一种自动高压注射系统的制作方法

本发明涉及造影剂注射设备，具体涉及一种自动高压注射系统。

背景技术：

高压注射器基本功能是，在一定时间内，通过经皮穿刺进入血管或经人体原有孔道，将足够量的高浓度X线造影剂快速、准确地注射到检查部位，可以对病变部位进行诊断性造影与治疗。

由于造影剂粘稠度的关系，当造影剂加热体温时，其粘稠度将会降低约一半，因此，把加温的造影剂(尤其是高浓度的制剂)抽吸到注射器里就更容易得多，一般来说，造影剂长期贮存与临时存放有一定的差异。在使用时，由于不同的人使用的量不同，差距可达数倍，容易造成未用完的针管被废弃，导致造影剂利用率不高。同时，现有的针管和导管都需要手动进行更换，操作繁琐且效率较低。

公开号为CN207384561U的专利文件公开一种高压注射器机头，包括丝杆组件和连接于所述丝杆组件的推杆组件，所述高压注射器机头还包括支架和固定于所述支架的挡板：所述支架包括设于所述挡板的导向柱，所述推杆组件形成有导向槽，所述导向柱可滑动地容纳于所述导向槽；或所述推杆组件包括导向柱，所述挡板形成有导向槽，所述导向柱可滑动地容纳于所述导向槽。本实用新型技术方案高压注射器机头确保推杆组件进行直线运动，同时简化生产作业的难度，提高生产效率。本实用新型还提出一种高压注射器。并未解决上述提到的问题。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种自动高压注射系统，通过使用标准化的针管，实现针管的安装简单快速。通过设置主注射端与备用注射端，无需繁琐的操作，实现针管的自动更换，配合针管的自动更换，标准化的针管可以制成小容量的规格，提高造影剂的利用率。控制吸液针调节组件转动一定角度，完成导管和吸液针的更换。配合针管的自动更换，每次更换针管时进行同步更换。

本发明所要解决的技术问题为：

(1)如何实现针管和导管的自动更换，以缩短针管以及导管更换的时间，进而提高造影剂注射的效率。

(2)如何避免因针管内的造影剂未用完导致的造影剂利用率不高。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种自动高压注射系统，包括人机交互模块，数据采集模块、控制模块和注射模块，所述人机交互模块与控制模块通信连接，控制模块与注射模块通信连接，所述注射模块包括针管存储单元和针管，且注射模块用于将造影剂从针管中挤出；所述控制模块用于控制造影剂的注入量、针管的更换以及吸液针的调节；所述人机交互模块用于输入控制指令和显示注射参数；所述数据采集模块用于采集注射模块连接的针管中的造影剂剩余量、造影剂的注入量、实时温度；

所述针管存储单元有两个，且两个针管存储单元存储有同一型号的针管，每个所述针管存储单元的内部均设置有针管驱动单元、针管更换单元以及吸液针调节单元；

所述针管驱动单元用于将针管与吸液针调节单元连通以及配合针管更换单元实现针管的更换；

所述吸液针调节单元用于更换针管后更换吸液针，并调节吸液针位置使吸液针与针管连通；

所述针管更换单元用于将针管排出针管存储单元；

进一步的，所述针管包括储液盒，所述储液盒的上端面固定连接有限位条，所述储液盒的下端面设有与限位条同向且大小相同的限位槽，所述储液盒的端面呈倒凹字型结构，且储液盒的一端面开设有四个呈矩阵分布的第一通孔和一个位于四个第一通孔中心处的第二通孔，所述储液盒的内部开设有截面为倒凹字型的滑动槽，所述滑动槽滑动连接有活塞板，所述活塞板靠近第一通孔的侧壁固定连接有匹配第一通孔的插接套以及匹配第二通孔的磁性柱，且磁性柱的长度大于插接套的长度，所述滑动槽内顶壁远离第一通孔的一端开设有出液孔，所述出液孔的开口端覆盖有密封胶膜。

进一步的，所述针管存储单元包括针管存储单元箱，所述针管存储单元箱的侧壁开设有针管放入槽，所述针管放入槽的内腔形状与针管匹配，所述针管放入槽连通在存储槽的上端，所述存储槽的内壁铺设有隔热层，所述存储槽纵向设置，且存储槽的内部存储有纵向堆叠的针管，所述存储槽的侧壁下端连通有调节槽，所述调节槽与针管放入槽同侧设置，且调节槽的内壁开设有导管插接孔，所述导管插接孔转动插接有吸液针调节组件，所述存储槽相对调节槽的侧壁连通有针管驱动单元连接槽的一端，所述针管驱动单元连接槽的下方贯通连接有安装槽，所述安装槽内固定连接有针管更换单元，所述针管更换单元包括第二电动伸缩装置和推板，所述针管驱动单元连接槽的上方贯通连接有针管排出槽，针管排出槽的内腔形状与针管匹配，所述针管驱动单元连接槽的另一端固定插接有针管驱动单元。

进一步的，所述针管驱动单元包括针管驱动单元外壳，所述针管驱动单元外壳与针管驱动单元连接槽贯通连接，所述针管驱动单元外壳内部固定连接有第一电动伸缩装置，所述第一电动伸缩装置的输出端同轴固定连接有第一步进电机，所述第一步进电机的输出轴固定连接有推动组件，所述推动组件包括连接圆板，所述连接圆板与第一步进电机的输出轴同轴固定连接，连接圆板远离第一步进电机的端面外沿固定连接有四个匹配插接套的顶杆和一个匹配磁性柱的磁性杆。

进一步的，所述吸液针调节单元包括吸液针调节组件和用于驱动吸液针调节组件转动的第二步进电机，所述吸液针调节组件包括调节盒，所述调节盒的两个平面侧壁分别固定插接有套筒和连接轴，所述连接轴贯穿针管存储单元箱的侧壁同轴固定连接在第二步进电机的输出轴上，所述第二步进电机固定连接在控制盒中，所述控制盒固定连接在针管存储单元箱的侧壁上，控制盒的内部固定连接有控制模块，所述调节盒的曲面侧壁可拆卸式固定连接有中心对称的六个匹配出液孔的吸液针，所述吸液针和调节盒均为中空结构且贯通连接，吸液针的侧壁开设有导液孔，所述调节盒与吸液针的连接处固定连接有微型单向阀，所述微型单向阀靠近调节盒的一端套筒连接有导管，导管的另一端活动插接在套筒中并到达针管驱动单元外壳的外部。

进一步的，所述针管存储单元箱的下端面设置有不同厚度的脚垫，靠近调节槽一侧的脚垫高度大于靠近安装槽一侧脚垫的高度。

本发明的有益效果：

(1)针管的安装：通过使用标准化的针管，将多个加热后的针管依次同向塞进针管放入槽，通过相同形状的针管放入槽和针管，实现简单快捷的放入针管，使针管滑入存储槽并堆叠在一起，并对针管进行保温。针管的安装简单快速，还具有存储和保温的功能，提高噪影效果。

(2)实现针管的更换和提高利用率：通过设置主注射端与备用注射端，在主注射端内针管的造影剂块用完时，使备用注射端的针管与导管连通，当主注射端连接的针管剩余量小于预设值时，则停止主注射端注射，改用备用注射端对患者进行注射；在备用注射端进行注射的同时，主注射端的第一电动伸缩装置缩短，直至将最下方的针管拉到针管驱动单元连接槽中，使吸液针调节组件与用完的针管分离，同时上方未使用的针管落下，此时控制第二电动伸缩装置伸长，位于待排出的针管下方的推板向上推动待排出的针管至针管排出槽内，使待排出的针管顺着针管排出槽排出，完成针管的更换；无需繁琐的操作，实现针管的自动更换，进而提高了注射效率。配合针管的自动更换，标准化的针管可以制成小容量的规格，保证了注射效果的同时，减少未用完的造影剂被污染或废弃的情况，提高造影剂的利用率。

(3)实现吸液针与导管的更换：在吸液针调节组件与针管分离后，控制吸液针调节组件连接的第二步进电机转动一定角度，使另一个吸液针与最下方的针管的限位条共线，完成导管和吸液针的更换。配合针管的自动更换，每次更换针管时进行同步更换，能够提高注射的效率，同时提高了注射的安全性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的注射模块的正面立体图；

图2是本发明的注射模块的反面立体图；

图3是本发明的针管存储单元箱的剖视图；

图4是本发明的针管的结构示意图；

图5是本发明的针管的剖视图；

图6是本发明的针管内活塞板的结构示意图；

图7是本发明的注入造影剂时针管存储单元、针管、吸液针调节组件、针管驱动单元、针管更换单元的位置示意图；

图8是本发明的针管水平移动时与推杆的位置示意图；

图9是本发明的吸液针调节组件的立体图；

图10是本发明的吸液针调节组件的剖视图；

图11是本发明的针管更换单元的结构示意图。

图中：针管存储单元箱1、针管放入槽101、存储槽102、调节槽103、导管插接孔104、针管驱动单元连接槽105、安装槽106、针管排出槽107、针管驱动单元外壳2、第一电动伸缩装置201、第一步进电机202、推动组件203、连接圆板2031、磁性杆2032、顶杆2033、控制盒3、针管4、储液盒401、限位条402、限位槽403、第一通孔404、第二通孔405、滑动槽406、活塞板407、插接套408、磁性柱409、出液孔410、吸液针调节组件5、调节盒501、吸液针502、导液孔503、微型单向阀504、套筒505、连接轴506、针管更换单元6、第二电动伸缩装置601、推板602。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-11所示，本实施例提供了一种自动高压注射系统，包括人机交互模块，数据采集模块、控制模块和注射模块，人机交互模块与控制模块通信连接，控制模块与注射模块通信连接，注射模块包括针管存储单元和针管4，且注射模块用于将造影剂从针管4中挤出；控制模块用于控制造影剂的注入量、针管4的更换以及吸液针502的调节；人机交互模块用于输入控制指令和显示注射参数；控制指令包括注射指令、针管4和导管的更换指令等，注射参数为造影剂的剩余量，注入量，实时温度等，数据采集模块用于采集注射模块连接的针管4中的造影剂剩余量、造影剂的注入量、实时温度；

针管存储单元有两个，且两个针管存储单元存储有同一型号的针管4，每个针管存储单元的内部均设置有针管驱动单元、针管更换单元6以及吸液针调节单元；

针管驱动单元用于将针管4与吸液针调节单元连通以及配合针管更换单元6实现针管4的更换；

吸液针调节单元用于更换针管4后更换吸液针502，并调节吸液针位置使吸液针502与针管4连通；

针管更换单元6用于将针管4排出针管存储单元；

针管4包括储液盒401，针管4为小容量规格，如4ml装或10ml，防止未用完造影剂导致浪费，储液盒401的上端面固定连接有限位条402，储液盒401的下端面设有与限位条402同向且大小相同的限位槽403，使得针管4在堆叠使更加稳固，也方便存放，配合针管放入槽101与针管排出槽107使用还具有防呆设计，储液盒401的端面呈倒凹字型结构，且储液盒401的一端面开设有四个呈矩阵分布的第一通孔404和一个位于四个第一通孔404中心处的第二通孔405，储液盒401的内部开设有截面为倒凹字型的滑动槽406，滑动槽406滑动连接有活塞板407，活塞板407远离第一通孔404的一侧存储有造影剂，活塞板407可单向滑动，活塞板407靠近第一通孔404的侧壁固定连接有匹配第一通孔404的插接套408以及匹配第二通孔405的磁性柱409，磁性柱409由磁性材料制成，如铁，且磁性柱409的长度大于插接套408的长度，在用于推出一定量的造影剂，排出通路中的空气，滑动槽406内顶壁远离第一通孔404的一端开设有出液孔410，出液孔410的开口端覆盖有密封胶膜，吸液针502可刺破密封胶膜实现连通。

针管存储单元包括针管存储单元箱1，针管存储单元箱1的侧壁开设有针管放入槽101，针管放入槽101的内腔形状与针管4匹配，针管放入槽101连通在存储槽102的上端，存储槽102的内壁铺设有隔热层，由于造影剂需要加热后注射，存储的造影剂应是加热后的，需要进行保温，存储槽102纵向设置，方便针管4堆叠，且存储槽102的内部存储有纵向堆叠的针管4，存储槽102的侧壁下端连通有调节槽103，调节槽103与针管放入槽101同侧设置，且调节槽103的内壁开设有导管插接孔104，导管插接孔104转动插接有吸液针调节组件5，且调节槽103的侧壁开设有仓门，便于更换或清理吸液针调节组件5，存储槽102相对调节槽103的侧壁连通有针管驱动单元连接槽105的一端，针管驱动单元连接槽105的下方贯通连接有安装槽106，安装槽106内固定连接有针管更换单元6，针管更换单元6包括第二电动伸缩装置601和推板602，针管驱动单元连接槽105的上方贯通连接有针管排出槽107，针管排出槽107的内腔形状与针管4匹配，针管驱动单元连接槽105的另一端固定插接有针管驱动单元。

针管驱动单元包括针管驱动单元外壳2，针管驱动单元外壳2与针管驱动单元连接槽105贯通连接，针管驱动单元外壳2内部固定连接有第一电动伸缩装置201，第一电动伸缩装置201的输出端同轴固定连接有第一步进电机202，第一步进电机202为双向自锁型，每次转动角度为45°，第一步进电机202的输出轴固定连接有推动组件203，推动组件203包括连接圆板2031，连接圆板2031与第一步进电机202的输出轴同轴固定连接，连接圆板2031远离第一步进电机202的端面外沿固定连接有四个匹配插接套408的顶杆2033和一个匹配磁性柱409的磁性杆2032，磁性杆2032与磁性柱409之间具有磁吸力。

吸液针调节单元包括吸液针调节组件5和用于驱动吸液针调节组件5转动的第二步进电机，第二步进电机为双向自锁型，每次转动角度为60°，吸液针调节组件5包括调节盒501，调节盒501的两个平面侧壁分别固定插接有套筒505和连接轴506，连接轴506贯穿针管存储单元箱1的侧壁同轴固定连接在第二步进电机的输出轴上，第二步进电机固定连接在控制盒3中，控制盒3固定连接在针管存储单元箱1的侧壁上，控制盒3的内部固定连接有控制模块，调节盒501的曲面侧壁可拆卸式固定连接有中心对称的六个匹配出液孔410的吸液针502，如卡接或是通过螺丝将吸液针502固定在调节盒501上，吸液针502和调节盒501均为中空结构且贯通连接，吸液针502的侧壁开设有导液孔503，调节盒501与吸液针502的连接处固定连接有微型单向阀504，微型单向阀504靠近调节盒501的一端套筒505连接有导管，导管的另一端活动插接在套筒505中并到达针管驱动单元外壳2的外部。微型单向阀504能够防止造影剂的回流，同时每个吸液针502对应一个微型单向阀504和一个导管，即共有六个导管从套筒505的内部穿出。

针管存储单元箱1的下端面设置有不同厚度的脚垫，靠近调节槽103一侧的脚垫高度大于靠近安装槽106一侧脚垫的高度。使针管放入槽101与针管排出槽107与地面呈一定夹角，放入时由于重力，针管4自动滑入存储槽102，排出时，也可从针管排出槽107滑出。

该系统进行造影剂注射并实现针管4和导管的自动更换的过程：

S1、针管4的安装：将多个加热后的针管4依次同向塞进针管放入槽101，通过相同形状的针管放入槽101和针管4，实现简单快捷的放入针管4，使针管4滑入存储槽102并堆叠在一起，并对针管4进行保温。

S2、针管4与导管的连接：控制第一电动伸缩装置201启动并伸长，使推动组件203穿过针管驱动单元连接槽105，推动组件203推动最下方的针管4向吸液针调节组件5运动，直至吸液针502刺入出液孔410中，实现针管4与吸液针调节组件5连通，即针管4与导管完成连接；

S3、排除管路内空气：由于注射模块的两个针管驱动单元对应的第一电动伸缩装置201未启动时，顶杆2033与对应第一通孔404不再同一直线上，且磁性柱409要长于插接套408，因此一端会伸出储液盒401，因此在针管4与吸液针调节组件5连通时，磁性杆2032会先与磁性柱409抵触，推动针管4向吸液针调节组件5运动，直至吸液针502刺入出液孔410中，此时由于针管4与管路连通，继续运动的磁性杆2032会使活塞板407从储液盒401的左端向右端运动一段距离，直至顶杆2033与针管4外壁抵触，此时第一电动伸缩装置201不再伸长，活塞板407将一部分造影剂从出液孔410排出，流入吸液针502中，再穿过微型单向阀504后，使造影剂注满导管，完成管路空气的排出；

S4、造影剂的注射：两个针管存储单元箱1最下方的针管4均连通吸液针调节组件5后，选择任意一个针管存储单元箱1作为主注射端，另一个针管存储单元箱1作为备用注射端，先控制第一电动伸缩装置201向左缩短，使磁性杆2032抽出储液盒401，再控制主注射端对应的第一步进电机202转动一定角度，如顺时针转动45°，使顶杆2033与第一通孔404共线，此时再控制第一电动伸缩装置201继续伸长，此时磁性杆2032和顶杆2033分别穿过第二通孔405和第一通孔404，并分别连接在磁性柱409和插接套408中，第一电动伸缩装置201继续推动活塞板407向右侧运动，使活塞板407右侧的造影剂从出液孔410排出，流入吸液针502中，再穿过微型单向阀504后，流入导管，最终到达患者的体内；

S5、针管4的更换：通过S1-S3的步骤，使备用注射端的针管4与导管连通，当主注射端连接的针管4剩余量小于预设值时，如规格为10ml的针管，剩余造影剂的量为1ml时，则停止主注射端注射，并按照S4的步骤，改用备用注射端对患者进行注射；在备用注射端进行注射的同时，主注射端的第一电动伸缩装置201缩短，直至磁性杆2032全部收入针管驱动单元外壳2中，此时最下方的针管4位于针管驱动单元连接槽105中，使吸液针调节组件5与用完的针管4分离，同时磁性杆2032与磁性柱409分离，如采用磁性杆2032为电磁杆，通过控制电流实现磁性杆2032与磁性柱409的吸附和分离，同时上方未使用的针管4落下，此时控制第二电动伸缩装置601伸长，位于待排出的针管4下方的推板602向上推动待排出的针管4至针管排出槽107内，使待排出的针管4顺着针管排出槽107排出，完成针管4的更换；

S5、吸液针502与导管的更换：在吸液针调节组件5与针管4分离后，控制吸液针调节组件5连接的第二步进电机转动一定角度，如60°，使另一个吸液针502与最下方的针管4的限位条402共线，完成导管和吸液针502的更换。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。