DE60131653T2 - Spritzenkolbenverriegelungsmechanismus - Google Patents

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Thomas J. Shakoppe McPEAK
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Description

  • BEREICH DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Angiographie und insbesondere Injektoren, die verwendet werden, um ein medizinisches Fluid, wie z. B. radiographisches Material in einen lebenden Organismus zu injizieren.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Eines der Hauptsysteme im menschlichen Körper ist das Kreislaufsystem. Die Hauptbestandteile des Kreislaufsystems sind das Herz, die Blutgefäße und das Blut, wobei alle diese Bestandteile lebenswichtig für den Transport von Materialien zwischen der äußeren Umgebung und den verschiedenen Zellen und Geweben des menschlichen Körpers sind.
  • Die Blutgefäße sind das Strömungsweg-Netzwerk, durch welches das Blut im menschlichen Körper strömt. Insbesondere führen die Arterien das mit Sauerstoff angereicherte Blut weg von der linken Herzkammer. Diese Arterien sind ausgehend von der Aorta mit fortschreitend abnehmenden Durchmesser und sich verringernder Fähigkeit, Druck aufzunehmen, angeordnet, die das Blut unmittelbar aus dem Herzen heraus zur anderen Hauptarterie, kleineren Arterien und Arteriolen und schließlich zu winzigen Kapillargefäßen führt, welche für die Zufuhr von Blut zu den Zellen und den Geweben des menschlichen Körpers sorgen. In ähnlicher Weise führen die Venen das Blut, dem Sauerstoff entzogen wurde, zurück zur rechten Herzkammer unter Verwendung eines einen fortschreitend zunehmenden Durchmesser aufweisenden Netzwerks von kleineren und großen Venen.
  • Wenn die Herzkammern, Klappen, Arterien, Venen oder andere Kapillargefäße, die hiermit verbunden sind, entweder abnorm sind (beispielsweise aufgrund eines Geburtsfehlers), eingeengt (wie z. B. durch einen Plaque-Aufbau bei Arteriosklerose), oder sich verschlechtern (wie z. B. aufgrund des Entstehens eines Aneurysmas), dann kann es erforderlich sein, dass ein Arzt das Herz und das mit ihm verbundene Gefäß-Netzwerk untersucht. Es kann auch erforderlich sein, dass der Arzt irgendwelche Probleme korrigiert, die während der Untersuchung mit einem Katheder oder einem ähnlichen medizinischen Gerät auftreten.
  • Angiographie ist ein Verfahren, das zur Erkennung und Behandlung von Abnormitäten oder Verengungen in Blutgefäßen verwendet wird. Während der Angiographie wird ein radiographisches Bild einer Gefäßstruktur dadurch erhalten, dass ein radiographisches Kontrastmaterial durch einen Katheder in eine Vene oder Arterie eingespritzt wird. Die Gefäßstrukturen, die strömungsmäßig mit der Vene oder Arterie verbunden sind, in welche hinein die Injektion erfolgte, werden mit dem Kontrastmaterial gefüllt. Röntgenstrahlen werden durch den Bereich des Körpers geschickt, in welchen das Kontrastmaterial injiziert worden ist. Die Röntgenstrahlen werden durch das Kontrastmaterial absorbiert, was zu einer radiographischen Darstellung oder einem radiographischen Bild des Blutgefäßes führt, welches das Kontrastmaterial enthält. Die Röntgen-Bilder der mit Kontrastmaterial gefüllten Blutgefäße werden üblicherweise auf einen Film oder ein Videoband aufgezeichnet und auf einem Fluoroskop-Monitor dargestellt.
  • Die Angiographie liefert dem Arzt ein Bild der betreffenden Gefäßstrukturen. Dieses Bild kann lediglich für diagnostische Zwecke verwendet werden, oder das Bild kann während eines Verfahrens, wie z. B. einer Angioplastie verwendet werden, bei der ein Ballon in das Gefäßsystem eingeführt und aufgeblasen wird, um eine Stenose zu öffnen, die durch einen arteriosklerotischen Plaque-Aufbau verursacht wird.
  • Zur Zeit ist während der Angiographie, nachdem ein Arzt einen Katheder in eine Vene oder Arterie eingeführt hat (durch direktes Einführen in das Gefäß oder durch eine Haut-Punkturstelle), der angiographische Katheder mit einem entweder von Hand oder automatisch betätigbaren Kontrastmittel-Injektionsmechanismus verbunden.
  • Ein einfacher, von Hand zu betätigender Kontrastmittel-Injektionsmechanismus weist typischerweise eine Spritze und eine Katheder-Verbindung auf. Die Spritze umfasst eine Kammer, in der ein Kolben angeordnet ist. Radiographisches Kontrastmaterial wird in die Kammer eingesaugt. Luft wird dadurch entfernt, dass der Kolben betätigt wird, während die Kathederverbindung nach oben weist, so dass Luft, die auf dem radiographischen Kontrastmaterial schwimmt, aus der Kammer in die Umgebungsluft ausgestoßen wird. Die Kathederverbindung wird dann an einem Katheder befestigt, der in einer Vene oder Arterie des Patienten positioniert ist.
  • Der Kolben wird von Hand betätigt, um das radiographische Kontrastmaterial aus der Kammer durch den Katheder in eine Vene oder Arterie auszustoßen. Der Verwender des von Hand zu betätigenden Kontrastmaterial-Injektionsmechanismus kann die Geschwindigkeit und das Volumen der Injektion dadurch verändern, dass er die Hand-Betätigungskraft ändert, die auf den Kolben ausgeübt wird.
  • Häufig ist die Injektion von mehr als einer Fluidart wünschenswert, wie z. B. einer Salzlösung-Spülung, auf die das radiographische Kontrastmaterial folgt. Einer der am häufigsten zur Zeit verwendeten, üblichen, von Hand zu betätigenden Injektionsmechanismen umfasst einen Ventilmechanismus, der steuert, welches der Fluide in den Ventilmechanismus und aus ihm heraus zum Katheder im Patienten strömt. Der Ventilmechanismus enthält eine Vielzahl von Handventilen, welcher der Verwender von Hand betätigt, um den jeweiligen Fluid-Strömungsweg zu öffnen und zu schließen. Wenn der Verwender Kontrastfluid in die Kammer saugt oder injiziert, wird das Fluid vom Ventilmechanismus über die offenen Ventile angezogen. Dadurch, dass die Ventilstellungen geändert werden, kann ein anderes Fluid injiziert werden.
  • Diese Hand-Injektionsmechanismen werden typischerweise von Hand betätigt. Dies ermöglicht dem Verwender eine Kontrolle über die Menge und den Druck der Injektion. Alle von Hand zu betätigenden Systeme sind jedoch nur in der Lage, radiographisches Kontrastmaterial mit dem maximalen Druck zu injizieren, der von der menschlichen Hand ausgeübt werden kann (d. h. ungefähr 10,34 bar). Auch ist die Menge des radiographischen Kontrastmaterials typischerweise auf ein Maximum von ungefähr 12 cm3 begrenzt. Schließlich gibt es keine Sicherheitsbegrenzungen an diesem von Hand zu betätigenden Kontrastmaterial-Injektionsmechanismus, die dahingehend wirken könnten, Injektionen einzuschränken oder anzuhalten, die vernünftige Parameter (wie z. B. hinsichtlich der Geschwindigkeit oder des Drucks) übersteigen, und sie besitzen keine aktiven Sensoren, um Luftblasen oder andere Gefahren zu erkennen.
  • Zurzeit verwendete, motorisierte Injektionsvorrichtungen umfassen eine Spritze, die mit einer linearen Antriebsvorrichtung verbunden ist. Die lineare Antriebsvorrichtung ist mit einem Motor verbunden, der elektronisch gesteuert wird. Die Bedienungsperson gibt der elektronischen Steuerung ein festes Volumen des zu injizierenden Kontrastmaterials mit einer festen Injektionsrate ein. Die feste Injektionsrate besteht aus einer festgelegten anfänglichen Strömungs-Zunahmerate und einer End-Injektionsrate, bis das gesamte Volumen von Kontrastmaterial injiziert worden ist. Es gibt keine interaktive Steuerung zwischen der Bedienungsperson und der Maschine mit Ausnahme des Beginnens oder Anhaltens der Injektion. Eine Änderung der Strömungsrate muss dadurch erreicht werden, dass die Maschine angehalten wird und die Parameter neu eingestellt werden.
  • Das Fehlen der Möglichkeit, die Injektionsrate während der Injektion zu verändern, führt zu einer suboptimalen Qualität von angiographischen Untersuchungen. Dies hat seine Ursache darin, dass die optimale Strömungsrate von Injektionen von Patient zu Patient beträchtlich variiert. Im kardio-vaskulären System hängen die Geschwindigkeit und das Volumen der Kontrastmittel-Injektion von der Blutströmungsgeschwindigkeit in der Kammer oder dem Blutgefäß und deren der Größe ab, in die oder in das die Injektion erfolgt. In vielen oder den meisten Fällen sind diese Parameter nicht genau bekannt. Darüber hinaus kann sich die optimale Injektionsrate schnell ändern, wenn sich der Zustand des Patienten in Reaktion auf Medikamente, eine Krankheit oder aufgrund der normalen Physiologie ändert. Folglich kann die anfängliche Injektion von Kontrastmaterial hinsichtlich der Strömungsrate ungenügend sein, um die Struktur bei der Röntgenstrahlen-Abbildung auszufüllen, wodurch eine weitere Injektion erforderlich wird. Umgekehrt kann eine übermäßig hohe Strömungsrate die Kammer oder das Blutgefäß verletzen, in die bzw. das hinein die Injektion erfolgt; außerdem kann sie bewirken, dass der Katheder verschoben wird (aufgrund des Strahls von Kontrastmaterial, der aus der Kathederspitze austritt), oder sie kann zu toxischen Effekten aufgrund einer Kontrastmittel-Überdosis führen (wie z. B. einem anormalen Herzrhythmus).
  • Weiterhin ist die lineare Betätigungsvorrichtung üblicherweise mit dem Kolben durch eine „Einrast"-Anordnung verbunden, wobei ein automatisches Eingreifen und außer Eingriff Treten des Kolbens mit der linearen Betätigungsvorrichtung wünschenswert ist, um eine Verschmutzung der Pumpenkammer der Spritze zu verhindern und die Verwendung des Injektionssystems zu vereinfachen. In manchen Situationen ist es wünschenswert, den Verbindungsteil des Kolbens zu beschädigen oder zu zerstören, um eine Wiederverwendung der Spritze zu verhindern. In Folge hiervon können Teilchen in dem Verbindungsbereich zurückbleiben und bei nachfolgenden Verbindungen zu Problemen führen.
  • Die US-Patentschrift 6,080,136 beschreibt ein von vorne zu beladendes Spritzen-Injektionssystem, das einen Spritzenkolben umfasst, der unter Verwendung eines flexibel elastischen Eingriffselementes in lösbarer Weise mit einem Antriebskolben verbunden werden kann. Der Kolben kann vom Antriebskolben dadurch getrennt werden, dass der Kolben gedreht wird, so dass sich ein Hubring radial in dem flexibel elastischen Eingriffselementen spreizt.
  • Ein weiteres Problem, das häufig auftritt, wenn eine Spritzen-Kolben-Anordnung vorgesehen wird, die mit der linearen Betätigungsvorrichtung automatisch in Eingriff bzw. außer Eingriff tritt, ist, dass die Kraft für das in Eingriff Treten zu hoch ist, während die Kraft für das außer Eingriff Bringen zu niedrig ist. Bei einer solchen Anordnung kann es schwierig werden, den Kolben in einer festen Position relativ zur Pumpenkammer zu halten, weil der Kolben während des Vorgangs des Ineingriffbringens vorgeschoben werden kann, und es kann schwierig sein, den Kolben in einer Eingriffsstellung mit der linearen Betätigungsvorrichtung zu halten, wenn die lineare Betätigungsvorrichtung zurück gezogen wird.
  • Zur Zeit kann die Bedienungsperson zwischen zwei Systemen zum Injizieren von Kontrastmaterial wählen: einem von Hand zu betätigenden Injektionssystem, das eine variable, von der Bedienungsperson interaktiv zu beeinflussende, begrenzte Strömungsrate ermöglicht, und einem vorprogrammierten motorbetriebenen System, ohne eine interaktive Rückkopplung zur Bedienungsperson (mit Ausnahme, dass die Bedienungsperson den Verfahrensablauf starten bzw. anhalten kann).
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Injektionssystem geschaffen, das eine Spritzenbaueinheit umfasst, die einen Kolben und eine Spritze aufweist, wobei der Kolben folgende Bestandteile besitzt:
    einen lösbaren Verbindungsmechanismus, der geeignet ist, eine lösbare Verbindung mit einer Betätigungswelle der Spritze herzustellen, wobei die Betätigungswelle für eine Hin- und Herbewegung zur Steuerung der Bewegung des Kolbens ausgebildet ist,
    wobei der lösbare Verbindungsmechanismus ein Greifelement umfasst, das vom Kolben proximal vorsteht, wobei das Greifelement geeignet ist, sich radial nach außen abzubiegen, wenn es mit der Betätigungswelle in Berührung gebracht wird, um einen lösbaren Eingriff mit der Betätigungswelle zu bilden, wenn sich die Betätigungswelle und das Greifelement relativ zueinander in einer Eingriffsstellung befinden, wobei das Greifelement weiterhin so ausgebildet ist, dass es die Betätigungswelle beim Eingriff mit einem Freigabeelement der Spritze löst, und ist
    dadurch gekennzeichnet, dass das Freigabeelement eine Platte ist, die eine Öffnung aufweist, wobei die Betätigungswelle durch die Öffnung hindurch verläuft, und wobei der Kolben weiterhin einen Finger aufweist, der sich vom Greifelement radial nach außen erstreckt, wobei der Finger geeignet ist, an einer inneren Oberfläche der Platte anzustoßen, um das Greifelement von der Betätigungswelle außer Eingriff zu bringen.
  • Günstigerweise ist das Greifelement geeignet, während des außer Eingriff Tretens von der Betätigungswelle permanent verformt zu werden.
  • Vorteilhafterweise kann der Kolben nach der permanenten Verformung mit der Betätigungswelle nicht mehr in Eingriff treten.
  • Vorzugsweise kann ein Teil des Greifelements während des außer Eingriff Bringens von der Betätigungswelle abzubrechen.
  • Weiterhin wird eine Spritze zur Verwendung mit einem Injektionssystem beschrieben, das eine Betätigungswelle aufweist, wobei die Spritze folgendes umfasst:
    ein Freigabeelement, bei dem es sich um eine Platte handelt, die eine Öffnung aufweist, wobei die Betätigungswelle durch die Öffnung hindurch verläuft, und
    einen Kolben, wie oben definiert.
  • Vorzugsweise umfasst das Injektionssystem:
    eine die Betätigungswelle umgebende Rille und
    eine Verriegelung, die an einer inneren Oberfläche des Greifelementes angeordnet ist, wobei die Verriegelung mit der Rille fest verbunden ist, wenn die Betätigungswelle und das Greifelement miteinander verbunden sind.
  • Günstigerweise hat der Kolben eine zylindrische Form und weist einen ersten Außendurchmesser auf, wobei die Betätigungswelle zylindrisch geformt ist und einen zweiten Außendurchmesser besitzt, wobei der erste Außendurchmesser größer ist als der zweite Außendurchmesser, wobei ein äußeres Ende des einen oder der mehreren Finger sich im Wesentlichen über den zweiten Außendurchmesser hinaus erstreckt und sich im Wesentlichen innerhalb des ersten Außendurchmessers so erstreckt, dass die Betätigungswelle durch die Öffnung der Platte hindurch verlaufen kann und der eine oder die mehreren Finger daran gehindert sind, durch die Öffnung der Platte hindurch zu treten.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Verbinden und lösen eines Spritzen-Kolbens mit bzw. von einer Betätigungswelle eines Injektionssystems geschaffen, wobei dieses Verfahren folgendes umfasst:
    Bereitstellen eines Systems wie oben definiert,
    Antreiben der Betätigungswelle in Richtung zum Spritzen-Kolben, so dass der distale Teil der Betätigungswelle das Greifelement radial nach außen drückt, um einen lösbaren Eingriff mit dem Spritzen-Kolben zu bilden,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren das Zurückziehen der Betätigungswelle derart umfasst, dass die Finger an der inneren Oberfläche der Platte anliegen und sich vom Greifelement radial nach außen erstrecken, um das Greifelement von der Betätigungswelle außer Eingriff zu bringen.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren weiterhin das Hindurchtretenlassen der Betätigungswelle durch die Öffnung des Freigabeelementes.
  • Es wird hier eine Reihe von Vorrichtungen und Verfahren zum lösbaren Befestigen eines Spritzen-Kolbens an einem Antriebselement eines angiographischen Injektors des Typs beschrieben, der einen Spritzenhalter aufweist. Eine Spritze umfasst einen Spritzenkörper, der ein distales und ein proximales Ende besitzt und der Spritzenkörper umschließt eine Pumpenkammer. Der Spritzen-Kolben befindet sich in der Pumpenkammer und kann eine hin- und hergehende Bewegung ausführen. Eine Betätigungswelle ist mit dem Spritzen-Kolben verbunden und ist durch den Spritzenkörper hindurch bewegbar, um eine Bewegung zu steuern.
  • Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Spritzen-Kolben ein Greifelement, das in proximaler Richtung nach außen vorsteht, während eine Betätigungswelle eine in Umfangsrichtung verlaufende Rille aufweist. Eine Verriegelung ist an einer inneren Oberfläche des Greifelementes angeordnet und ein Finger erstreckt sich vom Greifelement radial nach außen. Während des Verbindungsvorganges wird die Betätigungswelle vorwärts bewegt, um den Spritzenkolben zu berühren, und das Greifelement verbiegt sich radial nach außen und tritt mit der in Umfangsrichtung verlaufenden Rille in Eingriff, um eine lösbare Verbindung herzustellen. Eine Freigabe-Betätigungsvorrichtung ist proximal zum Spritzenkörper angeordnet. Die Freigabe-Betätigungsvorrichtung ist eine Platte, die eine Öffnung aufweist, um eine Manipulation des Spritzenkolbens zu ermöglichen. Während des Trennvorganges wird der Spritzenkolben so zurückgezogen, dass der Finger an einer inneren Oberfläche der Platte anliegt und das Greifelement dazu bringt, sich radial nach außen zu verbiegen. Die Verriegelung tritt von der in Umfangsrichtung verlaufenden Rille außer Eingriff und die Spritze wird von der Betätigungswelle getrennt. Bei einer beispielhaften Ausführungsform sind die Greifelemente so konstruiert, dass sie sich während des Trennvorganges dauerhaft verformen, um sicherzustellen, dass die Spritze nach der Verwendung bei einem Patienten weggeworfen und nicht versehentlich an einem anderen, neuen Patienten erneut verwendet wird.
  • Es wird hier auch ein Spritzen-Kolben beschrieben, der eine in Umfangsrichtung verlaufende Rille aufweist, und eine Betätigungswelle, die ein Schwenkelement zum Ergreifen des Spritzen-Kolbens aufweist. Das Schwenkelement ist an einem distalen Teil der Betätigungswelle angeordnet. Ein distaler Teil des Schwenkelementes umfasst eine Verriegelung, die von einer inneren Oberfläche nach außen vorsteht, und ein proximaler Teil des Schwenkelementes umfasst einen abgeschrägten Vorsprung, der von einer äußeren Oberfläche nach außen vorsteht. Eine Freigabe-Betätigungsvorrichtung kann eine Platte sein, die proximal zum Spritzenkörper angeordnet ist und eine Öffnung aufweist, um eine Manipulation des Spritzen-Kolbens zu ermöglichen. Während des Verbindungsvorganges wird die Betätigungswelle nach vorne bewegt, um mit dem Spritzen-Kolben in Berührung zu treten, wobei der distale Teil des Schwenkelementes radial nach außen vorsteht und die Verriegelung mit der in Umfangsrichtung verlaufenden Rille in Eingriff tritt, um eine lösbare Verbindung zu bilden. Während des Trennvorganges wird der Spritzen-Kolben so zurückgezogen, dass der abgeschrägte Vorsprung gleitend mit einer Seitenwand der Öffnung in Eingriff tritt. Das proximale Ende des Schwenkelementes wird radial nach innen bewegt und das distale Ende des Schwenkelementes steht radial so nach außen vor, das die Verriegelung von der in Umfangsrichtung verlaufenden Rille außer Eingriff tritt.
  • Es wird hier auch ein Spritzen-Kolben beschrieben, der magnetisch mit einer Betätigungswelle verbunden ist. Der Spritzen-Kolben umfasst einen ersten Einsatz, der ein eisenhaltiges Metall, einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten umfasst, während die Betätigungswelle einen zweiten Einsatz aufweist, der ein eisenhaltiges Metall, einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten umfasst. Jede Kombination aus eisenhaltigem Metall, einem Permanentmagneten oder einem Elektromagneten kann verwendet werden, wenn der erste und der zweite Einsatz konstruiert werden, solange ein Permanentmagnet oder Elektromagnet in einem der Einsätze verwendet wird. Während des Verbindungsvorganges wird die Betätigungswelle nach vorne bewegt, um mit dem Spritzen-Kolben in Berührung zu treten, und der Spritzen-Kolben bleibt an der Betätigungswelle magnetisch befestigt. Einer der Vorteile der Verwendung der magnetischen Spritzen-Kolben-Anordnung besteht darin, dass „keine" Eingriffskraft erforderlich ist. Wie oben beschrieben, wird eine Freigabe-Betätigungsvorrichtung proximal zum Spritzenkörper angeordnet. Die Freigabe-Betätigungsvorrichtung kann eine Platte sein, die proximal zum Spritzenkörper angeordnet ist, wobei die Platte eine Öffnung aufweist, die eine Manipulation des Spritzen-Kolbens ermöglicht. Der Spritzen-Kolben umfasst weiterhin eine Basis mit einem Außendurchmesser, der größer ist als die Öffnung der Platte. Während des Trennvorganges wird der Spritzen-Kolben solange zurückgezogen, bis die Basis an der inneren Oberfläche der Platte zur Anlage kommt. Bei einem weiteren Zurückziehen tritt der Kolben von der Betätigungswelle außer Eingriff.
  • Es wird auch ein Spritzen-Kolben beschrieben, der an einer Betätigungsvorrichtung befestigt ist, die einen Betätigungskopf mit einer geteilten Klemmhülse aufweist. Der Spritzen-Kolben umfasst ein Kolben-Tragelement, das eine in ihm ausgebildete Aufnahmeöffnung aufweist und wenigstens ein dort angeordnetes Halteelement. Der Betätigungskopf mit geteilter Klemmbuchse umfasst eine Ausrichtwelle, die zwischen einem ersten Klemmbuchsen-Element und einem zweiten Klemmbuchsen-Element angeordnet ist. Die einzelnen Klemmbuchsen-Elemente haben an ihnen ausgebildete Flanschteile. Zwischen dem ersten und dem zweiten Klemmbuchsen-Element sind Vorspannelemente angeordnet, welche die Klemmbuchsen-Elemente nach außen vorspannen. Während des Verbindungsvorganges wird die Betätigungswelle vorwärts bewegt, um mit dem Spritzen-Kolben in Berührung zu kommen, wobei das erste und das zweite Klemmbuchsen-Element nach innen gedrückt werden. Danach tritt das wenigstens eine Halteelement mit den einzelnen Flanschelementen in Eingriff, die an den Klemmbuchsen-Elementen ausgebildet sind, und die Vorspannelemente drücken das erste und das zweite Klemmbuchsen-Element nach außen. Danach ist der Spritzen-Kolben mit der Betätigungswelle verbunden.
  • Um den Spritzen-Kolben von der Betätigungsvorrichtung zu lösen, wird die Betätigungsvorrichtung in eine Position proximal zur hinteren Platte der Spritzenhalter-Baueinheit zurückgezogen. Während des Zurückziehvorganges werden die Löseelemente, die am ersten und am zweiten Klemmbuchsen-Element angeordnet sind, veranlasst, mit der hinteren Platte der Spritzenhalter-Baueinheit in Eingriff zu treten. Infolge hiervon werden das erste und das zweite Klemmbuchsen-Element nach innen gedrückt und das wenigstens eine Halteelement tritt von dem Flanschteil außer Eingriff. Bei einem weiteren Zurückziehen tritt der Kolben von der Betätigungswelle außer Eingriff.
  • Weitere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine perspektivische Darstellung, die eine bevorzugte Ausführungsform des angiographischen Injektionssystems gemäß der vorliegenden Erfindung wiedergibt,
  • 2A bis 2G Diagramme, welche den Betrieb des Systems aus 1 darstellen,
  • 3 ein elektrisches Blockdiagramm des Steuerungssystems des Injektionssystems aus 1,
  • 4 die Fronttafel-Steuer- und Anzeigeorgane einer bevorzugten Ausführungsform des Injektionssystems gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 5A und 5B eine Seitenansicht und eine teilweise Draufsicht auf die Fernsteuerung des Systems aus 1,
  • 6 eine perspektivische Ansicht einer fußbetätigten Fernsteuerung,
  • 7A bis 7D den Betrieb des Einlass-Rückschlagventils und der Hauptleitung während des Füllens mit Kontrastmittel, des Austreibens von Luft und der Patienteninjektion,
  • 8A bis 8C den Betrieb des Einlass-Rückschlagventils mehr im Einzelnen,
  • 9 einen herkömmlichen Spritzenkörper, der für einen Doppel-Durchgang ausgebildet ist,
  • 10 eine perspektivische Ansicht eines Adapter-Einsatzes, der bei der Spritze mit doppelten Durchgang aus 9 Verwendung findet,
  • 11A bis 11B eine Draufsicht und eine Seitenansicht des Adapter-Einsatzes aus 10,
  • 12 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Spritze, die in dem angiographischen Injektionssystem gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann,
  • 13 eine Draufsicht von unten auf die Spritze aus 12,
  • 14 eine Draufsicht von oben auf die Spritze aus 12,
  • 15 eine Seitenansicht der Spritze aus 12,
  • 16 eine Vorderseitenansicht der Spritze aus 12,
  • 17 eine Rückseitenansicht der Spritze aus 12 ohne den Kolben,
  • 18 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Spritzenhalter-Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 19 eine perspektivische Ansicht der Spritzenhalter-Anordnung aus 18, die eine Spritze und eine Fluid-Flasche trägt,
  • 20 eine auseinander gezogene, perspektivische Ansicht einer Unterbau-Einheit der Spritzenhalter-Anordnung aus 18,
  • 21 eine Rückseitenansicht der Spritze aus 12 und analog zur 17 jedoch mit dem in der Spritze angeordneten Kolben,
  • 22 eine schematische Seitenansicht eines Luftsäulen-Detektors und einer Schlauchverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 23 eine Seitendraufsicht eines Antriebskolbens und eines Betätigungskopfes für die Injektionssysteme aus den 1 und 18 gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welcher der Antriebskolben mit dem Betätigungskopf durch flexible Greifelemente verbunden ist,
  • 24A eine perspektivische Ansicht eines Spritzen-Kolbens für den Antriebskolben und dem Betätigungskopf aus 23,
  • 24B eine Querschnitts-Seitenansicht des Spritzen-Kolbens aus 24A,
  • 24C eine Draufsicht von unten auf den in 24A dargestellten Spritzen-Kolben,
  • 25 eine Seitendraufsicht auf eine andere beispielhafte Spritzen-Kolben-Anordnung für die Injektionssysteme aus den 1 und 18, bei der ein Spritzen-Kolben magnetisch mit einer Betätigungsvorrichtung gekoppelt ist, wobei diese Vorrichtung nicht im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt,
  • 26 eine Seitendraufsicht auf eine andere beispielhafte Spritzen-Kolben-Anordnung für die Injektionssysteme aus den 1 und 18, bei der ein Spritzen-Kolben mit einer Betätigungsvorrichtung durch Schwenkelemente gekoppelt ist, wobei diese Anordnung nicht im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt,
  • 27A bis 27G eine weitere beispielhafte Spritzen-Kolben-Anordnung für die Injektionssysteme, bei der ein Spritzen-Kolben an eine Betätigungsvorrichtung durch ein Zungen-Rillen-System gekoppelt ist, wobei diese Vorrichtung nicht im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt,
  • 28 eine Seitendraufsicht auf eine weitere beispielhafte Spritzen-Kolben-Anordnung für die Injektionssysteme der 1 und 18, bei der ein Spritzen-Kolben durch Schwenkelemente mit einer Betätigungsvorrichtung gekoppelt ist, wobei diese Anordnung nicht im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt,
  • 29A bis 29B eine weitere beispielhafte Spritzen-Kolben-Anordnung für die Injektionssysteme der 1 und 18, bei der ein Rückhaltering während des in Eingriff Bringens einen Spritzen-Kolben in einer festen Position hält, wobei diese Anordnung nicht im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt,
  • 30 eine weitere beispielhafte Spritzen-Kolben-Anordnung für die Injektionssysteme aus den 1 und 18, bei der ein Spritzenkolben mit einer Betätigungsvorrichtung durch eine "Christbaum"-Befestigungsvorrichtung gekoppelt ist, wobei diese Anordnung nicht im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt, und
  • 31A bis 31M eine weitere beispielhafte Spritzen-Kolben-Anordnung für Injektionssysteme, bei welcher der Spritzen-Kolben mit einer Betätigungsvorrichtung verbunden ist, die in Art einer geteilten Klemmbuchse konstruiert ist, wobei diese Ausführungsform nicht im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden wird zur Beschreibung des angiographischen Injektionssystems gemäß der vorliegenden Erfindung der Ausdruck „axial" so verwendet, dass er sich allgemein auf eine Achse A bezieht, um welche herum das System ausgebildet ist. Die Ausdrücke „proximal" oder „rückwärts" beziehen sich allgemein auf eine axiale Richtung zum Ende des Injektorgehäuses hin, das der Hauptkonsole gegenüber liegt. Die Ausdrücke „distal" oder „vorwärts" beziehen sich allgemein auf eine axiale Richtung zur Spritzenspitze hin. Der Ausdruck „radial" betrifft allgemein eine Richtung senkrecht zur Achse A.
  • BEISPIELHAFTES ANGIOGRAPHISCHES INJEKTORSYSTEM
  • 1 zeigt ein angiographisches Injektionssystem 10 zum Injizieren von radiografischem Kontrastmaterial in ein Blutgefäß unter einer interaktiven Steuerung des Arztes. Das System 10 umfasst eine Hauptkonsole 12, eine in der Hand zu haltende Fernsteuerung 14, einen Spritzenhalter 16, einen Spritzenkörper 18, einen Spritzen-Kolben 20, einen Vorratsbehälter (Flasche 22) für radiographisches Material, ein Einwegventil 24, eine Hauptleitung 26, einen Hochdruckschlauch 28, einen Katheder 30, einen Durchgang 32 zur Medikation des Patienten, ein Dreiwege-Stellventil 34, einen T-Verbinder 36, einen Druckübertrager 38, ein Regelventil 40, eine Schlauchanordnung 42, eine peristaltische Pumpe 44, ein Salzlösungs-Rückschlagventil 46, ein Abwasser-Rückschlagventil 48, einen Salzlösungs-Beutel 50, einen Abwasser-Beutel 52 und ein Beutel-Traggestell 54.
  • In der Konsole 12 sind die elektrischen Steuerorgane für das System 10 zusammen mit den Motoren untergebracht, welche den Kolben 20 und die peristaltische Pumpe 44 antreiben. An der vorderen Oberfläche der Konsole 12 umfasst eine Verwender-Schnittstelle 54 Steuerschalter 56 und eine Anzeige-Einheit 58, mit deren Hilfe der Verwender Steuereinstellungen eingeben und den Betriebszustand des Systems 10 überwachen kann.
  • Die Fernsteuerung 14 ist mit der Konsole 12 durch ein Kabel 60 verbunden (obwohl in anderen Ausführungsformen die Fernsteuerung 14 über eine drahtlose Verbindung wie z. B. eine Funk-, Infrarot-Optik- oder Ultraschall-Verbindung verbunden sein kann). Bei der Fernsteuerung 14 handelt es sich bei der in 1 gezeigten Ausführungsform um eine in der Hand zu haltende Steuerung, die Rücksetz- und Salzlösungs-Druckknopfschalter 62 bzw. 64 und einen Steuerungshebel oder Trigger 66 für die Strömungsgeschwindigkeit umfasst. Dadurch, dass er den Trigger 66 drückt, kann der Verwender ein Steuersignal an die Konsole 12 senden, um eine kontinuierlich veränderliche Injektionsrate bzw. Injektionsgeschwindigkeit zu ermöglichen.
  • Der Spritzenhalter 16 steht von der linken Seite der Konsole 12 vor. Der Spritzenhalter 16 besteht vorzugsweise aus einem durchsichtigen Material und umfasst eine halbzylindrische Rückenschale 68, ein halbzylindrisches vorderes Tor 70 (das in 1 in der geöffneten Stellung dargestellt ist) und einen Behälterhalter 72.
  • Die Spritze 18 ist ein transparenter oder durchscheinender Kunststoff-Zylinder, dessen offenes Ende 74 mit der Konsole 12 verbunden ist. Das geschlossene Ende 76 der Spritze 18 umfasst zwei Durchgänge: einen oberen Durchgang 78 und einen unteren Durchgang 80.
  • Der Kolben 20 ist im Spritzenkörper 18 bewegbar. Der Kolben 20 ist mit einem Motor antriebsmäßig verbunden, der sich in der Konsole 12 befindet.
  • Ein Vorratsbehälter 22 für radiographisches Kontrastmaterial ist über ein Einweg-Rückschlagventil 24 mit dem oberen Durchgang 78 verbunden. Radiographisches Kontrastmaterial wird aus dem Behälter 22 durch das Rückschlagventil 24 und dem oberen Durchgang 78 in die vom Spritzenkörper 18 und dem Kolben 20 umschlossene Pumpenkammer gesaugt. Das Rückschlagventil 24 ist vorzugsweise ein mit einem Gewicht versehenes Einwegventil, das der Luft ermöglicht, aus dem Spritzenkörper 18 zurück in den Behälter 22 zu strömen, das aber nicht ermöglicht, dass radiographisches Kontrastmaterial aus dem Spritzenkörper 18 zum Behälter 22 strömt. Dies ermöglicht das automatische Ausstoßen von Luft aus dem System, je weiter unten noch mehr im Einzelnen beschrieben wird.
  • Der untere Durchgang 80 des Spritzenkörpers 18 ist mit der Hauptleitung 26 verbunden. Die Hauptleitung 26 umfasst ein durch eine Feder vorgespanntes Schieberventil, das normalerweise den Übertrager/Salzlösungs-Durchgang 82 und einen Patienten-Durchgang 84 miteinander verbindet. Wenn radiographisches Kontrastmaterial injiziert werden soll, bewirkt der Druck des radiographischen Materials, dass das Schieberventil seinen Zustand verändert, so dass der untere Durchgang 80 mit dem Patienten-Durchgang 84 verbunden ist.
  • Der Hochdruck-Schlauch 28 ist ein flexibler Schlauch, der den Patienten-Durchgang 84 mit dem Katheder 30 verbindet. Das Dreiwege-Sperrventil 34 befindet sich am distalen Ende des Schlauches 28. Ein drehbarer Luer-Verschluss-Verbinder 86 ist mit dem Abstellventil 34 verbunden und passt zu einem Luer-Verbinder 88 am proximalen Ende des Katheders 30. Das Absperrventil 34 blockiert entweder eine Strömung zwischen dem Schlauch 28 und dem Katheder 30, ermöglicht diese Strömung oder es verbindet den Medikations-Durchgang 32 mit dem Katheder 30.
  • Zusätzlich zur Injektion von radiographischem Material in einem Patienten durch den Katheder 30 ermöglicht das System 10 auch die Durchführung anderer zugehöriger Funktionen. Eine Vorrichtung zur Abgabe einer Patienten-Medikation (in 1 nicht dargestellt) kann mit dem Medikations-Durchgang 32 verbunden sein, wenn durch den Katheder 30 Medikamente an den Patienten abgegeben werden sollen.
  • Wenn sich der Katheder 30 an seinem Platz im Patienten befindet und keine Injektion von radiographischem Kontrastmaterial erfolgt, überwacht der Druckübertrager 38 den Blutdruck durch die Fluidsäule, die sich vom Katheder 30, dem Schlauch 28, dem Patienten-Durchgang 84, die Hauptleitung 26, dem Übertrager/Salzlösungs-Durchgang 82, die Schlauchanordnung 90, dem T-Verbinder 36 und die Schlauchanordnung 92 erstreckt. Der Übertrager 38 hat ein zugehöriges Absperrventil 40, das es ermöglicht, den Übertrager 38 während der Eichung den Atmosphärendruck auszusetzen, und das auch das Entfernen bzw. Ausstoßen von eingeschlossener Luft ermöglicht, so dass die Kuppelkammer des Übertragers 38 mit Salzlösung gespült werden kann.
  • Die peristaltische Pumpe 44 liefert Salzlösung vom Beutel 50 durch das Salzlösungs-Rückschlagventil 46, die Schlauchverbindung 42, den T-Verbinder 36 und die Schlauchanordnung 90 zum Salzlösungs-Durchgang 82. Wenn die peristaltische Pumpe 44 arbeitet, um Salzlösung zuzuführen, wird die Salzlösung durch die Hauptleitung 26 dem Patientendurchgang 84 und dann durch den Schlauch 28 dem Katheder 30 zugeführt.
  • Die peristaltische Pumpe 44 arbeitet auch in entgegen gesetzter Richtung, um Fluid vom Katheder 30 und durch den Schlauch 28, die Hauptleitung 26, die Schlauchanordnung 90, den T-Verbinder 36 und die Schlauchanordnung 42 zum Abwasser-Rückschlagventil 48 und dann in den Abwasser-Sammelbeutel 52 zu ziehen.
  • Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der Spritzenkörper 18, die Hauptleitung 26, der Schlauch 28, der Katheder 30, der T-Verbinder 36, die Schlauchanordnung 42, die Rückschlagventile 46 und 48, die Beutel 50 und 52 und die Schlauchanordnung 90 und 92 Wegwerf-Artikel. Sie müssen im System jedes Mal dann installiert werden, wenn mit einem neuen Patienten ein angiographisches Verfahren durchgeführt werden soll. Sobald das System mit allen Wegwerfteilen eingerichtet ist, wird das Tor 70 geschlossen und der Spritzenkörper 18 mit Kontrastmaterial gefüllt, worauf die Luft ausgetrieben wird und der Verwender (typischerweise ein Arzt) in das System die Sicherheitsparameter eingibt, die zu der Injektion des radiographischen Kontrastmaterials erforderlich sind. Diese Sicherheitsparameter umfassen typischerweise die maximale Menge an radiographischem Kontrastmaterial, das während irgendeiner Injektion injiziert werden soll, die maximale Strömungsrate der Injektion, den maximalen Druck, der im Spritzenkörper 18 entwickelt werden darf und die maximale Anstiegszeit oder Beschleunigung der Injektion. Um eine Injektion von Kontrastmaterial auszulösen, betätigt der Verwender die Fernsteuerung 14 dadurch, dass er den Trigger 66 drückt. Innerhalb der vorgegebenen Sicherheitsparameter bewirkt das System 10, dass die Strömungsrate der Injektion in dem Maße anwächst, in welchem die Kraft auf den Trigger 66 oder seine Bewegungsweite erhöht wird.
  • Typischerweise misst der Verwender die Menge und die Geschwindigkeit des injizierten Kontrastmaterials basierend auf einer kontinuierlichen Beobachtung des Ausströmens des Kontrastmittels in die Struktur, in die hinein injiziert wird, unter Verwendung einer Fluoroskopie oder anderer Abbildungsverfahren. Das System 10 ermöglicht es dem Verwender, die Kontrastmittel-Injektionen auf die Bedürfnisse des Patienten zuzuschneiden, wodurch die Qualität des Verfahrens maximiert, die Sicherheit erhöht und die Menge des Kontrastmaterials vermindert wird, die erforderlich ist, um die fluoroskopische Untersuchung durchzuführen.
  • Die 2A bis 2G zeigen Diagramme, welche die Fluid-Strömungs-Pfade während sieben verschiedener Arbeitszustände des Systems 10 wiedergeben. Diese Arbeitszustände sind Füllen mit Kontrastmittel (2A), Austreiben von Luft (2B), Injektion in den Patienten (2C), Patienten-Druckmessung (2D), Salzlösungs-Spülung (2E), Ansaugen von abzuführenden Flüssigkeiten (2F) und Medikation des Patienten (2G).
  • Der in 2A dargestellte Füllvorgang mit Kontrastmittel umfasst das Füllen des Spritzenkörpers 18 mit radiographischem Kontrastmaterial aus dem Behälter 22 (Kontrastmediums-Zufuhr). Der Kontrastmittel-Füllvorgang wird während des anfänglichen Einrichtens des Systems 10 durchgeführt und kann während des Betriebs des Systems 10 immer dann wiederholt werden, wenn dem Spritzenkörper 18 das radiographische Kontrastmaterial auszugehen droht.
  • Während der anfänglichen Einrichtung des Systems 10 wird der Kolben 20 zunächst in eine vordere Position bewegt, die sich ungefähr 20% vom geschlossenen Ende 76 des Spritzenkörpers 18 entfernt befindet. Mit anderen Worten: der Kolben 20 wird in eine Position nach vorne bewegt, die ungefähr 80% der Länge der Spritze entspricht. Dies treibt einen Teil der Luft in die Atmosphäre aus, die sich innerhalb des Spritzenkörpers 18 befindet.
  • Der Kolben 20 wird dann zurückgezogen, wodurch im Spritzenkörper 18 ein Unterdruck erzeugt wird, das Kontrastmaterial aus dem Vorratsbehälter 22 durch das Rückschlagventil 24 und durch den oberen Durchgang 78 in den Spritzenkörper 18 saugt. Wenn es wünschenswert ist, zusätzliches Kontrastmaterial in den Spritzenkörper 18 zu überführen, kann ein „Sipp"-Verfahren durchgeführt werden, bei dem der Vorgang des Vorschiebens des Kolbens 20 auf ungefähr 20% Abstand vom geschlossenen Ende 76 und das Zurückziehen des Kolbens 20 wiederholt werden.
  • Der Kontrastmittel-Füllvorgang führt typischerweise dazu, dass etwas Luft in den Spritzenkörper 18 eingesaugt wird oder in ihm zurückbleibt. Es ist natürlich wichtig, zu verhindern, dass Luft durch den Katheder 30 in den Patienten injiziert wird. Dies ist der Zweck des Luftaustreib-Vorganges, der in 26 dargestellt ist. Die Anordnung der beiden Durchgänge auf unterschiedlichen Höhen ermöglicht eine größere Sicherheit beim Verhindern von Luftblasen in der Injektion.
  • Während des Luftaustreib-Vorganges bewegt sich der Kolben 20 nach vorne, um Luft auszutreiben, die im Spritzenkörper 18 eingefangen ist. Da die Luft leichter ist als das Kontrastmaterial sammelt sie sich in der Nähe der Oberseite des Spritzenkörpers 18. Wenn sich der Kolben 20 vorwärts bewegt, wird die Luft aus dem Spritzenkörper 18 durch den oberen Durchgang 78 und das Einwegventil 24 ausgestoßen. Bei der in 2B dargestellten Ausführungsform ist das Einwegventil 24 ein mit einem Gewicht versehenes Einwegventil, das eine Strömung von radiographischen Kontrastmaterial aus dem Vorratsbehälter 22 zum oberen Durchgang 78 ermöglicht, es aber dem radiographischen Kontrastmaterial nicht erlaubt, in der entgegen gesetzten Richtung vom oberen Durchgang 78 zum Behälter 22 zu strömen. Das Ventil 24 ermöglichte es aber, Luft, vom Durchgang 78 zum Behälter 22 zu strömen. Sobald radiographisches Kontrastmaterial beginnt, aus dem Spritzenkörper 18 heraus durch den oberen Durchgang 78 zum Ventil 24 zu strömen, schließt sich das Ventil 24, um jegliche weitere Strömung zum Behälter 22 zu verhindern.
  • Das Ventil 24 kann auch bei anderen Ausführungsformen ein durch einen Elektromagneten betätigtes oder von einem Motor angetriebenes Ventil sein, das unter der Steuerung der elektrischen Schaltung in der Konsole 12 betätigt wird. In jedem Fall ist das Ventil 24 in der Lage, den relativ hohen Drücken zu widerstehen, denen es während des Injektionsvorganges ausgesetzt ist. Vorzugsweise ist das Ventil 24 in der Lage, statischen Fluiddrücken von bis zu ungefähr 82,74 bar zu widerstehen.
  • 2C zeigt den Patienten-Injektions-Vorgang. Der Kolben 20 bewegt sich unter der interaktiven Steuerung des Verwenders nach vorne, der den Trigger 66 der Fernsteue rung 14 betätigt. Die Bewegung des Kolbens 20 erzeugt einen hydraulischen Druck, um Kontrastmaterial aus dem Spritzenkörper 18 durch den unteren Durchgang 80, die Hauptleitung 26 und den Hochdruckschlauch 28 in den Katheter 30 zu drücken. Wie in 2C gezeigt, sind der untere Durchgang 80 der Spritze und der Patientendurchgang 84 während des Patienten-Injektions-Vorgangs für einen Fluidstrom miteinander verbunden.
  • Die Hauptleitung 26 enthält ein Ventil, das die Weichenstellung der Fluid-Verbindungen zwischen dem Patientendurchgang 84 und entweder dem unteren Durchgang 80 der Spritze oder dem Übertrager-/Salzlösungs-Durchgang 82 steuert. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Hauptleitung 26 ein Steuerventil, das federvorbelastet ist, so dass der Patientendurchgang 84 normalerweise mit dem Übertrager-/Salzlösungs-Durchgang 82 verbunden ist (wie in den 2A und 26 dargestellt). Wenn sich der Druck am unteren Durchgang 80 der Spritze während der Vorwärtsbewegung des Kolbens 20 aufbaut, wird die Vorspannkraft gegen das Steuerventil überwunden, so dass der untere Durchgang 80 der Spritze mit dem Patientendurchgang 84 verbunden wird und der Übertrager-/Salzlösungs-Durchgang 82 abgetrennt wird; Das Ventil in der Hauptleitung 26 schützt den Druckübertrager 38 dagegen, dem hohen Druck ausgesetzt zu werden, der beim Patienten-Injektions-Vorgang erzeugt wird.
  • Das Steuerventil öffnet sich während des Patienten-Injektions-Vorganges automatisch in Reaktion auf einen erhöhten Druck, der auf es vom unteren Durchgang 80 der Spritze ausgeübt wird. Das Steuerventil schließt sich und kehrt zu seinem ursprünglichen Zustand zurück, wobei es eine Verbindung des Patientendurchgangs 84 zum Übertrager 38 ermöglicht, wenn durch das Zurückziehen des Kolbens 20 am Ende eines jeden Patienten-Injektionsvorganges ein kleiner Unterdruck angelegt wird.
  • Bei einer anderen Ausführungsform ist das Ventil in der Hauptleitung 26 ein elektromechanisches oder durch einen Motor angetriebenes Ventil, das zu geeigneten Zeiten betätigt wird, um entweder den unteren Durchgang 80 der Spritze oder den Übertrager/Salzlösungs-Durchgang 82 mit dem Patienten-Durchgang 84 zu verbinden. Der Betätigungsmechanismus wird durch die Konsole 12 gesteuert. Auch bei dieser anderen Ausführungsform schützt das Ventil den Druckübertrager 38 dagegen, einem zu hohen Druck ausgesetzt zu werden.
  • 2D zeigt den Patienten-Druckmess-Vorgang. Das System 10 ermöglicht es, den Blutdruck des Patienten zu messen, der durch den Katheter 30 überwacht wird. Der Blutdruck des Patienten kann unter Verwendung des Druckübertragers 38 zu jedem Zeitpunkt überwacht werden, mit Ausnahme der Patienten-Injektions-, Salzlösungs-Spül- und des Ansaugvorganges für abzuführende Flüssigkeit. Der Druckmesswert, der vom Druckübertrager 38 erzeugt wird, kann dadurch normalisiert werden, dass von Hand das Sperrventil 40 geöffnet und das Sperrventil 34 geschlossen wird, um den Druckübertrager 38 dem Atmosphärendruck auszusetzen.
  • Während des in 2E dargestellten Salzlösungs-Spülungs-Vorganges wird Salzlösung verwendet, um alle inneren Leitungen, die Druckübertrager-Kammer 38, den Schlauch 28 und den Katheter 30 zu spülen. Wie in 2E dargestellt, arbeitet die peristaltische Pumpe 44 in einer Richtung, die bewirkt, dass Salzlösung aus dem Beutel 50 durch das Rückschlagventil 46 und durch die Schlauchleitung 42 zum Salzlösungs-Durchgang 32 gesaugt wird. Die Hauptleitung 26 verbindet den Salzlösungs-Durchgang 82 mit dem Patientendurchgang 84, so dass Salzlösung aus dem Patientendurchgang 84 heraus und durch den Schlauch 28 und den Katheter 30 gepumpt wird.
  • Während des Ansaugvorganges für abzuführende Flüssigkeit ist der Patientendurchgang 84 wieder mit dem Salzlösungsdurchgang 82 verbunden. Während dieses Vorganges arbeitet die peristaltische Pumpe 44 in der zu ihrer Drehung während des Salzlösungs-Spülvorganges entgegengesetzten Richtung. Infolge hiervon werden Patientenfluide vom Patientendurchgang 84 zum Salzlösungsdurchgang 82 und dann durch die Schlauchleitung 42 und das Ventil 48 zum Abfallflüssigkeits-Sammelbeutel 52 angesaugt. Die peristaltische Pumpe 44 arbeitet als Ventil indem sie die Schlauchleitung 42 zusammendrückt und verschließt, und verhindert in Verbindung mit den Rückschlagventilen 46 und 48 einen rückwärts gerichteten Strom zu bzw. von den Behältern 50 und 52 für die Salzlösung und die abzuführenden Flüssigkeiten.
  • Wenn sich der Katheter 30 im Patienten an der vorgesehenen Stelle befindet, kann es wünschenswert sein, dem Patienten Medikamente zuzuführen. Das System 10 ermöglicht diese Option dadurch, dass der Patienten-Medikations-Durchgang 32 vorgesehen ist. Wie in 2G gezeigt, ist dann, wenn das Absperrventil 34 offen ist, eine mit dem Durchgang 32 verbundene Medikationsquelle mit dem Patientendurchgang 84 und dadurch mit dem Katheter 30 verbunden. Während des Patienten-Medikations-Vorgangs bewegen sich die peristaltische Pumpe 44 und der Kolben 20 nicht.
  • 3 ist ein elektrisches Blockdiagramm eines Steuer- bzw. Regelsystems, das den Betrieb des angiographischen Injektionssystems kontrolliert. Das elektrische Steuer- bzw. Regelsystem aus 3 umfasst einen digitalen Rechner 100, der Eingangssignale von der Fernsteuerung 14 und den Fronttafel-Steuerungen 56 über die Schnittstelle 102 empfängt und Signale an die Anzeigeeinrichtung 58 liefert, um Vorgangsdaten, Alarmmeldungen, Statusinformationen und Eingabeaufforderungen für die Bedienungsperson anzuzeigen.
  • Der Rechner 100 steuert bzw. regelt die Bewegung des Kolbens 20 über eine Motor-Antriebseinheit, die den Motor 104, einen Motorverstärker 106, ein Tachometer 108, ein Potentiometer 110, einen Gleichrichter 112, eine den Druck messende Belastungszelle 114 und einen A/D-Konverter 116 umfasst.
  • Der Motorverstärker 106 liefert an den Motor 104 ein Antriebs-1-Signal in Reaktion auf Steuer- bzw. Regel-Spannungs-, Vorwärts/Rückwärts- und Brems-Signale vom Rechner 100 und ein Geschwindigkeits-Rückkoppel-Signal vom Tachometer 108 über den Gleichrichter 112. Die Ausgangssignale des Tachometers 108 und des Potentiometers 110 werden dem Rechner 100 über den A/D-Konverter 116 als Geschwindigkeits-Überwachungs- und Positions-Überwachungs-Signale zugeführt. Diese ermöglichen es dem Rechner 100 die Motorgeschwindigkeit, die Drehrichtung des Motors und die Position zu überprüfen (das Volumen ist ein berechneter Wert).
  • Der Druckmesser 114 misst den Motorstrom oder die Kolbenkraft, um den Druck zu messen, der im Spritzenkörper 18 auf das radiographische Kontrastmaterial ausgeübt wird. Dieses Druck-Überwachungs-Signal wird dem Rechner 100 über den A/D-Konverter 116 und die Schnittstelle 102 zugeführt.
  • Die peristaltische Pumpe 44 wird unter der Kontrolle des Rechners 100 mit Hilfe des Pumpenmotors 120, des Motortreibers 122 und des optischen Kodierers 124 angetrieben. Der Rechner 100 liefert ein Salzlösungs(Vorwärts)- und ein Abfallflüssigkeits(Rückwärts)-Antriebssignal an den Motortreiber 122, um den Pumpenmotor 120 in einer Vorwärtsrichtung für eine Salzlösungsspülung und in einer Rückwärtsrichtung für das Ansaugen von abzuführenden Flüssigkeiten anzutreiben. Der optische Kodierer 124 liefert das Geschwindigkeits-Richtungs-Überwachungssignal an die Schnittstelle 102, das sowohl die Geschwindigkeit als auch die Drehrichtung des Pumpenmotors 120 wiedergibt.
  • 3 zeigt eine Ausführungsform des Steuer- bzw. Regelsystems, bei dem ein Ventilmotor 130 verwendet wird, um Ventile, wie z. B. das Einwegventil 24 und das Ventil in der Hauptleitung 26 zu betätigen. Bei dieser Ausführungsform steuert bzw. regelt der Rechner 100 den Ventilmotor 130 über einen Motortreiber 132 und überwacht die Position mit Hilfe eines Positions-Überwachungs-Rückkopplungssignals vom Potentiometer 134. Bei dieser speziellen Ausführungsform ist der Ventilmotor 130 ein Schrittmotor.
  • Der Rechner 100 überwacht die Temperatur des Kontrastmaterials basierend auf einem Temperatur-Überwachungssignal vom Temperatursensor 140. Der Temperatursensor 140 ist vorzugsweise in der Nähe des Spritzenkörpers 18 angeordnet. Wenn die vom Temperatursensor 140 gemessene Temperatur zu hoch ist, schaltet der Rechner 100 den Betrieb des Motors 104 ab, um die Patienteninjektion zu unterbrechen. Wenn die Temperatur zu niedrig ist, liefert der Rechner 100 ein Temperatur-Anpass-Antriebssignal für einen Heiztreiber 150, der eine Heizvorrichtung 152 einschaltet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Heizvorrichtung 152 ein Widerstandsfilm-Heizer, der im Spritzenhalter 116 in der Nähe des Spritzenkörpers 18 angeordnet ist.
  • Der Rechner 100 erhält auch Rückkopplungssignale vom Kontrastmittel-Flaschen-Sensor 160, einem Vorwärts-Endlagen-Sensor 162, einem Rückwärts-Endlagen-Sensor 164, einem das Fehlen der Spritze anzeigenden Sensor 166, einem Sensor 168, der anzeigt, dass die Kammer geöffnet ist, einem Kontrastmittel-Blasen-Detektor 170 und einem das Vorhandensein von Luft anzeigenden Blasendetektor 172.
  • Der Kontrastmittel-Flaschen-Sensor 160 ist ein Mikroschalter, der im Vorratsbehälter-Halter 72 angeordnet ist. Der Status des vom Sensor 160 gelieferten Kontrastmittel-Flaschen-Vorhanden-Signals zeigt an, ob sich ein Behälter 22 an seinem Platz im Halter 72 befindet. Wenn kein Behälter 22 vorhanden ist, verhindert der Rechner 100 den Füllvorgang.
  • Die Vorwärts-Endlagen- und Rückwärts-Endlagen-Sensoren 162 und 164 messen die Endlagen des Kolbens 20. Wenn der Kolben 20 seine vordere Endlage erreicht, wird keine weitere Vorwärtsbewegung des Kolbens 20 zugelassen. In ähnlicher Weise wird dann, wenn der Rückwärts-Endlagen-Sensor 164 anzeigt, dass der Kolben 20 seine hintere Endlage erreicht hat, keine weitere Rückwärtsbewegung zugelassen.
  • Der Sensor 166, der anzeigt, dass keine Spritze vorhanden ist, ist ein Mikroschalter oder eine Infrarot-Lichtschranke, der bzw. die anzeigt, wenn sich kein Spritzenkörper 18 im Spritzenhalter 16 befindet. Wenn sich der Spritzenkörper 18 nicht an seiner Position befindet, werden alle Bewegungsfunktionen mit der Ausnahme unterbunden, dass sich der Kolben 20 zu seiner hinteren Endlage bewegen kann (d. h. zum Punkt 0 zurückkehren kann).
  • Der das Offenstehen der Kammer anzeigende Sensor 168 ist ein Mikroschalter oder eine Infrarot-Lichtschranke, der bzw. die erfasst, wenn die Tür 70 des Spritzenhalters 16 offen ist. Wenn das Signal des Sensors 168 anzeigt, dass die Tür 70 offen ist, werden alle Bewegungsfunktionen stillgelegt. Nur wenn die Tür 70 geschlossen und verriegelt ist, kann eine Bewegung zugelassen werden. Wenn angezeigt wird, dass die Tür 70 geschlossen ist und der Sensor 166 anzeigt, dass sich der Spritzenkörper 18 an seiner Stelle befindet, können die anderen normalen Funktionen des Systems 10 weiterlaufen.
  • Der Blasendetektor 170 ist zwischen dem Behälter 22 und dem oberen Durchgang 78 angeordnet, und besteht vorzugsweise aus einer Infrarot-Lichtschranke (Emitter/Detektor), welche Luftblasen erfasst. Wenn irgendwelche Luftblasen im Strömungspfad zwischen dem Behälter 22 und dem oberen Durchgang 78 während eines Füllvorgangs erkannt werden, wird der Füllvorgang abgeschaltet, bis ein neuer Behälter angeschlossen ist.
  • Der Blasendetektor 172 ist so angeordnet, dass er Blasen in der Hochdruckleitung 28 erfasst. Es handelt sich bei ihm vorzugsweise um einen Blasendetektor vom Infrarot-Lichtschrankentyp (Emitter/Detektor). Wenn irgendeine Luftblase in der Hochdruckleitung 28 erkannt wird, so führt dies zur Abschaltung aller Fluid-Austreibfunktionen, unabhängig davon, ob es sich bei dem Fluid um eine Salzlösung von der peristaltischen Pumpe 44 oder um Kontrastmaterial vom Spritzenkörper 18 handelt.
  • Das Steuersystem aus 3 besitzt auch die Fähigkeit, ein Steuersignal für ein Röntgenstrahlgerät über das Relais 180 zu liefern, das vom Rechner 100 gesteuert wird. Zusätzlich erhält der Rechner 100 Daten vom Blutdruckübertrager 38 und vom elektrokardiographischen System (EKG), das vom Injektionssystem 10 getrennt ist. Die Druck- und EKG-Signale werden über Signal-Konditionierschaltungen und A/D-Konverter 190 empfangen und an den Rechner 100 übertragen. Das EKG-Signal wird vom Rechner 100 in einer bevorzugten Ausführungsform dazu verwendet, das Arbeiten des Motors 104 (und somit den Patienten-Injektions-Vorgang) mit den Herzschlägen zu synchronisieren.
  • Der Blutzustrom zum Herzen tritt vorwiegend bei einer Diastole auf (d. h. wenn sich das Herz zwischen den Kontraktionen befindet). Eine kontinuierliche Injektion von Kontrast material führt zu einem Ausspülen des Kontrastmaterials in die Aorta während der Systole (während der Kontraktion). Dadurch, dass man hauptsächlich während einer Diastole injiziert, kann die Dosierung des Kontrastmittels vermindert werden, ohne die Vollständigkeit der Kontrastmittelinjektion in die Koronar-Arterie zu verschlechtern.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Injektion des radiographischen Kontrastmaterials mit dem Blutstrom der Koronar-Arterie synchronisiert. Die Zeitperioden von Systolen und Diastolen werden unter Verwendung eines elektrokardiographischen EKG-Signals, einer Wellenformanalyse des arteriellen Blutdrucks oder anderer Zeitsteuerungen ermittelt, die auf dem Herzschlag basieren. Durch eine Steuerung der Geschwindigkeit des Motors 104 und damit der Geschwindigkeit und der Bewegung des Kolbens 20 wird die Injektion von Kontrastmaterial während der Periode der Systole unterbrochen, wodurch während dieses Zeitraumes die Kontrastmaterial-Injektion vermindert oder angehalten wird. In Verbindung mit der Fernsteuerung 14 kann die Bedienungsperson die Rate der Injektion von Kontrastmaterial in die Koronar-Arterie verändern, während der Rechner 100 automatisch die Kontrastmittelinjektion synchron zum Herzzyklus pulsieren lässt.
  • Die Trägheitskräfte des sich bewegenden Kontrastmaterials sowie die Expansion der Behälter und der Schlauchleitungen, die das Kontrastmaterial enthalten und es zum Patienten übertragen, können zu einer Phasenverschiebung zwischen der Bewegung des Kolbens 20 im Spritzenkörper 18 und der Bewegung von Kontrastmaterial aus dem Katheter 30 heraus in den Patienten hinein führen. Um die Phasenverzögerung zwischen der Bewegung des Kolbens 20 und dem Austreiben des Kontrastmaterials in den Patienten zu berücksichtigen, kann ein veränderlicher Zeit-Offset über die Steuertafel 54 so eingegeben werden, dass die Zeitsteuerung des kardialen Zyklus um eine vorgewählte Zeit versetzt werden kann. Da die Größe der Phasenverschiebung von der Frequenz des Herzschlages abhängen kann, passt ein Algorithmus im Rechner 100 kontinuierlich und automatisch die Größe des Zeit-Offsets auf der Basis der momentanen Herzfrequenz während der Injektion des Kontrastmaterials an.
  • 4 zeigt eine Ausführungsform der Steuertafel 54, welche die Steuertafel-Steuerschalter 56 und die Anzeigeeinrichtung 58 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt. Die Fronttafel-Steuerschalter 56 umfassen einen Hochfahr/Füll/End-Schalter 200, einen Austreibschalter 202, einen Ansaugschalter 204, einen Salzlösungsschalter 206, einen Freigabe-OK-Schalter 208, Injektionsvolumen-Begrenzungsschalter 210a und 210b, Injektions-Strömungsgeschwindigkeits-Begrenzungsschalter 212a und 212b, Injektionsdruck-Begrenzungsschalter 214a und 214b, Anstiegszeit-Schalter 216a und 216b, einen OK-Schalter 218, einen Injektionsbereich-Taumelschalter 220, einen Große-Injektion-OK-Schalter 222, und einen Stopp-Schalter 224.
  • Der Hochfahr/Füll/End-Schalter 200 ist ein Kurzzeit-Druckknopf-Schalter. Wenn er zum ersten Mal betätigt wird, wird der Verwender darauf hingewiesen, eine Spritze 18 im Spritzenhalter 16 anzubringen. Wenn die Spritze 18 im Spritzenhalter 16 angebracht worden ist (was dem Rechner 100 durch den Sensor 166 angezeigt wird), wird der Verwender angewiesen, die Kammer zu verschließen und zu verriegeln (d. h., die Tür 70 zu schließen). Der Kolben 20 wird zu einer vorderen Position bewegt, die vom geschlossenen Ende des Spritzenkörpers 18 etwa 20% entfernt ist. Die Anzeige 58 zeigt der Bedienungsperson dann an, dass der Kontrastmittelbehälter 22 angeschlossen werden sollte. Sobald der Kontrastmittelbehälter 22 an seinen Platz gebracht worden ist, wird die Bedienungsperson aufgefordert, den OK-Schalter 218 niederzudrücken; zu diesem Zeitpunkt wird der Kolben 20 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit (die vorzugsweise einer Strömungsrate von 10 ml/s entspricht) auf das maximale Spritzenvolumen zurückgezogen. Wenn die tatsächliche Geschwindigkeit (die dem Rechner 100 durch eine Rückkopplung durch den A/D-Konverter 116 angezeigt wird) größer ist, als die eingestellte Geschwindigkeit, hält das System 10 an.
  • Sobald sich der Kolben 20 in seiner am weitesten hinten liegenden Position befindet, wird der Motor 104 betätigt, um den Kolben 20 vorwärts zu bewegen und dadurch alle Luftblasen auszutreiben. Der Drucksensor 114 liefert eine Anzeige, ob das Einwegventil 24 geschlossen ist und sich im Spritzenkörper 18 ein Druck aufzubauen beginnt. Sobald der Austreibvorgang beendet ist, werden das injizierte Gesamtvolumen und der Zähler für die Anzahl von Injektionen zurückgesetzt.
  • Die Betätigung des Schalters 200 ermöglicht auch ein vollständiges Zurückziehen und außer Eingriff Treten des Kolbens 20 aus dem Spritzenkörper 18.
  • Der Austreib-Schalter 202 ist ein geschützter Kurzzeit-Druckknopf-Schalter. Wenn er betätigt wird, veranlasst der Austreib-Schalter 202 den Kolben 20, sich vorwärts zu bewegen um Luft durch den oberen Durchgang 78 auszutreiben. Die Vorwärtsbewegung des Kolbens 20 wird begrenzt und angehalten, wenn in der Spritze 18 ein vorbestimmter Druck erreicht worden ist. Dies wird vom Drucksensor 114 gemessen. Der Austreibvorgang, der durch den Austreib-Schalter 202 initiiert wird, stößt in der Spritze 20 enthaltene Luft aus. Der Verwender kann den Austreib-Schalter 202 auch dazu verwenden, Fluid durch den Patientendurchgang 84 dadurch auszutreiben, dass er den Austreib-Schalter 202 niederdrückt und kontinuierlich gedrückt hält.
  • Der Ansaug-Schalter 204 ist ein Kurzzeit-Druckknopf-Schalter, der den Rechner 100 veranlasst, den Pumpenmotor 120 der peristaltischen Pumpe 44 zu aktivieren. Der Pumpenmotor 120 wird betrieben, um aus dem Katheter 30 mit einer eingestellten Geschwindigkeit anzusaugen, wobei das angesaugte Fluid im Beutel 52 für abzuführendes Fluid gesammelt wird. Alle anderen Bewegungsfunktionen sind während des Ansaugens unterbunden. Wenn die tatsächliche Geschwindigkeit des Motors 120 größer ist als eine eingestellte Geschwindigkeit, hält der Rechner 100 den Motor 120 an.
  • Der Salzlösungs-Schalter 206 ist ein Wechselschalter. Der Pumpenmotor 120 wird auf ein Betätigen des Salzlösungs-Schalters 206 aktiviert und Salzlösung aus dem Beutel 50 wird in die Hauptleitung 26 und den Katheter 30 mit vorgegebener Geschwindigkeit eingeführt. Wenn der Salzlösungs-Schalter 206 nicht innerhalb von 10 Sekunden ein zweites Mal gedrückt wird, um das Strömen der Salzlösung anzuhalten, stoppt der Rechner 100 den Pumpenmotor 120 automatisch. Wenn ein Zeitüberlauf eingetreten ist, muss der Salzlösungs-Schalter 206 in seinen ursprünglichen Zustand zurückgesetzt werden, bevor irgendwelche weiteren Aktionen begonnen werden können.
  • Der Freigabe-OK-Schalter 208 ist ein Kurzzeit-Druckknopf-Schalter. Nachdem das System eine Abschaltfunktion am Ende einer Injektion erkannt hat, die von einer Begrenzung verschieden ist, muss der Freigabe-OK-Schalter 208 betätigt werden, bevor der OK-Schalter 218 betätigt und eine weitere Funktion eingeleitet wird.
  • Die Injektions-Volumen-Begrenzungsschalter 210a und 210b werden gedrückt, um das maximale Injektionsvolumen entweder zu erhöhen oder zu vermindern, welches das System während irgendeines Injektionsvorganges injiziert. Die Taste 210a bewirkt eine Erhöhung des maximalen Volumenwertes und die Taste 210b bewirkt eine Verminderung. Sobald die Grenze für das maximale Injektionsvolumen eingestellt worden ist, stoppt der Rechner 100 dann, wenn das gemessene Volumen den eingestellten Wert erreicht, den Motor 104 und verhindert ein erneutes Starten, bis der OK-Schalter 218 niedergedrückt worden ist. Wenn eine große Injektion (d. h. mehr als 10 ml) gewählt worden ist, müssen sowohl der OK-Schalter 218 als auch der Große-Injektion-OK-Schalter 220 beide vor dem Initiieren der großen Injektion zurückgesetzt werden.
  • Die Injektions-Strömungsraten-Begrenzungstasten 212a und 212b ermöglichen es dem Arzt, die maximale Strömungsgeschwindigkeit bzw. -rate auszuwählen, die das System während eines Injektionsvorganges erreichen kann. Wenn die gemessene Rate (die durch die Rückkopplungssignale vom Tachometer 108 und Potentiometer 111 ermittelt wird) den eingestellten Wert erreicht, steuert bzw. regelt der Rechner 100 den Motor 104 so, dass die Strömungsrate auf den eingestellten Wert begrenzt wird.
  • Die Injektionsdruck-Begrenzungstasten 214a und 214b ermöglichen es dem Arzt, den maximalen Druck auszuwählen, den das System während eines Injektionsvorganges erreichen kann. Wenn der gemessene Druck, der vom Drucksensor 114 ermittelt wird, den eingestellten Wert erreicht, steuert bzw. regelt der Rechner 100 den Motor 104 so, dass der Druck auf den Injektionsdruck-Grenzwert begrenzt wird. Die Injektionsrate wird infolge hiervon ebenfalls begrenzt.
  • Die Anstiegszeit-Tasten 216a und 216b ermöglichen es dem Arzt, die Anstiegszeit zu wählen, die das System zulässt, wenn während eines Injektionsvorganges die Strömungsrate geändert wird. Der Rechner 100 steuert bzw. regelt den Motor 104 so, dass die Anstiegszeit auf den eingestellten Wert begrenzt wird.
  • Bei anderen Ausführungsformen können die Tasten 210a, 210b, 212a, 212b, 214a, 214b, 216a und 216b durch andere Einrichtungen zur Auswahl von numerischen Werten ersetzt werden. Hierzu gehören Wählscheiben, numerische Tastaturen und berührungsempfindliche Schirme.
  • Der OK-Schalter 218 ist ein Kurzzeit-Druckknopf-Schalter, der die Funktionen und die Hardware-Sensoren zurücksetzt. In Reaktion auf eine Betätigung des OK-Schalters 218 steuert der Rechner 100 die Anzeigeeinheit 58 so, dass die Bedienungsperson aufgefor den wird, zu bestätigen, dass die richtige Funktion ausgewählt worden ist. Eine Betätigung des OK-Schalters 218 bewirkt, dass der Status auf „bereit" gesetzt wird.
  • Der Injektionsbereich-Schalter 220 ist ein Kippschalter. In Abhängigkeit davon, ob sich der Schalter 220 in der „KLEIN"- oder „GROSS"-Stellung befindet, wird entweder ein Bereich für ein großes oder ein Bereich für ein kleines Injektionsvolumen für die nächste Injektion ausgewählt.
  • Der Große-Injektion-OK-Schalter 222 ist ein Kurzzeit-Druckknopf-Schalter. Wenn der Bereich für ein großes Injektionsvolumen durch den Injektionsbereich-Schalter 220 ausgewählt worden ist, muss der Große-Injektion-OK-Schalter 222 betätigt werden, um den OK-Schalter 218 zu aktivieren. Der OK-Schalter 218 muss vor jeder Injektion aktiviert werden. Bei Injektionen mit großem Volumen wird verlangt, dass der Verwender das ausgewählte Volumen dadurch verifiziert, dass er zunächst den Große-Injektion-OK-Schalter 222 und dann den OK-Schalter 218 betätigt.
  • Der Stopp-Schalter 224 ist ein Kurzzeit-Druckknopf-Schalter. Wenn der Stopp-Schalter 224 gedrückt wird, setzt er alle Funktionen still. Die Anzeigeeinheit 58 bleibt aktiv.
  • Die Anzeigetafel 58 umfasst eine Hochfahr-Anzeige 250, eine Status-Anzeige 252, eine Alarm-Anzeige 254, eine Grenzwert-Anzeige 256, eine Anzeige 260 für die Gesamtzahl von Injektionen, eine Anzeige 262 für das Injektions-Gesamtvolumen, eine Strömungsraten-Anzeige 264, eine Injektionsvolumen-Anzeige 266, eine Injektionsvolumen-Grenzwert-Anzeige 268, eine Injektionsraten-Grenzwert-Anzeige 270, eine Druck-Grenzwert-Anzeige 272, eine Anstiegszeit-Minimum-Anzeige 274, eine Große-Injektion-Anzeige 276 und eine Echtzeit-Uhr-Anzeige 278.
  • Die Hochfahr-Anzeige 250 enthält eine Reihe von Nachrichten, die wiedergegeben werden, wenn die Bedienungsperson das Hochfahr-Verfahren durchläuft. Die Darstellung der Nachrichten in der Hochfahr-Anzeige 250 wird durch die Betätigung des Hochfahr-Schalters 200 ausgelöst, wie zuvor beschrieben.
  • Die Status-Anzeige 252 liefert eine blinkende Anzeige eines von mehreren unterschiedlichen Arbeitszuständen. Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform umfassen die Status-Zustände, die angezeigt werden können, den Status „bereit", „Hochfahren", „Injektion", „Füllen", „Spülen" und „Ansaugen".
  • Die Alarm-Anzeige 254 und die Grenzwert-Anzeige 256 informieren die Bedienungsperson über Zustände, bei denen das System auf einen kritischen Steuerparameter getroffen ist und den Betrieb unterbrechen wird, oder einen oberen oder unteren Grenzwert erreicht hat und seine Arbeit in eingeschränkter Weise fortsetzen wird, oder einen oberen oder unteren Grenzwert erreicht hat und seine Arbeit fortsetzen wird.
  • Die Anzeige 260 für die Gesamtzahl von Injektionen zeigt für den momentanen Patientenfall die (kumulative) Gesamtzahl von Injektionen an. Das während des momentanen Patientenfalls kumulativ injizierte Gesamtvolumen wird durch die Gesamtvolumen-Anzeige 262 wiedergegeben.
  • Die Anzeigen 264 und 266 zeigen Informationen für die momentane oder die vorausgehende Injektion. Die Anzeige 264 zeigt den Digitalwert der Echtzeit-Strömungsrate zum Patienten während der Injektion. Sobald die Injektion vollständig durchgeführt ist, stellt der in der Anzeige 264 dargestellte Wert die Scheitel-Strömungsrate dar, die während dieser Injektion erreicht wurde. Die Anzeige 266 zeigt den Digitalwert des während der allerjüngsten Injektion injizierten Volumens.
  • Die Anzeige 268 zeigt den Digitalwert des maximalen Injektionsvolumens, das durch die Betätigung der Schalter 210a und 210b ausgewählt wurde. In ähnlicher Weise zeigt die Anzeige 270 den Digitalwert der maximalen Strömungsrate, die das System entsprechend der Wahl durch die Schalter 212a und 212b zulassen wird.
  • Die Anzeige 272 zeigt den Digitalwert des Maximaldruckes, den dessen Aufbau das System in der Spritze 18 zulassen wird. Der Druckgrenzwert wird durch die Schalter 214a und 214b gewählt.
  • Die Anzeige 274 zeigt die minimale Anstiegszeit, die das System zulassen wird, wenn die Strömungsrate geändert wird. Die minimale Anstiegszeit wird durch die Schalter 216a und 216b ausgewählt.
  • Die Anzeige 276 für ein großes Injektionsvolumen liefert eine klare Anzeige, wenn durch die Bedienungsperson ein großes Injektionsvolumen ausgewählt worden ist.
  • Die Echtzeit-Uhr-Anzeige 278 zeigt die momentane Zeit in Stunden, Minuten und Sekunden.
  • Die 5A und 5B zeigen die Ausführungsform einer Fernsteuerung 14, die ein Hauptgehäuse 300 umfasst, das so konstruiert ist, dass es gut in die Hand eines Verwenders passt. Der Auslöser bzw. Trigger 66 ist bezüglich des Gehäuses 300 beweglich und die Position des Triggers 66 erzeugt ein Steuer- bzw. Regelsignal, das eine Funktion der Trigger-Stellung ist. Bei einer Ausführungsform ist der Trigger 66 mit einem Potentiometer im Gehäuse 300 verbunden. Das Steuer- bzw. Regelsignal steuert bzw. regelt die Injektions-Strömungsrate oder -Strömungsgeschwindigkeit. Die Strömungsrate ist direkt proportional zur Triggerstellung.
  • Der Rücksetz-Schalter 62 ist ein Kurzzeit-Druckknopf-Schalter, dessen Funktion identisch mit der des OK-Schalters 218 ist. Alternativ kann der Rücksetz-Schalter 62 auch die Bezeichnung „OK" tragen.
  • Der Salzlösungs-Schalter 64 an der Fernsteuerung 14 ist ein Wechsel-Druckknopf-Schalter, der gedrückt wird, um einzuschalten und erneut gedrückt wird, um auszuschalten. Die Funktion des Salzlösungs-Schalters 64 ist die gleiche, wie die des Salzlösungs-Schalters 206 an der Fronttafel 54.
  • Wie bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, kann eine andere Fernsteuerung 14' in der Form eines Fußpedals statt der in der Hand gehaltenen Fernsteuerung 14 verwendet werden, die in den 1 und 5A und 5B dargestellt ist. Die Fußpedal-Fernsteuerung 14' umfasst ein mit dem Fuß zu betätigendes Geschwindigkeitspedal oder einen Geschwindigkeits-Trigger 66', um ein Steuer- bzw. Regelsignal zu liefern, sowie auch einen Rücksetz- oder OK-Schalter 62' und einen Salzlösungsschalter 64'. Abdeckungen 310 und 312 schützen die Schalter 62' und 64', so dass sie nur von Hand und nicht versehentlich durch den Fuß betätigt werden können. Die Fußpedal-Fernsteuerung 14' ist mit der Konsole 12 über ein Kabel 60' verbunden, doch könnte sie alternativ auch durch eine drahtlose Verbindung angeschlossen sein.
  • Die 7A bis 7D und 8A bis 8C zeigen den Aufbau und die Arbeitsweise eines Einwegventils 24 und der Hauptleitung 26 während der Kontrastmittel-Füll-, Luft-Austreib- und Patienten-Injektions-Vorgänge.
  • Die 7A und 8A zeigen das Einwegventil 24, die Hauptleitung 26, den Spritzenkörper 18 und den Kolben 20 während eines Kontrastmittel-Füll-Vorganges. Das Einlass-Rückschlagventil des Einwegventils 24 umfasst eine Kugel 350 mit definiertem Gewicht, die sich in den 7A und 7B in der Ventilkammer 352b an ihrer unteren Sitz-Position befindet. Kontrastmaterial wird in den Spritzenkörper 18 durch die rückwärts gerichtete Bewegung des Kolbens 20 eingesaugt. Das Kontrastmaterial strömt durch die Kanäle 354 um die Kugel 350 herum und in den oberen Durchgang 78.
  • Die Hauptleitung 26 enthält ein federvorgespanntes Trommel- bzw. Steuerventil 360, das einen Trommel- bzw. Steuerkörper 362, eine Stange 364, O-Ringe 366, 368 und 370, eine Vorspannfeder 372 und eine Haltevorrichtung 374 umfasst. Wie in 7A gezeigt, drückt während des Kontrastmittel-Füll-Vorganges die Vorspannfeder 372 den Steuerkörper 362 in seine ganz rechts liegende Position zum Spritzenkörper 18 hin. In dieser Stellung blockiert der Steuerkörper 362 den unteren Durchgang 80 des Spritzenkörpers 18, während der Übertrager-Salzlösungs-Durchgang 82 mit dem Patientendurchgang 84 vermittels des diagonalen Kanals 376 verbunden ist. Die O-Ringe 366 und 368 auf der einen Seite und der O-Ring 370 auf der anderen Seite sind auf den einander gegenüberliegenden Seiten des diagonalen Kanals 376 angeordnet, um eine Fluiddichtung zu schaffen.
  • Die 7B und 8B zeigen den Luft-Austreib-Vorgang. Der Spritzenkörper 18 ist mit Kontrastfluid gefüllt worden, doch enthält er auch eingeschlossene Luft. Der Kolben 20 wird vorwärts getrieben, um die Luft aus dem Spritzenkörper 18 durch den oberen Durchgang 78 und das Rückschlagventil 24 auszutreiben. Die Kraft der Luft kann ein geringfügiges Anheben der Kugel 350 im Rückschlagventil 20 bewirken. Die Kugel 350 ist jedoch ausreichend schwer, dass die aus dem Spritzenkörper 18 und zurück zum Behälter 22 gedrückte Luft die Kugel 350 nicht in ihre oberste Sitzposition anheben kann, in der sie den Luftstrom aus dem Spritzenkörper 18 heraus blockieren würde.
  • Während des Luft-Austreib-Vorganges befindet sich das Steuerventil 360 in der gleichen Stellung wie in 7A. Der diagonale Kanal 376 verbindet den Übertrager-Salzlösungs- Durchgang 82 mit dem Patientendurchgang 84. Infolge hiervon kann eine Drucküberwachung durch den Druckübertrager 38 während des Luft-Austreib-Vorganges (ebenso wie während des Kontrastmittel-Füll-Vorganges) durchgeführt werden.
  • Die 7C und 8C zeigen den Zustand der Hauptleitung 26 und des Rückschlagventils 24 am Ende des Luft-Austreib-Vorganges und am Anfang eines Patienten-Injektions-Vorganges.
  • In 7C ist die gesamte Luft aus dem Spritzenkörper 18 ausgetrieben worden. Die Kugel 350 kann auf dem radiographischen Kontrastmaterial schwimmen, so dass dann, wenn alle Luft entfernt worden ist und das radiographische Kontrastmaterial beginnt, aus dem Spritzenkörper 18 und durch den oberen Durchgang 78 zur Ventilkammer 352 zu strömen, die Kugel 350 zu ihrer oberen Sitzposition nach oben bewegt wird. Die Kugel 350 blockiert jeden weiteren, nach oben gerichteten Strom des radiographischen Kontrastmaterials, wie in den 7C und 8C gezeigt.
  • In dem Zustand, der in 7C gezeigt ist, hat der Druck im Spritzenkörper 18 und insbesondere der Druck im unteren Durchgang 80 noch nicht einen Wert erreicht, bei dem die Vorspannkraft der Feder 372 überwunden worden ist. Folglich ist der Steuerkörper 362 noch nicht nach links bewegt worden und der diagonale Kanal 376 verbindet weiterhin den Übertrager-Salzlösungs-Durchgang 82 mit dem Patientendurchgang 84.
  • 7D zeigt den Patienten-Injektions-Vorgang. Der Kolben 20 bewegt sich vorwärts und das Einlass-Rückschlagventil 24 ist geschlossen. Der Druck am unteren Durchgang 80 ist ausreichend hoch geworden, um die Vorspannkraft der Feder 372 zu überwinden. Der Steuerkörper 362 ist nach links getrieben worden, so dass der untere Durchgang 80 mit dem Patientendurchgang 84 verbunden ist. Gleichzeitig blockiert der Steuerkörper 362 den Übertrager-Salzlösungs-Durchgang 82.
  • Durch das Arbeiten des Steuerventils 360 wird der hohe Druck, der durch die Bewegung des Kolbens 20 im Spritzenkörper 18 erzeugt wird, direkt mit dem Patientendurchgang 84 verbunden, während der Salzlösungs-Durchgang 82 und der Druckübertrager 38 gegen diesen hohen Druck geschützt sind. Der Betätigungsdruck kann veränderlich sein und nach der Herstellung dadurch festgelegt werden, dass die Spritzen-Vorbelastung erhöht oder vermindert wird.
  • 9 bis 11B zeigen eine weitere Ausführungsform der Spritze mit zwei Durchgängen in der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist ein herkömmlicher Spritzenkörper 400 so modifiziert, dass er eine Zwei-Durchgangs-Funktionalität besitzt. Die Modifikation wird durch den Adapter-Einsatz 402 und den T-Verbinder 404 erreicht.
  • Der Spritzenkörper 400 hat eine zylindrische Seitenwand 410, eine stumpfkegelige Endwand 412 und einen rohrförmigen End-Durchgang 414. Der Adaptereinsatz 402, der in die 10 und 11 mehr im Einzelnen dargestellt wird, wird in den Spritzenkörper 400 so eingeführt, dass er zur Endwand 412 und zum Rohr 414 passt. Der T-Verbinder 404 ist mit dem Ende des Rohrs 414 verbunden und liefert einen oberen Durchgang 420 und einen unteren Durchgang 422.
  • Der Adapter-Einsatz 402 hat einen stumpfkegeligen Flansch 430 und einen im Wesentlichen zylindrischen Schaft 432. Der Flansch 430 passt zur inneren Oberfläche der Endwand 412 des Spritzenkörpers 400. Der Schaft 432 erstreckt sich durch das Rohr 414 und durch den T-Verbinder 404, so dass die Endoberfläche 434 des Schaftes 432 im Wesentlichen am distalen Ende des T-Verbinders 404 angeordnet ist. Eine obere Durchgangsrille 436 erstreckt sich längs der oberen Oberfläche des Schaftes 432 und der geneigten oberen Oberfläche des Flansches. Die obere Durchgangsrille 436 endet kurz vor dem Ende 434.
  • Eine untere Durchgangsrille 438 erstreckt sich über die gesamte Länge des Schaftes 432, längs seiner unteren Oberfläche und erstreckt sich dann nach unten auf der geneigten unteren Oberfläche des Flansches 430.
  • Wenn der Adaptereinsatz 402 im Spritzenkörper 400 angeordnet ist, wie in 9 gezeigt, bildet er einen engen Passsitz sowohl mit dem Spritzenkörper 400 als auch dem T-Verbinder 404. Die obere Durchgangsrille 436 liefert einen oberen Durchgangs-Kanal, der sich vom Durchgang 420 zum inneren des Spritzenkörpers 400 erstreckt. Wie in 9 gezeigt, öffnet sich die obere Durchgangsrille 436 in das Innere des Spritzenkörpers 400 am obersten Teil des Innenraums.
  • Die untere Durchgangsrille 438 erstreckt sich vom distalen Ende des T-Verbinders 404 zur untersten Position im Inneren des Spritzenkörpers 400.
  • Die in den 9 bis 11B gezeigte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ergibt eine kostengünstige Anpassung eines herkömmlichen Spritzenkörpers, so dass er die Vorteile einer Zwei-Durchgangs-Anordnung aufweisen kann.
  • Zusammenfassend liefert das angiographische Injektionssystem der vorliegenden Erfindung eine interaktive Steuerung bzw. Regelung der Abgabe von radiographischem Kontrastmaterial an einen Katheter durch eine vom Verwender betätigte Proportional-Steuerung bzw. -Regelung. Dies ermöglicht es dem Verwender, die Strömungsrate des Kontrastmaterials interaktiv in der benötigten Weise und dann, wenn sich der Zustand des Patienten ändert, einzustellen.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, sieht der Fachmann, dass Änderungen hinsichtlich der Form und von Einzelheiten durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann der Spritzenhalter 16 andere Formen als ein vom Ende her zu beladender Zylinder besitzen. In ähnlicher Weise kann die Hauptleitung 26 andere Konfigurationen besitzen und beispielsweise einen Teil der Durchgänge 78 und 80 mit umschließen.
  • Weitere beispielhafte Spritze
  • Die 12 bis 17 zeigen eine bevorzugte Spritze 500, die in dem oben beschriebenen angiographischen System verwendet werden kann. Die Spritze 500 umfasst einen Spritzenkörper 502, der eine Wand besitzt, welche einander gegenüberliegende erste und zweite Enden 504, 506 aufweist. Das erste Ende 504 entspricht dem distalen Ende der Spritze 500 und das zweite Ende 506 entspricht dem proximalen Ende der Spritze 500. Die Wand des Körpers 502 ist bei der dargestellten Ausführungsform zylindrisch und besitzt eine zentrale Achse 508, die sich in Längsrichtung durch ihn hindurch erstreckt.
  • Der Spritzenkörper 502 umschließt eine Pumpenkammer 510 in seinem Inneren. Ein Kolben 512 befindet sich in der Pumpenkammer 510 und ist für eine Hin- und Herbewegung zwischen einer Position in der Nähe des ersten Endes 504 und einer Position in der Nähe des zweiten Endes 506 konstruiert und angeordnet. D. h., dass dann, wenn die Spritze 500 in einem zu dem oben beschriebenen angiographischen System analogen System montiert ist, eine Betätigungsvorrichtung des Systems den Kolben antreibt und bewirkt, dass er sich zwischen dem zweiten Ende 506 und dem ersten Ende 504 bewegt. Der Kolben 512 umfasst ein Kolbentragelement 617 und eine Abdeckung 618. Das Kolbentragelement 617 besteht vorzugsweise aus einem starren, harten Material, beispielsweise einem ABS-Kunststoff, um eine Schnittstelle zwischen der Betätigungsstelle und dem Kolben 512 zu bilden. Am Element 617 ist der Kolben 512 vorzugsweise durch eine Schnappverbindung befestigt.
  • Die Spritze 500 umfasst eine Endwand 514, die am ersten Ende 504 des Spritzenkörpers 502 angeordnet ist. Die Endwand 514 erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zur zentralen Längsachse 508 der Spritze 500. Die Endwand 514 umfasst eine ebene bzw. flache Fläche 516. Die flache Fläche 516 ist speziell für einen Passeingriff mit einem weiter unten beschriebenen Spritzenhalter in einem angiographischen System ausgebildet, wie es oben beschrieben wurde. Die flache Fläche 516 ist in der bevorzugten Ausführungsform von Vorteil. Bei dem hier beschriebenen angiographischen System müssen beträchtliche Druckbelastungen aufgenommen werden, um das Kontrastmaterial in geeigneter Weise in das kardiovaskuläre System des Patienten einzuspritzen. Die flache Fläche 516 ermöglicht es, die durch die Injektionen entstehenden Druckbelastungen in einer brauchbaren Weise zu verteilen. Eine abgewinkelte Fläche würde im Gegensatz hierzu eine Keilwirkung erzeugen, die in unnötiger Weise die Spritze belasten und im Spritzenhalter eine unnötige Seitenbelastung erzeugen würde. Die Erfinder haben erkannt, dass eine kugelige oder konische Fläche eine große Tür im Spritzenhalter erfordern würde, um die Druckbelastung abzustützen, und dass auch ein komplizierter Mechanismus erforderlich wäre, um die Tür in korrekter Weise gegen die Spritze anzudrücken. Die flache Fläche 516 an der Spritze 500 ermöglicht es jedoch, die Druckbelastung durch eine dünne, flache Tür zu handhaben, die weiter unten noch genauer beschrieben wird und in der Lage ist, die Druckbelastung von angiographischen Injektionen aufzunehmen.
  • Die Spritze 500 besitzt wenigstens einen Durchgang, um eine Fluidströmungs-Verbindung mit der Pumpenkammer 510 zu schaffen. Bei der speziellen, dargestellten Ausführungsform umfasst die Spritze 500 zwei Durchgänge, die eine Fluidverbindung mit der Pumpenkammer 510 bilden. Insbesondere ermöglicht ein Einlassdurchgang 518, 14, dass die Pumpenkammer 510 in der Spritze 500 mit Kontrastmaterial gefüllt und Luft durch den Einlassdurchgang 518 ausgestoßen wird, wodurch man eine Spritze mit „unbegrenzter Kapazität" erhält. Der Ausdruck „unbegrenzte Kapazität" bedeutet, dass die Spritze 500 fortfährt, Kontrastmedium aus einer Kontrastmedien-Flasche aufzunehmen, wenn die Flaschen ausgetauscht werden, nachdem eine leer geworden ist. Ein Gehäuse 520 umschließt den Einlassdurchgang 518 und ermöglicht es, den Einlassdurchgang 518 mit einer geeigneten Flasche 602 für Kontrastfluid zu verbinden. Wenn die Spritze 500 in einem Spritzenhalter in einem angiographischen System, wie es oben beschrieben wurde, ausgerichtet ist, besitzt die Spritze 500 einen oberen Teil und einen unteren Teil. 15 zeigt die Ausrichtung der Spritze 500, wie sie in einem angiographischen System der bevorzugten Ausführungsform montiert wird. Wenn sie sich in einer solchen Ausrichtung befindet, ist der Einlassdurchgang 518 im oberen Teil 522 der Spritze 500 positioniert.
  • Bei bevorzugten Ausführungsformen wird die Spritze 500 in einem angiographischen System so montiert, dass die Spritze 500 etwas gegen die Horizontale geneigt ist. Durch die Neigung der Spritze 500 gegen die Horizontale kann sich Luft um den Einlassdurchgang 518 herum ansammeln, um durch den Einlassdurchgang 518 während eines Luftausstoß-Vorgangs ausgestoßen zu werden. Winkel im Bereich von 5° bis 30° und vorzugsweise von ungefähr 10° bis 15° gegen die Horizontale sind bevorzugt.
  • Das Einlassgehäuse 520 umschließt eine Ventilanordnung analog zum Rückschlagventil 24, wie es oben beschrieben und erläutert wurde. Das Rückschlagventil 24 ist in der Lage, auf das Fluid anzusprechen, nicht aber auf Luft. D. h. das Rückschlagventil 24 ermöglicht es, dass Luft aus der Spritze 500 ausgestoßen oder ausgetrieben wird, ermöglicht es aber dem Fluid nicht, aus der Pumpenkammer 510 heraus und zurück in die Flasche 602 des Kontrastfluids zu strömen, wenn auf der Spritzenseite des Rückschlagventils 24 eine Druckbewegung ausgeübt wird.
  • Die Spritze 500 umfasst auch einen Auslassdurchgang 524, 16, in Fluidströmungsverbindung mit der Pumpenkammer 510. Der Auslassdurchgang 524 ermöglicht eine Fluidströmung von der Pumpenkammer 510 zu stromab liegenden Fluid-Durchgängen und schließlich in das kardiovaskuläre System des Patienten. Der Auslassdurchgang 524 wird von einem Auslassdurchgangs-Gehäuse 526 umschlossen, das sich von der Endwand 514 erstreckt bzw. von dieser vorsteht. Das Auslassdurchgangs-Gehäuse 520 ist geeignet, d. h. so aufgebaut und angeordnet, dass es einen Auslassschlauch aufnehmen kann. Der Auslassdurchgang 524 und das Auslassgehäuse 526 sind analog zum unteren Durchgang 80, wie er oben im Einzelnen beschrieben wurde.
  • Wenn die Spritze 500 in dem bevorzugten angiographischen System der vorliegenden Erfindung ausgerichtet ist, befindet sich der Auslassdurchgang 524 in der Nähe des Bodenteils 523 der Spritze 500.
  • Die Spritzenendwand 514 umfasst einen inneren Teil 528, 17, und einen äußeren Teil 530, 14. Es ist der äußere Teil 530, der die flache Fläche 516 der Spritze 500 definiert. Der äußere Teil 530 umfasst eine Vielzahl von Rippen 532. Bei der dargestellten Ausführungsform sind sieben Rippen 532 vorhanden, die sich quer über die Endwand 514 erstrecken. Die Rippen 532 helfen, eine Verstärkungsfunktion auszuüben. Die Rippen 532 verleihen der Spritze 500 auch ein attraktives ornamentales Aussehen.
  • Die Rippen 532 haben jeweils Endteile 534, die in einer quer zur Längsachse 508 des Spritzenkörpers 502 verlaufenden Ebene enden. Die Endteile 534 definieren die flache Fläche 516.
  • Der innere Teil 528 bildet eine konusförmige Oberfläche 536, 17. Diese konusförmige Oberfläche 536 ist in 17 dargestellt. Die konusförmige Oberfläche 536 hilft, die Flüssigkeit in der Pumpenkammer 510 zu einem geeigneten Fluid-Durchgang zu leiten.
  • Im Folgenden werden bevorzugte Abmessungen der Spritze 500 beschrieben. Der Spritzenkörper 502 hat einen Durchmesser von ungefähr 3,3 cm. Die Länge des Spritzenkörpers 502 zwischen dem ersten Ende 504 und dem zweiten Ende 506 ist ungefähr 15 bis 18 cm. Die Innenseite des Spritzenkörpers 502 ist verjüngt, so dass das zweite Ende 506 einen Innendurchmesser besitzt, der größer ist als der Innendurchmesser des inneren Teils 528 der Endwand 514. Diese Verjüngung beträgt ungefähr 0,1° bezüglich der Horizontalen über den Hauptteil ihrer Länge. Der Winkel der Verjüngung wächst auf ungefähr 1° an einem Punkt, der ungefähr 2,5 cm vom zweiten Ende 506 der Spritze 500 entfernt ist. Der innere Teil 528, der die konusförmige Oberfläche 536 definiert, hat einen Neigungswinkel von ungefähr 27° gegen die Vertikale und der Scheitel des Konus ist mit einem Radius von ungefähr 0,6 cm abgerundet. Jede der Rippen 532 ist ungefähr 0,25 cm dick. Die Rippen 532 haben Abstände von ungefähr 0,3 cm voneinander. Das Auslassdurchgangs-Gehäuse 526 hat einen Außendurchmesser von ungefähr 0,76 cm und einen Innendurchmesser von ungefähr 0,5 cm. Die Längsachse des Auslassdurchgangs-Gehäuses 526 verläuft parallel zur zentralen Längsachse 508 des Spritzenkörpers 502 und liegt ungefähr 1,3 cm tiefer als diese. Das Auslassdurchgangs-Gehäuse 526 ist relativ zum Spritzenkörper 502 so angeordnet, dass der Außendurchmesser des Auslassdurchgangs-Gehäuses 526 an einem Tangentenpunkt des Durchmessers des Spritzenkörpers 502 schneidet. Das Einlassdurchgangs-Gehäuse 520 hat einen Außendurchmesser von ungefähr 1 cm und einen Innendurchmesser von ungefähr 0,5 cm. Die Längsachse des Einlassdurchgangs-Gehäuses 520 ist ungefähr 10° gegen die vertikale zur Endwand 514 hin gekippt. Der Einlassdurchgang 518 besitzt einen Durchmesser von ungefähr 0,25 cm. Das Einlassdurchgangs-Gehäuse 520 ist, gemessen von der Stelle, an der das Einlassgehäuse 520 den Spritzenkörper 502 im Oberteil 522 der Spritze 500 trifft, ungefähr 1,3 cm lang.
  • Weitere beispielhafte Spritzenhalter-Anordnung
  • In den 18 bis 20 ist eine Spritzenhalter-Anordnung allgemein mit dem Bezugszeichen 540 bezeichnet, die mit der in den 12 bis 17 dargestellten Spritze 500 verwendet werden kann. Es sei darauf hingewiesen, dass die Spritzenhalter-Anordnung 500 mit dem in 1 gezeigten angiographischen Injektionssystem kompatibel ist, wobei die Spritzen halter-Anordnung 540 Schnittstellen mit der Hauptkonsole 12, der in der Hand zu haltenden Fernsteuerung 14, der Schlauchanordnung 42, der peristaltischen Pumpe 44, dem Salzlösungs-Rückschlagventil 46, dem Abwasser-Rückschlagventil 48, dem Salzlösungsbeutel 50, dem Abwasserbeutel 52 und dem Beutel-Traggestell 54 aufweist. Die Arbeitsweise des Injektionssystems, bei dem die Spritzenhalter-Anordnung 540 Verwendung findet, ist im wesentlichen die gleiche wie die, welche in den 2A bis 2G, den 7A bis 7D und den 8A bis 8C dargestellt ist und in Zusammenhang mit diesen beschrieben wurde. Natürlich können einige Vorgänge auf Grund der Strukturunterschiede zwischen der in 1 gezeigten Spritzenhalter-Anordnung (Spritzenhalter 16, Spritzenkörper 18, Spritzenkolben 20, Behälter 22 für das radiographische Material usw.) und der in den 12 und 18 dargestellten Spritzenhalter-Anordnung 540 und der Spritze 500 unterschiedlich sein.
  • Im allgemeinen umfasst die Spritzenhalter-Anordnung 540 einen Montagekammer-Körper 542, ein Türelement 544, eine hintere Platte 546 und eine Druckaufnahmehülse 548. Bevorzugte Baueinheiten umfassen weiterhin eine Flaschenhalter-Baueinheit 550, einen Luftsäulendetektor 552 und einen Hauptleitungshalter 554.
  • Der Montagekammer-Körper 542 dient dazu, die Spritze während eines angiographischen Vorgangs an ihrem Platz zu halten. Der Montagekammer-Körper 542 ist so aufgebaut und angeordnet, dass er ausreichend haltbar ist, um große Druckbelastungen von der Fluidverdrängung durch die Spritze 500 hindurch aufzunehmen. Der Montagekammer-Körper 542 hat eine gebogene Konfiguration für die Aufnahme der Hülse 548. Er umfasst ein Beladungsende 556 für die Aufnahme der Spritze 500 und ein Betätigungsende 558 zur Aufnahme der Betätigungsvorrichtung zum Hin- und Herbewegen des Spritzenkolbens 512 zwischen seinen jeweiligen proximalen und distalen Positionen innerhalb der Spritze 500. Das Beladungsende 556 entspricht auch der Vorderseite des Montagekammer-Körpers 542 und das Betätigungsende 558 entspricht der Rückseite des Montagekammer-Körpers 542.
  • Vorzugsweise umfasst der Montagekammer-Körper 542 eine Reihe von Schichten, um eine geeignete und bevorzugte Struktur zum Halten der Spritze 500 zu liefern. Insbesondere handelt es sich bei der äußersten Schicht um eine Elektrolumineszenz-Schicht. Die Elektrolumineszenz-Schicht ermöglicht die Beleuchtung des Montagekammer-Körpers 542 und der zugehörigen Schlauchleitungen. D. h. die Elektrolumineszenz-Schicht beleuchtet den Fluid-Strömungsweg des Kontrastmaterials, wenn dieses von der Spritze 500 zu stromabwärts liegenden Komponenten und schließlich in das kardiovaskuläre System des Patienten gefördert wird.
  • In der Nähe der Elektrolumineszenz-Schicht befindet sich ein Membran-Heizelement. Diese Schicht hält die Temperatur des Kontrastfluids aufrecht, um eine gewünschte Viskosität des Kontrastfluids beizubehalten, um dieses in das kardiovaskuläre System des Patienten zu fördern.
  • Die nächste Schicht des Montagekammer-Körpers 542 und benachbart zur Membran-Heizelement-Schicht ist eine Schaum-Schicht. Die Schaum-Schicht halt den Berüh rungswiderstand mit der Spritze 500 hoch und den thermischen Widerstand niedrig. Ihre Funktion besteht darin, Toleranzen aufzufangen, und sie hilft dabei, die Spritze 500 in der Spritzenhalter-Anordnung 540 gut festzuhalten.
  • Die letzte Schicht des Montagekammer-Körpers 542 ist ein Aluminium-Extrusionskörper. Er sorgt für eine starre Form und für eine bequeme Herstellung. Eine Schicht aus Klebstoff befestigt die Schaumstoff-Schicht am Aluminium-Extrusionskörper.
  • Wie in 20 gezeigt, umfasst der Montagekammer-Körper 542 zwei hintere Flansche 559, 560, die zwischen sich eine Rinne 561 einschließen. Die Rinne 561 ermöglicht die Lagerung und Aufnahme von Drähten, die zur Spritzenhalteranordnung 540 führen. Eine Platte 562 gleitet in der Rinne 561 und ist an ihr so befestigt, dass sie gesichert werden kann, um für eine ordentliche und bequeme Speicherung zu sorgen.
  • Wie man weiterhin der 18 entnimmt, ist das Türelement 544 vorgesehen, um das wahlweise Öffnen und Schließen des Beladungsendes 556 des Körpers 542 zu ermöglichen. D. h., das Türelement 544 ist relativ zum Montagekammerkörper 542 zwischen Positionen bewegbar, die einen Zugang zum Montagekammerkörper 542 und in das Innere der Hülse 548 ermöglichen, und einer Position, die den Zugang zum Inneren der Hülse 548 blockiert oder verschließt. In der Position, in der sie den Zugang verschließt, liefert die Tür 544 eine Anschlagsoberfläche, um die Last zu tragen und ihr zu widerstehen, die durch die Spritze 500 ausgeübt wird, wenn der Kolben eingedrückt wird.
  • Bei der speziellen, dargestellten Ausführungsform ist das Türelement 544 bezüglich des Montagekammerkörpers 542 verschwenkbar. Dies ermöglicht ein schnelles und bequemes Beladen und Entladen der Spritze 500 in die bzw. aus der Halteanordnung 540. Wenn sich die Tür 544 in ihrer geschlossenen Stellung befindet, 19, verriegelt sie die Spritze 500 an ihrem Platz in der Halteanordnung 540.
  • Wie man weiterhin den 18 und 20 entnimmt, ist das Türelement 544 eine Struktur mit einem Paar flacher, ebener, einander gegenüber liegender Oberflächen 563, 564. Vorzugsweise handelt es sich bei ihr um eine bearbeitete Edelstahlplatte mit einer Dicke von ungefähr 1 bis 2,5 cm. Die flache Oberfläche 564, 20, ist so aufgebaut und angeordnet, dass sie mit der flachen Endwand 514 der Spritze 500 und der Druckhülse 548 in einen gleitenden Anlageeingriff eintreten kann. Sie gleitet auch relativ zur Endoberfläche der Hülse 548 und liegt an dieser an. Wegen der Geometrie der flachen Fläche 516 der Endwand 514 der Spritze 500 kann die Druckbelastung, die von dem angiographischen System 10 durch die Spitze 500 ausgeübt wird, von dem flachen Türelement 544 aufgenommen werden.
  • Wie man wiederum der 18 entnimmt, besitzt das Türelement 544 einen Kanal bzw. eine Rille oder einen Schlitz 565. Der Schlitz 565 ist ein offenes, durchgehendes Loch durch das Türelement 544 hindurch und erstreckt sich bis zum Rand des Türelements 544. Der Schlitz 565 sorgt für eine Gleitverbindung mit dem Auslassdurchgangs-Gehäuse 526 der Spritze 500. D. h. dass dann, wenn die Spritze 500 für ein Einladen in die Halteanordnung 540 korrekt ausgerichtet ist und sich die Spritze 500 in der Hülse 548 befin det, das Auslassdurchgangs-Gehäuse 526 in der Rille 565 gleitet, wenn das Türelement 544 zur geschlossenen Position hin verschwenkt wird, 19. Die Rille 565 ermöglicht es, dass sich das Auslassdurchgangs-Gehäuse 526 durch das Türelement 544 hindurch erstreckt, damit Flüssigkeit von der Spritze 500 zu stromabwärts liegenden Komponenten gefördert werden kann.
  • Weiterhin entnimmt man der 18, dass das Türelement 544 einen Handgriff 566 aufweist. Der Handgriff 566 erstreckt sich von einer Seitenkante des Türelementes 544 und ermöglicht es einem Verwender, das Türelement 544 bequem zwischen seiner geschlossenen Stellung und seinen offenen Stellungen hin und her zu schwenken. Das Türelement 544 schwenkt um seinen tiefsten Punkt, wodurch verhindert wird, dass das Türelement 544 als Guillotine wirkt, wenn die Schwerkraft auf es einwirkt. Somit verhindert die Anordnung des Türelements 544 relativ zu seinem Schwenkpunkt Fingerverletzungen.
  • Ein Tür-Offen-Sensor ist vorgesehen. Der Tür-Offen-Sensor teilt dem Verwender oder der Bedienungsperson mit, dass sich das Türelement 544 in einer offenen Position befindet. Er bildet somit ein Sicherheitsmerkmal, so dass das angiographische System 10 nicht betätigt wird, wenn sich das Türelement 544 nicht in einer sicher geschlossenen Stellung befindet. Bei der speziellen, dargestellten Ausführungsform umfasst der Tür-Offen-Sensor einen Magneten 567 im Türelement 544 und einen Hall-Effekt-Sensor im Montagekammerkörper 542. Wenn das Türelement 544 in seine geschlossene Stellung verschwenkt wird, 19, steht der Magnet 567 in Berührung mit dem Montagekammerkörper 542. Der Hall-Effekt-Sensor misst das Vorhandensein des Magneten 567 und liefert eine Anzeige für die Bedienungsperson, dass das Türelement 544 geschlossen ist. Wenn der Hall-Effekt-Sensor die Anwesenheit des Magneten 567 nicht erfasst, liefert er ein Signal an die Bedienungsperson, dass sich das Türelement 544 nicht in der geschlossenen, sondern in einer offenen Stellung befindet. Ein geeigneter Sensor ist der Hall-Effekt-Sensor 55449A, der von Microswitch (einer Abteilung von Honeywell) geliefert wird.
  • Wie man weiterhin der 18 entnimmt, ist die Druckaufnahmehülse 548 in der Halteanordnung 540 vorgesehen, um die Spritze 500 gut zwischen dem Türelement 544 und der hinteren Platte 546 zu halten. Die Hülse 548 hilft, den durch die Spritze 500 ausgeübten Druck aufzunehmen und ermöglicht große Druckkräfte durch die Spritze 500. Die enge Passung zwischen der hinteren Platte 546 und dem Türelement 544 hält die Spritze 500 so, dass keine Vorwärts- oder Rückwärts-Bewegung zugelassen wird.
  • Bei der speziellen, dargestellten Ausführungsform ist die Hülse 548 so aufgebaut und angeordnet, dass sie in den Montagekammerkörper 542 passt oder gleitet. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Hülse 548 zylindrisch bzw. rohrförmig mit einem ersten und zweiten offenen Ende 568 bzw. 569 (20). Die Hülse 548 ist vorzugsweise aus einem festen, dauerhaften, prinzipiell transparenten Material hergestellt, um großen Druckbelastungen standzuhalten und zu ermöglichen, dass die Spritze durch sie hindurch sichtbar ist. Ein bevorzugtes Material umfasst Polycarbonat.
  • Gemäß 19 ist das erste Ende 568 der Hülse 548 offen und ermöglicht es dem Auslassdurchgangs-Gehäuse 526 vorzustehen oder sich von dort durch den Schlitz 565 im Türelement 544 zu erstrecken. Das zweite Ende 569, 20, ermöglicht es einer Betätigungsvorrichtung des angiographischen Systems 10, in die Hülse 548 einzudringen und zum Spritzenkolben-Tragelement 617 zu gelangen.
  • Weiterhin entnimmt man den 18 und 19, dass das Türelement 544 relativ zum ersten Ende 568 der Hülse 548 gleitet, wenn das Türelement 544 zwischen seiner geschlossenen Stellung und den offenen Stellungen bewegt wird.
  • Die Hülse 548 besitzt eine offene Rille bzw. einen offenen Kanal 570, die bzw. der sich vom ersten Ende 568 aus erstreckt. Der Kanal 570 nimmt einen Sensor 571 auf. Der Sensor 571 ist bezüglich der Ventilbaueinheit im Einlassgehäuse 520 ausgerichtet, um den Status des Rückschlagventils zu detektieren. D. h., der Sensor 571 detektiert, ob die Kugel im Rückschlagventil in ihrer am weitesten unten gelegenen Position sitzt oder ob sie aus dieser tiefsten Position heraus bewegt worden ist. In der speziellen, dargestellten Anordnung ist der Sensor 571 eine unterbrechbare Emitter/Detektor-Infrarot-Fotodetektorvorrichtung. Wenn die Kugel den Infrarot-Lichtstrahl unterbricht, wird ein Signal ausgesandt, das anzeigt, dass sich die Kugel in ihrer untersten Position bzw. auf ihrem Sitz befindet. Wenn die Kugel aus ihrer untersten Position oder ihrem Sitz heraus bewegt wird, wird der Infrarotlichtstrahl nicht unterbrochen und es wird ein Signal erzeugt, das anzeigt, dass sich die Kugel außerhalb ihres unteren Sitzes befindet.
  • Ein Verbinder 690 und ein Draht 692 versorgen den Sensor 571 mit Energie. D. h. der Verbinder 690 verbindet die elektrischen Komponenten und Drähte innerhalb der Rille 691 mit dem Sensor 571.
  • Wie man den 18 und 20 entnehmen kann, ist der Sensor 571 im Wesentlichen U-förmig. Zusätzlich dazu, dass sie die Detektion der Kugel im Rückschlagventil erlaubt, ermöglicht die U-Form, dass das Einlassdurchgangs-Gehäuse 520 in die Hülse 548 in der Halteanordnung 540 passt. Wie in 19 gezeigt, wird dann, wenn die Spritze 500 in die Halteanordnung 540 geladen wird, sie durch die Hülse 548 geschoben und der Sensor 571 ermöglicht es dem Einlassdurchgangs-Gehäuse 520, in der U-Form des Sensors 571 zu liegen und sich radial von der Hülse 548 zu erstrecken. Auf diese Weise wird nach einem Einladen der Spritze 500 in die Halteanordnung 540 eine Fluid-Verbindung von der Quelle für das Kontrastfluid und in die Spritze 500 selbst ermöglicht. Eine Art von Sensor 571, die verwendet werden kann, ist ein Bauelementepaar bestehend aus einer Infrarotdiode (Teilenummer SE-1450-004L) und einem Fototransistor (Teilenummer SD-1440-004L), die beide von Microswitch (einer Abteilung von Honeywell) geliefert werden.
  • Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Hülse 548 bequem vom Montagekammerkörper 542 entfernbar. Auf diese Weise kann sie getrennt vom Kammerkörper 542 gereinigt und desinfiziert werden. Bei der speziellen, in 20 dargestellten Ausführungsform ist die Hülse 548 relativ zum Montagekammerkörper 542 verschiebbar und kann in verriegelbarer Weise mit ihm durch das Zusammenwirken eines Verriegelungsstiftes 572 und einer Verriegelungsbaueinheit 574 in der hinteren Platte 546 befestigt werden. Der Verriegelungsstift 572 erstreckt sich vom zweiten Ende 569 der Hülse 548. Die Verriege lungsbaueinheit 574 ist ein durch eine Feder vorgespanntes Verriegelungselement, das mit dem Stift 572 in Eingriff tritt und ihn hält.
  • Weiterhin entnimmt man der 18, dass die hintere Platte 546 am Montagekammerkörper 542 befestigt ist und sich in einer Abdeckrelation zum zweiten Ende 569 der Hülse 548 befindet. Die hintere Platte 546 trägt das Betätigungsende 558 des Montagekammerkörpers 542.
  • Bei der speziellen, dargestellten Ausführungsform hat die hintere Platte 546 eine rechtwinklige Konfiguration. Vorzugsweise handelt es sich bei ihr um eine aus Aluminium hergestellte Platte mit einer Dicke von ungefähr 1,5 cm.
  • Wie man der 20 entnimmt, besitzt die hintere Platte 546 eine durch einen zentralen Teil von ihr hindurchgehende Öffnung 576. Die Öffnung 576 ermöglicht einen Zugang zum Inneren der Hülse 548. D. h. die Öffnung 576 ermöglicht es der angiographischen Betätigungsvorrichtung, durch sie hindurchzutreten und den Spritzenkolben 512 zwischen dem proximalen und dem distalen Ende der Spritze 500 zu bewegen.
  • Gemäß den 18 und 19 ist die Flaschenhalter-Baueinheit 550 vorgesehen, um eine Flasche 602 mit Kontrastfluid zu halten, um schnell und bequem eine konstante Kontrastmittelquelle für die Spritze 500 zu liefern, wenn diese in die Haltebaueinheit 540 eingeführt ist.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Flaschenhalterbaueinheit 550 am Montagekammerkörper 542 befestigt. Die Flaschenhalter-Baueinheit 550 umfasst eine Säule 578 und einen Halsteil 580.
  • Der Halsteil 580 ist bezüglich des Montagekammerkörpers 542 in Richtung des Pfeils 581 verschwenkbar. Die Schwenkbarkeit des Halsteils 580 erleichtert das Verbinden der Schlauchleitung von der Flasche 602 für das Kontrastmedium mit dem Einlassgehäuse 520 der Spritze 500.
  • Der Hals 580 umfasst eine Universalhalterung 584 in den Rillen 586. Die Universalhalterung 584 ist vorzugsweise ein federvorgespanntes, konfiguriertes Element, das es dem Flaschenhalter 550 ermöglicht, Flaschen mit verschiedenen Größen aufzunehmen und zu halten.
  • Eine Anzeigeanordnung ist vorgesehen, um Informationen zu liefern, ob sich eine Flasche in der Flaschenhalter-Baueinheit 550 befindet. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist in der Universalhalterung 584 ein Schalter vorgesehen. Wenn sich eine Flasche 602 mit Kontrastmittel im Hals 580 befindet, drückt die Flasche 602 gegen die Feder der Universalhalterung 584, die den Schalter betätigt. Wenn der Schalter betätigt wird, liefert er ein optisches Signal für die Bedienungsperson des Systems, dass sich eine Flasche tatsächlich in der Flaschenhalter-Baueinheit 550 befindet. Wenn der Schalter nicht betätigt wird, wird für den Verwender ein Signal erzeugt, dass sich keine Flasche in der Halter-Baueinheit 550 befindet. Ein geeigneter Schalter ist ein Microswitch (MMGGDILOO), der von C&K geliefert wird.
  • Ein Sensor ist vorgesehen, um anzuzeigen, ob sich der Fluidpegel in der Flasche 602 für das Kontrastmittel entweder unter einem bestimmten Niveau befindet oder ob die Flasche leer ist. Vorzugsweise umfasst der Sensor einen Sensor, der in der Rille 586 im Hals 580 angeordnet ist. Der Sensor erkennt, wenn der Fluidpegel in der Flasche 602 unter das Niveau des Sensors im Hals 580 abgesunken ist. Vorzugsweise ist der Sensor eine reflektive Infrarotvorrichtung. Eine Art eines verwendbaren Sensors ist der Infrarotsensor H0A1405-2, der von Microswitch (einer Abteilung von Honeywell) geliefert wird.
  • Weiterhin entnimmt man den 18 und 19, dass ein Säulendetektor 552 vorgesehen ist, um das Vorhandensein von Luft in der Fluidleitung 588 (19) zu erkennen. Der Luftsäulendetektor 552 ist analog zum oben beschriebenen Luftblasendetektor 172. Er verwendet eine Ultraschalleinrichtung, um das Vorhandensein von Luft in der Leitung 588 zu erkennen. Eine geeignete Ultraschalleinrichtung wird von Introtek, New York, geliefert.
  • Der Luftsäulendetektor 552 besitzt eine Rille 590, 18, die einen Reibsitz mit der Fluidleitung 588 bildet. D. h. der Schlauch schnappt in die Rille 590 ein, in der er sicher gehalten wird. Halter 627, 628 schwenken über die Fluidleitung 588 nach unten, um sie an ihrem Ort festzuhalten (19). Ein Flansch 592 ermöglicht die Befestigung des Luftsäulendetektors 552 am Montagekammerkörper 542.
  • In 22 ist ein Luftsäulendetektor 552 dargestellt, der mit einer Fluidleitung 588 in Eingriff steht, die auf sich selbst zurück gebogen ist, um eine Schlaufe bzw. Schlinge 651 zu bilden. Obwohl keine spezielle Theorie bezüglich dieser Anordnung bestätigt wurde, wird angenommen, dass durch die Bildung einer Schlinge 651 in der Fluidleitung 588 irgendwelche Luftblasen, die in der Fluidleitung 588 vorhanden sind, sich an einer Oberseite des Schlauches aufgrund des Auftriebs befinden, der sich aus den Gravitationskräften ergibt, und aufgrund von Zentrifugalkräften aufgrund der Fluidströmung. Die Gravitationskräfte drücken die Blasen zur Oberseite des Schlauches 588. Die Zentrifugalkräfte drücken die Blasen zur Innenseite des gebogenen Radiuses der Schleife 651. Dadurch, dass der Abschnitt sich am Bodenquadranten befindet, wirken diese beiden Kräfte in die gleiche Richtung, in dem sie die Blase zur Innenseite der Biegung der Schleife 651 und zur Oberseite des Schlauches 588 unabhängig vom Biegeradius oder der Fluidgeschwindigkeit drücken. Somit wird die Blase zur Oberseite des Schlauches 588 gezwungen. In bestimmten Anordnungen ergibt dies die Tendenz, die Erkennung irgendwelcher Luftblasen durch den Luftsäulendetektor 552 zu verstärken.
  • Wie man weiterhin den 18 und 19 entnimmt, ist ein Hauptleitungshalter 544 vorgesehen, um eine Hauptleitung analog zu der oben beschriebenen Hauptleitung 26 zu sichern und zu halten. Eine Klemmenstruktur 597 hält die Hauptleitung sicher an ihrem Platz. Der Hauptleitungshalter 554 ist an einem Flansch 594 montiert, der am Montagekammerkörper 542 befestigt ist. Der Hauptleitungshalter 554 ist am Flansch 594 in einem Schlitz 596, 20, montiert, um es dem Hauptleitungshalter 554 zu ermöglichen, in der Rille 596 vor und zurück zu gleiten. Dies ermöglicht es dem Hauptleitungshalter 554, sich an unterschiedliche Längen des Schlauches 598, 19, vom Auslassdurchgangs-Gehäuse 526 der Spritze 500 anzupassen.
  • Der Hauptleitungshalter 554 ist so aufgebaut und geformt, dass die Hauptleitung nur in einer Ausrichtung einrasten kann. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Hauptleitung immer in der gleichen Position bezüglich des Hauptleitungshalters 554 ausgerichtet ist. Deswegen kann ein Sensor 599 die Position des Ventils in der Hauptleitung detektieren. Der Sensor 599 ist in einem integralen Teil der Hauptleitung 554 angeordnet. Der Sensor 599 ist vorzugsweise eine Induktions-Vorrichtung. Eine Art von Sensor, die in der gezeigten Ausführungsform verwendet werden kann, ist ein induktiver Sensor (Teilenummer IFRM 12P1701\L) der von Baumer geliefert wird.
  • Weiterhin ist in 20 ein Paar von Volumenanzeigern 606, 607 dargestellt. Die Volumenanzeiger 606, 607 sind bezüglich des Montagekammerkörpers 542 so ausgerichtet, dass dann, wenn sich die Spritze 500 im Montagekammerkörper 542 befindet, die Volumenanzeiger 606, 607 einen optischen Hinweis für das Fluidniveau im Spritzenkörper 502 liefern. Wie in 20 dargestellt, umfasst jeder der Volumenanzeiger 606, 607 eine Vielzahl von Markierungen 608. Wenn sich der Fluidpegel im Spritzenkörper 502 ändert, ist der Verwender in der Lage, optisch zu erkennen, wo sich der Pegel befindet, indem er ihn mit den Markierungen 608 vergleicht.
  • Ein Verfahren zum Montieren oder Einladen einer Spritze wird hier beschrieben. Dieses Verfahren umfasst einen Schritt des Positionierens einer Spritze durch eine vordere Öffnung in einer Spritzenhalteranordnung. Dies umfasst das Einschieben einer Spritze, wie z. B. der Spritze 500 durch das vordere Ende einer Spritzenhalteranordnung 540. Unter Verwendung der in den Zeichnungen dargestellten Komponenten wird die Spritze 500 so ausgerichtet, dass sie in einer Linie mit dem offenen Ende des ersten Endes der Hülse 548 liegt. D. h. das zweite Ende 506 der Spritze 500 wird mit der Vorderseite der Hülse 548 ausgerichtet und das Einlassdurchgangs-Gehäuse 520 ist mit dem Schlitz 570 ausgerichtet. Das hintere oder zweite Ende 506 der Spritze 500 (das den Kolben aufnehmende Ende) wird zunächst durch das offene Ende geschoben, das vom ersten Ende 568 der Hülse 548 gebildet wird. Hierauf folgt das Fluid-Abgabeende der Hülse, d. h. das erste Ende 504, das die flache Fläche 516 definiert. Die Spritze 500 wird in das Innere der Hülse 548 eingeschoben.
  • Als nächstes wird die Tür geschlossen. Dies verhindert einen weiteren Zugang zum Inneren der Hülse 548. Dies liefert auch eine Anschlagsoberfläche, Eingriffsoberfläche oder Anlageoberfläche für die Spritze 500, um Druckbelastungen durch die Spritze 500 zu absorbieren und aufzunehmen. Insbesondere wird das Türelement 564 von einer seiner offenen Positionen, 18, in seine geschlossene Position geschwenkt, 19. Der Verwender ergreift den Handgriff 566 und schwenkt die Tür, um die Öffnung zu schließen. Wenn das Türelement 544 verschwenkt wird, wird die flache Oberfläche 564 der Tür relativ zur flachen Fläche 516 der Spritze 500 und relativ zum ersten Endteil 568 der Hülse 548 verschoben. Wenn das Türelement 544 in seine geschlossene Position bewegt wird, steht das Auslassrohr-Gehäuse 526 mit der Rille 565 in Verbindung und gleitet durch diese.
  • Um die Spritze 500 aus der Spritzenhalteranordnung 540 zu entnehmen, wird der obige Vorgang im Wesentlichen in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen. Das Türelement 544 wird aus seiner geschlossenen Stellung, 19, in eine seiner offenen Stellungen geschwenkt, wie in 18 dargestellt. Die Spritze 500 wird dann aus der Halterbaueinheit 540 entnommen. Insbesondere wird die Spritze 500 aus dem Inneren der Hülse 548 heraus geschoben. Das vordere Ende der Spritze 500, d. h. das Ende mit der flachen Fläche 516, wird zunächst herausgezogen, worauf dann das hintere oder zweite Ende 506 folgt.
  • Gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das hier beschriebene angiographische System so aufgebaut und angeordnet, dass sichergestellt ist, dass die Spritze 500 nicht erneut verwendet wird. D. h. das angiographische System der vorliegenden Erfindung umfasst Merkmale, die sicherstellen, dass die Spritze 500 nach der Verwendung mit einem Patienten weggeworfen und nicht versehentlich mit einem neuen, anderen Patienten nochmals verwendet wird. Wie hier ausgeführt, umfasst die Spritze 500 eine Struktur an ihrem Kolben-Tragelement 617, um die einmalige Verwendung sicherzustellen. Wie in 21 dargestellt, besitzt das Kolben-Tragelement 617 eine Vielzahl von Vorsprüngen oder Laschen 610. Die Laschen 610 erstrecken sich radial nach innen zum Zentrum oder Apex des Kolbens 512. Die Laschen 610 sind aus einem flexiblen, verformbaren, aber auch zerbrechlichen oder zerbrechbaren Material hergestellt, so dass dann, wenn die Betätigungsvorrichtung mit dem Kolbentragelement 617 in Eingriff tritt, die Laschen 610 nach innen gebogen werden, um sich an die Betätigungsvorrichtung anzupassen. Wenn jedoch die Spritze 500 von der Betätigungsvorrichtung getrennt wird, werden die Laschen 610 zerbrochen und das Kolben-Tragelement 617 wird zerstört. Dies verhindert, dass die Spritze 500 erneut verwendet wird.
  • Nach einer gewissen Nutzungsdauer kann es wünschenswert sein, die Druckaufnahmehülse 548 für eine Reinigung zu entnehmen. Zu diesem Zweck wird die Verriegelungsbaueinheit 574 in der hinteren Platte 546 so verschoben, dass sie mit dem Verriegelungsstift 572 außer Eingriff tritt und diesen freigibt. Wenn der Verriegelungsstift 572 außer Eingriff mit der Verriegelungsbaueinheit 574 ist, kann die Hülse 548 an einem ersten Ende 568 ergriffen und aus ihrem engen Eingriff mit dem Montagekammerkörper 542 gezogen werden. Zu diesem Zeitpunkt kann die Hülse 548 gereinigt werden.
  • Um die Hülse 548 wieder einzusetzen, wird die Hülse 548 in einen sicheren, engen Eingriff mit der Montagekammer 542 zurückgeschoben. Die Verriegelungsbaueinheit 574 wird verschoben, um einen Verriegelungseingriff mit dem Verriegelungsstift 572 zu ermöglichen.
  • BEISPIELHAFTE SPRITZENKOLBEN-ANORDNUNGEN
  • Wie man der 13 entnimmt, kann der dort gezeigte Spritzenkolben in den oben beschriebenen angiographischen Systemen verwendet werden. Wie zuvor erläutert, umfasst der Kolben 512 ein Kolben-Tragelement 617 und eine Abdeckung 618. Vorzugsweise ist die Abdeckung 618 mit dem Injektionsfluid kompatibel (d. h., chemisch und biochemisch mit dem Injektionsfluid kompatibel). Jegliche Berührung mit dem Injektionsfluid erfolgt vorzugsweise mit der Abdeckung 618 und daher muss das Kolben-Tragelement 617 nicht notwendigerweise aus einem über lange Zeiträume hinweg chemisch und bio chemisch kompatiblen Material hergestellt sein. Das Kolben-Tragelement 617 kann aus einem relativ starren und festen Polymer, wie z. B. ABS, Styrol, Acetal, Nylon, Polycarbonat und dergleichen oder aus einem Metall, wie z. B. Edelstahl, Aluminium oder dergleichen hergestellt sein. Wenn das Kolben-Tragelement 617 aus Metall hergestellt ist, kann eine Beschichtung vorgesehen werden, um zu verhindern, dass das Injektionsfluid mit dem Kolben-Tragelement 617 reagiert. Die Abdeckung 618 kann beispielsweise ein elastomeres Material wie z. B. ein thermoplastisches Elastomer, synthetische Materialien oder Gummi umfassen. Solche elastomeren Materialien für die Abdeckung 618 haben eine Härte im Bereich von ungefähr 50 bis 60 Shore, einen geringen Druckverformungs-Rest bei erhöhten Temperaturen, eine hohe chemische Widerstandsfähigkeit und Isotropiemerkmale, weisen keine Weichmacher auf und besitzen niedrige Pegel von extrahierbaren organischen und metallischen Substanzen.
  • Gemäß 13 umfasst eine beispielhafte Abdeckung 618 einen vorderen Teil, der eine kegelförmige Oberfläche besitzt. Ein Seitenteil der Abdeckung 618 bildet einen zylindrischen Dichteingriff mit der inneren Seitenwand der Pumpenkammer 510 und umfasst eine Vielzahl von in Umfangsrichtung verlaufenden Dichtrippen 619, die vom äußeren Umfang der Abdeckung 618 vorstehen, um in noch wirksamerer Weise eine Dichtung zwischen der Abdeckung 618 und der inneren Seitenwand des Spritzenkörpers 502 für einen Einschluss des Injektionsfluids zu erzeugen.
  • Gemäß den 23 und 24A bis 24C wirkt eine Betätigungsvorrichtung 700 mit dem Kolben 512 zusammen, um ihm eine Hin- und Herbewegung aufzuprägen. Die Betätigungsvorrichtung 700 umfasst einen Antriebskolben 702 und einen Betätigungskopf 704. Das distale Ende des Antriebskolbens 702 ist mit dem Betätigungskopf 704 verbunden, während das proximale Ende des Antriebskolbens 702 mit den Motoren gekoppelt ist, die sich in der Konsole 12 befinden. Der Betätigungskopf 704 umfasst einen Umfangsflansch 706.
  • Wie am besten in den 24A bis 24C dargestellt, weist das Kolben-Tragelement 617 einen Hauptkörper 708 auf, der derart kegelförmig ist, dass der proximale Durchmesser größer ist als der distale Durchmesser. Die Verringerung des Durchmessers ermöglicht es dem distalen Teil des Hauptkörpers 708 durch die Öffnung 576 der hinteren Platte 546 hindurch zu treten. Das Kolben-Tragelement 617 umfasst drei Greifelemente 710, die in proximaler Richtung vom Hauptkörper 708 vorkragen, und die Greifelemente 710 umfassen Verriegelungen 712, welche den Flansch 706 des Betätigungskopfes 704 ergreifen und festhalten. Die Greifelemente 710 sind so ausgebildet, dass sie sich nach außen abbiegen, wenn sie mit dem Flansch 706 in Berührung kommen, und danach wieder zurückschnappen, um den Flansch 706 zu ergreifen. Wenn sich der Betätigungskopf 704 vorwärts bewegt, um mit dem Kolben 512 in Brührung zu treten, treten die abgeschrägten Oberflächen 714 mit dem Flansch 706 in Eingriff und werden solange radial nach außen gedrückt, bis der Flansch 706 über die inneren Schultern 716 der Verriegelungen 712 hinweg gelaufen ist. Diese Konstruktion ermöglicht es dem Betätigungskopf 704 auf einfache Weise in jeder axialen Stellung innerhalb des Spritzenkörpers 502 mit dem Kolben 512 in Eingriff zu treten. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind ungefähr 31 N bis 44,5 N axiale Kraft erforderlich, um einen Eingriff herbei zu führen, was weniger ist als die anfängliche Haftkraft der Abdeckung 618, so dass der Kolben 512 während des Eingriffs vorganges relativ zum Spritzenkörper 502 stationär bleibt. Wenn die anfängliche Haftkraft nicht ausreichend ist, können der Auslassdurchgang 524 und der Einlassdurchgang 520 der Spritze 500 verschlossen werden. Die Betätigungsvorrichtung kann schnell vorgeschoben werden, um den Druck innerhalb des Spritzenkörpers 502 zu erhöhen. Wenn der Druck ansteigt, wird eine weitere Vorwärtsbewegung des Kolbens 512 beschränkt, und die Betätigungsvorrichtung tritt mit dem Kolben 512 bei einer Kraft in Eingriff, die kleiner ist als der Aufbrech-Druck der Verschlüsse (d. h. 414 kPa).
  • Nach dem Ergreifen des Betätigungskopfes 704 durch die Greifelemente 710 bleibt der Kolben 512 bei relativ hohen rückwärts gerichteten Kräften (bis zu ungefähr 445 N) mit der Betätigungsvorrichtung 700 in Eingriff, wobei der Kolben 512 in der Lage ist, während eines Injektionsvorganges vorwärts gerichtete Druckkräfte von mehr als 6672 N auf den Spritzeninhalt zu übertragen.
  • Gemäß den 24A bis 24C erstrecken sich die Finger 718 von einer äußeren Oberfläche der Greifelemente 710 radial nach außen. Die Enden der Finger 718 erstrecken sich über einen Abstand nach außen, der ungefähr gleich einem Außenumfang des Kolben-Tragelementes 617 ist. Während des Vorganges des außer Eingriff Bringens wird die Betätigungsvorrichtung 700 zurückgezogen und der distale Teil des Hauptkörpers 708 tritt durch die Öffnung 576 der hinteren Platte 546 hindurch. Die rückwärts gerichtete Bewegung des Kolbens 512 endet im Wesentlichen dann, wenn die Finger 718 an der inneren Oberfläche 720 der hinteren Platte 546 anstoßen (siehe 18), wobei die Greifelemente 710 sich radial nach außen verbiegen und von dem Flansch 706 des Betätigungskopfes 704 außer Eingriff treten. Bei der beispielhaften Ausführungsform sind die Greifelemente 710 so konstruiert, dass sie sich während des außer Eingriff Tretens au Dauer verformen, um sicher zu stellen, dass die Spritze 500 nach der Verwendung bei einem Patienten weggeworfen und nicht versehentlich bei einem neuen, anderen Patienten wiederverwendet wird. Dadurch, dass man die Greifelemente 710 vorsieht, die verformbar sind und nicht zerbrechen, werden Probleme vermieden, die mit Teilchen auftreten könnten, die zurück bleiben und während nachfolgender Verbindungsvorgänge zu Schwierigkeiten führen könnten. Somit kann der Kolben 512 mit der Betätigungsvorrichtung 700 innerhalb des Spritzenkörpers 502 oder an einer entfernten Stelle in oder außer Eingriff gebracht werden, ohne dass auf der Außenseite ein Umschalten oder eine Betätigung erforderlich ist. Darüber hinaus kann eine Verbindung an jeder Stelle innerhalb der Spritze 500 und zu jeder Zeit hergestellt werden, doch kann eine Trennung nur an einer vorbestimmten Stelle (Kolben 512 in seiner vollständig zurückgezogenen Stellung) durchgeführt werden. Natürlich können die Greifelemente so konfiguriert werden, dass sie gewünschtenfalls abbrechen, um eine Wiederverwendung der Spritze zu verhindern. Beispielsweise können die Greifelemente aus einem relativ starren Material hergestellt werden, das vom Hauptkörper abbricht, wenn die Finger an der inneren Oberfläche der hinteren Platte anstoßen. Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Vorwärtsbewegung der Betätigungsvorrichtung 700 verwendet werden, um den Kolben 512 an den Betätigungskopf 704 zu koppeln. Beispielsweise kann die Betätigungsvorrichtung 700 so vorwärts bewegt werden, dass der Betätigungskopf 704 mit dem Kolben 512 in Eingriff tritt. Danach werden der Kolben 512 und der Betätigungskopf 704 durch den Spritzenkörper 502 hindurch vorwärts bewegt und treten unter Kraftaufwand mit der vorderen Platte des Hauptkörpers in Eingriff, wodurch der Kolben 512 auf dem Betätigungskopf 704 festgelegt wird.
  • 25 zeigt ein weiteres Beispiel einer Spritzenkolben-Anordnung, die nicht im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt. Der Kolben 750 umfasst eine Abdeckung 618 und ein Kolben-Tragelement 752. Das Kolben-Tragelement 752 ist magnetisch mit einer Betätigungsvorrichtung 754 verbunden. Das Kolben-Tragelement 752 umfasst einen ersten Einsatz 756, der ein eisenhaltiges Metall, einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten umfasst, während die Betätigungsvorrichtung 754 einen zweiten Einsatz 758 aufweist, der eisenhaltiges Metall, einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten umfasst. Jede Kombination aus einem eisenhaltigen Metall, einem Permanentmagneten und einem Elektromagneten kann verwendet werden, wenn der erste Einsatz 756 und der zweite Einsatz 758 konstruiert werden, solange ein Permanentmagnet oder ein Elektromagnet für einen der Einsätze 756, 758 verwendet wird. Beispielsweise kann die Spritzenkolben-Anordnung so konfiguriert werden, dass der erste Einsatz 756 ein eisenhaltiges Metall und der zweite Einsatz 758 einen Elektromagneten umfasst, oder dass der erste Einsatz 756 ein eisenhaltiges Metall und der zweite Einsatz 758 einen Permanentmagneten umfasst, oder dass der erste Einsatz 756 einen Permanentmagneten und der zweite Einsatz 758 einen Permanentmagneten umfasst, oder dass der erste Einsatz 756 einen Permanentmagneten und der zweite Einsatz 758 einen Elektromagneten umfasst, usw.
  • Gemäß 25 umfasst das Kolben-Tragelement 752 eine Basis 760, die einen Außendurchmesser besitzt, der größer ist als die Öffnung 576 der hinteren Platte 546 (siehe 18). Wenn die Betätigungsvorrichtung 754 durch die Öffnung 576 zurückgezogen wird, wird der Kolben 750 solange rückwärts bewegt, bis die Basis 760 an der inneren Oberfläche 720 der hinteren Platte 546 anstößt. Bei einem weiteren Zurückziehen der Betätigungsvorrichtung 754 wird der Kolben 750 von der Betätigungsvorrichtung 754 außer Eingriff gebracht. Einige der Vorteile der Verwendung einer magnetischen Spritzenkolben-Anordnung besteht darin, dass „keine" Eingriffskraft erforderlich ist, um den Kolben 750 mit der Betätigungsvorrichtung in Eingriff zu bringen, dass eine gewünschte Kraft zum außer Eingriff Bringen einfach dadurch erzielt werden kann, das geeignete Einsätze 756, 758 gewählt werden, dass eine erneute Verbindung und Wiederverwendung der Spritze 500 auf einfache Weise erreicht werden kann, weil das Kolben-Tragelement 752 bei dem Trennvorgang nicht beschädigt wird, und dass keine Teilchen von zerbrechlichen Teilen vorhanden sind, um bei der Widerverbindung Probleme zu erzeugen.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufbau der in 25 gezeigten Spritzenkolben-Anordnung nicht auf die obige Beschreibung beschränkt ist. Beispielsweise kann das Kolben-Tragelement ähnlich dem in den 24A bis 24C gezeigten Ausführungsbeispiel verformbare Finger aufweisen, um eine erneute Verwendung der Spritze 500 zu verhindern. Darüber hinaus kann wenigstens einer der beiden Einsätze mit einem schaltbaren Elektromagneten versehen sein, so dass der Kolben von der Betätigungsvorrichtung in jeder Stellung relativ zum Spritzenkörper mit einer Trennkraft außer Eingriff gebracht werden kann, die im Wesentlichen gleich „Null" ist.
  • 26 zeigt ein weiteres Beispiel einer Spritzenkolben-Anordnung, die nicht im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt. Ein Kolben 800 umfasst ein Kolben-Tragelement 802 und eine Abdeckung 618, wobei das Kolben-Tragelement 802 in lösbarer Weise mit einer Betätigungsvorrichtung 804 verbunden ist. Ein Hauptkörper 806 der Kolben-Tragvorrichtung 802 umfasst eine in Umfangsrichtung verlaufende Rille 808. Ein erstes Greifelement 810 ist in schwenkbarer Weise mit einem distalen Teil der Betätigungsvorrichtung 804 gekoppelt und ein gegenüberliegendes zweites Greifelement 812 ist in schwenkbarer Weise mit dem distalen Teil der Betätigungsvorrichtung 804 gekoppelt. Die distalen Enden des ersten Greifelementes 810 und des zweiten Greifelementes 812 umfassen eine Verriegelung 814, die von einer inneren Oberfläche nach außen vorsteht, und die proximalen Enden des ersten Greifelementes 810 und des zweiten Greifelementes 812 umfassen einen mit einer Rampe versehenen Vorsprung 816, der von einer äußeren Oberfläche nach außen vorsteht. Die distalen Enden der Greifelemente 810, 812 sind durch eine Feder 818i radial nach außen vorgespannt.
  • Wenn sich die Betätigungsvorrichtung 804 vorwärts bewegt, um den Kolben 800 zu berühren, treten die abgeschrägten Oberflächen 820 mit dem Hauptkörper 806 des Kolben-Tragelementes 802 in Eingriff und werden solange radial nach außen gedrückt, bis die Verriegelungen 814 mit der in Umfangsrichtung verlaufenden Rille 808 in Eingriff treten und sich radial nach innen bewegen. Nach dem Zurückziehen der Betätigungsvorrichtung 804 durch die Greifelemente 810, 812 bleibt der Kolben 800 mit der Betätigungsvorrichtung 804 in Eingriff. Die Spritzenkolben-Anordnung weist eine relativ geringe Befestigungskraft (weniger als 89 N) und eine relativ hohe Haltekraft (größer als 445 N) auf.
  • Während des Trennvorganges wird die Betätigungsvorrichtung 804 zurückgezogen und der distale Teil tritt durch die Öffnung 576 hindurch, wobei die abgeschrägten Vorsprünge 816 gleitend mit der Seitenwand 822 der Öffnung 576 in Eingriff treten, die Greifelemente 810, 812 sich verschwenken, so dass die proximalen Enden radial nach innen gedrückt werden, und die distalen Enden radial nach außen gedrückt werden, und die Verriegelungen 814 treten außer Eingriff von der in Umfangsrichtung verlaufenden Rille 808.
  • Die 27A bis 27G zeigen ein weiteres Beispiel einer Spritzenkolben-Anordnung außerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung. Genauer gesagt, ist das vorliegende Beispiel besonders bei Injektionssystemen nützlich, die radial beladen werden können, wie z. B. das System, das in der US-Patentanmeldung mit der Serial-Nr. 09/577,096 beschrieben ist, die am 24. Mai 2000 eingereicht wurde und den Titel „A Pressure Sleeve Assembly" trägt. Der Fachmann sieht jedoch, dass das vorliegende System mit einer Vielzahl von radial beladbaren Injektionssystemen verwendet werden kann. Die 27A bis 27B zeigen eine Druckhülsen-Baueinheit 830, die ein lang gestrecktes Basiselement 832 mit einem Aufnahmebereich 834, einen Zylinder 836 zum Unterbringen einer Spritze (nicht dargestellt), eine Schwenkarmstruktur 838, eine hintere Platte 840 und eine vordere Platte 842 umfasst. Der Zylinder 836, der eine (nicht dargestellte) Injektionsspritze aufnehmen kann, ist an der schwenkbaren oder angelenkten Armstruktur 838 montiert, die ihrerseits zwischen einer in 27A dargestellten offenen Stellung, in welcher der Zylinder 836 vom Aufnahmebereich 834 entfernt angeordnet ist, und einer in 27B ge zeigten geschlossenen Stellung bewegbar ist, in welcher der Zylinder 836 in dem Aufnahmebereich 834 angeordnet ist. Die hintere Platte 840 weist eine Betätigungsvorrichtungs-Öffnung 844 auf, durch welche die Betätigungsvorrichtung 854 während einer Linearbewegung hindurch läuft. Die vordere Platte 842 umfasst einen gekrümmten Schlitz 846, der einen Fluid-Austrittsdurchgang 848 aufnimmt und führt, der an der (nicht dargestellten) Spritze ausgebildet ist, wenn der Zylinder 836 in die geschlossene Stellung gedreht wird. Die Betätigungsvorrichtung 854 umfasst weiterhin eine in Umfangsrichtung verlaufende Rille 856, wie in 27F dargestellt, die geringfügig in den Aufnahmebereich 834 der Druckhülsen-Baueinheit 830 hinein vorsteht. Der Teil des Zylinders 836, der proximal zur hinteren Platte 840 angeordnet ist, besitzt einen Kolben-Eingriffsschlitz 850, der die vorstehende Betätigungsvorrichtung 844 daran hindert, die Drehung des Zylinders 836 zu behindern.
  • Die 27C bis 27G zeigen einen beispielhaften Kolben 850, der nicht im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt, mehr im Einzelnen. Wie in den 27C bis 27E dargestellt, umfasst der Kolben 850 ein Kolben-Tragelement 852, das eine U-förmige Zunge 858 aufweist, und eine Abdeckung 618, die an den Kolben-Tragelement 852 positioniert werden kann. Wie in 27F dargestellt, veranlasst eine Drehung des Zylinders 836 aus einer offenen in eine geschlossene Stellung, dass die U-förmige Zunge 858 gleitend in die in Umfangsrichtung verlaufende Rille 856 eingreift, die an der Betätigungsvorrichtung 854 ausgebildet ist, was zu einer Kopplung des Kolbens 850 an die Betätigungsvorrichtung 854 führt. Umgekehrt bewirkt eine Bewegung des Zylinders 836 aus einer geschlossenen in eine offene Position, dass die am Kolben 850 ausgebildete U-förmige Zunge 858 gleitend außer Eingriff von der an der Betätigungsvorrichtung 854 ausgebildeten, in Umfangsrichtung verlaufenden Rille 856 tritt, was zu einem Lösen des Kolbens 850 von der Betätigungsvorrichtung 854 führt. Die 27G zeigt die in Umfangsrichtung verlaufende, an der Betätigungsvorrichtung 854 ausgebildete Rille 856, die von der Betätigungsöffnung 844 vorsteht, die in der hinteren Platte 840 ausgebildet ist, wodurch es möglich wird, den Kolben 850 gleitend mit der Betätigungsvorrichtung 854 zu koppeln.
  • Alternativ kann der Kolben 850 von Hand mit der Betätigungsvorrichtung 854 dadurch verbunden werden, dass eine U-förmige Zunge 858 des Kolben-Tragelementes 852 auf die in Umfangsrichtung verlaufende Rille 856 aufgeschoben wird, worauf die U-förmige Zunge 858 mit der in Umfangsrichtung verlaufenden Rille 856 in Eingriff bleibt, wenn der Kolben 850 im Spritzenkörper 502 hin- und herbewegt wird. Der Kolben 850 wird dadurch von der Betätigungsvorrichtung 854 getrennt, dass die U-förmige Zunge 858 von Hand gleitend von der in Umfangsrichtung verlaufenden Rille 856 wegbewegt wird.
  • 28 zeigt ein weiteres Beispiel einer Spritzenkolben-Anordnung, die nicht im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt. Ein Kolben 900 umfasst ein Kolben-Tragelement 902 und eine Abdeckung 618. Das Kolben-Tragelement 902 umfasst eine proximale Basis 904, die eine Öffnung 906 aufweist. Ein erstes Greifelement 908 und ein zweites Greifelement 910 sind in schwenkbarer Weise mit einem distalen Teil einer Betätigungsvorrichtung 912 an einem gemeinsamen Punkt 914 verbunden. Die distalen Enden des ersten Greifelementes 908 und des zweiten Greifelements 910 weisen jeweils einen abgeschrägten Vorsprung 916 auf, der sich von einer äußeren Oberfläche nach außen er streckt, und die proximalen Enden des ersten Greifelementes 908 und des zweiten Greifelementes 910 umfassen jeweils eine Verriegelung 918, die sich von einer inneren Oberfläche nach außen erstreckt. Die distalen Enden der Greifelemente 908, 910 sind durch eine Feder 920 radial nach außen vorgespannt.
  • Wenn sich die Betätigungsvorrichtung 912 vorwärts bewegt, um mit dem Kolben 900 in Berührung zu treten, treten die abgeschrägten Oberflächen 922 mit der Öffnung 906 des Kolben-Tragelementes 902 in Eingriff und werden radial solange nach innen gedrückt, bis die Verriegelungen 918 mit einer inneren Oberfläche 924 der Basis 904 in Eingriff treten. Nach dem Ergreifen der Betätigungsvorrichtung 912 durch die Greifelemente 908, 910 bleibt der Kolben 900 mit der Betätigungsvorrichtung 912 in Eingriff. Die Spritzenkolben-Anordnung besitzt eine relativ geringe Befestigungskraft (weniger als 89 N) und eine relativ hohe Haltekraft (mehr als 445 N). Während des Lösevorganges wird die Betätigungsvorrichtung 912 zurückgezogen und der distale Teil tritt durch die Öffnung 576 hindurch, die abgeschrägten Vorsprünge 916 treten in einen gleitend mit den Seitenwänden 822 der Öffnung 576 in Eingriff, die Greifelemente 908, 910 verschwenken sich so, dass sowohl die proximalen als auch die distalen Enden radial nach innen bewegt werden und die Verriegelungen 918 treten außer Eingriff von der inneren Oberfläche 924 der Basis 904.
  • 29 zeigt ein weiteres Beispiel einer Spritzenkolben-Anordnung, die nicht im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt. Ein Kolben 950 umfasst ein Kolben-Tragelement 952 und eine Abdeckung 618. Ein Haltering 954 ist am proximalen Ende des Spritzenkörpers 502 angeordnet. Der Haltering 954 ist so ausgebildet, dass er fest am Spritzenkörper 502 befestigt bleibt, wobei der Flansch 956 am proximalen Ende des Spritzenkörpers 502 anliegt. Der Kolben 950 ist in lösbarer Weise mit dem Haltering 954 durch Rippen 958 verbunden. Der Kolben 950 umfasst weiterhin Greif/Eingriffs-Elemente, die mit der Betätigungsvorrichtung in Eingriff treten. Diese Greif/Eingriffs-Elemente können in ähnlicher Weise wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen konfiguriert sein. Der Kolben 950 und der Haltering 954 sind so ausgebildet, dass die Haltekraft der Rippen 958 größer ist als die Eingriffskraft der Greifelemente. Eine Betätigungsvorrichtung 960 wird vorgeschoben und tritt mit dem Kolben 950 in Berührung, der Kolben 950 bleibt im Spritzenkörper 502 aufgrund des Halterings 954 stationär. Nachdem der Kolben 950 mit der Betätigungsvorrichtung in Eingriff getreten ist, gibt der Haltering 954 den Kolben 950 frei und der Kolben 950 kann vorwärts und rückwärts bewegt werden.
  • 30 ist eine weitere Spritzenkolben-Anordnung. Ein Kolben 1000 umfasst ein Kolben-Tragelement 1002 und eine Abdeckung 618. Das Kolben-Tragelement 1002 umfasst eine „christbaumförmige" Befestigung 1004. Die Befestigungsvorrichtung 1004 umfasst eine Vielzahl von Zungenelementen 1006, die sich radial nach außen erstrecken. Eine Betätigungsvorrichtung 1008 bewegt sich vorwärts, um mit dem Kolben 1000 in Berührung zu treten. Eine Öffnung 1010 ist in dem distalen Ende der Betätigungsvorrichtung 1008 vorgesehen. Wenn die Betätigungsvorrichtung 1008 vorgeschoben wird, um mit dem Kolben 1000 in Berührung zu treten, tritt die Befestigungsvorrichtung 1004 mit der Öffnung 1010 in Eingriff. Die Zungenelemente 1006 sind abgewinkelt, so dass die für das in Eingriff tretende benötigte Kraft kleiner ist als die Haltekraft.
  • Die 31A bis 31M zeigen eine weitere Spritzenkolben-Anordnung, die in lösbarer Weise an einer Betätigungsvorrichtung 1034 befestigt werden kann. 31A zeigt den Kolben 1020, der ein Kolben-Tragelement 1022 und eine Abdeckung 1024 umfasst. Wie in 31B gezeigt, umfasst das Kolbentragelement 1022 eine Aufnahmeöffnung 1026, die in einem Basisteil 1028 ausgebildet ist. Wie in den 31C und 31D dargestellt, ist das wenigstens eine Halteelement 1030 an dem besagten Basisteil 1028 positioniert und steht nach innen zur Aufnahmeöffnung 1026 vor. Das wenigstens eine Halteelement 1030 kann einen Flansch 1032 ergreifen und festhalten, der an dem Betätigungskopf 1038 ausgebildet ist. Das wenigstens eine Halteelement 1030 ist so aufgebaut, dass es sich nach außen abbiegt, wenn es von einem Eingriffselement 1062A und 1062B berührt wird, und schnappt dann zurück, um den Flansch 1032 zu ergreifen. Wenn sich die Betätigungsvorrichtung 1034 nach vorne bewegt, um den Kolben 1020 zu berühren, wird das wenigstens eine Halteelement 1030 durch die Eingriffselemente 1062A und 1062B so lange nach außen gedrückt, bis das wenigstens eine Halteelement 1030 mit dem Flansch 1032 in Eingriff getreten ist. Das wenigstens eine Halteelement 1030 kann abgeschrägt oder abgewinkelt sein, um die Verbindung des Kolbens 1020 mit der Betätigungsvorrichtung 1034 zu erleichtern. Diese Konstruktion ermöglicht es der Betätigungsvorrichtung 1034 ohne weiteres in jeder axialen Position innerhalb des Spritzenkörpers (nicht dargestellt) mit dem Kolben 1020 in Eingriff zu treten.
  • Die 31E bis 31G zeigen verschiedene Ansicht der Betätigungsvorrichtung 1034. Wie in 31E gezeigt, umfasst die Betätigungsvorrichtung 1034 einen Betätigungskörper 1036, der mit dem Betätigungskopf 1038 verbunden ist. Der Betätigungskopf 1038 umfasst eine Ausrichtungswelle 1040, die längs der Längsachse des Betätigungskörpers 1034 koaxial ausgerichtet ist, der sich zwischen einem ersten Klemmbuchsen-Element 1042 und einem zweiten Klemmbuchsen-Element 1044 befindet. Eine Ausrichtvorrichtung 1046 kann an der Ausrichtwelle 1040 befestigt oder mit dieser einstückig ausgebildet sein.
  • Wie in den 31F bis 31G dargestellt, umfasst das erste Klemmbuchsen-Element 1042 eine ebene Oberfläche 1048 und eine gekrümmte zweite Oberfläche 1060. Die ebene Oberfläche 1048 umfasst weiterhin einen Kanal 1050A zur Aufnahme der Ausrichtwelle und besitzt weiterhin zwei Vorspann-Hohlräume 1052A bzw. 1052B. Eine Ausrichtstift-Öffnung 1054A kann in dem Kanal 1050A zur Aufnahme der Ausrichtwelle des ersten Klemmbuchsen-Elementes 1042 ausgebildet sein. Die gekrümmte zweite Oberfläche 1060a umfasst ein Eingriffselement 1062a, einen Flanschteil 1064a und ein Löseelement 1066a.
  • Das zweite Klemmbuchsen-Element 1044 ist mit dem ersten Klemmbuchsen-Element 1042 im Wesentlichen insoweit identisch als das zweite Klemmbuchsen-Element 1044 eine ebene Oberfläche 1068 und eine gekrümmte Oberfläche 1070 umfasst. Die ebene Oberfläche 1068 umfasst weiterhin einen Kanal 1050b zur Aufnahme der Ausrichtwelle und umfasst weiterhin zwei Vorspann-Hohlräume 1072a und 1072b. Eine Ausrichtstift-Öffnung 1054b kann in den Kanal 1050b zur Aufnahme der Ausrichtwelle des zweiten Klemmbuchsen-Elementes 144 ausgebildet sein. Die gekrümmte zweite Oberfläche 1060B bildet oder besitzt ein Eingriffselement 1062b, einen Flanschteil 1064b und ein Löseelement 1066b.
  • Die 31H bis 31I zeigen verschiedene Ansichten der Betätigungsvorrichtung 1034. 31H zeigt eine Ansicht des Betätigungskopfes 1034 von unten. In ähnlicher Weise zeigt 31I eine Draufsicht auf den Betätigungskopf 1034. Wie in den 31H bis 31I dargestellt, werden Vorspann-Elemente 1076a und 1076b verwendet, um in gleitender Weise das erste Klemmbuchsen-Element 1042 bzw. das zweite Klemmbuchsen-Element 1044 zu koppeln. Zusätzlich spannen die Vorspann-Elemente 1076a und 1076b das erste und das zweite Klemmbuchsen-Element 1042 und 1044 nach außen vor. Infolge der durch die Vorspann-Elemente 1076a und 1076b angelegten, nach außen gerichteten Kraft ist der Flansch 1032, der von den Flanschteilen 1064a und 1064b gebildet wird, in der Lage, wenigstens einen ersten Durchmesser D zu bilden, wenn keine zusammendrückende Kraft an den Betätigungskopf 1038 angelegt wird, und zumindest einen zweiten kleineren Durchmesser D', wenn eine zusammendrückende Kraft an das erste und das zweite Klemmbuchsen-Element 1042 und 1044 angelegt wird.
  • Ein Ausrichtstift 1078 kann verwendet werden, um die Ausrichtwelle 1040 in den Betätigungskopf 1038 zurück zu halten und in verschieblicher Weise den Betätigungskopf 1038 zu koppeln und auszurichten. Der Ausrichtstift 1078 ist in einer Ausrichtstift-Öffnung 1080 positioniert, die in der Ausrichtwelle 1040 ausgebildet ist und steht in Verbindung mit den Ausrichtstift-Öffnungen 1052a und 1052b, die an dem ersten und zweiten Klemmbuchsen-Element 1042 und 1044 ausgebildet sind.
  • Die Ausrichtvorrichtung 1046, die an der Ausrichtwelle 1040 befestigt oder mit dieser einstückig ausgebildet sein kann, stellt sicher, dass die ersten und zweiten Klemmbuchsen-Teile 1042 und 1044 gleiche Abstände von der Ausrichtwelle 1040 besitzen. Zusätzlich kann die Ausrichtvorrichtung 1046 verwendet werden, um einen minimalen kleineren Durchmesser D' des Flansches 1032 zu definieren.
  • Die 31J bis 31K zeigen den Vorgang, bei dem der Kolben 1020 mit dem Betätigungskopf 1038 gekoppelt wird. Wie in 31J dargestellt, ist der Betätigungskopf 1038 koaxial mit der Aufnahmeöffnung 1026 ausgerichtet, die am Basisteil 1028 des Kolben-Tragelementes 1022 ausgebildet ist. Danach wird die Betätigungsvorrichtung 1034 vorwärts bewegt, wodurch bewirkt wird, dass die Eingriffselemente 1062A und 1062B, die am Betätigungskopf 1038 ausgebildet sind, mit dem wenigstens einen Halteelement 1030 in Eingriff treten, das am Basisteil 1028 des Kolben-Tragelementes 1022 positioniert ist. In Reaktion hierauf verbiegt sich wenigstens ein Halteelement 1030 nach außen, während eine zusammendrückende Kraft in radialer Richtung auf den Betätigungskopf 1038 ausgeübt wird. Dieses Ausüben einer zusammendrückenden Kraft hat zur Folge, dass das erste und das zweite Klemmbuchsen-Element 1042 und 1044 nach innen gleiten und vermindert den Durchmesser des Flansches 1032 auf den Durchmesser D'.
  • Wenn sich die Bewegung der Betätigungsvorrichtung 1034 fortsetzt, bewegen sich die Eingriffselemente 1062a und 1062b vorwärts in die Aufnahmeöffnung 26, die am Basisteil 1028 des Kolben-Tragelementes 1022 ausgebildet ist. Danach tritt das wenigstens eine Halteelement 1030 mit dem Flansch 1032 in Eingriff. Wie in 31K dargestellt, bewirken die Vorspann-Elemente 1076a und 1076b das der erste und der zweite Klemmbuchsen-Teil 1042 und 1044 nach außen gleiten und eine Vergrößerung des Durchmessers des Flansches 1032 vom Durchmesser D' bewirken. Zu diesem Zeitpunkt ist der Kolben 1020 mit der Betätigungsvorrichtung 1034 gekoppelt.
  • Die 31L bis 31M zeigen den Vorgang des Lösens des Kolbens 1020 von dem Betätigungskopf 1038. Nach der Injektion von Kontrastmaterial werden der Kolben 1020 und die Betätigungsvorrichtung 1034 zurückgezogen. Während der Zurückziehbewegung nähert sich die Betätigungsvorrichtung 1034 der Öffnung 576 (siehe 18), die in der hinteren Platte 546 der Spritzenhalter-Anordnung 540 ausgebildet ist. Der Durchmesser der Öffnung 576 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser des Betätigungskopfes 1038, wodurch bewirkt wird, dass die Löseelemente 1066a und 1066b, die am ersten und am zweiten Klemmbuchsen-Element 1042 und 1044 ausgebildet sind, mit der hinteren Platte 546 der Spritzenhalte-Anordnung 540 in Eingriff treten. Das Zurückziehen der Betätigungsvorrichtung und die abgewinkelte Wand, welche die Löseelemente 1066a und 1066b bilden, liegen gemeinsam eine zusammendrückende Kraft an den Betätigungskopf 1038 an, was zur Folge hat, dass das erste und das zweite Klemmbuchsen-Element nach innen gleiten und den Durchmesser des Flansches 1032 auf den Durchmesser D' verkleinern. Hiernach tritt das wenigstens eine Halteelement 1030 außer Eingriff vom Flansch 1032 und die Betätigungsvorrichtung 1034 löst sich vom Kolben 1020.
  • Nachdem somit beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, sei darauf hingewiesen, dass es sich dabei nur um Beispiele handelt und dass verschiedene Abänderungen, Anpassungen und Modifikationen im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, der durch die Ansprüche definiert ist. Somit ist die vorliegende Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt, die hier beschrieben wurden.

Claims (6)

  1. Injektionssystem, das eine Spritzenbaueinheit mit einem Kolben (512) und einer Spritze (500) umfasst, wobei der Kolben Folgendes aufweist: einen lösbaren Verbindungsmechanismus (617) am Kolben, der für die Herstellung einer lösbaren Verbindung mit einem Betätigungsschaft (700) der Spritze ausgebildet ist, wobei der Betätigungsschaft (700) für eine Hin- und Herbewegung zur Steuerung der Bewegung des Kolbens (512) ausgebildet ist, wobei der lösbare Verbindungsmechanismus (617) ein Greifelement (710) umfasst, das proximal vom Kolben (512) vorsteht, wobei das Greifelement (710) so ausgebildet ist, dass es sich radial nach außen verbiegt, wenn es von dem Betätigungsschaft (700) berührt wird, um mit dem Betätigungsschaft (700) in lösbaren Eingriff zu treten, wenn sich der Betätigungsschaft (700) und das Greifelement (710) relativ zueinander in einer Eingriffsstellung befinden, wobei das Greifelement (710) weiterhin so ausgebildet ist, dass es den Betätigungsschaft (700) freigibt, wenn es mit einem Freigabeelement (546) der Spritze in Eingriff tritt, dadurch gekennzeichnet, dass das Freigabeelement (546) eine Platte (546) ist, die eine Öffnung (576) aufweist, wobei der Betätigungsschaft (700) durch die Öffnung (576) hindurch verläuft und wobei der Kolben (512) weiterhin einen Finger (718) umfasst, der sich von dem Greifelement (710) radial nach außen erstreckt, wobei der Finger (718) ausgebildet ist, um an einer inneren Oberfläche (720) der Platte (546) anzustoßen, um das Greifelement (710) und den Betätigungsschaft (700) außer Eingriff zu bringen.
  2. Injektionssystem nach Anspruch 1, bei dem das Greifelement (710) ausgebildet ist, um während des Außer-Eingriff-Stehens vom Betätigungsschaft (700) permanent deformiert zu sein.
  3. Injektionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Teil (610) des Greifelementes (710) so ausgebildet ist, dass er während des Außer-Eingriff-Tretens vom Betätigungsschaft (700) abbricht.
  4. Injektionssystem (10) nach Anspruch 1, das Folgendes umfasst: eine Rille, die den Betätigungsschaft (700) umgibt, und eine Verriegelung (712), die an einer inneren Oberfläche des Greifelements (710) angeordnet ist, wobei die Verriegelung (712) an der Rille befestigt ist, wenn der Betätigungsschaft (700) und das Greifelement (710) aneinander gekoppelt sind.
  5. Verfahren zum Verbinden und Lösen eines Spritzenkolbens (512) mit bzw. von einem Betätigungsschaft (700) eines Injektionssystems (10), das folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Antreiben des Betätigungsschafts (700) zum Spritzenkolben (512) hin, derart, dass der distale Teil des Betätigungsschafts (700) das Greifelement (710) radial nach außen drückt, um einen lösbaren Eingriff mit dem Spritzenkolben (512) herzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren das Zurückziehen des Betätigungsschafts (700) derart umfasst, dass der Finger (718) an der inneren Oberfläche (720) der Platte (546) anliegt und sich vom Greifelement (710) radial nach außen erstreckt, um das Greifelement (710) und den Betätigungsschaft (700) außer Eingriff zu bringen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, das weiterhin das Hindurchführen des Betätigungsschafts (700) durch die Öffnung (576) des Freigabeelements (546) umfasst.
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