一种高压注射器的制作方法

本实用新型属于医疗器械领域，涉及一种高压注射器。

背景技术：

为了提高造影的效果，通常需要使用高压注射器将造影剂注射到人体组织或器官中。高压注射器是一种用于造影检查时进行造影剂注射的注射器，通过按照设定的程序注射造影剂以增强组织对比度，提高病变分辨率及诊断的准确性。一般，高压注射器的动力装置采用直流电机、步进电机或伺服电机，而采用上述动力装置的高压注射器，由于动力装置含有磁性材质，将会限制应用于磁共振造影检查。因此，目前磁共振造影检查用的高压注射器一般采用的是液压装置进行驱动，具体通过油泵直接将液压油传输到伺服比例阀，通过伺服比例阀来调节管路中的油量与油压，但其存在流速和流量难以精确控制，从而无法实现超低流量输出，也无法实现注射的精准控制，并且需要经常更换液压油，致使其不易于维护保养，使用成本高。

技术实现要素：

本实用新型要解决的主要技术问题是，提供一种高压注射器，解决现有高压注射器因为含有磁性材质不能应用于磁共振造影检查，或因为采用液压装置存在流速和流量难以精确控制，导致无法实现超低流量输出，也无法实现注射的精准控制，并且需要经常更换液压油，致使不易于维护、成本高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种高压注射器，包括：注射臂机架、注射臂以及控制器；所述注射臂固定在所述注射臂机架上，其包括电机安装板、夹头固定板、超声电机、联轴器、滚珠丝杆、推杆及夹头，所述超声电机固定在所述电机安装板上，所述联轴器的一端通过所述电机安装板上的通孔与所述电机连接，另一端与所述滚珠丝杆的一端连接，所述滚珠丝杆的另一端与所述推杆套接；所述夹头固定在所述夹头固定板上，所述推杆的一端通过所述夹头固定板上的通孔穿过所述夹头，伸入安装在所述夹头上的针筒内，与针筒内的活塞相配合；

所述控制器包括机箱、设置于所述机箱内的中央控制器和电机驱动器；所述中央控制器向所述电机驱动器发送控制指令，所述电机驱动器根据所述控制指令控制所述电机转动进而通过所述联轴器带动所述滚珠丝杆转动，进而带动所述推杆向前或向后移动完成吸药、排气、试注射和注射。

在本实用新型的一种实施例中，所述注射臂包含两套超声电机、联轴器、滚珠丝杆、推杆及夹头。

在本实用新型的一种实施例中，所述控制器还包括设置于所述机箱内，用于将所述电机驱动器进行屏蔽的电机驱动器屏蔽罩。

在本实用新型的一种实施例中，还包括磁环阵列，所述磁环阵列包含至少一个磁环，设置在所述电机驱动器屏蔽罩上。

在本实用新型的一种实施例中，所述注射臂还包括导向轴和导向滑块，所述导向轴两端分别固定在所述电机安装板、夹头固定板上且与所述滚珠丝杆平行，所述导向滑块穿过所述导向轴且可沿着该导向轴来回滑动，所述导向滑块的下端与所述推杆后端固定连接。

在本实用新型的一种实施例中，还包括限位开关和开关触发片，所述限位开关包括靠近所述夹头固定板设置的前限位开关和靠近所述电机安装板设置的后限位开关，所述开关触发片设置在所述导向滑块上，所述导向滑块向前移动和向后移动过程中，所述开关触发片分别与所述前限位开关和后限位开关配合，触发所述前限位开关和后限位开关产生位置检测信号并传递给所述中央控制器。

在本实用新型的一种实施例中，所述限位开关为光电限位开关，所述开关触发片为光遮挡片。

在本实用新型的一种实施例中，所述注射臂还包括人机交互控制面板，其与所述中央控制器连接，用于将操作人员下发的指令发给所述中央控制器。

在本实用新型的一种实施例中，还包括控制台，所述控制台作为人机交互界面，其与所述中央控制器连接，用于将操作人员设置的信息发给所述中央控制器，以及对来自所述中央控制器的系统信息进行显示。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的高压注射器包括注射臂机架、注射臂以及控制器；注射臂固定在所述注射臂机架上，其包括电机安装板、夹头固定板、超声电机、联轴器、滚珠丝杆、推杆及夹头，推杆与安装在夹头上的针筒内的活塞配合；控制器包括机箱、设置于机箱内的中央控制器和电机驱动器；中央控制器向电机驱动器发送控制指令，电机驱动器根据控制指令控制超声电机转动进而通过联轴器带动滚珠丝杆转动，进而带动推杆向前或向后移动完成吸药、排气、试注射和注射。本实用新型通过在注射臂上设置超声电机并通过在控制器上设置电机驱动器及控制器，既能应用于磁共振造影检查，提升控制的精准性，又能避免使用液压装置存在的流速和流量难以精确控制，导致无法实现超低流量输出，也无法实现注射的精准控制，并且需要经常更换液压油，致使不易于维护、成本高的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的高压注射器结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的高压注射器结构示意图二；

图3为本实用新型实施例提供的注射臂结构示意图一；

图4为本实用新型实施例提供的注射臂结构示意图二；

图5为本实用新型实施例提供的控制器结构示意图一；

图6为本实用新型实施例提供的控制器结构示意图二。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型提供的上述控制方法和装置适用于各种类型的高压注射器。本实施例以通过电机控制推杆前后移动的高压注射器为例进行说明。

请参见图1所示，本实施例提供的高压注射器包括：注射臂机架3、注射臂30以及控制器2；注射臂30固定在注射臂机架3上，注射臂30通过注射臂电缆5与控制器2连接。其中控制器2和注射臂机架3放置在检查室内，例如CT室或者磁共振室。

注射臂机架3包括五爪底座34，下直管33、配重铁36以及上弯管31；下直管33的下端穿过五爪底座34与配重铁36连接，下直管33的上端与上弯管31连接。注射臂30与上弯管31固定连接。五爪底座34上安装有脚轮35，以便于机架灵活移动，从而便于调整注射臂30的位置。其中3个脚轮35上可设置刹车，另外2个脚轮35则不带刹车；配置的配重铁36用于稳定注射臂机架3的重心，便于注射臂机架3稳定移动。

请参见图2所示，本实施例中提供的高压注射器还包括控制台1，该控制台1与控制器2连接，该控制台1具体可通过光纤4或普通网线与控制器2连接。控制台1放置在操作室内，将高压注射器的系统信息反馈给控制台1，控制台1可对其进行显示。同时控制台1作为人机交互界面可以发出控制指令，通过光纤4或普通网线传递给控制器2。

请参见图3和图4所示，本实施例提供的注射臂30包括：电机安装板304、夹头固定板310、超声电机301、联轴器311、滚珠丝杆313、推杆317及夹头316，超声电机301固定在电机安装板304上，联轴器311的一端与超声电机301连接，另一端与滚珠丝杆313的一端连接，滚珠丝杆313的另一端与推杆317套接；夹头316固定在夹头固定板310上，推杆317的一端通过夹头固定板310上的通孔穿过夹头316，与安装在夹头316上的针筒内的活塞配合。

具体的，注射臂30还包括电机支撑柱302、转动头303、连接板306、导向轴309、夹头固定板310、联轴器311、轴承312、滚珠丝杆313、滑动套314、油封315、导向滑块318、轴承压板319、转动板320组成。

其中夹头316、滑动套314、油封315固定安装到夹头固定板310上；滚珠丝杆313和轴承312安装到电机固定板304上，并使用轴承压板319固定住；导向轴309穿过导向滑块318后安装在夹头固定板310和电机安装板304的通孔位内，且与推杆317平行。导向滑块318的下端与推杆317后端连接。将限位开关308(包括前限位开关和后限位开关，前限位开关靠近夹头固定板设置，后限位开关靠近电机安装板设置)安装到限位开关安装板307上，将转动头303与转动板320安装到一起，然后将连接板306、转动板320、限位开关安装板307安装到夹头固定板310和电机安装板304上；再将推杆317从夹头固定板310上穿入，与滚珠丝杆313、导向滑块318、开关触发片305安装在一起；进一步将联轴器311与滚珠丝杆313进行装配，进一步将超声电机301安装到联轴器311和电机支撑柱302上，这样整个传动机构就装配完成了。导向滑块318沿着导向轴309前后移动过程中，开关触发片305分别与前限位开关和后限位开关配合，触发前限位开关和后限位开关产生位置检测信号并传递给控制器中的中央控制器。本实施例中的限位开关308可为光控限位开关，此时的开关触发片为光遮挡片即可；本实施例中的限位开关308也可为行程开关，此时的开关触发片为开关压缩片即可。

本实施例中的注射臂30上可以设置单针筒，也可以设置多针筒。图3-4所述注射臂包含两套超声电机301、联轴器311、滚珠丝杆313、推杆317及夹头316。

本实施例中的注射臂30还包括人机交互控制面板，其与控制器2的中央控制器连接，用于将操作人员下发的指令发给中央控制器。用户可以通过该人机交互控制面板下发控制指令并发给控制器2。

请参图5和图6所示，控制器2包括机箱，机箱上设有内部电源电池盒20、电池盒压板21、驱动器屏蔽罩22、机箱连接板23、中央控制器屏蔽罩24、电源指示灯板25、电源开关26、变压器27、电源插座28、保险丝座29组成。

具体的，驱动器屏蔽罩22内包括电机驱动器222、滤波电路板223；还包括设置在驱动器屏蔽罩22上的磁环矩阵221(包括至少一个磁环)，该磁环矩阵221有减小系统向环境辐射电磁能量的作用。电机驱动器222是注射臂30上超声电机301的驱动装置；滤波电路板223具有衰减从电机驱动器222发射出的超声电机驱动控制信号中的共模干扰信号的作用。具体的中央控制器屏蔽罩24内包括散热铝块241、导热硅胶242、中央控制器243；散热铝块241和导热硅胶242结合到中央控制器243的整流桥堆上，具有快速散热的作用；中央控制器243是整个系统的核心。

控制器2的工作原理如下：

控制器2通过光纤4将系统信息传送到控制台1，同时从控制台1获取系统配置及用户操作指令，这些信息全传送到中央控制器243进行处理。控制器2通过注射臂电缆5获取注射臂30上的按键信息和限位开关308的状态信息，这些信息反馈给中央控制器243进行处理。

中央控制器243通过获取的控制台1信息和注射臂30信息，进行处理后，将相关的信息实时传递到控制台1显示。同时根据处理结果，中央控制器243将发送驱动器控制信号给电机驱动器222，电机驱动器222会处理中央控制器发送的指令，然后将处理结果反馈给中央控制器243，或发送电机驱动信号通过注射臂电缆5传递给超声电机301，控制超声电机301带动相关传动机构运行。同时超声电机301的编码器会将其实时的编码器信息通过注射臂电缆5反馈给电机驱动器222，电机驱动器222根据反馈的编码器信息调节电机驱动信号，同时将编码器信息转发给中央控制器243，中央控制器243根据反馈的编码器信息及其它控制信息进行处理，调节超声电机301的运行状态，同时将相关的推杆317的位置信息实时通过光纤4发送给控制台1。

注射臂30的工作原理如下：

当超声电机301接收到从注射臂电缆5传送过来的驱动信号后，超声电机301将受驱动信号控制，并进行运转，通过联轴器311带动滚珠丝杆313转动，进而带动推杆317向前或向后移动完成，包括吸药、排气、试注射和注射的过程。具体的，超声电机301通过电机支撑柱302固定在电机安装板304上，超声电机301转动时，会带动与之相连接的联轴器311转动，联轴器311将带动与之相连的滚珠丝杆313转动，滚珠丝杆313、推杆317、导向滑块318、开关触发片305是装配在一起的，因此滚珠丝杆313转动时会带动推杆317、导向滑块318、开关触发片305一起向前(注射或排气)或者向后运动(吸药)；推杆317应用时与安装在夹头316上的针筒内的活塞进行配合连接，当推杆317运动时，将带动针筒内的活塞一起运行，这样就实现了吸药、排气及注射的过程。

当推杆317运动时，由于其与导向滑块318装配在一起，导向轴309穿过了导向滑块318，因此推杆317及导向滑块318将沿着导向轴309运动，使推杆317在运行过程中不会出现其它方向的摆动。

超声电机301运行时，其一体的编码器也将读取超声电机运行速度和方向信息，编码器信息将通过注射臂电缆5反馈给控制器2进行处理。

当开关触发片305随着推杆317运行到限位开关308处时，限位开关308的状态变化信息会通过注射臂电缆5被控制器2检测到，因此通过判断限位开关308的状态信息可以起到限定推杆317运动范围和进行零点校准的作用，达到保护设备准确、安全工作的目的。

油封315的作用是防止药液通过夹头316与推杆317之间的间隙渗漏到注射臂30内部，污染辐射注射臂30内部机构。

转动头303装配到上弯管31上，转动头303与转动板320装配在一起，转动板320连接了夹头固定板310和电机安装板304，可以使整个注射臂30与水平面成-60°到+120°的范围内转动。

基于本实施例提供的高压注射器，其控制过程如下：

在注射臂30上安装好针筒；

发送快速排气指令给中央控制器243，中央控制器243发送相应的控制信号给电机驱动器222，电机驱动器222控制超声电机301以预设速率转动完成快速排空气；

发送吸药指令给中央控制器243，中央控制器243发送相应的控制信号给电机驱动器222，电机驱动器222控制超声电机301以预设速率转动完成吸药；

发送慢速排气指令给中央控制器243，中央控制器243发送相应的控制信号给电机驱动器222，电机驱动器222控制超声电机301以预设速率转动完成慢速排空气；

发送试注射指令给中央控制器243，中央控制器243发送相应的控制信号给电机驱动器222，电机驱动器222控制超声电机301以预设速率转动完成试注射，在向被注射对象注入第一预设剂量的注射液后停止；

在判断未发生皮下渗漏后，发送注射指令给中央控制器243，中央控制器243发送相应的控制信号给电机驱动器222，电机驱动器222控制超声电机301以预设速率转动完成预设剂量的注射；

当中央控制器243在注射过程中检测到系统告警信息时，中央控制器243发送相应的停止控制信号给电机驱动器222以控制超声电机301停止转动，从而停止注射。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。