一种高压注射器用注射头的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体地，涉及一种高压注射器用注射头。


背景技术：

2.造影剂是介入放射学操作中最常使用的药物之一，主要用于血管、体腔的显示，提高诊断的准确性。造影剂种类多样，目前用于介入放射学的造影剂多为含碘制剂。造影剂用量是引起造影剂肾病的独立危险因素。cigarroa等提出造影剂用量的计算公式：5ml
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体重（kg)/cr(mg/dl），最大用量不超过300 ml。有研究显示越过阈值用量，造影剂肾病发生率为21%-37%，未越阈值者为0%-2%。物理
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化学反应的发生率及严重程度与所用造影剂的量有关，目前常用的造影剂其渗透压均明显超过血液，是其2~5倍，故很易产生各种损害，因此减少造影剂用量对患者有益。
3.传统的血管造影高压注射器在实际应用中，通过注射头进行大剂量和高流速注射，病人往往不得不摄入不必要的过多剂量的造影剂。而配合微导管使用时，如采用低流速和小剂量注射往往因控制精度和针筒结构原因，导致造影失败的情况。现有的高压注射器用注射头内部通过在驱动件的输出端设置丝杆结构，从而带动连接于针筒活塞的推杆进行往复运动，其体积往往较大，占用空间且不利于操作。


技术实现要素：

4.实用新型要解决的问题：
5.针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、小型化，能以低流量高精度注射造影剂的高压注射器用注射头。
6.解决问题的技术手段：
7.为解决上述问题，本实用新型提供一种高压注射器用注射头，所述注射头包括：壳体：支持于所述壳体的内部的机架；安装于所述机架的马达；以位于所述马达的水平方向侧方的形式设置于所述机架的编码器；以位于所述马达的斜下方的形式设置于所述机架的丝杆组件；以及将所述马达的动力传递至所述丝杆组件的同步带传动机构；所述丝杆组件包括转动自如地插通所述机架的丝杆、在所述丝杆转动时沿所述丝杆的轴向带动注射器的胶塞的移动件以及支持所述移动件的滑轨；所述壳体的前端设置有夹持所述注射器的针筒的夹爪和支持所述针筒的托架。
8.根据本实用新型，通过将丝杆组件设置于马达侧下方，并通过同步带传动机构进行传动，能够有效减少占用空间，减小注射头主体的尺寸，使其小型化。通过在壳体前端设置夹爪和托架能够使注射器与注射头形成一个整体，通过开合夹爪能方便地拆装注射器。
9.也可以是，本实用新型中，所述移动件由设置于所述丝杆的丝杆螺母和与所述丝杆螺母连接的推杆组成；所述推杆套设于所述丝杆的外侧且滑动自如地插通所述壳体的前端。通过将丝杆和丝杆螺母设置为一体，能缩短结构长度。
10.也可以是，本实用新型中，所述移动件还包括滑块，所述丝杆螺母通过所述滑块滑
动自如地支持于所述滑轨；所述滑轨上设置有引导所述滑块的导杆。
11.也可以是，本实用新型中，所述同步带传动机构包括设置于所述马达的输出轴的末端的第一同步齿轮、设置于所述丝杆的后部的第二同步齿轮以及将所述第一同步齿轮与所述第二同步齿轮传动连接的皮带。由此实现准确、平稳的动力传递。
12.也可以是，本实用新型中，所述同步带传动机构还包括设置于所述机架的张紧轮。
13.也可以是，本实用新型中，所述丝杆的末端从所述壳体的后端伸出并设置有旋钮。由此能够手动驱动丝杆旋转，能够在设备断电的情况下将高压注射器从注射头上拆下。
14.也可以是，本实用新型中，所述托架上设置有传感器座；所述传感器座上设置有气泡传感器。由此能安装用于检测管路中是否存在气泡的气泡传感器，同时该气泡传感器还可以发挥固定管路的作用。
15.也可以是，本实用新型中，所述壳体的上部形成为具有向后方倾斜的倾斜面的梯台形状；所述壳体的顶部设置有停止键，所述倾斜面上设置有用于控制所述推杆前后运动的控制按钮。由此能有效降低注射头的高度。
16.也可以是，本实用新型中，所述注射头还配有电源箱；所述注射头的控制电路设置于所述电源箱内。通过将主控线路板设置在电源箱内，能够减少注射头的内部组件，从而节约内部空间使其更加紧凑。
17.也可以是，本实用新型中，所述壳体的一侧设置有手柄。
18.实用新型效果：
19.本实用新型结构简单，结构紧凑、小型化，能以低流量高精度驱动高压注射头注射造影剂。
附图说明
20.图1示出了根据本实用新型一实施形态的装载有高压注射器的高压注射器用注射头的立体图；
21.图2示出了根据本实用新型一实施形态的装载有高压注射器的高压注射器用注射头的俯视图；
22.图3是图2所示高压注射器用注射头的w-w向剖视图；
23.图4是图2所示高压注射器用注射头的a-a向剖视图；
24.图5示出了设置有图1所示高压注射器用注射头的高压注射器套件；
25.符号说明：
26.100、注射头；11、下壳体；12、上壳体；20、机架；30、马达；41、第一同步齿轮；42、第二同步齿轮；43、皮带；50、编码器；61、丝杆；62、丝杆螺母；63、推杆；63a、推杆头；64、滑块；64a、导杆；65、滑轨；66、旋钮；71、夹爪；72、托架；72a、按键；73、传感器座；74；支撑杆；81、pcb电路板；82、快进键；83、慢进键；84、停止键；90、手柄；91、护手板；200、高压注射器；210、针筒；220、胶塞；300、造影剂管路；310、三通接头；311、气泡传感器；312、气泡传感器；400、插瓶针。
具体实施方式
27.以下结合附图和下述实施方式进一步说明本实用新型，应理解，附图和下述实施
方式仅用于说明本实用新型，而非限制本实用新型。
28.在此公开一种结构紧凑、小型化，能以低流量高精度注射造影剂的高压注射器用注射头（以下简称“注射头”）。图1是根据本实用新型一实施形态的装载有高压注射器200的高压注射器用注射头100的立体图，图2是高压注射器用注射头100的俯视图。在此，将图1和2中注射头推动高压注射器注射造影剂的方向定义为“前方”，将注射头拉动高压注射器吸取造影剂的方向定义为“后方”，定义“上”、“下”、“左”、“右”为从后方观察注射头时的“上”、“下”、“左”、“右”方向。需要说明的是，本实用新型的描述中方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
29.如图1、图2所示，注射头100与高压注射器200配合使用，具体地，注射头100的前部设置有用于安装高压注射器200的注射器座，注射头100内部的移动件与高压注射器200的后述胶塞220连接，将作为驱动件的后述马达30的输出转化为直线运动，带动胶塞220进行往复运动从而抽取或是注射造影剂。
30.图3和图4是注射头100的剖视图，图3是高压注射器用注射头100的w-w向剖视图，图4是高压注射器用注射头100的a-a向剖视图。以下参照图图4说明注射头100的详细结构。如图3、图4所示，注射头100包括注射头主体和注射器座。
31.[注射头主体]
[0032]
注射头主体主要用于以规定的速度带动高压注射器200的胶塞220往复运动，其包括壳体、机架20、马达30、同步带传动机构和丝杆组件。
[0033]
壳体是注射头主体的外壳，本实施形态中壳体由下壳体11和上壳体12构成，但不限于此，也可以形成为前后分体式等其他结构。如图2、图3和图4所示，下壳体11的前端中央形成有用于供后述的推杆63伸出的大径通孔，在该通孔的两侧形成有用于供后述的支撑杆74伸出的小径通孔。注射头的电缆从下壳体11的右侧前部向外引出，连接对注射头进行配电的电源箱（未图示），本实施性形态中，注射头的控制电路也外置到电源箱中，由此能够减少注射头的内部组件，从而节约内部空间使其更加紧凑。另一方面，在左侧中部通过护手版91安装有用于手动调整注射头100的位置的手柄90。另外，虽未图示，但在下壳体11的右侧还可以设置有用于连接床边支架的杆构件。上壳体12形成为具有向后方倾斜的倾斜面的梯台形状。在该倾斜面上设置有用于控制注射头100中推杆63的前后运动的控制按钮，控制按钮包括快进键82和慢进键83。与控制按钮设置于上壳体12的顶部的情况相比，设置在倾斜面上能在竖起注射头100进行吸药和排气时看到控制按钮，从而方便操作。而且，通过将控制按钮设置在上壳体12的前侧面，能有效降低注射头的高度。另外，在上壳体12的顶部则设置有用于使注射头100停止工作的停止键84。
[0034]
机架20设置于壳体内部，主要用于设置和支持后述的马达30、同步带传动机构以及丝杆组件。机架20上形成有包括用于设置马达30的第一贯通孔和用于设置丝杆组件的第二贯通孔在内的多个通孔，其中第二贯通孔形成于第一贯通孔的侧下方。
[0035]
马达30是注射头的驱动单元，例如可以是自带行星齿轮减速箱的高精度马达。如图4所示，马达30以输出轴插通第一贯通孔的形式设置于机架20，在该输出轴的末端、即远离马达30的一端设置有后述同步带传动机构中的第一同步齿轮41。在马达30的水平方向侧
方设置有编码器50，在编码器50的后部设置有齿轮，编码器50借助该齿轮的传动来计算马达30的行程。
[0036]
丝杆组件是滚珠丝杠机构，用于将马达30输出的转动转化为直线运动，从而带动高压注射器200的胶塞220往复运动。丝杆组件包括由丝杆61和移动件构成的滚珠丝杠副、以及支持该移动件的滑轨65。第二贯通孔中设置有推力轴承，丝杆61通过该推力轴承转动自如地插通机架20并在前后方向上延伸，丝杆61的螺距例如可以是2mm。在该丝杆61的后部、即从第二贯通孔向前方伸出的部分上设置有第二同步齿轮42，在该丝杆61的大致中部设置有在丝杆61转动时沿丝杆61的轴向、即前后方向移动的移动件。滑轨65以从下壳体11的底面竖起的形式设置于丝杆61和移动件的侧方，滑轨65上形成有嵌套移动件的凹槽，从而滑动自如地支持移动件。此外，滑轨65不限于上述结构，也可以是水平铺设于下壳体11的底面。由此，丝杆组件以位于马达30的侧下方的形式沿前后方向设置于机架20。
[0037]
本实施形态中，移动件包括丝杆螺母62和推杆63。具体而言，丝杆螺母62设置于丝杆61，在丝杆61转动时沿其轴线方向前后移动。推杆63如图3、图4所示形成为两端开口的大致管状结构，其后端与丝杆螺母62固定连接，其前端滑动自如地插通设置于下壳体11的前端面的大径通孔，由此推杆63能够在丝杆螺母62的带动下沿轴向前后移动。在推杆63的前端还设置有推杆头63a，该推杆头63a形成为大致帽状，其小径端插入推杆63的前端，大径端上设置有与高压注射器200的胶塞220卡合的卡槽，从而能带动胶塞220前后运动。移动件还包括嵌套在滑轨65中的滑块64，该滑块64通过螺栓等固定件与丝杆螺母62结合为一体，由此使丝杆螺母62滑动自如地支持于滑轨65。此外，在滑块64的两侧设置有翼孔，翼孔中装有直线轴承并插通沿前后方向延伸的一对导杆64a，该导杆64a用于引导滑块64以防止滑块64和丝杆螺母62在滑轨65内翻滚。
[0038]
在机架20上还设置有用于从马达30向丝杆组件传递动力的同步带传动机构。同步带传动机构包括上述设置于马达30的输出轴末端的第一同步齿轮41、设置于丝杆61的后部的第二同步齿轮42以及将第一同步齿轮41和第二同步齿轮42传动连接的皮带，此外同步带传动机构还包括设置于机架20上用于张紧皮带的张紧轮。本实施形态中，同步带传动机构是同步带传动结构，皮带可以是梯形或齿形同步带，第一同步齿轮41、第二同步齿轮42和张紧轮可以是同步轮，由此实现准确、平稳的动力传递。
[0039]
本实施形态中，马达30的最高转速例如可达16900转，自带行星齿轮减速箱，其减速比例如可以是20:1，精确减速比为81:4。同步带传动机构的传动比可以是20:12。借助集成每圈计数1024的高精度编码器和2mm的丝杆螺距，理论可实现控制注射精度：0.00413ml。以上仅为实施形态中的一个示例，本实用新型不限于此，可以根据实际需求进行设置。
[0040]
如上所述，通过将丝杆组件和马达30平行设置，且将丝杆组件设置于马达30的下方且侧方，并通过同步带传动机构进行传动，能够减小注射头主体的尺寸，使其小型化。此外，通过将控制按钮等设置于上壳体12的倾斜面，能有效降低注射头主体的高度。通过将注射头的电缆连接至与注射头分体设置的电源箱中，并将注射头的控制电路外置到电源箱中，能够减少注射头主体的内部组件，从而节约内部空间使其更加紧凑。
[0041]
[高压注射器及注射器座]
[0042]
高压注射器200包括针筒210和胶塞52，在针筒210的梢端形成有作为液体输出端的注射器接口，在针筒210的末端形成有向径向外侧突出的凸缘，胶塞52与上述推杆头63a
卡合从而与推杆63一体地移动。高压注射器200构成为只有当胶塞220位于针筒210的最末端、即推杆64后退到后极限时才能将针筒210从托架72上取下。本实用新型中，针筒210可以与加强套筒结合成一体，其容量可以是30ml。通过缩减针筒容量和使加强套筒和针筒为一体，并针筒采用医用级高分子材料（例如pc材料），可以保证针筒在注射时不变形，从而提高注射精度。
[0043]
在注射头主体的底部前端、具体而言在下壳体11的两个小径通孔中埋设有一对支撑杆74，在该一对支撑杆74上设置有用于夹持并支撑高压注射器200的注射器座。如图3、图4所示，注射器座主要包括夹爪71和托架72。托架72形成为大致三角状，主要用于支持高压注射器200，其长度针筒210的筒身大致相等，在平板状的托架主体的下方形成有用于增加托架强度的加强筋。在托架72的末端设置有用于夹持高压注射器200的夹爪71，夹爪71形成为大致拱状，在其径向内侧形成有与针筒210末端的凸缘对应尺寸的槽部，由此在夹爪71闭合时能锁定针筒210。
[0044]
此外，如图1所示，在托架72的侧方还设置有传感器座73，传感器座73主要用于设置用于在注射时检测管路中的气泡的气泡传感器311。气泡传感器311形成为大致夹状，在一侧形成有嵌入管路的开口。
[0045]
像这样，马达30的动力通过同步带传动机构传递至丝杆61，在丝杆61和丝杆螺母62组成滚珠丝杠副中，同步带传动机构带动丝杆61转动，从而驱使丝杆螺母62通过推杆63带动胶塞220前进或是后退，实现造影剂的注射或是抽取。另外，丝杆61还可以进一步地插通下壳体11的后端面向后方延伸，在该丝杆61的末端上设置有旋钮66，该旋钮66是可由人工手动操作的手动旋钮，通过该旋钮66可以手段旋转丝杆61。在设备断电情况下，可以通过手动操作旋钮66转动推杆63后退至后极限位置，从而使胶塞220移动至针筒210的末端，由此能方便将针筒210从针筒托架上取下。
[0046]
图5示出了设置有注射头100的高压注射器套件。如图5所示，高压注射器套件包括注射头100、高压注射器200、造影剂管路300以及插瓶针400。具体而言，在造影剂管路300上设置有三通接头310。该三通接头310的第一端口通过管路连接高压注射器200的注射器接口，第二端口通过管路连接插入药液瓶的插瓶针400，第三端口通过管路连接微导管，并通过微导管向患者输出造影剂，此时设置于传感器座73上的气泡传感器311还起到夹持固定管路的作用。
[0047]
与上述气泡传感器311同样地，在三通接头310的第二端口与插瓶针400之间设置有多个夹状的气泡传感器312。气泡传感器311主要用于检测从三通接头310向患者输出的造影剂中有无气泡，而气泡传感器312主要用于检测插瓶针400与三通接头310之间有无气泡，如果监测到管路中存在气泡则输出高电平，注射头100会停止注射，防止气泡被注射入人体血管。
[0048]
以上的具体实施方式对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应当理解的是，以上仅为本实用新型的一种具体实施方式而已，并不限于本实用新型的保护范围，在不脱离本实用新型的基本特征的宗旨下，本实用新型可体现为多种形式，因此本实用新型中的实施形态是用于说明而非限制，由于本实用新型的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书中。凡在本实用新型的精神和原则之内的，所做出的
任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。