用于在病人的血管系統中的醫療用途的流體注射系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于注入液體或氣體的系統，其至少包括：管，用于將氣體引入系統中；控制引入氣體的壓力的裝置；氣體注射裝置，該氣體注射裝置提供有：用于調節要在預定壓力下供給病人的氣體流量的裝置；以及至少一個流量傳感器，該流量傳感器確定供給所述病人的氣體的確切量；用于將氣體供給病人的套件；以及至少一個導管或針頭，該導管或針頭能夠與所述供給套件連接和與要治療的病人連接，以及布置在供給套件和注射裝置之間的出血裝置。
【專利說明】用于在病人的血管系統中的醫療用途的流體注射系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于注射流體的系統，優選是氣體，用于在病人的血管系統中的醫療用途。該系統的一些特征的目的是可靠地控制引入病人體內的氣體或流體量，并能夠建立隨時間延長的輸送協議，例如在執行測試的過程中或者在外科手術處理過程中。
[0002]本發明可用于醫療-外科手術領域

【背景技術】
[0003]當前可用于將氣體注入病人的血管系統內的系統使用注射器。注射器充滿處于一定壓力下的氣體，該壓力可變化。根據在注射器中的壓力和注射器容積，能夠確定注射的氣體容積。該方法存在多個缺點:
[0004]注射器的制備困難。
[0005]注入病人體內的容積并不是能夠直接選擇的參數，因為該容積必須根據注射器中的壓力和注射器容積來計算。
[0006]注射器或兩個注射器(當使用雙頭氣體注射器時)必須排空。因此當某件事情不正確時沒有容易和直接的方案來再次進行檢查。
[0007]不能夠長時間地保持連續注射。
[0008]對于血管或過程的放射學或者為了施加麻醉劑等，需要連續注射。
[0009]在血管造影術和CT (計算機X射線斷層造影術)成像的某些處理過程中，通常向病人注射基于碘的造影劑，該造影劑可能引起過敏反應，并影響腎和肝的功能。
[0010]在其它處理過程中(例如用于布置支架)，需要多次注射基于碘的造影劑。
[0011]用于避免注射基于碘的造影劑的一種選擇方案是使用CO2，該CO2避免了由于多次注射基于碘的造影劑而產生的肝和腎毒性。不過，通過注射器來輸送CO2防止了氣體向病人的連續施加，并由于很難計算施加的氣體容積(主要是由于容積根據壓力而變化)而變得復雜。


【發明內容】

[0012]本發明的系統的一些特征的目的是能夠對于一種或多種氣體或流體進行復雜供給協議的編程，這將打開用于麻醉藥的新領域。
[0013]本發明向放射學家提供了一種系統，該系統能夠在很短時間內(小于一分鐘)對準備注射給病人的流體進行新的檢查，這是優于使用注射器的現有氣體注射器(現有氣體注射器的使用緩慢和復雜)的明顯優點。
[0014]本發明的另一目的是向病人和醫療人員提供安全性，因為它能夠非常精確地確定注入病人體內的氣體容積。
[0015]系統能夠包括用于加熱要注射的流體或氣體的裝置，以便在這些處理過程中(其中，病人還沒有麻醉)使得病人更舒服。
[0016]系統包括具有安全機械控制的三功能閥，它保證操作人員能夠在緊急情況下控制機器和干涉。
[0017]對于血管造影術和CT (計算機X射線斷層造影術)成像處理過程，該系統通過注射CO2而提供了對于注射基于碘的造影劑的替代方式，這消除了過敏反應，并避免了對腎功能的任何影響。
[0018]該方案也便宜，因為使用CO2比使用基于碘的造影劑更便宜。
[0019]例如，為了布置支架，需要多次注射基于碘的造影劑。本發明使用CO2是避免由于多次注射基于碘的造影劑而產生的肝和腎的毒性的最佳方案。
[0020]使用氣體(而不是基于碘的造影劑)將更利于稀釋。
[0021]氣體(特別是CO2)的粘性小于基于碘的造影劑，它們在流出時膨脹，且并不由成組的出血來稀釋。這可以揭示異常情況，例如瘺、平行血管或動脈排出，這不能由液體造影劑來檢測。
[0022]低粘性使得CO2能夠通過更小的施加(輸送)裝置來注射，并提供了不能通過液體造影劑來看見的可視化結構。
[0023]而且，CO2也能夠在并不除去引導線的情況下通過更小的導管和球體來注射。這種改進提高了處理過程的效率和安全性。
[0024]當前，氣體注入血液中將用于代替一些產品，例如灌腸劑、造影劑或其它藥物。CO2是當前最有利的氣體，因為它的中性和因為它沒有副作用。
[0025]因此，本發明的另一目的是發展一種以安全和可控制的方式來注射流體(特別是CO2或任意其它醫療氣體)的注射系統。
[0026]本發明的系統至少包括:
[0027]一個管，用于將氣體引向系統；
[0028]控制來自氣體輸入管的氣體的壓力的裝置，所述控制裝置負責確定向用于注射氣體的裝置輸入的氣體的壓力；
[0029]氣體注射裝置，該氣體注射裝置提供有:用于調節要在由壓力控制裝置引起的預定壓力下供給病人的氣體流量的裝置；以及至少一個流量傳感器，該流量傳感器用于確定供給所述病人的氣體的確切量；
[0030]用于將氣體供給病人的套件；以及
[0031]至少一個導管或針頭，該導管或針頭能夠與所述供給套件連接和與要治療的病人連接。
[0032]壓力控制裝置能夠保證要供給的流體或氣體以預定壓力通向注射裝置，該預定壓力低于氣體進入輸入管的壓力。要以恒定和確定壓力供給注射裝置的流體或氣體的壓力(和因此供給壓力)的調節能夠很容易地定量通過注射裝置輸送給病人的產品量，與通過使用注射器的情況不同，通過該注射器，氣體以可變壓力來供給，因此也以可變容積來供給。
[0033]控制向系統輸入的氣體的壓力的裝置還包括用于加熱供給氣體注射裝置的氣體的裝置，以及用于調節要供給注射裝置的氣體的最大流量的裝置。
[0034] 該注射裝置能夠有不同結構；例如，它能夠由蠕動泵構成，該蠕動泵提供特定容積的氣體或流體，因為輸入壓力為已知和由上述壓力調節器來確定。在可選實施例中，所述注射裝置能夠簡單地由閥構成，該閥能夠根據建立的規定或程序來控制在預定和已知壓力下通過病人的流體或氣體的容積。
[0035]該系統還包括具有用戶界面的控制單元，用于控制和/或編程注射系統的操作，都關于注入病人體內的產品的輸入壓力和容積的調節。
[0036]控制單元能夠對于某些時間(例如在檢查或處理過程完成時)進行氣體或流體注射的編程，并能夠總是已知注入病人體內的產品的總量，該測量由包含于注射裝置中的一個或多個流量傳感器來提供。
[0037]本發明的系統包括排出裝置，該排出裝置布置在供給套件和氣體注射裝置之間，用于排出容納于供給套件中的氣體，并用于在注入病人體內之前使得所述供給套件充滿要供給的流體或氣體。
[0038]排出裝置包括三位置閥，該三位置閥可人工、半自動或全自動操作，它包括通向注射裝置的連接管、通向供給套件的連接管和通向外部的連接管，各所述連接管提供有打開和關閉部件，用于選擇地相互連接成:排出位置、準備位置和注射位置。
[0039]所述排出裝置包括位置傳感器，并由注射裝置的控制單元來監測，用于病人安全。
[0040]特殊實施例中，本發明的系統包括多個氣體和/或流體輸入管，這些輸入管通過相應壓力控制器、相應注射裝置和公共排出裝置而與供給套件連接。在這種情況下，系統還包括至少一個附加的注射裝置，用于當要供應的不同氣體或流體要在不同順序中在它們并不混合的情況下分別地注射時泵送生理溶液或中性溶液以及洗滌排出裝置、供給套件和導管。
[0041]在這種情況下， 該附加注射裝置與控制單元連接，所述控制單元能夠對該附加注射裝置的驅動進行編程，并在兩個獨立的注射循環之間執行洗滌循環。
[0042]通過本發明的示例實施例將更好地理解包含于附加權利要求中的本發明這些和其它特征。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]為了對說明書進行補充和為了方便理解本發明的特征，本說明書伴隨有一組附圖，在附圖中，通過非限定實例，表示為如下:
[0044]圖1表示了根據本發明的、用于將醫療流體注入病人的血管系統內的系統的實施例的視圖。
[0045]圖2表示了前面附圖的可選實施例，其中，系統包括用于調節供給注射裝置的氣體或流體的最大流量的裝置、用于加熱所述氣體或流體的裝置以及布置在注射裝置和加熱裝置之間的返回管，該返回管用于使得要進行供給的加熱氣體或流體再循環。
[0046]圖3a、3b和3c分別表示了排出裝置的閥在準備、注射和排出位置的相應實施例。
[0047]圖4表示了本發明的系統實施例，它包括通過相應壓力控制裝置、相應注射裝置和公共排出裝置而與供給套件連接的多個氣體和/或流體輸入管，并有另外的注射裝置，用于洗滌供給套件和導管的排出裝置，在該導管中，不同的氣體或流體必須通過注射裝置來單獨地注射。

【具體實施方式】
[0048]在圖1所示的實施例中，本發明的、用于注射醫療用途的流體的系統包括一個管(I)，用于使得要供給的氣體或流體在比所述氣體或流體供給病人的壓力更高的壓力來引入系統。
[0049]該輸入管(I)與控制來自輸入管(I)的氣體或流體的壓力的裝置(2)連接，該裝置確定氣體供給注射裝置(3)的壓力。
[0050]該注射裝置(3)提供有用于調節將在由用于控制壓力的裝置(2)確定的壓力下供給病人的氣體的流量的裝置(31)，以及負責用于測量輸送給病人的產品的確切量的至少一個流量傳感器(32)。
[0051]在圖1所示的實例中，用于控制壓力的裝置(2)通過管(21)而與注射裝置(3)連接；系統還包括排出裝置(4)、單次使用的供給套件(5)以及用于將氣體注射給病人的導管
(6)或針頭。
[0052]系統由控制單元(7)來控制，該控制單元(7)能夠通過用戶界面來控制和/或編程多個系統部件的操作。
[0053]用于調節流量的裝置(31)，例如能夠是蠕動泵，該蠕動泵是推薦的選擇方案，因為這種泵在它停止時并不提供任何流量，且當由在泵的進口處的、用于調節流量的裝置供給的氣體的壓力為已知時，注射給病人的氣體的容積量能夠通過編程泵速度而直接知道。
[0054]不過，還能夠使用其它類型的泵和裝置，例如簡單打開或關閉的閥。
[0055]在該實施例中，用于調節流量的裝置(31)由控制單元(7)來控制。
[0056]氣體注射裝置(3)能夠合適地控制注入病人體內的氣體的確切容積量。
[0057]在圖2所示的實施例中，用于控制壓力的裝置(2)包括用于控制要供給系統的氣體或流體的最大流量的相連裝置(8)以及要供給注射裝置(3)的氣體或流體的加熱裝置
(9)。在系統的該實施例中，用于控制壓力的裝置(2)通過氣體或流體的供給管(21)以及返回管(22)而與注射裝置(3)連接，該返回管允許氣體或流體通過加熱裝置(9)來再循環，并使它一直保持在合適的溫度和壓力下，直到由注射裝置(3)使用。
[0058]排出裝置(4)將執行排出，即抽取容納于供給套件(5)中的空氣以及使它充滿CO2或其它醫療氣體(在注入病人體內之前)。
[0059]在圖3a、3b、3c所示的實施例中，排出裝置(4)包括具有三個位置的機械排出閥
(41)。
[0060]該閥(41)能夠是人工的、半自動的或全自動的，且它還能夠遙控。
[0061]在全部三種情況中，閥(41)有位置傳感器(42)，并由注射系統的控制單元(7)來監測，用于病人安全。在閥的位置傳感器(42)和系統的控制單元之間有永久性的通信。
[0062]閥(41)包括:管(43)，用于與注射裝置⑶連接；管(44)，用于通過供給套件(5)而與病人導管(6)連接；以及管(45)，用于與外部連接。
[0063]所述管(43、44、45)有相應的打開和關閉部件(43a、44a、45a)，用于它們的選擇相互連接和用于使得排出裝置的閥(41)置于以下位置:
[0064]圖3a中所示的準備位置、圖3b中所示的注射位置以及圖3c中所示的排出位置。
[0065]管的打開和關閉部件(43a、44a、45a)布置成:在排出位置中，處于位置1_0_1 (打開-關閉-打開)；在準備位置中，處于位置0-1-0(關閉-打開-關閉)；以及向病人注射的位置中，處于位置1-1-0 (打開-打開-關閉)。
[0066]在人工操作中，操作人員人工選擇閥(41)的三個位置，且注射系統的控制單元(7)詢問操作人員，以便在用戶界面中選擇模式。在這種人工操作中，進行以下步驟:
[0067]步驟1:使得供給套件(5)與導管(6)連接，并使得供給套件(5)與排出裝置的三通閥(41)連接。關閉部件(44a)保持關閉，同時檢查導管充滿血液。
[0068]步驟2:選擇排出模式。必須證明導管閥關閉。當氣體注射裝置(3)準備好時選擇“排出”。
[0069]步驟3:將閥(41)定位在“準備”位置。
[0070]當注射系統的控制單元(7)從位置傳感器(42)檢測到三功能閥(41)處于“準備”位置時，注射裝置(3)停止。管充滿醫療氣體。
[0071]步驟4:當裝置準備注射時，使得閥(41)定位在注射模式中。然后，注射裝置(3)排出選定容積的氣體。等待指令來使得閥轉至“準備”位置。
[0072]步驟5:注射系統的控制單元(7)要求操作人員將閥(41)置于“準備”位置。注射完成。
[0073]閥(41)可以機動，以便能夠半自動或全自動地操作。
[0074]在閥(41)的半自動操作中，操作人員必須接近病人使得三通閥處于他/她的手中，該操作通過以下步驟來進行:
[0075]步驟I (與上述相同):使得供給套件(5)與導管(6)連接，并使得供給套件(5)與排出裝置(4)的三通閥(41)連接。
[0076]導管的閥(41)保持關閉，同時檢查導管充滿血液。
[0077]步驟2:當裝置準備時將閥(41)定位在“排出”模式中。
[0078]當注射系統的控制單元(7)檢測到閥的排出位置時，排出自動進行，且控制單元
(7)通過機動促動器(未示出)而使得三功能的閥自動地旋轉至“準備”位置。
[0079]步驟3:不需要半自動模式；
[0080]步驟4:當裝置準備注射時將閥(41)置于注射位置。它自動地開始注射，且當注射完成時，控制單元(7)自動地使得閥(41)置于“準備”位置。
[0081 ] 該模式有由注射系統的控制單元控制的機動閥。
[0082]操作人員能夠使閥的位置運動。
[0083]在本發明中，考慮排出裝置的閥(41)的全自動操作，特別是用于在暴露于輻射的這些區域中的遙控工作。
[0084]在這種模式中，操作人員能夠直接從系統的控制單元(7)的用戶界面來控制閥
(41)的位置。
[0085]這種操作能夠通過采取以下步驟而直接從控制單元(7)或者從遙控來進行:
[0086]步驟1:與三個功能的人工閥相同。
[0087]步驟2:當準備排出處理時，按壓在注射系統的控制單元(7)的用戶界面中的“排出”，同時檢查導管(6)充滿血液。使得與導管連接的管保持關閉。排出自動進行。
[0088]步驟3:當準備注射處理時，按壓在注射系統的控制單元的用戶界面中的“注射”。
[0089]控制單元(7)處理該注射，并在執行注射時發出警告。
[0090]對于CT (計算機X射線斷層造影術)、MRI或任意其它外部醫療裝置，控制單元(7)允許以全自動的模式來控制系統。
[0091]由外部醫療裝置控制的這種操作與上述全自動模式相同，除了外部醫療裝置的用戶界面向注射系統的控制單元(7)發送注射指令。控制單元并不由用戶來控制，而是由外部醫療裝置(10)來控制，在圖2中示意所示。
[0092]CO2注射的特殊實例
[0093]當無限量的CO2注射無限時間時，能夠在注射系統的控制單元(7)中編程多個協議，這些協議隨時間延長。
[0094]合適的是可以有更多的時間來通過輻射術或計算機X射線斷層造影術來觀察血管系統。這能夠在CO2用作造影劑時和在輻射學家執行干涉放射學(IR)或血管干涉放射學(VIR)時非常有利。
[0095]在(IR)或(VIR)的過程中，可能感興趣的是保持血液中的CO2水平，以便在整個處理過程中給予放射學家所需的對比。
[0096]為了避免CO2的飽和(該飽和可能引起疾病)，本發明的系統能夠通過控制單元而與單個或多個CO2監測系統(二氧化碳描記器或其它系統)連接。
[0097]當控制單元檢測到危險的CO2飽和時，注射停止，或者注射流量減小，以便使得病人的身體能夠消除CO2和恢復至合理的水平。
[0098]在其它醫療用途中，氣體可以由液體代替，用于需要連續注射的用途。一種用途是麻醉，但是也能夠有其它用途。在這種情況下，注射裝置泵送至醫療流體的儲存器中，而不是接收氣體。
[0099]在圖4所示的實施例中，系統包括用于氣體和/或流體的多個輸入管(I)，這些輸入管(I)通過控制壓力的相應裝置(2)、相應注射裝置(3)和公共排出裝置(4)而與供給套件(5)連接，它們都與上面所述的類似。該系統包括至少一個附加的注射裝置(3a)，用于當不同氣體或流體要在不同順序中在并不混合的情況下分別地泵送通過注射裝置時泵送生理溶液或中性溶液以及洗滌排出裝置(4)、供給套件(5)和導管(6)。
[0100]該附加注射裝置(3a)與控制單元(7)連接以及與系統的其它部件連接；所述控制單元(10)能夠對該附加注射裝置(3a)的驅動進行編程，并從兩個獨立的注射循環中執行洗滌循環。
[0101]本發明的系統還能夠使用供給套件來準備使用，例如真空供給套件或者預裝有CO2或其它醫療氣體的供給套件。在這些實例中，需要使用排出裝置。
[0102]盡管已經充分介紹了本發明的特性以及優選實施例的實例，但是對于所有相關目的應當說明，所述部件的材料、形狀、尺寸和布置方式可以進行變化，只要它們并不改變在隨后要求保護的本發明的基本特征。
【權利要求】
1.一種用于將醫療流體注入病人的血管系統內的系統，該流體可以是用于醫療用途的液體或氣體，其特征在于它至少包括: 管，用于將氣體引入系統中； 控制來自氣體引入管的氣體的壓力的控制裝置，所述控制裝置負責確定進入用于注射氣體的系統的氣體壓力； 氣體注射裝置，該氣體注射裝置提供有:用于調節要在由壓力控制裝置引起的預定壓力下供給病人的氣體流量的裝置；以及至少一個流量傳感器，該流量傳感器確定供給所述病人的氣體的確切量； 用于將氣體供給病人的套件；以及 至少一個導管或針頭，該導管或針頭能夠與所述供給套件連接和與要治療的病人連接。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于:它包括控制單元，該控制單元有用戶界面，用于對注射裝置的操作進行控制和/或編程。
3.根據前述任意一項權利要求所述的系統，其特征在于:它包括排出裝置，該排出裝置布置在供給套件和氣體注射裝置之間，用于排出容納于供給套件中的氣體，并用于在將氣體注入病人體內之前使得所述供給套件充滿CO2或其它氣體。
4.根據權利要求3所 述的系統，其特征在于:排出裝置包括三位置閥，該三位置閥可人工、半自動或全自動操作，并包括注射裝置連接管、供給套件連接管和外部連接管，各所述連接管提供有打開和關閉部件，用于選擇地相互連接成:排出位置、準備位置和注射位置。
5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于:將注射裝置、供給套件和外部連接管的打開和關閉部件布置成:在排出位置中，處于位置1-0-1(打開-關閉-打開)；在準備位置中，處于位置0-1-0 (關閉-打開-關閉)；以及在病人注射位置中，處于位置1-1-0 (打開-打開-關閉)。
6.根據權利要求3至5中任意一項所述的系統，其特征在于:排出裝置的閥包括位置傳感器，并由注射裝置的控制單元來監測，用于病人安全。
7.根據前述任意一項權利要求所述的系統，其特征在于:控制進入系統的氣體的壓力的裝置還包括用于調節氣體供給的最大流量的裝置。
8.根據前述任意一項權利要求所述的系統，其特征在于:控制進入系統的氣體的壓力的裝置還包括用于加熱供給氣體注射裝置的氣體的裝置。
9.根據前述任意一項權利要求所述的系統，其特征在于:它包括用于引入氣體和/或流體的多個管，這些管通過相應壓力控制器、相應注射裝置和公共排出裝置而與供給套件連接，且它包括至少一個附加的注射裝置，用于當不同氣體或流體要在不同順序中在并不混合的情況下分別地注射時泵送生理溶液或中性溶液以及洗滌排出裝置、供給套件和導管。
10.根據權利要求9所述的系統，其特征在于:該附加注射裝置與控制單元連接，所述控制單元能夠對該附加注射裝置的驅動進行編程，并在兩個獨立的注射循環之間執行洗滌循環。
【文檔編號】A61B5/00GK104080494SQ201280066764
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2012年11月28日 優先權日:2011年12月2日
【發明者】尼古拉斯·安東尼·科斯托維奇 申請人:尼古拉斯·安東尼·科斯托維奇