具有熱-機械驅動器的醫用流體注射器制造技術

一種醫用流體注射器和其操作方法。在一些實施例中，醫用流體注射器包括可響應熱梯度膨脹和收縮的介質，聯接至該介質的熱裝置，和聯接至該介質的針筒。熱裝置可包括加熱器、冷卻器或其組合。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術一般涉及用于動力醫用流體注射器的驅動器，更特別地涉及一種用于這樣的注射器的熱-機械驅動器。
技術介紹
本部分意圖向讀者介紹與將在以下描述和/或要求權利的本專利技術各方面相關的領域的各方面內容。這部分討論對于為讀者提供背景信息非常有用，有助于更好地理解本專利技術的各方面。因此，需理解應該依據以上角度閱讀這些陳述，而并非認為是對現有技術的 說明。動力注射器典型地用于在患者用造影設備進行檢查之前或檢查時，將一定體積的醫用流體施用到患者體內，諸如造影劑。一般，動力注射器的電馬達用于將針筒的柱塞通過針筒移動，醫用流體在柱塞運動時注射到患者體內。通常，患者通過造影設備(例如，MRI系統)進行檢查時，被檢測的造影劑被造影裝置用來產生圖像數據。不幸的是，許多動力注射器與某些類型的造影設備不兼容。例如，用于驅動動力注射器的電馬達通常包括磁體和/或含鐵物質，這會干擾MRI機器的操作。例如，由于注射器中存在磁體和/或含鐵材料，注射器可朝向MRI機器拖動和/或拉向MRI機器，由此導致患者受傷和/或損壞注射器和/或MRI機器。作為其它例子，來自注射器電馬達的電磁場可被MRI機器拾取，并導致由MRI機器產生的結果中的不期望有的偽像。
技術實現思路
以下闡述了本專利技術的一些示例方面。應理解，這些方面僅用于向讀者提供本專利技術所采取的一些形式的簡要總結，而這些方面并不意圖限制本專利技術的范圍。實際上，本專利技術可涵蓋沒有在以下明確指出的各方面。在一些方面，本專利技術大致涉及用于動力醫用流體注射器的基本不含鐵的驅動器。一些隨后描述的實施例包括熱機械驅動器，其加熱或冷卻物質來起動針筒。在一些實施例中，物質的溫度可以改變(例如，增加)以使該物質膨脹，并驅動柱塞通過針筒，以從針筒排除醫用流體。在一些實施例中，物質的溫度可以改變(例如，減小)以使該物質收縮并抽回柱塞(例如，來將醫用流體吸進針筒用于隨后的注射操作)。注射器的一些實施例可以不具有電馬達來驅動針筒，并由此輔助靠近MRI機器的使用。本專利技術的第一方面涉及醫用流體注射器，其包括可響應熱梯度膨脹和收縮的介質。注射器還包括與介質熱連通的熱裝置(例如，加熱器、冷卻器或其組合)。附帶地，如果熱能可直接和/或間接地在一個物體和另一個物體之間傳遞，則該一個物體與另一物體“熱連通”。除了熱裝置，注射器還包括聯接至介質的針筒接口。本專利技術的第二方面涉及用于醫用流體注射器的驅動器。驅動器包括放置在貯存器中的流體、與流體熱連通的熱裝置、與貯存器流體連通的促動器和聯接至促動器的針筒接□。本專利技術的第三方面涉及一種用于操作醫用流體注射器的方法。在該方法中，材料的熱能被改變。該熱能的改變至少臨時地引起材料體積的變化。換句話說，該熱能的改變引起材料的體積增加或減小。材料體積的改變導致針筒的柱塞移動(例如，將流體吸進或排出針筒)。以上相對于本專利技術的各示例方面所述的特征存在各種改進。此外，這些特征也可以并入到這些各方面。這些改進和其它特征可以單獨或結合地存在。例如，以下相對于一個或多個示例性實施例討論的各特征可單獨或任意結合地并入到本專利技術的上述任意方面。再次，上述的簡要總結僅意圖使讀者了解本專利技術的一些方面和內容，而不限制權利要求的 主題。附圖說明在參考附圖閱讀以下詳細說明后，本專利技術的這些或其它特征、方面和優點將更加容易理解，在這些附圖中，相同的標號表示相同的部件，其中圖I是準備開始注射醫用流體的醫用流體注射器的示意圖；圖2是圖I的注射注射器在注射流體后的示意圖；圖3是圖I的注射器加載針筒的示意圖；圖4是另一醫用流體注射器的透視圖；圖5是雙溫度注射器的示意圖；圖6是具有固體熱-機械促動器的注射器的示意圖；和圖7是顯示示例注射過程的流程圖。具體實施例方式以下將描述本專利技術的一個或多個具體實施例。為了提供這些實施例的簡要說明，實際實施方案的所有特征都不在本說明書中描述。應該理解，任意工程或設計項目中的任意這樣的實際實施方案的改進、大量的具體實施決定都應實現改進者的具體目標，例如遵守在每個實施方案中均不同的與系統相關和與商業有關的限制。此外，應該理解，這樣的改進可能是復雜且耗時的，但對于得到所公開內容利益的本領域普通技術人員來說，這些都是設計、制造和生產中的常規任務。當介紹本專利技術各實施例的元件時，冠詞“一個(a)”、“一個(an)”、“該”和“所述”意圖表示存在一個或多個元件。術語“包括”、“包含”和“具有”意圖是包含性的，并且表示還存在除了所列元件之外的其它元件。此外，“頂部”和“底部”、“以上”和“以下”及它們的變體和取向的其它術語均為了方便而使用，而部件的特定取向不是必須的。如在此所用的，術語“聯接”是指直接或間接連接或接觸的狀態。術語“流體地連通”是指流體和/或流體壓力從一個物體傳遞至另一個物體。圖I示出了示例性注射系統10，其包括醫用流體注射器12和針筒14。注射器12包括物質并被設計來加熱和/或冷卻該物質(例如，液體)來引起物質體積的變化，由此引起針筒14的起動。注射系統10可以是基本或完全不含鐵的。為此，如果有的話，系統10可包括非常少的具有含鐵材料的部分(例如，電馬達)，該含鐵材料會與MRI機器的操作干擾。注射器12包括貯存器16、熱源18、熱沉20、流體導管22、促動器24、傳感器26和控制器28，其內容在以下詳細描述。熱源18和熱沉20的組合是在此被稱為熱裝置的一個例子。注射器12的一些實施例可包括流體熱-機械促動器，其隨著熱梯度操作并引起其流體(例如，液體和/或氣體)膨脹和/或收縮來引起運動。注射器12的其它實施例可包括固態熱-機械促動器，其隨著熱梯度操作并引起其固體膨脹和/或收縮來引起運動。注射器12的貯存器16具有由任意適當材料制成的壁30。例如，壁30可以主要包括表現出高熱傳導性的不含鐵材料，諸如鋁、不銹鋼、銅或其組合。為了提高通過壁30的傳熱，壁30可包括增加表面面積的結構，諸如鰭片、桿、波紋和/或紋理。這些結構可以在貯存器16的表面內和/或外。壁30優選地限定一結構，其大致剛硬且基本上不相對于跨過 壁30上的壓差而變形。貯存器16可展示出任意適當的設計/構造。例如，貯存器16可具有矩形橫截面形狀、圓形橫截面形狀、方形橫截面形狀或其它橫截面形狀。貯存器16容納流體32 (例如，液體)。流體32基本上不可壓縮，具有流體32在注射器操作期間所處的溫度范圍之外的相變溫度，和/或具有大的熱膨脹系數，例如熱膨脹系數可以大于NIO+C-1。流體32可包括水、酒精、油、水銀或其組合。在一些實施例中，流體32可具有液態到氣態的相變溫度，該相變溫度是動力注射器12操作的環境溫度或在該溫度附近(例如，接近室溫)。熱源18與流體32熱連通。在此，如果熱能從一個物體流動至另一個物體，則這兩個物體“熱連通”。熱源18可包括或指任意適當的熱源，例如，電阻加熱器(例如，導線圈)、感應加熱器、熱管、玻爾裝置(Peltier device)、熱泵、輻射加熱器、微波加熱器和/或房間提供的環境熱。熱源18可放置在貯存器16之外、貯存器16之內或貯存器16之內和之外兩者。在一些實施例中，熱源18可被構造為將電能轉換為熱能并加熱貯存器16中的流體32。圖I的注射器12還包括熱沉20。熱沉20可包括或指任意適當的熱沉，諸如玻爾裝置、制冷系統、熱管和/或吸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于操作醫用流體注射器的方法，該方法包括：使第一流體與活塞的第一側相互作用；和僅通過直接作用在活塞上的流體壓力而沿第一軸向方向和第二軸向方向的每一方向移動活塞，其中，所述移動包括：使第一流體膨脹來沿第一軸向方向移動活塞，其中，第一流體的膨脹包括加熱第一流體；響應由第一流體膨脹導致的活塞移動而沿一個方向推進針筒的柱塞；使第一流體收縮來沿第二軸向方向移動活塞，其中，第一流體的收縮包括冷卻第一流體；和響應由第一流體收縮導致的活塞移動而沿另一個方向推進針筒的柱塞。

【技術特征摘要】
2006.10.26 US 60/854,5291.一種用于操作醫用流體注射器的方法，該方法包括 使第一流體與活塞的第一側相互作用；和 僅通過直接作用在活塞上的流體壓力而沿第一軸向方向和第二軸向方向的每一方向移動活塞，其中，所述移動包括 使第一流體膨脹來沿第一軸向方向移動活塞，其中，第一流體的膨脹包括加熱第一流體； 響應由第一流體膨脹導致的活塞移動而沿一個方向推進針筒的柱塞； 使第一流體收縮來沿第二軸向方向移動活塞，其中，第一流體的收縮包括冷卻第一流體；和 響應由第一流體收縮導致的活塞移動而沿另一個方向推進針筒的柱塞。2.如權利要求I所述的方法，其中，由第一流體的膨脹...

【專利技術屬性】
技術研發人員：查爾斯S尼爾，
申請(專利權)人：馬林克羅特有限公司，
類型：發明
國別省市：