注射器信息的編碼和檢測的製作方法

2023-12-09 01:09:16

專利名稱：：注射器信息的編碼和檢測的製作方法
技術領域：
：本發明涉及信息或構造的編碼和檢測，特別是，涉及具有編碼有關藥品注射程序的信息的注射器和注射器編碼器，涉及包括注射器編碼的注入器系統，以及編碼和檢測注射器信息的方法。
背景技術：
：注射程序的關鍵參數由多個變量來確定，包括例如注射器直徑、注射器長度、注射器材料和流體的成分/濃度。在受影響的注射程序的諸參數中，有遞送的液體的體積、流量、流體壓力和注射器活塞行程的限制。在現有的注入器系統中，注射器的大小規格一般由以下方式來確定(1)由操作者手工操作將注射器的大小或類型輸入到注入器軟體中，或(2)藉助於注入器頭上的開關自動地進行操作，這些開關機械地連接以提升或降低注射器上的元件。例如，參見轉讓給本申請受讓人的美國專利號5，741，232、6,090,064和5,873,861，通過引用將它們公開的內容納入本文。圖1A示出如美國專利號5，873，861所述的注射器4後部接合突緣部分上的突緣3和3'的弧形周圍設置的下降元件或掣子2和2'。包括掣子2和2'的注射器4例如由透明或不透明的聚合物材料製成。在圖1B所示的接通電源的注入器8中，掣子2和/或2'與一個或多個相應設置的開關6—起操作。一個或多個掣子存在或缺席的狀態提供代表注射器構造的編碼。然而，機械和電子設計上的約束，限制這樣自動檢測開關的個數。確實，現有系統只能自動地檢測有限的注射器的構造。另外，移動機構的失效也是一個問題。此外，某些電子的和機械的編碼系統可顯著地增加注射器和/或注入器的製造成本。其它當前可供使用的編碼和檢測注射器構造的方法包括在注射器和注入器上分別放置條形碼和相應的傳感器(如美國專利號5，997，502所述)。然而，條形碼系統也有與上述的機電系統相同的問題。如本文所釆用的，術語"注射器構造"包括關於一個具體注射器的所有信息，其包括(但不限於)關於注射器機械特性(例如，材料、長度和直徑)的信息，以及關於注射器內容物的信息(例如，體積和成分)。隨著新的注射器的出現，特別是預灌注的注射器，對於精確地編碼和檢測(或讀出)注射器構造諸變量的要求提高。注射器構造信息可通過接通電源的注入器來控制作為確定的注射器構造/注入參數的函數的注射程序。此外，可保留有關注射程序的數據記錄，例如，以滿足衛生保健管理中精確記帳和成本信息的要求。可保留以下信息的記錄所使用的注射器的類型、所使用的造影劑的量、所使用的造影劑的類型、消毒日期、過期日期、批次編碼、造影劑的特性，和/或其它與臨床有關的信息。這種信息可進行數位化記錄，以便與計算機化的醫院記帳系統、庫存系統、控制系統等共享。發明簡述一般來說，本發明通過提供一個或多個指示器來提供對信息的編碼和檢測，該指示器與電磁能互相作用，該互相作用是可以被檢測的。在多個實施方案中，所述電磁能是光能。例如，電磁能可通過其中形成指示器的材料段進行傳輸，或通過圍繞其中形成有指示器的材料的介質傳輸。在一個方面，例如，本發明提供一種與接通電源的注入器一起使用的注射器，以便將液體注入病人體內，該注射器包括材料段，其適於通過其間或其節段傳輸或傳播電磁能。該材料段包括至少沿材料段設置的第一指示器。如上所述，第一指示器適於與通過材料段傳輸的能量的至少一部分互相作用，該互相作用是可以被檢測的。第一指示器的存在(或缺席)提供或對應關於上述實施方案注射器構造的信息。本發明的指示器可以例如藉助於其數量和/或位置提供信息(例如，關於注射器構造)。多個編碼的物件或物件組(例如，注射器)可具有由該物件指示器的存在、缺席和/或設置所代表的各物件的構造。如這裡採用的涉及由指示器提供的信息，術語"位置"、"定位"以及相關術語指絕對和/或相對位置。在這點上，信息可由一個或多個指示器在編碼物件(例如，上述注射器的材料段)上的絕對位置來提供。如這裡所採用的，術語"絕對位置"指指示器在物件或材料段之上或之內相對於一參考位置(例如，在材料段或接電源的注入器上的一固定位置)的位置。信息也可由多個指示器彼此的相對位置來提供，而與根據物件或材料段的絕對位置無關。與電磁能傳輸或傳播而接觸或照射到編碼物件或材料段的指示器一起使用的術語"互相作用"通常是指，例如能量的傳播、能量方向的改變、能量強度的改變、能量傳播速度的改變和/或能量形式的改變。這樣的互相作用優選易於被本
技術領域：
內熟知的傳感器檢測到。例如，指示器可適於不加改變而傳播照射到其上的能量，或也可適於轉換、折射、散射和/或吸收至少一部分的能量。一般來說，本發明的指示器是不連續的，或具有與編碼物件或材料段的其餘部分不同性質的區域，這樣，照射到指示器上的能量的互相作用不同於照射到不包括指示器的編碼物件或材料段部分上的能量。這種指示器與照射能量的不同互相作用是可檢測的。例如，在通過材料段傳輸能量的情形中，指示器可以是材料段的一個區域，能量可通過該區域傳播到材料段的外面，而材料段的其餘部分阻止能量傳播到材料段外面。在光能的情形下，例如，指示器可以是不連續的，例如形成在編碼物件或材料段內的成角表面例如折射、反射、散射或吸收光能。指示器也可包括檢測材料(例如，螢光材料)，其經能量照射後處於可檢測的狀態。優選地，注射器(或其它編碼物件)包括沿編碼物件或材料段設置在唯一預定位置(即，絕對和/或相對位置)處的多個指示器(即，優選至少兩個指示器)。各個指示器適於與照射在其上的能量的至少一部分互相作用，或改變該能量的至少一部分。指示器的數量可提供注射器構造的信息。同樣地，指示器的預定位置可提供有關注射器構造的信息。例如，二進位/數字的編碼可由在預定位置處指示器的存在/缺席給出。多重二進位代碼可被置於單一注射器或其它編碼物件上，這樣的注射器或其它編碼物件使用在其上不同位置處的指示器群或組。在一個實施方案中，電磁能是光能，且材料段可以例如具有比相鄰環境的折射率大的折射率，這樣，光能可沿其長在材料之內進行內部反射。內部反射有助於光能通過材料段有效地傳輸。適合用於光能的指示器包括，例如，適於折射和/或反射光能到傳感器上的在注射器壁內的成角表面。例如，材料段可與注射器或其它的編碼物件一體地形成。在一個這樣的實施方案中，材料段是注射器壁的可透光部分。同樣地，材料段也可以是與注射器或其它編碼的物件相分離的。材料段可以例如與注射器相關連或附連。材料段也可形成為注射器適配器的一部分，該適配器被設計用來適配注射器以便用於特定的注入器，或者，材料段形成為加熱器護套的一部分，該加熱器護套用來加熱注射器內的造影劑一(如本
技術領域：
內熟知的)。在另一方面，本發明提供用於接通電源的注入器的注射器編碼器，以便將一液體注入病人體內。注射器編碼器包括適於通過其間傳輸或傳播電磁能的材料段。材料段包括至少沿材料段設置的第一指示器。如上所述，第一指示器適於與通過材料段傳輸或傳播的能量的至少一部分互相作用，該互相作用是可以被檢測的，以便提供關於注射器構造的信息。注射器編碼器可以例如與注射器或注射器適配器一體地形成，也可與它們相關連(例如，在同一個容器內運輸)或附連於它們(被設計用來適配一個特定的注射器，以便用於帶電的注入器)。在另一方面，本發明提供用於注射器的注入器系統。注入器優選地包括驅動件、至少一個電磁能的源和至少一個傳感器。注入器系統還包括如上所述的注射器編碼器。在這點上，注射器編碼器包括適於在其間傳輸或傳播電磁能的材料段。材料段包括沿材料段的至少第一指示器，該指示器適於與通過材料段傳輸或傳播的能量的至少一部分互相作用，該互相作用是可以被傳感器檢測的。在另一方面，本發明提供包括至少一個電磁能的源和至少一個傳感器的編碼器系統。編碼器系統還包括如上所述的注射器編碼器。在這點上，注射器編碼器包括適於通過其間傳輸電磁能的材料段。材料段包括沿材料段的至少第一指示器，該材料段適於與通過材料段傳輸或傳播的能量的至少一部分互相作用，該互相作用是可被傳感器檢測的。在還有一方面，本發明提供編碼有關注射器構造的信息的方法。該方法包括下列諸步驟通過材料段的至少一部分傳輸或傳播能量；提供至少第一指示器，其適於與通過材料段傳輸或傳播的能量的至少一部分互相作用，該互相作用是可以沿材料段被檢測的；以及檢測能量的至少一部分與第一指示器的互相作用。如上所述，可利用一個或多個指示器的預定位置來提供有關注射器構造的信息。本發明的編碼器和方法不限於在注射器或醫用注入程序中使用。這樣的編碼器可用於醫用注入程序中其它的泵、加壓機構或其它液體通道元件，例如，在美國專利號5，806，519、5,843,037和5，916，197中所公開的泵和液體通道元件，這些專利被轉讓給本發明的受讓人，這些專利的內容通過引用被納入本文。的確，本發明的編碼器和方法可很好地適用於要求編碼醫學領域內或其它應用領域的信息的任何應用中。在另一方面，本發明因此提供包括適於通過其間傳輸或傳播能量的材料段的編碼器。材料段包括沿材料段設置的至少第一指示器。如上所述，第一指示器適於與通過材料段傳輸或傳播的能量的至少一部分互相作用以提供信息，該互相作用是可以被檢測的。同樣地，本發明提供編碼信息的方法，其包括下列諸步驟通過材料段的至少一部分傳輸或傳播能量提供至少第一指示器，其適於與通過材料段傳輸或傳播的能量的至少一部分互相作用，該互相作用是可以沿材料段被檢測的；以及檢測能量的至少一部分與第一指示器的互相作用。如上所述，可利用一個或多個指示器的預定的位置(相對位置和/或絕對位置)來提供信息。除了通過編碼物件的長或材料段傳輸能量之外，電磁能也可圍繞或鄰近編碼物件或材料段進行傳輸，其中，本發明的指示器這樣形成或設置，使得電磁能可以照射到指示器上。在還有一方面，在這點上，本發明提供包括沿注射器壁設置的至少第一指示器的注射器。第一指示器與鄰近注射器壁並基本上平行於注射器壁軸線傳輸的能量的至少一部分互相作用，該互相作用是可以被檢測的，以提供關於注射器構造的信息。可沿注射器壁的長在唯一預定的縱向位置處設置多個這樣的指示器。各個指示器與鄰近注射器壁傳輸的能量的至少一部分互相作用，該互相作用是可以被檢測的。該預定的指示器的位置提供關於注射器構造的信息。例如，每個指示器可具有不同的徑向位置。在一個實施方案中，多個指示器呈階梯狀地連續形成。在另一方面，本發明提供包括與電磁能互相作用的材料段的注射器編碼器。材料段包括沿材料段定位的至少第一指示器，以便與基本上沿材料段表面傳輸的能量的至少一部分互相作用，該互相作用是可以被檢測的。該第一指示器提供關於注射器構造的信息。在還有一方面，本發明提供製造用於接通電源的注入器以便將液體注入病人體內的注射器的方法。該方法包括如上所述沿注射器的長形成至少第一指示器的步驟。如上所述，至少第一多個指示器可沿注射器壁的長在唯一預定的縱向位置處形成。例如，指示器可包括形成在注射器壁內的表面，以便將沿注射器表面傳輸的光能傳播給相應的傳感器。在另一方面，本發明提供編碼關於注射器構造的信息的方法。該方法包括下列諸步驟基本上鄰近注射器壁和平行於注射器軸線傳輸能量；提供沿注射器壁設置的至少第一指示器，第一指示器適於與鄰近注射器壁傳輸的能量的至少一部分互相作用，該互相作用是可以被檢測的；以及檢測能量的至少一部分的改變，指示器提供關於注射器構造的信息。在另一方面，本發明提供用於接通電源的注入器以便將液體注入到病人體內的一組至少兩個注射器。每個注射器包括材料段，材料段包括沿材料段表面設置的至少一個指示器。每個注射器的至少一個指示器與基本上沿材料段表面傳輸的能量的至少一部分互相作用，該互相作用是可以被檢測的。每個注射器的指示器提供在其上設置有指示器的注射器的唯一構造的信息。在還有一方面，本發明提供一種編碼器，其包括材料段，該材料段具有沿其表面定位的至少第一指示器。如上所述，第一指示器與沿材料段表面傳輸的能量的至少一部分互相作用，該互相作用是可以被檢測的，以提供編碼的信息。在另一方面，本發明提供包括如上所述的注射器編碼器的注入器系統。在還有一方面，本發明提供編碼信息的方法。該方法包括下列諸步驟沿材料段的表面傳輸光能；提供沿材料段設置的至少第一指示器，其與沿材料段表面傳輸的能量的至少一部分互相作用，該互相作用是可以被檢測的；以及檢測該至少一部分能量的互相作用。本發明在另一方面提供用於接通電源的注入器以便將液體注入到病人體內的注射器。注射器包括材料段，該材料段包括沿其表面的長形成的多個指示器。每個指示器包括大致平坦的第一表面，該第一表明相對於沿材料段表面傳輸的光的方向成角度，以便改變至少一部分光的方向，該方向被改變的光可以容易地被檢測。例如，每個指示器可包括沿材料段在半徑上的逐步變化。該半徑逐步變化包括反射光的一部分的成角表面。在另一方面，本發明提供製造具有編碼的信息的注射器的方法。該方法包括沿與注射器相關的材料段形成多個指示器的步驟。每個指示器包括一大致平坦的表面，該表面相對於沿材料段表面傳輸的光的方向成角度，以便改變至少一部分光的方向以被檢測。在另一方面，本發明提供如下所述的注射器，其注射器壁具有沿其表面設置的至少第一指示器，該指示器與沿注射器壁表面傳輸的光能量的至少一部分互相作用，該互相作用是可以被檢測的。例如，注射器可包括沿注射器壁表面在不同縱向位置處設置的至少第一多個指示器代表提供關於注射器構造信息的二進位代碼。例如，注射器壁可以是基本上圓柱形的。此外，注射器可包括沿注射器壁在不同縱向位置處對齊的至少第一多個指示器，使得從單一光源發出的光束可沿注射器表面基本平行於注射器軸線的方向傳輸與第一多個指示器中的每個指示器互相作用。在還有一方面，本發明提供用於接通電源的注入器的傳感器組件。傳感器組件包括具有光線能通過的透光表面的定位副組件，以及至少一個與透光表面分開的支座件。支座件可操作地定位位於該透光表面和支座件之間形成的間隙內的編碼的注射器或注射器適配器。例如注射器或注射器適配器可被定位在充分靠近透光表面，以防止在注射器或注射器適配器和透光表面之間形成液滴。傳感器組件優選還包括至少一個傳感器，該傳感器被設置在透光表面的一側，與設置支座件的一側相對。更優選地，傳感器組件包括多個傳感器，這些傳感器設置在透光表面的一側，與設置支座件的一側相對。傳感器組件還優選包括設置的光源，沿軸線方向在透光表面和支座件之間形成的間隙內傳播光線。在一個實施方案中，為每個傳感器提供測試光源以測試其操作性能。本發明在另一方面還提供用於編碼的注射器或編碼的注射器適配器的注入器。該注入器包括將注射器或注射器適配器附連到接電源的注入器的交界面、對注射器柱塞賦予運動的驅動件、至少一個沿軸線方向傳輸光的光源、以及至少一個檢測作為編碼注射器或注射器適配器的結果而照射到其上的光的傳感器。注入器也可包括如上所述的傳感器組件。本發明的編碼方案提供編碼信息例如注射器構造的可靠方式。不需要機械移動機構，與許多現有技術的編碼方案相比，可靠性提高。此外，本發明的注射器編碼器可容易地與例如注射器或注射器適配器一體形成，與許多現有技術的編碼機構相比製造成本更少。此外，本發明的編碼系統、裝置和方法能非常適合用於磁共振的環境中，在這種環境中通常必須注意防止編碼系統或裝置的失效，並防止對磁共振圖像設備的幹擾。在這點上，在磁共振環境中的強磁場可對某些類型的設備例如電磁致動的裝置造成不利影響。此外，這樣設備內材料的導磁率的差異和其中感應的渦流會影響MRI磁場的均勻性，從而產生偽像。同樣地，由某些設備產生的射頻能量可導致獲得的MRI圖像上出現不希望的偽像。這些問題在本發明的注射器編碼系統、裝置和方法中可容易地被避免。例如，因為不需要移動元件，所以在本發明中不需要機電的或其它的致動器。此外，可容易地選擇用於本發明的編碼系統、裝置和方法中的機械電子能量，以防止對磁共振設備的幹擾以及來自於磁共振設備的幹擾。例如，可使用光譜中的紅外光、可見光或紫外光範圍內的光能。同樣地，也可採用在MRI掃描儀的頻率範圍之外的射頻能。通過參考下面的詳細描述和附圖將會進一步理解本發明及其伴隨的優點。附圖的簡要說明圖1A示出目前可獲得的包括用於提供注射器構造信息的掣子的注射器的後視平面圖。圖1B示出目前可獲得的包括與圖1A的掣子配合的機電開關的注入器前部的側截面圖。圖2A示出入射在具有不同折射率的兩個介質之間的交界面上的光能的特性(按Snell定律得出)。圖2B示出以導致理論上完全內反射的臨界角入射在交界面上的光的特性。圖2C示出本發明的注射器編碼系統的一個實施方案的側截面圖。圖2D示出在注射器壁材料內的光的完全內反射。圖2E示出使用注射器內的成角表面在預定位置處將光傳播到注射器壁之外圖2F示出本發明的注射器編碼系統的另一個實施方案的側截面圖。圖3A示出注射器編碼器的一個實施方案的側截面圖，其中，指示器散射的光線被相應的傳感器檢測。圖3B示出注射器編碼器的一個實施方案的側截面圖，其中，指示器吸收光線。圖3C示出注射器編碼器的一個實施方案的側截面圖，其中，指示器作為透鏡將光線聚焦在對應的傳感器上。圖3D示出注射器編碼器的一個實施方案的側截面圖，其中，當指示器被電磁能接觸時，指示器進入可以被相應的傳感器檢測的"激發"狀態。圖3E示出圖3D的注射器編碼器的另一實施方案的側截面圖，其中，光能的源大致放置在其傳感器的同一平面。圖4示出注射器編碼器的一個實施方案的後視立體圖，該注射器編碼器包括設置在注射器編碼器的不同象限的兩組指示器。圖5A示出包括多組指示器的注射器的一個實施方案的側視圖。圖5B示出圖5A注射器的仰視圖。圖6示出一個注射器編碼系統的側截面圖，其中，能量信號是脈衝的。圖7示出一個注射器編碼系統的側截面圖，其中，注射器構造被動態地確定。圖8示出使用環境光作為注射器編碼所用光源的一個注射器的側截面圖。圖9示出一個具有成角的狹槽的注射器編碼器的研究模型。圖io示出一個具有反射表面的注射器編碼器的研究模型。圖11示出模型注射器設計的一個實施方案的尺寸。圖12示出跟蹤通過圖11的模型注射器的光線的結果。圖13示出從指示器反射出的光線的實例，這些光線來自於直接入射和通過內反射入射的光線組合。圖14示出成象圓柱上每個點在其對應的圖ll模型設計的指示器狹槽上顯示的總亮度。圖15示出成象圓柱上每個點在其對應的模型設計指示器狹槽上顯示的總亮度，其中，指示器狹槽的順序與圖14中指示器槽的順序相反。圖16A示出本發明的注射器的一個實施方案的側視圖，其中，指示器狹槽的深度隨離光源距離的增加而增加。圖16B示出圖16A的注射器的側截面圖。圖16C示出圖16B中的圈出區域的放大視圖。圖16D示出圖16A至16C的諸指示器狹槽之一的放大視圖。圖16E示出包括一附連的反射表面的指示器狹槽的實施方案。圖17A示出注射器的一個實施方案的側截面圖，其中，指示器改變能量的方向至設置在注射器內部的一個或多個傳感器。圖17B示出注射器的一個實施方案的截面圖，其中，指示器位於注射器周緣的周圍。圖18A示出注射器的一個實施方案的側截面圖，其中，指示器改變沿注射器外表面傳輸的能量的方向至一個或多個傳感器。圖18B示出注射器的一個實施方案的側截面圖，其中，指示器改變沿注射器內表面傳輸的能量的方向至一個或多個傳感器。圖18C示出注射器的另一個實施方案的側截面圖，其中，指示器改變沿注射器內表面傳輸的能量的方向至一個或多個傳感器。圖19A示出與注射器操作性連接的本發明傳感器組件的側截面圖，其中，光通過注射器壁沿軸向傳輸。圖19B示出圖19A的傳感器組件在拆卸或分解狀態下的立體圖。圖19C示出圖19A的傳感器組件在拆卸或分解狀態下的另一立體圖。圖19D示出圖19A的傳感器組件在組裝狀態下的正截面圖。圖l犯示出圖19A的傳感器組件在組裝狀態下的立體圖。圖19F示出圖19A的傳感器組件在組裝狀態下的另一立體圖。圖19G示出與注射器或適配器操作性連接的本發明傳感器組件的側截面圖，其中，光鄰近注射器壁沿軸向傳輸。圖19H示出圖19A的傳感器組件的發射器和傳感器印刷線路板的實施方案的方框圖。發明詳述本發明的編碼器、編碼系統和編碼方法在編碼注射器和醫用注入程序中使用的其它泵機構的構造信息中特別有用。下面討論本發明的幾個代表性實施方案，其中，光能與注射器編碼器結合使用。在本發明光能通過形成有指示器的材料段傳輸的情形中，例如，可以利用光在兩個不同介質之間交界面處折射/反射的特點以幫助光有效地通過具有高折射率的材料段來傳輸。這些不同的介質例如可以是半透明或透明的注射器壁並且注射器壁周圍是空氣。光在兩個介質之間交界面上的折射由如下的Snell定律支配nisin9i=n2sin62其中，rh和ri2是每個介質的折射率，e是光線的入射角度(相對於垂直於交界面的方向或平面測量)。Snell定律在圖2A中用圖形來表示。在光線起初通過較高折射率的材料、然後遇到較低折射率區域的特定情形下，在交界面邊界處光反射(在第一材料內的內部)的可能性提高。臨界角可以定義如下任何以小於臨界角的角度與介質交界面相遇的光線將不會在交界面反射一它將向前進入到第二介質。換句話說，在臨界角的折射角等於90°。用數學方法來表示，臨界角由下式給出nisin9i=n26c二sirT1(n2/rh)其中，m和n2是各介質的折射率，e。是光線入射的臨界角。入射臨界角用圖示於圖2B中。圖2C示出注射器10，它的至少一部分由大致半透明或透明的材料例如玻璃或透明塑料形成。例如，注射器10可通過注射器突緣30和點滴器突緣40與注入器20的前壁上和/或內的安裝裝置相互作用，可移動地定位在接電源的注入器20上，200810145459.5例如，如美國專利號No.5，997,502所描述。例如，光源50設置在注入器20內，以通過注射器10的壁沿大致軸向方向(即，平行於注射器10的軸線)傳輸或傳播光能。光能可以是在可見光波長之外，以減小來自周圍光的幹擾。光源50也可以是脈衝的，以提高可檢測性。圖2D示出在注射器壁內內部反射的光線。一般來說，所有以大於臨界角的角度(從圖2C定向中的垂直平面測得，或從圖2D定向的水平平面測得，即，垂直於注射器-空氣交界面的平面)照射注射器壁和空氣之間的交界面的光線，將在注射器壁內內部反射，並在其間大致沿軸線方向傳輸。在一個實施方案中，注射器10由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)製成，該材料在632.8nm(氦-氖雷射輸出)測得的折射率在21°C的環境溫度下約為1.68。假定空氣的折射率約為1.00，則該材料使得空氣-注射器交界面的臨界角大致為37°。因此，如果光以大於該值的角度射到交界面，它將在內部反射。在無散射或吸收的情形下，該反射在理論上是完全的。的確，測量已表明，例如，在高質量的光纖內介質交界面的反射係數超過0.9999。例如，參見McGraw-Hill出版的《光學手冊》第13-6頁。在實際中，隨材料的缺陷增加，反射係數將會降低。假定注射器-空氣交界面的臨界角近似為37°，在注射器塑料壁內進行內部反射的光以大於或等於臨界角的角度照射在交界面上。以"較淺"或"較小"的數值照射交界面上的光將通過交界面傳播出去而進入空氣。圖2E示出在注射器壁內垂直傳輸的光遇到斜的或成角的交界面的情形。並非所有的光都在成角的交界面上反射。在LED發射的情形中，例如，光的輸出通常是高斯(Gaussian)分布，且隨著光在塑料內的散射發生額外的光子"誤導"。最終結果是在塑料內傳輸的光集合或光錐。當該光錐照射在成角的交界面上時，有些光線將繼續通過交界面進入空氣。在圖2E中，如果角W超過臨界角(37°)，則光將從交界面反射。如果光然後遇到另外的成角交界面，某些光將被引導返回到塑料，光在那裡將再次傳輸，直到其照射到下一個傾斜交界面。這種情況使得在注射器壁內(即，圖2E定向的右邊)被改變方向的總光量略微增加並同時在空間上分布光。在給定材料的特性、成角交界面的角度以及光源特性的情況下，可容易地進行計算提供最佳光方向改變的成角交界面的數量(例如，狹槽、狹縫或突起結構)。在圖2C中，注射器10包括一系列形成為成角表面或狹槽60a-60c的指示器。成角表面或狹槽60a-60c作為開口將通過注射器壁傳輸的光的一部分傳播到周圍空氣。光傳感器70a-70c分別臨近狹槽60a-60c設置。一個或多個狹槽60a-60c的存在或缺席(或狹槽60a-60c相互之間的相對位置)，例如，可代表對應於具體注射器構造(例如，包含一定濃度的特定類型造影劑的一定體積的注射器)的二進位代碼或其它編碼，例如，其可由與傳感器70a-70c溝通的處理單元200進行編譯。狹槽60a-60c可相對近地放置到光源50附近，以保證傳播到周圍空氣內的光量是可測量的。在這點上，可供測量的總光能將隨離光源50的距離增加而減小(例如，通過成角表面60a-60c的散射、吸收和/或傳播)。狹槽60a-60c可在注射器10圓周的周圍形成。這樣，注射器10的定向(即，圍繞其軸線的轉動度)與傳感器70a-70c測量從注射器10傳播出的光的能力無關。下述(1)和(2)兩種能力沿注射器10的長為多個指示器提供充分的空間，並減少或消餘由圍繞注射器IO軸線的注射器壁的曲率所引起的傳輸能量中的諸問題(1)以基本上平行於注射器10的軸線方向對齊設置指示器(例如，圖2C的指示器60a-60c)，以及(2)通過注射器壁基本上平行於注射器10的軸線從光源50傳輸能量。此外，只需在現有的注射器和注入器設計中作微小的變化，這種定向便能方便地定位能量源50和傳感器70a-70c。圖2F示出附連到接電源的注入器120上的注射器110的另一個實施方案。如上所述，注射器IIO包括安裝突緣130和點滴器突緣140。注入器120包括設置的光源150，其傳播光進入注射器壁使得光通過注射器壁基本上沿軸線方向傳輸。在該實施方案中，至少注射器110的後部包括至少放置在注射器110外周緣上的屏蔽或屏障160。屏蔽160包括作為開口或門160a-c而形成的若干個指示器，其允許光被傳播進入周圍的空氣，而屏蔽160的其餘部分則阻止光通過。這樣被傳播入周圍空氣內的光可由如上所述的傳感器170a-170c進行檢測，以便提供關於注射器構造的信息。也可在注射器壁的內徑上設置屏蔽160'。屏蔽160和160'可以是例如不透明的塑料或墨。屏蔽160和160'也可進行反射，以保證光線有效地沿軸向傳輸。儘管如上所述由不同折射率的材料引起的內反射在通過介質段有效傳輸光能上是有用的，但在實施本發明中內反射不是必需的。例如，如圖2F所述的反射屏蔽或襯層可用來通過材料段傳輸光能。此外，這些通常平行於材料段的軸線在材料段其間傳輸的光線(無內反射)可與本發明的指示器互相作用，該互相作用是可以被檢測的。在本發明的若干實施方案中，優選採取幾個步驟以防止背景或環境光(即，不是從光源發出的光)的幹擾。例如，可採用窄帶檢測，其中，光源和傳感器在非常窄的光波範圍內操作。此外，可採用同步檢測，其中，在某個頻率調節光源，且傳感器電子線路選擇性地對在此頻率變化的信號敏感。在最簡單的水平上，測量光源打開和關閉之間檢測到的信號差別。例如，在光學檢測
技術領域：
內許多已知的其它檢測方案也可適合用於本發明。在圖2C和2F的實施方案中，用來引導/傳播光線到傳感器的所有指示器位於點滴器突緣40和140後面的注射器壁之內或之上。正如本
技術領域：
內的技術人員所清楚的，這樣的指示器/傳感器對，可以位於沿注射器壁的任何地方。此外，注射器可包括與注射器壁分離的一部分或部件，能量可以通過該部分或部件傳播為注射器的信息編碼。圖3A-3E示出本發明的另外若干個實施方案。圖3A-3E各示出電磁能(例如，光能)可在其間通過或傳輸的材料段。例如，材料段可以是注射器壁的一部分、注射器適配器的一部分，或注射器或其它編碼器的一部分，該編碼器可例如關聯於和/或附連於注射器、注射器適配器(例如，置於注射器或注射器適配器附近或配裝在其上的套筒)、或其它被編碼的裝置。適合用於本發明的適配器的實例，例如，公開在1999年7月30日提出的美國專利申請號09/365,285和在2000年8月8日提出的美國專利申請號09/633，299中，它們被轉讓給本發明的受讓人，上述申請的內容通過引用被納入本文。一般來說，適配器能使不是特別設計的注射器用於特定的注入器。下文中，圖3A-3E的材料段僅指注射器編碼器。在圖3A中，注射器編碼器200包括在注射器編碼器200內不連續的指示器210a和210b，它們用來傳播/改變方向/散射從光源220通過注射器編碼器200傳播的光線。這種不連續性可例如通過注射器編碼器200內的不規則性、或通過在注射器編碼器內納入其它材料(例如通過聚合物材料的共擠出)而形成。從指示器210a和210b傳播/改變方向/散射的光分別被傳感器230a-230b檢測。在圖3A的實施方案中，傳感器230a-230b分別被屏蔽或柱列240a和240b包圍。屏蔽240a和240b朝向注射器編碼器200的表面延伸，以分別減小或阻止從指示器210b傳播/改變方向/散射的光線被傳感器230a檢測，以及減小或阻止從指示器210a傳播/改變方向/散射的光線被傳感器230b檢測(有時稱之為"交叉")。在圖3B中，注射器編碼器300包括指示器310a和310b，其吸收從光源320通過注射器編碼器300傳播的光能，否則，該光能將被傳播到注射器編碼器的外面。傳感器330a-330b檢測如上所述的指示器310a和310b的存在或缺席。然而，在該實施方案中，指示器在預定位置的存在導致信號在該位置上的缺席。例如，注射器編碼器200的指示器210a和210b可對應於二進位代碼"ll"，注射器編碼器300的指示器310a和310b可對應於二進位代碼"00"。圖3C的注射器編碼器400包括指示器410a和410b，其作為透鏡將從光源420發出的通過注射器、注射器編碼器傳播的光線分別聚焦到傳感器430a和430b上。圖3D的注射器編碼器500包括指示器510a和510b，當光從光源520照射到其上時即處於激發的狀態。例如，指示器510a和510b可包括這樣的材料，即當光能照射到其上時發出螢光。指示器510a和510b的激發狀態(例如，螢光)可分別地被傳感器530a和530b檢測。圖3E的注射器編碼器500，在操作上類似於注射器編碼器500。然而，在注射器編碼器500'的實施方案中，光源520被放置在與傳感器530a和530b的基本相同的平面內。從光源520發出的光被成角表面525改變方向通過注射器編碼器500，傳輸。此外，在圖3E的實施例中，光源520和傳感器530a和530b被容納在一個載體515內，例如，它可以是圓柱形鞘例如在本
技術領域：
內已知的注射器加熱器。如上所述，本發明的指示器可例如圍繞一注射器或注射器適配器的周緣延伸足夠的長度，使得注射器、注射器適配器或注射器編碼器相對於注入器、光源和/或傳感器排的定向(即，圍繞其軸線的轉動度)與相應傳感器測量指示器如何改變通過注射器、注射器適配器或注射器編碼器傳播的光能的能力無關。然而，定向可用來編碼更多的信息。例如，圖4示出一個注射器編碼器600，其包括多組(在本實施方案中為兩組)指示器，以給出多組二進位的編碼。例如，指示器610a、610b、610c、610d和610e(第一組)和指示器615a、615b、615c、615d和615e(第二組)被設置在大致圓柱形的注射器編碼器600的不同部分或象限內。注射器編碼器600還包括兩個光源620和620'，以及兩排傳感器630和630'。例如，編碼器600可以是注射器壁的一部分或注射器適配器的一部分。同樣地，編碼器600可附連到注射器或注射器適配器。在圖4的實施方案中，各組指示器中的至少一個指示器，例如，各組指示器中最後的指示器(即，指示器610e和615e)可用來確定注射器是否合適地附連到接電源的注入器(圖4中未示出)禾B/或相對於該注入器(圖4中未示出)合適地定位。指示器610e和615e(和/或其它的指示器)也可用來核實奇偶性和/或校準傳感器630和630，的靈敏度，例如，傳感器630和630'可以是傳感器陣列或單一傳感器例如電荷耦合器件(CCD)相機。例如，圖4的指示器可以是如與圖2C實施方案一起討論的成角狹槽。作為指示器610e和615e作用的結果而分別被傳感器排630和630'檢測的光的量，可提供信息用於校準靈敏度設定，以便確定其它指示器是否在指示器編碼器600上的不同位置處存在或缺席。將指示器610e和615e用作定位和/或標定指示器，其它指示器的存在或缺席可用來給出預定長度的二進位代碼。在圖4中，兩個四位的二進位代碼各由第一組指示器610a、610b、610c和610d以及第二組指示器615a、615b、615c和615d代表。第一組指示器的二進位代碼是"1111"，而第二組指示器的二進位代碼是"1101"(在第二組指示器中，在第三或"c"位置處的指示器缺席)。例如，兩個二進位代碼對應於特定的注射器構造，並可在例如計算機存儲器中存儲的査表中提供。使用具有相對寬檢測範圍的傳感器或傳感器組(例如，CCD相機)時，代表二進位代碼的一組指示器的絕對位置並不如使用相對窄檢測範圍的傳感器時那樣重要，後者要求指示器/傳感器對基本對齊。圖5A和5B示出本發明的另一實施方案(類似於圖4的實施方案)，其中，若干排的指示器660A、660B、660C和660D至少部分地圍繞注射器650的圓周沿注射器650的長在預定的位置處延伸。如圖5B所示，三個能量源670、670，和670"圍繞靠近注射器650後端的注射器650的圓周被設置在不同的位置處。在每排指示器的水平上，四個檢測器(未在圖5A和5B中示出)與能量源670、670'和670"大致地角向對齊(即，繞注射器650的圓周)(4排X3個能量源二總共12個檢測器)。例如，如上所述將D排的指示器用來確定定位和/或校準，還剩下三個三位的二進位代碼，或216種可能的不同編碼構造。在圖6中，注射器編碼器700包括指示器710a和710c，它們是在注射器編碼器700的表面形成的成角表面。三個能量源720、722、724是連續脈動的，在圖6的時間圖表中相繼地表示為波形S720、S722、S724。S720和S724在注射器圓筒內分別位於指示器或槽710a和710c上，它們將光傳播至接收器730。在圖6的實施方案中，注射器上沒有對應於能量源722的固定位置的指示器。因此，當S722脈動時，沒有能量傳播到接收器730。因此，時間圖表的接收部分R顯示從S720和S724而不是從S722接收到的脈衝。在各能量源處指示器的存在或缺席可代表如上18所述的二進位代碼。在上面的討論中，注射器構造信息被靜態地讀出。也可利用本發明的編碼系統動態地讀出注射器構造信息。當注射器編碼器800移動到圖7的定向的左邊時(例如，當注射器附連到接電源的注入器時)，指示器810a和810b將從光源820發出通過注射器編碼器800的光能中至少一部分光能的方向改變至接收器830(如圖7中箭頭所示)。接收到的信號R2提供注射器構造的信息。在光能用於本發明的情況下，光源可以是接電源的光源，例如，發光二極體或LED，或如本
技術領域：
內熟知的其它接電源的光源。然而，也可以使用周圍的環境光。在圖8中，例如，注射器910附連在接電源的注入器920上。接電源的注入器920包括一開孔930，環境光可通過該開孔。例如，開孔930與纖維光纜940連通。纖維光纜940終止於注射器910後端附近，提供光能至一個或多個指示器950a、950b和950c。如上所述，檢測器960a、960b和960c適於檢測分別被指示器950a、950b和950c改變的光能。在本發明的指示器使用折射和/或反射來引導光能至相應的檢測器的情形中，指示器的設計(例如，位置、深度和角度)可對檢測器檢測的光具有顯著效果。為了研究本發明幾個設計中的上述和其它效果，使用Mathcad軟體(可從麻薩諸塞州的坎布裡奇市的MathSoft購得)來構建光線跟蹤模型。在該軟體中，反射或折射光線的強度隨入射角而變化(根據Fresnel定律)。在該模型中，注射器或編碼器假定對稱地轉動，其橫截面描述成一封閉的多邊形。注射器材料假定光學上是均勻和各向同性的，具有1.68的折射率。每英寸3分貝的標稱值被用於注射器材料內的光學衰減。使用具有高斯射束分布的點光源。該光源放置在離注射器的後/底邊緣0.2英寸處，使用半角為5°的半功率射束。為了測試每個設計，跟蹤從光源發出的約500光線。跟蹤每個光線到其第一入射點，並考慮經過該距離的衰減。根據Fresnel定律計算傳播和反射光線。然後，單獨跟蹤傳播和反射光線，每個在其下一個入射中產生新的傳播和反射光線。這個反覆的過程很快產生來自於第一光線的許多光線。當它最終離開注射器或其強度跌落到閾值之下時，光線才終止。離開注射器的光線被收集在一成像表面上，它是放置在注射器周圍的圓柱，位於與如上所述的傳感器的可能位置對應的半徑處。不但記錄下光線的強度，而且記錄下入射點和入射角。除了上述假定或條件之外，該模型忽略以下效應或條件在注射器壁內活塞頭的存在；在注射器腔內任何造影劑的存在；以及注射器的表面粗糙度。產生兩種形式的圖形輸出。第一，由單一光線產生的所有光線疊加在三維注射器圖上。該輸出便於調試編碼並對跟蹤特定設計所不需要的特徵有用。第二，在成像平面上產生光強度的表面圖。作為一種選擇，可以只選擇在某個入射角內射到成像平面對繪出的強度作出貢獻的那些光線。該輸出示出設計的總體性能。圖9示出注射器或編碼器1000的一部分，其中，指示器是V形的狹槽1010a、1010b和1010c。在圖9中，光源(未示出)設置在注射器1000的底部。在該實施方案中，難以使各狹槽1010a、1010b和1010c互相獨立地操作(即，從一個狹槽發出的光線取決於在圖9定向的之前或之下狹槽的存在或缺席)。在這點上，介於兩個狹槽之間的注射器壁的部分類似稜鏡。當光大致平行於注射器壁行進通過該稜鏡時，光線離軸彎曲，遠離其上面的狹槽。例如，在圖9中，當通過狹槽1010b和1010c之間的注射器壁時，折射的光線1020遠離狹槽1010c彎曲。在該情形中，對位於注射器壁稜鏡上方的狹槽1010c照射必須依靠內部反射偏離注射器1000內表面的光線。在這點上，示出另一光線1030在注射器壁內內部反射以接觸狹槽1010c。在圖9的實施方案中，難以保證通過折射離開狹槽的內部反射光線和行進通過狹槽並經反射離開的光線以相同角度離開狹槽。這容易導致檢測器-指示器對之間的交叉，其中，如上所述，來自一個狹槽的光線到達多於一個檢測器。還是如上所述，使用柱列可減小該問題的影響。然而，V形狹槽之間的互相依賴，使得選擇對所有狹槽編碼都適用的狹槽形狀變得複雜。此外，使用折射也使設計對於材料的折射率變得敏感。如圖10所示，通過使用接近正交入射到指示器表面並反射的能量傳播，可顯著地消除這些問題。注射器1100包括三個指示器狹槽1110a、1110b和1110c。指示器狹槽1110a和1110b分別包括兩個基本上平行的壁和一反射表面或壁1115a和1115b，其與入射其上的光線成大致45。角定向，導致入射光線的反射相對於入射光線的方向成大致90。角。較淺的指示器狹槽1110c也包括反射表面1115c，它也與入射到其上的光線大約成45。角定向。反射器表面1115a、1115b和1115c反射光線到合適設置的檢測器(未在圖10中示出)。實際上，指示器狹槽1110a和1110b的基本平行的壁最好具有拔模斜度，以便在注塑模製注射器的情形中允許模製工件的拔出。大約2°的一小角就可能足夠了，且不會明顯影響指示器狹槽1110a和1110b的光學特性。因為反射器表面1115a、1115b和1115c是偏離或定位在注射器壁內的不同深度處，且利用反射而不是折射來從指示器狹槽1110a、1110b和1110c傳播光線到對應的檢測器，所以，指示器狹槽1110a、1110b和1110c有可能基本上互相獨立地影響光能。此外，圖IO的設計對於注射器材料的折射率基本不敏感。指示器狹槽1110a、1110b和1110c之間唯一餘下的互相依賴的效應是，當通過狹槽壁傳播時，光能強度減小。考慮到多次反射，傳播的光的強度在通過每個狹槽之後大約減小13%(對於1.68的折射率)。在通過四個指示器狹槽之後，減小量達到50%。可隨著注射器1100的軸線或長度，通過增加指示器狹槽的45°反射器表面的尺寸來補償這種強度的減小。根據所涉及的具體二進位代碼(即，根據前面指示器狹槽的存在或缺席)，精確平衡各指示器狹槽的亮度可涉及各反射器表面尺寸的改變。圖10實施方案的代表性模型示於圖11中。圖11模型包括若干個優選的約束。例如，最大的狹槽深度設定為注射器壁厚度的一半，以保持結構的完整性。如果兩個鄰近的指示器狹槽之間的深度差小於反射器表面的徑向寬度，則第一狹槽的反射器表面將部分遮蔽第二狹槽的反射器表面，減小從第二狹槽反射的光量。通過由內部反射而離開注射器壁外表面的光線到達反射器表面，這個效應可得到一定的補償。然而，下限優選地設定在從一個狹槽到下一個狹槽的深度增量上。根據可用於某一模製工具的最薄部分，最小狹槽寬度約為0.5毫米。最小狹槽寬度限制反射器表面的大小，以及從各反射器表面反射的光量。狹槽之間的最小間距最好設置成消除交叉。在一個模型中，可選擇最大可能間距。最好也可以避免二次反射。換句話說，最好從各反射器表面折射的光線不會隨後照射到注射器繼續往下的反射器表面(如圖10所示)。這是一更為複雜的幾何約束，其也涉及注射器的折射率。圖11示出模型設計的尺寸，其中，除深度之外，各個狹槽的諸參數相同，從一個狹槽到下一個狹槽，深度具有固定的增量。所選擇的尺寸如下(1)間距0.064英寸，(2)寬度0.020英寸，(3)起點0.032英寸，(4)反射器表面尺寸0.008英寸；以及(5)深度增量0.008英寸。第一指示器狹槽的深度設定為反射器尺寸加上4X(深度增量)，其近似為0.040英寸(或近似為l毫米)，或近似為注射器壁厚的一半。注射器壁可在指示器狹槽的區域增厚，以保持注射器的機械強度。在該模型中，圓柱形圖像平面被置於大約為1.15英寸的半徑處。圖12示出通過注射器的500光線的跟蹤結果，並示出光線在圓柱形圖像平面上的終點位置，其Z坐標(以英寸計)繪在水平軸線上，圍繞圓柱形的角度(以度數計)繪在垂直軸線上。可以識別五個主圖像區域，每個指示器狹槽對應一個。最左邊的圖像區域遠比對應於指示器狹槽的諸圖像區域為弱，是光散射離開注射器底部處的導向件或定位件造成。偏離定位件散射的光是以40°的角度入射到圖像圓柱形上，從指示器狹槽發出的光線是以IO。或不到IO。的角度入射。入射角的差異和/或信號強度的差異(例如，與閾值相比)可用來消除偽像。也可如圖13所示，通過將光闌1120放置在注射器底部，可防止來自於光源而不是指示器的光線(例如，導致圖12中最左邊區域或偽像的散射光)，或者也可以通過校準檢測器而消除不是來自於指示器的光線。在圖12中，當反射離開這些指示器狹槽的光線如圖13所示來源於直接入射和通過內部反射離開注射器外表面而入射的光線組合時，最後兩個指示器狹槽的圖像區域明顯加寬。圖14示出各個點顯示在其對應的指示器狹槽上方成像圓柱上的總亮度。第一指示器狹槽圖像的亮度和最後指示器狹槽圖像的亮度之間存在著3:1的比例。可以通過從第一至最後逐步地增加反射器的尺寸來調整該比例。或者，通過倒置指示器狹槽的次序，使最淺的指示器狹槽放置在最靠近能量源的地方，而最深的指示器狹槽放置在最遠離能量源的地方，可明顯地消除亮度/強度的降低。在這點上，圖15示出這樣一個實施方案中顯示在其對應指示器狹槽上方成像圓柱上的各個點的總亮度。如圖所示，在該實施方案中，在第一指示器狹槽和最後指示器狹槽之間亮度存在非常小的降低。優選地，傳播到傳感器的光線(例如，以亮度或信號強度測量)應足夠強，使得可以使用市場上可購得的、便宜的傳感器和光源即可容易地檢測光與指示器的互相作用。用於本發明的合適傳感器的實例是，總部在德國慕尼黑的奧斯蘭姆公司(OSRAM)生產的SFH229FA(零件號)光電二極體。用於本發明的合適光源的實例是，總部在美國加利福尼亞州的帕羅亞爾杜(PaloAlto)的惠普公司(Hewlett-Packard)生產的HSDL-4230(零件號)發光二極體(LED)。圖16A-16C示出注射器1200的實施方案，其中，指示器狹槽1210a-1210e隨著離光源(在圖16A-16C中未示出)距離的增加而深度增加(如圖15所描述)。圖16C示出注射器1200的一個實施方案中指示器狹槽1210a-1210e(即，圖16B的圈出部分)的放大視圖。在該實施方案中，指示器狹槽1210a-1210e的深度分別是0.012英寸、0.020英寸、0.028英寸、0.036英寸和0.044英寸。指示器狹槽1210a-1210e優選置於注射器1200的後部位置，以使指示器狹槽1210a-1210e儘可能近地靠近光源定位，並減小或防止來自其它注射器部件的偽像。例如，元件1220、接合突緣1230和點滴器突緣1240都可在圖示的圖像平面內例如通過圖12的最左邊圖像區域形成偽像。將指示器狹槽1210a-1210e放置在能量源/光源和這樣的注射器部件之間，可大大地減小產生不希望的偽像的可能性。圖16D示出圖16A至16C的指示器狹槽1210a的放大視圖。如圖16D所示，光線首先通過指示器狹槽1210a的一基本垂直的壁1212a，然後通過空氣照射到表面1215a，它將光線向上反射到傳感器(未在圖16D中示出)。在圖16D中，表面1215a是注射器壁的一部分，與縱向通過注射器1200的壁傳輸的光線以大約45。成角。圖16E示出指示器狹槽1210a'的另一實施方案。在圖16E的實施方案中，光線首先通過指示器狹槽1210a'的一基本垂直的壁1212a'，然後通過空氣照射到表面1215a，，它將光線向上反射到傳感器(未在圖16E中示出)。在圖16E的實施方案中，反射表面1215a'由不同於注射器1200的材料(優選高反射性的材料)製成。圖17A示出注射器1300的後部的一個實施方案，其包括形成為注射器1300外壁上的成角臺階的指示器1310a-1310c。在一個實施方案中，指示器1310a-1310c相對於從光源1320通過注射器1300的壁傳輸的光線以大約45°成角。在該實施方案中，從光源1320發出的光線以相對於光線通過注射器1300的壁傳輸的方向成大約90°角反射傳播到設置在注射器壁內側的傳感器1330。以大致直角進行光線的反射，便於設置用於檢測反射光線的相應傳感器或傳感器組。在該實施方案中，指示器1310a-1310c彼此基本獨立地影響光能。優選地，傳感器或傳感器組1330設置在注射器1300的圓筒內部，以最大程度地減小或防止幹擾注射器圓筒內柱塞1305的運動。在如上所述的實施方案中，例如，光線大致直線性地沿著注射器例如注射器1300的軸線方向傳播。然而，光線也能在如圖17B所示的本發明中的半徑或其它曲率長內進行傳輸。圖17B示出大致圓柱形的編碼物件例如注射器1350的橫截面。光源1360通過埠1370傳播光線進入注射器1350的圓筒。然後，光線繞注射器1350的半徑在注射器壁內傳輸。一系列的傳感器1380a-1380s優選設置在注射器1350圓周外面的不同位置上，以接收被例如圖17B所示圍繞注射器1350的圓周設定的指示器例如指示器1390a、1390b、1390f和1390p改變了方向的光線。優選地，注射器1350的材料應這樣選擇圍繞注射器1350行進的光線以不小於臨界角的角度照射到注射器1350和周圍空氣之間的交界面上，由此，提供如上所述的光的內部反射。圍繞編碼物件例如注射器1350的半徑或圓周提供指示器/傳感器對，而不是沿這樣物件的軸向長度提供這樣的指示器/傳感器對，或者除了沿這樣物件的軸向長度提供這樣的指示器/傳感器對之外，還圍繞編碼物件例如注射器1350的半徑或圓周提供指示器/傳感器對，這樣可對額外的指示器/傳感器對提供額外的空間，以便提供額外的編碼的構造。此外，圍繞編碼物件的圓周定向的多組指示器/傳感器對，可沿編碼物件的軸向長度設置在不同軸向位置上，以提供甚至更多的編碼的構造。除了通過以上實例中所列出的材料段或編碼器(例如，注射器壁)傳輸或傳播能量(例如，光能)之外，能量也可通過鄰近編碼器的介質進行傳播，以便與本發明的指示器互相作用。在本發明這樣的實施方案中，例如，指示器可以是這樣的編碼器表面特徵，g卩，其被設置在或延伸進入能量通道內，其中能量通過鄰近編碼器的介質傳播。例如，圖18A示出注射器1400的後部的實施方案，該注射器包括形成為注射器1400外壁上成角臺階的指示器1410a-1401d。在一個實施方案中，指示器1410a-1410d相對於從光源1420發出通過圍繞注射器1400外壁的空氣沿大致平行於注射器1400軸線方向傳播的光線以大約45。成角。在該實施方案中，從光源1420發出的光線以相對於光線通過圍繞注射器1400的空氣傳播的方向成大約90。角反射傳播到設置在注射器壁外側的傳感器1430。指示器1410a-1410d也可以與從能量源發出的能量以如上所述的其它方式(例如，吸收、螢光等)互相作用。在該實施方案中，指示器1410a-1410d彼此基本獨立地影響光能。在圖18B中，注射器1500包括形成為注射器1500內壁上成角臺階的指示器1510a-1510d。在該實施方案中，指示器1510a-1510d相對於從光源1520發出通過圍繞注射器1500內壁的空氣沿基本上平行於注射器1500軸線傳播的光線以大約45°成角。從光源1520發出的光線以相對於光線通過圍繞注射器1500的空氣傳播的方向成大約90°角反射傳播到設置在注射器壁內側附近的傳感器1530。圖18C示出注射器1500'的另一個實施方案，其包括延伸入從光源1520'發出的光能的通道內的指示器1510a'-1510c'。各個延伸的指示器1510a'-1510c'包括相對於從光源1520，發出的光線以大約45。成角的表面，以將光線反射到傳感器1530'。圖19A至19H示出可用於本發明注入器系統內的檢測組件1600的實施方案。傳感器組件1600設置在接電源的注入器2000的底座2010內，靠近接電源的注入器2000的注射器接口2020。傳感器組件1600包括光發射器或光源1610，例如發光二極體。用作光源1610的合適的發光二極體包括800nM二極體發射器，其可從加利福尼亞州的SanJose的OsramOptoSemiconductors公司以產品號SFH484-2購得，以及從惠普(Hewlett-Packard)公司購得的HSDL-4230發光二極體(LED)。光源1610與控制光源1610操作的印刷線路板1620電子地連接。檢測組件1600還包括多個傳感器1630a-1630e。從光源1610發出的光通過注射器1800的壁沿軸線方向行進或傳輸。指示器例如指示器1810a、1810c和1810e將光線反射到如上所述的傳感器1630a、1630c和1630e。在一個實施方案中，傳感器1630a-1630e是3ram的矽光電二極體，其可從OsramOptoSemiconductors公司以產品號SFH229購得。傳感器1630a-1630e與印刷線路板1640電子地連接。傳感器組件1600優選地有助於實現注射器1800壁與光源1610的合適的對齊。傳感器組件還優選地抵靠或靠近透光表面1650來偏壓或設置注射器1800。靠近表面1650來偏壓或設置注射器1800可以顯著地減小或消除在注射器1800上形成流體液滴(例如，洩漏的造影劑)。流體液滴可作為透鏡發射器1610改變雜散光的方向，導致不正確的讀取。優選地，注射器1800和表面1650之間的距離小於0.020英寸，以防止其間流體液滴的形成。例如，傳感器組件1600可包括一個或多個偏壓或支座件1660。在表面1650和支座件1660之間形成一狹縫或間隙1662，注射器1800坐落在其中。支座件1660緊靠如上所述的表面1650來定位注入器1800的外表面。例如，如上所述，在圖19B和19C中，透光表面1650和支座件1660可以被模製成一體的副組件1670，其有助於減小多部件組件的堆疊公差問題。在一個實施方案中，副組件1670由聚碳酸酯Makrolon2405模製而成，聚碳酸酯Makrolon2405可從賓夕法尼亞州的匹茲堡(Pittsburgh)市的拜爾公司(Bayer)購得。透光的聚碳酸酯包括染料(可以產品號7881由拜爾公司購得)，該染料基本上阻止環境光通過表面1650和副組件1670的其餘部分，但允許在光源1610和傳感器1630a-1630e操作的紅外範圍內的光線通過。傳感器組件1660還包括附連到副組件1670上的傳感器支承件1680。通過在傳感器支承件1680上的合銷和形成在副組件1670上的孔1670的配合，傳感器支承件1680合適地與副組件1670對齊。傳感器支承件1680還包括孔或通道1684a-1684e，當傳感器印刷線路板1640安放在傳感器支承件1680的底座1676內時，孔或通道1684a-1684e與傳感器1630a-1630e對齊。例如，通道1684a-1684e允許被指示器1810a、1810c和1810e改變方向的光通過透光表面1650到傳感器1630a、1630c和1630e。例如，傳感器印刷線路板1640和傳感器支承件1680可用緊固件1690(例如，螺釘)連接到副組件1670上。通過緊固件1692(例如，螺釘)的配合(它們穿過發射器印刷線路板1620上的孔1622，並進入傳感器支承件1680上的導向柱1689)，發射器印刷線路板1620合適地與傳感器支承件1680對齊和連接。發射器印刷線路板1620與傳感器支承件1680的連接使光源1610得以定位，這樣，從光源發出的光通過透光副組件1670，沿軸向行進通過如上所述在表面1650和支座件1660之間形成的狹縫或間隙1662在圖19A至19H的實施方案中，傳感器印刷線路板1640包括測試發射器1642a-1642e(例如，紅外光二極體，其可從加利福尼亞州的帕羅亞爾杜(PaloAlto)的AgilentTechnologies公司，以產品號HSDL-4400-011購得。測試發射器1642a-1642e可用來測試傳感器1630a-1630e的操作性能。例如，如圖19D中的箭頭所示，從測試發射器1642a-1642e發射的光線可反射離開形成在傳感器支承件1680上的以約45。成角的表面1683，從而分別照射到傳感器1630a-1630e上。對於如上所述PET製造的注射器，發射器1610的優選特性範圍在下表1中列出。表l特性優選值的範圍峰值波長850—950nmFWHM的譜寬度75mW/sr發射角100mA光升降時間<4fis帶寬〉150kHz對於如上所述的PET製造的注射器，傳感器1630a-e的優選特性範圍在下表2中列出。表2特性優選值範圍26tableseeoriginaldocumentpage27對於如上所述的PET製造的注射器，測試發射器1642a-e的優選特性範圍在下表3中列出。表3tableseeoriginaldocumentpage27如圖19G所示，傳感器組件1600也可用於注射器或適配器1900，其中，光線通過靠近注射器或適配器1900的介質(例如，空氣)傳播，與如上所述的指示器1910a、1910c和1910e互相作用。圖19H示出發射器印刷線路板1620和傳感器印刷線路板1640的一個實施方案的示意性方框圖。儘管本發明結合上述的實例和實施方案進行了詳細描述，但應該認識到，本發明可根據手邊的任何應用或場合進行適當地構建和實施。上述實施方案應被認為只是對本發明從不同方面進行說明而不是限制。本發明的範圍由下面的權利要求書而不是上面的描述加以限定。所有落入權利要求書含義和等同物範圍內的對本發明的改變均包括在其保護範圍內。權利要求1.一種用於接電源的注入器的注射器，該注射器包括本體，其包括注射壁、後端和前端；以及沿所述注射壁設置的至少第一指示器；其特徵在於，所述至少第一指示器適於與鄰近所述注射壁並基本平行於所述注射器軸線傳輸的能量的至少一部分互相作用，該互相作用是可以被檢測的，該第一指示器可操作地提供關於注射器構造的信息。2.如權利要求1所述的注射器，其中所述至少第一指示器包括沿所述注射器壁的長在唯一預定的位置處的多個指示器，每個指示器適於與鄰近所述注射器壁傳輸的能量的至少一部分互相作用，該互相作用是可以被檢測的，所述指示器的預定的位置提供關於注射器構造的信息。3.如權利要求1所述的注射器，其中所述至少第一指示器適於吸收所述能量的至少一部分、或散射所述能量的至少一部分。4.如權利要求1所述的注射器，其中，所述能量包括光能，所述至少第一指示器包括在所述注射器壁內形成的成角的表面，該表面適於將所述光能傳播到鄰近該注射器壁設置的至少一個傳感器。5.如權利要求4所述的注射器，其中所述至少第一指示器包括沿所述注射器壁的長在唯一預定的位置處的至少第一多個指示器，每個指示器包括成角的表面，該成角表面在所述注射器壁的表面內形成並適於將所述光能傳播到鄰近該注射器壁設置的至少一個傳感器，所述指示器的預定的位置提供關於注射器構造的信息。6.如權利要求5所述的注射器，其中所述至少第一多個指示器代表第一二進位代碼。7.如權利要求6所述的注射器，該注射器還包括沿所述注射器壁的長在唯一預定的位置處的至少第二多個指示器，該至少第二多個指示器代表第二二進位代碼.8.如權利要求5所述的注射器，其中每個所述至少第一多個指示器具有不同的徑向位置。9.如權利要求8所述的注射器，其中所述至少第一多個指示器呈階梯狀地連續形成。10.如權利要求1所述的注射器，其中，所述能量包括光能，所述至少第一指示器包括沿注射器壁的長設置的多個指示器，每個指示器包括基本上平坦的第一表面，該表面相對於沿該注射器壁表面傳輸的能量的方向成角度改變所述能量中至少一部分能量的方向，方向被改變的能量可以容易地被檢測，所述指示器提供關於注射器構造的信息。11.如權利要求10所述的注射器，其中所述每個指示器包括在所述注射器壁徑向上的逐步變化，該徑向上的逐步變化包括反射所述光能的一部分的成角的表面。12.如權利要求1所述的注射器，其中所述至少第一指示器沿所述注射器壁的表面設置，該至少第一指示器適於與沿該注射器壁表面傳輸的能量的至少一部分互相作用，該互相作用是可以被檢測的。13.如權利要求12所述的注射器，其中，所述能量包括光能，所述光能基本平行於所述注射器的軸線傳輸，該注射器包括沿所述注射器壁表面在不同縱向位置處設置的至少第一多個指示器，所述至少第一多個指示器代表提供所述注射器構造信息的第一二進位代碼。14.如權利要求12所述的注射器，其中，所述注射器壁基本上呈圓柱形，所述注射器還包括至少第一多個指示器，所述多個指示器沿該注射器壁在不同縱向位置處排列，使得從單一光源發出的光束基本平行於該注射器的縱軸並沿該注射器壁表面傳輸與每一個所述第一多個指示器互相作用。15.—種用於如權利要求1-14任一項所述注射器的注入器，該注入器包括對所述注射器的內容物進行加壓的驅動件；至少一個能量源，用來鄰近所述注射器的注射器壁傳播能量；以及至少一個傳感器，用來檢測與所述注射器的至少第一指示器互相作用的能量的一部分。16.—種從如權利要求1-14任一項的注射器提供信息到如權利要求15所述注入器的方法，該方法包括鄰近所述注射器的注射器壁傳輸能量；以及檢測被沿所述注射器壁設置的所述至少第一指示器改變的所述至少一部分能全文摘要本發明提供了一種用於接電源的注入器的注射器，該注射器包括本體，其包括注射壁、後端和前端；以及沿所述注射壁設置的至少第一指示器；其中，所述至少第一指示器適於與鄰近所述注射壁並基本平行於所述注射器軸線傳輸的能量的至少一部分互相作用，該互相作用是可以被檢測的，該第一指示器可操作地提供關於注射器構造的信息。例如，本發明的指示器可通過指示器的數量和/或位置來提供關於注射器構造的信息。多個或多組這樣的注射器可設置有各個這樣的注射器的構造，它們由該注射器的指示器的存在或缺席來代表。文檔編號A61B5/055GK101612424SQ200810145459公開日2009年12月30日申請日期2002年1月16日優先權日2001年1月18日發明者A·D·希施曼,B·伊多恩,J·A·布羅索維奇,K·P·考恩,M·J·楊尼洛申請人:梅德拉股份有限公司