專利名稱：使用脈沖信號檢測注射到血管的液體泄漏的泄漏檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種泄漏檢測器，用于檢測通過注射器注射到人體表 面附近血管的液體泄漏或溢出，更具體地，涉及一種用于檢測由液體 注射器注射的液體泄漏的泄漏檢測器。
背景技術(shù)：
目前用于對患者的層析圖象成像的醫(yī)療設(shè)施包括CT (計算機(jī)X 線斷層攝影)掃描器、MRI (磁共振成像)設(shè)備、PET (正電子發(fā)射 斷層攝影)設(shè)備、超聲波診斷設(shè)備等，且目前用于對患者血管造影成 像的醫(yī)療設(shè)施包括血管(angio)設(shè)備、MRA (MR血管)設(shè)備，等等。當(dāng)使用上面列出的醫(yī)療設(shè)備時，可能會將諸如造影劑、平衡鹽溶 液及類似的液體注入患者體內(nèi)。在實際使用中還引入了用于自動地注 射液體的液體注入器。例如，液體注入器使用了可拆卸安裝的液體注射器，這種液體注 射器包括圓筒構(gòu)件和可滑動地插入圓筒構(gòu)件中的活塞構(gòu)件。液體注入 器具有將活塞構(gòu)件壓入圓筒構(gòu)件的注射器驅(qū)動機(jī)構(gòu)。通過伸縮管和注 射針，將注滿了液體的圓筒構(gòu)件與人體表面附近的血管相連接，以便 由該液體注入器將液體注射器中的液體強(qiáng)行推入人體的血管中。但是，這種液體注入器在高壓下自動地注入液體，因此即使注射 針意外地脫離了血管，例如引起液體在皮膚下泄漏，對于操作員也難 以立刻發(fā)現(xiàn)泄漏。為了解決上述問題，如例如美國專利No.6，408，204、No.5，964，703、No.5,947，91(K No.6，375，624、 No.5,954，668、 No.5，334，141 、 No.4,647，281 以及No.4,877，034所述，提出了各種泄漏檢測器，用于檢測通過注射 針注入人體血管的液體的泄漏或溢出。美國專利No.6，408，204、 No.5，964，703及No.5，947,910公開了用于從人體表面的阻抗變化中檢 測泄漏液體的泄漏檢測器；美國專利No.6，375,624、 No.5，954,66S、 No.5,334，141及No.4，647,281公開了用于從人體器官的溫度變化中檢 測泄漏液體的泄漏檢測器；以及美國專利No.4,877，034公開了用于從 血液的光特性變化中檢測泄漏液體的泄漏檢測器。但是，所有這些泄漏檢測器都具有需要特殊的傳感器、結(jié)構(gòu)復(fù)雜 以及由干擾引起檢測準(zhǔn)確度明顯降低等缺點。發(fā)明內(nèi)容考慮到上述問題提出了本發(fā)明，且本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu) 簡單且使由于干擾引起的檢測準(zhǔn)確度降低最小的泄漏檢測器。提供了根據(jù)本發(fā)明的用于檢測通過注射針注入人體表面附近血管 的液體泄漏的第一泄漏檢測器，所述第一泄漏檢測器包括脈沖產(chǎn)生裝 置、脈沖檢測裝置、間隔測量裝置、差值計算裝置、差值比較裝置以 及泄漏警告裝置。所述脈沖產(chǎn)生裝置通過預(yù)定波長的波傳播，順序地 向人體插入注射針的位置發(fā)射脈沖信號。脈沖檢測裝置檢測從人體內(nèi) 部反射的脈沖信號。間隔測量裝置測量每一個脈沖發(fā)射和檢測之間的 時間間隔，且差值計算裝置計算測量到的時間間隔和預(yù)定參考時間間 隔之間的差值。差值比較裝置將計算得到的差值與預(yù)定的可接受范圍 進(jìn)行比較，并且當(dāng)該差值超出可接受范圍時，泄漏警告裝置產(chǎn)生泄漏 警告以進(jìn)行通知。利用本發(fā)明第一泄漏檢測器的前述結(jié)構(gòu)，當(dāng)由于從脫離血管的注 射針中泄漏的液體引起人體表面鼓起時，該鼓起引起人體內(nèi)部反射的 脈沖信號的發(fā)射和檢測之間的距離和時間間隔改變，于是泄漏檢測器 使用這種間隔的改變來檢測到液體的泄漏。利用此方法，檢測的準(zhǔn)確 度幾乎不會由于干擾而降低，并且只需要簡單的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行檢測。根據(jù)本發(fā)明的第二泄漏檢測器包括代替了間隔測量裝置的波長測量裝置，其中波長測量裝置測量所檢測脈沖信號的波長，且差值計算 裝置計算測量到的波長和預(yù)定參考波長之間的差值。因此，在本發(fā)明 的第二泄漏檢測器中，當(dāng)由于從脫離血管的注射針中泄漏的液體引起 人體表面鼓起時，該鼓起引起人體內(nèi)部反射的波傳播的波長改變，于 是，泄漏檢測器使用這種波長的改變來檢測到液體的泄漏。利用此方 法，檢測的準(zhǔn)確度幾乎不會由于干擾而降低，并且只需要簡單的結(jié)構(gòu) 用于檢測。應(yīng)當(dāng)注意，只需要形成在本發(fā)明中所涉及的多種裝置來實現(xiàn)與其 相關(guān)的功能，并且能夠通過用于執(zhí)行預(yù)定功能的專用硬件、通過計算 機(jī)程序配備有預(yù)定功能的數(shù)據(jù)處理器、由數(shù)據(jù)處理器通過計算機(jī)程序 實現(xiàn)的預(yù)定功能、這些方法的結(jié)合等來實現(xiàn)在本發(fā)明中所涉及的多種 裝置。此外，涉及本發(fā)明的多種裝置不必是分別獨立的組件，而可以包 括形成為單個構(gòu)件的多個裝置，作為一部分包括在另一裝置中的特定 裝置、與另一裝置的一部分重疊的特定裝置的一部分等。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的液體注入器邏輯結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是示出了液體注入器物理結(jié)構(gòu)的框圖； 圖3是示出了液體注入器外觀的透視圖；圖4a和4b是示出了液體注射器如何安裝于注射頭上的透視圖； 圖5是示出了 MRI設(shè)備外觀的透視圖； 圖6是示出了泄漏檢測單元的前視縱向截面圖； 圖7是示出了如何將泄漏檢測單元安放于人手臂上的透視圖； 圖 8是示出了泄漏檢測單元的處理操作的流程圖； 圖9是示出了注入器主體的處理操作的主程序的流程圖； 圖IO是示出了注入過程的子程序的流程圖；圖lla和llb是帶有安放于其表面上的泄漏檢測單元的手臂如何鼓起的示意圖；圖12a和12b是分別示出了泄漏檢測單元的典型修改的透視圖； 圖13是示出了如何使用修改的粘貼墊(adhesive pad)將泄漏檢測單元安放于手臂上的透視圖；圖14是示出了如何使用另一種修改的粘貼墊將泄漏檢測單元安放于手臂上的透視圖；圖15是示出了對泄漏檢測單元的另一典型修改的透視圖；圖16是示出了顯示器屏幕的示意前視圖，該顯示器屏幕顯示代表了針對各個脈沖信號測量的時間間隔的趨勢圖；以及圖17是示出了顯示器屏幕的示意前視圖，該顯示器屏幕顯示代表了針對各個脈沖信號測量的時間間隔的趨勢圖。
具體實施方式
[實施例的結(jié)構(gòu)]下面將參考附圖，對本發(fā)明的一個實施例進(jìn)行說明。首先應(yīng)注意， 在下面的實施例中，作為對描述的說明，定義了前、后、左、右、上 和下方向，不過進(jìn)行這樣的方向定義是為了便于簡化描述，而不是希 望在制造、使用等期間，將本發(fā)明的設(shè)備局限于這樣的方向中。參考圖3，本實施例的液體注入器100包括注入器主體101;在注 入器主體101的頂面設(shè)置的操作板102和液晶顯示器103;以及在注 入器主體101 —側(cè)上由可移動臂104支撐的注射頭110。如圖4所示， 由凹槽112形成注射頭110，該凹槽112具有半圓柱槽的形狀，以便 能夠可拆卸地將液體注射器200安裝在凹槽112中。液體注射器200包括圓筒構(gòu)件201和活塞構(gòu)件202，其中將活塞 構(gòu)件202可滑動地插入圓筒構(gòu)件201中。圓筒構(gòu)件201包括圍繞其末 端外圍的圓柱體凸緣203，而活塞構(gòu)件202由圍繞其末端外圍的活塞 凸緣204形成。在本實施例的液體注入器100中，被固定于注射頭110中的液體 注射器200通過伸縮管211和注射針212與人體的手臂500中的血管501相連接，通過由對于紅外射線高度透明的透明片制成的粘貼墊213 來固定注射針212，例如，如圖7所示。注射頭110具有設(shè)置于注射器固定構(gòu)件111的凹槽112之后的活 塞驅(qū)動機(jī)構(gòu)113，用于固定及來回移動活塞凸緣204。具體地，如圖2 所示，活塞驅(qū)動機(jī)構(gòu)113包括驅(qū)動電動機(jī)115和排空傳感器116，并 且利用用作功率源的驅(qū)動電動機(jī)115來驅(qū)動活塞驅(qū)動機(jī)構(gòu)113。排空 傳感器116依次檢測在特定位置處的活塞凸緣204，以便感知液體注 射器200己經(jīng)完全注射了液體。在此實施例中，液體注入器IOO與泄漏檢測器集成地形成，其中 注入器主體101還用作檢測器主體。因此，泄漏檢測單元401與注入 器主體101分離地形成，并與注入器主體101進(jìn)行無線電通信。更具體地，如圖7所示，泄漏檢測單元401具有扁平盒型單元外 殼402，且包括表示脈沖產(chǎn)生裝置的光電二極管403以及表示單元外 殼402內(nèi)的脈沖檢測裝置的光電晶體管404。如圖6可以看到，在單 元外殼402中，光電二極管403和光電晶體管404的方向向下。光電二極管403向下發(fā)射預(yù)定波長的紅外射線作為波傳輸，而光 電晶體管404從下面接收此波長的紅外射線。將只通過預(yù)定波長的紅 外射線的濾光器406設(shè)置于這些光電二極管/光電晶體管403、 404的 下方且與其相對的位置。將紅外射線設(shè)置為其透過人體的特定器官且由特定器官反射的波長。例如，在所設(shè)置波長處的紅外射線能夠高度 穿透皮膚和脂肪，而對于肌肉是高度反射的。將電路板407設(shè)置于泄漏檢測單元401內(nèi)的上部區(qū)域，并且將光 電二極管/光電晶體管403、 404、中央處理電路408以及無線電發(fā)送 單元409分別安裝于其上。中央處理電路408與光電二極管/光電晶體管403、 404以及無線 電發(fā)送單元409進(jìn)行有線連接，用于促使光電二極管403順序地發(fā)射 脈沖信號并檢測來自光電晶體管404的脈沖信號。此外，包括預(yù)定結(jié)構(gòu)的邏輯電路的中央處理電路408具有多種硬 件組件，這些硬件組件用作間隔測量電路411、間隔存儲電路412、差 值計算電路413以及差值比較電路414。包括例如計數(shù)器電路或類似的間隔測量電路411測量每一個脈沖 信號的發(fā)射和檢測之間的時間間隔。包括例如FIFO (先進(jìn)先出)存儲器或類似的間隔存儲電路412存 儲測量到的時間間隔，直到測量到下一個時間間隔。包括例如減法電路或類似的差值計算電路413計算作為參考時間 間隔的上一次測量的時間間隔與當(dāng)前測量的時間間隔的差值。包括例如比較器電路或類似的差值比較電路414對計算得到的差 值與預(yù)定的可接受范圍進(jìn)行比較。然后，當(dāng)該差值沒有超出可接收范圍時，中央處理電路408指示 無線電發(fā)送單元409通過無線電波一直發(fā)送預(yù)定的待機(jī)信號。當(dāng)該差 值超出可接受范圍時，中央處理電路408指示無線電發(fā)送單元409無 線地發(fā)送預(yù)定的警告信號。再次參考注入器主體101，如圖2所示，注入器主體101包括微 處理器130，微處理器130與操作板102、液晶顯示器103、驅(qū)動電動 機(jī)115、排空傳感器116、無線電接收單元131、揚聲器單元132等進(jìn) 行有線連接。包括所謂單片微處理器的微處理器130具有以固件等形式安裝的 適當(dāng)計算機(jī)程序。如圖1所示，微處理器130根據(jù)計算機(jī)程序，完全 控制前述各個組件，由此允許本實施例的液體注入器IOO在邏輯上具 有多種功能，包括泄漏警告功能141、接收檢測功能142、狀態(tài)通知功 能143、接收警告功能144以及注射暫停功能146。泄漏警告功能141表示用于根據(jù)計算機(jī)程序控制揚聲器單元132 和液晶顯示器103的微處理器130的功能。具體地，當(dāng)無線電接收單 元131經(jīng)過無線接收的待機(jī)信號被切換為警告信號時，泄漏警告功能 141產(chǎn)生從揚聲器單元132中可聽的泄漏警告以及從液晶顯示器103 中產(chǎn)生可視的泄漏警告，以便通知操作員。接收檢測功能142表示用于檢測無線電接收單元131的操作狀態(tài) 的微處理器130的功能。具體地，微處理器130檢測無線電信號的接 收狀態(tài)。狀態(tài)通知功能143表示用于控制液晶顯示器103操作的微處 理器130的功能。具體地，微處理器130以顯示于液晶顯示器103上的圖像形式通知由接收檢測功能142檢測的接收狀態(tài)。接收警告功能144還表示用于控制揚聲器單元132和液晶顯示器 103操作的微處理器130的功能。具體地，當(dāng)由接收檢測功能142檢 測到的接收狀態(tài)降到預(yù)定狀態(tài)之下時，微處理器130從揚聲器單元132 中產(chǎn)生可聽的接收警告、以及從液晶顯示器103中產(chǎn)生可視的接收警 告，以便通知操作員。注射暫停功能146表示用于控制活塞驅(qū)動機(jī)構(gòu)113的驅(qū)動電動機(jī) 115的操作的微處理器130的功能。具體地，響應(yīng)泄漏警告和接收警 告中的至少一個，微處理器130停止驅(qū)動電動機(jī)115以暫停液體的注 射。根據(jù)需要使用諸如揚聲器單元132等硬件來實現(xiàn)如上所述的液體 注入器100的多種前述功能141 - 146，但是本質(zhì)上由根據(jù)安裝于其中 的計算機(jī)程序運行的微處理器130來實現(xiàn)所述功能。描述了這種計算機(jī)程序，以使微處理器130執(zhí)行處理操作，例如 響應(yīng)通過無線電接收單元131無線接收的警告信號，指示揚聲器單元 132和液晶顯示器103產(chǎn)生用于通知的泄漏警告；指示與泄漏警告的 產(chǎn)生相關(guān)的驅(qū)動電動機(jī)115;檢測無線電接收單元131的接收狀態(tài)； 在液晶顯示器103上顯示接收狀態(tài)，以便進(jìn)行通知；響應(yīng)降到預(yù)定狀 態(tài)之下的接收狀態(tài)，指示揚聲器單元132和液晶顯示器103產(chǎn)生接收 警告，以便進(jìn)行通知；停止與接收警告的產(chǎn)生相關(guān)的驅(qū)動電動機(jī)115， 等等。如圖5所示，例如，在MRI設(shè)備300的成像器單元301的附近使 用本實施例的液體注入器IOO，并且根據(jù)需要，可以將其與MRI設(shè)備 300的控制單元302相連。其中包括具有檢測器主體303、液晶顯示器 304以及鍵盤305的計算機(jī)系統(tǒng)的控制單元302控制成像器單元301 的操作，并將層析圖像顯示在液晶顯示器304上。為了簡化圖5的說明，液體注入器100和控制單元302均位于成 像單元301附近，而在實際的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，典型地，將液體注入器放置 于成像器單元301附近，而將控制單元302安裝于不同的房間中。[實施例的操作]在如上所述的結(jié)構(gòu)中，如圖7所示，當(dāng)使用本實施例的液體注入器100時，例如，操作員通過伸縮管211將注射針212與充滿了諸如 造影劑之類液體的液體注射器200相連接，并使用用于將注射針212 固定于手臂500上的粘貼墊213，將注射針212插入位于MRI設(shè)備300 的成像器單元301中的患者的手臂500的血管501中。接下來，利用捆綁帶(未示出)將泄漏檢測單元401安裝于粘貼 墊213上，并將液體注射器200裝入液體注入器100的注射頭10中。 在這種狀態(tài)下，分別給泄漏檢測單元401和注入器主體101加電，隨 后進(jìn)行預(yù)定操作，以便將注入器主體101設(shè)置為用于使用泄漏檢測單 元401的操作模式。作為響應(yīng)，如圖8所示，泄漏檢測單元401順序地從光電二極管 403向連接了注射針212的手臂500的位置發(fā)射紅外脈沖(步驟S1)。 但是，如圖11所示，該紅外脈沖信號高度地穿透人的特定器官并且對 其它特定器官具有高度的反射，因此允許光電晶體管404檢測這種反 射的脈沖信號(步驟S3)。在這種情況下，測量每一個脈沖的發(fā)射和檢測之間的時間間隔(步 驟S1-S4)，并保存測量到的間隔(步驟S5)。同時，參考上一次測量 到的間隔，以便計算當(dāng)前測量到的間隔和上一次測量到的間隔之間的 差值(步驟S6)，隨后進(jìn)行確定，以確定該差值是否超出了可接受的 范圍(步驟S7)。然后，如果該差值沒有超出可接受的范圍，則泄漏檢測單元401 將表示"正常"的待機(jī)信號無線地發(fā)送到注入器主體101 (步驟S8)， 而如果該差值超出了可接受的范圍，則發(fā)射表示"異常"的警告信號。例如，如圖7所示，如果注射針212脫離了手臂500中已插入該 注射針212的血管501，則液體不會注入血管501中，而是會注入其 周圍，從而使手臂500鼓起，如圖llb的皮膚表面所示。結(jié)果，如從 圖lla和llb中所理解到的，從光電二極管403發(fā)射的脈沖信號在鼓 起的手臂500中反射，導(dǎo)致路徑延長，直到光電晶體管404檢測到該 脈沖信號。在這種情況下，由于增加了測量到的針對脈沖信號的反射和檢測之間的間隔，因此，將這樣的增加作為上一次和當(dāng)前測量到間隔的差 值進(jìn)行計算。由于該差值超出預(yù)定可接受范圍將使無線電發(fā)送單元409無線地發(fā)送警告信號，因此鼓起的皮膚表面引起對警告信號的無 線電發(fā)送。如圖9所示，當(dāng)使用泄漏檢測單元401操作注入器主體101時， 注入器主體101 —直檢測無線電波的接收狀態(tài)(步驟Tl)，并將接收 狀態(tài)實時地以條線圖的形式顯示于液晶顯示器103上(步驟T2)。利用前述操作，在操作注入器主體101的同時，操作員能夠?qū)崟r 地確認(rèn)來自泄漏檢測單元401的無線電波的接收狀態(tài)，并且如果該接 收狀態(tài)不適當(dāng)，則將調(diào)整注入器主體101和泄漏檢測單元401的位置。此外，當(dāng)如上所述檢測到的接收狀態(tài)下降到預(yù)定狀態(tài)之下時(步 驟T3)，則注入器主體101將諸如"無法接收無線電波。請確認(rèn)通信 狀態(tài)"之類的接收警告顯示于液晶顯示器103上，并可聽見地產(chǎn)生來 自揚聲器單元132的接收警告(步驟T4)。在這種情況下，由于注入器主體101不接受任何用于恢復(fù)注射的 輸入操作，直到來自泄漏檢測單元401的接收狀態(tài)改善(步驟T3-T5)， 因此注入器主體101不會開始液體注射操作，除非恢復(fù)了正確的接收 狀態(tài)(步驟T6)。此外，當(dāng)注入器主體101接受用于開始液體注射的輸入操作時(步 驟T5， T6)，注入器主體101仍然一直檢測無線電波的接收狀態(tài)，以 便實時地顯示于液晶顯示器103上(步驟E1， E2)。然后，當(dāng)檢測到的接收狀態(tài)下降到預(yù)定狀態(tài)之下時，注入器主體 101從液晶顯示器103中產(chǎn)生可視的接收警告并且從揚聲器單元132 中產(chǎn)生可聽的接收警告，以便通知操作員(步驟E3， E4)，并且不執(zhí) 行液體注射操作，除非確定接收狀態(tài)是適當(dāng)?shù)摹．?dāng)注射操作以適當(dāng)?shù)慕邮諣顟B(tài)進(jìn)行時(步驟E6)，注入器主體101 響應(yīng)從無線接收的待機(jī)信號到警告信號的改變(步驟E7)，從而將諸 如"檢測到注射針脫離，請確認(rèn)注射針"之類的泄漏警告顯示于液晶 顯示器103上，并可聽見地產(chǎn)生來自揚聲器132的泄漏警告(步驟E8)。在這種情況下，由于暫停了液體注射操作(步驟E9)，當(dāng)注射針212保持與血管501脫離時，將不再繼續(xù)注射液體。此外，由于繼續(xù) 產(chǎn)生用于通知的泄漏警告，直到對注入器主體101執(zhí)行預(yù)定的復(fù)位操 作(步驟EIO， Ell)，操作員會確認(rèn)泄漏警告而不會忽略該警告。在本實施例的液體注入器100中，當(dāng)確認(rèn)了泄漏警告的操作員將 注射針212合適地插入血管501中，然后在操作板102上進(jìn)行操作以 便開始注射液體時，液體注入器100能夠響應(yīng)該操作，恢復(fù)注射液體 (步驟T5， T6)。此外，當(dāng)操作員在操作板102上進(jìn)行操作以便暫停注射時(步驟 E12)，注入器主體101同樣暫停液體的注射(步驟E9)。此外，當(dāng)排 空傳感器116檢測到液體的注射完成時(步驟E13)，注入器主體IOI 完成了液體的注射(步驟E14)。[實施例的效果]如上所述，前述實施例的液體注入器100順序地向手臂500中插 入了注射針212的位置發(fā)射紅外脈沖，并檢測在手臂500內(nèi)反射的那 些脈沖信號。然后，液體注入器100計算測量到的每一個脈沖信號的 發(fā)射和檢測之間的時間間隔和參考時間間隔之間的差值，并且如果該 差值超過預(yù)定可接受范圍，則產(chǎn)生泄漏警告，以進(jìn)行通知。利用前述的方法，當(dāng)注射器212脫離血管501，從而泄漏或溢出 液體，引起人體手臂500的表面鼓起時，液體注入器100產(chǎn)生泄漏警 告，從而允許操作員立即意識到注射針脫離了患者的血管501，以便 采取適當(dāng)?shù)拇胧?。此外，?dāng)檢測到注射針212脫離了血管501時，本實施例的液體 注入器IOO自動暫停液體的注射，從而能夠自動防止注射針212仍保 持脫離血管501時還繼續(xù)注射液體。此外，如上所述，由于本實施例的液體注入器IOO依賴于在皮膚 表面識別的鼓起來檢測注射針212己脫離了血管501，且依賴于紅外 射線從人體器官反射的路徑長度變化來檢測皮膚表面的鼓起，因此液 體注入器100能夠以簡單的結(jié)構(gòu)來檢測泄漏液體，而在實質(zhì)上不會遭 受由于干擾導(dǎo)致的精度的下降。此外，本實施例的液體注入器IOO存儲了測量到的每一個脈沖的發(fā)射和檢測之間的時間間隔，至少直到下一次測量，并計算當(dāng)前測量 的間隔和用作參考時間間隔的上一次測量到的間隔之間的差值。這種 計算差值的方式消除了需要預(yù)先設(shè)置適當(dāng)?shù)膮⒖紩r間間隔的需要，使 液體注入器能夠成功地檢測皮膚表面位置上的變化，而與要監(jiān)視人體 的無論哪一個位置、皮褶厚度的個體差異等等。此外，由于光電二極管403發(fā)射其透過人體手臂500中的特定器 官并且由其它特定器官反射的波長的紅外脈沖信號，因此可以使該脈 沖信號透過人體的表面而從特定器官反射。此外，由于濾光器406只 使穿過其到達(dá)光電晶體管404的波長的紅外射線通過，因此可以防止 光電晶體管404錯誤地檢測周圍的光噪聲。此外，本實施例的液體注入器100包括與注入器主體101分離的 泄漏檢測單元401，該泄漏檢測單元401包括光電二極管403、光電晶 體管404、無線電發(fā)送單元409等，所述注入器主體101包括無線電 接收單元131、液晶顯示器103、揚聲器單元132等。然后，當(dāng)泄漏檢測單元401檢測到皮膚上的鼓起時，注入器主體 101通過無線電通信產(chǎn)生泄漏警告以進(jìn)行通知，能夠減小直接安放于 人體上的泄漏檢測單元401的尺寸和重量，以便于其操作。盡管具有 這種更小和更輕的結(jié)構(gòu)，泄漏檢測單元401也能夠確保遠(yuǎn)離泄漏檢測 單元401的、手動操作注入器主體101的操作員能夠識別泄漏警告。此外，注入器主體101 —直檢測來自泄漏檢測單元401的無線電 信號的接收狀態(tài)，以便實時地通知該接收狀態(tài)。這允許操作員能夠一 直識別泄漏檢測單元401和注入器主體101之間的通信狀態(tài)，并在注 射開始之前，對可能存在的不適當(dāng)?shù)耐ㄐ艩顟B(tài)采取適當(dāng)?shù)男袆?。此外，由于如果檢測到的接收狀態(tài)下降到預(yù)定狀態(tài)之下，則注入 器主體101產(chǎn)生接收警告以進(jìn)行通知，因此液體注入器100能夠防止 由于通信故障而造成的接收警告信號的失敗以及在產(chǎn)生泄漏宣告時所 造成的失敗。另外，由于如果即使產(chǎn)生了泄漏警告和接收警告之一來 進(jìn)行通知，液體注入器100也會暫停液體注射，因此液體注入器100 不但能夠在注射針212保持與血管501脫離時自動地防止繼續(xù)注射液 體，而且在其保持不能無線地接收警告信號時，防止繼續(xù)注射液體。[實施例的典型修改]應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于前述實施例，而是可以在不脫離本 發(fā)明精神和范圍的前提下按照多種方式進(jìn)行修改。例如，盡管前述實 施例已經(jīng)示出了與泄漏檢測單元401集成在一起的液體注入器100，然而，也可以與液體注入器100分離地形成泄漏檢測單元401。但是，由于如上所述，當(dāng)檢測到液體泄漏或溢出時，必須立即暫 停液體的注射，因此將液體注入器100與泄漏檢測單元401集成在一 起是有優(yōu)勢的。因此，當(dāng)與液體注入器100分離地形成泄漏檢測單元 401時，最好構(gòu)造液體注入器100，以使其響應(yīng)由泄漏檢測單元401 產(chǎn)生的警告來暫停注射。此外，盡管前述實施例已經(jīng)示出了液體注入器IOO產(chǎn)生泄漏警告 和接收警告以進(jìn)行通知，但是，可以將這種警告發(fā)送到MRI設(shè)備300 的控制單元302，以便將警告顯示于液晶顯示器304上，進(jìn)行可視通 知。如前所述，由于在遠(yuǎn)離成像器單元301的位置安裝了控制單元302， 因此有利地，將所述警告通信到成像器單元301。此外，盡管前述實施例已經(jīng)示出了液體注入器100響應(yīng)泄漏警告 來暫停注射，MRI設(shè)備300也可以停止與這樣的液體注入器100的暫 停操作相關(guān)的成像。在這種情況下，液體注入器100能夠?qū)⒕嫘盘?直接從泄漏檢測單元401發(fā)送到MRI設(shè)備300，或可選地，從注入器 主體IOI間接地發(fā)送警告信號。盡管基于在MRI設(shè)備300的附近使用液體注入器100的假設(shè)，已 經(jīng)示出了前述實施例，但是，還可以在CT掃描器、PET設(shè)備、血管 設(shè)備、MRA設(shè)備、超聲波診斷設(shè)備等附近使用液體注入器100。此外，盡管前述實施例已經(jīng)示出了泄漏檢測單元401通過無線電 波信號與注入器主體101進(jìn)行無線電通信，但液體注入器100可以使 用任何通信方案，包括基于無線通信的超聲波信號、基于無線通信的 光信號、基于有線通信的電信號、基于有線通信的光信號等。此外，盡管前述實施例已經(jīng)示出了泄漏檢測單元401向人體發(fā)射 脈沖信號、檢測從人體反射的這些紅外脈沖信號，并計算測量到的每 一個脈沖信號的發(fā)射和檢測之間的時間間隔與作為上一次測量的間隔的參考時間間隔之間的差值，但是，可以將第一次測量到的間隔定義 為參考間隔。此外，前述實施例已經(jīng)示出了紅外脈沖信號透過人體的特定器官并由其它特定器官反射，由此，泄漏檢測單元401檢測到注射針212 脫離了血管501，利用了由于泄漏液體導(dǎo)致的鼓起的皮膚表面引起了 紅外脈沖信號發(fā)射和檢測之間的時間間隔的改變的情況。但是，當(dāng)紅外脈沖信號透過人體的特定器官而由其它特定器官反 射時，泄漏到反射器官之一的液體引起了所反射紅外射線波長的變化。 考慮到這一點，泄漏檢測單元401可以通過測量檢測到的紅外射線的 波長來檢測注射針212已脫離了血管501，并將測量到的波長與預(yù)定 參考波長進(jìn)行比較。在這種情況下，同樣可以將上一次測量到的波長 用作參考波長，或?qū)⒌谝淮螠y量到的波長用作參考波長。此外，盡管前述實施例已經(jīng)示出了將光電二極管403用作用于產(chǎn) 生紅外脈沖信號的脈沖產(chǎn)生裝置，并且將光電晶體管404用作用于檢 測紅外脈沖信號的脈沖檢測裝置，但是，例如，可以由用于發(fā)射超聲 波脈沖信號的超聲波振動板(未示出)來代替光電二極管403，用作 脈沖產(chǎn)生裝置，并且可以由用于檢測超聲波脈沖信號的超聲波檢測器 裝置(未示出)代替光電晶體管404，用作脈沖檢測裝置。由于這樣 得到的泄漏檢測器(未示出)能夠按照超聲波的方式檢測液體的泄漏 或溢出，因此在檢測中不會受到周圍光線的影響。此外，盡管前述實施例已經(jīng)示出了泄漏檢測單元401安裝有每一 種各一個的光電二極管403和光電晶體管404，但是，可以由具有排 列為如圖12a所示矩陣的多個光電二極管403和多個光電晶體管404 的泄漏檢測單元421來代替泄漏檢測單元401，或利用具有排列為如 圖12b所示的圍繞一個光電二極管403的多個光電晶體管404的泄漏 檢測單元422來代替泄漏檢測單元401。由于這樣得到的泄漏檢測單 元能夠檢測在多個位置處的泄漏液體，因此，其能夠檢測在精確位置 處的泄漏液體。此外，盡管前述實施例已經(jīng)示出了用于固定注射針212和用于將 泄漏檢測單元401粘貼到手臂500上的、由簡單透明片制成的粘貼墊213，但是，還可以向由透明片制成的粘貼墊221提供印刷標(biāo)記222、 223，用于表示注射針212和泄漏檢測單元401的位置。在這種情況下，通過將注射針212和泄漏檢測單元401與粘貼墊 221上的印刷標(biāo)記222、 223對齊，可以按照合適的位置關(guān)系來放置注 射針212和泄漏檢測單元401，從而使得泄漏檢測單元401易于檢測 泄漏的液體，而不會失敗?？蛇x地，如圖14所示，可以形成袋狀的粘貼墊226以用作保護(hù)構(gòu) 件，從而能夠?qū)⑿孤z測單元401裝入粘貼墊226中。在這種情況下， 由于可以由作為可替換消耗品的粘貼墊226防止泄漏檢測單元401受 到破壞和污染，因此可以易于對泄漏檢測單元401進(jìn)行消毒。此外，如圖15所示，可以形成足夠小地泄漏檢測單元431，其具 有在泄漏檢測單元431上方由手臂433支撐的CCD (電荷耦合器件) 攝像機(jī)432，用作成像裝置。在這種結(jié)構(gòu)中，由于CCD攝像機(jī)432捕 獲泄漏檢測單元431周圍的圖像，因此可以將所捕獲的圖像無線地發(fā) 送到液體注入器IOO，以便顯示于液晶顯示器103上。利用前述方法，當(dāng)泄漏警告顯示于液晶顯示器103上時，操作液 體注入器100的操作員還可以確認(rèn)液晶顯示器103上的泄漏檢測單元 431周圍的圖像。可選地，不會一直顯示這種圖像，而是只在檢測到 泄漏液體時顯示該圖像。此外，盡管前述實施例已經(jīng)示出了液體注入器IOO驅(qū)動泄漏警告 功能141，以便僅僅通過顯示于液晶顯示器103上的圖像通知泄漏警 告，可選地，液體注入器100可以通過液晶顯示器103上的圖像顯示， 在由圖形顯示裝置(未示出)表示的趨勢圖中顯示測量到的每一個脈 沖信號的時間間隔。由于當(dāng)上一次測量到的間隔和當(dāng)前測量到的間隔之間的差值超過 可接受的范圍時，前述實施例的液體注入器IOO確定了泄漏液體，因 此，如圖16所示，如果液體以極其低的速率泄漏以使在上一次和當(dāng)前 測量到的間隔之間存在極細(xì)微的差別，則液體注入器IOO可能不能夠 確定泄漏液體。但是，當(dāng)如圖所示，通過顯示于液晶顯示器103上的趨勢圖來表示測量到的間隔時，該趨勢圖使操作員甚至能夠確定緩慢的液體泄漏。 此外，如圖17所示，即使上一次測量到的間隔和當(dāng)前測量到的間 隔之間的差值超出了可接受的范圍，前述實施例的液體注入器100也 可能會遇到暫時錯誤的檢測。但是，可以如圖所示來顯示所示的趨勢 圖，這使得操作員甚至可以確認(rèn)泄漏液體的暫時錯誤檢測。當(dāng)液體注入器IOO檢測到脈沖信號波長之間的差值，而不是如上 所述測量到的間隔之間的差值時，液體注入器100同樣能夠?qū)y量到 的波長顯示為趨勢圖，還可以如由趨勢圖所表示的，顯示從測量到的 間隔或測量到的波長中計算得到的差值(均未示出)。此外，盡管前述實施例已經(jīng)示出了當(dāng)檢測到泄漏液體時，液體注 入器100停止活塞驅(qū)動機(jī)構(gòu)113，以便暫停液體的注射，但泄漏檢測 單元401還包括獨立的管阻塞機(jī)構(gòu)(未示出)，用于當(dāng)檢測到泄漏液體 時阻塞伸縮管211?？梢栽诎惭b于伸縮管221上的獨立模塊結(jié)構(gòu)中形成這樣的管阻塞 機(jī)構(gòu)，該獨立模塊結(jié)構(gòu)用于進(jìn)行與泄漏檢測單元401和/或檢測器主體 101的無線或有線通信。這種管阻塞機(jī)構(gòu)還可以具有下述特點當(dāng)檢 測到液體泄漏時，利用諸如用于阻塞伸縮管211的螺線管之類的驅(qū)動 源，開啟/關(guān)閉伸縮管211。由于當(dāng)檢測到泄漏液體時，這種泄漏檢測器獨立地阻塞伸縮管 211，因此液體注入器IOO能夠自動暫停液體的注射，即使這與泄漏檢 測器不相關(guān)。此外，盡管前述實施例已經(jīng)示出了微處理器130根據(jù)安裝于其中 從而在邏輯上實現(xiàn)注入器主體101的多種功能141-146的計算機(jī)程序 進(jìn)行操作，但至少可以在諸如專用邏輯電路之類的硬件中形成多個功 能141-144中的某些功能。相反地，盡管前述實施例已經(jīng)示出了在給定硬件中形成泄漏檢測 單元401的多個電路411-414，但可以例如通過根據(jù)安裝于其中的計 算機(jī)程序運行的微處理器來在邏輯上實現(xiàn)電路411-414的功能。此外，盡管前述實施例已經(jīng)示出了將一個液體注射器200安裝于 液體注入器100的一個凹槽112中，但可以將多個液體注射器200安裝于注射頭的多個凹槽中(未示出)。此外，前述實施例示出了直接將液體注射器200安裝于液體注入 器100中。但是，由于目前液體注射器200在商業(yè)上有多種尺寸，因 此，可能只能將例如最大尺寸液體注射器200直接安裝于液體注入器 100中，但通過各個專用的圓筒適配器(未示出)，可以將除最大尺寸 之外的多個尺寸的液體注射器200安裝于液體注入器100中。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測通過注射針注入人體表面附近血管的液體泄漏的泄漏檢測器，包括脈沖產(chǎn)生裝置，用于通過預(yù)定波長的波傳播，順序地向人體插入注射針的位置發(fā)射脈沖信號；脈沖檢測裝置，用于檢測從所述人體內(nèi)部反射的所述脈沖；波長測量裝置，用于測量每一個所述檢測到的脈沖信號的波長；差值計算裝置，用于計算測量到的波長和預(yù)定參考波長之間的差值；差值比較裝置，用于將計算得到的差值與預(yù)定的可接受范圍進(jìn)行比較；以及泄漏警告裝置，用于當(dāng)所述差值超出可接受范圍時，產(chǎn)生泄漏警告，以進(jìn)行通知。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的泄漏檢測器，其特征在于還包括 波長存儲裝置，用于存儲測量到的波長，至少直到測量到下一個波長為止，其中，所述差值計算裝置計算當(dāng)前測量到的波長和上一次測量到 的波長之間的差值，所述上一次測量到的波長被用作參考波長。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的泄漏檢測器，其特征在于還包括 波長存儲裝置，用于存儲第一次的波長，其中，所述差值計算裝置計算第一次的波長和當(dāng)前測量到的波長之間的 差值，所述第一次波長被用作參考波長；以及所述差值比較裝置將所述差值和預(yù)定可接受范圍進(jìn)行比較。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一個所述的泄漏檢測器，其特征在于 還包括圖形顯示裝置，用于按照趨勢圖表示，顯示針對每一個所述脈 沖信號測量的波長。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一個所述的泄漏檢測器，其特征在于 還包括圖形顯示裝置，用于按照趨勢圖表示，顯示針對每一個所述脈沖信號計算得到的差值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一個所述的泄漏檢測器，其特征在于 所述脈沖產(chǎn)生裝置發(fā)射包括超聲波的所述脈沖信號，以及 所述脈沖檢測裝置檢測所述超聲波脈沖信號。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一個所述的泄漏檢測器，其特征在于 所述脈沖產(chǎn)生裝置發(fā)射紅外射線的所述脈沖信號，以及 所述脈沖檢測裝置檢測所述紅外脈沖信號。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的泄漏檢測器，其特征在于所述脈沖產(chǎn)生裝置以一定頻率發(fā)射紅外射線脈沖信號，所述頻率的紅外射線脈沖信 號透過人體的特定器官且由人體的特定器官反射。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的泄漏檢測器，其特征在于所述脈沖檢測 裝置只檢測在所述波長處的紅外射線。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的泄漏檢測器，其特征在于還包括濾光 器，用于專門地使在所述波長處紅外射線通過其而到達(dá)所述脈沖檢測 裝置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一個所述的泄漏檢測器，其特征在于還包括泄漏檢測單元，包括至少所述脈沖產(chǎn)生裝置和所述脈沖檢測裝置； 檢測器主體與所述泄漏檢測單元分離地形成，并且包括至少所述 泄漏警告裝置，其中，所述泄漏檢測單元還包括無線電發(fā)送裝置，用于發(fā)送無線 電信號，以及所述檢測器主體還包括無線電接收裝置，用于接收無線電信號。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的泄漏檢測器，其特征在于所述檢測器 主體還包括接收檢測裝置，用于檢測無線電信號的接收狀態(tài)；以及 狀態(tài)通知裝置，用于通知檢測到的接收狀態(tài)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的泄漏檢測器，其特征在于所述檢測器 主體還包括接收警告裝置，用于當(dāng)檢測到的接收狀態(tài)下降到預(yù)定狀態(tài) 之下時，產(chǎn)生接收警告以進(jìn)行通知。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一個所述的泄漏檢測器，其特征在 于還包括-成像裝置，用于在插入所述注射針的位置處捕獲人體的圖像；以及圖像顯示裝置，用于顯示所捕獲的圖像。
15. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的泄漏檢測器，其特征在于 所述泄漏檢測單元還包括成像裝置，用于在插入所述注射針的位置捕獲人體的圖像，以及所述檢測器主體還包括用于顯示所捕獲圖像的圖像顯示裝置。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一個所述的泄漏檢測器，其特征在 于還包括具有至少所述脈沖產(chǎn)生裝置和所述脈沖檢測裝置的泄漏檢測單 元；以及用于將所述泄漏檢測單元可拆卸地粘貼于人體表面的透明粘貼 墊，所述粘貼墊上標(biāo)記有所述注射針的位置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的泄漏檢測器，其特征在于-所述粘貼墊可替換地與所述泄漏檢測單元分離地形成；以及 所述粘貼墊另外標(biāo)記有所述泄漏檢測單元的位置。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的泄漏檢測器，其特征在于還包括與所述粘貼墊集成在一起形成的可替換保護(hù)構(gòu)件，用于裝入所述泄漏檢 測單元，所述保護(hù)構(gòu)件對于波傳播是透明的。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一個所述的泄漏檢測器，其特征在于還包括具有至少所述脈沖產(chǎn)生裝置和所述脈沖檢測裝置的泄漏檢測單元；以及用于裝入所述泄漏檢測單元的可替換保護(hù)構(gòu)件，所述保護(hù)構(gòu)件對 于波傳播是透明的。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一個所述的泄漏檢測器，其特征在 于所述泄漏檢測器包括多個的至少所述脈沖產(chǎn)生裝置和所述脈沖檢測 裝置之一。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一個所述的泄漏檢測器，其特征在于還包括伸縮管，用于將液體引導(dǎo)到所述注射針；以及管阻塞裝置，用于當(dāng)差值超過可接受范圍時，阻塞所述伸縮管。
22. —種液體注入器，用于將活塞構(gòu)件壓入通過注射針和伸縮管 與人體相連接的液體注射器的充滿了液體的圓筒構(gòu)件，所述液體注入 器包括根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一個所述的泄漏檢測器；以及 注射暫停裝置，用于當(dāng)所述泄漏檢測器產(chǎn)生泄漏警告以進(jìn)行通知 時，暫停液體的注射。
23. —種液體注入器，用于將活塞構(gòu)件壓入通過注射針和伸縮管 與人體相連接的液體注射器的充滿了液體的圓筒構(gòu)件，所述液體注入 器包括根據(jù)權(quán)利要求13所述的泄漏檢測器；以及注射暫停裝置，用于當(dāng)所述泄漏檢測器產(chǎn)生泄漏警告和接收警告 中的至少一個以進(jìn)行通知時，暫停液體的注射。
24. —種與根據(jù)權(quán)利要求17所述的泄漏檢測器一起使用的粘貼 墊，其特征在于所速粘貼墊標(biāo)記有所述注射針的位置和所述泄漏檢 測單元的位置。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的粘貼墊，其特征在于包括與所述粘 貼墊集成在一起形成的可替換保護(hù)構(gòu)件，用于裝入所述泄漏檢測單元， 所述保護(hù)構(gòu)件對于波傳播是透明的。
全文摘要
一種泄漏檢測器順序地向人體插入注射針的位置發(fā)射脈沖信號，檢測從人體內(nèi)部反射的脈沖信號，并且測量每一個脈沖信號的發(fā)射和檢測之間的時間間隔。然后，泄漏檢測器計算測量到的時間間隔和預(yù)定時間間隔之間的差值，并當(dāng)該差值超出可接受范圍時，產(chǎn)生泄漏警告以進(jìn)行通知。由于人體表面的鼓起使脈沖信號的路徑延長，因此泄漏檢測器根據(jù)延長的信號路徑，能夠檢測到注射針已脫離了血管。
文檔編號A61B5/00GK101214144SQ200810001279
公開日2008年7月9日 申請日期2004年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月28日
發(fā)明者小野世一 申請人:株式會社根本杏林堂