注射系統(tǒng)的制作方法

本申請是利貝爾-弗拉施姆有限公司于2012年6月26日申請的發(fā)明名稱為“具有電容方式感測的注射系統(tǒng)”、申請?zhí)枮?01280045366.x(國際申請?zhí)枮閜ct/us2012/044163)的中國發(fā)明專利申請的分案申請。

相關(guān)申請的交叉引用

本專利申請要求于2011年7月18日提交、標(biāo)題為“injectionsystemwithcapacitivesensing”的美國臨時專利申請no.61/508,734的優(yōu)先權(quán)，且其全部內(nèi)容通過引用全部合并于此。

本發(fā)明通常涉及注射系統(tǒng)且更具體地涉及檢測被注射系統(tǒng)使用的針筒中的流體。

背景技術(shù)：

各種醫(yī)用過程需要將一種或多種醫(yī)用流體注射給患者。例如，醫(yī)用成像過程通常涉及將造影劑(可能與鹽水和/或其它流體一起)注射給患者。其它醫(yī)用過程涉及將一種或多種流體注射給患者，以用于治療目的。動力注射器可用于這些類型的應(yīng)用。

動力注射器一般包括通常被稱為動力頭的部件。一個或多個針筒可以以各種方式(例如，可拆卸地；后裝載；前裝載)安裝到動力頭。后部裝載；前部裝載；側(cè)部裝載)。每個針筒通常包括被稱為針筒柱塞、活塞等的部件。每個這樣的針筒柱塞與并入到動力頭中的適當(dāng)針筒柱塞驅(qū)動器相互作用(例如接觸和/或暫時地互連)，從而針筒柱塞驅(qū)動器的操作在針筒筒體內(nèi)并相當(dāng)于該針筒筒體軸向地推進(jìn)相關(guān)聯(lián)的針筒柱塞。一個典型的針筒柱塞驅(qū)動器具有推桿的形式，該推桿安裝在螺紋導(dǎo)桿或驅(qū)動螺桿上。驅(qū)動螺桿沿一個旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)能沿一個軸向方向推進(jìn)相關(guān)聯(lián)的推桿，而驅(qū)動螺桿沿相反旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)能沿相反的軸向方向推進(jìn)該相關(guān)聯(lián)的推桿。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一到第四方面每一個通過注射系統(tǒng)實施。注射系統(tǒng)包括注射裝置和針筒筒體區(qū)域。注射系統(tǒng)進(jìn)一步包括電容性流體檢測器。注射系統(tǒng)可操作為保持針筒從而針筒的針筒筒體與針筒筒體區(qū)域共同延伸。針筒筒體區(qū)域進(jìn)一步包括在針筒被注射裝置保持時與針筒的針筒筒體長度一致的針筒筒體區(qū)域長度。針筒筒體區(qū)域進(jìn)一步包括在針筒被注射裝置保持時與針筒筒體縱向軸線重合的針筒筒體區(qū)域縱向軸線。

在第一方面的情況下，電容性流體檢測器設(shè)置在注射裝置中。電容性流體檢測器的電場在沿針筒筒體區(qū)域縱向軸線的至少第一位置和第二位置處穿過針筒筒體區(qū)域。第一位置與第二位置分開第一距離，所述第一距離等于針筒筒體區(qū)域長度的至少一半。

在第二方面的情況下，電容性流體檢測器設(shè)置在注射裝置中，且電容性流體檢測器的電場在沿針筒筒體區(qū)域縱向軸線的至少第一位置和第二位置處穿過針筒筒體區(qū)域。第一位置與第二位置分開第一距離，所述第一距離等于針筒筒體區(qū)域長度的至少一半。在第二方面，電容性流體檢測器包括第一容電器。第一容電器包括第一細(xì)長電極和第二細(xì)長電極。第一容電器的電場在至少第一位置和第二位置處穿過針筒筒體區(qū)域。

在第三方面的情況下，電容性流體檢測器設(shè)置在注射裝置中。電容性流體檢測器包括第一容電器和第二容電器。第一容電器的電場在沿針筒筒體區(qū)域縱向軸線的第一位置處穿過針筒筒體區(qū)域。第二容電器的電場在沿針筒筒體區(qū)域縱向軸線的第一位置處穿過針筒筒體區(qū)域。

在第四方面的情況下，注射系統(tǒng)包括安裝到注射裝置的針筒。針筒包括針筒筒體。針筒筒體具有沿針筒筒體縱向軸線的針筒筒體長度。電容性流體檢測器沿針筒筒體設(shè)置。電容性流體檢測器包括沿針筒筒體長度順序布置的多個電容器。多個電容器每一個設(shè)置在沿針筒筒體縱向軸線的不同位置處。針筒筒體區(qū)域包括與針筒筒體長度一致的針筒筒體區(qū)域，且針筒筒體區(qū)域縱向軸線與針筒筒體縱向軸線重合。

許多特征改進(jìn)和額外的特征可適用于本發(fā)明上述第一、第二、第三，和第四方面每一個。這些特征改進(jìn)和額外的特征可以針對第一、第二、第三，和第四方面每一個個別地使用或以任何組合使用。從而將被描述的每一個下列特征可以但不必須與第一、第二第三和第四方面每一個的任何其他特征或特征的組合一起使用。直到本發(fā)明的第五方面的描述開始之前，以下的討論適用于第一，第二，第三，和第四方面每一個。

如上所述，第四方面包括沿針筒筒體長度順序布置的多個電容器(例如沿針筒筒體長度間隔開)。而且，第一和第三方面可以包括沿針筒筒體區(qū)域長度順序布置的多個電容器。在包括沿針筒筒體區(qū)域長度順序設(shè)置的多個電容器的這種布置中，電容性流體檢測器可以包括沿針筒筒體區(qū)域長度順序布置的至少八個電容器。多個電容器每一個可以包括一對電極，且每一對電極的每一個電極可以布置為使得垂直于且相交于電極的向量不與任何其他電極(例如該對電極的另一電極和/或多個電容器的任何其他容電器的任何電極)相交。在這種結(jié)構(gòu)中，多個電容器的成對電極每一個可以基本上共面。

包括沿針筒筒體區(qū)域長度順序布置的多個電容器的結(jié)構(gòu)中多個電容器每一個可以互連到集成電路。對于多個電容器每一個，集成電路可操作為生產(chǎn)雙態(tài)輸出。雙態(tài)輸出的第一模式可以響應(yīng)于流體的存在，且雙態(tài)輸出的第二模式可以響應(yīng)于流體的缺失。因此，電容器可以被認(rèn)為能感測流體的存在，或感測流體的缺失，或這兩種情況都有。在另一結(jié)構(gòu)中，多個電容器每一個可操作為生產(chǎn)響應(yīng)于位于容電器電場中的流體量而變化的模擬輸出。注射系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括流體水平確定邏輯模塊，其可操作為至少部分地基于來自多個電容器的輸出確定針筒筒體區(qū)域中的流體水平。

在第二方面的實施例中，第一和第二細(xì)長電極可以布置為使得垂直于且相交于第一細(xì)長電極的向量不與第二細(xì)長電極相交。第一細(xì)長電極可以基本上與第二細(xì)長電極共面。第一和第二細(xì)長電極每一個可以是沿平行于針筒筒體區(qū)域縱向軸線的方向細(xì)長。第一容電器可操作為響應(yīng)于針筒筒體區(qū)域中流體的存在而生產(chǎn)模擬輸出。針筒筒體區(qū)域中的流體量可以從模擬輸出中推斷出。在一實施例中，第二方面可以進(jìn)一步包括流體水平確定邏輯模塊，其可操作為至少部分地基于第一容電器的輸出確定針筒筒體區(qū)域中的流體水平。

在第一到第四方面的實施例中，注射系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括用戶輸入確定邏輯模塊，其可操作為至少部分地基于來自電容性流體檢測器的輸出確定用戶輸入。從而電容性流體檢測器可操作為檢測針筒中的流體水平和被電容性流體檢測器感測的用戶輸入。這樣的用戶輸入可以是沿安裝到注射裝置的針筒的用戶手指運(yùn)動的形式。

注射系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括電容性用戶輸入檢測器，其中電容性用戶輸入檢測器的電場穿過鄰近針筒筒體區(qū)域的第一區(qū)域。在用戶的手指定位在第一區(qū)域中時，電容性用戶輸入檢測器的電場會改變，且基于該改變，輸入確定邏輯模塊可操作為確定用戶輸入。在一種結(jié)構(gòu)中，電容性用戶輸入檢測器的電場可以穿透鄰近針筒筒體區(qū)域的第二區(qū)域，且與第一區(qū)域相比，第二區(qū)域可以在針筒筒體區(qū)域的相反側(cè)。在這樣的結(jié)構(gòu)中，位于第一和第二區(qū)域中和在針筒筒體區(qū)域任一側(cè)上的手指可以分別被電容性用戶輸入檢測器檢測。

第五方面通過操作注射系統(tǒng)的方法實施。在該方法中，針筒被安裝在注射裝置上且注射裝置的推桿隨后運(yùn)動以生產(chǎn)針筒柱塞的相應(yīng)運(yùn)動。方法包括用推桿接觸柱塞。運(yùn)動步驟在推桿接觸柱塞時執(zhí)行。還有，在運(yùn)動步驟期間，在針筒的針筒筒體多次以電容方式感測流體。在多次的每一次中，估計針筒中的流體量。估計至少部分地基于以電容方式感測的步驟。

許多特征改進(jìn)和額外特征可用于本發(fā)明的上述第五方面。這些特征改進(jìn)和額外的特征可以針對第五方面?zhèn)€別地使用或以任何組合使用。從而將被描述的每一個下列特征可以但不必須與第五方面的任何其他特征或特征的組合一起使用。直到本發(fā)明的第六方面的描述開始之前，以下的討論適用于第五方面。

運(yùn)動可以包括讓柱塞退回和/或前進(jìn)。在多次的每一次中，推桿可以設(shè)置在獨(dú)特的位置。在一構(gòu)造中，以電容方式感測和估計步驟可以在運(yùn)動步驟期間連續(xù)執(zhí)行。方法可以進(jìn)一步包括在運(yùn)動步驟期間將流體吸入針筒的步驟，且對于多次的每一次，證實估計的流體量對應(yīng)于針筒的嘴和柱塞之間的針筒的容積。方法也可以進(jìn)一步包括讓柱塞前進(jìn)以將流體注射到患者。

方法可以進(jìn)一步包括以電容方式感測針筒針筒筒體附近的用戶手指，和通過注射系統(tǒng)將以電容方式感測解譯為到注射系統(tǒng)的用戶輸入。在變化例中，方法可以包括以電容方式感測沿針筒筒體的相反側(cè)運(yùn)動的用戶兩個手指。這樣的以電容方式感測可以被注射系統(tǒng)解譯為用于清除針筒筒體的輸入命令。

第六方面通過操作注射系統(tǒng)的方法實施。在該方法中，針筒被安裝在注射裝置上且隨后在針筒的針筒筒體中感測流體。用第一、第二和第三電容性傳感器執(zhí)行感測。在感測時，至少部分地基于感測步驟期間獲得的第一、第二和第三電容性傳感器的輸出的比較而識別不正確的讀數(shù)。在第六方面的實施例中，可以基于感測和識別步驟估計針筒中的流體總量。

第七方面通過操作注射系統(tǒng)的方法實施。在該方法中，針筒被安裝在注射裝置，且用多個電容性傳感器的第一部分感測安裝的針筒中流體的存在。

許多特征改進(jìn)和額外特征可用于本發(fā)明的上述第七方面。這些特征改進(jìn)和額外的特征可以針對第七方面?zhèn)€別地使用或以任何組合使用。從而將被描述的每一個下列特征可以但不必須與第七方面的任何其他特征或特征的組合一起使用。直到本發(fā)明的第八方面的描述開始之前，以下的討論適用于第七方面。

方法可以進(jìn)一步包括用多個電容性傳感器中的第二部分感測已安裝針筒的流體缺失，且基于至少一個感測步驟(例如感測流體的存在和/或感測流體的缺失)估計針筒中的流體總量。估計步驟可以包括基于第一部分中電容性傳感器數(shù)量和/或第二部分中電容性傳感器的數(shù)量計算針筒的填充百分比。在一結(jié)構(gòu)中，估計步驟可以包括在查找表中查找流體總量。在這樣的結(jié)構(gòu)中，查詢表可以包含與包括在第一和/或第二部分中的電容性傳感器的數(shù)量相應(yīng)的流體總量的值。

針筒可以包含在安裝步驟期間的流體總量，且至少一個感測步驟可以在從針筒將任何流體注射到患者之前執(zhí)行。因此，針筒可以是預(yù)填充針筒。而且，方法可以進(jìn)一步包括將與流體總量相應(yīng)的的值輸入注射系統(tǒng)，且證實估計的流體總量對應(yīng)于輸入的值。輸入步驟可以包括將與流體總量相應(yīng)的值手動地輸入、掃描與針筒機(jī)器可讀標(biāo)簽和/或讀取與流體總量相應(yīng)的的無線射頻識別(rfid)標(biāo)簽。

第八方面通過操作注射系統(tǒng)的方法實施。在該方法中，針筒安裝在注射裝置上，且在針筒附近以電容方式感測用戶的手指。以電容方式感測隨后被注射系統(tǒng)解譯為用于到注射系統(tǒng)的用戶輸入。

第九方面通過注射系統(tǒng)實施。注射系統(tǒng)包括注射裝置和針筒筒體區(qū)域。注射系統(tǒng)進(jìn)一步包括電容性檢測器和用戶輸入確定邏輯模塊。注射系統(tǒng)可操作為保持針筒從而針筒的針筒筒體與針筒筒體區(qū)域共同延伸。針筒筒體區(qū)域進(jìn)一步包括在針筒被注射裝置保持時與針筒的針筒筒體長度一致的針筒筒體區(qū)域長度。針筒筒體區(qū)域進(jìn)一步包括在針筒被注射裝置保持時與針筒筒體縱向軸線重合的針筒筒體區(qū)域縱向軸線。注射裝置包括電容性檢測器。電容性檢測器的電場在針筒筒體區(qū)域附近穿過第一區(qū)域。用戶輸入確定邏輯模塊可操作為至少部分地基于來自電容性檢測器的輸出確定用戶輸入。

許多特征改進(jìn)和額外特征可用于本發(fā)明的上述第九方面。這些特征改進(jìn)和額外的特征可以針對第九方面?zhèn)€別地使用或以任何組合使用。從而將被描述的每一個下列特征可以但不必須與第九方面的任何其他特征或特征的組合一起使用。直到術(shù)語“流體地互連”的討論開始之前，以下的討論適用于第九方面。

電容性檢測器的電場可以穿透針筒筒體區(qū)域附近且在針筒筒體區(qū)域的與第一區(qū)域相反的一側(cè)上的第二區(qū)域。在這樣的結(jié)構(gòu)中，用戶輸入確定邏輯模塊可操作為將第一區(qū)域中的用戶輸入與第二區(qū)域中的用戶輸入?yún)^(qū)分開，例如用戶輸入確定邏輯模塊可操作為區(qū)分用戶的手指置于針筒筒體區(qū)域的哪一側(cè)。第一和第二區(qū)域可以沿基本上整個針筒筒體區(qū)域長度延伸，且用戶輸入確定邏輯模塊可操作為檢測沿針筒筒體區(qū)域長度在第一和第二區(qū)域中運(yùn)動的用戶的手指。

如在本文使用的，術(shù)語“流體地互連”是指兩個或多個部件或?qū)嶓w以這樣的方式連接(直接地或間接地)：流體可在它們之間的預(yù)定流動路徑中流動(單一方向地或雙方向地)。例如，“注射裝置流體地互連到患者”描述了這樣一種構(gòu)造，其中流體可通過任何互連裝置(例如管路，連接器)從注射裝置流動到患者(例如進(jìn)入患者的脈管系統(tǒng))。

如在本文使用的，術(shù)語“可拆卸聯(lián)接”等描述了之間的關(guān)系，其中部件互連但仍具有彼此拆卸分離的能力，在拆卸分離之后至少一個部件保持可使用狀態(tài)。例如，“盒和大流體容器可拆卸互連”描述了盒目前互連到大流體容器保持模塊，其方式是允許盒從大流體容器保持模塊拆卸。進(jìn)而，在這樣的拆卸之后，大流體容器保持模塊和盒中的至少一個保持與另一部件互連(例如可拆卸)的能力。

許多特征改進(jìn)和額外的特征可分開適用于本發(fā)明上述第一、第二、第三，第四、第五、第六、第七、第八、和第九方面每一個。這些特征改進(jìn)和額外的特征可以針對上述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八和第九方面每一個個別地使用或以任何組合使用。本發(fā)明任何其他各個方面的被有意地限定為"單數(shù)"情況等的任何特征將通過例如"僅"、"單個"、"限制為"等術(shù)語來清楚地表述。僅根據(jù)通常接受的先行詞基本含義來解釋一特征并不是要將相應(yīng)特征限制為單數(shù)(例如若僅說動力注射器包括“針筒”則并不意味著動力注射器僅包括單個針筒)。而且，沒有使用例如"至少一個"這樣的術(shù)語也不是要將相應(yīng)特征限制為單數(shù)(例如若僅說動力注射器包括“針筒”則并不意味著動力注射器僅包括單個針筒)。最后，針對具體的特征使用短語"至少大致"等涵蓋了相應(yīng)特性和其非實質(zhì)性的變化(例如若說針筒筒體至少大致是圓柱形的涵蓋針筒筒體是圓柱形的情況)。

被本發(fā)明的任何各種方面利用的任何"邏輯模塊"可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞綄嵤ú幌抻谌魏芜m當(dāng)軟件、固件或硬件，使用一個或多個個平臺，使用一個或多個處理器，使用任何適當(dāng)類型的存儲器，使用任何任何適當(dāng)類型單個計算機(jī)或多個任何適當(dāng)類型的計算機(jī)且以任何適當(dāng)?shù)姆绞交ミB，或以上的任意組合。該邏輯模塊可以在任何單個位置或以任何適當(dāng)?shù)姆绞交ミB(例如經(jīng)由任何類型的網(wǎng)絡(luò))的多個位置處實施。

可以用于提供流體排出的任何動力注射器可以具有任何適當(dāng)尺寸、形狀、構(gòu)造和/或類型。任何這樣的動力注射器可以使用具有任何適當(dāng)尺寸、形狀、構(gòu)造和/或類型的一個或多個針筒柱塞驅(qū)動器，其中每一個這樣的針筒柱塞驅(qū)動器至少能雙向運(yùn)動(例如沿用于排出流體的第一方向運(yùn)動；沿用于適應(yīng)流體的裝載和/或抽取和/或用于返回到用于隨后流體排出操作的位置的第二方向的運(yùn)動)，且其中每一個這樣的針筒柱塞驅(qū)動器可以與其相應(yīng)的針筒柱塞以任何適當(dāng)?shù)姆绞较嗷プ饔?例如通過機(jī)械接觸；通過適當(dāng)?shù)穆?lián)接(機(jī)械的或其它方式的))，以能沿至少一個方向推進(jìn)針筒柱塞(例如用于排出流體)。每一個針筒柱塞驅(qū)動器可以使用具有任何適當(dāng)尺寸、形狀、構(gòu)造和/或類型的一個或多個驅(qū)動源。多個驅(qū)動源輸出可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞浇M合以讓單個針筒柱塞在給定時間前進(jìn)。一個或多個驅(qū)動源可以專用于單個針筒柱塞驅(qū)動器，或一個或多個驅(qū)動源可以與多個針筒柱塞驅(qū)動器相關(guān)(例如并入一些類型的傳遞裝置以改變從一個針筒柱塞到另一針筒柱塞的輸出)，或以上組合。代表性驅(qū)動源形式包括有刷或無刷電動機(jī)、液壓馬達(dá)、氣動馬達(dá)、壓電馬達(dá)或步進(jìn)馬達(dá)。

任何這樣的動力注射器可以用于需要一種或多種醫(yī)用流體輸送的任何適當(dāng)應(yīng)用，包括但不限于任何適當(dāng)?shù)尼t(yī)學(xué)應(yīng)用(例如計算機(jī)斷層成像或ct成像；磁共振成像或mri；單光子發(fā)射計算機(jī)斷層成像或spect成像；正電子發(fā)射斷層成像或pet成像或pet成像；x射線成像；造影成像；光學(xué)成像；超聲波成像)。任何這樣的動力注射器可以結(jié)合任何部件或部件的組合使用，例如適當(dāng)?shù)某上裣到y(tǒng)(例如ct掃描儀)。例如，信息(例如，掃描延遲信息、注射起動信號、注射流量)可在任何這樣的動力注射器和一個或多個其他部件之間傳遞。

任何合適數(shù)量的針筒可以任何適當(dāng)?shù)姆绞接糜谌魏芜@樣的動力注射器(例如，可拆卸地；前裝載；后裝載；側(cè)裝載)，任何適當(dāng)?shù)尼t(yī)用流體(例如，造影劑、放射性藥劑、鹽水和任何其組合)可從任何這樣的動力注射器的給定針筒排放，且任何適當(dāng)?shù)牧黧w可以任何適當(dāng)?shù)姆绞綇亩噌樛矂恿ψ⑸淦鹘Y(jié)構(gòu)排放(例如，相繼地、同時地)，或其任何組合。在一個實施例中，通過動力注射器的操作從針筒排出的流體被引導(dǎo)到管道(例如，醫(yī)用管路組)，該導(dǎo)管與針筒以任何適當(dāng)?shù)姆绞搅黧w地互連且將流體引導(dǎo)到期望位置(例如，插入到患者體內(nèi)的導(dǎo)管，以用于注射)。多個針筒可排入到共同的導(dǎo)管(例如，用于提供給單個的注射位置)，或者一個針筒可排入到一個導(dǎo)管(例如，用于提供給一個注射位置)，而另一針筒可排入到不同的導(dǎo)管(例如，用于提供給不同的注射位置)。在一個實施例中每一個針筒包括針筒筒體和設(shè)置在針筒筒體中且相對于針筒筒體可動的柱塞。該柱塞可以與動力注射器的針筒柱塞驅(qū)動組件相互作用從而針筒柱塞驅(qū)動組件能讓柱塞沿至少一個方向前進(jìn)，且可能地沿兩個不同相反方向行進(jìn)。

附圖說明

圖1示出了的動力注射器的一個實施例的示意圖。

圖2a示出了安裝在可動立架上的雙頭動力注射器的一個實施例的透視圖。

圖2b是圖2a的動力注射器使用的動力頭的放大至少部分分解透視圖。

圖2c是圖2a的動力注射器使用的針筒柱塞驅(qū)動組件的一個實施例的示意圖。

圖3a是并入電容性流體檢測器的針筒殼體的示意圖。

圖3b是圖3a的針筒和針筒殼體的橫截面示意圖(端視圖)。

圖3c是在其上安裝了不同針筒的圖3a的電容性流體檢測器和針筒殼體的示意圖(側(cè)視圖)

圖4a是安裝到包括電容性流體檢測器的針筒殼體的針筒的示意圖(俯視圖)。

圖4b是圖4a的針筒和針筒殼體的橫截面示意圖(端視圖)。

圖5a和5b是包括電容性流體檢測器的針筒殼體和針筒的替換實施例的橫截面示意圖(端視圖)。

圖6是顯示了電容性流體檢測器的容電器上噪聲事件的圖。

圖7是顯示了針筒中的流體量中改變的時間段里被測量電容對時間的圖。

圖8是顯示了用戶讓兩個手指沿針筒筒體滑行的示意圖。

圖9是電容性用戶輸入檢測器的示意圖。

圖10示出了在用戶執(zhí)行圖8所示的手指運(yùn)動時發(fā)生的信號響應(yīng)組。

具體實施方式

圖1示出了具有動力頭12的動力注射器10的一個實施例的示意圖。一個或多個圖形用戶界面或gui11可與動力頭12相關(guān)聯(lián)。每個gui11：1)可具有任何適當(dāng)?shù)某叽?、形狀、?gòu)造和/或類型；2)可與動力頭12以任何適當(dāng)?shù)姆绞讲僮餍缘叵嗷ミB接；3)可被布置在任何適當(dāng)?shù)奈恢茫?)可被構(gòu)造為提供下面任何功能：控制動力注射器10的操作的一個或多個方面；輸入/編輯與動力注射器10的操作相關(guān)聯(lián)的一個或多個參數(shù)；以及顯示適當(dāng)?shù)男畔?例如與動力注射器10的操作相關(guān)聯(lián)的)；或5)以上情況的組合?？墒褂萌魏芜m當(dāng)數(shù)目的gui11。在一個實施例中，動力注射器10包括gui11，該gui11被控制臺并入，該控制臺與動力頭12分開但是與其通訊。在另一實施例中，動力注射器10包括gui11，該gui11為動力頭12的一部分。在又一實施例中，動力注射器10使用一個gui11，該gui11位于與動力頭12通訊的單獨(dú)控制臺上，且還使用位于動力頭12上的另一gui11。每個gui11可提供相同的功能或一組功能，或gui11可在它們的各自的功能有關(guān)的至少一些方面不同。

針筒28可被安裝在該動力頭12上，且當(dāng)安裝時可被認(rèn)為是動力注射器10的一部分。一些注射過程可導(dǎo)致相對較高的壓力產(chǎn)生于針筒28中。由此，可希望把針筒28布置在壓力套26中。壓力套26通常與動力頭12相關(guān)聯(lián)，其方式是允許針筒28布置在其中以作為動力頭12的一部分，或在針筒28安裝在動力頭12之后將壓力套26與動力頭12相關(guān)聯(lián)。相同的壓力套26通常保持與動力頭12相關(guān)聯(lián)，因為各種針筒28被定位在壓力套26中或從該壓力套去除，以用于各種注射過程。如果動力注射器10被構(gòu)造/用于低壓注射和/或如果針筒(一個或多個)28與具有對于高壓注射具有足夠耐受性的動力注射器10一起使用而不需要壓力套26提供額外支撐，則動力注射器10可不具有壓力套26。在任何情況下，從針筒28排出的流體可被引入到適當(dāng)尺寸、形狀、構(gòu)造和/或類型的管道38中，該管道可與針筒28以任何合適的方式流體地相互連接，且其可引導(dǎo)流體至任何適當(dāng)?shù)奈恢?例如至患者)。

動力頭12包括針筒柱塞驅(qū)動組件或針筒柱塞驅(qū)動器14，其與針筒28(例如其柱塞32)相互作用，以從針筒28排出流體。該針筒柱塞驅(qū)動組件14包括為驅(qū)動輸出件18(例如可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動螺桿)提供動力的驅(qū)動源16(例如任何適當(dāng)尺寸、形狀、構(gòu)造和/或類型的馬達(dá)，可選的齒輪傳動裝置等)。推桿20可沿適當(dāng)?shù)穆窂?例如軸向地)被驅(qū)動輸出件18推進(jìn)。推桿20可包括聯(lián)接件22，用于與針筒28的相應(yīng)部分以下面所述的方式相互作用或相互配合。

針筒28包括柱塞或活塞32，其可移動地布置在針筒筒體30內(nèi)(例如用于沿與雙箭頭b一致的軸線做軸向往復(fù)運(yùn)動)。柱塞32可包括聯(lián)接件34。該針筒柱塞聯(lián)接件34可與推桿聯(lián)接件22相互作用或相互配合以允許針筒柱塞驅(qū)動組件14把針筒柱塞32退回到針筒筒體30內(nèi)。針筒柱塞聯(lián)接件34可以是從針筒柱塞32的主體延伸的軸36a加上頭部或桿頭36b的形式。但是，針筒柱塞聯(lián)接件34可以具有任何適當(dāng)?shù)某叽纭⑿螤?、?gòu)造和/或類型。

通常，動力注射器10的針筒柱塞驅(qū)動組件14可與針筒28的針筒柱塞32以任何適當(dāng)?shù)姆绞?例如通過機(jī)械接觸；通過適當(dāng)?shù)穆?lián)接(機(jī)械或其它方式))相互作用，以能沿至少一個方向(相對于針筒筒體30)移動或推進(jìn)針筒柱塞32(例如用于從相應(yīng)針筒28排出流體)。即，盡管針筒柱塞驅(qū)動組件14能雙方向運(yùn)動(例如，經(jīng)由相同驅(qū)動源16的操作)，動力注射器10可被構(gòu)造為使得針筒柱塞驅(qū)動組件14的操作實際上僅沿一個方向移動動力注射器10使用的每個針筒柱塞32。但是，針筒柱塞驅(qū)動組件14可被構(gòu)造為與被動力注射器10使用的每個針筒柱塞32相互作用，以能沿兩個不同方向(例如沿公共軸向路徑的不同方向)的每個移動每個這種針筒柱塞32。

針筒柱塞32的退回可被用于將流體裝填至針筒筒體30內(nèi)以用于隨后的注射或排出、可被用于實際上把流體抽入到針筒筒體30內(nèi)以用于隨后的注射或排出，或用于任何其它適當(dāng)?shù)哪康?。特定?gòu)造可以不需要針筒柱塞驅(qū)動組件14能退回針筒柱塞32的，在這種情況下，可以不需要推桿聯(lián)接件22和針筒柱塞聯(lián)接件34。在這種情況下，針筒柱塞驅(qū)動組件14可被退回以用于執(zhí)行另一流體輸送操作的目的(例如，在另一預(yù)裝填針筒28已被安裝后)。甚至當(dāng)推桿聯(lián)接件22和針筒柱塞聯(lián)接件34被使用時，這些部件也會在推桿20推進(jìn)針筒柱塞32以從針筒28排出流體時可以或可以不被聯(lián)接(例如，推桿20可簡單地“推壓”在針筒柱塞聯(lián)接件34上或直接推壓在針筒柱塞32的近端上)。沿任何適當(dāng)維度或維度組合的任何單個運(yùn)動或運(yùn)動組合都可被用于把推桿聯(lián)接件22和針筒柱塞聯(lián)接件34布置為聯(lián)接狀態(tài)或狀況、或把推桿聯(lián)接件22和針筒柱塞聯(lián)接件34布置為未聯(lián)接狀態(tài)或狀況、或這兩種情況都有。

針筒28可被以任何適當(dāng)?shù)姆绞桨惭b在動力頭12上。例如，針筒28可被構(gòu)造為被直接安裝在動力頭12上。在所示的實施例中，殼體24被適當(dāng)?shù)匕惭b在動力頭12上，以提供針筒28和動力頭12之間的相互配合。該殼體24可以是適配器的形式，針筒28的一種或多種構(gòu)造可被安裝到該適配器上，且其中至少一種用于針筒28的構(gòu)造可被直接安裝在動力頭12上而不使用任何這種適配器。殼體24還可以是花盤(faceplate)的形式，針筒28的一種或多種構(gòu)造可被安裝到該花盤。在這種情況下，需要用花盤把針筒28安裝在動力頭12上——沒有花盤則針筒28不能被安裝在動力頭12上。當(dāng)壓力套26被使用時，其可被以這里針對針筒28所述的各種方式安裝在動力頭12上，且此后針筒28被安裝在壓力套26中。

當(dāng)安裝針筒28時，殼體24可被安裝在相對于動力頭12上并保持在相對于動力頭12的固定位置中。另一選擇是把殼體24和動力頭12可移動地相互連接，以適于安裝針筒28。例如，殼體24可在包含雙箭頭a的平面內(nèi)移動，以提供推桿聯(lián)接件22和針筒柱塞聯(lián)接件34之間的一個或多個聯(lián)接狀態(tài)或狀況以及非聯(lián)接狀態(tài)或狀況。

一種具體的動力注射器構(gòu)造在圖2a中示出，由附圖標(biāo)記40指示，且至少部分地與圖1的動力注射器10一致。動力注射器40包括安裝在可動立架48上的動力頭50。用于動力注射器40的一對針筒86a、86b安裝在動力頭50上。在動力注射器40的操作過程中，流體可從針筒86a、86b中排出。

可動立架48可以具有任何適當(dāng)?shù)某叽?、形狀、?gòu)造和/或類型。輪子、滾輪、腳輪等可被用于使得立架可動。動力頭50可被保持在相對于可動立架48的固定位置中。但是，希望允許動力頭50的位置被能相對于可動立架48以至少一些方式調(diào)節(jié)。例如，希望在將流體裝到一個或多個針筒86a、86b中時，使得動力頭50相對于可動立架48處于一個位置中，并希望使得動力頭50相對于可動立架48處于不同位置中以執(zhí)行注射過程。因此，動力頭50可移動地與可動立架48以適當(dāng)?shù)姆绞较嗷ミB接(例如，使得動力頭50可樞轉(zhuǎn)過至少一定運(yùn)動范圍，且此后被保持在期望的位置中)。

應(yīng)認(rèn)識到，可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞街蝿恿︻^50，以提供流體。例如，代替安裝在可動結(jié)構(gòu)上，動力頭50可與支撐組件互相連接，該支撐組件又被安裝到適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)(例如，天花板、墻、地板)。用于動力頭50的任何支撐組件在至少一定程度上可調(diào)節(jié)位置(例如，通過設(shè)置一個或多個支撐段，所述一個或多個支撐段可相對于一個或多個其它支撐段重新定位)，或可被保持在固定位置中。而且，動力頭50可與任何這種支撐組件整合，以被保持在固定位置或可相對于支撐組件調(diào)節(jié)。

動力頭50包括圖形用戶界面或gui52。該gui52可被構(gòu)造為提供下面功能中的一種或任何組合：控制動力注射器40的操作的一個或多個方面；輸入/編輯與動力注射器40的操作相關(guān)聯(lián)的一個或多個參數(shù)；以及顯示適當(dāng)?shù)男畔?例如，與動力注射器40的操作相關(guān)聯(lián)的)動力注射器40還可包括控制臺42和動力組46，控制臺和動力組每個都可以任何適當(dāng)?shù)姆绞?例如，經(jīng)由一個或多個纜線)與動力頭50通訊，且可被放置在工作臺上或安裝在檢查室內(nèi)的電子支架上或處于任何其它合適的位置，或兩種情況都有。動力組46可包括以下組件的一個或多個或任何適當(dāng)組合：于注射器40的動力源；用于在控制臺42和動力頭50之間提供通訊的接口電路；用于允許動力注射器40連接到遠(yuǎn)程單元的電路，遠(yuǎn)程單元例如是遠(yuǎn)程控制臺，遠(yuǎn)程手或腳控開關(guān)，或其它原裝備制造商(oem)遠(yuǎn)程控制連接件(例如用于允許動力注射器40的操作與成像系統(tǒng)的x射線曝光同步)；以及任何其它適當(dāng)?shù)牟考?。控制臺42可包括觸摸屏顯示器44，其又可提供下面功能中的一種或多種以及任何適當(dāng)組合：允許操作者遠(yuǎn)程地控制動力注射器40的操作的一個或多個方面；允許操作者輸入/編輯與動力注射器40的操作相關(guān)聯(lián)的一個或多個參數(shù)；允許操作者指定和儲存用于動力注射器40的自動操作的過程(其可隨后在被操作者啟動時被動力注射器40自動地執(zhí)行)；以及顯示與動力注射器40相關(guān)的適當(dāng)信息，包括其操作的任何方面。

關(guān)于針筒86a、86b與動力頭50的整合的各細(xì)節(jié)在圖2b中示出。針筒86a、86b每一個都包括相同的一般部件。針筒86a包括可移動地設(shè)置在針筒筒體88a中的柱塞或活塞90a。柱塞90a經(jīng)由動力頭50的操作而沿軸線100a(圖2a)的運(yùn)動把流體從針筒筒體88a中通過針筒86a的嘴89a排出。適當(dāng)?shù)墓艿?未示出)通常以適當(dāng)?shù)姆绞搅黧w地與嘴89a相互連接，以把流體引導(dǎo)至希望的位置(例如，患者)。類似地，針筒86b包括柱塞或活塞90b，其可移動地設(shè)置在針筒筒體88b中。柱塞90b經(jīng)由動力頭50的操作而沿軸線100b(圖2a)的運(yùn)動把流體從針筒筒體88b中通過針筒86b的嘴89b排出。適當(dāng)?shù)墓艿?未示出)通常以任何適當(dāng)?shù)姆绞脚c嘴89b流體地相互連接，以引導(dǎo)流體至希望的位置(例如患者)。

針筒86a經(jīng)由中間花盤102a與動力頭50相互連接。該花盤102a包括托架104，該托架支撐針筒筒體88a的至少一部分且該托架可提供/適于任何附加功能或功能的組合。安裝件82a被布置在動力頭50上且相對于該動力頭固定，以與花盤102a相互配合。推桿74的推桿聯(lián)接件76(圖2c)——其是用于針筒86a的針筒柱塞驅(qū)動組件或針筒柱塞驅(qū)動器56(圖2c)的一部分——在安裝到動力頭50上時被定位在花盤102a的附近。關(guān)于針筒柱塞驅(qū)動組件56的細(xì)節(jié)將結(jié)合圖2c詳細(xì)討論如下。通常，推桿聯(lián)接件76可與針筒86a的針筒柱塞90a聯(lián)接，且推桿聯(lián)接件76和推桿74(圖2c)隨后可相對于動力頭50移動，以把針筒柱塞90a沿軸線100a(圖2a)移動。情況是，推桿聯(lián)接件76在移動針筒柱塞90a以把流體通過針筒86a的嘴89a排出時與針筒注射90a接合，但是并不真正聯(lián)接到該針筒柱塞。

花盤102a可至少大致在正交于軸線100a、100b的平面內(nèi)移動(分別與針筒柱塞90a、90b的運(yùn)動相關(guān)聯(lián)，且在圖2a中示出)，以把花盤102a安裝在動力頭50上的其安裝件82上或把花盤102a從該安裝件去除?；ūP102a可被用于將針筒柱塞90a與動力頭50上的其相應(yīng)推桿聯(lián)接件76聯(lián)接。因此，花盤102a包括一對手柄106a。通常且在針筒86a初始定位在花盤102a中的情況下，手柄106a可被移動，以由此至少大致在正交于軸線100a、100b(分別與針筒柱塞90a、90b的運(yùn)動相關(guān)聯(lián)，且在圖2a中示出)的平面內(nèi)移動/平移針筒86a。把手柄106a移動到一個位置使得針筒86a(相對于花盤102a)沿至少大致向下方向移動/平移針筒86a，以把其針筒柱塞90a與其相應(yīng)的推桿聯(lián)接件76聯(lián)接。把手柄106a移動到另一位置使得針筒86a(相對于花盤102a)沿至少大致向上方向移動/平移針筒86a，以把其針筒柱塞90a從其相應(yīng)的推桿聯(lián)接件76脫離聯(lián)接。

針筒86b經(jīng)由中間花盤102b與動力頭50相互連接。安裝件82b被布置在動力頭50上且相對于其被固定，以與花盤102b相互配合。推桿74的推桿聯(lián)接件76(圖2c)——其為用于針筒86b的針筒柱塞驅(qū)動組件56的各部分——在被安裝到動力頭50時被定位在花盤102b附近。關(guān)于針筒柱塞驅(qū)動組件56的細(xì)節(jié)將再次結(jié)合圖2c詳細(xì)描述如下。通常，推桿聯(lián)接件76可與針筒86b的針筒柱塞90b聯(lián)接，且推桿聯(lián)接件76和推桿74(圖2c)可相對于動力頭50移動，以將針筒柱塞90b沿軸線100b移動(圖2a)。情況是，當(dāng)移動針筒柱塞90b以通過針筒86b的嘴89b排出流體時，推桿聯(lián)接件76與針筒柱塞90b接合但是并不真正連接到該柱塞。

花盤102b可至少大致在正交于軸線100a、100b的平面內(nèi)移動(分別與針筒柱塞90a、90b的運(yùn)動相關(guān)聯(lián)，且在圖2a中示出)，以把花盤102b安裝在動力頭50上的其安裝件82b上或從該安裝件去除?；ūP102b還可被用于將針筒柱塞90b與動力頭50上的其相應(yīng)推桿聯(lián)接件76聯(lián)接。因此，花盤102b可包括手柄106b。通常且在針筒86b被初始定位在花盤102b中的情況下，針筒86b可沿其長軸線100b(圖2a)且相對于花盤102b旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)可通過移動手柄106b、或通過抓持和轉(zhuǎn)動針筒86b或通過這兩者來實現(xiàn)。在任何情況下，該旋轉(zhuǎn)使得針筒86b和花盤102b兩者至少大致在正交于軸線100a、100b的平面內(nèi)移動/平移(分別與針筒柱塞90a、90b的運(yùn)動相關(guān)聯(lián)，且在圖2a中示出)。沿一個方向旋轉(zhuǎn)針筒86b使得針筒86b和花盤102b沿至少大致向下方向移動/平移，以將針筒柱塞90b與其相應(yīng)推桿聯(lián)接件76連接。沿相反方向旋轉(zhuǎn)針筒86b使得針筒86b和花盤102b沿至少大致向上方向移動/平移，以將針筒柱塞90b從其相應(yīng)推桿聯(lián)接件76分離。

如圖2b所示，針筒柱塞90b包括柱塞主體92和針筒柱塞聯(lián)接件94。該針筒柱塞聯(lián)接件94包括從柱塞主體92延伸的軸98以及與柱塞主體92間隔開的頭部96。推桿聯(lián)接件76每一個都包括較大的槽，該槽定位在推桿聯(lián)接件76的表面上的較小的槽之后。當(dāng)針筒柱塞90b和其相應(yīng)推桿聯(lián)接件76處于聯(lián)接狀態(tài)或狀況下時，針筒柱塞聯(lián)接件94的頭部96可被定位在推桿聯(lián)接件76的較大的槽中，且針筒柱塞聯(lián)接件94的軸98可延伸通過推桿聯(lián)接件76的表面上的較小的槽。針筒柱塞90a可包括類似的針筒柱塞聯(lián)接件94，用于與其相應(yīng)推桿聯(lián)接件76相互配合。

在動力注射器40的情況下，動力頭50用于從針筒86a、86b排出流體。即，動力頭50提供原動力，以將流體從針筒86a、86b每一個排出。以針筒柱塞驅(qū)動組件或針筒柱塞驅(qū)動器為特征的一個實施例在圖2c中示出，由附圖標(biāo)記56指示，且可被動力頭50使用，以從針筒86a、86b每一個排出流體。分開的針筒柱塞驅(qū)動組件56可并入到動力頭50，以用于每個針筒86a、86b。因此且參考圖2a-b，動力頭50可包括手操作的鈕80a和80b，以用于分開控制每個針筒柱塞驅(qū)動組件56。

起初且與圖2c的針筒柱塞驅(qū)動組件56，其各部件的每一個可以具有任何適當(dāng)?shù)某叽?、形狀、?gòu)造和/或類型。針筒柱塞驅(qū)動組件56包括馬達(dá)58，其具有輸出軸60。驅(qū)動齒輪62被安裝在馬達(dá)58的輸出軸60上且與其一起旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動齒輪62與從動齒輪64嚙合或至少可與其嚙合。該從動齒輪64被安裝在驅(qū)動螺桿或軸66上且與其一起旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動螺桿66旋轉(zhuǎn)所繞的軸線由附圖標(biāo)記68標(biāo)識。一個或多個軸承72適當(dāng)?shù)刂悟?qū)動螺桿66。

支架(carriage)或推桿74被可移動地安裝在驅(qū)動螺桿66上。通常，驅(qū)動螺桿66沿一個方向的旋轉(zhuǎn)沿驅(qū)動螺桿66(且由此沿軸線68)并在相應(yīng)針筒86a/b的方向軸向地推進(jìn)推桿74，而驅(qū)動螺桿66沿相反方向的旋轉(zhuǎn)沿驅(qū)動螺桿66(且由此沿軸線68)并遠(yuǎn)離相應(yīng)的針筒86a/b而軸向地推進(jìn)推桿。因此，驅(qū)動螺桿66的至少一部分的外周包括螺旋螺紋70，該螺紋與推桿74的至少一部分相互配合。推桿74也被可移動地安裝在適當(dāng)?shù)妮S襯78內(nèi)，該軸襯不允許推桿74在驅(qū)動螺桿66的旋轉(zhuǎn)過程中旋轉(zhuǎn)。因此，驅(qū)動螺桿66的旋轉(zhuǎn)規(guī)定了推桿74沿由驅(qū)動螺桿66的旋轉(zhuǎn)方向確定的方向做軸向運(yùn)動。

推桿74包括聯(lián)接件76，其可被可拆卸地與相應(yīng)針筒86a/b的針筒柱塞90a/b的針筒柱塞聯(lián)接件94聯(lián)接。當(dāng)推桿聯(lián)接件76和針筒柱塞聯(lián)接件94被適當(dāng)?shù)芈?lián)接時，針筒柱塞90a/b與推桿74一起移動。圖2c示出了一種構(gòu)造，其中針筒86a/b可沿其相應(yīng)軸線100a/b移動，而不聯(lián)接至推桿74。當(dāng)針筒86a/b沿其相應(yīng)軸線100a/b移動，以使得其針筒柱塞90a/b的頭部96與推桿聯(lián)接件76對齊，但是軸線68仍處于圖2c中的偏移構(gòu)造中時，針筒86a/b可在正交于軸線68的平面內(nèi)平移，推桿74沿該軸線68移動。這里建立了推桿聯(lián)接件76和針筒柱塞聯(lián)接件96之間的以上述方式的聯(lián)接接合。

圖1和2a-c的動力注射器10、40每一個可以用于任何適當(dāng)應(yīng)用，包括且不限于醫(yī)療成像應(yīng)用，其中流體被注射給目標(biāo)(例如患者)。對于動力注射器10、40的代表性的醫(yī)療成像應(yīng)用包括但不限于計算機(jī)斷層成像或ct成像、磁共振成像或mri、單光子發(fā)射計算機(jī)斷層成像或spect成像、正電子發(fā)射斷層成像或pet成像、x射線成像、造影成像、光學(xué)成像和超聲波成像。動力注射器10、40每個可單獨(dú)使用或與一個或多個其他部件組合使用。動力注射器10、40每個可操作地與一個或多個部件相互連接，例如使得信息可在動力注射器10、40和一個或多個其它部件之間傳遞(例如，掃描延遲信息、注射開始信號、注射流量)。

每個動力注射器10、40可使用任何數(shù)量的針筒，包括不限于單頭配置(用于單個的針筒)和雙頭配置(用于兩個針筒)。在多個針筒配置的情況下，每個動力注射器10、40能以任何合適的方式并且根據(jù)任何時序從各個針筒排出流體(例如，從兩個或更多針筒順序排出，同時從兩個或多個針筒排出，或者它們的任何結(jié)合)。多個針筒可排入到共同的導(dǎo)管(例如，用于提供給單個的注射位置)，或者一個針筒可排入到一個導(dǎo)管(例如，用于提供給一個注射位置)，而另一針筒可排入到不同的導(dǎo)管(例如，用于提供給不同的注射位置)。被每個動力注射器10、40采用的每個這樣的針筒可包括任何合適的流體(例如，醫(yī)用流體)，例如造影劑、放射性藥物、生理鹽水、以及其任何結(jié)合。被每個動力注射器10、40采用的每個這樣的針筒能以任何合適的方式進(jìn)行安裝(例如，可采用后部裝載的構(gòu)造；可采用前部裝載的構(gòu)造；可采用側(cè)部裝載的構(gòu)造)。

圖3a是與圖2c的動力頭50互連的針筒殼體110的示意圖。針筒殼體110包括電容性流體檢測器112。針筒殼體110可以包括針筒支撐部分或托架114，其可以操作為沿針筒116支撐和/或定位。在所示的實施例中，電容性流體檢測器112設(shè)置在針筒支撐部分114的內(nèi)部113(例如電容性流體檢測器112可以包封或包含在針筒殼體110中)。

針筒殼體110可以具有任何適當(dāng)尺寸、形狀、構(gòu)造和/或類型。在所示的實施例中，針筒殼體110適當(dāng)?shù)匕惭b在動力頭50上或與動力頭50整合，以提供針筒116和動力頭50之間的接合。針筒殼體110可以永久地附接到動力頭50或被動力頭50并入，或至少通過適當(dāng)?shù)墓ぞ叨惭b于其上。針筒殼體110也可以是適配器的形式，以允許不同構(gòu)造的針筒116安裝在動力頭50上(例如適配器可以安裝在動力頭上的針筒接口結(jié)構(gòu)上，從而可以使用不同針筒——一種針筒可以用于動力頭的針筒接口結(jié)構(gòu)，而另一針筒可以在適當(dāng)?shù)倪m配器安裝在動力頭上時使用)。針筒殼體110也可以是花盤的形式，一種或多種構(gòu)造的針筒116可以安裝在其上，且其可以安裝在動力頭50上而沒有任何使用工具的過程(例如簡單地通過手)。在這種情況下，這使得需要花盤來將任何針筒116安裝在動力頭50上——在這種情況下針筒116不可安裝在沒有花盤的動力頭50上。

電容性流體檢測器112通常包括印刷電路板(pcb)130、各個電容器118a到118h和傳感器電子器件132。電容器118a-118h可以設(shè)置在pcb130上。每一個電容器118a-118h的各個板可以使用公知的pcb制造過程(例如蝕刻、光刻)而用pcb130的一個或多個導(dǎo)電層形成。替換地，電容器118a-118h的板可以是互連(例如單獨(dú)安裝)到pcb130的分散部件。傳感器電子器件132也可以安裝在pcb130上。傳感器電子器件132可以包括可操作為將信號輸出到電容器118a-118h以產(chǎn)生其相應(yīng)的電場的部件和/或可操作為確定每一個個別電容器118a-118h的電容的部件。傳感器電子器件132例如可以包括集成電路，其能檢測互連的電容器118a-118h的電容變化。一種這樣的集成電路是美國答賓夕法尼亞州匹茲堡市的quantumresearchgroup制造的qt10808keyqtouch(tm)sensoric。

與之互連的pcb130和裝置可以安裝到和密封在針筒殼體110的內(nèi)部113中。因此，pcb130可以被保護(hù)而不受可能性的流體飛濺的影響和/或直接接觸造成的損壞。針筒殼體110可以經(jīng)由線纜134通信地互連到動力頭50和/或動力注射器40的其他部件。將針筒殼體110通信地互連到動力頭50和/或動力注射器40的其他部件的另一方法可以與線纜134結(jié)合或代替地使用。例如，針筒殼體110可以與動力注射器40無線通信。在另一例子中，針筒殼體110可以包括導(dǎo)電構(gòu)件，其在針筒殼體110安裝在動力頭50上時與動力頭50上的相應(yīng)構(gòu)件導(dǎo)電地匹配。

電容性流體檢測器112通?？梢杂糜诖_定、推斷和/或估計針筒筒體區(qū)域124中的流體量(如下所述)。因此，在安裝時預(yù)填充針筒中的流體量可以通過電容性流體檢測器112確定。進(jìn)而，在針筒安裝到針筒殼體110時，針筒中的流體量可以任何適當(dāng)時間通過電容性流體檢測器112確定(例如在注射過程之前和/或期間)。如在本文使用的，“流體”是指非氣體流體，包括具有相對高粘性的但適用于注射給患者且包括可以具有多種成分的材料的流體，例如懸浮液和膠體(例如乳劑)。

電容性流體檢測器112包括八個電容器118a到118h，它們平行于安裝在針筒殼體110上的針筒116的縱向軸線120且與之間隔開地設(shè)置?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)數(shù)量的電容器。額外的電容器可以沿附接到針筒116的嘴122的管路(未示出)定位。電容器118a-118h可以設(shè)置為使得每一個電容器118a-118h可以檢測在針筒筒體區(qū)域124的預(yù)定部分中的流體。針筒筒體區(qū)域124限定為相對于針筒殼體110定位的最大體積的空間，其在針筒安裝到針筒殼體110時被任何適當(dāng)針筒的筒體(例如針筒116的筒體117)占據(jù)。在針筒116安裝在針筒殼體110上時，針筒筒體區(qū)域124可以包括與針筒筒體117的長度一致的針筒筒體區(qū)域長度。在針筒116安裝在針筒殼體上時，針筒筒體區(qū)域124可以包括與針筒筒體縱向軸線120重合的針筒筒體區(qū)域縱向軸線。如圖3a所示，電容性流體檢測器112的第一電容器118a可以定位為，在柱塞本體92處于針筒筒體117中的完全退回位置(如圖3a所示)時，在柱塞本體92所在的位置處或附近檢測針筒筒體區(qū)域124中的流體。而且，最后的電容器118h可以定位為檢測針筒116端部的嘴122處或附近的流體。其余的電容器118b到118g可以例如在第一個和最后一個電容器118a、118h之間等距地間隔開。因此，電容器可以沿針筒筒體區(qū)域124的整個長度間隔開。雖然針對檢測流體進(jìn)行如上描述(例如一定電平以下的電容可以指示現(xiàn)在流體)，但是本文所述的電容器也可以被認(rèn)為能檢測空氣、真空或流體的缺失(例如一定電平以上的電容可以指示空氣的現(xiàn)在)。

一些情況下，例如圖3c所示，針筒116'可以安裝到針筒殼體110，其中針筒116'含有比針筒筒體區(qū)域124小的流體量。因而，針筒116'可以讓其柱塞本體92最初如圖3c所示地定位(針筒116'的柱塞92可以被顯示為處于其完全退回狀態(tài))，從而柱塞本體92和嘴122之間的針筒116'中的空間基本上等于包含在其中的流體量(例如在柱塞本體92和嘴122之間的空間中沒有空氣)。因此，針筒116'可以具有相應(yīng)的軸36a'，其長度被選擇為將桿頭36b定位在與針筒116相同的最初位置。因此，最初將針筒116'安裝到針筒殼體110的過程(包括將桿頭36b與推桿聯(lián)接件76互連)可以類似于最初將針筒116安裝到針筒殼體110的過程。以相似的方式，含有不同初始流體量和相應(yīng)的不同軸的其他針筒可以安裝到針筒殼體110上。

在替換構(gòu)造中，電容性流體檢測器112可以包含任何適當(dāng)數(shù)量的電容器。這樣的電容器可以沿針筒筒體區(qū)域124以任何適當(dāng)?shù)臉邮讲贾?。例如，這樣的電容器可以等距地間隔開或它們可以以非均勻的方式布置。電容器可以以非均勻的方式間隔開，以使得電容性流體檢測器112在安裝的針筒之間進(jìn)行區(qū)分，所述針筒最初包含不同量的流體。電容器可以沿比針筒筒體區(qū)域124的整個長度小的針筒筒體區(qū)域124的一部分設(shè)置。

電容性流體檢測器112的每一個電容器118a-118h可以是并排設(shè)置的兩個板的形式。每一個電容器118a-118h的板基本上可以是共面的。圖3b是沿線3b的圖3a的針筒筒體區(qū)域124和針筒殼體110的橫截示意圖。橫截面切過電容器118d。電容器118d可以包括并排設(shè)置的兩個基本上共面的板126a、126b，且在電容器118d被通電時，在板126a、126b上方和它們之間延伸的大致弧形空間128中形成電場128。電場128的一部分與針筒筒體區(qū)域124的一部分重合。

圖3b所示的電場128的大小和形狀是示意性的。通過電容器118d產(chǎn)生的電場128的實際大小和形狀可以取決于一些因素，包括但不限于電容器板126a、126b的大小和形狀、電容器板126a、126b相對于彼此的定位和板126a、126b的電壓電平。進(jìn)而，傳感器電子器件132的敏感性會影響電場128的可用大小。例如，具有更大電容敏感性的傳感器電子器件132能檢測電場128邊緣處由于物體存在而帶來的電容變化，而具有更小敏感性的傳感器電子器件132不能檢測這樣的電容變化。因而，電場128的大小和形狀會相對于圖3b所示的顯著地變化。例如，在一種結(jié)構(gòu)中，容電器118d的電場128會比圖3b所示的更小或更大。例如，在一實施例中，容電器118d的電場128可以包圍靠近容電器118d的針筒筒體區(qū)域124的全部橫截面區(qū)域。

電場128中的干擾(例如電場強(qiáng)度的減小或電場的完全封鎖(blockage))會造成板126a、126b之間傳感電容的變化。例如，在針筒筒體區(qū)域124的與電場128重合的區(qū)域中針筒116被填充有空氣時，板126a、126b之間的電容可以處于第一值。同樣，在針筒筒體區(qū)域124的與電場128重合的區(qū)域中針筒116被填充有流體(例如造影劑)時，板126a、126b之間的電容可以處于第二值。不同值是由于空氣的介電性能和流體的介電性能之間的差異造成的。進(jìn)而，不同類型的流體可以具有不同介電性能。通過確定容電器118d的電容處于第一電平還是處于第二電平，且考慮被感測的流體的介電性能，可以確定在針筒筒體區(qū)域124的與電場128重合的區(qū)域中是存在空氣還是流體。確定存在流體還是空氣的另一方法中，可以產(chǎn)生第一電平和第二電平之間的臨界值，且基于被測量的電容在臨界值以上還是以下而確定存在于針筒筒體區(qū)域124的所述區(qū)域中的是空氣還是流體。

可能會在針筒筒體區(qū)域124中形成真空。例如，這是由于柱塞本體92以比進(jìn)入針筒筒體區(qū)域124的流動速率更大的速率退回而造成的，由此造成空穴。在這種情況下，通過與檢測空氣有關(guān)的如在本文所述的的相同設(shè)備和方法來檢測真空。因而，在本文描述了空氣檢測的情況下，這種描述也可以應(yīng)用于真空的檢測。

確定存在流體還是空氣可以通過流體水平確定邏輯模塊39執(zhí)行(圖1)。流體水平確定邏輯模塊39可操作為將來自電容器118a-118h和/或其他來源(例如用于動力頭50的角度檢測器、識別針筒中流體類型的針筒116上的rfid標(biāo)簽)的信號進(jìn)行解譯且估計針筒116中的流體量和/或檢測針筒116中的空氣。針筒中流體量的估計也可以基于之前得知的針筒參數(shù)(例如內(nèi)部直徑，筒體長度，總體積)。這種之前得知的針筒參數(shù)以及從電容器118a-118h和/或其他來源而來的信號可以用于計算針筒116中估計的流體量。估計的流體量可以通過任何適當(dāng)顯示部(例如顯示器44、gui52)顯示。流體水平確定邏輯模塊39可以設(shè)置在任何適當(dāng)位置或適當(dāng)位置的組合。例如，如圖1所示，流體水平確定邏輯模塊39可以設(shè)置在動力頭12中。在另一例子中，流體水平確定邏輯模塊39可以設(shè)置在傳感器電子器件132中。

如針對圖3b的容電器118d所示的，電容性流體檢測器112的每一個電容器118a-118h可以是并排設(shè)置的兩個基本上共面的板的形式。可以利用其他適當(dāng)容電器板構(gòu)造。例如，容電器板可以是非共面的，例如它們相對于彼此成角度且面向針筒的中心。每一個電容器118a-118h的容電器板的相對位置可以使得從其中一個容電器板垂直延伸的向量不與其他向量相交。

繼續(xù)用容電器118d作為例子，針對容電器118d的電容性流體檢測器112的輸出可以是數(shù)字的，在下文中是預(yù)定感測電容，針對容電器118d的電容性流體檢測器112的輸出可以為第一電平(例如零伏特)，且在預(yù)定構(gòu)造電容以上，針對容電器118d的電容性流體檢測器112的輸出可以為第二電平(例如五伏特)。因此，第一電平輸出可以對應(yīng)于針筒筒體區(qū)域124的與容電器118d的電場128相交的位置中有空氣的狀態(tài)，且第二電平輸出可以對應(yīng)于針筒筒體區(qū)域124的與容電器118d的電場128相交的位置中有流體的狀態(tài)。因而，電容性流體檢測器112的輸出可以用于表示針筒筒體區(qū)域124的與電場128相交的位置中流體的存在或不存在。類似地，其他電容器118a-118c、118e-118h可以類似地用于確定針筒筒體區(qū)域124與其他電容器118a-118c、118e-118h的電場相交的位置處在針筒筒體區(qū)域124中流體的存在或不存在。

在圖3a所示的結(jié)構(gòu)中，電容器118a-118h沿針筒筒體區(qū)域124的縱向軸線120設(shè)置。第一容電器118a可以設(shè)置在針筒筒體區(qū)域124的第一端。最后的容電器118h可以設(shè)置在與針筒筒體區(qū)域124的第一端相反的針筒116的嘴122一端。其余六個電容器118b到118g可以在兩個端部電容器118a、118h之間以規(guī)則間隔設(shè)置。由此，電容器118a-118g每一個可以分開等于大約針筒筒體區(qū)域124的總長度14％的距離。因而，電容性流體檢測器112(各個電容器118a-118h運(yùn)行在數(shù)字模式)可以操作為將針筒筒體區(qū)域124中的流體水平確定為針筒筒體區(qū)域124中實際流體水平的14％以內(nèi)。例如，在電容器118a到118f處感測到流體而在電容器118g和118h處沒有感測到流體時，因為電容器118a到118f感測到流體，所以可推斷針筒筒體區(qū)域124至少裝滿71％。進(jìn)而，因為電容器118g和118h沒有感測到流體，所以可以推斷針筒筒體區(qū)域124最多裝滿85％。由此，它可以推斷針筒中的流體量在針筒筒體區(qū)域124的71％到85％之間。在這種情況下，在朝向針筒116的嘴122一端的電容器(例如電容器118g-118h)處沒有感測到流體而其余電容器(例如電容器118a-118f)感測到流體的情況下，可以表示針筒116的嘴122一端存在空氣空穴。應(yīng)理解，在所有的電容器118a-118h感測到流體時，可以推斷針筒116基本上100％裝滿，且在電容器118a-118h都沒有感測到流體時，可以推斷針筒116基本上是空的或未安裝在針筒殼體110上。

電容性流體檢測器112可以用于在針筒116初始安裝在針筒殼體110上時確認(rèn)和/或確定針筒116中的流體量。例如，在針筒筒體區(qū)域124為125ml的情況下，可能的針筒116初始填充量(例如在安裝在針筒殼體110上時針筒116中的流體量)為125ml、100ml、50ml和0ml，則電容性流體檢測器112可以操作為區(qū)分出哪一初始填充量的針筒116被安裝在針筒殼體110上。

進(jìn)而，在某些實施例中，各個電容器118a-118h可以沿針筒筒體區(qū)域124以非均勻的方式分布。非均勻的分布可以允許各個電容器118a-118h定位為使得它們可以用于在各種已知初始填充量之間進(jìn)行區(qū)分。例如，且使用之前的例子，均勻分布的各個電容器118a-118h可能不能將75％滿的針筒116與80％滿的針筒116區(qū)分開。但是，通過有意地將各個電容器118a-118h中的一個容電器設(shè)置在例如對應(yīng)于針筒的78％滿的區(qū)域中，該容電器可用于在75％滿的針筒(其中該容電器不能感測到任何流體)和80％滿的針筒(其中該容電器將能感測到流體)之間進(jìn)行區(qū)分。

因為動力頭50可以通過其他手段(例如互連到驅(qū)動螺桿66的編碼器)確定柱塞本體92的位置，上述電容性的感測可以用于確認(rèn)針筒116中存在期望流體量。在感測的流體量不與期望量相同時，系統(tǒng)可以產(chǎn)生警報和/或停止任何當(dāng)前注射過程。這種不一致可表示針筒筒體區(qū)域124中存在不期望的空氣或真空和/或表示安裝了具有不正確的初始流體量的針筒116(例如其中針筒116'已經(jīng)被安裝但是針筒116不是期望使用的)。

電容性流體檢測器112可以包括任何適當(dāng)數(shù)量的電容器，包括比圖3a所示的八個電容器118a-118h更多或更少的電容器。電容器的量和分布可以取決于電容性流體檢測器112的期望功能。例如，在期望電容性流體檢測器112可操作為在針筒116和針筒116'之間進(jìn)行區(qū)分的情況下，電容性流體檢測器112僅可以包括兩個電容器，例如容電器118b和容電器118g。在這樣的構(gòu)造下，因為在初始安裝時針筒116、116'將流體定位在容電器118g的電場中，所以容電器118g可以用于檢測針筒116或針筒116'的存在。因為如果針筒116已經(jīng)被安裝，則流體將被定位在電容器118b的電場中，而如果針筒116'已經(jīng)安裝，則沒有流體定位在電容器118b的電場中，所以電容器118b可隨后用于檢測已經(jīng)安裝的針筒的類型(針筒116或針筒116')。因而，本文所述的實施例的獨(dú)特特征可以是，通過電容性流體檢測器112產(chǎn)生的電場可以在沿縱向軸線120分開不連續(xù)的距離(例如容電器118b和容電器118g之間的距離，其大于針筒筒體區(qū)域124長度的一半)的多個不連續(xù)的位置處與針筒筒體區(qū)域124相交(例如靠近容電器118b和容電器118g)。

電容性流體檢測器112針對電容器118a-118h的輸出可以是模擬的。例如，針對容電器118d，感測的電容可以與容電器118d的電場128中的流體量相關(guān)。例如，因為流體可以具有比空氣低的介電常數(shù)，所以感測的電容可以隨電場128中流體水平的增加而減少。因而，在針筒筒體區(qū)域124中的流體水平使得流體占據(jù)電場128一部分時，可以對針筒筒體區(qū)域124中流體的總量進(jìn)行更精確的確定(如與電容器118a-118h被用在數(shù)字模式下時相比)。進(jìn)而，容電器118d的電場可以具有沿縱向軸線120的長度，其對應(yīng)于沿縱向軸線120的容電器118d的長度。從而在針筒筒體區(qū)域124中流體的水平使得流體占據(jù)電場128的一部分(例如比全部少)時，容電器118d的電容可以用于估計針筒筒體區(qū)域124中流體的總量。在這樣的情況下，系統(tǒng)可以證實其他電容器118a-118c和118e-118h具有與使用來自容電器118d的電容值進(jìn)行的量估計值相一致的電容值。例如，電容器118e-118h可以指示沒有流體而電容器118a-118c指示流體存在，由此表示在靠近容電器118d的區(qū)域和與嘴122相反的針筒116的端部之間針筒筒體區(qū)域124被填充。

圖4a是安裝到針筒殼體110'的針筒116的示意圖，其包括電容性流體檢測器135。圖4b是圖4a的針筒殼體110'和針筒116的橫截面示意圖。電容性流體檢測器135包括單個容電器136，其沿針筒116的縱向軸線120的長度對應(yīng)于針筒筒體區(qū)域124的長度。類似于參考圖3a如上所述的模擬構(gòu)造，容電器136的電容會隨針筒筒體區(qū)域124中流體量的變化而變化。因而，可以從對容電器136的測量電容值推斷針筒筒體初始流體線124中流體的水平

如針對圖4b的容電器136所示的，容電器136可以是兩個基本上共面的并排設(shè)置的板137a、137b的形式。可以利用其他適當(dāng)容電器板構(gòu)造。例如，容電器板可以是非共面的，例如它們相對于彼此成角度且面向針筒的中心。容電器136的容電器板137a、137b的相對位置可以使得從其中一個容電器板垂直延伸的向量不與其他向量相交。

容電器136沿縱向軸線120的長度可以小于、等于或大于針筒筒體區(qū)域124的長度。例如，容電器136的長度可以被限制為使得容電器136的電場138沿針筒筒體區(qū)域124的整個長度穿過針筒筒體區(qū)域124。在另一例子中，容電器136的長度可以被限制為使得容電器136的電場138沿等于針筒筒體區(qū)域124總長度至少一半的針筒筒體區(qū)域124的部分穿過針筒筒體區(qū)域124。在這樣的構(gòu)造中，容電器136可以對應(yīng)于針筒筒體區(qū)域124的一部分從而容電器136可以用于在不同初始流體量之間進(jìn)行區(qū)分。在另一構(gòu)造中，容電器136的長度可以對應(yīng)于針筒筒體區(qū)域124的整個長度，從而容電器136可以用于針對空的(沒有流體存在)和滿的之間的任何量確定針筒筒體區(qū)域124中的流體量。

圖5a是替換實施例的橫截面示意圖，其中針筒116安裝到針筒殼體(未示出)，其包括具有冗余電容器142a-142c的電容性流體檢測器140。電容器142a-142c每一個配置為類似于圖4a的容電器136。替換地，電容器142a-142c可以是類似于圖3a到3c的電容器118a-118h的一系列不連續(xù)的電容器。電容器142a-142c可以設(shè)置為使得它們每一個沿針筒116的長度與相同部分重合。因此，每一個電容器142a-142c可操作為產(chǎn)生能檢測針筒116中流體的電場。因而，在動力頭50方位設(shè)定為針筒116直立向上或直立向下時，每一個電容器142a-142c可以設(shè)置為獨(dú)立地測量針筒116中同一的流體水平。

這種獨(dú)立的測量可用于過濾某些異?，F(xiàn)象。因此，動力注射器40可操作為將三個電容器142a-142c的經(jīng)確定電容進(jìn)行比較和過濾異常讀數(shù)。例如，如果外部目標(biāo)(例如操作者的手或電子裝置)使得容電器142b具有不正確的讀數(shù)，而其他兩個電容器142a、142c未被外部目標(biāo)影響，則動力注射器40可操作為忽視容電器142b的不正確的讀數(shù)。動力注射器40可以將來自電容器142a-142c每一個的讀數(shù)進(jìn)行比較且確定電容器142a、142c中的兩個具有表示一定的流體水平的電容，而容電器142b表示不同的流體水平(由于外部目標(biāo)的存在)。在這種情況下，動力注射器40可以忽視容電器142b的讀數(shù)而考慮兩個一致的電容器142a、142c的電容表示的流體量。這種情況顯示在圖6的附圖中。

圖6的圖600顯示了在垂直軸線602上的測量電容(c)和在水平軸線604上的時間(t)。圖600顯示了從t0到t3的穩(wěn)態(tài)(例如沒有柱塞運(yùn)動)的時間段的操作。在從t0到t3的時間段中，來自容電器142a的信號642a和來自容電器142c的信號642c是恒定的，而在t1到t2時間段中來自容電器142b的信號642b顯示出值的降低。因為在分別來自電容器142a和142c的信號642a和642c中沒有值的相應(yīng)減少，所以動力注射器40(或動力注射器40的任何適當(dāng)部分)可以認(rèn)定在t1到t2的時間段中來自容電器142b的信號642b是不正確的且忽視或不采信t1到t2的時間段中的信號642b。對于t1到t2的時間段，動力注射器40可以優(yōu)先地(例如排他地)信賴來自電容器142a和142c的信號642a、642c以估計針筒116中的流體量。應(yīng)理解，例如t0到t1的時間段中的信號642a-642c每一個可以顯示針筒116中的流體量的相同值，而不管其差異電容值如何。由于容電器配置和/或其相對于被測量流體量的位置，所述值可以不同。在另一配置中，電容器142a-142c可以被選擇、設(shè)置和/或校準(zhǔn)為使得它們彼此針對針筒116中存在的任何給定流體量生產(chǎn)相似的讀數(shù)。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說公知的、用于在使用冗余傳感器時確定讀數(shù)的其他適當(dāng)過濾方法可以并入到動力注射器40中。

如圖600中那樣，圖7的圖700顯示了在垂直軸線702上的測量電容(c)和在水平軸線704上的時間(t)。圖700示出了針筒116中流體量在改變而分別來自電容器142a、142b和142c的信號742a、742b和742c每一個追蹤了流體量的變化的狀態(tài)。因為與其他信號相比沒有單個信號以不同速率變化，所以針對任何給定時間，動力注射器40可以將每一個信號(組合信號)解譯為準(zhǔn)確地代表針筒116中的流體量。如圖600中那樣，信號742a-742c的值會由于容電器配置和/或其相對于被測量流體量的位置而不同。

參見圖5a，電容器142a-142c可以沿支撐件144安裝，所述支撐件144可以成形為符合針筒116的輪廓。因為各個電容器142a-142c可以設(shè)置為非?？拷樛?16，所以這樣的配置可以是有利的?？梢杂萌嵝詐cb制造技術(shù)和/或通過將電容器142a-142c的板安裝在彎曲支撐件144上而構(gòu)造支撐件144和各個電容器142a-142c?？梢圆⑷胗糜谛纬蓤D5a的彎曲支撐件144和電容器142a-142c的任何其他適當(dāng)構(gòu)造方法。

圖5b示出了替換配置，其中電容性流體檢測器146包括設(shè)置在大致平坦的支撐件150a、150b上各個電容器148a-148d。由于支撐件150a、150b和設(shè)置與其上的各個電容器148a-148d的平坦構(gòu)造，可以使用標(biāo)準(zhǔn)pcb制造技術(shù)或任何其他適當(dāng)技術(shù)制造電容性流體檢測器146。

電容性流體檢測器140和電容性流體檢測器146可以設(shè)置在相應(yīng)的針筒殼體(未示出)中(例如包封)，類似于針對圖3a-3c描述的針筒殼體110中的電容性流體檢測器112?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)數(shù)量冗余電容器。

將描述操作注射系統(tǒng)(其包括具有針對圖3a到5b如上所述的這種電容性流體接觸器的針筒殼體)的方法。這種方法中的第一步驟可以是將針筒116安裝在注射系統(tǒng)的注射裝置上。注射系統(tǒng)例如可以是所述的動力注射器40。注射裝置例如可以是如上所述的動力頭50。將針筒116安裝在注射裝置上可以包括將針筒116放置在針筒殼體上(例如針筒殼體110或針筒殼體110')，從而針筒116靠近針筒殼體中的電容性流體檢測器(例如電容性流體檢測器112、電容性流體檢測器135、電容性流體檢測器140、或電容性流體檢測器146)。將針筒116安裝在針筒殼體上可以包括將注射裝置的推桿74聯(lián)接到針筒116的柱塞本體92。因此，注射裝置的推桿74可操作為將針筒116的柱塞本體92伸出和/或退回。

將針筒116安裝在注射裝置上可以包括識別針筒116中流體的量和/或類型。該識別步驟可以與用電容性流體檢測器感測針筒116中流體的操作分開。該識別步驟可以包括使用任何適當(dāng)手段將針筒116中流體的量和/或類型通信到動力注射器40(或其部件)。例如，操作者可以手動地將針筒116中流體的量和/或類型輸入到動力注射器40的用戶界面11。對于進(jìn)一步的例子，動力注射器40可操作為讀取針筒116的屬性(attribute)以確定針筒116中流體的量和/或類型。屬性可以是視覺指示，例如條形碼或其他標(biāo)簽，和/或?qū)傩钥梢允桥c針筒116相關(guān)的rfid標(biāo)簽的形式。

將針筒116安裝在注射裝置上之后可以以電容方式感測已安裝針筒116中流體的存在。以電容方式感測可以在動力頭50朝向上或向下時執(zhí)行。在這樣的取向中(例如朝向上或向下)，針筒116中的任何流體可以被分布為使得垂直于縱向軸線的任何橫截面平面可以是一致的(全是流體或全是空氣)。這樣的取向可以使得針筒116中空氣的檢測簡化。另外，以電容方式感測可以在動力頭50處于一角度(例如相對于朝向上或向下而言)時執(zhí)行，注射系統(tǒng)將考慮如果柱塞本體92和嘴122之間的針筒116中存在空氣，則針筒116中流體和空氣之間的界面可以是與動力頭50的角度對應(yīng)的角度。

在包括多個不連續(xù)的電容器的電容性流體檢測器(例如圖3a的電容性流體檢測器112)的情況下，以電容方式感測可以包括用多個電容性傳感器118a-118h的第一部分感測已安裝針筒116中流體的存在，和以多個容電器傳感器118a-118h的第二部分感測已安裝針筒116中沒有流體。這樣的電容方式感測可以在將任何流體從針筒116注射給患者之前執(zhí)行。以電容方式感測流體之后可以基于以電容方式感測來估計針筒116中流體的總量。這樣的估計例如可以包括，將感測流體存在的電容性傳感器的數(shù)量除以電容性流體檢測器112的電容性傳感器的總數(shù)，以獲得針筒116的填充百分比的估計。而且，這樣的估計例如可以包括在查詢表中查找與感測流體存在的電容性傳感器的數(shù)量相對應(yīng)的針筒116中的流體總量。

在包括單個細(xì)長容電器的電容性流體檢測器的情況下，例如圖4a和4b的電容性流體檢測器135，以電容方式感測可以包括檢測容電器136的各個板之間的電容值。檢測的電容值可以隨后被注射系統(tǒng)使用以估計針筒116中的流體量。這種估計可以是通過計算和/或通過在查詢表中查找電容值。

在基于以電容方式的感測而估計了針筒116中的流體總量之后，注射系統(tǒng)可以證實針筒116中流體的估計總量對應(yīng)于在識別步驟確定的流體量(例如手動地輸入的、自動地輸入的)。

基于以電容方式感測進(jìn)行的流體總量的估計也可以考慮有限數(shù)量的不同初始針筒流體量的情況。例如，可以存在可操作為安裝在針筒殼體110上的針筒116中僅存在有限數(shù)量的不連續(xù)的初始流體量的情況。例如可操作為安裝在針筒殼體110上的針筒可以僅提供125ml、100ml、50ml和0ml(例如空的)初始填充量大小。在這樣的操作環(huán)境下，可以僅需要電容性流體檢測器112來在一開始區(qū)分上述的不同的初始量。

操作包括電容性流體檢測器的注射系統(tǒng)的方法的另一步驟可以是讓動力頭50的推桿74運(yùn)動，以讓針筒116的柱塞本體92運(yùn)動。在柱塞本體92運(yùn)動時，電容性流體檢測器可以多次地以電容方式感測針筒筒體區(qū)域124中的流體。進(jìn)而，注射系統(tǒng)可以在針筒筒體區(qū)域124中的流體被多次地以電容方式感測的每一次時估計針筒116中的流體量。因此，在柱塞本體92運(yùn)動時針筒116中的流體水平可以是已知的。以電容方式感測和總量的估計可以在柱塞本體92運(yùn)動時連續(xù)地執(zhí)行。柱塞本體92的運(yùn)動可以是柱塞本體92的退回(例如將流體吸入針筒筒體區(qū)域124中)，或其可以是柱塞本體92的伸出(例如將流體從針筒筒體區(qū)域124排出)。

通過在柱塞本體92退回時以電容方式感測流體水平，注射系統(tǒng)可操作為確認(rèn)柱塞本體92的退回正在將流體吸入針筒筒體區(qū)域124。例如，注射系統(tǒng)可以得知柱塞本體92的位置(例如通過互連到驅(qū)動螺桿66的編碼器)且因此能計算與柱塞本體92的位置相關(guān)的針筒筒體區(qū)域124中的期望流體量。如果通過以電容方式感測針筒筒體區(qū)域124中的流體而確定的流體量與基于柱塞本體92位置的期望量不一致，則注射系統(tǒng)可以發(fā)出警報和/或停止柱塞本體92的運(yùn)動。這樣的狀態(tài)可以表示空氣已經(jīng)在柱塞本體92和針筒116的嘴122之間的空間中進(jìn)入了針筒筒體區(qū)域124。這可以是由于注射系統(tǒng)的泄露和/或空的流體源造成的。

在流體被以電容方式感測的任何上述步驟中，以電容方式感測可以進(jìn)一步包括通過以冗余配置設(shè)置的第一、第二和第三電容性傳感器感測針筒筒體區(qū)域124中的流體。因此，方法可以進(jìn)一步包括至少部分地基于來自第一、第二和第三電容性傳感器的輸出的比較而識別不正確的讀數(shù)。

流體水平確定邏輯模塊39可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞綄嵤?，包括不限于在任何適當(dāng)?shù)能浖⒐碳蛴布?、使用一個或多個平臺使用一個或多個處理器，使用任何適當(dāng)類型的存儲器，使用任何適當(dāng)類型的單個計算機(jī)或任何適當(dāng)類型的多個任何適當(dāng)類型和以任何適當(dāng)?shù)姆绞交ミB，或任何其組合。流體水平確定邏輯模塊39可以在任何單個位置或以任何適當(dāng)?shù)姆绞交ミB(例如經(jīng)由任何類型的網(wǎng)絡(luò))的多個位置處實施。

通過靠近針筒筒體區(qū)域124的人的相互作用被改變的電容信號可以用于提供到動力注射器40的輸入?？梢杂米鞯絼恿ψ⑸淦?0的輸入的一類人相互作用的一個例子顯示在圖8中，其示意性地顯示了定位在動力注射器40(圖8中未示出)上的針筒800。用戶希望指示動力注射器40執(zhí)行清除操作，其將使得推桿20(圖8中未示出)向前運(yùn)動，以清除針筒800中的任何流體。為了指示動力注射器40進(jìn)行清除，用戶可以將他的或她的一只手的拇指和食指放置在靠近針筒800的端部802(與嘴804相反)的針筒800的每一個側(cè)上。這種手指位置通過靠近針筒800的圈806和808表示。用戶可以隨后將拇指和食指沿針筒朝向嘴804(如箭頭810和812所示)運(yùn)動到圈814816所示的手指位置。這種運(yùn)動模擬了清除操作期間推桿20的動作且由此可以直觀且容易地被用戶記住。

圖9示出了電容性用戶輸入檢測器，其是可以用于檢測圖8所示的用戶輸入的電容器900的示例性結(jié)構(gòu)的形式。結(jié)構(gòu)900包括中央容電器902，其設(shè)置為平行于針筒800(圖9中以虛線所示)可以安裝到動力注射器40的取向。中央容電器902可以包括以基本上類似于圖4b的共面板137a、137b的方式并排設(shè)置的兩個基本上共面的板902a、902b。電容器900的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括設(shè)置在中央容電器902每一側(cè)上的多個外圍電容器(電容器904、906、908、910、912、914、916和918)。外圍電容器可以設(shè)置為在用戶的手指(如本文使用的，拇指被認(rèn)為是手指)被置于針筒800的一側(cè)和/或沿針筒800的一側(cè)運(yùn)動時檢測用戶的手指放置和/或手指運(yùn)動。每一個外圍電容器可以包括并排設(shè)置的一對基本上共面的板(在圖9每一個標(biāo)記為a或b)。外圍電容器可以設(shè)置為且配置為使得動力注射器40可操作為區(qū)分出手指被置于針筒800的哪一側(cè)。由此，沿靠近周邊容電器904的針筒800的右側(cè)(如圖8和9的取向)放置的手指可以被檢測為是沿針筒800的右側(cè)，而沿靠近周邊容電器906的針筒800的左側(cè)放置的手指可以被檢測為是沿針筒800的左側(cè)。在圖9的配置的變化例中，可以使用更多或更少的外圍電容器。另外，每一個容電器可以在任何適當(dāng)位置。而且，結(jié)構(gòu)900的變化例可以不包括中央容電器902。

轉(zhuǎn)到圖9的電容器900的結(jié)構(gòu)的例子，可以以類似于針對流體水平的檢測如上所述的方式檢測用戶手指沿針筒800一側(cè)的位置。因此，外圍容電器904的板a和b之間的電容可以在用戶的手指位于外圍容電器904的電場區(qū)域中時處于第一值且在用戶的手指不存在時處于第二值。不同值可以是由于空氣和用戶手指的介電性能之間的差異造成的。在用戶將手指沿針筒800的右側(cè)從外圍容電器904附近朝向外圍容電器908運(yùn)動時，外圍容電器904和外圍容電器908兩者的感測電場會變化(例如沿相反方向)，且這些變化可以被解譯為手指沿針筒800右側(cè)的運(yùn)動。以這種方式，容電器900的布置可以用于檢測用戶沿針筒800側(cè)面的存在和運(yùn)動。由此，針對圖8所述的用戶手指的運(yùn)動可以被檢測且被用作到動力注射器40的輸入命令，以例如開始清除操作。

動力注射器40可以檢查具體信號響應(yīng)，以感測用戶輸入。圖10示出了信號響應(yīng)的組，其可以在用戶執(zhí)行圖8所示的手指運(yùn)動以請求動力注射器40執(zhí)行清除操作時發(fā)生。圖10的每一圖表示出了可以在圖9的每一個相應(yīng)編號的容電器處檢測的信號。因而，在時間ta，用戶可以首先將其拇指和食指放置在圈806和808所示的位置且電容器904和906可以經(jīng)歷感測電容的變化，如相應(yīng)的圖cap904和cap906在時間ta處的電容(c)的變化所示。類似地，中央容電器902測量的電容可以在拇指和食指存在時變化，如圖cap902在ta處所示的。在用戶沿針筒筒體沿圖8的箭頭810和812的方向滑動他的或她的手指時，外圍電容器處的感測電容會變化。例如，在時間tb處，在拇指和食指運(yùn)動遠(yuǎn)離電容器904和906且朝向電容器908和910運(yùn)動時，對于如圖cap904、cap908、cap906和cap910所示的兩組電容器來說，感測的電容將變化，。相似的變化在tc和td處發(fā)生。隨著用戶讓他的或她的拇指和食指運(yùn)動到圈814和816所示的位置，這種變化形式將逐漸繼續(xù)發(fā)生于cap916和cap918。而且，用戶可以停在圈814和816所示的位置，且如此，在容電器916和容電器918處感測的電容可以比其他外圍電容器在發(fā)生相對更長的時間段中出現(xiàn)。在通過圖cap916和cap918顯示，其顯示了在td和te之間比用于外圍電容器的其他圖延長的信號持續(xù)時間。如所示的，通過中央容電器902測量的電容變化可以在用戶的手指沿針筒800定位的整個持續(xù)時間內(nèi)持續(xù)。

為了使得意外清除最小化，動力注射器40會在適當(dāng)?shù)臅r間對適當(dāng)電容器要求適當(dāng)信號響應(yīng)。例如，如果圖10所示的任何信號不存在，或以與圖10所示的順序不同的順序存在或如果信號持續(xù)時間相對于第一預(yù)定長度偏離了預(yù)定的量，則動力注射器40不將這樣的信號解譯為執(zhí)行清除操作的指令。而且，其他因素也可以用于在接收到圖10所示的信號之后確定動力注射器40是否應(yīng)執(zhí)行清除操作。例如，動力注射器40可以包括傾斜傳感器且清除功能可以僅在動力注射器40中的針筒800被傾斜時執(zhí)行。另一例子是，如果動力注射器40目前在執(zhí)行注射，則動力注射器40可以不執(zhí)行清除操作，而不管是否接收到圖10所示的信號。

通過靠近針筒筒體區(qū)域124的人的相互作用執(zhí)行的其他輸入可以用于提供到動力注射器40的輸入。如針筒填充、增加或降低流量、緊急停止、針筒拆卸和/或rfid數(shù)據(jù)詢問這樣的功能可以經(jīng)由用戶的一根或多根手指沿針筒800的運(yùn)動或放置而輸入。任何其他適當(dāng)功能可以經(jīng)由這樣的手指運(yùn)動或放置輸入。雖然顯示為用于指示動力注射器40執(zhí)行清除的輸入，但是圖8所示的手指運(yùn)動可以用作指示動力注射器40執(zhí)行任何適當(dāng)操作的輸入。例如，代替以前描述的清除操作，圖8所示的手指運(yùn)動可以用于指示動力注射器40開始注射。在另一例子中，圖8所示的手指運(yùn)動可以用于輸入前后情況敏感(contextsensitive)的要被執(zhí)行功能的命令。即同一運(yùn)動可以用于輸入不同的前后情況敏感的指令，例如圖8所示的手指運(yùn)動用于在針筒800朝向上時輸入清除功能且在針筒朝向下時輸入另一不同功能。

電容器900的布置可以用于感測如上所述的用戶輸入。另外，電容器900的步驟可以用于執(zhí)行本文所述的的流體水平檢測功能。而且，本文針對流體水平檢測所述的其他容電器構(gòu)造可以用于以類似于針對電容器900的布置所述的方式感測用戶輸入。根據(jù)這些規(guī)則，在適當(dāng)?shù)那闆r下，任何具體布置的電容器可用于感測流體水平、感測用戶輸入或感測流體水平和用戶輸入兩者。

用于如上所述的人輸入的電容性信號的解譯可以通過與用于確定針筒中流體水平的邏輯模塊相同的邏輯模塊執(zhí)行(例如如圖1所示的流體水平確定邏輯模塊39)。替換地，用于人輸入的電容性信號的解譯可以通過用戶輸入確定邏輯模塊執(zhí)行。這樣的用戶輸入確定邏輯模塊可以與如圖1所示的流體水平確定邏輯模塊39分開。

出于展示和描述的目的已經(jīng)在前面給出了本發(fā)明的描述。進(jìn)而，描述并不是要將本發(fā)明限制為本文所述的形式。因此，與上述教導(dǎo)以及相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)和知識相適應(yīng)的改變和修改也落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。上述實施例進(jìn)一步的目的是解釋實施本發(fā)明的最佳模式并讓本領(lǐng)域技術(shù)人員能在本發(fā)明的具體應(yīng)用(一個或多個)或使用(一個或多個)所需的各種改變例和其他實施例中使用本發(fā)明。目的是所附權(quán)利要求包括現(xiàn)有技術(shù)所允許的替換實施例。