使用脈衝信號檢測注射到血管的液體洩漏的洩漏檢測器的製作方法

2023-09-23 23:13:40 4

專利名稱：使用脈衝信號檢測注射到血管的液體洩漏的洩漏檢測器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種洩漏檢測器，用於檢測通過注射器注射到人體表 面附近血管的液體洩漏或溢出，更具體地，涉及一種用於檢測由液體 注射器注射的液體洩漏的洩漏檢測器。
背景技術：
目前用於對患者的層析圖象成像的醫療設施包括CT (計算機X 線斷層攝影)掃描器、MRI (磁共振成像)設備、PET (正電子發射 斷層攝影)設備、超聲波診斷設備等，且目前用於對患者血管造影成 像的醫療設施包括血管(angio)設備、MRA (MR血管)設備，等等。當使用上面列出的醫療設備時，可能會將諸如造影劑、平衡鹽溶 液及類似的液體注入患者體內。在實際使用中還引入了用於自動地注 射液體的液體注入器。例如，液體注入器使用了可拆卸安裝的液體注射器，這種液體注 射器包括圓筒構件和可滑動地插入圓筒構件中的活塞構件。液體注入 器具有將活塞構件壓入圓筒構件的注射器驅動機構。通過伸縮管和注 射針，將注滿了液體的圓筒構件與人體表面附近的血管相連接，以便 由該液體注入器將液體注射器中的液體強行推入人體的血管中。但是，這種液體注入器在高壓下自動地注入液體，因此即使注射 針意外地脫離了血管，例如引起液體在皮膚下洩漏，對於操作員也難 以立刻發現洩漏。為了解決上述問題，如例如美國專利No.6，408，204、No.5，964，703、No.5,947，91(K No.6，375，624、 No.5,954，668、 No.5，334，141 、 No.4,647，281 以及No.4,877，034所述，提出了各種洩漏檢測器，用於檢測通過注射 針注入人體血管的液體的洩漏或溢出。美國專利No.6，408，204、 No.5，964，703及No.5，947,910公開了用於從人體表面的阻抗變化中檢 測洩漏液體的洩漏檢測器；美國專利No.6，375,624、 No.5，954,66S、 No.5,334，141及No.4，647,281公開了用於從人體器官的溫度變化中檢 測洩漏液體的洩漏檢測器；以及美國專利No.4,877，034公開了用於從 血液的光特性變化中檢測洩漏液體的洩漏檢測器。但是，所有這些洩漏檢測器都具有需要特殊的傳感器、結構複雜 以及由幹擾引起檢測準確度明顯降低等缺點。發明內容考慮到上述問題提出了本發明，且本發明的目的是提供一種結構 簡單且使由於幹擾引起的檢測準確度降低最小的洩漏檢測器。提供了根據本發明的用於檢測通過注射針注入人體表面附近血管 的液體洩漏的第一洩漏檢測器，所述第一洩漏檢測器包括脈衝產生裝 置、脈衝檢測裝置、間隔測量裝置、差值計算裝置、差值比較裝置以 及洩漏警告裝置。所述脈衝產生裝置通過預定波長的波傳播，順序地 向人體插入注射針的位置發射脈衝信號。脈衝檢測裝置檢測從人體內 部反射的脈衝信號。間隔測量裝置測量每一個脈衝發射和檢測之間的 時間間隔，且差值計算裝置計算測量到的時間間隔和預定參考時間間 隔之間的差值。差值比較裝置將計算得到的差值與預定的可接受範圍 進行比較，並且當該差值超出可接受範圍時，洩漏警告裝置產生洩漏 警告以進行通知。利用本發明第一洩漏檢測器的前述結構，當由於從脫離血管的注 射針中洩漏的液體引起人體表面鼓起時，該鼓起引起人體內部反射的 脈衝信號的發射和檢測之間的距離和時間間隔改變，於是洩漏檢測器 使用這種間隔的改變來檢測到液體的洩漏。利用此方法，檢測的準確 度幾乎不會由於幹擾而降低，並且只需要簡單的結構來進行檢測。根據本發明的第二洩漏檢測器包括代替了間隔測量裝置的波長測量裝置，其中波長測量裝置測量所檢測脈衝信號的波長，且差值計算 裝置計算測量到的波長和預定參考波長之間的差值。因此，在本發明 的第二洩漏檢測器中，當由於從脫離血管的注射針中洩漏的液體引起 人體表面鼓起時，該鼓起引起人體內部反射的波傳播的波長改變，於 是，洩漏檢測器使用這種波長的改變來檢測到液體的洩漏。利用此方 法，檢測的準確度幾乎不會由於幹擾而降低，並且只需要簡單的結構 用於檢測。應當注意，只需要形成在本發明中所涉及的多種裝置來實現與其 相關的功能，並且能夠通過用於執行預定功能的專用硬體、通過計算 機程序配備有預定功能的數據處理器、由數據處理器通過電腦程式 實現的預定功能、這些方法的結合等來實現在本發明中所涉及的多種 裝置。此外，涉及本發明的多種裝置不必是分別獨立的組件，而可以包 括形成為單個構件的多個裝置，作為一部分包括在另一裝置中的特定 裝置、與另一裝置的一部分重疊的特定裝置的一部分等。


圖1是示出了根據本發明一個實施例的液體注入器邏輯結構的示意圖；圖2是示出了液體注入器物理結構的框圖； 圖3是示出了液體注入器外觀的透視圖；圖4a和4b是示出了液體注射器如何安裝於注射頭上的透視圖； 圖5是示出了 MRI設備外觀的透視圖； 圖6是示出了洩漏檢測單元的前視縱向截面圖； 圖7是示出了如何將洩漏檢測單元安放於人手臂上的透視圖； 圖 8是示出了洩漏檢測單元的處理操作的流程圖； 圖9是示出了注入器主體的處理操作的主程序的流程圖； 圖IO是示出了注入過程的子程序的流程圖；圖lla和llb是帶有安放於其表面上的洩漏檢測單元的手臂如何鼓起的示意圖；圖12a和12b是分別示出了洩漏檢測單元的典型修改的透視圖； 圖13是示出了如何使用修改的粘貼墊(adhesive pad)將洩漏檢測單元安放於手臂上的透視圖；圖14是示出了如何使用另一種修改的粘貼墊將洩漏檢測單元安放於手臂上的透視圖；圖15是示出了對洩漏檢測單元的另一典型修改的透視圖；圖16是示出了顯示器屏幕的示意前視圖，該顯示器屏幕顯示代表了針對各個脈衝信號測量的時間間隔的趨勢圖；以及圖17是示出了顯示器屏幕的示意前視圖，該顯示器屏幕顯示代表了針對各個脈衝信號測量的時間間隔的趨勢圖。
具體實施方式
[實施例的結構]下面將參考附圖，對本發明的一個實施例進行說明。首先應注意， 在下面的實施例中，作為對描述的說明，定義了前、後、左、右、上 和下方向，不過進行這樣的方向定義是為了便於簡化描述，而不是希 望在製造、使用等期間，將本發明的設備局限於這樣的方向中。參考圖3，本實施例的液體注入器100包括注入器主體101;在注 入器主體101的頂面設置的操作板102和液晶顯示器103;以及在注 入器主體101 —側上由可移動臂104支撐的注射頭110。如圖4所示， 由凹槽112形成注射頭110，該凹槽112具有半圓柱槽的形狀，以便 能夠可拆卸地將液體注射器200安裝在凹槽112中。液體注射器200包括圓筒構件201和活塞構件202，其中將活塞 構件202可滑動地插入圓筒構件201中。圓筒構件201包括圍繞其末 端外圍的圓柱體凸緣203，而活塞構件202由圍繞其末端外圍的活塞 凸緣204形成。在本實施例的液體注入器100中，被固定於注射頭110中的液體 注射器200通過伸縮管211和注射針212與人體的手臂500中的血管501相連接，通過由對於紅外射線高度透明的透明片製成的粘貼墊213 來固定注射針212，例如，如圖7所示。注射頭110具有設置於注射器固定構件111的凹槽112之後的活 塞驅動機構113，用於固定及來回移動活塞凸緣204。具體地，如圖2 所示，活塞驅動機構113包括驅動電動機115和排空傳感器116，並 且利用用作功率源的驅動電動機115來驅動活塞驅動機構113。排空 傳感器116依次檢測在特定位置處的活塞凸緣204，以便感知液體注 射器200己經完全注射了液體。在此實施例中，液體注入器IOO與洩漏檢測器集成地形成，其中 注入器主體101還用作檢測器主體。因此，洩漏檢測單元401與注入 器主體101分離地形成，並與注入器主體101進行無線電通信。更具體地，如圖7所示，洩漏檢測單元401具有扁平盒型單元外 殼402，且包括表示脈衝產生裝置的光電二極體403以及表示單元外 殼402內的脈衝檢測裝置的光電電晶體404。如圖6可以看到，在單 元外殼402中，光電二極體403和光電電晶體404的方向向下。光電二極體403向下發射預定波長的紅外射線作為波傳輸，而光 電電晶體404從下面接收此波長的紅外射線。將只通過預定波長的紅 外射線的濾光器406設置於這些光電二極體/光電電晶體403、 404的 下方且與其相對的位置。將紅外射線設置為其透過人體的特定器官且由特定器官反射的波長。例如，在所設置波長處的紅外射線能夠高度 穿透皮膚和脂肪，而對於肌肉是高度反射的。將電路板407設置於洩漏檢測單元401內的上部區域，並且將光 電二極體/光電電晶體403、 404、中央處理電路408以及無線電發送 單元409分別安裝於其上。中央處理電路408與光電二極體/光電電晶體403、 404以及無線 電發送單元409進行有線連接，用於促使光電二極體403順序地發射 脈衝信號並檢測來自光電電晶體404的脈衝信號。此外，包括預定結構的邏輯電路的中央處理電路408具有多種硬 件組件，這些硬體組件用作間隔測量電路411、間隔存儲電路412、差 值計算電路413以及差值比較電路414。包括例如計數器電路或類似的間隔測量電路411測量每一個脈衝 信號的發射和檢測之間的時間間隔。包括例如FIFO (先進先出)存儲器或類似的間隔存儲電路412存 儲測量到的時間間隔，直到測量到下一個時間間隔。包括例如減法電路或類似的差值計算電路413計算作為參考時間 間隔的上一次測量的時間間隔與當前測量的時間間隔的差值。包括例如比較器電路或類似的差值比較電路414對計算得到的差 值與預定的可接受範圍進行比較。然後，當該差值沒有超出可接收範圍時，中央處理電路408指示 無線電發送單元409通過無線電波一直發送預定的待機信號。當該差 值超出可接受範圍時，中央處理電路408指示無線電發送單元409無 線地發送預定的警告信號。再次參考注入器主體101，如圖2所示，注入器主體101包括微 處理器130，微處理器130與操作板102、液晶顯示器103、驅動電動 機115、排空傳感器116、無線電接收單元131、揚聲器單元132等進 行有線連接。包括所謂單片微處理器的微處理器130具有以固件等形式安裝的 適當電腦程式。如圖1所示，微處理器130根據電腦程式，完全 控制前述各個組件，由此允許本實施例的液體注入器IOO在邏輯上具 有多種功能，包括洩漏警告功能141、接收檢測功能142、狀態通知功 能143、接收警告功能144以及注射暫停功能146。洩漏警告功能141表示用於根據電腦程式控制揚聲器單元132 和液晶顯示器103的微處理器130的功能。具體地，當無線電接收單 元131經過無線接收的待機信號被切換為警告信號時，洩漏警告功能 141產生從揚聲器單元132中可聽的洩漏警告以及從液晶顯示器103 中產生可視的洩漏警告，以便通知操作員。接收檢測功能142表示用於檢測無線電接收單元131的操作狀態 的微處理器130的功能。具體地，微處理器130檢測無線電信號的接 收狀態。狀態通知功能143表示用於控制液晶顯示器103操作的微處 理器130的功能。具體地，微處理器130以顯示於液晶顯示器103上的圖像形式通知由接收檢測功能142檢測的接收狀態。接收警告功能144還表示用於控制揚聲器單元132和液晶顯示器 103操作的微處理器130的功能。具體地，當由接收檢測功能142檢 測到的接收狀態降到預定狀態之下時，微處理器130從揚聲器單元132 中產生可聽的接收警告、以及從液晶顯示器103中產生可視的接收警 告，以便通知操作員。注射暫停功能146表示用於控制活塞驅動機構113的驅動電動機 115的操作的微處理器130的功能。具體地，響應洩漏警告和接收警 告中的至少一個，微處理器130停止驅動電動機115以暫停液體的注 射。根據需要使用諸如揚聲器單元132等硬體來實現如上所述的液體 注入器100的多種前述功能141 - 146，但是本質上由根據安裝於其中 的電腦程式運行的微處理器130來實現所述功能。描述了這種電腦程式，以使微處理器130執行處理操作，例如 響應通過無線電接收單元131無線接收的警告信號，指示揚聲器單元 132和液晶顯示器103產生用於通知的洩漏警告；指示與洩漏警告的 產生相關的驅動電動機115;檢測無線電接收單元131的接收狀態； 在液晶顯示器103上顯示接收狀態，以便進行通知；響應降到預定狀 態之下的接收狀態，指示揚聲器單元132和液晶顯示器103產生接收 警告，以便進行通知；停止與接收警告的產生相關的驅動電動機115， 等等。如圖5所示，例如，在MRI設備300的成像器單元301的附近使 用本實施例的液體注入器IOO，並且根據需要，可以將其與MRI設備 300的控制單元302相連。其中包括具有檢測器主體303、液晶顯示器 304以及鍵盤305的計算機系統的控制單元302控制成像器單元301 的操作，並將層析圖像顯示在液晶顯示器304上。為了簡化圖5的說明，液體注入器100和控制單元302均位於成 像單元301附近，而在實際的醫學領域，典型地，將液體注入器放置 於成像器單元301附近，而將控制單元302安裝於不同的房間中。[實施例的操作]在如上所述的結構中，如圖7所示，當使用本實施例的液體注入器100時，例如，操作員通過伸縮管211將注射針212與充滿了諸如 造影劑之類液體的液體注射器200相連接，並使用用於將注射針212 固定於手臂500上的粘貼墊213，將注射針212插入位於MRI設備300 的成像器單元301中的患者的手臂500的血管501中。接下來，利用捆綁帶(未示出)將洩漏檢測單元401安裝於粘貼 墊213上，並將液體注射器200裝入液體注入器100的注射頭10中。 在這種狀態下，分別給洩漏檢測單元401和注入器主體101加電，隨 後進行預定操作，以便將注入器主體101設置為用於使用洩漏檢測單 元401的操作模式。作為響應，如圖8所示，洩漏檢測單元401順序地從光電二極體 403向連接了注射針212的手臂500的位置發射紅外脈衝(步驟S1)。 但是，如圖11所示，該紅外脈衝信號高度地穿透人的特定器官並且對 其它特定器官具有高度的反射，因此允許光電電晶體404檢測這種反 射的脈衝信號(步驟S3)。在這種情況下，測量每一個脈衝的發射和檢測之間的時間間隔(步 驟S1-S4)，並保存測量到的間隔(步驟S5)。同時，參考上一次測量 到的間隔，以便計算當前測量到的間隔和上一次測量到的間隔之間的 差值(步驟S6)，隨後進行確定，以確定該差值是否超出了可接受的 範圍(步驟S7)。然後，如果該差值沒有超出可接受的範圍，則洩漏檢測單元401 將表示"正常"的待機信號無線地發送到注入器主體101 (步驟S8)， 而如果該差值超出了可接受的範圍，則發射表示"異常"的警告信號。例如，如圖7所示，如果注射針212脫離了手臂500中已插入該 注射針212的血管501，則液體不會注入血管501中，而是會注入其 周圍，從而使手臂500鼓起，如圖llb的皮膚表面所示。結果，如從 圖lla和llb中所理解到的，從光電二極體403發射的脈衝信號在鼓 起的手臂500中反射，導致路徑延長，直到光電電晶體404檢測到該 脈衝信號。在這種情況下，由於增加了測量到的針對脈衝信號的反射和檢測之間的間隔，因此，將這樣的增加作為上一次和當前測量到間隔的差 值進行計算。由於該差值超出預定可接受範圍將使無線電發送單元409無線地發送警告信號，因此鼓起的皮膚表面引起對警告信號的無 線電發送。如圖9所示，當使用洩漏檢測單元401操作注入器主體101時， 注入器主體101 —直檢測無線電波的接收狀態(步驟Tl)，並將接收 狀態實時地以條線圖的形式顯示於液晶顯示器103上(步驟T2)。利用前述操作，在操作注入器主體101的同時，操作員能夠實時 地確認來自洩漏檢測單元401的無線電波的接收狀態，並且如果該接 收狀態不適當，則將調整注入器主體101和洩漏檢測單元401的位置。此外，當如上所述檢測到的接收狀態下降到預定狀態之下時(步 驟T3)，則注入器主體101將諸如"無法接收無線電波。請確認通信 狀態"之類的接收警告顯示於液晶顯示器103上，並可聽見地產生來 自揚聲器單元132的接收警告(步驟T4)。在這種情況下，由於注入器主體101不接受任何用於恢復注射的 輸入操作，直到來自洩漏檢測單元401的接收狀態改善(步驟T3-T5)， 因此注入器主體101不會開始液體注射操作，除非恢復了正確的接收 狀態(步驟T6)。此外，當注入器主體101接受用於開始液體注射的輸入操作時(步 驟T5， T6)，注入器主體101仍然一直檢測無線電波的接收狀態，以 便實時地顯示於液晶顯示器103上(步驟E1， E2)。然後，當檢測到的接收狀態下降到預定狀態之下時，注入器主體 101從液晶顯示器103中產生可視的接收警告並且從揚聲器單元132 中產生可聽的接收警告，以便通知操作員(步驟E3， E4)，並且不執 行液體注射操作，除非確定接收狀態是適當的。當注射操作以適當的接收狀態進行時(步驟E6)，注入器主體101 響應從無線接收的待機信號到警告信號的改變(步驟E7)，從而將諸 如"檢測到注射針脫離，請確認注射針"之類的洩漏警告顯示於液晶 顯示器103上，並可聽見地產生來自揚聲器132的洩漏警告(步驟E8)。在這種情況下，由於暫停了液體注射操作(步驟E9)，當注射針212保持與血管501脫離時，將不再繼續注射液體。此外，由於繼續 產生用於通知的洩漏警告，直到對注入器主體101執行預定的復位操 作(步驟EIO， Ell)，操作員會確認洩漏警告而不會忽略該警告。在本實施例的液體注入器100中，當確認了洩漏警告的操作員將 注射針212合適地插入血管501中，然後在操作板102上進行操作以 便開始注射液體時，液體注入器100能夠響應該操作，恢復注射液體 (步驟T5， T6)。此外，當操作員在操作板102上進行操作以便暫停注射時(步驟 E12)，注入器主體101同樣暫停液體的注射(步驟E9)。此外，當排 空傳感器116檢測到液體的注射完成時(步驟E13)，注入器主體IOI 完成了液體的注射(步驟E14)。[實施例的效果]如上所述，前述實施例的液體注入器100順序地向手臂500中插 入了注射針212的位置發射紅外脈衝，並檢測在手臂500內反射的那 些脈衝信號。然後，液體注入器100計算測量到的每一個脈衝信號的 發射和檢測之間的時間間隔和參考時間間隔之間的差值，並且如果該 差值超過預定可接受範圍，則產生洩漏警告，以進行通知。利用前述的方法，當注射器212脫離血管501，從而洩漏或溢出 液體，引起人體手臂500的表面鼓起時，液體注入器100產生洩漏警 告，從而允許操作員立即意識到注射針脫離了患者的血管501，以便 採取適當的措施。此外，當檢測到注射針212脫離了血管501時，本實施例的液體 注入器IOO自動暫停液體的注射，從而能夠自動防止注射針212仍保 持脫離血管501時還繼續注射液體。此外，如上所述，由於本實施例的液體注入器IOO依賴於在皮膚 表面識別的鼓起來檢測注射針212己脫離了血管501，且依賴於紅外 射線從人體器官反射的路徑長度變化來檢測皮膚表面的鼓起，因此液 體注入器100能夠以簡單的結構來檢測洩漏液體，而在實質上不會遭 受由於幹擾導致的精度的下降。此外，本實施例的液體注入器IOO存儲了測量到的每一個脈衝的發射和檢測之間的時間間隔，至少直到下一次測量，並計算當前測量 的間隔和用作參考時間間隔的上一次測量到的間隔之間的差值。這種 計算差值的方式消除了需要預先設置適當的參考時間間隔的需要，使 液體注入器能夠成功地檢測皮膚表面位置上的變化，而與要監視人體 的無論哪一個位置、皮褶厚度的個體差異等等。此外，由於光電二極體403發射其透過人體手臂500中的特定器 官並且由其它特定器官反射的波長的紅外脈衝信號，因此可以使該脈 衝信號透過人體的表面而從特定器官反射。此外，由於濾光器406隻 使穿過其到達光電電晶體404的波長的紅外射線通過，因此可以防止 光電電晶體404錯誤地檢測周圍的光噪聲。此外，本實施例的液體注入器100包括與注入器主體101分離的 洩漏檢測單元401，該洩漏檢測單元401包括光電二極體403、光電晶 體管404、無線電發送單元409等，所述注入器主體101包括無線電 接收單元131、液晶顯示器103、揚聲器單元132等。然後，當洩漏檢測單元401檢測到皮膚上的鼓起時，注入器主體 101通過無線電通信產生洩漏警告以進行通知，能夠減小直接安放於 人體上的洩漏檢測單元401的尺寸和重量，以便於其操作。儘管具有 這種更小和更輕的結構，洩漏檢測單元401也能夠確保遠離洩漏檢測 單元401的、手動操作注入器主體101的操作員能夠識別洩漏警告。此外，注入器主體101 —直檢測來自洩漏檢測單元401的無線電 信號的接收狀態，以便實時地通知該接收狀態。這允許操作員能夠一 直識別洩漏檢測單元401和注入器主體101之間的通信狀態，並在注 射開始之前，對可能存在的不適當的通信狀態採取適當的行動。此外，由於如果檢測到的接收狀態下降到預定狀態之下，則注入 器主體101產生接收警告以進行通知，因此液體注入器100能夠防止 由於通信故障而造成的接收警告信號的失敗以及在產生洩漏宣告時所 造成的失敗。另外，由於如果即使產生了洩漏警告和接收警告之一來 進行通知，液體注入器100也會暫停液體注射，因此液體注入器100 不但能夠在注射針212保持與血管501脫離時自動地防止繼續注射液 體，而且在其保持不能無線地接收警告信號時，防止繼續注射液體。[實施例的典型修改]應當理解，本發明並不局限於前述實施例，而是可以在不脫離本 發明精神和範圍的前提下按照多種方式進行修改。例如，儘管前述實 施例已經示出了與洩漏檢測單元401集成在一起的液體注入器100，然而，也可以與液體注入器100分離地形成洩漏檢測單元401。但是，由於如上所述，當檢測到液體洩漏或溢出時，必須立即暫 停液體的注射，因此將液體注入器100與洩漏檢測單元401集成在一 起是有優勢的。因此，當與液體注入器100分離地形成洩漏檢測單元 401時，最好構造液體注入器100，以使其響應由洩漏檢測單元401 產生的警告來暫停注射。此外，儘管前述實施例已經示出了液體注入器IOO產生洩漏警告 和接收警告以進行通知，但是，可以將這種警告發送到MRI設備300 的控制單元302，以便將警告顯示於液晶顯示器304上，進行可視通 知。如前所述，由於在遠離成像器單元301的位置安裝了控制單元302， 因此有利地，將所述警告通信到成像器單元301。此外，儘管前述實施例已經示出了液體注入器100響應洩漏警告 來暫停注射，MRI設備300也可以停止與這樣的液體注入器100的暫 停操作相關的成像。在這種情況下，液體注入器100能夠將警告信號 直接從洩漏檢測單元401發送到MRI設備300，或可選地，從注入器 主體IOI間接地發送警告信號。儘管基於在MRI設備300的附近使用液體注入器100的假設，已 經示出了前述實施例，但是，還可以在CT掃描器、PET設備、血管 設備、MRA設備、超聲波診斷設備等附近使用液體注入器100。此外，儘管前述實施例已經示出了洩漏檢測單元401通過無線電 波信號與注入器主體101進行無線電通信，但液體注入器100可以使 用任何通信方案，包括基於無線通信的超聲波信號、基於無線通信的 光信號、基於有線通信的電信號、基於有線通信的光信號等。此外，儘管前述實施例已經示出了洩漏檢測單元401向人體發射 脈衝信號、檢測從人體反射的這些紅外脈衝信號，並計算測量到的每 一個脈衝信號的發射和檢測之間的時間間隔與作為上一次測量的間隔的參考時間間隔之間的差值，但是，可以將第一次測量到的間隔定義 為參考間隔。此外，前述實施例已經示出了紅外脈衝信號透過人體的特定器官並由其它特定器官反射，由此，洩漏檢測單元401檢測到注射針212 脫離了血管501，利用了由於洩漏液體導致的鼓起的皮膚表面引起了 紅外脈衝信號發射和檢測之間的時間間隔的改變的情況。但是，當紅外脈衝信號透過人體的特定器官而由其它特定器官反 射時，洩漏到反射器官之一的液體引起了所反射紅外射線波長的變化。 考慮到這一點，洩漏檢測單元401可以通過測量檢測到的紅外射線的 波長來檢測注射針212已脫離了血管501，並將測量到的波長與預定 參考波長進行比較。在這種情況下，同樣可以將上一次測量到的波長 用作參考波長，或將第一次測量到的波長用作參考波長。此外，儘管前述實施例已經示出了將光電二極體403用作用於產 生紅外脈衝信號的脈衝產生裝置，並且將光電電晶體404用作用於檢 測紅外脈衝信號的脈衝檢測裝置，但是，例如，可以由用於發射超聲 波脈衝信號的超聲波振動板(未示出)來代替光電二極體403，用作 脈衝產生裝置，並且可以由用於檢測超聲波脈衝信號的超聲波檢測器 裝置(未示出)代替光電電晶體404，用作脈衝檢測裝置。由於這樣 得到的洩漏檢測器(未示出)能夠按照超聲波的方式檢測液體的洩漏 或溢出，因此在檢測中不會受到周圍光線的影響。此外，儘管前述實施例已經示出了洩漏檢測單元401安裝有每一 種各一個的光電二極體403和光電電晶體404，但是，可以由具有排 列為如圖12a所示矩陣的多個光電二極體403和多個光電電晶體404 的洩漏檢測單元421來代替洩漏檢測單元401，或利用具有排列為如 圖12b所示的圍繞一個光電二極體403的多個光電電晶體404的洩漏 檢測單元422來代替洩漏檢測單元401。由於這樣得到的洩漏檢測單 元能夠檢測在多個位置處的洩漏液體，因此，其能夠檢測在精確位置 處的洩漏液體。此外，儘管前述實施例已經示出了用於固定注射針212和用於將 洩漏檢測單元401粘貼到手臂500上的、由簡單透明片製成的粘貼墊213，但是，還可以向由透明片製成的粘貼墊221提供印刷標記222、 223，用於表示注射針212和洩漏檢測單元401的位置。在這種情況下，通過將注射針212和洩漏檢測單元401與粘貼墊 221上的印刷標記222、 223對齊，可以按照合適的位置關係來放置注 射針212和洩漏檢測單元401，從而使得洩漏檢測單元401易於檢測 洩漏的液體，而不會失敗。可選地，如圖14所示，可以形成袋狀的粘貼墊226以用作保護構 件，從而能夠將洩漏檢測單元401裝入粘貼墊226中。在這種情況下， 由於可以由作為可替換消耗品的粘貼墊226防止洩漏檢測單元401受 到破壞和汙染，因此可以易於對洩漏檢測單元401進行消毒。此外，如圖15所示，可以形成足夠小地洩漏檢測單元431，其具 有在洩漏檢測單元431上方由手臂433支撐的CCD (電荷耦合器件) 攝像機432，用作成像裝置。在這種結構中，由於CCD攝像機432捕 獲洩漏檢測單元431周圍的圖像，因此可以將所捕獲的圖像無線地發 送到液體注入器IOO，以便顯示於液晶顯示器103上。利用前述方法，當洩漏警告顯示於液晶顯示器103上時，操作液 體注入器100的操作員還可以確認液晶顯示器103上的洩漏檢測單元 431周圍的圖像。可選地，不會一直顯示這種圖像，而是只在檢測到 洩漏液體時顯示該圖像。此外，儘管前述實施例已經示出了液體注入器IOO驅動洩漏警告 功能141，以便僅僅通過顯示於液晶顯示器103上的圖像通知洩漏警 告，可選地，液體注入器100可以通過液晶顯示器103上的圖像顯示， 在由圖形顯示裝置(未示出)表示的趨勢圖中顯示測量到的每一個脈 衝信號的時間間隔。由於當上一次測量到的間隔和當前測量到的間隔之間的差值超過 可接受的範圍時，前述實施例的液體注入器IOO確定了洩漏液體，因 此，如圖16所示，如果液體以極其低的速率洩漏以使在上一次和當前 測量到的間隔之間存在極細微的差別，則液體注入器IOO可能不能夠 確定洩漏液體。但是，當如圖所示，通過顯示於液晶顯示器103上的趨勢圖來表示測量到的間隔時，該趨勢圖使操作員甚至能夠確定緩慢的液體洩漏。 此外，如圖17所示，即使上一次測量到的間隔和當前測量到的間 隔之間的差值超出了可接受的範圍，前述實施例的液體注入器100也 可能會遇到暫時錯誤的檢測。但是，可以如圖所示來顯示所示的趨勢 圖，這使得操作員甚至可以確認洩漏液體的暫時錯誤檢測。當液體注入器IOO檢測到脈衝信號波長之間的差值，而不是如上 所述測量到的間隔之間的差值時，液體注入器100同樣能夠將測量到 的波長顯示為趨勢圖，還可以如由趨勢圖所表示的，顯示從測量到的 間隔或測量到的波長中計算得到的差值(均未示出)。此外，儘管前述實施例已經示出了當檢測到洩漏液體時，液體注 入器100停止活塞驅動機構113，以便暫停液體的注射，但洩漏檢測 單元401還包括獨立的管阻塞機構(未示出)，用於當檢測到洩漏液體 時阻塞伸縮管211。可以在安裝於伸縮管221上的獨立模塊結構中形成這樣的管阻塞 機構，該獨立模塊結構用於進行與洩漏檢測單元401和/或檢測器主體 101的無線或有線通信。這種管阻塞機構還可以具有下述特點當檢 測到液體洩漏時，利用諸如用於阻塞伸縮管211的螺線管之類的驅動 源，開啟/關閉伸縮管211。由於當檢測到洩漏液體時，這種洩漏檢測器獨立地阻塞伸縮管 211，因此液體注入器IOO能夠自動暫停液體的注射，即使這與洩漏檢 測器不相關。此外，儘管前述實施例已經示出了微處理器130根據安裝於其中 從而在邏輯上實現注入器主體101的多種功能141-146的電腦程式 進行操作，但至少可以在諸如專用邏輯電路之類的硬體中形成多個功 能141-144中的某些功能。相反地，儘管前述實施例已經示出了在給定硬體中形成洩漏檢測 單元401的多個電路411-414，但可以例如通過根據安裝於其中的計 算機程序運行的微處理器來在邏輯上實現電路411-414的功能。此外，儘管前述實施例已經示出了將一個液體注射器200安裝於 液體注入器100的一個凹槽112中，但可以將多個液體注射器200安裝於注射頭的多個凹槽中(未示出)。此外，前述實施例示出了直接將液體注射器200安裝於液體注入 器100中。但是，由於目前液體注射器200在商業上有多種尺寸，因 此，可能只能將例如最大尺寸液體注射器200直接安裝於液體注入器 100中，但通過各個專用的圓筒適配器(未示出)，可以將除最大尺寸 之外的多個尺寸的液體注射器200安裝於液體注入器100中。
權利要求
1.一種用於檢測通過注射針注入人體表面附近血管的液體洩漏的洩漏檢測器，包括脈衝產生裝置，用於通過預定波長的波傳播，順序地向人體插入注射針的位置發射脈衝信號；脈衝檢測裝置，用於檢測從所述人體內部反射的所述脈衝；波長測量裝置，用於測量每一個所述檢測到的脈衝信號的波長；差值計算裝置，用於計算測量到的波長和預定參考波長之間的差值；差值比較裝置，用於將計算得到的差值與預定的可接受範圍進行比較；以及洩漏警告裝置，用於當所述差值超出可接受範圍時，產生洩漏警告，以進行通知。
2. 根據權利要求l所述的洩漏檢測器，其特徵在於還包括 波長存儲裝置，用於存儲測量到的波長，至少直到測量到下一個波長為止，其中，所述差值計算裝置計算當前測量到的波長和上一次測量到 的波長之間的差值，所述上一次測量到的波長被用作參考波長。
3. 根據權利要求1所述的洩漏檢測器，其特徵在於還包括 波長存儲裝置，用於存儲第一次的波長，其中，所述差值計算裝置計算第一次的波長和當前測量到的波長之間的 差值，所述第一次波長被用作參考波長；以及所述差值比較裝置將所述差值和預定可接受範圍進行比較。
4. 根據權利要求1到3中任一個所述的洩漏檢測器，其特徵在於 還包括圖形顯示裝置，用於按照趨勢圖表示，顯示針對每一個所述脈 衝信號測量的波長。
5. 根據權利要求1到3中任一個所述的洩漏檢測器，其特徵在於 還包括圖形顯示裝置，用於按照趨勢圖表示，顯示針對每一個所述脈衝信號計算得到的差值。
6. 根據權利要求1到3中任一個所述的洩漏檢測器，其特徵在於 所述脈衝產生裝置發射包括超聲波的所述脈衝信號，以及 所述脈衝檢測裝置檢測所述超聲波脈衝信號。
7. 根據權利要求1到3中任一個所述的洩漏檢測器，其特徵在於 所述脈衝產生裝置發射紅外射線的所述脈衝信號，以及 所述脈衝檢測裝置檢測所述紅外脈衝信號。
8. 根據權利要求7所述的洩漏檢測器，其特徵在於所述脈衝產生裝置以一定頻率發射紅外射線脈衝信號，所述頻率的紅外射線脈衝信 號透過人體的特定器官且由人體的特定器官反射。
9. 根據權利要求8所述的洩漏檢測器，其特徵在於所述脈衝檢測 裝置只檢測在所述波長處的紅外射線。
10. 根據權利要求7所述的洩漏檢測器，其特徵在於還包括濾光 器，用於專門地使在所述波長處紅外射線通過其而到達所述脈衝檢測 裝置。
11. 根據權利要求1到3中任一個所述的洩漏檢測器，其特徵在於還包括洩漏檢測單元，包括至少所述脈衝產生裝置和所述脈衝檢測裝置； 檢測器主體與所述洩漏檢測單元分離地形成，並且包括至少所述 洩漏警告裝置，其中，所述洩漏檢測單元還包括無線電發送裝置，用於發送無線 電信號，以及所述檢測器主體還包括無線電接收裝置，用於接收無線電信號。
12. 根據權利要求ll所述的洩漏檢測器，其特徵在於所述檢測器 主體還包括接收檢測裝置，用於檢測無線電信號的接收狀態；以及 狀態通知裝置，用於通知檢測到的接收狀態。
13. 根據權利要求12所述的洩漏檢測器，其特徵在於所述檢測器 主體還包括接收警告裝置，用於當檢測到的接收狀態下降到預定狀態 之下時，產生接收警告以進行通知。
14. 根據權利要求1到3中任一個所述的洩漏檢測器，其特徵在 於還包括-成像裝置，用於在插入所述注射針的位置處捕獲人體的圖像；以及圖像顯示裝置，用於顯示所捕獲的圖像。
15. 根據權利要求ll所述的洩漏檢測器，其特徵在於 所述洩漏檢測單元還包括成像裝置，用於在插入所述注射針的位置捕獲人體的圖像，以及所述檢測器主體還包括用於顯示所捕獲圖像的圖像顯示裝置。
16. 根據權利要求1到3中任一個所述的洩漏檢測器，其特徵在 於還包括具有至少所述脈衝產生裝置和所述脈衝檢測裝置的洩漏檢測單 元；以及用於將所述洩漏檢測單元可拆卸地粘貼於人體表面的透明粘貼 墊，所述粘貼墊上標記有所述注射針的位置。
17. 根據權利要求16所述的洩漏檢測器，其特徵在於-所述粘貼墊可替換地與所述洩漏檢測單元分離地形成；以及 所述粘貼墊另外標記有所述洩漏檢測單元的位置。
18. 根據權利要求16所述的洩漏檢測器，其特徵在於還包括與所述粘貼墊集成在一起形成的可替換保護構件，用於裝入所述洩漏檢 測單元，所述保護構件對于波傳播是透明的。
19. 根據權利要求1到3中任一個所述的洩漏檢測器，其特徵在於還包括具有至少所述脈衝產生裝置和所述脈衝檢測裝置的洩漏檢測單元；以及用於裝入所述洩漏檢測單元的可替換保護構件，所述保護構件對 于波傳播是透明的。
20. 根據權利要求1到3中任一個所述的洩漏檢測器，其特徵在 於所述洩漏檢測器包括多個的至少所述脈衝產生裝置和所述脈衝檢測 裝置之一。
21. 根據權利要求1到3中任一個所述的洩漏檢測器，其特徵在於還包括伸縮管，用於將液體引導到所述注射針；以及管阻塞裝置，用於當差值超過可接受範圍時，阻塞所述伸縮管。
22. —種液體注入器，用於將活塞構件壓入通過注射針和伸縮管 與人體相連接的液體注射器的充滿了液體的圓筒構件，所述液體注入 器包括根據權利要求1到3中任一個所述的洩漏檢測器；以及 注射暫停裝置，用於當所述洩漏檢測器產生洩漏警告以進行通知 時，暫停液體的注射。
23. —種液體注入器，用於將活塞構件壓入通過注射針和伸縮管 與人體相連接的液體注射器的充滿了液體的圓筒構件，所述液體注入 器包括根據權利要求13所述的洩漏檢測器；以及注射暫停裝置，用於當所述洩漏檢測器產生洩漏警告和接收警告 中的至少一個以進行通知時，暫停液體的注射。
24. —種與根據權利要求17所述的洩漏檢測器一起使用的粘貼 墊，其特徵在於所速粘貼墊標記有所述注射針的位置和所述洩漏檢 測單元的位置。
25. 根據權利要求24所述的粘貼墊，其特徵在於包括與所述粘 貼墊集成在一起形成的可替換保護構件，用於裝入所述洩漏檢測單元， 所述保護構件對于波傳播是透明的。
全文摘要
一種洩漏檢測器順序地向人體插入注射針的位置發射脈衝信號，檢測從人體內部反射的脈衝信號，並且測量每一個脈衝信號的發射和檢測之間的時間間隔。然後，洩漏檢測器計算測量到的時間間隔和預定時間間隔之間的差值，並當該差值超出可接受範圍時，產生洩漏警告以進行通知。由於人體表面的鼓起使脈衝信號的路徑延長，因此洩漏檢測器根據延長的信號路徑，能夠檢測到注射針已脫離了血管。
文檔編號A61B5/00GK101214144SQ200810001279
公開日2008年7月9日 申請日期2004年4月27日 優先權日2003年4月28日
發明者小野世一 申請人:株式會社根本杏林堂