它，但是，标识可完成该任务。标识的前端是倾斜的并是尖锐的，因而深入注射管，由此减少注射管的旋转。

3.注射管传感器：在与检测系统相结合中，标识探测保持件中的注射管的存在。诸如Sharp GP2L24的反射红外线传感器是可用作该系统的一部分的容易得到的传感器的例子。当标识被注射管推回时，传感器探测标识的反射后端，这又向与注射器系统相关联的控制器发出信号。

连接于与注射器系统相关联的控制器的注射管的电子检测提高了注射器的功能性和安全性。例如：(a)为了避免病人与病人之间的交叉感染，在注射器允许下一个充注或注射之前更换注射管是重要的。

(b)在采用了重力操纵的柱塞/衬套锁定机构的场合，注射管应该只有当注射器头水平定向(即当活塞松开时)时才能被取下，如果在垂直位置试图取下，注射器的控制器会提醒操作者。

(c)对于电操纵的活塞锁定，在安装了注射管之后注射器的控制器会自动地进行锁定。

(d)与任何注射器一样，只有在衬套脱离柱塞时该注射管才能取下(否则，衬套能脱离注射管管体，被污染的流体或药有可能溢出)。对于某些已描述的实施例，注射管只能在朝前(注射)的行程结束时被取下。从而，控制器必须到传感器通知注射管在注射之后已被取下时才允许柱塞缩回。

(e)对于所有的注射管保持件，为了避免在注射过程中意外打开或故障，重要的是在使用它之前将装置完全锁定在适当位置上。如果注射管保持件与注射器系统不是完全啮合，那么应该注意，在保持件完全旋转到锁定位置以及注射管存在之前，标识不会与邻近的传感器相交(避免注射器操作)。

类似地，本领域的技术人员应予以理解的是，不采用标识而是替代采用一些其它形式的检测机构的结构也具有相同的和其它的好处。根据本发明本方面的传感器系统的其它好处包括：(a)完全保护灵敏的电子接近传感器免遭会损坏或干扰传感器的零散注射流体的影响。

(b)由于根据某些实施例的保持件能够取下进行清洗，则传感器不用暴露于清洗流体。

(c)系统是坚固状态(标识除外)，因此坚牢和可靠。

根据本发明的另一方面，提供一将注射管中的流体注射到病人的医学注射器系统，注射管有一管体和一可滑动地啮合管体的衬套，该衬套包括一具有啮合部的内表面，该啮合部可被一柱塞可释放地啮合，注射器系统包括：(i)一驱动衬套的柱塞，该柱塞包括一可释放地啮合衬套的啮合部的保持部分；以及(ii)一注射管保持件，它包括：一可容纳注射管管体的支架件；以及，一可释放地将注射管锁定在支架件中的可枢转掣子。较佳的是，还提供一设置在支架件上的定位装置，以使注射管的一端位于支架件中的一预定位置。

根据一较佳实施例，注射管保持件包括一啮合部，从而能够简单的可释放地啮合一医学注射器。较佳的是，注射管保持件的啮合部包括一锁定件。注射管保持件的锁定件可包括任何合适的锁定装置。较佳的是，它包括一槽或一销。

根据另一较佳实施例，医学注射器系统还包括：(i)一适合连接于注射管的管子，以将流体导入或导出注射管；以及(ii)一使管子连接于一含有医学流体的容器的连接件，由此使容器中的流体进入注射管，其中连接件包括一空心的针柱，以在用该针柱刺穿容器中的塞子时形成一穿透该塞子的孔。

较佳的是，连接件还包括：(i)一具有锁定环的阳路厄部分；以及(ii)一能够使针柱与阳路厄部分永久分离的分离部分。较佳的是，该分离部分包括一易碎颈部。较佳的是，该针柱包括一有倒钩部分，以阻止针柱从容器中取下。

易于理解的是，各种连接可包括在本领域中已知的任何连接手段，诸如卡口、弹簧锁或螺丝连接。针柱可以断裂，以在关联的管子端部上留下阳路厄端。

针柱、最好是易碎(开口的或密封的)针柱和阳路厄连接件装置的组合件可永久地连接于管子和注射管。使用这种组合件，该装置最好只能充注一次，由此不可能将多剂量瓶的医学流体感染或交叉感染另一病人。

如果针柱连接件作为连接件的易碎部分制造，并永久性地连接于管子和注射管，就很难对注射管再充注以及由此对瓶或另一病人交叉感染。此外，这样的结构还降低了材料成本。注射管、针柱连接件装置和易碎针柱可作为一组件提供。较佳的是，针柱连接件在管子连接于静脉内导管并因此连接于病人之前折断。

根据另一较佳实施例，医学注射器系统还包括一在管子与注射管的一阳路厄连接件之间的夹具，该夹具可移动进入阳路厄连接件的锁定螺纹，由此将管子夹紧于阳路厄连接件。较佳的是，夹具包括一夹持部，以提高它与管子之间的夹持。夹持部可以是任何合适的类型，诸如有倒钩的圈、有倒钩的齿、螺纹、锯齿状夹持件、凸脊(例如环形凸脊)、后凸缘或内锥形。在一较佳实施例中，夹具是篡改显见的(tamper evident)。

根据一较佳实施例，医学注射器系统还包括一基础件和一传感器，以探测注射管保持件相对基础件的方向。较佳的是，传感器探测注射管保持件与基础件之间的角度。

根据另一较佳实施例，提供一开关，该开关根据其方向自动地触发或抑制柱塞在管体中的移动。该开关可由任何合适的机构激发。根据一较佳实施例。它被一重力机构激发。

根据一较佳实施例，还提供一控制柱塞的控制器。较佳的是，注射器的至少一部分操作通过电子设备或软件是自动的。例如，注射器可有一个或多个重力或注射管角度操纵的倾斜开关，以在操作注射器过程中自动启动或抑制至少注射管的移动。

根据另一较佳实施例，系统有一控制器和一传感器，传感器探测注射管保持件相对基础件的方向。传感器可以检测任何合适的特征，但较佳的是它探测注射管保持件与基础件之间的角度。

较佳的是，控制器是可操作的，以移动柱塞，从而测试通过一管子连接于注射管的血管内导管的开放。目前，这必须手工检查，要经过大量仔细的训练来避免可能使血管损坏和破裂的危险。

较佳的是，根据该实施例的医学注射器系统采用如所描述的一衬套、柱塞、注射管保持件、一个或多个传感器和/或注射管。

在有传感器的场合，那么它最好与一和注射器系统相关联的控制器相连通，以进一步控制柱塞的移动。较佳的是，这种连通能够使柱塞和衬套在不移动衬套的情况下啮合，并由此移动衬套。根据一较佳实施例，这种连通能够使衬套可释放地锁定于柱塞。根据另一较佳实施例，这种连通使衬套可释放地锁定于柱塞。根据另一较佳实施例，这种连通能够探测用过的注射管。

根据又一较佳实施例，如果传感器探测到在其最大缩回状态的位置前面的衬套，则产生一信号。根据另一较佳实施例，这种连通能够探测失误。较佳的是，如果衬套和柱塞过早分开，则产生一信号。

根据另一较佳实施例，这种连通能够使柱塞移动，以充注注射管或排出注射管中的流体。例如，连通可以使柱塞移动，也能使它不能移动。这种现象可以因各种理由或根据各种激发而出现。例如，使用之后，如果注射管没有被取下，或在使用之前，如果注射管没有被啮合到一特定的程度，则柱塞不能移动。

根据另一较佳实施例，如果注射管在某些方向要尝试取下注射管，则产生一信号。较佳的是，如果当注射管在一基本垂直的方向时尝试取下注射管，则产生信号。

根据另一较佳实施例，产生一信号，指示注射管没有被取下。较佳的是，如果注射管在使用之后没有立即被取下，则产生信号。

根据本发明的一较佳实施例，提供一种将一密封容器中的医学流体充注到一注射管的方法，该注射管与一医学注射器系统一起使用，所述方法包括如下的步骤：(i)使注射管前部相对后部升起；(ii)使柱塞前进到注射管内的对应于一预定病人计量的位置；(iii)以朝前和朝后移动的顺序控制柱塞的移动，以排出注射管和任何连接于容器瓶的管子中的空气，并将所需计量的流体抽到注射管内。

根据本发明的又一较佳实施例，提供一种将一密封容器中的医学流体充注到一注射管的方法，该注射管与一如在此所描述的医学注射器系统一起使用，所述方法包括如下的步骤：(i)使注射管前部相对后部升起；(ii)使柱塞前进到注射管内的对应于一预定病人计量的位置；(iii)以朝前和朝后移动的顺序控制柱塞的移动，以排出注射管和任何连接于容器瓶的管子中的空气，并将所需计量的流体抽到注射管内。

根据这些方法，可排除所有的外界空气，以便显著降低细菌进入流体和病人的机会。此外，该方法提供了在一个操作中充注和净化注射管和管子的方便和有利的途径，与传统的方法相比，也降低了所用材料的成本和注射管充注速度。对注射管和相关联的延伸管的充注和净化可在一个组合操作中进行。根据另一较佳实施例，流体通道的所有元件作为一个密封系统相连。

根据该实施例，瓶中的空气压力和注射管中的部分真空的组合力在两容器间产生一比传统抽出系统大的压力差，由此加快了注射管充注速度。

在充注方法的一较佳实施例中，将针柱连接件驱动进入塞子并选择注射器上的自动“充注”功能之后，注射器完成活塞的受控制的前后移动的程序，使得注射管和管子中所有的空气转移到瓶子中，并将所需剂量的流体抽入注射管。

根据该方法的另一较佳实施例，它还包括根据注射管的方向自动制约柱塞移动方向的步骤。较佳的是，当柱塞被设置成其前部相对其后部被提升时可朝前或朝后移动，当被设置成后部相对其前部提升时只能在朝前方向移动。这通过确保气泡在注射管的后面而减少了气泡被注射进入病人的机会。较佳的是该步骤通过倾斜开关或传感器使得在排除空气和进行充注时注射管倾斜，使前部上升来实现的，使留在注射管中的空气降到最少。

根据本发明的另一方面，提供一用在此所描述的医学注射器系统为病人注射的方法，其步骤包括：(i)使柱塞与衬套啮合；(ii)沿注射管管体驱动衬套；以及(iii)将注射管中的流体排到病人中。

根据本发明的另一方面，提供一种使如在此所描述的注射管保持件与一如权利要求所述的医学注射器啮合的方法，它包括如下的步骤：(i)使注射管保持件的啮合部与医学注射器上的互补部分对齐；以及(ii)使注射管保持件与医学注射器啮合。

根据一较佳实施例，还包括下列步骤：探测注射管保持件与医学注射器系统之间的啮合程度。

根据本发明的又一方面，提供一种使在此所描述的注射管保持件与在此所描述的医学注射器脱开的方法，它包括如下的步骤：(i)使注射管保持件的啮合部与医学注射器脱开；以及(ii)从医学注射器中取下注射管保持件。

较佳的是，还包括下列步骤：探测注射管保持件与医学注射器系统之间的脱离程度。

根据本发明的又一方面，提供一种将一注射管装入与在此所描述的医学注射器系统相关联的注射管保持件的方法，它包括如下步骤：(i)将一注射管管体插入支架件中，使得掣子位移；以及(ii)使掣子机构回到其偏置位置，以啮合注射管，由此将注射管保持在支架件中。

根据本发明的又一方面，提供一从与在此所描述的医学注射管系统相关联的注射管保持件中取下注射管的方法，它包括如下步骤：(i)释放掣子以松开注射管；以及(ii)从支架件中退出注射管。

根据本发明的又一方面，提供一种将注射管装入在此所描述的医学注射器系统的注射管保持件的方法，它包括如下的步骤：(i)将注射管管体插入注射管保持件的支架中；以及(ii)用一与检测系统相关联的检测件检测保持件中的注射管的存在。

根据本发明的又一方面，提供一种从在此所描述的医学注射器系统的注射管保持件中取下注射管的方法，该方法包括如下步骤：(i)从支架件中退回注射管，以及(ii)用与检测系统相关联的检测件检测保持件中没有注射管。较佳的是，还包括在注射管退回之后自动缩回柱塞的步骤。较佳的是，还包括在注射管退回之前制约柱塞的缩回的步骤。根据一较佳实施例，还包括在注射管退回之后促使柱塞缩回的步骤。

根据本发明的另一方面，提供一种用在此所描述的医学注射器系统将注射管衬套连接于一柱塞的方法，该方法包括如下步骤：(i)将柱塞导入一注射管管体，在该管体内衬套可滑动地被啮合，并使柱塞与衬套的内表面啮合；以及(ii)激发柱塞，使得保持部件啮合衬套的啮合部。较佳的是，还包括探测柱塞与衬套之间的啮合程度的步骤。

根据本发明的另一方面，提供一种更改包括一注射管保持件的医学注射器系统的方法，它包括如下的步骤：(i)用一在此所描述的注射管保持件更换该注射管保持件；以及(ii)连接一在此所描述的柱塞。

根据本发明的又一方面，提供一种更改包括一注射管保持件的医学注射器系统的方法，它包括如下的步骤：(i)用一在此所描述的注射管保持件更换该注射管保持件；以及(ii)连接一在此所描述的柱塞。

根据本发明的再一方面，提供一种更改一医学注射器系统的方法，它包括如下的步骤：(i)用一在此所描述的注射管保持件更换该注射管保持件；以及(ii)连接一在此所描述的柱塞。

根据本发明的另一方面，提供一种更改医学注射器系统的方法，它包括增加一在此所描述的检测系统的步骤。

附图简要说明图1示出了一装有注射管的已有技术注射装置；图2a示出了用于本发明注射管的各个构件；图2b示出了一组合注射管；图2c示出了图2b的配合有一柱塞的组合注射管；图3a是衬套的斜侧视图；图3b是衬套的侧视图；图3c是组合之后的衬套和密封件的剖视图；图3d是衬套的前视图；图3e是衬套的后视图；图4a示出了衬套的啮合部分的其它的呈槽形式的结构；图4b是衬套和啮合部分的剖视图；图4c是衬套和啮合部分的剖视图，其中具有传统的密封件和一延伸的导向边缘；图4d是衬套和啮合部分的剖视图，其中具有与衬套一体的密封件；图4e是衬套和啮合部分的剖视图，其中具有一O形密封圈；图4f进一步示出了衬套啮合部分的其它结构；图5示出了衬套的作为例子的尺寸；

图6是啮合衬套的柱塞的剖视图；图7是柱塞/衬套互锁结构的一个可能的实施例的侧剖视图；图8是沿图7的线A-A截取的前剖视图；图9示出了图8的另一结构；图10示出了柱塞/衬套互锁结构的另一例子；图11是沿图10的线A-A截取的前剖视图；图12示出了图11的另一结构；图13示出了用于柱塞/衬套互锁结构的另一结构；图14是沿图13的线A-A截取的前剖视图；图15示出了另一个的柱塞/衬套互锁结构；图16是沿图15的线A-A截取的前剖视图，它详细地示出了凸轮；图17示出了柱塞/衬套互锁结构的又一个例子，其中具有一环形被动的衬套锁定机构；图18a是具有掣子的注射管保持件的侧视图；图18b示出了图18a的注射管保持件和掣子，其中注射管和衬套位于注射管保持件内；图18c是图18a的注射管保持件和掣子的斜侧视图；图18d是图18b的注射管保持件、掣子和注射管的斜侧视图；图18e是本发明的注射管保持件、掣子和注射管的斜侧视图；图19是组合在注射器的套管内的注射管保持件/注射管的侧剖视图，其中注射管由一掣子保持；图20是沿图19的线A-A截取的剖视图；图21是沿图19的线B-B截取的剖视图；图22a是组合在注射器的套管内的注射管保持件/注射管的侧剖视图，其中注射管由一掣子保持，该图显示了照明件；图22b示出了图19的具有自推出机构的结构；图23a示出了适用于注射管手动充注器和相应保持件的柱塞；图23b示出了一注射管和一注射管保持件，其中包括一凹陷的注射管前凸缘和对应的燕尾形掣子；图23c是具有凹陷前凸缘的注射管的立体图；图23d是具有凹陷前凸缘的注射管的剖视图；图23e是本发明的燕尾形掣子的剖视图；图23f以剖视图示出了本发明的掣子的其它不同结构；图24示出了在连续充注的取向下系统中的一些关键元件的连接和方向；图25示出了用于使药物流体瓶子的塞子开一个引出流体孔的带有倒钩的针柱的一个例子；

图26示出了阳路厄连接件和易碎针柱的组合件的一个例子的各个视图；图26a是路厄连接件与易碎针柱、锁定环和管子的组合件在组装之前的斜视图；图26b是路厄连接件与易碎针柱和锁定环的组合件在组装之后的纵轴向剖视图；图26c示出了组装和结合之后的路厄连接件与易碎针柱、锁定环和管子的组合件；图26d示出了针柱在易碎颈部被“折断”之后的路厄连接件与易碎针柱和锁定环的组合件；图27示出了阳路厄连接件与具有倒钩的易碎针柱和锁定环的例子，如下：图27a示出了路厄连接件与具有倒钩的易碎针柱、锁定环和相连的管子的纵轴向剖视图；图27b示出了在组装和结合之后的路厄连接件与具有倒钩的易碎针柱和锁定环的一个例子；图27c示出了路厄连接件与具有倒钩的易碎针柱、锁定环和相连的管子的一个较短的例子；图28示出了一路厄连接件与易碎针柱的组合件，它永久性地连接于相应的延伸管子和注射管，以形成一为病人注射的不能重复使用的组件；图29示出了一典型的注射管阳路厄锁定连接件；图29a是图30的路厄锁定连接件的总图；图29b是一典型的注射管路厄锁定连接件的纵轴向剖视图；图30是被推在一普通路厄连接件端部上的普通软塑料管的纵轴向剖视图；图31示出了根据本发明的一夹具的基本或普通形式的各个视图；图31a是普通夹具的侧视图；图31b是普通夹具的斜视图；图31c以纵轴向剖视图示出了普通夹具；图31d是一被推在一路厄连接件端部上的软塑料管的纵轴向剖视图，其中普通夹具被压入路厄锁定注射管的阴锁定螺纹中；图32示出了具有诸倒钩圈的夹具；图32a是其外表面具有若干环形倒钩圈的一夹具的斜视图；图32b是其外表面具有若干环形倒钩圈的一夹具的纵轴向剖视图；图32c是一被压入路厄锁定注射管的阴锁定螺纹的具有倒钩的夹具的纵轴向剖视图，以将一管子夹在相应的阳路厄连接件的端部上；图33示出了具有阳螺纹的夹具；图33a示出了具有阳螺纹的普通夹具；图33b示出了具有阳外螺纹的普通夹具，在夹具的后端添加了锯齿状把持部；图33c是其外表面添加了阳外螺纹的普通夹具的纵轴向剖视图；图33d是一具有阳外螺纹的夹具的纵轴向剖视图，该夹具旋入一路厄锁定注射管的阴锁定螺纹内，以将一管子夹在相应的阳路厄连接件的端部上；图33e是一具有阳外螺纹的夹具的纵轴向剖视图，在该夹具的内表面添加一环形凸脊；图33f是一具有阳外螺纹和一环形内凸脊的夹具的纵轴向剖视图，该夹具被旋入旋入一路厄锁定注射管的阴锁定螺纹内，以将一管子夹在相应的阳路厄连接件的端部上；图34和35示出了夹具后端的凸缘；图34a是其后端具有普通凸缘的一螺纹夹具的侧视图；图34b是其后端具有普通凸缘的一螺纹夹具的后视图；图35a是一在凸缘的外周上具有倒钩齿的防改动螺纹夹具的侧视图；图35b是一在凸缘的外周上具有倒钩齿的防破坏螺纹夹具的后视图；图36是一注射管保持件的侧立体图，其中具有一能够可释放地与医疗注射器啮合的啮合部分和探测注射管存在的检测系统；图37a是一注射管保持件的分解立体图，该保持件具有一卡口附件、装上的注射管和探测注射管存在的检测系统；图37b是图37a的保持件和注射管的剖视图；图37c示出了一用于注射管检测系统的注射管标识件；图37d是具有保持件锁柱的注射器鼻部的剖视图；图38a是一注射管保持件的纵轴向剖视图，其中具有卡口附件、装上的注射管和探测注射管存在的检测系统；图38b是沿图38a线MM截取的注射管保持件和注射管的横向剖视图；图38c是沿图38a线LL截取的注射管保持件和注射管的横向剖视图；图38d是沿图38a线KK截取的注射管保持件和注射管的横向剖视图；图38e示出了用于注射管检测系统的注射管标识件；图39a是一在注射管保持件中的注射管的剖视图，它示出了一在柱塞运动期间位于衬套与柱塞之间的啮合机构的一较佳实施例，用于从注射管中排出流体；图39b示出了在将流体抽入注射管的柱塞运动期间图39a的注射管和注射管保持件；图40是一柱塞和衬套的纵轴向剖视图，它示出了探测衬套与柱塞之间的啮合的传感器的一较佳实施例；图41示出了一注射器，其中具有在注射(下)位置的倾斜开关；图42示出了一注射器，其中具有在充注(上)位置的倾斜开关。

较佳实施例的说明用于本发明类似场合的通常的注射系统包括一自动注射装置100。该注射装置通常有一带有显示器120的数据进入小键盘110，以分别输入数据和观察数据。可输入系统的数据类型包括注射速度和体积。已有技术的系统包括一连接于注射装置100的压力护套或套管140，以保持一适当的注射管300。管子400将注射管300连接到病人(未示出)。如图1所示的注射装置的已有技术结构具有许多缺点。首先，为了将注射管300安装到注射装置100，必需先取下或打开套管140，使注射管300从后面装入套管140并通过再连接或封闭套管140将注射管固定在其中。在某些情况下，套管140如图1所示被完全封闭，要求在装上注射管300之后连上管子400以及在卸下注射管300之前取下管子400。这样增加了安装注射管所需的时间，增加了污染的血液溢出的风险。本发明的系统就是针对这些缺点，本发明使注射管300直接从前面装入注射装置100，不需要取下套管200，使注射管300能够装入和再插入注射装置100。

为了使注射管300能够容易地从前面插入，注射管本身可以没有凸缘。即，注射管的外圆柱形表面没有任何通常存在于注射管中的干扰凸起。

图2a示出了本发明的注射管，其中示出了注射管300的管体，一衬套310和响应的密封件320插入该管体中。在组装衬套310和管体300的状态下，注射管如图2b所示。衬套和密封件可被制造成一个构件(如图4d所示)。对于较佳实施例，衬套由半刚性塑料制成，而密封件由弹性体制成。事实上，注射管的制造商可以出售空的或预装有要注射到病人中的所需量的药用流体的注射管管体，该流体由衬套和密封件的组合保留在管体内。

为了注射注射管内的药，一可操作地连接于注射装置100的柱塞130与衬套310的内表面啮合，并由注射装置100根据所需的控制运动驱动。当柱塞130被驱动进入注射管管体300时，就会使衬套310和密封件320朝管体300的另一端相对移动，由此药剂经管子400注射入病人(未示出)。本发明的衬套可由任何合适的诸如聚丙烯或苯乙烯的半硬塑料制成，而密封件可由诸如Santoprene，Kraton，Improflex Kraiburg等等的弹性物质制成。

图3从不同的角度示出了衬套310。事实上，在衬套310的内表面上显示有环形槽311。槽的横截面可以采用任何如图4a所示的合适的形状，包括半圆形、正方形和三角形横截面。此外，图4c示出了与密封件320组合的衬套，该衬套具有在密封件顶端上的延伸的导向边缘，以提高压力下的密封。图4d示出组合成一个零件的衬套和密封件，该零件的优点是降低了制造成本。该结构显然还有其它的优点：诸如(1)如果使用诸如聚丙烯的低摩擦材料，增加了润滑性能，(2)省去了硅酮或其它润滑剂，(3)减少了注射管中微粒，以及(4)减少/省去组装费用。该槽的目的将在下面作详细的描述。图4e进一步示出一在横截面上看具有一环形密封件312的衬套。

显然，衬套的尺寸取决于所用的特定注射管。作为例子，要注意它们通常具有约如图5所示的尺寸。

注射柱塞130的端部做成能有效地与衬套310的内表面啮合，如图6所示。也可以清楚地看到环形槽311限定了衬套310的壁与注射柱塞130的端部的表面之间的空间。柱塞130和衬套310之间的这种啮合诸如提供形式配合，使注射柱塞130驱动的力有效地传递到衬套310，衬套和相联的密封件320(图6中未示出)沿注射管300的内表面朝前移动，由此排出注射管的内含物。

要指出的是，注射柱塞130用于排空预充液注射管。但是，往往就在使用之前在如此的注射装置内才对空的新的注射管进行充注，这就要求衬套和密封件由柱塞130缩回。将可看到，柱塞130自身无法夹持或保持衬套310。因此，就需要另一机构使柱塞130能够有效地夹持衬套310并能够使它从注射管管体抽回衬套和密封件。槽311提供了这样的机构。

如图7所示，当柱塞缩回时，若干销142在槽或凹槽311的部位伸出柱塞130。当注射装置的柱塞130抽回时，这些填在槽或凹槽311中的销142作为保持件使衬套310从注射管管体300中抽回。使销142进入槽或凹槽311的机构可以采用如将要结合图7至16详细讨论的许多形式。

在图7所示的一个实施例中，柱塞130可包括驱动杆140，从该驱动杆140的鼻端伸出一凸轮部分141。凸轮部分141是一椭圆形的杆，当柱塞130插入注射管管体300内时，该杆处在水平面。销142靠在凸轮部分141的外表面，并通过弹簧143朝凸轮部分141偏置。在该位置，销142的外端位于柱塞130的表面内或下面。一旦柱塞/衬套/密封件结构到达注射管管体300端部，并要求从管体中缩回时，可使驱动杆140绕其轴线转动，使得凸轮部分141能够如图8所示位于垂直平面。当凸轮部分141转动时，朝凸轮部分141的表面偏置的诸销142朝柱塞130的表面推出，使得他们的外端伸出柱塞130并如图7所示收纳在槽或凹槽311中。在该位置，衬套310由柱塞130保持并能够从注射管管体300中抽回。如上所述，该机构可采用多种形式，其中的一个形式如图9所示。在这种情况下，凸轮部分141具有使四个销142从柱塞130伸出收纳在槽或凹槽311中的正方形横截面。销142的头部朝凸轮部分141的四侧偏置，并当凸轮部分141转动时能够朝凸轮部分141的四个角偏置，使销142伸出柱塞130的表面。

在如图10至12所示的驱动销142的机构的另一实施例中，凸轮部分141被一锥形部分144所替代。在该实施例中，销142通过如同前实施例的弹簧143朝锥形部分144的外表面偏置。在使用中，柱塞130插入注射管管体300和衬套310，而驱动杆140尽可能压靠在柱塞元件130的前表面131。在该位置，销142靠在锥形部分144的最窄部分并通过弹簧143远离柱塞130的外表面偏置。柱塞130缩回前或时，驱动杆140被拉离表面131，使销142沿锥形部分144的外表面朝上滑动。这使销142被推出并伸出柱塞130的外表面而收纳在槽或凹槽311中。由此衬套310由柱塞保持并能够沿注射管管体300移动。该结构还使所用的四个销收纳在槽或凹槽311中，如图12所示。图10-12的锥形结构还可用在″重力操作″的锁定机构中，由此当注射管采取一个特定方位时柱塞130只能保持衬套310。当要求避免在病人之间重复使用注射管时，这样的结构(如图13和14所示)尤其有用。这对于减少病人间的交叉感染或污染的风险是很有利的。

要注意的是，较好的是，在注射管充注过程中使注射装置朝上倾斜，以便确保空气保持在注射管出口，便于在注射之前将其去掉。此外，较可取的是，在注射过程中使注射装置朝下倾斜，以通过衬套保持注射管中的任何其余空气，使得在注射之后任何空气都保留在注射管与病人之间的管子中，从而不会进入病人体内。

一般而言，新的注射管装有放置在完全缩回位置的衬套和密封件结构，即在注射管管体300后面的附近。还习惯于在每次使用之后缩回柱塞。在一实施例中，注射装置100方向朝下，通过在注射装置中的圆筒形套管的前端安装注射管，这样注射管与柱塞对齐。其结果是，衬套310与柱塞130啮合。应该指出的是，如果已装上一用过的注射管，衬套就不会啮合完全缩回的柱塞(即由于衬套不会在注射管管体内的完全缩回位置)。为了充注注射管，那么要垂直倾斜内装有注射管的注射装置。当注射装置被垂直倾斜时，重量杆元件145如图13所示在柱塞130中的圆筒形腔132内下落。当重量杆元件145落下时，锥形部分144使销142被推出而伸出柱塞130的外表面，以接纳在衬套310的槽或凹槽311中。因此，衬套310被柱塞130所保持。当朝上倾斜时，柱塞130能够(通过自动倾斜开关和诸控制)朝注射管管体300的顶端推衬套310和相应的密封件320(未示出)，直到柱塞再也不能前进，密封件320朝上抵靠在注射管管体300的前端，排出不希望有的空气。

当反向驱动柱塞时，衬套310和密封件320缩回，就能对注射管进行充注。为了将注射管中的内含物注射到病人体内，注射装置要返回到朝下的位置，一旦柱塞130再沿注射管管体300前进就可排出注射管中的内含物。当注射装置呈朝下的方位时，重量杆元件145在腔132内返回到最朝前的位置。这使销142由于弹簧143和由于销142的头部此时已可抵靠在锥形部分144的窄部分这一事实而缩回在柱塞130的外表面的下面。在完成注射过程之后，柱塞130从注射管管体300自动缩回，并且因为销元件142已缩进入柱塞130，衬套310就不再被柱塞所保持，因而留在注射管管体300的最前部分。因此，由于在衬套310沿注射管管体300前进(至少是部分)的条件下，当注射装置朝上倾斜时，衬套将不能与完全缩回的柱塞130啮合而不能被保持，所以使用过的注射管(是刚使用过的，或后来再装上的)不能再用。

如果注射装置上升到再呈垂直位置，重量杆元件145由于重力而下落，使诸销142延伸越过柱塞130的外表面。如果柱塞130在管体300内前进，由于销的伸出而不能前进通过衬套310的后端。这将提醒装置的操作者该注射管已被使用过，从而提示他们换一个未使用过的注射管。

锁定机构的另一个可能的实施例涉及使用连接于驱动杆133的凸轮部分154，该驱动杆133包含在柱塞130体内。图15和16示出了该结构。柱塞130/衬套310/密封件320在注射管管体300内组合前进时，驱动杆133的方向使凸轮部分134设置成它的鼻端从图15和16看指向下面，这样凸轮部分134的任何部分都不伸出柱塞130。然后一旦要求衬套319和密封件320(图15或16未示出)缩回，驱动杆133沿曲线箭头的方向转动，使凸轮部分134的鼻端伸出柱塞130的表面并接纳在槽或凹槽311中。以这种方式，衬套310和所连接的密封件320被柱塞130所保持，并当柱塞130缩回时也在注射管管体内缩回。

还要知道的是，诸销元件142(图7至14)不一定是单个的销，可以是一个在柱塞130内的整体的环，在前进阶段，该整体环可以与柱塞130的表面齐平或在该表面的下面，并且可膨胀到伸出柱塞130的表面而容纳在槽或凹槽311中。

图17示出了这样的结构，在该结构中，柱塞130被分成两部分，一个是主体部分139，另一个是鼻部136。连接该两部分的是一驱动杆135，它的前端埋在鼻部136。通过朝前推驱动杆135，使鼻部136纵向移位一小段，从而在主体部分139与鼻部136之间形成间隙137。间隙137的径向端被斜切，形成空缺138，其尺寸取决于间隙137的尺寸。空缺138内放置一可膨胀的圈800。这可以是一橡皮O形圈、金属环形夹或任何其它合适的环形元件。圈800朝其中心偏置，使得它尽可能深地位于空缺138内，并在柱塞130的表面的下面。当柱塞130沿注射管朝前移动时，就将呈现这样的定位。

为了缩回衬套310，驱动杆135朝后移动，使间隙137闭合，也使空缺138变小。这又将径向朝外推圈800以致伸出柱塞130并容纳在槽或凹槽311中，由此使衬套保持于柱塞130。

要知道的是，槽或凹槽311事实上不需要围绕衬套310内表面的整个圆周，而是可以采用在衬套310的表面内有若干单个的凹槽或凹穴，以容纳从柱塞130伸出的各个销。还要知道的是，如果杆135是注射装置的驱动件，柱塞体139通过一诸如图39a和39b所示的摩擦圈受制约，上述的衬套保持功能能自动行使。

下面结合图18a-e至21描述将注射管管体300安装和保持在注射装置100内。图18a至18d示出了在该实施例中的注射管支架(cradle)的各个视图，其中支架件是一套管200和相关的掣子500。图18e示出的实施例中，支架件是一含有注射管管体300的支架205。

套管200的最左(后)端(从视图中看)插入注射装置的容纳开口中，而注射管管体300如图中所看到的先通过出现在套管200的右手侧的倾斜开口朝后滑入套管200。图18b和d的各个视图示出了该实施例中支架件是一含有注射管管体300的套管200。还可看到衬套310和所连接的密封件320如前所述位于注射管300的基端。掣子500可枢转地连接于套管200，如图19、20和21所示。注射管保持件200啮合在注射装置(未示出)的鼻端10。掣子500与保持件200之间通过掣子铰链510相连。弹簧540使掣子500的一端朝离开套管200的本体的方向偏置，这样注射管掣子520朝上偏置并如图19所示穿过套管小孔530。当注射管管体300插入套管200中时，注射管掣子520由于注射管滑过注射管掣子520的倾斜顶表面(由操作者驱动)引起的朝下力而朝下位移。一旦注射管管体300已完全插入套管200(由注射管止动圈210决定)，弹簧掣子520反向钩扣，处在其稳定状态的位置，以啮合注射管管体300的前部330，由此将它保持在套管200内。该保持力强到足以承受当驱动注射装置迫使柱塞130进入管体300以排出注射管内含物时注射管所受到的压力。事实上，掣子520的直立前边缘521倾斜成它与套管孔530的前边缘平行，套管孔530的前边缘自身也类似地倾斜。该角度要仔细地选择到大于90度，使凸缘330对小孔530的朝前边缘施加力矩。这样，该接合形成一楔或燕尾形啮合，从而当柱塞使注射管朝前时就能避免掣子520松开，由此提供了一很可靠的保持装置。

此外，注射管套管200与插入的注射管管体300紧密配合。这样有助于支承在注射装置中的高压下的注射管，以防止膨胀，由此可使用壁较薄的低成本注射管。套管200还最好是透明的，这样可无障碍地看到注射管的内含物(例如确定注射管内是否有空气)，注射管自身也是透明的。

如上所述，这种结构使注射管装入注射装置只要简单地将注射管从前面滑入一容纳套管而不需要取下注射装置的任何部分的这样一个动作就能完成。此外，不需要用特定的手段来确定注射管和衬套的方向。这样在组装注射管和每天使用注射装置时节省了大量的时间和劳动，而且使注射装置的结构比较简单。

图22a示出了另一个较佳实施例，其中有一个呈发光二极管(LEDs)4200形式的照明装置，这些发光二极管设置在注射管套管200的暴露的后(最左)端，使某些光能够被接受并沿套管的壁传播。由于使用任何薄的、密集的、透明的材料，被接纳的光的大部分在纵向和横向内反射，在箭头4250示出的套管的前端产生散射光。套管4255的倾斜前端最好是呈霜覆盖状(例如砂磨)，以达到最大的散射，并在一较宽的角度都能看见。任何合适的光源都可使用，但他们最好是被聚焦的或被反射的，使大部分的光源输出朝套管投射。因此，在所示的实施例中，这些光源是若干发光二极管。

照明源可以有各种颜色，和/或是脉冲的，以产生许多有吸引力的效果，并可用于提醒操作者，例如取下注射管。

应该要指出的是，由于这样的事实，即有时候将注射管连接于病人时，为了例如核实针已正确地进入病人皮肤，就会缩回衬套使血液经管子400抽回到注射管中，所以有时候会发现病人的血液进入管子400和注射管300。由于注射管可从前面装上，管子400(如有关已有技术的图1所示)可永久地固定于注射管，用后不需要进行连接和拆卸。这降低了被污染的血液溢出的危险性。

为了进一步提高系统的效率，注射管止动圈210可由两个被如图22b所示的弹簧元件220分开的部分构成。第一部分是一固定部分210a，它基本是图19中的止动圈210的一部分并固定于注射管套管200。第二部分是一滑动圈210b，它可在套管200的内表面上滑动。螺旋弹簧元件220使滑动圈210b朝离开固定圈210a和朝向套管200前端的方向偏置。当注射管300装入套管200中时，其后边缘与滑动圈210b啮合，并迫使它推向固定圈210a，以压缩在它们之间的弹簧元件220，直到弹簧掣子520如上所述反向钩扣保持注射管300。在这种状态下，注射管300被作用在滑动圈210b上的弹簧元件220的力朝向掣子520偏置。因此，当注射管掣子520脱离注射管300(通过推动注射管掣子释放按钮550)时，注射管300部分地自动退出套管200，这样有助于从注射装置中取下注射管。

一些注射装置的使用者宁愿手动充注注射管而不用注射装置。当使用者希望预充注注射管时，尤其当注射装置处在一直使用的状态下时，这种能力也是很有利的。

有时，需要用手动充注注射管时，本发明也能容易地充注注射管。这是通过如图23a所示的手动式充注器700完成的。该装置是一种有效的在上面详细描述的手持式柱塞130并以类似的方式工作。在使用中，衬套310和密封件320可位于注射管的任何部位。为了充注注射管，衬套/密封件必需朝注射管的后面拉回。为此，手动式柱塞700被引入注射管管体300，并被推进衬套310的空心部分。在该位置，手动式充注器头部内的诸销750没有伸出手动式柱塞700的表面，这是因为在手动式充注器内的锥形部分730在弹簧元件740的作用下朝前偏置，使各销750抵靠在锥形部分730的最窄部分。在用手(用操作者的与柱塞的手柄7 10啮合的手指610)缩回时，与手动式柱塞700的头部一起拉回锥形部分730，迫使销750朝外而容纳在槽或凹槽311中，由此啮合衬套310和密封件320。因而用手动式柱塞700通过注射管300拉回啮合的衬套和密封件，同时，通过孔340抽取液体，而充注注射管。当衬套310和密封件320到达注射管的后面时，手动式柱塞700由于柱塞上的朝后力下降而脱离衬套310，使锥形部分730在弹簧元件740的作用下朝前移动，并使各销750如前所述从凹槽或槽311中缩回。然后如上所述准备将充注后的注射管装到注射装置100。应该指出的是，该装置的任何部分在任何阶段都不会碰到注射管的内孔，如果碰到会污染注射管的无菌状态。还要指出的是，使衬套保持于柱塞的机构可以采用任何形式，包括如图7至17所示的那些。

在另一实施例中，充注的注射管左边与手动式充注器相连，组合件的颈部735连接于一合适的经改动的注射装置。在该应用中，手动式充注器变成注射管的保持件和压力套管。整个手动式充注器装置首先用于充注注射管，然后充注器装置(带有注射管)被放进注射装置中。注射装置推动后端710排出注射管中的流体。

所示的手动式充注器装置只用于充注(与制造成注射注射管的注射装置接合)的场合，那么只要所有的注射管被完全排空(象传统的那样)，如果柱塞700的长度缩短几个毫米，就不能充注用过的(完全排空)注射管，这是因为它不能到达衬套。

在另一个实施例中，能用柱塞捏手710(即诸如300的注射装置中的注射管用作更传统的手持式注射管)上的手的力量来排出注射管300的内含物。

象大多数注射装置中的注射管一样，用在本发明中的注射管最好设置有在完全缩回位置的衬套/密封件。

本发明的将衬套保持于柱塞的各种机构最好设置成当柱塞处在完全缩回位置时它们能被驱动，由此最好啮合、保持和充注一新的注射管。但是，本发明打算，柱塞能设置成在注射管中的任何合适的位置与衬套啮合。

使用之后，用过的(或部分用过的)注射管的衬套和密封件通常留在完全缩回位置前面某处，因而本发明的装置通常不啮合、保持、充注或操作一使用过的注射管，由此省略、或彻底减少了病人交叉污染的情况。但是，本发明广义地期望衬套能够留在注射管内的任何位置。

还要知道的是，对于将注射管保持在支架件/套管内的掣子有许多种合适的设计。图23b至23e示出了一注射管300和注射管保持件200、掣子500和掣子部分520。掣子520的内边缘526的形状与注射管300上的凹陷前边缘互补。图23f示出了在掣子520的内边缘与注射管300的前面之间的界面的三个实施例。

本发明的另一较佳实施例包括如图24所示的和定向的若干基本元件。首先一延伸管1010装配到注射器的注射管1014的顶端1012。然后将注射管1014装配到注射器(或注射管泵)1016。系统操作者(未示出)在注射器控制面板(未示出)上编排所需病人的注射量，然后操作者如图24所示朝上倾斜组合的注射器1016和注射管1014，在该位置，在注射器中的一位置或角度检测倾斜开关最好使注射管1014的活塞1032由注射器自动前进到所需体积。要知道的是，熟悉本领域的技术人员很了解注射器的这种编程和自动控制，尽管它们不响应倾斜操作或激发装置。当然，操作者也可驱动这些动作的一些或全部。当组合的注射器1016和注射管1014朝上倾斜时，来自瓶子1026的任何后来的流体都将落在注射管1014的底部，注射管1014中的空气1030上升到注射管顶端1012，并当活塞前进时空气经管子1010排出。那么管子1010的自由端连接于图24所示的一专门的非通气针柱1020的插座端1018，更详细的见图25。随后将针柱1020的尖端1022推入流体瓶1026的软橡胶塞1024。针柱1020的尖端1022刺穿瓶1026的塞子1024，形成一从瓶的内含物经针柱1020和管子1010到注射管的路径。要指出的是，在该处，系统与外界空气隔绝，系统中的压力将是中性的。还要指出的是，针柱1020具有如图25所示的倒钩形颈部1021，以当系统稍后被加压时确保它不会被挤出塞子1024。然后安装或倒置(如图24所示)瓶1026，使流体1028经针柱1020和管子1010等被抽出。

现在操作者可在注射器1016上选择“充注”按钮(未示出)，该按钮最好能自动地完成下面的顺序：使注射管活塞1032完全朝前驱动到注射管1014的顶端1012，压缩注射管、管子和瓶中的空气1030。注射管和管子1010中的大部分无菌空气1030被排到瓶1026中并上升到瓶子1026中的空气空间1034。本领域的熟练人员知道，由于注射管1012在制造时与如图2b所示的完全缩回(即注有空气)的衬套1032一起消毒，所以这样的空气1030是无菌的。接着活塞1032就被自动缩回到略微超过编程的容积(例如130％)，而流体1028借助瓶子1026中压力和注射管中活塞1032缩回引起的部分真空迅速从瓶子1026通过针柱1020和管子1010进入注射管1014。过一小段时间后，压力相等，流体全部转移，注射管1014充注的量要大于编程的流体体积，再加上残余空气。随后活塞1014又即刻自动地前进回到编程所需的容积，以将任何残余空气和多余流体排回到瓶子1026，注射管1014中留下的是编程体积的液体，注射管1014或管子1010中都没有空气。

在该阶段，完成“充注”工序，重要的是要注意，系统具有中性压力(由于活塞返回到系统被密封的位置)，使得当管子脱离瓶子(或拆去针柱)时，系统即不会吸气，也不会滴液。

瓶子1026现在直立，管子1010脱离针柱接头1018，并可连接于病人，为注射做好准备。

本领域的熟练人员要理解的是，下面的事实和结构在该领域中是通常的做法，在该文本中可能不是很好的举例说明和描述，但对于本发明的实施和操作是很重要的：·用在流体通道中诸构件和内含在其中的空气在制造过程中均被消毒。

·通常在药用流体的瓶中有一小部分空气或气体的空间。

·在流体流出之前，取下覆盖在塞子中心的保护盖(以允许针柱进入)，但是，塞子保持件1025(如图24所示)留在瓶上(否则，塞子在充注过程中可能由于空气压力而移动)。

·注射器注射管通常装配缩回的柱塞(即充注有无菌空气)。

·注射管、管子和针柱具有标准的路厄锁定连接件，以确保它们是可靠的和在加压下密封。

下面的对系统的改变会在某些情况下提高本发明：·充注顺序程序可用附加的朝前一缩回循环延长，尤其对于接近注射管的最大容量的容积。这是为了确保所有的空气都被排出。当注射管要被充注到接近容量(＞75％)时，在活塞缩回130％方面没有充分的位移。从而，需要附加行程以排出空气。该“130％”数字是管子(空气)容积的函数，以及在瓶中的空气空间—一较大的管子容积(或在瓶中的空气空间极小)需要更多的位移量。

·在充注顺序过程中，活塞的第一压缩行程最好是能够排出注射管中所有的空气—尤其是对于X光对比物，其中瓶子通常具有显著的空气空间。

·或者，为了使性能最优化，即使瓶子具有相当小的空气空间，在压缩过程中，注射器能够检测系统中的压力(例如通过检测驱动装置的负荷)，而且如果压力接近不安全的程度会过早缩回。

·用于控制的电子设备和相关的显示器以及发音器能够提示操作者进行的步骤或在充注常规工作中进行下一步骤。

·可用注射器倾斜开关(或传感器)引发或阻止注射器的其它功能，例如在注射器和注射管朝下之前阻止注射，或在充注过程中加快流速(该速度对于注射到病人中是不安全的)。

·在制造过程中，注射管1014装配有组合的延伸管1010和针柱1014(如图24所示)，以进一步减少操作者的时间。

·注射管1014和管子1010做成具有永久性的直接连接和结合到注射管端部1012的管子1010，以保护注射管端部1012的无菌，通过设置连接件1013来降低制造和材料的费用，这通常适合于装管子1010至注射管端部1012(如将在下面描述的图31至33所示)。还有，由于保证了管子是不会脱离的，不可能释放被污染的流体，安全性得到了提高。

·可为管子安装一空气探测器(光学的、超声波的等等)以确保充注后没有空气，在空气排除之前注射器无法操作。

·注射管1014和相应的延伸管1010可永久性地结合1039至一专门的病人连接件与脆性针柱的组合件(如图27c所示)，其全部作为一组件1060提供。该组件的费用低，使系统不可重复使用，这样避免了病人与病人之间的交叉感染。这个概念详细叙述如下：完整的组件1060(如图28所示)用于充注注射管，就象前述的那样，但是，在充注完成之后，不使针柱脱离管子，然后折断针柱60，并如前所述，剩下一在管子端部的阳路厄连接件，以连接到病人。但重要的是，随着针柱的去掉，注射管不大可能因疏忽而再充注，因而不能用于一个以上的病人，从而避免了从一个病人到另一病人的交叉感染。

要知道的是，传统的针柱在易碎的针柱去掉之后仍然可连接，因此可用于再充注，可能引起污染。这可通过采用一非标准连接件(例如较大直径的路厄)克服。这需要一非标准的在针上的配合连接件。还有，如果瓶子中的内含物被用于一个以上的注射管(这是经常的情况)，瓶子将不会通过再充注一使用过的注射管而不小心地被污染。

图26和27示出了带有易碎针柱的阳路厄连接件和管子1010组合的各种例子1040和1050。图28示出了具有一在每一端结合到注射管1014和易碎的连接件/针柱1050的延伸管1010的完整组件1060。

对可替换的组合的连接件/针柱的图示和描述如下：图26a至26d示出了阳路厄连接件1046与易碎的针柱1042和锁定环1047的组合件1040的一个例子的各个视图。图26a是组合之前路厄连接件1046和易碎的针柱1042以及锁定环1047的立体图。盘1043为握持针柱简单地提供一夹持。从一纵轴向剖视图的图26b可清楚地看到易碎的颈部1044，该图示出了组合之后的路厄连接件1046与易碎的针柱1042和锁定环1047的组合。锁定环具有传统的阴路厄锁定螺纹，用于保持在针柱被分离之后连接病人的针。小的凸起的结节或倒钩1048用作制动件，以在一旦组装完成阻止环滑离连接件。锁定环1047对于本发明不是必要的，但是，当与压力注射器一起使用时最好还是使用。

图26c示出了组装和结合到管子1010的连接件/针柱/环组合件1040的侧视图。

图26d示出了针柱在易碎的颈部104分离之后的连接件/针柱/环组合件1040，在管子1010的端部留下一标准的阳路厄锁定连接件1046。

图27a至27c示出了阳路厄连接件1046与有倒钩的易碎的针柱1051和锁定环1047的组合件1050的另一个例子的各个视图。诸倒钩1053在充注的加压阶段中用于避免针柱离开瓶子1026的塞子1025。

图27a示出了连接件/有倒钩的易碎针柱/环的组合件1050的纵轴向剖视图。

图27b示出了组装和结合到管子1010之后的连接件/有倒钩的易碎针柱/环的组合件1050。

图27c示出了连接件/有倒钩的易碎针柱/环的组合件1050的一个较短的例子。本领域的技术人员要予以理解的是，根据瓶子和塞子的尺寸，针柱可以做得较短(指比例)。

图28示出连接件/有倒钩的易碎针柱/环的组合件1060的一个例子，它永久性地结合到相应的延伸管1010和注射管1014，以形成一注射病人的但不能重复使用的组件1060。

完整的组件1060的使用如下：首先将针柱1051插入塞子(图28中未示出)，并如前所述对注射管1014进行充注。从塞子中抽出针柱1051之后，在易碎的颈部1044折断针柱端1051并丢弃，留下传统的阳路厄锁定端部1046用于连接到病人(未示出)。应该指出的是，只有在针柱1051被分离，病人(未示出)才可能被连接到组件1041。但是，一旦分开，针柱1051就不能象通常那样再连接，从而相应的管子1010和注射管1014不可能再充注，因此，确保了每个组件只能注射一个病人，即这样防止了病人与病人之间的任何不当心的交叉感染。

本领域的技术人员应予以理解的是，一开孔的针柱(vented spike)也可易碎地与一阳路厄连接件组合，但注射管将以一更传统的方式充注。

应该指出的是，图29至33的所有剖视图是沿通过零件轴线的纵向截取的。

如上所要求的以及在医学上的其它地方所需，经常要求将一柔性的塑料管直接连接或结合到一硬性的塑料管口或路厄出口。图29示出了在连接之前的一典型的阳路厄锁定连接件。图29a是一总图，图29b是一纵向轴剖视图。注射管本体2010有一出口连接件端部2011，它具有一锥形的阳路厄外表面2014，被一直径较大的阴锁定螺纹部2012所包围，它们在相同的轴线上，但前者略微在螺纹部的前面。要指出的是，几乎所有的路厄锥形表面2014被制造成一标准的直径，具有国际标准ISO594所制定的约6％的锥度。图29b清楚地示出了外路厄锥形表面2014。注射管2010(包括端部2011和螺纹部2012)通常是用坚韧的半硬透明聚丙烯经注射模制制成的。

图30示出一被完全推到注射管端部2011上的软塑料管子2016。该端部2011具有一锥形的外部2014，管子2016延伸并与锥形外部2014一致，管子的最终的外表面2018形成一扩大的锥形。

在图31中，示出了装配之前和之后的夹具发明的基本形式。

夹具2020是由半硬塑料形成的，为具有空心的内锥形面直径2021的圆筒形，在引导边缘上的一小倒角2022有助于装配。夹具2020的安装是通过在管子的锥形外表面2018上和在注射管连接处的阴螺纹部2012内部的简单推动完成的。本领域的技术人员要知道的是，夹具2020具有合适的精确尺寸，以便如图所示在其内径和外径上具有牢固的过盈配合，以适合管子和注射管的壁的厚度和柔顺性。

在压入配合时，夹具2020的内锥形面2021使管子2016牢固地挤压在注射管2010的端部2011上，如图31所示。注射管端部2011也是由半硬塑料制成的，所有的部分略微变形，以在路厄端部/管子的连接上施加均匀压力，确保它很有效地被密封。

图32至35示出了基本夹具设计的其它的改变。

在图32中，具有小倒钩的环形圈2032已被加到倒钩夹具2030的外表面上，以提高连接件阴锁定螺纹部内部的保持力。夹具2030压在管子2016上，并如上所述进入注射管2010。诸倒钩2032与阴螺纹2012过盈和夹持该阴螺纹，以确保它不能被移动。同上，夹具2030的内锥形面使管子2016牢固地挤压在注射管2010的端部2011上。这类夹具适合永久性的和防改动场合，这是因为如果没有工具几乎是不可能取下夹具的。

在图33中，阳螺纹2042已加到两个类似类型的夹具2040和2050的外表面上，它们与注射管2010的阴螺纹2012配合，并具有一锥形的内表面2021。螺纹2042的用途是有助于组装，以及可牢固地将管子2016夹持在路厄锥形面2014上。在组装过程中，可在注射管螺纹2012内和管子2016上同时推动和拧旋夹具2040或2050，以将管子2016挤压在路厄锥形面2014上，形成比上述结构更可靠的和紧固的配合连接。同上，夹具2040和2050的内锥形面2021使管子2016牢固地挤压在注射管2010的端部2011。

图33b示出了在夹具后端附加的倒钩锯齿状凸起2054，这些锯齿状凸起在组装过程中有助于抓住和转动夹具。

本领域的技术人员要知道的是，后端或凸缘可采用许多适合手工、机器或工具组装和/或防止拆开的形式。

图33c是夹具2040或2050的纵向剖视图，它示出了阳螺纹2042和与管子2016的外锥形面2018配合的内锥形面2021。

图33d是夹具2040或2050的纵向剖视图。

图33e是夹具2060的纵向剖视图，它示出了阳螺纹2042，以及加到有凸脊的夹具2060的内表面的内环形凸脊2062。

图33f示出了在注射管螺纹2012内和在管子2016上同时推动和拧旋之后的夹具2060，使管子2016挤压在路厄锥形面2014上。夹具2060的内凸脊2062将挤压作用集中到与管子2016结合的一短的区域2064(从图33f中看不到)，与上述结构相比提供了一更集中的压力，并提高了密封性。或者，本领域的技术人员可能认为在组装(以及拆开)力极小的情况下夹具2060提供了与上述结构等效的密封。

本领域的技术人员要知道的是，在上述类型的任何夹具的内表面可包括一个或多个环形凸脊，凸脊的形状可改变成适合所采用的特定管子(未示出)的硬度。

图34和35示出了(分别)加到前面图33a所示的螺纹型夹具2040后端的各种凸缘2072和2082。两夹具2070和2080的外表面上具有与注射管阴螺纹2012配合的阳螺纹2042，其目的是有助于组装和牢固地夹紧管子2016。图35的凸缘2083的外周边上具有诸附加倒钩齿2082，这些齿有助于夹具2080顺时针2084紧固，但可阻止逆时针的旋开，由此可防止对连接的改动。夹具2070和2080以和上述相同的方法插入注射管(和夹紧管子)，在其内表面上可以有或没有环形圈。

如果要求夹具可取下，那么图34中的夹具2070是较佳的。或者，夹具2070的凸缘可以加上有助于在任一方向(未示出)抓住的无方向锯齿。

或者，图35b类型的夹具2080具有方向与夹具2080上的倒钩相反的倒钩能够确保该夹具不会过紧固，而且提高了夹具总是可被取下(未示出)的可能性。

图36示出了一注射管保持件的侧立体图，其中具有能够释放与医疗注射器的啮合的啮合部分和探测注射管存在的检测系统。注射管保持件200啮合在医疗注射器(未示出)的注射器鼻部10中。在注射器鼻部10上的若干卡口销3010和一阻挡件(保持件锁柱3015)形成注射管保持件200与注射器之间的啮合机构的一部分。注射管300安装到保持件200中，并被掣子500所保持。注射器鼻部10具有一检测保持件200中的注射管存在与否的传感器或开关3110。根据所示的实施例，它是一光学传感器。

保持件锁柱3015与注射管传感器3110相邻，因此，在安装注射管时注射管保持件200不可能被取下，在注射过程中也不可能取下。另外，如果保持件200没有完全锁定(在该例子为顺时针)，注射管是不能安装的。该实施例尤其可用于没有检验注射管存在的传感器的情况。要予以理解的是，如果一注射管已被安装，则不能装上保持件200。

为了使注射管保持件200与注射器鼻部10相啮合，首先要将保持件插入鼻部，并在有轻微的朝内压力的情况下旋转，直到槽3020(如图37a所示)啮合卡口销3010。在该处，保持件200完全进入鼻部10，旋转保持件将它锁定在位。虽然图示说明的三个卡口槽/销组在圆周上均匀隔开，它们还可定向在配合的特别角度处，使得保持件只能在一特定方向啮合。密封件3145可以是一简单的O形圈或防护圈，并具有两个重要任务：(a)防止流体进入注射器(b)提供摩擦装置，以降低保持件被意外取下的可能性。

图37a-d和38a-e示出了一注射管保持件的几个视图，其中具有一卡口附件3010、一阻挡件(保持件锁柱3015)、安装的注射管和探测注射管是否存在的检测系统。注射器鼻部10装配有一流体密封件3145和一弹簧止动圈3140，注射管标识件弹簧3130抵靠在该弹簧止动圈3140上。注射管止动和柱塞套筒3135位于注射器鼻部10内而且注射管300简单地啮合套筒3135，以限制注射管300朝向医疗注射器的运动。套筒3135具有至少一个槽3150，在该槽中诸突片3122(如图37c所示)滑动啮合。在组装的过程中弹簧3130被压缩在止动圈3140与标识件3120上的凸片3122之间，由此朝前(至右)偏置标识件3120。在没有安装注射管的情况下，诸凸片3122抵靠在套筒3135，标识件3120的尖端伸到套筒3135的右侧。

具有若干槽3020的注射管保持件200被引导进入注射器鼻部10，槽与诸销3010啮合，并转动到由此将它锁定在位。当注射管管体300插入保持件200时，它压下注射管标识件3120并因此抵抗弹簧3130推动标识件的凸片3122。被偏置的掣子500钩扣挡块和将注射管300锁定在保持件内的合适位置。

保持件锁柱3015具有与标识件3120相似的宽度，并安装在与标识件3120相同的轴线上。由于安装保持件200，当诸卡口槽3020完全与销针柱3010啮合(没有转动)时，标识件200几乎能碰到它(锁柱？)。在安装位置，安装有一注射管，标识件3020被往回推，保持件200不可能在错误的途径转动(在该案例中逆时针)，这是因为标识件200将与锁柱3015啮合，由此避免保持件200在注射器鼻部10内转动。

标识件3120有一个与注射管300啮合的斜的端部3124，由此夹住它使旋转运动最小。标识件3120的运动朝向注射器的运动激发传感器3110，由此对注射管在保持件中的这样一个结果产生一信号。在本案例中，传感器3110是一光发射器和探测器的组合件，用于检测从标识件3120的金属表面反射的光。所产生的信号送到一控制器，由此该控制器综合信息并控制注射管柱塞130的运动。例如，控制器在传感器产生一具有注射管的信号之前一直制约柱塞的运动。当从保持件200中取出注射管300时，弹簧3130将标识件3120推离传感器3110，由此解除反射。

在将保持件200组装到注射器鼻部10的过程中，套筒3135和弹簧止动件3140通常借助粘合剂、螺丝或销被固定在保持件内合适的位置。两止动件的外表面上具有一小的纵向槽3150，以支承和标识件弹簧3130一起被套筒3135和止动件3140保持在合适位置的可滑动注射管标识件3120。弹簧3130容纳在弹簧止动件3140与诸凸片3122之间，由此使标识件朝前偏置。在没有安装注射管时，标识件3120伸到注射管止动件3135的前面，其凸片抵靠在注射管止动件的后面。注射管止动件的第二功能是支承柱塞并为柱塞定中心，并避免散在注射管周围的流体进入注射器。

简言之，注射管标识件装置具有三个主要功能：1.注射管推出器：标识件3120可滑动地安装在槽3150中，并由标识件弹簧3130朝前偏置。当注射管300安装在保持件200中时，后边缘撞击标识件，朝后推它，并压缩弹簧，直到标识件的端部与套筒3135齐平。当掣子500打开，注射管300被标识件朝前推出一部分，使注射管能够较容易地抓住和取下。

2.当一管子连接到注射管(注射管安装之后)，操作者需要扭转连接处，以使连接处啮合和锁定到注射管螺纹。为了阻止注射管旋转，通常需要用另一手固定。但是，标识件3120能够完成该任务。标识件3120的前端部3124是倾斜和尖锐的，象一凿子，进入注射管一点，由此阻止注射管的旋转。

3.标识件有助于探测注射管是否在保持件200内。诸如Sharp GP2L24的红外线反射传感器是很容易得到的那类传感器3110。当标识件被注射管推回时，标识件的反射后端被传感器所探测，传感器又发信号至控制器。本领域的技术人员将会意识到，探测的其它各种形式或机械开关也可用于检测标识件3120的运动。

图39a和b是在注射管保持件中的注射管的剖视图，它们示出了衬套与柱塞之间的啮合机构的一特别好的实施例。

柱塞3600可滑动地与动作件3610啮合，但在它们之间由于空间3625而具有一有限的游隙。还要指出，柱塞3600的自由滑动被密封件3146略微减缓。每当驱动件3500和动作件3610反方向运动，在经过空间3625之前，柱塞3600不会移动。动作件3610和其相应的圆锥体3650驱动诸销3640，以在适当的时间自动啮合或脱离衬套310。

保持件200被啮合在注射器鼻部10。注射管300已安装到保持件200内。图39a示出了柱塞正从注射管中排出流体的实施例。柱塞驱动件3500的肩部3520啮合和推动柱塞3600和设置在柱塞3600中的孔内的动作件3610。动作件3610有一杆部3165(图39中看不见)和一做成圆锥体的鼻部3650。鼻部3650的朝前运动使得被弹簧3660偏置的呈诸销3640形式的锁定件从与衬套310的啮合部的啮合状态中缩回。因而在柱塞130的朝前运动过程中和之后，衬套310自动解锁。解开衬套的目的是能够在注射之后取下用过的注射管。

柱塞驱动件3500缩回时，柱塞驱动件3500的肩部3520从柱塞3600的后边缘抽回，由此拉动动作件3610离开衬套310。柱塞3600瞬间不动，使鼻部3650沿诸销3640滑动，由此迫使它们从柱塞360伸出并啮合衬套310的啮合部。动作件3610上的肩部3630经过空间3625并啮合孔中的肩部3620，使鼻部3650通过阻止动作件3610相对它们进一步远离而定位在这些销3640旁。因而，衬套310在柱塞驱动件3500的缩回运动过程中和之后自动被保持住，使衬套缩回，和充注注射管。

因而，该系统能自动地确保衬套在适当时间锁定或解锁，对于操作者和病人而言，避免了不方便和提高了注射器的安全性。当然，控制器必须编程，每当柱塞反向移动时，考虑到固有的游隙。

图40是一柱塞和衬套的纵向剖视图，它示出了探测衬套与柱塞之间的啮合的传感器的较佳实施例。注射管300有一可滑动地设置在其内的衬套310。传感器3300是一具有光缆3350的光传感器，该光缆3350部分埋在柱塞130中。光缆3350有一暴露端3355，该暴露端3355与柱塞130的表面齐平并探测通过透明注射管300的入射光3360。然后入射光沿光缆3350传播。当柱塞130与不透明的衬套310完全啮合时，入射光将不能击中光缆3350的端部。因此，光传感器3360可探测到无光，并产生一合适的信号。当然，如果室内光不足以使传感器操作，柱塞可由注射器的可见光或红外光照明。

该信号通过传送线3370被送到一控制器，以进一步控制柱塞130的运动。例如，当柱塞130与衬套310完全啮合时，它可使柱塞130自动停止，由此不会引起衬套310朝前移动。根据该实施例，由于在光缆端部的孔是小的，那么当柱塞进入衬套时环境光会被突然切断，所以系统的精度和预报性得到了提高。类似地，由于啮合与非啮合状态之间的较鲜明的对照，环境或照明光的强度不是关键。

图41和42示出了医疗注射器的一个实施例，其倾斜开关在注射和充注位置。注射器头4000具有注射器的控制和驱动元件，其头部枢轴4050安装于注射器底座4100，该底座4100最好坐落在一有轮子的基础(未示出)上。头部4000能够绕枢轴倾斜至少90度。

一小开关凸片4030伸出于注射器底座4100。开关4010和4020固定在头部的这样的位置，即在下(4020)和上(4010)的相对的位置能够接触开关凸片，在那些地方，相应开关改变状态，并与控制头部4000方向的控制线路(未示出)相连通。这些连通用于启动或抑制注射器中的多个功能、操作、显示、响应和/或防护。

本领域的技术人员应予以理解的是，可在开关4010和4020的适当位置使用各种其它的传感器，诸如磁的、光的或机械的。还要指出的是，可用多个凸片和开关来检测头部的多个方位。

还要指出的是，上述概念实施不考虑地球引力。

本领域的技术人员要知道的是，上述的本发明可应用于任何标准的路厄锁定连接件，如可应用在许多医疗和其它装置中。还要知道的是，根据应用，各种外表面和内表面的组合，与上述后端或凸缘的任何一种组合都是可以的。

用在该说明中的字“包括”和该字“包括”的形式不是用来限制本发明以拒绝任何改变或添加。

显然，本领域的技术人员可对本发明进行变动和改动。这些变动和改动均在本发明的范围之内。