利用射频能量检测针筒内容物
| 专利类型 | 发明授权 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 授权; 权利转移; |
| 专利有效性 | 有效专利 | 当前状态 | 授权 |
| 申请号 | CN200880000844.9 | 申请日 | 2008-08-06 |
| 公开(公告)号 | CN101547714B | 公开(公告)日 | 2012-07-04 |
| 申请人 | 马林克罗特有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 查德·M·吉布森; 弗农·D·奥滕齐; | 第一发明人 | 查德·M·吉布森 |
| 权利人 | 马林克罗特有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 利贝尔-弗拉施姆有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份： | 城市 | 当前专利权人所在城市： |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：美国密苏里州 | 邮编 | 当前专利权人邮编： |
| 主IPC国际分类 | A61M5/36 | 所有IPC国际分类 | A61M5/36 ; A61M5/168 ; A61M5/145 ; A61M5/00 ; G01F23/28 |
| 专利引用数量 | 3 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 21 | 专利文献类型 | B |
| 专利代理机构 | 北京市柳沈律师事务所 | 专利代理人 | 葛青; |
| 摘要 | 本 发明 包括医用 流体 注射器 系统，其检测系统针筒内的内容物的含量和/或体积。例如，来自医用流体注射器的第一天线的射频 信号 被发射通过与医用流体注射器相关联的针筒。至少一些被发射的 射频信号 被医用流体注射器的第二天线接收。被第二天线接收的射频信号的量可以被测量以提供与系统针筒内的这种内容物的含量和/或体积有关的信息。 | ||
| 权利要求 | 1.一种针筒座，包括： |
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| 说明书全文 | 利用射频能量检测针筒内容物[0001] 相关申请 [0002] 本申请要求2007年8月23日递交的题为“利用射频能量检测针筒内容物”的美国临时申请序列号60/957,539的优先权。 技术领域背景技术[0004] 本部分意图向读者介绍与将在以下描述和/或要求权利的本发明各方面相关的领域的各方面内容。这部分讨论对于为读者提供背景信息非常有用，有助于更好地理解本发明的各方面。因此，需理解应该依据以上角度阅读这些陈述，而并非认为是对现有技术的说明。 [0006] 在前述过程中使用造影剂涉及的一个危险在于，来自空的或者部分填充的针筒的空气被意外地注射到患者体内。错误的空气注射是危险的，因为跳动的心脏依赖于血液的不可压缩性而通过压缩使血液从一心室腾出到另一心室。与血液不同，空气是可以压缩的。在心室中存在可压缩气体可产生类似于“气阻”这样的情况，由于损失压力，它可以使心脏停止将血液泵送到身体。当大量气体(例如，50-60cc)被迅速注射(例如，通过在血管造影扫描中使用的注射器)并移动到心脏时，会产生这种情况(一般称为气泡栓塞)。 [0007] 用于在CT、血管造影、MRI和心脏病学部门中的造影剂注射器的程序包括操作人员检查针筒是否被正确装填和填充。但是，即使在已经建立安全程序的设备中，仍然会有人为错误。这些错误会导致的情况是，被认为充满造影剂的填充有空气的针筒被错误地注射到患者，然后患者遭受气泡栓塞。例如，使用血管造影注射器的医务人员可能错误地将空的、使用或未使用的针筒(其在以前阶段结束时遗留在注射器中)认为是满的，并错误地将空针筒中的空气注射到患者体内，由此潜在地导致气泡栓塞。 [0008] 在医用成像程序中使用的造影剂通常是无色的，并且至少一些这样的程序倾向于在非常低的光线条件下进行以有助于读取得到的图像，这会进一步增大错误的潜在性。这两种因素都可能增加错误的机会。因此，一些用户会发现允许检验针筒填充体积的注射器系统非常有用。 发明内容[0009] 以下阐述了本发明的一些示例方面。应理解，这些方面仅用于向读者提供本发明所采取的一些形式的简要总结，而这些方面并不意图限制本发明的范围。实际上，本发明可涵盖没有在以下明确指出的各方面。 [0010] 本发明的第一方面关于用于医疗流体注射器的针筒座。该针筒座包括射频能量源以及第一和第二天线。针筒座的第一天线用于发射来自射频能量源的射频能量(例如，以给定频率)。针筒座的第二天线用于接收从第一天线发射的至少一些射频能量源。当针筒安装在针筒座上时，这些第一和第二天线大致靠近针筒(可以包括或不包括射频识别标记)定位，以使得从第一天线发射的至少一部分射频能量在被第二天线接收之前通过针筒行进。 [0011] 在一些实施例中，针筒座可包括第三天线，其被构造为接收从第一天线发射的射频能量。当针筒安装在针筒座上时，该第三天线靠近针筒定位。第三天线被定位为使得，从第一天线发射的至少一部分射频能量源在被第三天线接收之前通过针筒行进。 [0012] 在一些实施例中，第二天线联接至射频接收器。该射频接收器可被构造为测量被第二天线从第一天线接收的射频能量的变化(例如，减少)。 [0013] 在一些实施例中，通过针筒座的第一天线发射的射频能量的频率可被固定在预定的频率(frequency)和/或大小(magnitude)。相对地，其它实施例可以允许射频能量的频率和/或大小可调。 [0014] 仍参照本发明的第一方面，天线可以展示任意适当的设计和/或构造。例如，天线可以是任意偶极、环路、单极或其它适当射频天线结构。 [0015] 本发明的第二方面关于用于医用流体注射器的操作的方法。在该方法中，从医用流体注射器的第一天线发射的射频信号通过与医用流体注射器相关联的针筒。该被发射的射频信号可以具有适当的波长。例如在一些实施例中，射频信号展示比针筒直径小的波长。至少一些射频信号被医用流体注射器的第二天线接收，并且被第二天线接收的射频信号的量被测量(例如，通过功率的测量)。 [0016] 至少部分地基于被第二天线接收的射频信号的被测量而采取各种不同的动作。例如，在一些实施例中，医用流体注射器可以不起作用(例如，如果被测的被接收射频信号指示在针筒中存在空气)。在一些实施例中，可以使注射规程(injection protocol)(例如，如果被测的射频信号指示在针筒中存在很少的空气或没有空气)启动。例如，如果被测的射频信号指示在针筒中存在很少的空气或没有空气，注射器的控制器可以导致注射器有效，则操作者可以开始注射程序(例如，通过按压按钮、触摸屏、触发器等)。在一些实施例中，被编程的注射规程可自动(例如，没有使用者参与)启动(例如，如果被测的射频信号指示在针筒中存在很少的空气或没有空气)。 [0017] 被接收和测量的射频信号的量可用于确定医用流体是否存在于针筒内。在一些实施例中，被接收和测量的射频信号的量可用于确定在针筒内的医用流体的大致体积。被第二天线接收的射频信号的量可以与被第一天线发射的射频信号的量和/或一个或多个预定射频信号值比较。这种比较用于确定针筒中的医用流体的内容物和/或体积。 [0018] 在一些实施例中，如果针筒中的医用流体的被确定的大致体积小于需要用来执行预编程注射规程的量，医用流体注射器将自动停用。在一些实施例中，如果针筒中的医用流体的大致体积小于需要用来执行预编程注射规程的量，医用流体注射器可自动地提供可听警告、可视警告或它们的组合。 [0020] 在参考附图阅读以下详细说明后，本发明的各特征、方面和优点将更加容易理解，在这些附图中，相同的标号表示相同的部件，其中： [0021] 图1是示例性实施例的透视图，其示出了放置在造影剂动力注射器的面板上方的针筒，该注射器具有多个非平行的天线环路用于读/写装置； [0022] 图2是示例性实施例的透视图，其示出了单头造影剂动力注射器，该注射器具有具有多个非平行的天线环路用于读/写装置； [0023] 图3A是示例性实施例的示意剖视图，其示出了放置在两个天线环路之间的填充有液体的针筒； [0024] 图3B是示例性实施例的示意顶视图，其示出了放置在两个天线环路之间的填充有液体的针筒； [0025] 图4是示例性实施例的示意剖视图，其示出了放置在多个天线环路之间的填充有液体的针筒。 具体实施方式[0026] 以下将描述本发明的一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简要说明，实际实施方案的所有特征都不在本说明书中描述。应该理解，任意工程或设计项目中的任意这样的实际实施方案的改进、大量的具体实施决定都应实现改进者的具体目标，例如遵守在每个实施方案中均不同的与系统相关和与商业有关的限制。此外，应该理解，这样的改进可能是复杂且耗时的，但对于得到所公开内容利益的本领域普通技术人员来说，这些都是设计、制造和生产中的常规任务。 [0027] 在此公开的注射器系统的特点在于，其具有允许检测针筒填充体积的集成射频收发器的形式的有利功能。具体地，在此披露的系统将两个或更多射频天线以及它们的相关联电子设备集成到注射器中。这些天线可附连到允许适当射频发射和接收的电子设备。天线可被设计为偶极、回路天线或任意其它能够发射射频能量的天线。 [0028] 关于本发明的示例性收发器，一个或多个天线可以辐射射频能量，该能量可以被一个或多个不同的天线接收。射频能量的频率和大小中的一个或两个可调。射频能量的频率和大小中的一个或两个固定。此外，射频能量可以打开或关闭。 [0029] 天线可以在注射器上定位在任意适当的位置。例如，在一些实施例中，天线可以在注射器的针筒保持机构附近定位。当针筒被放置在保持机构中时，流体将减弱(减少)从传递天线到接收天线的信号。 [0030] 接收天线测量通过发射天线发射的低功率射频信号。通过测量功率减少的大小，所披露的注射器针筒能够确定针筒填充有造影流体还是填充有空气。此外，在此公开的一些注射器系统可以具有射频收发器系统，其使得注射器能够确定多少流体(例如，造影剂)被限制在针筒中。 [0031] 参考图1，注射器系统50包括各种功能部件，诸如动力头90、控制台96和电源组98。针筒20a和20b在动力头90的面板88a和88b内安装至注射器动力头90，各种注射器控制被用于使针筒填充有医用流体(例如，造影剂)，该流体随后经由操作者或注射器系统 50的预编程控制注射到患者体内。 [0032] 注射器系统50的动力头90包括手动旋钮92a和92b以及触摸屏显示器94，该手动旋钮用于对配合到针筒20a和20b的内驱动马达的运动进行手动控制，该触摸屏显示器用于向操作者显示注射器的当前状态和操作参数。控制台96也包括触摸屏显示器97，其被操作者用来远程控制注射器动力头90的操作并可用来指定和储存用于通过注射器自动注射的程序，随后一旦被操作者启动，该程序被注射器自动执行。 [0033] 动力头90和控制台96通过缆线(未示出)连接到电源组98。电源组98包括用于注射器的电源、用于在控制台96和动力头90之间通讯的接口电路，和允许注射器系统连接到远程单元的其它电路，这些远程单元诸如远程控制台、远程手或脚控制开关，和/或其它初始设备制造厂家(OEM)远程连接部件，它们诸如允许注射器系统的操作与成像系统的操作同步。 [0034] 动力头90安装到支架(未示出)，其包括用来支承动力头90的支承臂100，其用于动力头90在检查主体附近的简单定位。控制台96和电源组98可在检查室中放置在桌上或安装在电子架上。还可以设想其它安装方式。例如，动力头90被安装在天花板、地板或墙壁上的支承臂支承。 [0035] 一个或多个针筒20a、20b分别被装填到附连在动力头90上的座或面板88a、88b的一个或两个中。类似于图1所示的注射器的示例性细节在美国专利申请No.10/964,003中显示并描述。在所述申请中，注射器接收多个针筒：具有大约200ml体积的使用者填充针筒可安装在面板88a的压力护套250中，而具有多于约90ml或更多的体积的另一针筒(例如，预填充针筒)20b被安装在面板88b中。当针筒被安装时，注射器的柱塞驱动部可操作以使柱塞以已知的方式在相应的针筒20a、20b内移动。动力头90和注射控制部93的示例操作在美国专利申请No.10/964,002中显示并描述。其它示例性操作在美国专利No.5,662,612、5,681,286和6,780,170中显示并描述。 [0036] 如前所述，注射器动力头90包括集成到动力头90的壳体表面中的触摸屏94，其提供用户界面来显示注射器系统50的当前状态并设定操作参数。动力头90可被安装到带轮支架(在100处部分地显示)，其允许动力头90在检查主体附近的定位。控制台96可以被操作者通过已知的方式从远程位置使用来进入程序并控制注射器50的操作。 [0037] 应理解，注射器控制部93的元件可并入到动力头90中，或者并入到注射器的诸如电源98或控制台96这样的其它元件中，或者分散在这些元件中。动力头触摸屏94和控制台96触摸屏97显示安装在动力头90中的相应针筒的示意图、动力头的操作等。 [0038] 应理解，针筒20a和20b在其上具有射频标识的标记60a和60b，这些标记并入到针筒上的标签30a和30b中。射频识别标记包括与面板中的天线产生的射频场相互作用的芯片212和天线环路210b，如以下所述。包含在射频识别标记60a或60b的数据可以显示在触摸屏94和97上，允许操作者在执行注射之前的任何时间看到和检查数据，并允许在执行注射之后将数据写入到射频识别标记上的历史文件中，该文件可能在以后被读取。此外，射频识别标记60a或60b能够存储各种数据值；与针筒的使用和/或其制造有关的信息可以被显示在触摸屏94和97上。关于射频识别标记的使用的其它细节和可储存在其上的信息在2006年4月4日递交的PCT申请PCT/US2006/012620中有所描述，其题为《用于管理与医用流体及用于其的容器有关的信息的系统和方法》。 [0039] 面板88b具有向外延伸的承座99，其支承第一印刷电路(“PC”)板102和第二印刷电路板103，这两个电路板在面板88b中安装为不平行。如图1所示，印刷电路板102、103形成V形的侧部，由此，它们之间具有小于180度的角。印刷电路板102支承用作天线 220的第一导电环路及其相关联的调谐电路(tuning circuits)226，印刷电路板103支承用作天线222的第二导电环路及其相关联的调谐电路。第一和第二天线环路220、222和各自的调谐电路都通过开关电路241b连接至R/W射频驱动电路224b，以共同形成电磁R/W装置104b。在一些实施例中，R/W射频驱动电路224b和开关电路241b可以安装在位于印刷电路板102下面的单独的印刷电路板102b(用阴影显示)并电连接至印刷电路板102。在其它实施例中，R/W射频驱动电路224b和/或开关电路241b可以安装在与注射器控制部 93相关联的动力头90中。应理解，如前述专利申请所提到的，天线220和222可以在读写操作中与针筒20b上的射频识别标记30b一起使用。但是，另外或者在其它替换例中，天线 220和222可以根据本发明的原理使用，以评价针筒内的流体含量，如结合图3A、3B和4详细剖析的那样。 [0040] 电路板102和103将电阻迹线(resistive trace)形式的加热器106并入在印刷电路板102和104上。加热器106经由缆线或连接器电连接至注射器控制部并且可以被注射器控制电路操作来加热针筒20b。 [0041] 虽然上述且如图1所示的动力头90是双头注射器，本发明的实施例也包括单头注射器。适当的单头动力头90’在图2中示出。该单头动力头90’仅包括单个面板88，其具有与在图1中示出并描述的面板88b类似的构造。单个旋钮92’在动力头90’内联接至驱动机构，以允许驱动系统的手动操作。动力头90’进一步包括触摸屏94，用于以图1所示的触摸屏94的方式向使用者提供界面，但由于是单头动力头90’，使用者界面包括用于单个针筒动力头的控制部。动力头90’包括座101，用于联接至如图1的双针筒动力头90那种情况的安装臂，诸如支架的臂100(见图1)。 [0042] 虽然图示注射器包括作为那些注射器的针筒座的可移除面板(例如，88)，本发明适用于针筒座(一个或多个)与动力头壳体大致为一体(例如，不可移除或不容易移除)的医用流体注射器。 [0043] 图3A是用于解释利用一个表现为天线220的发射导体和一个表现为天线222的接收导体来检测针筒20b中填充体积的实施例的示意图。针筒20b、发射天线220、接收天线222、射频能量源260、医用流体(例如，造影剂、盐水或其组合)262和空气264在系统50中的定位被示意性地示出。 [0044] 图3B是解释利用一个表现为天线220的发射导体和一个表现为天线222的接收导体来检测针筒20b中填充体积的示意顶视图。 [0045] 在图3A和3B所示的实施例中，表现为发射天线220和接收天线222的导体附连至电子设备229b，该电子设备允许传送和检测通过针筒20b的射频能量260。块229b显示为所有驱动发射天线和接收天线的电子设备。这样的电子设备的例子包括调谐电路226、射频驱动电路224b和开关电路241b。针筒20b可具有贴附至其的射频识别标记30b。应理解，天线220、222可被设计为如图1所示的环路天线，或者可选地设计为偶极，或任意其它能够发送和接收射频能量260的适当结构。 [0046] 被天线222从发射天线220接收的射频能量260的大小将依赖于针筒是否被填充有医用流体262、医用流体和空气264的混合物、或仅填满空气264而变化。通过相对于由天线220发射的射频能量260的量来分析被天线222接收的射频能量260的量，系统50能够确定针筒20b填充有医用流体262、医用流体262和空气264的混合物、或空气264。如果检测到空气264，典型地由于被天线222接收的信号的衰减减小，则一信号可被触发来防止注射继续。 [0047] 附带地，系统能够通过计算被天线222接收的射频能量260的量来确定医用流体262的大致体积。如果医用流体262的体积落到预定参数之外，则一信号可被触发来防止注射继续。 [0048] 图4是用于使用多个表现为天线222-1和222-2的接收导体和一个表现为天线220的发射导体来检测针筒内填充体积的实施例的示意顶视图。针筒20b、发射天线220、接收天线222-1和222-2、射频能量源260、医用流体262和空气264在系统50中示意性地示出。其它实施例可包括任意数量的发射和接收导体。 [0049] 在图4所示的实施例中，表现为发射天线220和接收天线222-1和222-2的导体附连至电子设备229b，该电子设备允许传送和检测通过针筒20b的射频能量260。射频识别标记30b贴附至针筒20b，并且医用流体262和空气264两者可在针筒20b中找到。天线被放置为沿针筒20b的长度。再次，天线220、222-1和222-2可被设计为偶极、环路天线，或任意其它能够发射和接收射频能量260的适当结构。 [0050] 与图3类似，被天线222-1和222-2从发射天线220接收的射频能量260的大小将依赖于针筒20b的内容物变化。但是，与前述实施例不同，图4实施例的多个接收天线222-1和222-2可基于在天线222-1和222-2处检测到的相对衰减而提供针筒中的造影剂的量和/或柱塞位置的改善的分辨度，并且提供改进的错误纠正(诸如可由噪音、压头之类的注射器部位的衰减以及天线220和天线222-1和222-2之间的射频衰减变化源引起的错误)。 [0051] 虽然本发明的各原理已经通过描述各示例性实施例得以阐释，并且虽然这些实施例被相当详细地描述，这并不意图以任意方式将所附权利要求的范围约束或限制到这些细节。其它优势和改进对本领域的技术人员是显而易见的。 [0052] 例如，在所述实施例中，虽然与注射器系统一起使用的针筒包含射频识别标记30，本发明的原理可以用于不包括射频识别功能的针筒和注射器。此外，在此处示出的示例性实施例中，天线系统使用两个和三个天线环路；但是，在替换例中，可以使用任意数量的天线环路。天线环路可以构造为任意形状，并且可以在相同或不同的平面中，直接彼此相对或如图1所示那样处于成角度的构造。此外，天线环路可以重叠或不重叠。但是，优选的是，天线环路被独自地调谐以在射频识别协议使用的特定频率处共振，或用于低功率射频应用的其它频率处共振。此外，在所述实施例中，开关电路241b与射频驱动电路224b定位在同一印刷电路板102上；但是，在替换例中，开关电路可定位在第二印刷电路板103上，划分在两个印刷电路板102、103之间，或定位在其它位置，例如在动力头内。 [0053] 另外，在所述实施例中，天线系统应用于注射器；但是，在替换例中，用于检测针筒内流体的天线系统可用于支承医用流体容器的任意装置。这样的装置包括但不限于加热炉或加热盒、容器填充站、铅罐或其它核医用容器、剂量标定站、手持动力医用流体分配器、针筒处置站或其它装置。 [0054] 所述实施例的系统涉及医用流体的容器。详细描述的例子涉及造影剂和容纳该造影剂的针筒。在替换例中，容器可以是填充有医用流体的袋子。该袋子可以包括具有数据标记60的标签30，如前述那样，例如射频识别标记，或者可以不这样配备。 [0055] 已知有许多结构用于将针筒安装至动力注射器，而在此所示并描述的面板仅是这样的两个结构。其它安装结构可以不允许从动力头移除。本发明所应用的动力头可以具有任意种类的结构用于将针筒安装至其上。在所示和所述实施例中，加热器106安装在印刷电路板102、103上；但是，在替换例中，可以不使用加热器106，并因此从印刷电路板102、103删除。 [0056] 当介绍本发明或其实施例的元件时，冠词“一个(a)”、“一个(an)”、“该”和“所述”意图表示存在一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”意图是包含性的，并且表示还存在除了所列元件之外的其它元件。此外，“顶部”和“底部”、“前”和“后”、“以上”和“以下”及它们的变体和取向的其它术语均为了方便而使用，而部件的特定取向不是必须的。 [0057] 因为可以在上述方面和示例性实施例中作出各种改变而不偏离本发明的范围，包含在以上说明中的所述内容都应被理解为示例性的而并非用于限制。 |
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