专利名称：化学液体注射装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于向患者注入化学液体的化学液体注射装置，更具体地，涉及一种用于向将要由诸如CT(计算机断层成像)扫描仪、MRI(核磁共振成像)设备以及PET(正电子发射断层成像)设备之类的诊断成像设备成像的患者注入造影剂的化学液体注射装置。
背景技术：
目前，可用于捕捉患者荧光检查图像的诊断成像装置包括CT扫描仪、MRI设备、PET设备、超声诊断设备、CT血管造影设备以及MR血管造影设备。在使用这种诊断成像设备时，可以向患者注射比如造影剂或生理盐水之类的液体。用于自动执行注射的化学液体注射装置已经投入实用。
这种化学液体注射装置具有驱动电机、滑动机构等，并且采用可拆卸安装的液体注射器。液体注射器包括圆筒构件以及可滑动地插入所述圆筒构件中的活塞构件。圆筒构件装有诸如造影剂或生理盐水之类的液体。
液体注射器通过延长管与患者相连，并且设置在活塞驱动机构上。液体注射装置由活塞驱动机构单独支撑活塞构件和圆筒构件，并且使它们相对移动，以从液体注射器向患者注入液体(通常是造影剂)。
操作者考虑各种条件而确定注射造影剂的速度以及要注射的造影剂总量，然后将表示速度和总量的数值数据输入到化学液体注射装置。化学液体注射装置以输入的数值数据所表示的速度和数量向患者注入造影剂。所注射的造影剂改变患者的图像对比度，使得成像诊断设备能够捕捉良好的患者荧光诊断图像。
有些化学液体注射装置能够向患者注入生理盐水以及造影剂。在这种化学液体注射装置中，并排安装着装有造影剂的造影剂注射器以及装有生理盐水的生理盐水注射器作为液体注射器，并且通常通过单根分叉的延长管与患者相连。
完成注射造影剂之后，操作者按照需要，向化学液体注射装置输入注射生理盐水的指令以及表示生理盐水的注射速度和总量的数据。根据所输入的数据，化学液体注射装置首先向患者注入造影剂，然后自动注射生理盐水。随后注射的生理盐水可以推动先前注射的造影剂，用以减小造影剂的消耗，还可以减少捕捉图像中的假象。
上述类型的化学液体注射装置已由本申请的申请人等设计出来并申请专利(比如参见以下专利文献1、2)。
专利文献1日本待审专利公开No.2002-11096；专利文献2日本待审专利公开No.2002-102343。
发明内容
本发明要解决的问题在上述化学液体注射装置中，可以通过延长管从液体注射器向患者注入特体，并且可以将造影剂注入例如要由成像诊断设备成像的患者。
在通过化学液体注射装置中的管构件将液体从液体注射器注入患者时，进入液体的空气会引起严重的问题。此外，如果由于操作失误使空气从没有装满液体的液体注射器注入患者，同样会引起严重的问题。
考虑到上述问题，做出本发明，并且本发明的目的是提供一种化学液体注射装置，其在通过延长管将液体从液体注射器注入患者时能够检测并通知空气的注射。
解决问题的方式本发明提供一种化学液体注射装置，用于通过延长管将液体从包括圆筒构件以及可滑动地插入所述圆筒构件中的活塞构件的液体注射器注入患者。根据本发明的第一和第二方面，所述化学液体注射装置包括圆筒支撑机构、活塞驱动装置、波发射单元、波检测单元、异常确定装置以及警报通知装置。
在根据本发明第一方面的化学液体注射装置中，圆筒支撑机构可拆卸地支撑液体注射器的圆筒构件，并且活塞驱动机构使活塞构件相对于所支撑的圆筒构件移动。波发射单元以预定角度将波发射到所支撑的圆筒构件的外表面上的预定位置处，而波检测单元检测所支撑的圆筒构件的外表面上预定位置处的波强度。如果检测到的波强度与预定许可范围不一致，异常确定装置确定发生异常，并且当确定发生异常时警报通知装置输出检查警报。
因此，在根据本发明第一方面的化学液体注射装置中，以预定角度将波发射到液体注射器的圆筒构件的外表面上的预定位置处，并且在圆筒构件的外表面上的预定位置处检测波的强度。因为当液体装满圆筒构件时检测到的波强度与空气进入或充满圆筒构件时的不同，所以如果空气进入或充满圆筒构件，确定发生异常，并输出检查警报。
在根据本发明第二方面的化学液体注射装置中，波发射单元将波发射到延长管的外表面上的预定位置处，并且波检测单元检测延长管的外表面上预定位置处的波强度。
因此，在根据本发明第二方面的化学液体注射装置中，以预定角度将波发射到延长管的外表面上的预定位置处，并且在延长管的外表面上的预定位置处检测波的强度。因为当液体装满延长管时检测到的波强度与空气进入或充满延长管时的不同，所以当空气进入或充满延长管时，确定发生异常，并输出检查警报。
根据本发明的第三和第四方面，化学液体注射装置包括圆筒支撑机构、活塞驱动机构、波发射单元、波检测单元、时间测量装置、异常确定装置以及警报通知装置。在根据本发明第三方面的化学液体注射装置中，波发射单元以预定角度将波发射到所支撑的圆筒构件的外表面上的预定位置处，并且波检测单元检测所支撑的圆筒构件的外表面上预定位置处的波。时间测量装置测量从波的发射到检测的时间段，如果测量的时间段与预定许可范围不一致，异常确定装置确定发生异常。
因此，在根据本发明第三方面的化学液体注射装置中，以预定角度将波发射到液体注射器的圆筒构件的外表面上的预定位置处，在圆筒构件的外表面上的预定位置处检测波，并且测量从发射到检测的时间段。因为当液体装满圆筒构件时测量的时间段与空气进入或充满圆筒构件时的不同，所以如果空气进入或充满圆筒构件，确定发生异常，并输出检查警报。
在根据本发明第四方面的化学液体注射装置中，波发射单元以预定角度将波发射到延长管的外表面上的预定位置处，并且波检测单元检测延长管的外表面上预定位置处的波。
因此，在根据本发明第四方面的化学液体注射装置中，以预定角度将波发射到延长管的外表面上的预定位置处，在延长管的外表面上的预定位置处检测波，并测量从发射到检测的时间段。因为当液体装满延长管时测量的时间段与空气进入或充满延长管时的不同，所以如果空气进入或充满延长管，确定发生异常，并输出检查警报。
根据本发明的第五和第六方面，化学液体注射装置包括圆筒支撑机构、活塞驱动机构、波发射单元、波检测单元、异常确定装置以及警报通知装置。在根据本发明第五方面的化学液体注射装置中，波发射单元以预定角度将光束发射到所支撑的圆筒构件的外表面上的预定位置处。波检测单元检测所支撑的圆筒构件的外表面上预定位置处的光束。当检测到光束时，异常确定装置确定发生异常。
因此，在根据本发明第五方面的化学液体注射装置中，以预定角度将光束发射到液体注射器的圆筒构件的外表面上的预定位置处，并且在圆筒构件的外表面上的预定位置处检测光束。因为由于折射率的改变，当液体装满圆筒构件时光束从圆筒构件上出射的位置与空气进入或充满圆筒构件时的出射位置不同，所以当空气进入或充满圆筒构件时，确定发生异常，并输出检查警报。
在根据本发明第六方面的化学液体注射装置中，波发射单元以预定角度将光束发射到延长管的外表面上的预定位置处，并且波检测单元检测延长管的外表面上预定位置处的光束。
因此，在根据本发明第六方面的化学液体注射装置中，以预定角度将光束发射到延长管的外表面上的预定位置处，并且在延长管的外表面上预定位置处检测光束。因为由于折射率的改变，当液体装满延长管时光束从延长管上出射的位置与空气进入或充满延长管时的出射位置不同，所以当空气进入或充满延长管时，确定发生异常，并输出检查警报。
根据本发明的第七和第八方面，化学液体注射装置包括圆筒支撑机构、活塞驱动机构、波发射单元、波检测单元、特性分析装置、异常确定装置以及警报通知装置。在根据本发明第七方面的化学液体注射装置中，波发射单元以预定角度将超声波发射到所支撑的圆筒构件的外表面上的预定位置处。波检测单元检测所支撑的圆筒构件的外表面上的预定位置处的超声波。特性分析装置分析检测的超声波的共振特性，异常确定装置根据分析的共振特性来确定异常的发生。
因此，在根据本发明第七方面的化学液体注射装置中，以预定角度将超声波发射到液体注射器的圆筒构件的外表面上的预定位置处，并且在圆筒构件的外表面上的预定位置处检测超声波。因为当液体装满圆筒构件时的共振特性与空气进入或充满圆筒构件时的不同，所以当空气进入或充满圆筒构件时，确定发生异常，并输出检查警报。
在根据本发明第八方面的化学液体注射装置中，波发射单元以预定角度将超声波发射到延长管的外表面上的预定位置处，并且波检测单元检测延长管的外表面上预定位置处的超声波。
因此，在根据本发明第八方面的化学液体注射装置中，以预定角度将超声波发射到延长管的外表面上的预定位置处，在延长管的外表面上的预定位置处检测超声波，并分析检测到的超声波的共振特性。因为当液体装满延长管时的共振特性与空气进入或充满延长管时的不同，所以当空气进入或充满延长管时，确定发生异常，并输出检查警报。
根据本发明的第九和第十方面，化学液体注射装置包括圆筒支撑机构、活塞驱动机构、电容检测传感器、异常确定装置以及警报通知装置。在根据本发明第九方面的化学液体注射装置中，电容检测传感器检测所支撑的圆筒构件的外表面上的电容，并且如果检测到的电容与预定许可范围不一致，异常确定装置确定发生异常。
因此，在根据本发明第九方面的化学液体注射装置中，在液体注射器的圆筒构件的外表面上检测电容。因为当液体装满圆筒构件时的电容与空气进入或充满圆筒构件时的不同，所以当空气进入或充满圆筒构件时，确定发生异常，并输出检查警报。
在根据本发明第十方面的化学液体注射装置中，波发射单元以预定角度将光束发射到延长管的外表面上的预定位置处，并且波检测单元检测延长管的外表面上预定位置处的光束。
因此，在根据本发明第十方面的化学液体注射装置中，由电容检测传感器在延长管的外表面上检测电容。因为当液体装满延长管时的电容与空气进入或充满延长管时的不同，所以当空气进入或充满延长管时，确定发生异常，并输出检查警报。
本发明中引用的各种装置可以被设置用于执行其预定功能，并且可以由用于执行这些功能的专用硬件、根据计算机程序来执行这些功能的数据处理设备、根据计算机程序在数据处理设备中实现的功能或其组合来实现。
本发明引用的各种装置不需要是分别独立的实体，而可以设置使得多个组件组成单个构件，特定组件可以是另一个组件的一部分，或者特定组件的一部分和另一个组件的一部分彼此重叠。
本发明的效果在根据本发明的化学液体注射装置中，在通过延长管将液体从液体注射器注入患者时，当空气进入或充满圆筒构件或延长管时，确定发生异常，并输出检查警报，因此，如果有空气注入，操作者可以快速地辨别空气。
图1是示出了根据本发明实施例1的化学液体注射系统的逻辑结构的示意图。
图2是示出了化学液体注射系统的物理结构的方框图。
图3是示出了化学液体注射系统的外表的立体图。
图4是示出了化学液体注射系统的化学液体注射装置的外表的立体图。
图5(a)和5(b)是如何将液体注射器安装在化学液体注射装置的注射头上的立体图。
图6(a)至6(c)是示出了空气检测单元和液体注射器之间的关系的横截面视图。
图7是示出了化学液体注射装置的处理操作的流程图。
图8是示出了用作成像诊断设备的MRI设备的处理操作的流程图。
图9(a)至9(c)是示出了根据实施例2的空气检测单元和液体注射器之间的关系的横截面视图。
图10(a)至10(c)示出了根据修改的空气检测单元和液体注射器之间的关系的横截面视图。
图11(a)至11(c)示出了根据实施例3的空气检测单元和液体注射器之间的关系的横截面视图。
图12(a)至12(c)示出了根据实施例4的空气检测单元和液体注射器之间的关系的横截面视图。
参考符号的说明100 化学液体注射装置115 圆筒支撑机构116 活塞驱动机构121 用作组件放置机构的活动臂123 用作波发射单元的发光单元124 用作波检测单元的光接收单元130 计算机单元141 异常确定装置142 警报通知装置143 驱动停止装置144 停止输出装置200 液体注射器210 圆筒构件220 活塞构件230 延长管300 用作成像诊断设备的MRI设备301 诊断成像单元311 停止输入装置312 警报输出装置
313 成像停止装置431 用作波发射单元的超声振动器432 用作波检测单元的超声检测器具体实施方式
[实施例1的配置]下面参考图1至8来描述本发明的实施例1。如图1至3所示，根据本发明实施例1的化学液体注射系统1000包括化学液体注射装置100、液体注射器200以及作为成像诊断设备的MRI设备300。该系统用于将造影剂等化学液体注入患者(未示出)，稍后将详细描述。
如图3所示，MRI设备300包括用作执行成像的机构的诊断成像单元301和成像控制单元302，诊断成像单元301和成像控制单元302通过通信网络307有线连接。诊断成像单元301获取患者的诊断图像。成像控制单元302控制诊断成像单元301的操作。
成像控制单元302包括与个人计算机类似的硬件，并且包括用于执行各种数据处理的主控制单元体304、用于输入各种数据的键盘305、用于将各种数据输出为显示的显示器306、用于将各种数据输出为声音的扬声器单元(未示出)等。
如图5(a)所示，液体注射器200包括圆筒构件210和活塞构件220，其中，活塞构件220可滑动地插入在圆筒构件210中。圆筒构件210包括圆筒形中空主体211，圆筒形中空主体211在其闭合前端表面中形成导管212。
圆筒构件210的主体211的后端是开放的，并且活塞构件220从该开口插入主体211的内部。圆筒构件210在后端的外部四周形成圆筒凸缘213，而活塞构件220在后端的外部四周形成活塞凸缘221。
如图4所示，实施例1的化学液体注射装置100具有注射控制单元101和注射头110，两者构成通过通信线102有线连接的分离组件。注射头110驱动安装在其上的液体注射器200，用以将液体从中注入患者。注射控制单元101控制注射头110的操作。
因此，如图2所示，注射控制单元101在其中包括计算机单元130，并且通过通信网络308与MRI设备300的成像控制单元302有线连接。注射控制单元101具有操作面板103、触摸板104以及扬声器单元105，所有这些位于单元外壳106的正面上。注射控制单元101通过连接器108与作为分离组件的控制单元107有线连接。
注射头110通过活动臂112装附于脚轮支架111的顶端。如图4所示，头部主体113在上表面中形成半圆筒形凹槽的凹陷部分114，用于可拆卸地安装液体注射器200。
凹陷部分114在前部形成圆筒支撑机构115，用于可拆卸地支撑液体注射器200的圆筒凸缘211，并且还具有设置在后部的活塞驱动机构116，用于支撑并滑动活塞凸缘221。
圆筒支撑机构115形成与凹陷部分114具有不同形状的凹槽，圆筒凸缘211可拆卸地与之啮合。因为在本实施例的化学液体注射系统1000中在化学液体注射装置100上安装了各种液体注射器200，形成化学液体注射装置100的凹陷部分114和圆筒支撑机构115，用以容纳最大尺寸的液体注射器200。
因此，在本实施例的化学液体注射系统1000中，如图5(a)和5(b)所示，对于除最大尺寸之外其他尺寸的每一种液体注射器200，提供圆筒适配器117，并且利用圆筒适配器117将除最大尺寸之外其他尺寸的液体注射器200安装在化学液体注射装置100上。
活塞驱动机构116具有超声电机118，作为即使在操作中也不产生磁场的驱动源，并且活塞驱动机构116通过螺旋机构(未示出)等滑动活塞构件220。测压元件119也包含在活塞驱动机构116内，并检测活塞构件220上的压力。
在本实施例的化学液体注射装置100中，注射头110的各个组件由非磁性材料组成，并且不能够由非磁性材料组成的部分被磁屏蔽。例如，超声电机118和测压元件119由非磁性金属组成，例如磷青铜合金(Cu+Sn+P)、钛合金(Ti-6Al-4V)以及镁合金(Mg+Al+Zn)。头部主体113等由非磁性树脂组成。
在本实施例的化学液体注射装置100中，空气检测单元120位于注射头110的前端附近，并检测液体注射器200的圆筒构件210内的空气。
更具体地，空气检测单元120被安装在用作组件放置机构的活动臂121的前端。活动臂121的后端附接到注射头110的前端一侧，使得活动臂121垂直地转动。各种尺寸的液体注射器200被安装在化学液体注射装置100上，如上所述。因为活动臂121可延伸，所以可以使空气检测单元120在液体注射器200的前端附近与液体注射器200的上外表面接触或不接触。
空气检测单元120具有盒状的单元体122。如图6(a)至6(c)所示，单元体122包含用作波发射单元的发光单元123以及用作波检测单元的光接收单元124。
发光单元123包括激光二极管等，并且以预定角度将光束B作为波发射到液体注射器200的圆筒构件210的外表面上的预定位置处。光接收单元124包括光电传感器等，并检测圆筒构件210的外表面上的预定位置处的光束B。
液体注射器200的圆筒构件210由玻璃或透明树脂制成，并具有与空气A明显不同但接近液体L的折射率。因此，如图6(a)所示，当圆筒构件210装满了液体L时，从发光单元123发射的光束B通常直线传播，不会从圆筒构件210的内表面等反射。然而，如图6(b)和6(c)所示，当空气A存在于从发光单元123发射的光束B的路径中时，光束B从圆筒构件210的内表面反射。
发光单元123和光接收单元124与液体注射器200的圆筒构件210的外表面紧密接触，使得从发光单元123发射的光束B从圆筒构件210的内表面反射并进入光接收单元124。
如图6(a)所示，当圆筒构件210装满了液体L时，光接收单元124未检测到从发光单元123发射的光束B。如图6(b)和6(c)所示，当空气A存在于圆筒构件210的内部时，光接收单元124检测到从发光单元123发射的光束B。
如图2所示，在本实施例的化学液体注射装置100中，上述各种设备与计算机单元130相连，计算机单元130整合并控制这些设备。计算机单元130包括所谓的单芯片微计算机，微计算机具有例如CPU(中央处理单元)131、ROM(只读存储器)132、RAM(随机存取存储器)133、I/F(接口)134等硬件。
计算机单元130具有作为固件等安装在信息存储介质(例如ROM132)中的适当的计算机程序，并且CPU 131根据计算机程序，执行各种处理。
CPU 131根据如上所述安装的计算机程序来操作，作为各种功能，使本实施例的化学液体注射装置100逻辑地具有各种装置，包括异常确定装置141、警报通知装置142、驱动停止装置143以及停止输出装置144。
类似地，主控制单元304根据安装的计算机程序来操作，用以执行各种操作，作为各种功能，使MRI设备300逻辑地具有各种装置，包括停止输入装置311、警报输出装置312以及成像停止装置313。
化学液体注射装置100的异常确定装置141对应于CPU 131根据安装在ROM 132等中的计算机程序来辨别由空气检测单元120的光接收单元124检测到的信号的数据的功能，并且如果光接收单元124检测到光束B，则确定发生异常。
更具体地，当化学液体注射装置100驱动安装在注射头110上的液体注射器200用以将液体L注入患者时，计算机单元130驱动空气检测单元120的发光单元123以发射光束B。因此，当光接收单元124检测到光束B时，计算机单元130确定发生异常。
警报通知装置142对应于CPU 131根据计算机程序在触摸板104上或从扬声器单元105输出ROM 132中所存储的数据的功能，并且在异常确定装置141确定发生异常时，输出检查警报。
更具体地，在ROM 132中将指导消息存储为文本数据，例如“在注射器中检测到空气。检查注射器。”。当空气检测单元120的光接收单元124检测到光束B时，CPU 131接收检测信号并从ROM 132中读取指导消息，并将其在触摸板104上输出为显示并从扬声器单元105输出为声音。
驱动停止装置143对应于CPU 131控制活塞驱动机构116的超声电机118的操作的功能，并且当异常确定装置141确定发生异常时，强制停止活塞驱动机构116。停止输出装置144对应于CPU 131通过通信网络308将ROM 132中存储的数据从I/F 134输出到外部的功能，并且当异常确定装置141确定发生异常时，将停止信号输出到外部。
MRI设备300的停止输入装置311对应于成像控制单元302的主控制单元304根据安装的计算机程序来辨别通过通信网络308输入到其中的信号的数据的功能，并从化学液体注射装置100接收停止信号。
警报输出装置312对应于主控制单元304在显示器306和扬声器单元上输出所存储的数据的功能，并且当其从化学液体注射装置100接收到停止信号时，输出例如“在注射器中检测到空气。检查注射器。”的指导消息，作为警报。
成像停止装置313对应于成像控制单元302控制诊断成像单元301的操作的功能，并且当从外部输入停止信号时，强制停止诊断成像单元301的成像操作。
尽管按照需要由诸如触摸板104之类的硬件实现了化学液体注射装置100的以上各种装置，但是它们主要由作为根据资源和信息存储介质(例如ROM 132)上存储的计算机程序运行的硬件的CPU 131来实施。
这种计算机程序存储在信息存储介质(例如RAM 133)中，作为使CPU 131等执行处理操作的软件，所述处理操作包括当驱动空气检测单元120的发光单元123时，在光接收单元124检测到光束B时，确定发生异常；当确定发生异常时，将检查警报在触摸板104上输出为显示并从扬声器单元105输出为声音；当确定发生异常时，强制停止活塞驱动机构116；以及当确定发生异常时，通过通信网络308从I/F 134将停止信号输出到外部。
类似地，MRI设备300的主控制单元304中安装的计算机程序包括使主控制单元304执行处理操作的软件，所述处理操作包括通过通信网络308从化学液体注射装置100输入停止信号；当从外部输入停止信号时，在显示器306或扬声器单元上输出检查警报；并且当从外部输入停止信号时，强制停止诊断成像单元301的成像操作。
为了使用按照以上结构的实施例1的化学液体注射装置100，操作者(未示出)将化学液体注射装置100放置在MRI设备300的成像单元301附近，如图3所示，并准备液体注射器200和延长管230待用。
操作者通过延长管230将液体注射器200与位于成像单元301内的患者(未示出)相连，并且将液体注射器200安装在化学液体注射装置100的注射头110上。如果液体注射器200是最大尺寸的，将圆筒构件210从上插入注射头110的凹陷部分114，以使圆筒凸缘211容纳在圆筒支撑机构115中并使活塞凸缘211容纳在活塞驱动机构116中。
如果液体注射器200不是最大尺寸的，如上所述，将圆筒适配器117插入在之间，从而将液体注射器200安装在注射头110上。当如上所述将液体注射器200设置在注射头110的凹陷部分114内时，将它从它可以避免干扰空气检测单元120和活动臂121的方向放入凹陷部分114，因为在凹陷部分114之上空气检测单元120通过活动臂121附着于注射头110，如图5(a)所示。
在操作者将液体注射器200放入注射头110的凹陷部分114之后，他或她向前转动活动臂121并将其拉伸或缩进，以使空气检测单元120从上方在前端附近与液体注射器200的圆筒构件210的外表面紧密接触。
在这种状态下，当操作者在化学液体注射装置100的触摸板104或操作面板103上做出输入动作以启动操作时，化学液体注射装置100检测该动作(步骤S1)，并将启动操作的数据发送到MRI设备300(步骤S4)，如图7所示。
如图8所示，MRI设备300从化学液体注射装置100接收启动操作的数据(步骤T2)，并且将启动操作的数据送回化学液体注射装置100以执行成像操作(步骤T8)。因此，在本实施例的化学液体注射系统1000中，MRI设备300的成像在化学液体注射装置100的液体注射之后。
在本实施例的化学液体注射系统1000中，如图7和8所示，如果当如上所述化学液体注射装置100准备就绪时(步骤S1-S3)操作者在MRI设备300上做出输入动作以启动成像(步骤T1)，化学液体注射装置100的液体注射在MRI设备300的成像之后(步骤T4、T6及其后的步骤，S2、S5、S8及其后的步骤)。
如图7所示，在本实施例的化学液体注射装置100中，在液体注射时首先启动空气检测单元120的发光单元123(步骤S8)。如图6(a)所示，当液体注射器200的圆筒构件210装满了液体L时，光接收单元124未检测到从发光单元123发射的光束B。当空气A进入或装满圆筒构件210时，光接收单元124检测到光束B。
如果光接收单元124未检测到光束B(步骤S9)，计算机单元130确定没有发生空气A出现在圆筒构件210内的异常，并且驱动活塞驱动构件116以将液体L从液体注射器200注入患者(步骤S10)。
另一方面，如果光接收单元124检测到光束B(步骤S9)，计算机单元130确定发生空气A出现在圆筒构件210内的异常。在这种情况下，因为活塞驱动机构116被迫停止(步骤S20)，不会将空气A从液体注射器200注入患者。
此外，将指导消息(例如“在注射器中检测到空气。检查注射器。”)在触摸板104输出为显示并从扬声器单元105输出为声音，作为检查警报(步骤S18)。操作者快速地辨别并处理空气A出现在液体注射器200内的异常。
因为从化学液体注射装置100向MRI设备300发送停止信号(步骤S17)，MRI设备300接收停止信号(步骤T10)，并强制停止诊断成像单元301的成像操作(步骤T18)。此外，因为MRI设备300还输出警报(步骤T16)，操作者快速地辨别并处理空气A出现在液体注射器200内的异常，即使他或她远离化学液体注射装置100而在MRI设备300附近。
在本实施例的化学液体注射装置100和MRI设备300中，当在上述准备就绪状态中检测到发生异常时(步骤S3、T3)或当MRI设备300在成像操作期间检测到发生异常时(步骤T9)，则通知异常的发生(步骤S18、T16)，并停止它们的操作(步骤S20、T18)。
当在一个设备中做出停止操作的输入动作时(步骤S13、T11)，在该设备中停止操作(步骤S20、T18)，并且将其通知给另一个设备(步骤S19、T17)。结果，接收到该通知(步骤T13、S15)的另一个设备停止其操作(步骤T18、S20)。
此外，当在一个设备中检测到操作完成时(步骤S16、T14)，在该设备中结束操作(步骤S21、T19)，并将其通知给另一个设备(步骤S23、T20)。结果，接收到该通知(步骤T12、S14)的另一个设备停止其操作(步骤T18、S20)。
在实施例1的化学液体注射系统1000中，将诸如造影剂或生理盐水之类的液体L从化学液体注射装置100的液体注射器200注入到要由MRI设备300成像的患者，并且当空气A进入或装满液体注射器200时，化学液体注射装置100确定发生异常。
当按照这种方式检测到发生异常时，强制停止活塞驱动机构116，从而使得可以自动避免将空气A从液体注射器200注入患者的错误操作。此外，因为通过在触摸板104上作为显示输出并且从扬声器单元105作为声音输出来通知警报，操作者快速地辨别并处理空气A出现在液体注射器200内的异常。
因为从化学液体注射装置100将停止信号发送到MRI设备300，MRI设备300强制停止诊断成像单元301的成像操作。这可以避免不必要的成像操作，并有助于操作者检查液体注射器200。
接收到停止操作的MRI设备300还输出警报，因此操作者可以快速地辨别并处理空气A出现在液体注射器200内的异常，即使他或她远离化学液体注射装置100而靠近MRI设备300时。
在本实施例的化学液体注射系统1000中，如图6(a)至6(c)所示，发光单元123以预定角度将光束B发射到液体注射器200的圆筒构件210的外表面上的预定位置处，并且光接收单元124在圆筒构件210的外部表面上的预定位置处检测光束B，用以检测圆筒构件210内部的状态，例如空气A的进入或装满。结果，利用简单的结构可以顺利地检测空气A的进入。
特别地，因为发光单元123和光接收单元124与单元体122形成整体，发光单元123和光接收单元124相对于圆筒构件210的外表面可以位于适当角度和位置处。
在本实施例的化学液体注射系统1000中，使用具有不同外径的圆筒构件210的多种液体注射器200。因为空气检测单元120由活动臂121垂直可活动地支撑，并且位于圆筒构件210的外表面上，所以空气检测单元120可以适当地位于具有不同外径的多种圆筒构件210的外表面上。
如果少量空气A进入液体注射器200内的液体L，如图6(b)所示，该空气A位于圆筒构件210内部的上部。因为在本实施例的化学液体注射系统1000中，从上方将空气检测单元120置于圆筒构件210的外表面上，可以顺利地检测出即使是少量的空气A。
当插入圆筒构件210的活塞构件220移动到空气检测单元120可以检测对其进行检测的位置时，可能错误地将活塞构件220检测为空气。然而，在本实施例的化学液体注射系统1000中，活动臂121可伸展，因此空气检测单元120可以位于圆筒构件210的前端附近，以避免对活塞构件220的不必要的、错误的检测。
本发明绝不受限于上述实施例，而在不脱离本发明范围的前提下，可以做出各种变化或修改。例如，尽管在以上实施例中由活动臂121可活动地支撑的空气检测单元120位于液体注射器200的圆筒构件210的外表面上，但是它可以位于延长管230(未示出)的外表面上。
在这种情况下，空气检测单元优选地在尺寸上适当减少以与延长管230一起使用，与注射头110有线连接，并且与例如用于安装在延长管230的外表面上的夹子之类的工具设置在一起。
在上述实施例中，不考虑液体注射器200等的类型，由化学液体注射装置100确定异常的发生。然而，当多种液体注射器200使用不同圆筒构件210或具有不同物理属性的不同液体L时，可以将液体注射器200的类型输入操作面板103或触摸板104，以使计算机单元130能够根据类型来确定异常的发生。在这种情况下，即使在多种液体注射器200具有不同的圆筒构件210或使用具有不同物理属性的液体L时，可以根据物理属性令人满意地确定异常的发生。
在上述实施例中，化学液体注射装置100利用单个活塞驱动机构116来注射例如造影剂之类的单种液体L。然而可以实现使用两个活塞驱动机构116来灵活地注射造影剂和生理盐水的化学液体注射装置或使用三个或多个活塞驱动机构116来注射三种或多种液体L的化学液体注射装置(未示出)。
在上述实施例中，MRI设备300被用作诊断成像设备，并且化学液体注射装置100注射在MRI设备中使用的造影剂。可以将CT扫描仪或PET设备用作诊断成像设备，并且化学液体注射装置可以注射在这种设备中使用的造影剂。
在上述实施例中，CPU 131根据存储在RAM 133等中的计算机程序来操作，用以逻辑地执行各种装置，作为化学液体注射装置100的各种功能。上述装置可以由硬件实现，或者一些装置可以作为软件存储在RAM 133等中，而其他的由硬件实现。
接下来，参考图9(a)至9(c)，描述本发明的实施例2。在当前和下面的实施例中，由相同的名称和参考符号表示与上述实施例1相同的组件，并省略其详细描述。
在本实施例的化学液体注射装置(未示出)中，空气检测单元400包括发光单元123和光接收单元124，与实施例1相同。然而，活动臂121将空气检测单元400放置为可以从下面在液体注射器200的圆筒构件210的前端附近与其外表面接触或不接触。
空气检测单元400的发光单元123以预定角度将光束B作为波向上发射到圆筒构件210的下外表面上的预定位置处。光接收单元124检测在圆筒构件210的下外表面的预定位置处从上方进入的光束B。发光单元123位于一定位置和角度处，使得向上发射的光束B从圆筒构件210上部的下表面反射。光接收单元124位于一定位置和角度处，用以接收从圆筒构件210上部的下表面反射的光束B。
发光单元123以易于由液体L吸收并散射而不易于由空气A吸收且散射的波长发射光束B。光接收单元124检测以模拟形式接收的光束B的强度。本实施例的化学液体注射装置的计算机单元130将光接收单元124所检测的光束B的强度与预定上限相比较，并且当光束B的强度超出上限时确定发生异常。
在上述配置中，在本实施例的空气检测单元400中，从发光单元123发射的光束B从圆筒构件210上部的下表面反射，并且由光接收单元124检测反射的光束B的强度。光束B易于由液体L吸收和散射，并且不易于由空气A吸收和散射。如图9(a)所示，当圆筒构件210装满了液体L时，光接收单元124检测到的光束B的强度低于预定上限。
如图9(b)和9(c)所示，当空气A进入或装满圆筒构件210时，光束B的吸收和散射减少。这增加了光接收单元124检测的光束B的强度，使之超出预定上限，导致计算机单元130确定发生异常。
本发明绝不受限于上述实施例，在不脱离本发明范围的前提下，可以做出各种变化或修改。例如，与实施例2相同配置的空气检测单元400可以以更小的尺寸形成，并位于延长管230(未示出)的外表面上。
在上述实施例中，波发射单元包括发光单元123，用于发射光束B作为波，而光检测单元包括光接收单元124，用于检测作为波的光束B。例如，波发射单元可以包括用于发射超声波作为波的超声振动器，而光检测单元可以包括用于检测作为波的超声波的超声检测器(未示出)。
在上述实施例中，发光单元123和光接收单元124都位于圆筒构件210之下，由光接收单元124检测从发光单元123发射并从圆筒构件210的内表面反射的光束B。然而，如图10(a)至10(c)所示，发光单元123和光接收单元124之一位于圆筒构件210之下而另一个位于圆筒构件210之上是可以的，并且由光接收单元124检测从发光单元123发射且传输通过圆筒构件210的光束B。
接下来，参考图11(a)至11(c)来描述本发明的实施例3。在本实施例的化学液体注射装置(未示出)中，空气检测单元420包括发光单元123和光接收单元124，与实施例1相同。空气检测单元420的发光单元123以预定角度向下将光束B作为波发射到圆筒构件210的上外表面上的预定位置处。光接收单元124检测在圆筒构件210的上外表面上预定位置处从下面进入它的光束B。
发光单元123以脉冲发射光束B，并且光接收单元124检测以脉冲从液体L的表面反射的光束B。计算机单元130测量自从发光单元123发射光束B到由光接收单元124检测的时间段，并且如果测量的时间段与预定许可范围不一致，确定发生异常。
在上述配置中，在实施例3的空气检测单元420中，以脉冲从发光单元123发射的光束B从液体L的表面反射并由光接收单元124检测，并且计算机单元130测量自发射到检测的时间段。与如图11(a)所示的圆筒构件210装满了液体L的情况相比，如图11(b)和11(c)所示，当空气A进入或装满圆筒构件210时，光束B自发射到检测的时间段更长。因此，当光束B自发射到检测的时间段与预定许可范围不一致时，计算机单元130可以确定发生异常。
本发明绝不受限于上述实施例，在不脱离本发明范围的前提下，可以做出各种变化或修改。例如，与实施例3相同配置的空气检测单元420可以以更小的尺寸形成，并位于延长管230(未示出)的外表面上。
在上述实施例中，波发射单元包括发光单元123，用于发射光束B作为波，而光检测单元包括光接收单元124，用于检测作为波的光束B。例如，波发射单元包括用于发射超声波作为波的超声振动器，而光检测单元包括用于检测作为波的超声波的超声检测器(未示出)是可以的。
接下来，参考图12(a)至12(c)来描述本发明的实施例4。在本实施例的化学液体注射装置(未示出)中，空气检测单元430包括超声振动器431和超声检测器432。超声振动器431以预定角度向下将超声波S作为波发射到圆筒构件210的上外表面上的预定位置。超声检测器432检测在圆筒构件210的上外表面上预定位置处从下面进入它的超声波S。计算机单元130分析由超声检测器432检测的超声波S的共振特性，并且根据分析的共振特性来确定异常的发生。
在具有上述配置的实施例4的化学液体注射装置中，因为从空气检测单元430的超声振动器431发射的超声波S以不同频率产生圆筒构件210和液体L以及空气A的共振。可以由计算机单元130分析由超声检测器432检测的超声波S的共振特性，以确定是否如图12(a)所示液体L装满圆筒构件210、如图12(b)所示空气A进入圆筒构件210中，或者如图12(c)所示空气A装满圆筒构件210。
本发明绝不受限于上述实施例，在不脱离本发明范围的前提下，可以做出各种变化或修改。例如，与实施例4相同配置的空气检测单元430可以以更小的尺寸形成，并位于延长管230(未示出)的外表面上。
在上述实施例中，超声振动器431和超声检测器432都位于圆筒构件210之上，并且由超声检测器432检测从超声振动器431发射且从圆筒构件210的内表面反射的超声波S。
然而，可以超声振动器431和超声检测器432两者都位于圆筒构件210之下(未示出)，或者超声振动器431和超声检测器432之一位于圆筒构件210之下而另一个位于圆筒构件210之上，并且由超声检测器432检测从超声振动器431发射且传输通过圆筒构件210的内表面的超声波S(未示出)。
在上述实施例中，由超声波S的共振特性的分析结果确定空气A的存在或不存在。例如，可以根据分析的共振特性确定液体L的类型。在这种情况下，可以在触摸板104上以数据显示的方式通知所确定的液体L的类型，或者可以根据所确定的液体L的类型，控制活塞驱动机构116的操作。
此外，可以根据超声波S的共振特性的分析结果，检测出现在液体L中的杂质。在这种情况下，当检测到杂质时，可以确定发生异常，以输出专用检查警报并强制停止活塞驱动机构116。
接下来，简要描述本发明的实施例5。在本实施例的化学液体注射装置(未示出)中，空气检测单元(未示出)包括电容检测传感器，其检测圆筒构件210的外表面上的电容。计算机单元130将空气检测单元所检测的电容与预定许可范围相比较，并且当电容与许可范围不一致时，确定发生异常。
在具有上述配置的实施例5的化学液体注射装置中，因为空气检测单元检测液体注射器200的圆筒构件210的电容，电容可以被用于确定液体L是否装满圆筒构件210、或者空气A进入或充满圆筒构件210。
权利要求
1.一种化学液体注射装置，用于通过延长管将化学液体从液体注射器注入患者，所述液体注射器包括圆筒构件和可滑动地插入所述圆筒构件的活塞构件，所述化学液体注射装置包括圆筒支撑机构，用于可拆卸地支撑液体注射器的圆筒构件；活塞驱动机构，用于使活塞构件相对于所支撑的圆筒构件移动；波发射单元，用于以预定角度将波发射到所支撑的圆筒构件的外表面上的预定位置处；波检测单元，用于检测所支撑的圆筒构件的外表面上预定位置处的波强度；异常确定装置，用于当检测的波强度与预定许可范围不一致时，确定发生异常；以及警报通知装置，用于当确定发生异常时，输出检查警报。
2.一种化学液体注射装置，用于通过延长管将化学液体从液体注射器注入患者，所述液体注射器包括圆筒构件和可滑动地插入所述圆筒构件的活塞构件，所述化学液体注射装置包括圆筒支撑机构，用于可拆卸地支撑液体注射器的圆筒构件；活塞驱动机构，用于使活塞构件相对于所支撑的圆筒构件移动；波发射单元，用于将波发射到延长管的外表面上的预定位置处；波检测单元，用于检测延长管的外表面上预定位置处的波强度；异常确定装置，用于当检测的波强度与预定许可范围不一致时，确定发生异常；以及警报通知装置，用于当确定发生异常时，输出检查警报。
3.一种化学液体注射装置，用于通过延长管将化学液体从液体注射器注入患者，所述液体注射器包括圆筒构件和可滑动地插入所述圆筒构件的活塞构件，所述化学液体注射装置包括圆筒支撑机构，用于可拆卸地支撑液体注射器的圆筒构件；活塞驱动机构，用于使活塞构件相对于所支撑的圆筒构件移动；波发射单元，用于以预定角度将波发射到所支撑的圆筒构件的外表面上的预定位置处；波检测单元，用于检测所支撑的圆筒构件的外表面上预定位置处的波；时间测量装置，用于测量从波的发射到检测的时间段；异常确定装置，用于当测量的时间段与预定许可范围不一致时，确定发生异常；以及警报通知装置，用于当确定发生异常时，输出检查警报。
4.一种化学液体注射装置，用于通过延长管将化学液体从液体注射器注入患者，所述液体注射器包括圆筒构件和可滑动地插入所述圆筒构件的活塞构件，所述化学液体注射装置包括圆筒支撑机构，用于可拆卸地支撑液体注射器的圆筒构件；活塞驱动机构，用于使活塞构件相对于所支撑的圆筒构件移动；波发射单元，用于以预定角度将波发射到延长管的外表面上的预定位置处；波检测单元，用于检测延长管的外表面上预定位置处的波；时间测量装置，用于测量从波的发射到检测的时间段；异常确定装置，用于当测量的时间段与预定许可范围不一致时，确定发生异常；以及警报通知装置，用于当确定发生异常时，输出检查警报。
5.根据权利要求1至4之一所述的化学液体注射装置，其中，所述波发射单元发射光束作为波，并且所述波检测单元检测作为波的光束。
6.根据权利要求1至4之一所述的化学液体注射装置，其中，所述波发射单元发射超声波作为波，并且所述波检测单元检测作为波的超声波。
7.一种化学液体注射装置，用于通过延长管将化学液体从液体注射器注入患者，所述液体注射器包括圆筒构件和可滑动地插入所述圆筒构件的活塞构件，所述化学液体注射装置包括圆筒支撑机构，用于可拆卸地支撑液体注射器的圆筒构件；活塞驱动机构，用于使活塞构件相对于所支撑的圆筒构件移动；波发射单元，用于以预定角度将光束发射到所支撑的圆筒构件的外表面上的预定位置处；波检测单元，用于检测所支撑的圆筒构件的外表面上预定位置处的光束；异常确定装置，用于当检测到光束时，确定发生异常；以及警报通知装置，用于当确定发生异常时，输出检查警报。
8.一种化学液体注射装置，用于通过延长管将化学液体从液体注射器注入患者，所述液体注射器包括圆筒构件和可滑动地插入所述圆筒构件的活塞构件，所述化学液体注射装置包括圆筒支撑机构，用于可拆卸地支撑液体注射器的圆筒构件；活塞驱动机构，用于使活塞构件相对于所支撑的圆筒构件移动；波发射单元，用于以预定角度将光束发射到延长管的外表面上的预定位置处；波检测单元，用于检测延长管的外表面上预定位置处的光束；异常确定装置，用于当检测到光束时，确定发生异常；以及警报通知装置，用于当确定发生异常时，输出检查警报。
9.一种化学液体注射装置，用于通过延长管将化学液体从液体注射器注入患者，所述液体注射器包括圆筒构件和可滑动地插入所述圆筒构件的活塞构件，所述化学液体注射装置包括圆筒支撑机构，用于可拆卸地支撑液体注射器的圆筒构件；活塞驱动机构，用于使活塞构件相对于所支撑的圆筒构件移动；波发射单元，用于以预定角度将超声波发射到所支撑的圆筒构件的外表面上的预定位置处；波检测单元，用于检测所支撑的圆筒构件的外表面上预定位置处的超声波；特性分析装置，用于分析检测到的超声波的共振特性；异常确定装置，用于根据分析的共振特性，确定异常的发生；以及警报通知装置，用于当确定发生异常时，输出检查警报。
10.一种化学液体注射装置，用于通过延长管将化学液体从液体注射器注入患者，所述液体注射器包括圆筒构件和可滑动地插入所述圆筒构件的活塞构件，所述化学液体注射装置包括圆筒支撑机构，用于可拆卸地支撑液体注射器的圆筒构件；活塞驱动机构，用于使活塞构件相对于所支撑的圆筒构件移动；波发射单元，用于以预定角度将超声波发射到延长管的外表面上的预定位置处；波检测单元，用于检测延长管的外表面上预定位置处的超声波；特性分析装置，用于分析检测到的超声波的共振特性；异常确定装置，用于根据分析的共振特性，确定异常的发生；以及警报通知装置，用于当确定发生异常时，输出检查警报。
11.根据权利要求9或10所述的化学液体注射装置，还包括液体确定装置，根据分析的共振特性，确定液体类型；以及液体输出装置，用于输出所确定的液体类型。
12.根据权利要求9至11之一所述的化学液体注射装置，还包括液体确定装置，根据分析的共振特性，确定液体类型；以及注射控制装置，用于根据所确定的液体类型，控制活塞驱动机构的操作。
13.一种化学液体注射装置，用于通过延长管将化学液体从液体注射器注入患者，所述液体注射器包括圆筒构件和可滑动地插入所述圆筒构件的活塞构件，所述化学液体注射装置包括圆筒支撑机构，用于可拆卸地支撑液体注射器的圆筒构件；活塞驱动机构，用于使活塞构件相对于所支撑的圆筒构件移动；电容检测传感器，用于检测所支撑的圆筒构件的外表面上的电容；异常确定装置，用于当检测的电容与预定许可范围不一致时，确定发生异常；以及警报通知装置，用于当确定发生异常时，输出检查警报。
14.一种化学液体注射装置，用于通过延长管将化学液体从液体注射器注入患者，所述液体注射器包括圆筒构件和可滑动地插入所述圆筒构件的活塞构件，所述化学液体注射装置包括圆筒支撑机构，用于可拆卸地支撑液体注射器的圆筒构件；活塞驱动机构，用于使活塞构件相对于所支撑的圆筒构件移动；电容检测传感器，用于检测延长管的外表面上的电容；异常确定装置，用于当检测的电容与预定许可范围不一致时，确定发生异常；以及警报通知装置，用于当确定发生异常时，输出检查警报。
15.根据权利要求1、3、7、9以及13之一所述的化学液体注射装置，其中，液体注射器在圆筒构件和液体的至少一个方面中包括多种彼此不同的类型，化学液体注射装置还包括类型输入装置，用于至少输入液体注射器的类型的数据，其中，异常确定装置根据类型，确定异常的发生。
16.根据权利要求1、3、7和9之一所述的化学液体注射装置，其中，液体注射器包括多种彼此不同的圆筒构件外径，化学液体注射装置还包括组件放置机构，用于活动地支撑所述波发射单元和所述波检测单元，以将它们放置在圆筒构件的外表面上。
17.根据权利要求16所述的化学液体注射装置，其中，所述组件放置机构将所述波发射单元和所述波检测单元中的至少一个放置在圆筒构件的上部的外表面上。
18.根据权利要求16所述的化学液体注射装置，其中，所述组件放置机构将所述波发射单元和所述波检测单元中的至少一个放置在圆筒构件的下部的外表面上。
19.根据权利要求16至18之一所述的化学液体注射装置，其中，所述组件放置机构将所述波发射单元和所述波检测单元放置在圆筒构件的前端附近。
20.根据权利要求13所述的化学液体注射装置，其中，液体注射器包括多种彼此不同的圆筒构件外径，化学液体注射装置还包括组件放置机构，用于活动地支撑所述电容检测传感器，以将它放置在圆筒构件的外表面上。
21.根据权利要求1至20之一所述的化学液体注射装置，还包括驱动停止装置，用于当确定发生异常时，强制停止所述活塞驱动机构。
22.根据权利要求1至21之一所述的化学液体注射装置，还包括停止输出装置，用于当确定发生异常时，将停止信号输出到外部。
23.一种化学液体注射系统，用于通过诊断成像设备捕捉患者的图像，该患者至少由化学液体注射装置注射了造影剂，所述化学液体注射系统包括根据权利要求22所述的化学液体注射装置；其中，诊断成像设备包括成像装置，用于捕获图像；停止输入装置，用于从所述化学液体注射装置接收停止信号；以及警报输出装置，用于当从外部向其输入了停止信号时，输出检查警报。
24.根据权利要求23所述的化学液体注射系统，其中，所述诊断成像设备还包括成像停止装置，用于当从外部向其输入了停止信号时，强制停止成像装置的成像操作。
全文摘要
波发射单元以预定角度将光束发射到液体注射器的圆筒构件的外表面上的预定位置处，并且波检测单元检测圆筒构件的外表面上预定位置处的光束。当检测到光束时，确定发生异常。因为由于折射率的改变，当液体装满圆筒构件时光束在圆筒构件上出射的位置与当空气进入或充满圆筒构件时的出射位置不同，所以当空气进入或充满圆筒构件时，确定发生异常，并输出检查警报。因此，提供了一种当通过延长管将液体从液体注射器注入患者时可以检测空气并且如果注入空气则输出警报的化学液体注射装置。
文档编号G01N24/00GK1882367SQ20048003456
公开日2006年12月20日 申请日期2004年11月18日 优先权日2003年11月25日
发明者根本茂, 矢泽亚希夫 申请人:株式会社根本杏林堂