专利名称：快速注射装置的制作方法
技术领域：
本发明 一般涉及注射装置。
背景技术：
当对大量动物进行注射时，经常重复使用同一针头。这主要是因为需要快速且有 效地进行大量注射，而采用多个针头很费时、麻烦，并且因为那些执行注射的人要承担这些 针头的处置责任，故存在潜在的不安全性。然而，重复使用同一针头是不卫生的，并且可能 导致疾病从一个动物传播到下一个动物。 当进行大量的注射时同样必须考虑对象的大小和物种。不同的物种和/或同一物 种中不同大小的动物通常需要不同的剂量。这些动物根据它们的身体结构可能还需要使用 不同的针头长度。 在2004年6月17日提交的且指派给本发明共同的受让人的美国专利申请 10/868， 764中描述了一种解决方案，其提供多次注射同时为每个对象提供单独的、消过毒 的针头，该美国专利申请的全部内容在此引入合并于此，其描述了一种流体传输设备，其包 括可移除的针头盒，该针头盒能够使使用者快速且有效地执行多次注射同时为每个对象提 供单独的、消过毒的针头。 图1为这种装置的简化侧视图，现作为参考。 一种流体转移设备，通常用标记为 100，包括泵送组件101和针头盒102。针头盒102为圆柱形状并且包括多个针头114，针头 中的一个114A示出为从针头盒102中伸出。泵送组件101包括主壳体110、主手柄106、保 险锁108和通常用112标记的活塞组件。活塞组件112包括活塞推杆214和流体贮存器 204。 为操作流体转移设备IOO，操作者向前移动主手柄106以便旋转针头盒102并啮合 安全锁108。然后通过释放安全锁108伸出针头114A，其还使得在流体贮存器204中制备 预定量的流体。这时，操作者将针头114A插入到对象体内并且然后向前按压活塞推杆214 以便迫使流体从贮存器204通过针头114A并进入到对象中。
发明内容
本发明的目的是在现有技术上作改进。 因此，依照本发明优选的实施例，提供一种快速注射装置，其包括手持注射单元和 注射管理器。该手持注射单元具有给至少一个对象注射的多个针头，且该注射管理器依照 注射参数至少控制该注射单元。 依照本发明优选的实施例，还提供一种快速注射装置，其包括注射单元和注射管 理器。该注射单元可以抵靠着至少一个对象的身体放置并且其中具有多个针头。该注射管 理器至少控制进入到每个对象的不同针头的伸出和收回。 此外，依照本发明优选的实施例，该装置还包括外部的泵送组件以将流体泵送到 多个针头中用于注射的伸出的那个针头。
仍然依照本发明优选的实施例，该注射参数至少为剂量和针头伸出程度。 另外，依照本发明优选的实施例，该装置还具有操作模式，其中操作模式至少为自
动、半自动和手动。 此外，依照本发明优选的实施例，该装置还包括存放多个针头的可移除的盒子。
还依照本发明优选的实施例，该装置还包括装配在固定旋转平台上存放多个针头 的带子。 仍然依照本发明优选的实施例，该装置还包括密封的容器，多个针头中的每一个 对应一个容器，以及检查密封容器的密封件的工具。 此外，依照本发明优选的实施例，该工具包括嵌入在密封件中的RFID标签以及 RFID读取器。 另外，依照本发明优选的实施例，该装置还包括可置换泵送子系统。 此外，依照本发明优选的实施例，该可置换泵送子系统包括该装置的与所述流体
接触的元件。 进一步地，依照本发明优选的实施例，该注射管理器包括针头伸出控制器以及剂 量控制器，该针头伸出控制器控制针头从针头盒的伸出，该剂量控制器控制从针头射出的 流体量。 依照本发明优选的实施例，还提供一种执行快速注射的方法。该方法包括接收操 作模式、接收剂量、接收针头伸出长度、将针头从针头盒伸出该针头伸出长度，以及通过针 头泵送该剂量的流体。 还依照本发明优选的实施例，该操作模式至少为自动、半自动和手动中的一个。
仍然依照本发明优选的实施例，自动的操作模式包括响应启动信号执行伸出和泵 送、收回针头以及使下一个针头就位。 另外依照本发明优选的实施例，半自动的操作模式包括响应第一启动信号执行伸 出、响应第二启动信号执行泵送、收回针头以及使下一个针头就位。 此外，依照本发明优选的实施例，手动的操作模式包括响应启动信号执行泵送、收 回针头、使下一个针头就位并执行伸出。 还依照本发明优选的实施例，该方法还包括检查密封的针头容器上的完好的密封 件作为执行伸出的先决条件。 仍然依照本发明优选的实施例，该检查包括读取嵌入在该密封件中的RFID标签。
本发明的主题被特别地指出并在说明书的结束部分清楚地请求保护。然而，本发
明的机构和操作的方法，以及它的目的、特性和优点可通过参考下面的详细描述同时考虑
与其相应的附图而最佳地理解，其中 图1是现有技术的快速注射装置的示意图； 图2是依照本发明优选的实施例构造和操作的快速注射装置的示意图；
图3，4A，4B，4C，5A和5B是一些在图2中描述的实体的示意图；
图6是示出图2中所示装置可操作的步骤的流程图；
图7是附在图5A和5B中所示实体上的元件的示意 图8是示出图2所示装置可操作的步骤的流程图； 图9是依照本发明优选的实施例构造和操作的快速注射装置的示意图；以及
图IOA和IOB是依照本发明优选的实施例构造和操作的快速注射装置的抓握组件 以及旋转针头平台的示意图。 应当理解为了说明的简单和清楚，图中示出的元件并非必需按比例绘制。例如，为 了清楚起见一些元件的尺寸可能相对于其它的元件被夸大了 。此外，只要认为适当，在附图 中可以重复附图标记以表示相应的或类似的元件。
具体实施例方式
在下面的详细描述中，阐明了许多具体细节以便提供本发明彻底的理解。然而，本 领域技术人员应理解可以不用这些特定细节来实行本发明。在其它的实例中，众所周知的 方法、过程和组件未作详细描述从而不混淆本发明。 现参考图2，其示出了依照本发明优选的实施例构造和操作的新型快速注射装置 300。如图2所示，快速注射装置300可包括抓握组件310、泵送组件400和流体罐399。连 接管315可将抓握组件310连接到泵送组件400，并且流体管316可将流体罐399连接到泵 送组件400。 依照本发明优选的实施例，泵送组件400可包括微控制器(未示出)和能够使操 作者设定各种设置并选择操作模式的控制面板410。抓握组件310可包括摇杆开关320和 可替换的针头盒305。针头盒305可以是具有多个针头306的圆柱形的盒子，其中针头306A 被显示为伸出。为了执行注射，操作者可首先通过控制面板410拨选期望的剂量和/或针 头伸出长度和/或操作模式。这可使得泵送组件400从罐399泵出期望的剂量到抓握组 件310。当操作者将针头盒305抵靠对象的身体放置并按下摇杆开关320时，抓握组件310 可将针头306A伸出选定的长度并可在对象皮肤下的期望深度处将流体注射入对象。针头 306A伸出的越长，产生的注射可越深。 应当理解泵送组件400和流体罐399可停留在一个常规的位置，例如，附连到带子 组件上，因为使用者可携带抓握组件310从一个对象移动到另一个对象。抓握组件310可 以是比较轻的且摇杆开关320可以是比较易于推动的，使得装置300比较容易用一只手操 作。这样能够使操作者在必要时使用另一只手，诸如触摸或控制该对象。这可能是重要的， 特别是当注射大块头的动物或人时。 应当理解，通过拨选到期望的剂量和/或针头伸出长度，装置300可以使操作者能 够相对地执行大量注射。 现参考图3，其示出了泵送组件400的简化顶视图。泵送组件400可包括电池402、 直流电机405、注射筒410、入口阀415和出口阀420。电机轴406可以从电机405伸出并可 与定位在注射筒410中的活塞411连接。入口阀415可与流体管316连接，且出口阀420 可与连接管315连接。依照本发明优选的实施例，泵送组件还可包括控制面板410和注射 管理器450。 依照本发明优选的实施例，入口阀415和出口阀420都可为单向阀。入口阀415 可配置为只允许流体从流体罐399流过流体管316 (图2)。出口阀420可配置为只允许流 体通过连接管315向外流动到抓握组件310。
直流电机405可伸出和收回直流电机轴406，从而使活塞411在注射器410中向后和向前移动。活塞411可涂覆一层柔性材料并可紧密地装配在注射器410中。因此，向后移动活塞411可在注射筒410中造成真空并且从而可以经过入口阀415从流体罐399抽入流体(未示出)。向前移动活塞411可驱使流体经过出口阀420朝向抓握组件310。
依照本发明优选的实施例，快速注射装置300 (图2)可配置成这样泵送组件400和流体罐399可连到操作者在执行注射时佩戴的带子或背带组件(harness assembly)上。对于这个实施例，电池402可提供电能。依照本发明备选的实施例，可提供对外部电源的连接以代替电池402或给其充电。 依照本发明优选的实施例，注射控制器450可控制快速注射装置300的各种操作模式。操作者可使用控制面板410向注射控制器450输入控制设置。现参考图4A-4C，其示出了如何来操作控制面板410。 如图4A所示，控制面板410可包括导航箭头430、输入键435和显示器440。四个导航键430可以用表示上、下、左、右的符号来标记。应当理解显示器440可以是LCD显示器或任意其它适合的技术。依照本发明备选的实施例，显示器440还可以是触摸屏。
依照本发明示范性的实施例，显示器440可显示菜单和它可用的选项，这里菜单的名称可以显示在显示器440的左上角，而其相关的选项可以显示在显示器440剩余的区域。 例如，图4A可示出访问控制面板410时显示的初始菜单。该菜单的名字可以是"MENU1"，其相关的选项可以是"FILL"、"STGS"、"AUTO"、"SEMI"和"MORE"。 MENU1可通过按压导航键430来导航。光标可依照操作者按下的导航键430的箭头方向从一个选项移动到另一选项。菜单和菜单选项可以通过按压输入键435来选择。例如，当光标在"FILL"上时按下输入键435可进入名为"FILL"的新子菜单。 图4B示出了具有示范性的"FILL"菜单的控制面板410。 "FILL"菜单可以用来在使用之前用将快速注射装置300装满流体。它还可以用来在使用之后用清洗流体冲洗快速注射装置300。可以显示两个选项"START"和"STOP"。如前所述，可以按压导航键430来移动光标到标记为"START"的选项。接着按下输入键435可随后促使注射控制器给直流电机405(图3)下达指令以开始向后和向前移动活塞411(图3)，以连续地将来自流体罐399 (图2)的诸如为清洗流体的流体泵送到抓握组件310(图2)。导航到"STOP"并按下输入键435可具有相反的效果并且泵送活动会终止。 应当理解，当未连接流体罐399时选择"FILL"选项将泵送空气通过快速注射装置300。相应地，依照本发明示范性的实施例，这种"空气泵送"可以在使用后用清洗流体冲洗之后执行或替代之。 当光标在子菜单名字上时按下输入键435可使显示器440返回到先前的菜单。例如，当显示"FILL"菜单时，按下输入键435将使显示器440返回到"MENU1"菜单。
图4C示出了显示有"STGS"子菜单的显示器410。这个子菜单可包括两个将在给对象注射流体前设定的设置。"VOL"设置涉及每次注射要泵送的容量。默认显示最小的值，例如"O. lcc"。为调整这个值，操作者可使用导航键430导航到"VOL"选项并然后按下输入键435。操作者然后可以使用上和下导航键430来增加或减少要注射的容量。依照本发明示范性的实施例，该容量可以以0. lcc的增量增加。应当理解也可以限定其它的增量。
在注射之前在活塞可向后移动从而用流体填充注射器410时注射控制器450可使 用这个容量设置确定活塞411(图3)的定位。如下所述，应当理解注射进入对象的流体的 容量可等于相关泵送动作之前注射器410中流体的容量。 通过从"STGS"子菜单选择"NDL"可以以类似的方式设定关于注射的针头伸出长 度。依照本发明示范性的实施例，针头伸出长度可以以O. lcm的增量增加。应当理解还可 以限定其它的增量。下面将对针头伸出长度设定的实施作详细讨论。 来自菜单"MENU1"的"MORE"选项可显示使用统计。例如，显示器440可示出执行 注射的次数和/或注射流体的总容量。 快速注射装置300可具有三种注射模式自动、半自动和手动，通过"MENU1"菜单 中的"AUT0"、"SEMI"及"MAN"选项来选择。自动模式可能需要一个步骤的操作，其中操作 者可按一次摇杆开关320以便伸出新的针头，将其插入对象，并注射期望的流体。半自动模 式可能需要三个步骤的操作操作者可按下摇杆开关320以伸出针头，然后操作者可手动 地将针头插入对象，并且然后操作者可按下摇杆开关320以注射流体，这之后可以收回针 头。手动模式可与半自动模式类似，只是在注射流体之后可以立即地伸出用于下个对象的 新的针头。 现参考图5A，其显示了抓握组件310的简化侧视图。抓握组件310可包括壳体 322、针头盒305、摇杆开关320、直流电机325、导螺杆330、可移动壳体335和流体腔室340。 连接管315可通过连接密封件345连到流体腔室340上。应当理解可以使用任何适合转动 导螺杆330的电机来代替直流电机325。 应当理解壳体322的通常形状可以是适合抓在一只手里的。操作者的拇指可以搁 在摇杆320上或靠近它，并且其它的四个手指可舒适地抓住壳体322的下侧。摇杆开关320 可以以这种方式配置它可以向前或向后按压。 依照本发明示范性的实施例，向前按压摇杆开关320在下文中可以表示为按压 "A"，并且类似地，向后按压摇杆开关320在下文中可以表示为按压"B"。应当理解摇杆开关 320是示范性的，可以使用任何适合传输两个不同请求的电子装置或方法。
还应当理解连接管315可不只包括适合传递流体的通道，它还可包括可在泵送组 件400中的微控制器和抓握组件310之间传递电流和电子指令的一条或多条电线。
针头盒305可包括多个针头壳体308和步进电机350，每个针头壳体308存放一 个针头306。步进电机350能够使针头盒305绕其轴309旋转以便对着流体腔室340定位 针头306。在每个针头壳体308中外部针头密封件307和内部针头密封件312可分别覆盖 出口孔和入口孔。针头密封件307和312可以是任何适合的材料，例如可以是通常用来密 封消毒的医疗器械的纸或塑料。将如下所述，还可以在针头密封312中嵌入RFID(Radio Frequencyldentification :身寸频识另U )标签。 应当理解针头盒305和它的内容物可以在消毒的环境下制备，并且针头密封件 307和312可保护针头306免受污染。依照本发明示范性的实施例，针头盒305可包括24 个针头306。然而，应当理解还可以存放其它数目的针头306。 图5B示出了具有一个标记为306A的伸出针头的抓握组件310。电机325可能已 经向前移动了导螺杆330，还向前推动可移动壳体335和流体腔室340。这样可以从其针头 壳体308中推动针头306A，在此过程中破坏针头密封件307和312(未示出)。此外，流体腔室340可与针头306A接触，能够使流体通过针头306A。应当理解针头306从针头壳体 308中伸出的程度可以通过导螺杆330已经向前移动的量来决定。以这种方式，注射管理器 450(图3)可执行操作者选定的针头伸出长度的设置。应当理解注射管理器450还可通过 沿反方向移动导螺杆330来收回针头306。 如前所述，快速注射装置300可具有三种注射操作模式自动、半自动和手动。现 参考图6，其示出了在自动操作模式期间执行的步骤。 可以如上文的描述执行设置程序(步骤505)。例如，流体的容量可以设为0. 2cc 且针头的长度可以设为0. 3cm。操作者还可如上文的描述选择"FILL"操作并用流体填充连 接管315和流体腔室340。也可以选择自动操作模式。 操作者可以定位抓握组件310(步骤510)使得针头盒305的顶部可以在适合注射 的位置接触该对象。操作者可以按下摇杆开关320上的"A"(步骤515)来启动注射。
注射管理器450可检查(步骤520)针头密封312以便确定针头306是否已经被 使用或被污染。在本发明优选的实施例中，这种检查可以使用RFID技术来执行。现简要地 作为参考的图7，其显示了示范性的针头盒密封单元380，其可以装在针头盒305的内部部 分上以将内部针头密封件312定位为覆盖每个针头壳体308的进入孔上。在每个内部针头 密封件312中，可嵌入RFID标签381。 RFID读取器单元可以以这样的方式装配在流体腔室340上或在其附近当与每个 内部针头密封件312关联的针头壳体308定位为与流体腔室340相对时，适合读取每个内 部针头密封件312的相关RFID标签381。应当理解如果可以读取RFID标签381，则可以有 理由认为该相关的针头密封件312仍然完好无缺并且可以认为针头306仍然是消毒的且能 够使用的。如果RFID标签381不可读取，可在显示器440上显示错误消息(步骤525)且 可以让针头盒305前进以将下一个针头壳体308定位为与流体腔室340相对。操作者可能 不得不再次按下(步骤515) "A"或在继续之前替换针头盒305。 假定针头306之前没有被使用或以其他方式被污染，装置310可将针头306伸出 (步骤510)进入对象。线性电机(linear motor) 325可向前移动螺杆330，其还可依次滑 动可移动壳体335。从而流体腔室340可以被推入到针头盒305中，与针头306接触，将针 头推出通过针头密封件307并进入对象。如在前讨论的美国专利申请10/868， 764中所公 开的那样，应当理解针头306可以与柔性接头(flexible nipple)装配，该柔性接头能够使 流体腔室340紧密地装配并防止泄漏。 如上文所述，泵送组件400可泵送(步骤535)单一剂量的流体进入连接管315。 这会使得单一剂量的流体从流体腔室340移动进入到针头306中并从这里进入对象。
然后可以从对象收回针头306 (步骤540)。线性电机325可以向后移动螺杆330， 其还可依次向后滑动可移动壳体335和流体腔室340。如美国专利申请10/868， 764中公开 的那样，针头壳体308可以与弹簧机构装配，一旦流体腔室340已经从壳体308退出，收回 针头306。 然后可以通过步进电机350 (图5A)旋转针头盒305 (步骤545)以便相对流体腔
室340对齐不同的针头306。然后可以对不同的对象从步骤510再次继续操作。 应当理解步骤530-545可以快速连续地执行而不需要操作者干预。 现还可参考图8，示出了在半自动操作模式期间执行的步骤。如自动操作模式一样，可以执行设置程序(步骤505)，其中之一就是选择半自动操作模式。
操作者可按下(步骤516)摇杆开关320上的"B"。如自动操作模式一样，可以检 查内部针头密封件312(步骤520)的破损，在探测到破损的内部针头密封件312的情形下 显示错误消息(步骤525)。如果针头密封件312已经破损，针头盒305可推进以便将下一 个针头306放置就位用于注射。操作者可再次按下(步骤515) "B"或在继续之前替换针 头盒305。 如自动操作模式一样，假定针头306没有被污染，则可以伸出针头306 (步骤530)。 然而，这种伸出不足以进入对象的身体，并且泵送组件400不能自动地将流体泵送到抓握 组件310。相反的，操作者可手动地将伸出的针头306插入(步骤531)到该对象。
然后操作者可按下(步骤532)摇杆开关320上的"A"以执行如上文讨论自动操 作模式时所描述的步骤535-545。 应当理解，对于针头306插入点的位置来说，半自动操作模式可提供较高程度的 精确性。 依照本发明备选、优选的实施例，与流体接触的泵送子系统可以是可置换的。代替
通过泵送清洁流体流过该子系统来清洁这个子系统，可移除的子系统可以在使用后被移除
并替换。这个泵送子系统可包括来自泵送组件400和抓握组件310的部件。 现参考的图9示出了包括泵送子系统600的不同部件。泵送子系统600可包括下
列来自泵送组件400的部件注射筒410、活塞411、阀415和420、流体管316以及连接管
315。泵送子系统600还可包括下列来自抓握组件310的部件可移动壳体335、连接密封
件345和流体腔室340。 应当理解可置换泵送子系统600可节约操作时间并减小快速注射装置300中污染 的可能性。 在本发明备选优选的实施例中，可移动针头盒305可以被用于装配针头的固定旋 转平台所替换。现参考的图IOA和10B示出了作为快速注射装置300的部件，固定旋转针 头平台505是如何实现的。 固定旋转针头平台505 (图10A)可永久地连接到快速注射装置300上并可包括多 个安装槽501。可置换针头带(needle belt) 510 (图10B)可包括对应的多个针头组件508， 每个安装槽501对应一个针头组件。可置换针头带510可通过将每个针头组件508放到对 应的安装槽501中而安装在固定旋转针头平台505上。应当理解可以使用任何适合的闭合 机构将可置换针头带510锁定定位在固定旋转针头平台505上。在本发明示范性的实施例 中，每个安装槽501可包括能够稳固地夹紧针头组件508的伸出弧形部分。
通常可以用与针头盒305相同的方式来操作附连有针头带510的固定旋转针头平 台505。可以旋转固定旋转针头平台505以便使针头组件508对着流体腔室340排成一行。 针头组件508通常可包括与针头壳体308相同的部件并且通常能够以相同的方式操作。
应当理解使用固定旋转针头平台505相比于针头盒305可提供更加有效的使用时 间和材料。例如，固定旋转针头平台每使用一个针头都会需求更少的制造投资。此外，对于 操作者来说，采用备用的可置换针头带510代替相同数目的针头盒305会更加方便。
尽管在此已经阐释并描述了本发明的某些特征，本领域普通技术人员将会想到许 多的修改、替换、改变以及等价物。因此应当理解随附权利要求意在覆盖落在本发明实际精神内的所有这些修改和改变c
权利要求
一种执行注射的方法，该方法包括接收操作模式的选择；接收剂量的选择；接收针头伸出长度的选择；将针头从针头存放单元伸出所述的针头伸出长度；以及泵送所述剂量的流体经过所述针头。
2. 依照权利要求l的方法，其中所述操作模式至少为自动、半自动和手动中的一个。
3. 依照权利要求2的方法，其中所述自动操作模式包括 响应启动信号执行所述伸出和泵送； 收回所述针头；以及将下一个针头引至预定的注射位置。
4. 依照权利要求2的方法，其中所述半自动操作模式包括 响应第一启动信号执行所述伸出； 响应第二启动信号执行所述泵送； 收回所述针头；以及 将下一个针头引至预定的注射位置。
5. 依照权利要求2的方法，其中所述手动操作模式包括 响应启动信号执行所述泵送；回所述针头；将下一个针头引至预定的注射位置；以及 执行所述伸出。
6. 依照权利要求1的方法，还包括检查密封的针头容器上的完好的密封件作为执行所 述伸出的先决条件。
7. 依照权利要求6的方法，其中所述检查包括读取嵌入在所述密封件中的RFID标签。
8. —种快速注射装置，其包括具有给至少一个对象进行注射的多个针头的手持注射单元；以及 至少控制所述注射单元的注射管理器，其中所述注射管理器配置为 接收操作模式的选择； 接收剂量的选择； 接收针头伸出长度的选择；促使所述注射单元将针头从针头存放单元伸出所述的针头伸出长度；以及 促使所述注射单元泵送所述剂量的流体经过所述针头。
9. 依照权利要求8的装置，还包括外部的泵送组件，以将流体泵送到所述针头中的已伸出的用于注射的一个针头。
10. 依照权利要求8的装置，还具有操作模式，其中所述操作模式至少为自动、半自动 和手动。
11. 依照权利要求8的装置，还包括存放所述多个针头的可移除的盒子。
12. 依照权利要求8的装置，还包括安装在固定回转平台上的带子，用于存放所述多个 针头。
13. 依照权利要求8的装置，还包括密封的容器，所述多个针头的每一个对应一个容 器，以及包括检查所述密封容器的密封件的工具。
14. 依照权利要求13的装置，其中所述工具包括嵌入在所述密封件中的射频识别标签 以及射频识别读取器。
15. 依照权利要求9的装置，还包括可置换泵送子系统。
16. 依照权利要求15的装置，其中所述可置换泵送子系统包括所述装置的与所述流体 接触的部件。
17. 依照权利要求8的装置，其中所述注射管理器包括 针头伸出控制器，控制针头从针头盒子的伸出；以及 剂量控制器，控制从所述针头射出的流体量。
全文摘要
一种快速注射装置，其包括具有给至少一个对象注射的多个针头的手持注射单元，以及依照注射参数至少控制该注射单元的注射管理器，诸如通过接收操作模式、接收剂量、接收针头伸出长度、将针头从针头存放单元伸出该针头伸出长度以及泵送该剂量的流体通过针头来执行快速注射。
文档编号A61M31/00GK101730556SQ200880014959
公开日2010年6月9日 申请日期2008年3月5日 优先权日2007年3月6日
发明者内厄姆·科恩 申请人:Adst技术公司