一种高压注射装置及高压注射系统的制作方法

本发明涉及医疗器械技术领域，具体是一种高压注射装置及高压注射系统。

背景技术：

在许多医疗诊断和治疗程序中，医生或其他人员向患者注射造影剂配合计算机断层扫描(ct)、数字减影血管造影(dsa)、磁共振系统(mr)成像辅助医生诊断。

通常使用手动或自动注射设备推送造影剂，造影剂通过静脉或动脉到达检测位置，通过吸收x射线或改变体内组织在磁共振下的信号强度来获得期望的组织部位的图像，所得图像可以显示在监测器上并被记录。其中，典型的手动注射由造影剂源、生理盐水源、可手动推注的针筒、连接管路组成。由操作人员手动吸取造影剂或生理盐水，再由操作人员手动进行注射。整个注射过程的流速、压力与注射体积由操作者的力量和技术所影响，且因注射时的流体较为粘稠和速度所需较快，则注射所需压力较大；操作者经常如此工作导致疲劳，且压力、流速无法精确控制。另外，典型的自动注射由造影剂源、生理盐水源、可电动控制运动的注射装置、可连接到注射装置上的针筒、连接管路组成。可电动控制运动的注射装置通常由电动机、供电系统、可修改流速、注射剂量、压力参数的控制设备组成。在许多系统中，除了开始或停止注射之外，操作者与电动注射器之间不存在交互式控制。

可见，现有技术中，典型的手动注射及自动注射过程中，注射剂量、液体流速、压力参数、多阶段注射等无法得到精确控制，无法有效监测患者治疗情况的同时，医务人员的工作量也相对繁重。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种高压注射装置及高压注射系统，能够解决现有技术的高压注射设备无法有效精准监测和控制的问题。

本发明是这样实现的，一种高压注射装置，包括：

壳体和针筒，所述针筒可拆卸设置在所述壳体上，所述针筒的注射口连接有输液管；所述针筒包括针筒筒体和与所述针筒筒体配合的活塞件，所述活塞件用于挤压所述针筒筒体内的注射液；

驱动装置，所述驱动装置设置在所述壳体内，其输出轴与所述活塞件相连；

检测模块，所述检测装置包括传感器和显示装置，所述传感器用于检测所述针筒的输液状态，所述显示装置可转动设置在所述壳体上，用于显示和控制当前输液状态。

进一步的，所述传感器至少包括气泡检测传感器，所述气泡检测传感器设置在所述输液管上，用于检测输液过程产生的气泡。

进一步的，所述传感器还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述针筒筒体内，用于检测所述针筒筒体内部压力。

进一步的，所述壳体上设置有针筒保护套，所述针筒可拆卸安装于所述针筒保护套内；所述针筒保护套包括套壳和锁紧件，所述套壳为空心结构，用于放置所述针筒，所述针筒保护套侧边设有通孔，所述针筒注射口一端穿过所述通孔，所述锁紧件可转动设置在所述通孔处，以将所述针筒压紧固定。

进一步的，所述锁紧件包括固定件和旋转件，所述固定件设置在所述针筒保护套端部，所述旋转件设有卡口，所述卡口与所述针筒针头配合，以使所述旋转件旋转时将所述针筒卡紧。

进一步的，所述针筒保护套内部设有可活动档杆，所述档杆一端与所述针筒保护套接触，所述针筒保护套设有位置传感器，用于检测所述针筒安装在所述针筒保护套上时所述档杆是否到位。

进一步的，所述驱动装置包括驱动螺杆和输出轴，所述驱动螺杆一端与外界驱动电机或手动旋钮连接，一端与所述输出轴螺纹配合，所述输出轴与所述活塞件相连。

另外，本发明实施例中还提供一种高压注射系统，包括：

支架，所述支架上可转动设置有第一安装臂和第二安装臂；

所述高压注射装置，安装在所述第一安装臂上，用于执行注射任务；

近端控制装置，所述近端控制装置设置在所述第二安装臂上，用于根据当前输液状态对所述高压注射装置控制调节。

进一步的，所述支架包括用于承载所述高压注射装置的第一立柱，以及用于承载药液的第二立柱，所述第二立柱上固定有用于承载药液的挂钩，所述第一立柱和所述第二立柱固定与支架的底座上，所述底座下部设有可制动滑轮。

进一步的，所述支架包括固定座和由至少两根延伸柱互相铰接形成的支撑件，所述延伸柱之间能够相互水平、垂直或固定角度伸展或折叠。

本发明提供的高压注射装置和高压注射系统，通过设置注射检测状态和自动控制装置，能够实现注射过程中注射剂量、液体流速、压力参数、多阶段注射等的精确控制，为操作人员及患者提供更多的益处。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的高压注射装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的针筒结构示意图；

图3为本发明实施例中提供的针筒保护套安装结构示意图；

图4为本发明实施例中旋转件结构示意图；

图5为本发明实施例中拧紧状态的针筒配合结构示意图；

图6为本发明实施例中提供的气泡检测传感器的安装示意图；

图7为本发明实施例中提供的一组驱动装置的结构示意图；

图8a为本发明实施例中提供的第一触摸显示屏的用户界面示意图；

图8b为本发明实施例中提供的正常血管状态下的压力曲线示意图；

图8c为本发明实施例中提供的血管堵塞状态下的压力曲线示意图；

图9为本发明实施例中高压注射系统的结构示意图；

图10为本发明实施例中提供的一种第一安装臂的结构示意图；

图11为本发明实施例中提供的一种支架的结构示意图；

图12为本发明实施例中提供的另一种支架的结构示意图；

图13为本发明实施例中提供的又一种支架的结构示意图；

图14为本发明实施例中一种远程控制装置的结构示意图；

图15为本发明实施例中提供的第二触摸显示屏的图形界面示意图。

附图中：1、壳体；101、第一触摸显示屏；102、指示灯；103、上壳体；104、下壳体；105、手动旋钮；106、针筒保护套；107、套壳；108、锁紧件；109、固定件；110、旋转件；111、卡口；112、位置传感器；113、档杆；114、支撑杆；2、针筒；201、针筒筒体；202、活塞件；203、活塞底座；3、输液管；4、驱动装置；401、驱动螺杆；402、输出轴；403、驱动电机；404、手动旋钮；405、传动齿轮；501、气泡检测传感器；502、传感器检测头；503、传输线；504、接头；505、压力传感器；506、丝杆螺母；6、支架；601、支撑臂安装柱；602、放置盘；603、扶手盘；604、支架壳体；605、滑轮；606、第一立柱；607、第二立柱；608、挂钩；609、锁定环；610、开口；611、底座；612、支脚架；613、锁定扣；614、固定座；615、第一延伸柱；616、第二延伸柱；617、第三延伸柱；618、第一竖向转轴；619、第一横向转轴；620、第四延伸柱；621、第二竖向转轴；622、第二横向转轴；7、高压注射装置；8、近端控制装置；9、远端控制装置；901、前盖壳体；902、第二触摸显示屏；903、电源按钮；904、后盖壳体；905、搁架；906、手动开关插口；907、电源箱线缆插口；908、亮度增加按钮；909、亮度减小按钮；910、远端控制装置支架；911、阻尼支架转轴；10、电源箱；11、电缆；12、第一安装臂；121、长臂；122、安装臂轴孔；123、机架法兰；124、尼龙摩擦环；125、调节螺钉；13、第二安装臂。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

在本发明实施例中，本发明是这样实现的，一种高压注射装置，包括：

壳体1和针筒2，针筒2可拆卸设置在壳体1上，针筒2的注射口连接有输液管3；针筒2包括针筒筒体201和与针筒筒体201配合的活塞件202，活塞件202用于挤压针筒筒体201内的注射液；

驱动装置4，驱动装置4设置在壳体1内，驱动装置4输出轴与活塞件202相连；

检测模块5，检测装置包括传感器和显示装置，传感器用于检测针筒2的输液状态，显示装置可转动设置在壳体1上，用于显示和控制当前输液状态。

如图1所示，为本发明实施例中提供的一种高压注射装置的结构示意图，壳体1上安装有一个显示装置第一触摸显示屏101，用于接收用户操作指令及显示设备状态，为用户提供一个交互界面。一个指示灯102，用于指示注射装置的状态。在本发明的实施例中，壳体1分为上壳体103和下壳体104，上壳体103和下壳体104拼接成完整壳体，可以是通过螺栓连接的方式进行连接。还包括一个手动旋钮105可旋转的安装于下壳体104侧面，用于手动调节驱动装置4的输出轴控制注射。

如图2所示，为本发明实施例中提供的一种针筒结构示意图，针筒1包含一个针筒筒体201，一个安装于筒身内部的活塞件202，以及一个活塞底座203，活塞底座203用于连接驱动装置4的输出轴，并且活塞底座203设有凹槽，用于套设密封圈，保证与活塞件202配合时的密封性。本发明实施例中提供的针筒形式，只能在活塞底座203的最低端与针筒筒体201开口底边边缘齐平时，才能对准配合插入，保证配合的密封性，避免高压下注射液的泄露。

在本发明实施例中，壳体1上设置有针筒保护套106，针筒2可拆卸安装于针筒保护套106内；针筒保护套106包括套壳107和锁紧件108，套壳107内为空心结构，用于放置针筒1，针筒保护套106侧边设有通孔，针筒2注射口一端穿过通孔，锁紧件108可转动设置在通孔处，以将针筒2压紧固定。

具体的，如图3所示，针筒保护套106安装于高压注射装置的前部，用于保护其内部的针筒2，针筒保护套106可拆卸固定在高压注射装置上的方式是通过周向安装支撑杆114连接于壳体1侧面，针筒保护套106置于支撑杆114形成的夹紧空间内，针筒2置于针筒保护套106内，另外支撑杆114的末端安装有用于锁紧针筒2的锁紧件108，避免该针筒2在进行高压推送液体时，脱离原来位置，对患者形成伤害。

在本发明实施例中，锁紧件108包括固定件109和旋转件110，固定件109设置在针筒保护套的端部，旋转件110设有卡口111，卡口111与针筒2针头配合，以使旋转件110旋转时将针筒2卡紧。

具体的，如图4～5所示，其中图4为未拧紧针筒的旋转件状态示意图，图5为拧紧状态的旋转件状态示意图。旋转件110铰接在固定件109一侧，旋转件110可以绕铰接点旋转，然后将针筒2按压在针筒保护套106内，同时旋转件110与针筒2的接触面设置为一定的变径曲面，只有在旋转件110旋转至指定位置，才能保证两者的接触面紧密接触，进而锁紧针筒。

在本发明实施例中，传感器至少包括气泡检测传感器501，气泡检测传感器501设置在输液管3上，用于检测输液过程产生的气泡。

具体的，如图6所示，为本发明实施例中提供的一种气泡检测传感器的安装示意图，一组气泡检测传感器501包含一个卡接在输液管3上的传感器检测头502，一根传输线503，及一个固定在注射机头后盖壳体上的接头504。当高压注射装置向患者注射液体时，气泡检测传感器501实时监测输液管中的液体流动，若有气泡经过传感器监测位置，传感器即向系统发出监测到气泡的信号，系统当即做出相应的处理，以免气泡对患者造成伤害。

在本发明实施例中，驱动装置4包括驱动螺杆401和输出轴402，驱动螺杆401一端与外界驱动电机或手动旋钮连接，一端与输出轴402螺纹配合，输出轴402与活塞件202相连。

具体的，如图7所示，为本发明实施例中提供的一组驱动装置的示意图，驱动装置固定4设置在壳体1内，用于推动或回缩针筒活塞件，以达到将液体递送给患者或从液体存储器中将液体吸入针筒的目的。在本发明实施例中，驱动装置4包括驱动电机403和手动旋钮404，在其他实施例中可以二选一进行设置，还包括传动齿轮组405，传动齿轮组405与驱动螺杆401固定配合，以使驱动电机403或者手动旋钮404转动时，带动传动齿轮组45转动的同时带动驱动螺杆转动，进而使得与驱动螺杆401螺纹配合的输出轴402伸缩，进而推动活塞件202挤压针筒2的内部空间，实现向患者递送液体，或从液体存储器中吸入针筒的目的。

另外，在本发明实施例中，传感器还包括压力传感器505，压力传感器505设置在驱动螺杆的轴承端部，通过轴承端面的受力进一步将力传递到压力应变片，最终实现外部压力的检测。具体的，用于工作过程中，向患者递送液体时，实时检测针筒内的注射压力，检测精度高，反应灵敏，系统根据压力传感器的反馈信息，调整致动电机的输出，以满足操作人员预设的注射方案。使用压力传感器直接检测针筒压力的方式，相较于通过检测致动电机电流进而计算电机扭矩来判断针筒内压力的方式，缩短了反应时间，且避免了不必要的计算误差，更安全有效。

进一步的，在本发明实施例中，如图8a所示，还提供第一触摸显示屏101的用户界面示意图，用户图形界面包含：

状态显示栏a，用于指示当前高压注射装置第一触摸显示屏101的状态，是处于激活还是待机的状态。

自动装载按钮栏b，用于设置自动装载药物的量，或直接自动装载满容量。

手动控制推杆进退栏c，用于切换手动旋钮控制针筒活塞件的前进后退，且可选两个速度等级。

针筒状态显示栏d，用于显示针筒当前状态，包含针筒是否插入到位、针筒内当前液体容量。

提示栏e，用于显示注射方案内容，注射方案的内容可以是在触摸显示屏输入进行记录。

时间信息显示栏f，用于显示当前系统时间。

具体的，高压注射装置完成一次注射后，触摸显示屏会弹出压力曲线界面，操作人员可以在该用户界面上查看各种注射相关信息，包含方案持续时间、压力限制、峰值压力。比如，如图8b所示为正常血管状态下的压力曲线，图8c为血管堵塞状态下的压力曲线，横坐标为方案持续时间、纵坐标为压力值，操作人员可以通过查看压力曲线，判断出目标血管是否存在堵塞。

在本发明实施例中，针筒保护套106内部设有可活动档杆113，档杆113一端与针筒保护套106接触，针筒保护套106设有位置传感器112，用于检测针筒2安装在针筒保护套106上时档杆113是否到位。

具体的，如图5所示，针筒保护套包含位置传感器112以外，还设置有一个到位检测挡杆113，位置传感器设置在档杆的一端，档杆另一端与针筒保护套接触，当针筒被拧紧时抵住档杆，使得档杆压迫位置传感器，进而感应到位，达到检测针筒到位的目的。

在本发明的其他实施例中，还可以在壳体1上设置倾斜角度传感器，检测注射装置与地平面之间的角度关系，通过系统采集处理该传感器信号，根据当前注射装置与地平面的俯仰角关系自动调整触摸显示屏的显示模式为符合操作人员自然视角的图形用户界面,解决了注射机头朝下进行注射时，触摸显示屏不方便操作人员观察及操作的问题。

本发明提供的高压注射装置，通过设置注射检测状态和自动控制装置，能够实现注射过程中注射剂量、液体流速、压力参数、多阶段注射等的精确控制，为操作人员及患者提供更多的益处。

实施例二

在本发明实施例中，本发明是这样实现的，一种高压注射系统，包括：

支架6，支架6上可转动设置有第一安装臂12和第二安装臂13；

高压注射装置7，安装在第一安装臂12上，用于执行注射任务；

近端控制装置8，近端控制装置8设置在第二安装臂13上，用于根据当前输液状态对高压注射装置7控制调节。

在本发明实施例中，还包括用于远程控制高压注射装置的远程控制装置9，远端控制装置和近端控制装置以及高压注射装置的触摸显示屏皆具有显示和控制的功能，由操作员自主灵活选择。如图9所示，图9是本发明实施例中高压注射系统的结构示意图，在本发明实施例的应用场景中，高压注射系统分为控制室和操作室两部分，操作室包含支架6、高压注射装置7和近端控制装置8以外，还包括电源箱10和电缆11，控制室隔离于操作室之外，在操作室内，电源箱10通过电缆11连接到网电电源上，并将ac网电电源转化为dc直流电源，通过线缆，提供给远端控制装置9及操作室内的高压注射装置7和近端控制装置8，且负责远端控制装置9、近端控制装置8及高压注射装置7三者间的通信交换。高压注射装置可扭转的安装在第一安装臂12上，第一安装臂12可枢转的安装在支架6上。近端控制装置可扭转的安装在第二安装臂13上，第二安装臂13可枢转的安装在支架6上。

在本发明实施例中，如图10所示，为本发明提供的一种第一安装臂的结构示意图。其中，第一安装臂12包含一个长臂121，用于支撑和安装高压注射装置；一个安装臂轴孔122，用于将安装臂12固定安装到支架6上；一个机架法兰123，一个尼龙摩擦环124，用于配合两个调节螺钉125调节安装臂12的旋转阻尼。具体的，安装臂轴孔122插入机架法兰123的顶部圆轴，在机架法兰123的圆轴上面套有一尼龙摩擦环124，安装臂轴孔122的外侧安装有两个紧钉螺丝125，穿透安装臂轴孔122与尼龙摩擦环124对顶，随着紧钉螺丝125的锁紧，尼龙摩擦环124的形变逐渐增大，与机架法兰123上的圆轴抱紧，从而增大摩擦阻力，实现阻尼可调。

如图11所示，为本发明实施例中提供的一种支架的结构示意图，具体的，支架6包括2个支撑臂安装柱601，分别用于固定第一安装臂12和第二安装臂13。1个液体存储器放置盘602，用于放置液体存储器。1个扶手盘603，一个支架壳体604及若干个带锁万向滑轮605。其中，扶手盘603固定在支架壳体604上，支架壳体604底部安装有若干个带锁万向滑轮605，当滑轮605解锁，操作人员可以推动扶手盘603，自由的移动支架位置，并在到达合适的位置时锁定滑轮605，以保证支架的位置不发生改变。

在本发明其他实施例中，支架6可以是伸缩结构，支架6包括用于承载高压注射装置7的第一立柱606，以及用于承载药液的第二立柱607，第二立柱607上固定有用于承载药液的挂钩608，第一立柱606和第二立柱607固定与支架的底座611上，底座下部设有可制动滑轮。

具体的，如图12所示，为本发明一个实施例中提供的另一种支架的结构示意图，该支架还包含两个锁定环609，用于将第一支柱606和第二支柱607进行相互固定，一个在立柱上的开口610，用于电源箱到高压注射装置的线缆走线，一个底座611用于固定立柱，该底座向外延伸若干支脚架612，每支脚架安装一个带锁万向滑轮605，操作人员可自由调整支架位置，且在到达目标位置后锁定滑轮605，以保证立柱支架位置不发生改变，一根可调节高度的药液挂钩支架，方便用户实际使用，该药液支架包含两个挂钩608，安装在第二立柱607上，用于挂接药液容器，其中第二立柱607为伸缩结构，由锁定扣613进行锁定调节。

在本发明的又一个实施例中，支架6可以为可伸展结构，支架包括固定座和由至少两根延伸柱互相铰接形成的支撑件，延伸柱之间能够相互水平、垂直或固定角度伸展或折叠。

具体的，如图13所示，为本发明一个实施例中提供的又一种支架的结构示意图，该支架的固定座614用于将支架固定安装于房间顶部，支撑件从固定座614向下延伸，支撑件之间的延伸柱的具体连接方式可以是：第一延伸柱615中央轴通过第一关节可旋转的连接到第二延伸柱616上，第三延伸柱617通过由第一竖向转轴618和第一横向转轴619构成的第二关节可活动的连接到第二延伸柱616的中央轴上，第四延伸柱620通过由第二竖向转轴621和第二横向转轴622构成的第三关节，可活动的连接到第三延伸柱616上，第四延伸柱620的末端固定承载高压注射装置，整个支架可万向移动、保持注射机头到达适当位置，方便操作人员使用。

另外，本发明实施例中还提供一种远程控制装置的结构示例，如图14所示，远端控制装置9包括一个前盖壳体901，该前盖壳体上安装有一个第二触摸显示屏902，该触摸显示屏为操作人员远程操作高压注射装置7进行液体注射程序的用户接口，一个系统电源按钮903，该电源按钮用于启动和关闭系统供电。还包括一个后盖壳体904，该后盖壳体上装有：一个手动开关搁架905，该搁架用于放置手动开关，一个手动开关插口906，用于手动开关接头的插入，一个电源箱线缆插口907，用于连接电源箱电力及通信线缆的插入，一个亮度增加按钮908，用于增加液晶显示屏的亮度，一个亮度减小按钮909，用于降低液晶显示屏的亮度。还包括一个远端控制装置支架910，固定安装于后盖壳体904上，用于可改变倾斜角度的支撑壳体及壳体内部所有部件，其包含一个阻尼支架转轴911，允许壳体以转轴为轴心，根据操作人员的使用习惯，可任意调节倾斜角度，且能保持在该倾斜角度，为操作人员提供最佳的操作视角。

进一步的，第二触摸显示屏902由触摸屏覆盖于液晶显示屏上构成，具有控制及显示的功能，操作人员可以通过操作第二触摸显示屏902，实现注射方案设置，设备状态查询等。具体的，在一个实施例中，如图15所示，第二触摸显示屏902显示的图形界面包含：设备型号，注射机头状态，时间日期，信息提示，针筒内现有液体容量，方案设置详细参数项等。通过触摸屏检测操作人员的操作，包含：注射方案详细参数设置，方案锁定、解锁，方案调、存储等，当系统检测并处理操作人员的触摸输入后，将对应的变动信息显示在液晶显示屏912的图形界面上，同时由远端控制装置内部通信交互系统的处理后，同步到高压注射装置的液晶显示屏及近端控制装置上。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。