用于注射系统的流体增压单元的装置和方法

专利名称：用于注射系统的流体增压单元的装置和方法
技术领域：
本公开涉及注射系统并且更具体地涉及用于注射系统的流体增压单元的装置和方法。
背景技术：
流体注射系统用来将医用流体注射进入患者，通常包括一个或多个保持所述医用流体的储器，以及一个或多个注射所述医用流体的增压单元。例如，造影剂电动注射系统可以包括联接到增压单元上的自其注射造影剂的造影剂储器，以促进在某些医学程序过程的成像，如血管造影术或计算机断层摄影(CT)程序。医用流体注射系统的增压单元典型地包括至少一个注射器和一个安装在其中的柱塞。例如通过所述单元的机动化的柱塞推杆(plunger shaft)使所述柱塞在第一方向上移动，以将流体从一个或多个储器吸入所述注射器，并且然后在第二方向上将流体例如经由联接到所述增压单元上的导管从所述注射器排出并且进入所述患者。许多医用流体注射系统的增压单元典型地使用一次性注射器和柱塞子组件。这些一次性注射器和柱塞子组件可以作为一个套件包装，其中所述柱塞被安装在所述注射器中。一旦组装到增压单元中， 所述注射器和柱塞可以具有跨越多次注射的使用寿命，例如，优选地高达10次或更多次注射。对于那些包括永久性柱塞推杆或塞头(ram)的增压单元，在其中组装所述注射器和柱塞，包括在注射之前使所述柱塞推杆联接到所述柱塞上，然后，在一次或多次注射之后将所述注射器和柱塞从所述增压单元移除(例如，用新的注射器和柱塞套件替换)，包括使所述推杆从所述柱塞脱离使得所述注射器和柱塞可以从所述推杆分离。

发明内容
在此所公开的发明的方法和实施例涉及一种用于注射系统的流体增压单元，它包括注射器和安装在所述注射器中的柱塞，其中所述柱塞可以与所述单元的柱塞推杆可操作地接合，又可自其移去。实施例还涉及用于所述流体增压单元的注射器和柱塞子组件的结构，并且涉及适用于结合在所述流体增压单元中的单独的柱塞的结构。根据一些实施例，所述柱塞包括刮擦侧壁(wiper sidewall)以及配合部分，所述刮擦侧壁具有在所述柱塞的近端邻近处延伸的径向可膨胀-可缩小的部分，所述配合部分形成在所述可膨胀-可缩小的部分中并且凸出进入所述柱塞的空腔，所述空腔被所述刮擦侧壁包围并且在所述柱塞的近端具有开口。根据这些实施例，当所述柱塞初始安装在所述注射器内使得所述可膨胀-可缩小的部分位于所述注射器的所述第一长度内时，所述可膨胀-可缩小的部分膨胀，这样使得所述柱塞的配合部分不与与之大致对齐的所述柱塞推杆的接合部分可操作地接合。根据一些方法，当所述柱塞位于注射器的所述第一长度内时，所述柱塞推杆的末端部分初始地插入所述空腔中，此时所述推杆的接合部分可以与所述柱塞的配合部分大致地对齐。当随后将这些实施例的柱塞推杆推进以使所述柱塞移动进入所述注射器的第二长度内时，其中所述第二长度的注射器的内径小于所述第一长度的注射器的内径，所述可膨胀-可缩小的部分缩小，使得所述柱塞的配合部分与所述柱塞推杆的接合部分可操作地接合。根据一些另外的实施例，所述柱塞的刮擦侧壁包括位于所述柱塞远端的邻近处的外部密封唇，并且所述柱塞进一步包括可变形的远端壁。所述刮擦侧壁和所述可变形的远端壁限定所述柱塞的空腔，并且所述柱塞推杆的末端部分的尺寸和形状确定成使得当所述推杆完全插入其空腔时，在所述末端部分的末端与所述柱塞的可变形的远端壁之间存在空隙。这些另外的实施例的刮擦侧壁可能包括或可能不包括如以上描述的可变形的部分。本公开的一些另外的方法包括指向使所述注射器和柱塞子组件失效以从所述增压单元移除所述组件的那些方法。根据这些方法，当所述柱塞推杆从在所述注射器内的第一位置撤回到所述注射器内的第二位置时，所述柱塞与所述单元的柱塞推杆脱离，并且然后在将组件从所述增压单元移除之前，允许将所述柱塞拉回向所述第一位置。


以下附图是对本公开的具体方法和实施例的说明，因此，并不限制本发明的范围。 这些附图不是按比例绘制的(除非这样规定)并且旨在与以下详细说明的解释结合使用。 下文将结合附图描述方法和实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件。图1是流体注射系统的透视图，它可以结合本发明的多个实施例。图2是替代的流体注射系统的透视图，所述流体注射系统也可以结合本发明的多个实施例。图3A是根据本发明的一些实施例的用于流体增压单元的组件的平面图。图;3B是根据一些实施例的图3A中所示组件的一部分的透视图。图3C是根据一些实施例的从图3A至图;3B中的组件分离的柱塞的透视图。图4A是根据一些实施例的在第一条件下的流体增压单元的一部分的截面图。图4B是根据一些实施例的在第二条件下的图4A所示单元的部分的截面图。图5是根据一些实施例的柱塞推杆的一部分的放大的详细视图。图6A至图6C是概述本发明的一些方法的示意图。
具体实施例方式以下详细说明在本质上仅仅是示例性的，并且绝非旨在以任何方式对本发明的范围、适用性、或结构进行限制。更确切地说，以下说明提供了用于实现示例性的方法和实施例的实用解释。对于所选择的元件提供了构造、材料和尺度的实例，并且所有其他的元件都采用本发明领域的普通技术人员已知的那些元件。本领域的普通技术人员将认识到，所提供的许多实例具有可以使用的适合的替代方案。图1是流体注射系统100的透视图，它可以结合本发明的多个实施例。图1例示了系统100，它包括流体增压单元130和第一流体储器132，其中，流体增压单元130安装在套筒108中且从系统100的注射头104延伸。储器132显示为从夹持器110悬挂并且经由输入管线308联接到增压单元130上，以便向单元130供应流体，例如造影剂。流体增压单元130显示为包括注射器301以及柱塞320，其中，柱塞推杆420在注射器301中延伸，柱塞 320安装在注射器301中并且联接到柱塞推杆420上。
根据所例示的实施例，推杆420联接到电动机组件上，所述电动机组件容纳在注射头104中并且致动推杆420以便在注射器130内沿往复方向驱动柱塞320。注射头104 可以包括可编程控制器以驱动所述电动机组件。所述控制器优选包括数字计算机，所述数字计算机例如可以经由系统100的控制面板102进行编程。所述控制器可以进一步包括电动机驱动电路、放大器、转速计、电位计、整流器、压力传感测压元件和A/D转换器，例如，如在共同转让的美国专利6，752，789的第10栏第45行至11栏第2行中所说明的，通过引用将其公开的内容结合在此。当推杆420被致动以使柱塞320向近侧朝向注射头104移动时， 在吸入行程中，流体从储器132经由输入管线308被吸入到注射器301中，并且当推杆420 使柱塞320向远侧移动时，在压缩行程中，将所述流体通过输出管线304从注射器301中排出。图1还例示了联接到管线122上的输出管线304，管线122安装在系统100的模块112 上；管线122可以经由连接器120而连接到患者线路上，这样使得从注射器301排出的流体被注射进入患者，以例如促进成像。继续参照图1，系统100包括第二流体储器138，它悬挂在钩子137上并且由蠕动泵106通过管线1 从第二流体储器138中抽取流体，例如稀释剂，如盐水；泵106显示为安装在注射头104上。系统100还包括歧管传感器114和歧管阀124，用于控制流体从管线 128或者从增压单元130经由管线304进入管线122的流动。歧管阀IM可以包括弹簧偏压的滑阀、或另一类型的阀，例如止回阀。歧管传感器114可以探测歧管阀124的位置并且将这个位置报告给注射头104。压力转换器1 显示为联接到管1 上；当管122连接到在患者体内延伸的患者线路上时，压力转换器1 能够起所述患者的血液动力学监控器的作用。压力转换器1 将探测的压力转变成为可以由系统100或另一个监控装置监测或者以别的方式使用的电信号。气泡探测器116显示为联接到管线122上。一旦在管线122内探测到可测量的、或者显著量值的空气，探测器116能够生成警报信号。此外，当探测器116在所述管线内探测到空气时，装置100可以自动暂停、或终止流体注射程序。系统100的操作者(如临床医生)可以使用系统100的控制面板102设立将要用于给定的注射程序的不同的参数和/或治疗方案。所述操作者可以利用控制面板102互动，例如经由触摸屏面板，以输入用于流速、最大注射体积、最大注射压力、上升时间的注射参数或其他参数。控制面板102可以进一步向所述操作者显示系统100的操作参数和/或警告或警报信息，例如，指示已经通过气泡探测器116探测到空气。图1还显示了联接到控制面板102上的手控装置136，手控装置136经由连接器 134可以连接到控制面板102或与控制面板102断开连接。操作者可以操作手控装置136 以控制流体从系统100的注射。例如，所述操作者可以使用手控装置136作为可变速率控制装置，以可变地控制来自系统100的流体的流速(例如流出增压单元130的流体的流速)。 手控装置136可以包括电气装置或气动装置。由于系统100可以递送超过多个患者程序的许多注射，可能需要对注射流体不断地进行更换。注射头104可以自动地将流体补充到注射器301中，例如，基于由此注射体积的监控并且与一个初始的输入量、体积相比；或者一旦探测到注射器301内的流体量已经消耗到临界体积，则系统100的操作者可能需要人工启动流体补充程序。应注意的是，基于操作状态信息而不是注射体积，注射头104可以自动地将流体补充到注射器301中。例如，如果注射头104确定了系统100当前正在从泵106而不从注射器301输送流体，并且注射器301没有充满到满容量，则注射头104可能引起所述电动机组件致动柱塞推杆420，以便经由输入管线308将另外的流体吸引进入注射器301中。现在转向图2，显示了可替代的流体注射系统200的透视图。和系统100 —样，系统200可以结合到本发明的多个实施例中。图2例示了系统200，它包括安装在系统200的注射头201上的控制面板212、以及第一和第二套筒216A、216B，它们各自在注射头201与系统200的第一和第二前端组件218A、218B中的相应一个之间延伸。图2进一步例示了系统200，它包括第一和第二储器夹持器202A、202B，并且虽然没有显示，应当理解的是安装在各夹持器202A、202B上的储器向相应的流体增压单元补充流体，所述流体增压单元被容纳在相应的套筒216A、216B中。系统200的各流体增压单元可能与系统100的单元130非常相似，包括注射器、 柱塞、以及柱塞推杆，其中，所述注射器安装在套筒216A、216B中的一个中，柱塞安装在所述注射器中，柱塞推杆从注射头201延伸进入所述注射器并且联接到所述柱塞上。此外， 和系统100 —样，电动机组件联接到各个柱塞推杆上，以独立地致动各推杆，以便驱动所述相应的柱塞在往复方向上运动，用于交替抽吸和压缩行程。这些电动机组件容纳在注射头 201内，并且可以通过也包括在头201中的可编程控制器的一个或多个处理器进行控制和监测。应当理解的是，系统200的第一和第二前端组件218A、218B包括用于各个增压单元的输入和输出管线，其中经由歧管阀，各输入管线从所述相应的储器供应流体到所述相应的注射器，并且各输出管线将从相应的注射器排出的流体运送到患者线路。图2例示了导杆220，它促进所述患者线路与系统200的连接。系统200的这些增压单元中的一个可以经由所述连接的患者线路排出用于注射进入所述患者的造影剂，并且经由其他增压单元排出稀释剂，如盐水。阀和传感器，类似于如上说明的用于系统100的那些阀和传感器，可以将它们结合到容纳在前端组件218A、218B内的系统200的管线中，以便促进系统200的操作。图3A是根据本发明一些实施例的用于流体增压单元的组件350的平面图，所述流体增压单元类似于图1所示的单元130。应注意的是，组件350还可以被系统200的一个或两个增压单元采用。图3A例示了组件350，它包括注射器301、输入管线308与输出管线 304。图3A进一步例示了注射器301，它包括第一远侧端口 300，输入管线308联接到其上、 第二远侧端口 302，输出管线304联接到其上、和近侧开口 31。参照图3B，图是向里观察注射器301的近侧开口 31的透视图，可以看到柱塞320安装在近侧开口 31之内，这样在组件350组装到单元130中时，例如，如在图4A的剖面图中所例示的那样，柱塞320的空腔 321中的开口 312面向近侧，用于联接柱塞推杆420(图1)。组件350可以设置成一次性组件、包装成一个套件，在给定数量的注射之后用新套件替换。图3C是根据一些实施例的从组件350分离的柱塞320的透视图。图3C例示了柱塞320，柱塞320包括可任选的远端壁340和刮擦侧壁330，刮擦侧壁330在柱塞320的近端331与远端332之间延伸，用于在例如由推杆420驱动的柱塞320的抽吸和压缩行程期间密封注射器301的内表面311 (图4A至图4B)。根据所例示的实施例，为了促进与内表面 311的密封，刮擦侧壁330包括多个外部密封脊335和一个外部密封唇337，将在以下更详细的说明。图3C进一步例示了刮擦侧壁330从端壁340向近侧延伸到空腔321的开口 312，并且包括围绕开口 312的径向可膨胀-可缩小的部分33。图;3B至图3C例示了多个纵向延伸的肋333，多个纵向延伸的肋333在刮擦侧壁330的内表面中形成，从柱塞320的近端 331向远侧延伸，并且绕空腔321的圆周互相间隔开。根据所例示的实施例，肋333有助于刮擦侧壁330的径向可膨胀-可缩小的部分33的可膨胀和可缩小的性质，而不牺牲其用于密封的结构完整性。图3B至图3C进一步例示了多个突舌(tab) 332，各突舌332在许多肋 333上形成，邻近柱塞320的近端331并且凸出到空腔321中，作为配合部分用于与柱塞推杆420的接合部分可操作地接合。根据一些优选的实施例，柱塞320是单个的注射模制的部件，这样使得所有以上所说明的部件(如图3B至图3C所示)是整体形成的。柱塞320优选地是由相对软的并且柔性的热塑性材料形成的，如聚乙烯或聚丙烯。形成柱塞320的材料可以例如具有大约0. 955g/cm3的密度。根据示例性的实施例，柱塞320例如由如Dow chemical company, Midland MI所制造的Dow HDPE 2M55的高密度聚乙烯(HDPE)模制形成。润滑剂可以应用到刮擦侧壁330的外表面，以便降低在侧壁330与注射器301的内表面311之间的界面处的摩擦，这种摩擦可以例如在极端情况下由热焊接而引起柱塞320卡在注射器301内。根据一些优选的方法，在将柱塞320安装在注射器301内之前，将例如硅基的生物相容的润滑剂的润滑剂应用到刮擦侧壁330的环形凹陷36上，这样，当柱塞320在注射器301内向远侧移动时，所述润滑剂沿着在注射器301的刮擦侧壁330与内表面311之间的界面向近侧散布。所述润滑剂的动态粘度可以在大约1，000厘泊(cP)与大约500，OOOcP之间，优选大约 100，OOOcP。返回参照图3A，注射器301显示为包括第一长度Ll和第二长度L2，其中第一长度 Ll从近侧开口 31延伸到第二长度L2。现在转向图4A-B，图4A-B是包括组件350的流体增压单元(例如图1的单元130)的一部分的截面图，Ll和L2的长度的重要性将与柱塞320 的可膨胀-可缩小的部分33—起描述。图4A至图4B显示了注射器301的内表面311的一部分延伸经过第一长度Li，限定了注射器301的第一内径，并且内表面311的另一部分延伸经过第二长度L2，限定了注射器301的第二内径，它小于所述第一内径。图4A例示了已经插入到注射器301的近侧开口 31中并且插入到柱塞320的空腔321 (图3B)中的柱塞推杆420的末端部分421，它初始安装在近侧开口 31内。图4A进一步例示了推杆420，它包括由凹槽432形成并且位于推杆420的末端部分421的近端的接合部分。根据所例示的实施例，注射器301的第一直径允许刮擦侧壁330的可膨胀-可缩小的部分33处于松弛的或膨胀的状态，从而，柱塞推杆420的末端部分421在初始组装后可以自由地插入到空腔321 中，而不需可操作地接合所述配合部分，例如，在凹槽432内的柱塞320的突舌332。图4B 例示了柱塞推杆420的插入的末端部分421，根据箭头I，已经在注射器301内向远侧推进， 直到柱塞320的刮擦侧壁330容纳在第二长度L2内。在第二长度L2的较小内径内，刮擦侧壁330的可膨胀-可缩小的部分33缩小，这样使得柱塞320的突舌332现在可操作地接合在柱塞推杆420的凹槽432内。图4A至图4B进一步例示了柱塞推杆420的末端部分421，其具有充分支持刮擦侧壁330的大小与形状，用于在末端部分421完全插入柱塞320的空腔321时与注射器301的内表面311密封接合。然而，末端部分421的大小和形状允许在柱塞320的端壁340与完全插入的末端部分421的远侧末端440之间存在空隙G。根据本发明的一些优选实施例，柱塞320的端壁340是可变形的，这样使得在柱塞推杆420的压缩行程期间，在给定的阈值压力下，例如根据图4B的箭头P所指向的，端壁340变形进入空隙G，例如根据图4B的虚线。 端壁340的这种变形迫使密封唇337径向向外并且与注射器301的内表面311更紧密地密封接合。在柱塞推杆420的吸入行程期间，以及其中压力比所述阈值压力更低的那些压缩行程期间，刮擦侧壁330的密封脊335可以保持与内表面311的足够密封接合，以防止流体经柱塞320泄漏，而不依赖于密封唇337。虽然例示了密封脊335的特定数量和形式，本发明的实施例并不是限制性的，并且本领域的普通技术人员已知的任何形式和/或数量的适合的密封脊可以用于柱塞320。根据示例性的实施例，用于端壁340变形的阈值压力在压缩行程期间可以在从大约50psi到大约200psi的范围内。然而应注意的是，端壁340的一些变形在甚至更低的压力下开始，持续升高达到更高的压力以随着压力增加提供更紧密的密封。例如，在测试期间发现，例如类似于柱塞320的柱塞的密封唇在未被注射器约束时径向向外偏斜高达 0. 025英寸；在高压中应用的增压单元的柱塞推杆420的压缩行程期间，这种偏斜会提供强有力的密封。在如以前所说明的从注射器301排出造影剂的柱塞推杆420的那些压缩行程期间，在某些类型的注射程序过程，例如血管造影术成像过程，压力可以达到或超过大约 1200psi。应注意的是，由空隙G允许的密封唇337的径向膨胀连同端壁340可变形的性质还可以补偿刮擦侧壁330的压缩变形，如果柱塞320在注射器301内“停放”一段时间以后， 可以发生刮擦侧壁330的压缩变形。密封唇337的径向膨胀还可以补偿尺寸变异性，这在制造相对大体积的柱塞和/或注射器部件中可以遇到和/或可以由于特别是这些柱塞部件的老化和/或Y灭菌所引起的。例如，如图3B和4A所示，在注射器的第一长度Ll内，柱塞320的初始位置可以防止柱塞320在使用之前的组件350 (图3A)保持存储的时间期间内发生压缩变形。一旦组件 350组装到例如系统100的单元130的注射系统的流体增压单元中，例如在图4B中所例示的，在柱塞320与柱塞推杆420之间的可操作的接合使推杆420能够在注射器301的第二长度L2内移动柱塞320经过多个往复移动压缩和吸入行程，同时柱塞320的刮擦侧壁330 保持与注射器的内表面311密封接合。为了使柱塞推杆420与组件350相分离，例如在若干次注射之后，可以将推杆420 的末端部分421缩回进入注射器301的第一长度Ll中，如图4A所示，在此柱塞320的可膨胀_可缩小的部分33可以膨胀，这样使得柱塞320可以容易地从推杆420分离。柱塞320 从推杆420的分离可以是所希望的，以便安装包括装配在注射器中的新柱塞的新组件和/ 或确保柱塞320没有被再使用。根据一些实施例，柱塞推杆420的接合部分可以成形为进一步促进柱塞320的配合部分自其脱离，例如在经过以上所述的操作过程而使柱塞320可能已经在注射器301的第二长度L2内变形的情况下，这样使得当推杆420的末端部分421移动进入注射器的第一长度Ll时刮擦侧壁330的可膨胀-可缩小的部分33不会容易地膨胀。参照图5，图5是柱塞推杆420—部分的放大的详细视图，推杆420的接合部分或凹槽432的包括斜切的边缘、 或远侧倒角肩部503，在柱塞推杆420缩回到第一长度Ll中时，它可以起强迫柱塞320的配合部分或突舌332径向向外并且与凹槽432脱离的作用。图5例示了肩部503，肩部503 从凹槽432的基部502以相对于柱塞推杆420的纵轴成锐角β地向远侧延伸，例如是在大约30°与大约75°之间，优选为大约30°。可替代地或附加地，可以通过移动推杆420在注射器301内产生抽吸力，并且因此柱塞320朝向近侧开口 31以促进柱塞320从推杆420脱离。所述抽吸力可以引起所述脱离的柱塞320在注射器301内拉向例如朝向第一和第二远侧端口 300、302。这个动作将会使组件350失效并且防止其再使用，因为当柱塞320在注射器301的第二长度L2内时，可膨胀-可缩小的部分33的突舌332将不允许推杆420与柱塞320再接合。此外，所述脱离的柱塞320保留在注射器301内可以提供其与注射器301的内表面311的密封接合，防止保持在注射器301内的任何流体例如在组件350正在从增压单元被移除时从近侧开口 31漏出。应注意的是，在柱塞320的端壁340与柱塞推杆420的远侧末端440之间的空隙G (图 4A至图4B)可以进一步促进柱塞320从推杆420的分离，特别是与上述的抽吸力结合。现在转向示意图6A至图6C，将会说明一些方法，这些方法采用了用于使组件350 失效并且使其从增压单元移除的上述抽吸力。所述移除典型地是在一天的系统操作结束时进行的，但可以更频繁地进行。图6A至图6C示意地例示了与入口管线308管线内联接的阀68，以及与出口管线304管线内联接的阀64 ；应当理解的是，典型地在所述天的系统操作结束后就关闭两个阀68、64 (例如夹管阀)。根据优选的实施例，为了执行下述的任何方法， 可以将各注射系统100、200的上述控制器预先编程，以致动柱塞推杆420和阀64、68 二者。图6A例示了一种方法，其中两个阀68、64都被关闭，以使流体输入和输出管线 308、304的下游流动路径与注射器301隔离，这样使得当柱塞推杆420根据箭头cl，例如以在大约5mm/秒与大约8mm/秒之间的速度向近侧移动柱塞320时，在注射器301内产生真空。注射器301内的真空产生例如在大约5psi与大约20psi之间的抽吸力以将柱塞320 根据箭头c2拉向远侧并且与推杆420脱离。根据所例示的实施例，当柱塞320移动注射器301的第一长度Ll中时发生所述脱离，通过增大注射器的内径而促进所述脱离，但根据可替代的实施例，这不是必要的。例如，注射器301内的真空所产生的抽吸力可以足以单独使柱塞320从推杆420脱离，而在这种情况下注射器301可能不包括长度Li，其中如前所述，所述内径增大以允许柱塞320膨胀；或柱塞320可能不在长度Ll中膨胀，这是因为柱塞320已经在所述天的系统操作过程变形或者由于柱塞320不包括可膨胀-可缩小的部分 33。可替代地，推杆420的接合部分可以构造成如在图5中所例示的那样，以进一步促进柱塞320经由所述抽吸力而从推杆420脱离。根据一些优选的方法，例如，如图6B所示，在注射器301和柱塞320 —起从推杆420分离之前，允许脱离的柱塞320朝向注射器301的远侧端口 300、302退回以从所述增压单元移除组件350。进一步参照图6B，所述抽吸力可能单独地足以将所述脱离的柱塞320吸引向远侧端口 300、302，以便将柱塞320固定在注射器301内，例如以处理组件350，并且使柱塞320 楔入到与注射器的密封接合，由此防止在组件350从所述增压单元移除时流体从近侧开口 31漏出。然而，参照图6C，根据可替代的方法，一旦所述脱离的柱塞320被所述抽吸力拉入注射器的第二长度L2中，则推杆420在注射器内根据箭头D向远侧移动，以在所述注射器内进一步向远侧轻推(nudge)柱塞320，在从推杆420分离组件350之前没有与其再接合。 根据一些方法，在柱塞320从柱塞推杆420脱离以后，在打开阀68、64并且将组件350从所述系统移除之前，使推杆420完全从注射器301退出。在上述详细说明中，已经参照具体的实施例说明了本发明。然而应当理解的是，在不脱离如在所附权利要求书中提出的本发明的范围下可以做出不同的修改和变化。
权利要求
1.一种用于注射系统的流体增压单元的组装方法，所述方法包括将柱塞安装在注射器的近侧开口内，使得所述柱塞的刮擦侧壁的近端容纳在所述注射器的第一长度内，其中，所述注射器的内表面沿所述第一长度限定所述注射器的第一内径， 所述第一长度从所述注射器的开口向所述注射器的第二长度延伸，并且所述内表面沿所述第二长度限定所述注射器的第二内径，所述第二内径小于所述第一内径；将所述注射系统的柱塞推杆的末端部分经由所述安装的柱塞的开口插入，并且进入到所述安装的柱塞的空腔中，直到所述推杆的接合部分进入具有所述柱塞的配合部分的邻近处，然而没有与所述配合部分可操作地接合，所述柱塞的开口与空腔由所述刮擦侧壁限定， 所述开口位于所述刮擦侧壁的近端，所述柱塞的接合部分形成于所述刮擦侧壁中，与所述柱塞的开口紧邻，并且所述接合部分凸出进入所述空腔中；以及将所述柱塞推杆的插入的末端部分在所述注射器内推进，以使所述柱塞移动进入所述注射器的第二长度中，直到所述刮擦侧壁的近端容纳在所述第二长度内，从而使所述推杆的接合部分与所述柱塞的配合部分可操作地接合。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括将所述注射器以及所述安装的柱塞装填进入所述注射系统的套筒，使得在插入所述柱塞推杆的末端部分之前， 所述安装的柱塞的开口与所述柱塞推杆的末端部分大致径向对齐。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在推进之后，缩回在所述注射器内的所述柱塞推杆的插入的末端部分，以使所述柱塞朝向所述注射器的开口移回，直到所述刮擦侧壁的近端容纳在所述注射器的所述第一长度内，使得所述推杆的接合部分从所述柱塞的配合部分脱离；从所述缩回的所述柱塞的末端部分将所述注射器和所述柱塞一起分离；并且将所述柱塞推杆的末端部分经由另一柱塞的开口插入并且进入所述另一柱塞的空腔中，所述另一柱塞被安装在另一注射器的开口之内，这样使得所述另一柱塞的刮擦侧壁的近端容纳在所述另一注射器的第一长度内。
4.一种用于注射系统的流体增压单元，所述单元包括注射器，所述注射器包括近侧开口、内表面、第一长度以及第二长度，其中，在所述第一长度上的所述内表面限定所述注射器的第一内径；所述第二长度上的所述内表面限定所述注射器的第二内径；所述第一长度从所述近侧开口朝向所述第二长度延伸并且所述第一内径大于所述第二内径；柱塞推杆，它包括末端部分和接合部分；以及安装在所述注射器的内表面内的柱塞，所述柱塞包括近端、远端、用于和所述柱塞推杆的接合部分接合的配合部分以及刮擦侧壁，所述刮擦侧壁在所述近端与远端之间延伸并且限定所述柱塞的空腔，所述刮擦侧壁包括在所述柱塞近端的邻近处延伸的径向可膨胀-可缩小的部分，以及形成在所述刮擦侧壁的所述可膨胀-可缩小的部分中并且凸出进入所述空腔的所述配合部分；其中，当所述柱塞的刮擦侧壁的所述可膨胀-可缩小的部分定位于所述注射器的第一长度内时，所述柱塞的刮擦侧壁的所述可膨胀-可缩小的部分膨胀，这样，当所述柱塞推杆的末端部分插入到所述柱塞的空腔中时，使得所述柱塞推杆的接合部分与所述柱塞的配合部分对齐，所述柱塞的配合部分不与所述柱塞推杆的接合部分可操作地接合；并且当所述柱塞的刮擦侧壁的所述可膨胀-可缩小的部分位于所述注射器的第二长度内且已经通过所插入的柱塞推杆而从所述注射器的第一长度内移动时，所述可膨胀-可缩小的部分缩小，这样使得所述柱塞的配合部分与所述柱塞推杆的接合部分可操作地接合。
5.如权利要求4所述的单元，其特征在于，所述柱塞推杆的接合部分包括在所述推杆的末端部分的近端形成的凹槽；以及所述柱塞的配合部分包括至少一个位于紧邻所述空腔的开口的突舌。
6.如权利要求5所述的单元，其特征在于，所述柱塞推杆的凹槽包括基部和肩部，所述肩部从所述基部以相对于所述推杆的纵轴成锐角地向远侧延伸。
7.如权利要求4所述的单元，其特征在于，所述单元进一步包括与所述柱塞推杆联接的电动机组件。
8.如权利要求4所述的单元，其特征在于，整个所述刮擦侧壁是由热塑性材料形成的。
9.如权利要求8所述的单元，其特征在于，所述热塑性材料选自包括聚丙烯和聚乙烯的组。
10.如权利要求4所述的单元，其特征在于，所述柱塞是单个的注射模制元件，当所述柱塞推杆的末端部分插入所述柱塞的空腔内时，所述柱塞与柱塞推杆的末端部分直接连接。
11.如权利要求4所述的单元，其特征在于，所述柱塞的刮擦侧壁的径向可膨胀-可缩小的部分包括在所述刮擦侧壁的内表面中形成并且绕所述柱塞的空腔的圆周互相间隔开的多个纵向延伸肋，所述多个肋中每一个从所述柱塞的近端朝向所述柱塞的远端延伸。
12.如权利要求11所述的单元，其特征在于，所述柱塞的配合部分包括在至少一些所述多个肋的每一个上形成的突舌，每个突舌位于所述柱塞的近端的邻近处。
13.一种用于注射系统的流体增压单元的一次性组件，所述组件包括注射器，所述注射器包括近侧开口、内表面、第一长度以及第二长度，其中，在所述第一长度上的内表面限定所述注射器的第一内径，在所述第二长度上的内表面限定所述注射器的第二内径；所述第一长度从所述近侧开口朝向所述第二长度延伸；以及柱塞，所述柱塞包括近端、远端、刮擦侧壁和配合部分，所述刮擦侧壁在所述近端与远端之间延伸并且限定所述柱塞的空腔，所述刮擦侧壁包括径向可膨胀-可缩小的部分，所述径向可膨胀-缩小的部分围绕通向所述柱塞的近端的空腔的开口，并且所述配合部分形成在所述刮擦侧壁的可膨胀-可缩小的部分中并且凸出进入所述空腔中，当将所述柱塞推杆插入所述空腔中并且所述侧壁的可膨胀-可缩小的部分缩小时，所述配合部分与所述流体增压单元的柱塞推杆接合；其中，将所述柱塞安装在所述注射器的所述开口内的第一位置，这样使得所述柱塞的刮擦侧壁的可膨胀-可缩小的部分位于所述注射器的第一长度内，并且所述刮擦侧壁的可膨胀-可缩小的部分膨胀；并且所述第二内径小于所述第一内径，这样使得当所述柱塞由所述插入的柱塞推杆从所述第一位置移动到第二位置时，所述可膨胀-可缩小的部分缩小并且所述配合部分与所述插入的柱塞推杆可操作地接合，其中在所述第二位置处，所述刮擦侧壁的可膨胀-可缩小的部分位于所述注射器的第二长度内。
14.如权利要求13所述的组件，其特征在于， 整个所述刮擦侧壁是由热塑性材料形成的。
15.如权利要求14所述的组件，其特征在于， 所述热塑性材料选自包括聚丙烯和聚乙烯的组。
16.如权利要求13所述的组件，其特征在于，所述柱塞的刮擦侧壁的径向可膨胀-可缩小的部分包括在所述刮擦侧壁的内表面中形成的并且绕所述柱塞的空腔的圆周互相间隔开的多个纵向延伸肋，所述多个肋中的每一个从所述柱塞的近端朝向所述柱塞的远端延伸。
17.如权利要求16所述的组件，其特征在于，所述柱塞的配合部分包括在至少一些所述多个肋中的每一个上形成的突舌，每个突舌位于所述柱塞的近端的邻近处。
18.如权利要求13所述的组件，其特征在于，所述柱塞进一步包括可变形的远端壁，其中，所述刮擦侧壁自所述可变形的远端壁延伸，并且在邻近所述可变形的远端壁的所述刮擦侧壁中形成外部密封唇。
19.如权利要求18所述的组件，其特征在于，所述柱塞的刮擦侧壁和所述可变形的远端壁是由热塑性材料整体成形的。
20.如权利要求13所述的组件，其特征在于，所述注射器进一步包括一对远侧端口 ；并且进一步包括与所述对的第一端口联接的第一管线，以及与所述对的第二端口联接的第二管线，所述对端口中的每一个设置成用于在所述相应的管线与所述注射器的所述内表面之间的流体连通。
21.一种用于注射系统的流体增压单元的柱塞，所述柱塞包括在所述柱塞的远端与近端之间延伸的刮擦侧壁，所述刮擦侧壁包括内表面； 由所述刮擦侧壁的内表面限定的空腔，并且所述空腔具有位于所述柱塞的近端的开Π ；多个纵向延伸肋，其形成在所述刮擦侧壁的内表面中并且绕所述空腔的圆周互相间隔开，所述多个肋中的每一个从所述柱塞的近端朝向所述柱塞的远端延伸；以及在至少一些所述多个肋的每一个上形成的突舌，每个突舌位于所述柱塞的近端的邻近处并且凸出进入所述空腔。
22.如权利要求21所述的柱塞，其特征在于， 整个所述刮擦侧壁是由热塑性材料形成的。
23.如权利要求22所述的柱塞，其特征在于， 所述热塑性材料选自包括聚丙烯和聚乙烯的组。
24.如权利要求21所述的柱塞，其特征在于，所述柱塞进一步包括可变形的远端壁，所述刮擦侧壁自其延伸；并且其中，所述刮擦侧壁进一步包括位于所述远端壁邻近处的外部密封唇。
25.如权利要求M所述的柱塞，其特征在于，所述可变形的远端壁和所述刮擦侧壁是由热塑性材料整体成形的。
26.如权利要求25所述的柱塞，其特征在于， 所述热塑性材料选自包括聚丙烯和聚乙烯的组。
27.一种用于注射系统的流体增压单元，所述单元包括 注射器，所述注射器包括近侧开口和内表面；包括末端部分的柱塞推杆，所述末端部分包括远侧末端；以及在所述注射器内安装的柱塞，所述柱塞包括刮擦侧壁、可变形的远端壁以及空腔； 所述柱塞的刮擦侧壁包括用于可逆密封所述注射器的内表面的外部密封唇；以及所述柱塞的空腔，所述空腔由所述刮擦侧壁和所述可变形的远端壁限定并且具有与所述远端壁相对的开口；其中，所述柱塞推杆的末端部分的尺寸和形状确定成使得当所述末端部分全部插入所述空腔内时，在所述末端部分的所述远侧末端与所述柱塞的可变形的远端壁之间存在空隙；并且所述柱塞的刮擦侧壁的所述外部密封唇位于所述柱塞的可变形的远端壁的邻近处，这样使得当所述柱塞推杆的末端部分全部插入所述柱塞的空腔内时，所述注射器内的压力高于给定的阈值压力并且使所述端壁变形进入所述空隙，由此迫使所述外部密封唇径向向外并且与所述注射器的内表面更紧密地密封接合。
28.如权利要求27所述的单元，其特征在于， 所述柱塞推杆进一步包括接合部分；并且所述柱塞进一步包括配合部分，用于和所述柱塞推杆的接合部分接合。
29.如权利要求观所述的单元，其特征在于，所述柱塞推杆的接合部分包括在所述推杆的末端部分的近端形成的凹槽；并且所述柱塞的配合部分包括至少一个突舌，所述突舌形成在所述刮擦侧壁内并且凸出进入所述空腔，所述至少一个突舌定位在紧邻所述空腔的开口。
30.如权利要求四所述的单元，其特征在于，所述柱塞推杆的所述凹槽包括基部和肩部，所述肩部从所述基部以相对于所述推杆的纵轴成锐角地向远侧延伸。
31.如权利要求27所述的单元，其特征在于，所述注射器包括第一长度以及第二长度，其中，在所述第一长度上的所述注射器的内表面限定所述注射器的第一内径，在所述第二长度上的所述内表面限定所述注射器的第二内径；所述第一长度从所述近侧开口朝向所述第二长度延伸并且所述第一内径大于所述第二内径；所述柱塞推杆进一步包括接合部分；所述柱塞的刮擦侧壁包括围绕所述空腔的开口的径向可膨胀-可缩小的部分； 所述柱塞进一步包括用于和所述柱塞推杆的接合部分接合的配合部分，所述配合部分形成在所述刮擦侧壁的所述可膨胀-可缩小的部分中并且凸出进入所述空腔；当所述刮擦侧壁的所述可膨胀-可缩小的部分定位于所述注射器的第一长度内时，所述刮擦侧壁的所述可膨胀-可缩小的部分膨胀，这样，当所述柱塞推杆的末端部分插入所述柱塞的空腔中时，使得所述柱塞推杆的接合部分与所述柱塞的配合部分对齐，所述柱塞的配合部分不与所述插入的柱塞推杆的接合部分可操作地接合；并且当所述刮擦侧壁的所述可膨胀-可缩小的部分位于所述注射器的第二长度内且已经通过所插入的柱塞推杆而从所述第一长度内移动时，所述刮擦侧壁的所述可膨胀-可缩小的部分缩小，这样使得所述柱塞的配合部分与所述插入的柱塞推杆的接合部分可操作地接
32.如权利要求27所述的单元，其特征在于，所述柱塞的刮擦侧壁进一步包括至少一个外部密封脊，所述至少一个外部密封脊位于所述外部密封唇与所述柱塞的空腔的开口之间，所述外部密封脊构造成与所述注射器的内表面的至少一部分持续密封接合。
33.如权利要求27所述的单元，其特征在于，所述单元进一步包括与所述柱塞推杆联接的电动机组件。
34.如权利要求27所述的单元，其特征在于，所述柱塞的刮擦侧壁和所述可变形的远端壁是由热塑性材料整体成形的。
35.如权利要求34所述的单元，其特征在于， 所述热塑性材料选自包括聚丙烯和聚乙烯的组。
36.如权利要求27所述的单元，其特征在于，所述柱塞是单个的注射成型元件，当所述柱塞推杆的末端部分插入所述柱塞的空腔内时，所述柱塞与所述柱塞推杆的末端部分直接面接。
全文摘要
一种注射系统包括注射器和柱塞。所述柱塞的刮擦侧壁限定空腔，所述系统的柱塞推杆插入所述空腔，使所述柱塞在所述注射器内移动以用于流体注射。所述柱塞包括用于接合所述推杆的特征，并且所述侧壁优选地包括在其中形成的所述特征的可膨胀-可缩小的部分。当所述柱塞初始安装在所述注射器的第一长度内时，所述侧壁的可膨胀-可缩小的部分膨胀并且所述柱塞的所述特征不与所述插入的推杆可操作地接合。当所述推杆移动所述柱塞进入所述注射器的第二长度时，所述侧壁的所述可膨胀-可缩小的部分缩小并且所述特征可操作地接合所述推杆。所述柱塞的可任选的可变形的端壁可以与所述插入的推杆的远侧末端间隔开。
文档编号A61M5/315GK102264414SQ200980151508
公开日2011年11月30日 申请日期2009年11月16日 优先权日2008年11月26日
发明者D·J·哈伊切克, M·G·希伯, S·D·尼斯特罗姆 申请人:阿西斯特医疗系统有限公司