專利名稱：注射器信息的編碼和檢測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息或構(gòu)造的編碼和檢測，特別是，涉及具有編碼有關(guān)藥品注射程序的信息的注射器編碼器，涉及包括注射器編碼的注射器系統(tǒng)，以及編碼和檢測注射器信息的方法。
背景技術(shù)：
注射程序的關(guān)鍵參數(shù)由多個變量來確定，例如，包括注射器直徑、注射器長度、注射器材料和流體的成分/濃度。在有影響的注射程序的諸參數(shù)中，有提供的流體體積、流量、流體壓力和注射器活塞行程的限值。在現(xiàn)代的注射器系統(tǒng)中，注射器的大小規(guī)格一般確定為(1)由將注射器的大小或類型輸入到注射器軟件中的操作者進行手工操作，或(2)借助于在注射器頭上的諸開關(guān)自動地進行操作，它們機械地連接以提升或降低在注射器的元件。例如，參見受讓于本申請受讓人的美國專利5,741,232、6,090,064和5,873,861，本文援引它們公開的內(nèi)容以供參考。

圖1A示出如美國專利5,873,861所述的一注射器4的后部接合突緣部分上的突緣3和3’的弧形周圍定位的下降元件或掣子2和2’。例如，包括掣子2和2’的注射器4已由光亮的或不透明的聚合物材料制成。在圖1B所示的接通電源的注入器8中，掣子2和/或2’與一個或多個對應(yīng)地定位的開關(guān)6一起操作。一個或多個掣子存在或缺席的狀態(tài)提供代表注射器的構(gòu)造的編碼。
然而，機械和電氣設(shè)計上的約束，限制這樣自動檢測開關(guān)的個數(shù)。確實，使用本系統(tǒng)只能自動地檢測有限的注射器的構(gòu)造。另外，移動機構(gòu)的失效也是一個問題。此外，某些電氣的和機械的編碼系統(tǒng)可顯著地增加一注射器和/或注入器的制造成本。其它當(dāng)前可供使用的編碼和檢測注射器構(gòu)造的方法，包括在注射器和注入器上分別放置條形碼和對應(yīng)的傳感器(如美國專利5,997,502所述)。然而，條形碼系統(tǒng)也遭受與上述的機電系統(tǒng)相同的問題。
如本文所采用的，術(shù)語“注射器構(gòu)造”用來包括關(guān)于一具體注射器的所有的信息，其包括(但不限于)關(guān)于一注射器的機械特性(例如，材料、長度和直徑)，以及關(guān)于注射器的內(nèi)容的信息(例如，體積和成分)。隨著新的注射器的出現(xiàn)，特別是預(yù)灌注的注射器，對于精確地編碼和檢測(或讀出)注射器構(gòu)造的諸變量的要求提高。注射器構(gòu)造信息可通過一接通電源的注入器，用來控制作為確定的注射器構(gòu)造/注入?yún)?shù)的函數(shù)的注射程序。此外，例如，可保持一有關(guān)注射程序的數(shù)據(jù)記錄，以在管理的衛(wèi)生保健之下滿足精確的記賬和成本信息的要求?？杀３值男畔⒂涗浻兴褂玫淖⑸淦鞯念愋?、所使用的造影劑的量、所使用的造影劑的類型、消毒日期、終止日期、批編碼、造影劑的特性，和/或其它與臨床有關(guān)的信息。這種信息可進行數(shù)字化記錄，以便與計算機化的醫(yī)院的記賬系統(tǒng)、庫存系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等共享。

發(fā)明內(nèi)容
一般來說，本發(fā)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，該指示器以可檢測的方式與電磁能互相作用。在多個實施例中，所述電磁能是光能。例如，電磁能可通過其中形成指示器的一長形材料進行傳播，或通過包圍其中形成有指示器的材料的介質(zhì)傳播。
在一個方面，例如，本發(fā)明提供一與接通電源的注入器一起使用的注射器，以便將一流體注射到一病人體內(nèi)，該注射器包括一材料段，其適于其間或通過其長度傳輸或傳播電磁能。該材料段包括至少一沿材料段定位的第一指示器。如上所述，第一指示器適于與以可探測的方式通過材料段傳播能量的至少一部分互相作用。
第一指示器的存在(或缺席)提供或?qū)?yīng)關(guān)于上述實施例的注射器的構(gòu)造的信息。例如，本發(fā)明的指示器借助于其數(shù)量和/或位置可提供信息(例如，關(guān)于注射器構(gòu)造)。多個編碼的物件或物件組(例如，注射器)可設(shè)置有由物件的存在、缺席和/或指示器的定位代表的各物件的構(gòu)造。
如這里采用的涉及由指示器提供的信息，術(shù)語“位置”、“定位”以及相關(guān)術(shù)語涉及絕對和/或相對位置。在這點上，信息可由根據(jù)編碼物件(例如，根據(jù)上述的注射器的材料段)的一個或多個指示器的絕對位置來提供。如這里所采用的，術(shù)語“絕對位置”指在物件上或物件內(nèi)的指示器的位置，或該材料相對于一參考點(例如，在材料或一接電源的注入器的長度上的一固定位置，)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(jù)物件或材料段的絕對位置無關(guān)。
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相關(guān)，這里所采用的術(shù)語“與互相作用”通常是指，能量的傳輸，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。例如，使用本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟知的傳感器，這樣的互相作用較佳地易于檢測到。例如，指示器可適于不用修正而傳輸照射到其上的能量，或可適于轉(zhuǎn)換、折射、散射和/或吸收至少一部分的能量。一般來說，本發(fā)明的指示器是不連續(xù)的，或具有與編碼物件或材料段的其余部分不同的特性的區(qū)域，這樣，照射到指示器上的能量的互相作用，不同于照射到不包括指示器的編碼物件或材料段的一部分上的能量，這種指示器與照射的能量的不同的互相作用是可檢測的。例如，在通過一材料段傳播的能量的情形中，指示器可以是材料段的一個區(qū)域，能量可通過其傳輸?shù)讲牧隙蔚耐饷?，而材料段的其余部分阻止能量傳輸?shù)讲牧隙蔚耐饷?。在光能的情形下，例如，諸如形成在編碼物件或材料段上的傾斜表面的指示器可以是不連續(xù)的，這些編碼物件或材料段例如，折射、反射、散射或吸收光能。
指示器也可包括一檢測材料(例如，熒光材料)，它放置在能量照射下可檢測的狀態(tài)。
較佳地，注射器(或其它編碼物件)包括沿定位在唯一預(yù)定位置(即，絕對和/或相對位置)上的編碼物件或材料段的多個指示器(即，較佳地至少兩個指示器)。各個指示器適于與照射在其上的能量的至少一部分互相作用，或修正該能量的至少一部分。指示器的數(shù)量可提供注射器構(gòu)造的信息。同樣地，指示器的預(yù)定的位置可提供有關(guān)注射器的構(gòu)造的信息。例如，一二進位的/數(shù)字的編碼可在預(yù)定的位置上由指示器的存在/缺席來列出。多重二進位代碼可放置在一單一的注射器上，或使用在注射器或其它編碼物件上的不同位置處的指示器組的其它編碼物件。
在一實施例中，電磁能是光能，且材料段，例如，可以具有比相鄰環(huán)境的折射率大的折射率，這樣，光能可沿其長度在材料內(nèi)部反射。內(nèi)部的反射有助于光能通過材料段的有效的傳播。適合用于光能的指示器包括，例如，適于折射和/或反射光能到傳感器上的、在注射器壁上的傾斜的表面。
例如，材料段可與注射器或其它的編碼物件一體地形成。在一這樣的實施例中，材料段是注射器壁的一透明的部分。同樣地，材料段，例如，可以是與注射器相關(guān)的或相附連的。材料段也可形成為一注射器適配器的部分，該適配器設(shè)計來適配一注射器，以便用于一特殊的注入器，或用來加熱注射器內(nèi)的造影劑的一加熱器護套的部分(如本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟知的)。
在另一方面，本發(fā)明提供一用于接通電源的注入器的注射器編碼器，以便將一流體注入病人體內(nèi)。注射器編碼器包括一適于通過其中傳輸或傳播電磁能的材料段。材料段包括至少一沿材料段定位的第一指示器。如上所述，第一指示器適于與被傳輸或傳播的能的至少一部分互相作用，所述能是以可檢測的方式傳輸或傳播通過材料段，以便提供關(guān)于注射器構(gòu)造的信息。例如，注射器編碼器可與注射器或注射器適配器一體地形成，也可與它們相關(guān)連(例如，在同一個容器內(nèi)運輸)，或附連于它們(設(shè)計來適配一特殊的注射器，以便用于一帶電的注入器)。
在另一方面，本發(fā)明提供一用于注射器的注入器系統(tǒng)。注入器較佳地包括一驅(qū)動件，至少一個電磁能的源和至少一個傳感器。注入器系統(tǒng)還包括一如上所述的注射器編碼器。在這點上，注射器編碼器包括一適于在其間傳輸或傳播電磁能的材料段。材料段包括至少一沿材料段的第一指示器，該材料段適于與以可被傳感器檢測的方式通過材料段傳輸或傳播的能量的至少一部分互相作用。
在另一方面，本發(fā)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(tǒng)。編碼器系統(tǒng)還包括一如上所述的注射器編碼器。在這點上，注射器編碼器包括一適于通過其間傳播電磁能的材料段。材料段包括至少一沿材料段的第一指示器，該材料段適于與以可被傳感器檢測的方式通過材料段傳輸或傳播的能量的至少一部分互相作用。
在還有一方面，本發(fā)明提供一編碼有關(guān)注射器構(gòu)造的信息的方法。該方法包括下列諸步驟傳輸或傳播能量通過材料段的至少一部分；提供至少第一指示器，其適于與沿材料段可檢測的方式通過材料段傳輸或傳播的能量的至少一部分互相作用；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一預(yù)定的位置，來提供有關(guān)注射器構(gòu)造的信息。
本發(fā)明的編碼器和方法不限制用于注射器或醫(yī)用注入程序中。這樣的編碼器可與其它的泵、加壓機構(gòu)或用于醫(yī)用注入程序中的其它流體通道元件，例如，在美國專利5,806,519，5,843,037和5,916,197中所公開的泵和流體通道元件，這些專利受讓于本發(fā)明的受讓人，本文援引這些專利以供參考。的確，本發(fā)明的編碼器和方法可很好地適用于要求編碼醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)或其它應(yīng)用領(lǐng)域的信息的任何應(yīng)用中。在另一方面，本發(fā)明因此提供一包括適于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定位的至少第一指示器。如上所述，第一指示器適于與以可檢測的方式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。
同樣地，本發(fā)明提供一編碼信息的方法，其包括下列諸步驟傳輸或傳播能量通過材料段的至少一部分；提供至少第一指示器，其適于與沿材料段以可檢測的方式通過材料段傳輸或傳播的能量的至少一部分互相作用；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一預(yù)定的位置(相對位置和/或絕對位置)，來提供信息。
除了通過一編碼物件的長度或材料段傳播能量之外，電磁能也可圍繞或鄰近一編碼物件或材料段進行傳播，其中，本發(fā)明的指示器以照射到指示器上的方式形成或定位。
在還有一方面，在這點上，本發(fā)明提供一包括沿注射器壁定位的至少第一指示器的注射器。第一指示器與鄰近注射器壁并基本上平行于注射器壁以可檢測的方式傳播的能量的至少一部分互相作用，以提供關(guān)于注射器構(gòu)造的信息。多個這樣的指示器可沿注射器壁的長度設(shè)置在唯一預(yù)定的縱向位置上。各個指示器與以可檢測的方式鄰近注射器壁傳播的能量的至少一部分互相作用。該預(yù)定的指示器的位置提供關(guān)于注射器構(gòu)造的信息。
例如，每個指示器可具有一不同的徑向位置。在一實施例中，多個指示器形成為一臺階形的級。
在另一方面，本發(fā)明提供一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，以便與以可檢測的方式大致跨越材料段的表面?zhèn)鞑サ哪芰康闹辽僖徊糠只ハ嘧饔?。該第一指示器提供關(guān)于注射器構(gòu)造的信息。
在還有一方面，本發(fā)明提供制造用于接通電源的注入器、以便將流體注入到病人體內(nèi)的注射器的方法。該方法包括如上所述的沿注射器長度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度形成在唯一預(yù)定的縱向位置上。例如，指示器可形成在注射器壁上的一表面，以便傳輸光能沿注射器的表面行進到相應(yīng)的傳感器。
在另一方面，本發(fā)明提供編碼關(guān)于注射器構(gòu)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于注射器軸線傳播能量；提供沿注射器壁定位的至少第一指示器，第一指示器適于與以可檢測的方式鄰近注射器壁傳播的能量的至少一部分互相作用；以及檢測能量的至少一部分的修正，指示器提供關(guān)于注射器構(gòu)造的信息。
在另一方面，本發(fā)明提供用于接通電源的注入器、以便將流體注入到病人體內(nèi)的一組至少兩個的注射器。每個注射器包括一材料段，材料段包括沿材料段的一表面定位的至少一個指示器。每個注射器的至少一個指示器與以可檢測的方式大致沿材料段的表面?zhèn)鞑サ哪芰康闹辽僖徊糠只ハ嘧饔?。每個注射器的指示器提供關(guān)于指示器定位在其上的注射器的唯一構(gòu)造的信息。
在還有一方面，本發(fā)明提供一編碼器，其包括具有沿一材料段的表面定位的至少第一指示器的材料段。如上所述，第一指示器與以可檢測的方式沿材料段的表面?zhèn)鞑サ哪芰康闹辽僖徊糠只ハ嘧饔靡蕴峁┚幋a的信息。在另一方面，本發(fā)明提供一包括如上所述的注射器編碼器的注入器系統(tǒng)。
在還有一方面，本發(fā)明提供一編碼信息的方法。該方法包括下列諸步驟沿材料段的一表面?zhèn)鞑ツ芰?；提供沿材料段定位的至少第一指示器，其與沿材料段的表面可檢測的方式傳播的能量的至少一部分互相作用；以及檢測能量的至少一部分的互相作用。
本發(fā)明在另一方面提供一用于接通電源的注入器、以便將流體注入到病人體內(nèi)的注射器。注射器包括一材料段，其包括沿材料段的一表面的長度形成的多個指示器。每個指示器包括一大致平坦的第一表面，它相對于沿材料段的一表面?zhèn)鞑サ墓獾亩ㄏ虮３謨A斜，以便以容易檢測的方式再次引導(dǎo)光的至少一部分。例如，每個指示器可包括沿材料段的在半徑上的臺階形變化。該半徑的臺階形變化包括一反射光的一部分的傾斜表面。
在另一方面，本發(fā)明提供一制造帶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(guān)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，它相對于沿材料段的一表面?zhèn)鞑サ墓獾亩ㄏ虮３謨A斜，以便再次引導(dǎo)被檢測的光的至少一部分。
在另一方面，本發(fā)明提供一注射器，其包括具有沿注射器壁的表面定位的至少第一指示器的注射器壁，以便與以可檢測的方式沿注射器的表面?zhèn)鞑サ墓饽芰康闹辽僖徊糠只ハ嘧饔?。例如，注射器可包括沿注射器壁的表面定位在不同縱向位置上的至少第一多個指示器，并代表提供關(guān)于注射器構(gòu)造的信息的一二進位代碼。
例如，注射器壁可以是基本上的圓柱形。此外，注射器可包括在不同的縱向位置上沿注射器壁對齊的至少第一多個指示器，這樣，從單一光源發(fā)出的一束光可沿注射器表面按基本平行于注射器軸線的方向傳播，以便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(fā)明提供用于接通電源的注入器的傳感器組件。傳感器組件包括一具有光線能通過的半透明表面的定位副組件，以及至少一個與半透明表面隔開的支座件。操作支座件，以定位一座落在間隙內(nèi)的編碼的注射器或注射器適配器，使其形成在半透明表面和相對于半透明表面位于一要求位置上的支座件之間。例如注射器或注射器適配器可充分靠近半透明表面地定位，以防止在注射器或注射器適配器和半透明表面之間形成液滴。
傳感器組件較佳地還包括定位在與支座件定位的一側(cè)相對的半透明表面的一側(cè)的至少一個傳感器。具體來說，傳感器組件較佳地包括定位在與支座件定位的一側(cè)相對的半透明表面的一側(cè)的多個傳感器。傳感器組件還較佳地包括一定位的光源，以沿軸線方向在半透明表面和支座件之間形成的間隙內(nèi)傳輸光線。在一實施例中，設(shè)置一試驗光源，以便對每個傳感器測試其操作性能。
本發(fā)明在另一方面還提供一用于編碼的注射器或一編碼的注射器適配器的注入器。該注入器包括一將注射器或注射器適配器附連到接電源的注入器的接口；一對注射器柱塞賦予運動的驅(qū)動件，至少一個沿軸線方向傳播光的光源，以及至少一個檢測照射到其上的光的傳感器，這種檢測是編碼注射器或注射器適配器的結(jié)果。注入器也可包括如上所述的傳感器組件。
本發(fā)明的編碼方案提供一編碼諸如注射器構(gòu)造信息的可靠方式。不要求有機械移動機構(gòu)，與許多現(xiàn)有技術(shù)的編碼方案相比，其結(jié)果可提高可靠性。此外，本發(fā)明的注射器編碼器可容易地與注射器或注射器適配器一體形成，其結(jié)果比許多現(xiàn)有技術(shù)的編碼機構(gòu)花費更少的制造成本。
此外，本發(fā)明的編碼系統(tǒng)、裝置和方法能很好地適用于磁共振的環(huán)境中，在這種環(huán)境中通常必須注意防止編碼系統(tǒng)或裝置的失效，并防止對磁共振圖像設(shè)備的干擾。在這點上，在一磁共振環(huán)境中的強磁場可對諸如電磁致動的裝置的某些類型的設(shè)備造成不利的影響。此外，在這樣設(shè)備內(nèi)的材料的導(dǎo)磁率的差異和其中感應(yīng)的渦流會影響MRI磁場的均勻性，從而產(chǎn)生非自然的圖像。同樣地，由某些設(shè)備產(chǎn)生的射頻能可對獲得的MRI圖像感應(yīng)出不希望有的非自然的圖像。這些問題在本發(fā)明的注射器編碼系統(tǒng)、裝置和方法中可容易地得到避免。例如，因為不需要移動元件，所以，機電的或其它的致動器在本發(fā)明中顯得不必要。此外，用于本發(fā)明的編碼系統(tǒng)、裝置和方法中的機電能可容易地進行選擇，以防止與磁共振設(shè)備的干擾，以及來自于磁共振設(shè)備的干擾。例如，可使用光譜中的紅外光、可見光或紫外光范圍內(nèi)的光能。同樣地，在MRI掃描儀的頻率范圍之外的射頻能也可被采用。
本發(fā)明及其相隨的優(yōu)點，通過參考下面的詳細(xì)描述和附圖，將會得到進一步的理解。
附圖的簡要說明圖1A示出包括用于提供注射器構(gòu)造信息的掣子的目前可獲得的注射器的后視平面圖。
圖1B示出包括與圖1A的掣子合作的機電開關(guān)的目前可獲得的注入器的前部的側(cè)截面圖。
圖2A示出入射在具有不同折射率(按Snell定律得出的)的兩個介質(zhì)之間的交界面上的光能的特性。
圖2B示出以導(dǎo)致理論上的完全內(nèi)反射的臨界角入射在交界面上的光的特性。
圖2C示出本發(fā)明的一注射器編碼系統(tǒng)的一實施例的側(cè)截面圖。
圖2D示出在注射器壁材料內(nèi)的光的完全內(nèi)反射。
圖2E示出在注射器內(nèi)的傾斜表面的使用，以在預(yù)定位置處的注射器壁外傳輸光。
圖2F示出本發(fā)明的一注射器編碼系統(tǒng)的另一實施例的側(cè)截面圖。
圖3A示出一注射器編碼器的實施例的側(cè)截面圖，其中，指示器散射被相應(yīng)的傳感器檢測的光線。
圖3B示出一注射器編碼器的實施例的側(cè)截面圖，其中，指示器吸收光線。
圖3C示出一注射器編碼器的實施例的側(cè)截面圖，其中，指示器作為一透鏡以將光線聚焦在一對應(yīng)的傳感器上。
圖3D示出一注射器編碼器的實施例的側(cè)截面圖，其中，當(dāng)指示器被電磁能接觸時，指示器進入一被相應(yīng)的傳感器檢測的“激發(fā)”狀態(tài)。
圖3E示出圖3D的注射器編碼器的另一實施例的側(cè)截面圖，其中，光能的源大致放置在傳感器的同一平面。
圖4示出包括定位在注射器編碼器的不同的象限的兩組指示器的注射器編碼器的一實施例的后視立體圖。
圖5A示出包括多組指示器的注射器的實施例的側(cè)視圖。
圖5B示出圖5A的注射器的仰視圖。
圖6示出一注射器編碼系統(tǒng)的側(cè)截面圖，其中，能量信號是脈沖的。
圖7示出一注射器編碼系統(tǒng)的側(cè)截面圖，其中，注射器構(gòu)造是以動態(tài)方式確定。
圖8示出使用周圍的光作為用于注射器編碼的光源的一注射器的側(cè)截面圖。
圖9示出一帶有傾斜槽的注射器編碼器的研究模型。
圖10示出一帶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(shè)計的一實施例的尺寸。
圖12示出跟蹤通過圖11的模型注射器的光線的結(jié)果。
圖13示出從指示器反射出的光線的實例，其起源于直接入射和通過內(nèi)反射的入射的組合。
圖14示出在如上所示的成象圓柱上的每個光點的總亮度，其對應(yīng)的指示器槽用于圖11的模型設(shè)計。
圖15示出在如上所示的成象圓柱上的每個光點的總亮度，其對應(yīng)的指示器槽用于圖11的模型設(shè)計，其中，指示器槽的次序與圖14的指示器槽的次序相反。
圖16A示出本發(fā)明的注射器的一實施例的側(cè)視圖，其中，指示器槽的深度隨離光源的距離的增加而增加。
圖16B示出圖16A的注射器的側(cè)截面圖。
圖16C示出圖16B中的圈出區(qū)域的放大視圖。
圖16D示出圖16A至16C的諸指示器槽之一的放大視圖。
圖16E示出包括一附連的反射表面的指示器槽的實施例。
圖17A示出一注射器的實施例的側(cè)截面圖，其中，指示器將能量再次導(dǎo)向位于注射器的內(nèi)部的一個或多個傳感器。
圖17B示出一注射器的實施例的截面圖，其中，指示器位于注射器周緣的周圍。
圖18A示出一注射器的實施例的側(cè)截面圖，其中，指示器將沿注射器的外部表面?zhèn)鞑サ哪芰吭俅螌?dǎo)向一個或多個傳感器。
圖18B示出一注射器的實施例的側(cè)截面圖，其中，指示器將沿注射器的內(nèi)部表面?zhèn)鞑サ哪芰吭俅螌?dǎo)向一個或多個傳感器。
圖18C示出一注射器的另一實施例的側(cè)截面圖，其中，指示器將沿注射器的內(nèi)部表面?zhèn)鞑サ哪芰吭俅螌?dǎo)向一個或多個傳感器。
圖19A示出與注射器操作性連接的本發(fā)明的一傳感器組件的側(cè)截面圖，其中，光通過注射器壁沿軸向傳播。
圖19B示出圖19A的傳感器組件在拆卸或分解狀態(tài)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(tài)下的另一立體圖。
圖19D示出圖19A的傳感器組件在組裝狀態(tài)下的正截面圖。
圖19E示出圖19A的傳感器組件在組裝狀態(tài)下的立體圖。
圖19F示出圖19A的傳感器組件在組裝狀態(tài)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(fā)明的一傳感器組件的側(cè)截面圖，其中，光鄰近注射器壁沿軸向傳播。
圖19H示出圖19A的傳感器組件的發(fā)射器和傳感器印刷線路板的實施例的方框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的編碼器、編碼系統(tǒng)和編碼方法，在對于注射器和用于醫(yī)用注入器程序的泵機構(gòu)中的構(gòu)造信息的編碼中顯得特別有效。下面討論本發(fā)明的幾個有代表性的實施例，其中，光能結(jié)合在注射器編碼器中使用。
在光能通過材料段傳播的情形中，其中，指示器形成在本發(fā)明，例如，可從光的折射/反射特性獲得優(yōu)點，即光在兩個不同的介質(zhì)之間的交界面折射/反射，有利于光線有效地通過具有高的折射率的介質(zhì)長度傳播。這些不同的介質(zhì)例如可以是半透明或透明的注射器壁，以及空氣包圍該注射器壁。
在兩個絕緣介質(zhì)之間的交界面上的光的折射，由如下的Snell定律支配n1sinθ1＝n2sinθ2其中，n1和n2是各絕緣材料的折射率，θ是光線(相對于垂直于交界面的方向或平面測量)的入射角。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、然后遇到較低折射率的區(qū)域的特殊情形下，在交界面的邊界處的光反射(在第一材料內(nèi)的內(nèi)部)的可能性提高。臨界角可以下列方式定義任何以小于臨界角的角度與絕緣交界面相遇的光線將不會在交界面反射—它將前進進入到第二介質(zhì)。換句話說，在臨界角的折射角等于90°。用數(shù)學(xué)方法來表示，臨界角由下式給出n1sinθ1＝n2θc＝sin-1(n2/n1)
其中，n1和n2是各絕緣材料的折射率，θc是光線的臨界入射角。臨界入射角用圖示法示于圖2B中。
圖2C示出一注射器10，其具有的至少一部分由諸如玻璃或透明塑料的大致半透明或透明的材料形成。例如，注射器10可通過注射器突緣30和點滴器突緣40的相互作用，可移動地定位在接電源的注入器20上，例如，如美國專利No.5,997,502所描述的，上述突緣作為安裝裝置位于注入器20的前壁上和/或內(nèi)。例如，一光源50定位在注入器20內(nèi)，以通過注射器10的壁沿大致的軸向方向(即，平行于注射器10的軸線)傳輸或傳播光能。光能可以是在可見光波長之外，以減小與周圍光的干擾。光源50也可以是脈沖的，以提高可檢測性。
圖2D示出在注射器壁內(nèi)內(nèi)部地反射的光線。一般來說，所有以大于臨界角(從沿圖2C的定向的垂直平面測得，或從沿圖2D的定向的水平平面測得，即，一垂直于注射器-空氣交界面的平面)的角度撞擊注射器壁和空氣之間的交界面的光線，將在注射器壁內(nèi)內(nèi)部地反射，并通過沿大致的軸線方向傳播。
在一實施例中，注射器10由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成，對此種材料，在632.8nm(氦-氖激光輸出)測得的折射率在21℃的環(huán)境溫度下約為1.68。假定空氣的折射率約為1.00，則該材料得出的對于空氣-注射器交界面的臨界角大致為37°。因此，如果光以大于該值的角度射到交界面，則它在內(nèi)部反射。在無散射或吸收的情形下，該反射在理論上是完善的。的確，測量已表明，例如，在高質(zhì)量的光纖內(nèi)的從絕緣交界面的反射系數(shù)超過0.9999。例如，參見McGraw-Hill出版的《光學(xué)手冊》13-6頁。在實際上，隨材料的不完善性的增加，反射系數(shù)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(nèi)進行內(nèi)部反射的光以大于或等于臨界角的角度撞擊在交界面上。以“較淺”或“較小”的數(shù)值撞擊在交界面上的光將通過交界面?zhèn)鬏敵龆M入空氣。
圖2E示出在注射器壁內(nèi)垂直傳播的光遇到一斜的或傾斜的交界面的情形。并非所有的光在傾斜交界面上反射。在LED發(fā)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(nèi)的散射，發(fā)生另外的光子的“誤導(dǎo)”。最終結(jié)果是在塑料內(nèi)傳播的光集合或光錐。當(dāng)該光錐撞擊在傾斜的交界面上時，有些光線將繼續(xù)通過交界面進入空氣。在圖2E中，如果角Ψ超過臨界角(37°)，則光將從交界面反射。如果光然后遇到另外的傾斜交界面，某些光將被引導(dǎo)返回到塑料，光在那里將再次傳播，直到其撞到下一個傾斜交界面。這種情況提供在注射器壁內(nèi)(即，圖2E的定向的右邊)被再次引導(dǎo)的總光量的略微增加，而同時進行光的空間分布。在給定材料的特性，傾斜交界面的交角以及光源的特性的情況下，提供最佳光再導(dǎo)向的傾斜交界面的數(shù)量(例如，槽、狹縫或突起的構(gòu)造)可容易地進行計算。
在圖2C中，注射器10包括一系列形成為傾斜表面或狹槽60a-60c的指示器。傾斜表面或狹槽60a-60c通過注射器壁，將光的一部分傳輸進入周圍空氣的入口。光傳感器70a-70c分別地定位在狹槽60a-60c的附近。一個或多個狹槽60a-60c(或狹槽60a-60c相互之間的相對位置)的存在或缺席，例如，可代表一二進位代碼或其它的編碼，它對應(yīng)于特定的注射器構(gòu)造(例如，包含一定濃度的特殊類型的造影劑的某種體積的注射器)，例如，其可由與傳感器70a-70c通訊的一處理單元200進行編譯。狹槽60a-60c可相當(dāng)近地放置到光源50的附近，以保證傳輸?shù)街車諝鈨?nèi)的光量是可測量的。在這點上，可供測量的總的光能將隨離光源50的距離的增加而減小(例如，通過傾斜表面60a-60c的散射、吸收和/或傳輸)。狹槽60a-60c可形成在注射器10的圓周的周圍。這樣，注射器10的定向(即，關(guān)于其軸線的轉(zhuǎn)動度)與測量從注射器10傳輸?shù)墓獾膫鞲衅?0a-70c的能力無關(guān)。
(1)以基本上平行于注射器10的軸線定向?qū)R的方式定位指示器(例如，圖2C的指示器60a-60c)，以及(2)通過注射器壁沿基本上平行于注射器10的軸線從光源50傳播能量，以上兩種能力對多個沿注射器10的長度的指示器提供顯著的空間，并減少或消除由圍繞注射器10的軸線的注射器壁的曲率引起的傳輸能量的諸問題。此外，僅在現(xiàn)有的注射器和注入器設(shè)計中作微小的變化，這種定向便能方便地定位能源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的另一個實施例。如上所述，注射器110包括一安裝突緣130和一點滴器突緣140。注入器120包括一傳輸光進入注射器壁而定位的光源150，這樣，光通過注射器壁基本上沿軸線方向傳播。在該實施例中，注射器110的至少后部包括至少放置在注射器110的外周緣上的一屏蔽或屏障160。屏蔽160包括形成為開口或入口160a-c的若干個指示器，其允許光被傳輸入周圍的空氣內(nèi)，而屏蔽160的其余部分則阻止光被傳輸進入其間。這樣被傳輸入周圍空氣內(nèi)的光，可由如上所述的傳感器170a-170c進行檢測，以便提供關(guān)于注射器構(gòu)造的信息。也可在注射器壁的內(nèi)直徑上設(shè)置一屏蔽160’。屏蔽160和160’也可進行反射，以保證光線以有效的方式沿軸向傳播。
盡管如上所述的由不同折射率的材料引起的內(nèi)反射系數(shù)，在通過介質(zhì)的長度有效地傳播光能上是有用的，但在實施本發(fā)明中內(nèi)反射系數(shù)不是必要的。例如，如圖2F所述的反射屏蔽或襯層可用來通過材料段傳播光能。此外，這些通常平行于材料段(無內(nèi)反射)的軸線、通過材料段傳播的光線，可與本發(fā)明的指示器以可檢測的方式互相作用。
在本發(fā)明的若干個實施例中，較佳地采取幾個步驟以防止與背景或環(huán)境光(即，不是從光源發(fā)源的光)的干擾。例如，可采用窄帶檢測，其中，光源和傳感器在一非常窄的光波范圍內(nèi)操作。此外，可采用同步檢測，其中，光源被調(diào)制到某個頻率，且選擇傳感器電子線路，使其敏感于在此頻率變化的信號。在最簡單的水平上，測量檢測到的光源進入狀態(tài)和脫離狀態(tài)之間的信號的差別。例如，在光學(xué)檢測的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的許多其它的檢測方案，也可適合用于本發(fā)明。
在圖2C和2F的實施例中，用來引導(dǎo)/傳輸光線到傳感器的所有指示器位于點滴器突緣40和140后面的注射器壁內(nèi)或壁上。正如本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所清楚的，這樣的指示器/傳感器對，可以沿注射器壁位于任何地方。此外，注射器可包括與注射器壁分離的一部分或部件，通過其可為注射器的信息編碼傳輸能量。
圖3A-3E示出本發(fā)明的另外若干個實施例。圖3A-3E各示出電磁能(例如，光能)在其間可通過或傳播的材料段。例如，材料段可以是一注射器壁的一部分、一注射器適配器的一部分，或一注射器或其它編碼器的一部分，即，例如，關(guān)聯(lián)于和/或附連于注射器、注射器適配器(例如，一套筒定位在注射器或注射器適配器附近或配裝在其上)，或其它被編碼的裝置。適合用于本發(fā)明的適配器的實例，例如，公開在1999年6月30日提出的美國專利申請09/365,285和在2000年8月8日提出的美國專利申請09/633,299中，它們受讓與本發(fā)明的受讓人，本文援引上述公開以供參考。一般來說，適配器能使不是特別設(shè)計的注射器用于特殊的注入器。
圖3A-3E的材料段是僅指下面的注射器編碼器。在圖3A中，注射器編碼器200包括在注射器編碼器200內(nèi)不連續(xù)的指示器210a和210b，它們用來傳輸/再導(dǎo)向/散射從光源220通過注射器編碼器200傳播的光線。例如，這種不連續(xù)性可形成為在注射器編碼器200內(nèi)的不規(guī)則形，或通過在注射器編碼器(諸如通過聚合物材料的混合擠壓)內(nèi)納入其它的材料。從指示器210a和210b傳播/再引導(dǎo)/散射的光分別地被傳感器230a-230b檢測。在圖3A的實施例中，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，以分別地減小或阻止從指示器210b傳輸/再導(dǎo)向/散射的光線被傳感器230a檢測，以及從指示器210a傳輸/再導(dǎo)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，否則的話，該光能將傳輸?shù)阶⑸淦骶幋a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，在該實施例中，指示器在預(yù)定位置的存在導(dǎo)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(yīng)于“11”的二進位代碼，注射器編碼器300的指示器310a和310b可對應(yīng)于“00”的二進位代碼。
圖3C的注射器編碼器400包括指示器410a和410b，其用作將從光源420發(fā)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上的透鏡。
圖3D的注射器編碼器500包括指示器510a和510b，其放置在當(dāng)光從光源520照射到其上時即處于激發(fā)的狀態(tài)的位置上。例如，指示器510a和510b可包括這樣的材料，即，當(dāng)光能照射到其上時即能發(fā)出熒光。指示器510a和510b的激發(fā)狀態(tài)(例如，熒光)可分別地被傳感器530a和530b檢測。圖3E的注射器編碼器500’在操作上類似于注射器編碼器500。然而，在注射器編碼器500’的實施例中，光源520通常放置在與傳感器530a和530b的同一平面內(nèi)。從光源520發(fā)出的光被傾斜表面525再次引導(dǎo)通過注射器編碼器500’傳播。此外，在圖3E的實施例中，光源520和傳感器530a和530b容納在一載體515內(nèi)，例如，它可以是諸如在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的注射器加熱器之類的圓柱形屏蔽。
如上所述，本發(fā)明的指示器可圍繞一注射器或注射器適配器的周緣延伸到足夠的長度，這樣，注射器、注射器適配器或注射器編碼器(即，關(guān)于其軸線的轉(zhuǎn)動程度)相對于注入器、光源和/或傳感器排的定向，與對應(yīng)傳感器測量指示器如何修正通過注射器、注射器適配器或注射器編碼器傳播的光能的能力無關(guān)。然而，定向可用來編碼更多的信息。例如，圖4示出一注射器編碼器600，其包括多組(在本實施例中為兩個)指示器，以列出多組的二進位的編碼。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)定位在大致圓柱形的注射器編碼器600的不同的部分或象限內(nèi)。注射器編碼器600還包括兩個光傳感器620和620’，以及兩個傳感器排630和630’。例如，編碼器600可以是注射器壁的一部分，和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的實施例中，在各組的指示器中的至少一個指示器，例如，在各組指示器的最后的指示器(即，指示器610e和615e)可用來確定注射器是否合適地附連到和/或相對于接電源的注入器(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/或標(biāo)定傳感器630和630’的靈敏度，例如，它可以是傳感器陣列或諸如電荷耦合器件(CCD)相機的單一傳感器。例如，圖4的指示器可以是如圖2C的實施例中所討論的傾斜的狹槽。作為指示器610e和615e的結(jié)果，分別被傳感器排630和630’檢測的光量，可提供用于標(biāo)定靈敏度設(shè)定的信息，以便確定其它的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。
致力于使用指示器610e和615e為定位和/或標(biāo)定指示器，其它指示器的存在或缺席可用來羅列預(yù)定長度的二進位代碼。在圖4中，四個比特的二進位代碼，各由第一組指示器的610a、610b、610c和610d諸指示器以及第二組指示器的615a、615b、615c和615d諸指示器代表。第一組的指示器的二進位代碼是“1111”，而第二組的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(yīng)于一特殊的注射器構(gòu)造，例如，其可在計算機存儲器中存儲的查表中獲得。使用具有相當(dāng)寬的檢測范圍的傳感器或傳感器組(例如，一CCD相機)，代表一二進位代碼的一組指示器的絕對位置，并不如使用具有相當(dāng)窄的檢測范圍、要求指示器/傳感器對基本對齊的傳感器的情形那樣重要。
圖5A和5B示出本發(fā)明的另一實施例(類似于圖4的實施例)，其中，若干排的指示器660A、660B、660C和660D至少部分地圍繞一注射器650的圓周沿注射器650的長度在預(yù)定的位置處延伸。如圖5B所示，三個能源670、670’和670”圍繞靠近注射器650的后端的注射器650的圓周，定位在不同的位置處。四個檢測器(未在圖5A和5B中示出)可放置成在每排水平上的指示器(4排×3傳感器＝總12檢測器)，與能源670、670’和670”大致地角向?qū)R(即，繞注射器650的圓周)。例如，致力于如上所述的D-排的指示器的定位和/或標(biāo)定的確定，一個留下各為三個比特的三個二進位代碼，或216個可能的不同編碼構(gòu)造。
在圖6中，一注射器編碼器700包括形成在注射器編碼器700的表面上的傾斜表面的指示器710a和710c。三個能源720、722、724是脈動的，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(nèi)分別位于指示器或槽710a和710c上，它們將光傳輸?shù)浇邮掌?30中。在圖6的實施例中，對應(yīng)于能源722的固定位置的注射器上沒有指示器。因此，當(dāng)S722脈動時，沒有能量傳輸?shù)浇邮掌?30。因此，時間圖表的接收部分R顯示從S720和S724接收到脈沖，但不是從S722接收到。在各能源處的指示器的存在或缺席可代表如上所述的一二進位代碼。
在上面的討論中，注射器構(gòu)造信息是以靜態(tài)的方式讀出。注射器構(gòu)造信息也可利用本發(fā)明的編碼系統(tǒng)以動態(tài)的方式讀出。當(dāng)注射器編碼器800移動到圖7的定向的左邊時(例如，當(dāng)注射器附連到接電源的注入器時)，指示器810a和810b將光能的至少一部分從光源820通過注射器編碼器800再導(dǎo)向到接收器830(如圖7中箭頭所示)。接收到信號R2提供在指示器構(gòu)造上的信息。
在光能用于本發(fā)明的例子中，光源可以是接電源的光源，例如，發(fā)光二極管或LED，或如本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟知的其它的接電源的光源。然而，也使用周圍的環(huán)境光。在圖8中，例如，一注射器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，周圍的光可通過該開孔。例如，開孔930與一光纖電纜940連通。光纖電纜940終止于注射器910的后端的附近，并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適于檢測分別被指示器950a、950b和950c修正的光能。
在本發(fā)明的指示器使用折射和/或反射來引導(dǎo)光能至相應(yīng)的檢測器的情形中，指示器的設(shè)計(例如，位置、深度和角度)可對由檢測器檢測的光具有顯著的效果。為了研究本發(fā)明的幾個設(shè)計中的上述的和其它的效果，使用Mathcad軟件(可從馬薩諸塞州的坎布里奇市的MathSoft購得)來構(gòu)造一光線跟蹤模型。在該軟件中，反射的或折射的光線的強度隨入射角而變化(根據(jù)Fresnel定律)。
在該模型中，注射器或編碼器假定對稱地轉(zhuǎn)動，且其橫截面描述成一封閉的多邊形。注射器材料假定光學(xué)上是均勻和各向同性的，具有1.68的折射率。一每英寸3分貝的名義值被用于在注射器材料內(nèi)的光學(xué)衰減。
使用具有高斯射束分布的一點光源。該光源放置在離注射器的后/底邊緣0.2英寸處，且使用一5°的半功率射束。為了測試每個設(shè)計，從光源跟蹤約500光線。
每個光線跟蹤到其第一入射點，并考慮在該距離上的衰減。根據(jù)Fresnel定律計算傳輸?shù)暮头瓷涞墓饩€。然后，傳輸?shù)暮头瓷涞墓饩€獨立地進行跟蹤，每個在其下一個入射中產(chǎn)生新的傳輸?shù)暮头瓷涞墓饩€。這反復(fù)的過程很快地產(chǎn)生許多來自于第一光線的光線。當(dāng)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一圓柱，位于與如上所述的傳感器的一可能的位置對應(yīng)的一半徑處。不但記錄下光線的強度，而且記錄下入射點和入射角。
除了上述的假定或條件之外，該模型忽略以下的效應(yīng)或條件在注射器內(nèi)壁處的活塞頭的存在；在注射器凹腔內(nèi)的任何造影劑的存在；以及注射器的表面粗糙度。
產(chǎn)生兩種形式的圖形輸出。第一，由一單一的光線產(chǎn)生的所有的光線疊加在一三維的注射器圖上。該輸出便于改正編碼并對跟蹤特別設(shè)計的不要求的特征顯得有效。第二，產(chǎn)生一在成像平面上的光強度的表面圖。作為一種選擇，可以只選擇在某個入射角內(nèi)的射到成像平面以貢獻于繪圖的強度的那些光線。該輸出示出一設(shè)計的全部性能。
圖9示出一注射器或一編碼器1000的一部分，其中，指示器是V形的狹槽1010a、1010b和1010c。在圖9中，一光源(未示出)定位在注射器1000的底部。在該實施例中，難于使諸狹槽1010a、1010b和1010c互相獨立地執(zhí)行(即，從一個狹槽的光線取決于在圖9的定向的前或下狹槽的存在或缺席)。在這點上，介于兩個狹槽之間的注射器壁的部分通常代表一棱鏡。當(dāng)光大致平行于注射器壁行進通過該棱鏡時，它離軸彎曲，離開在其上面的狹槽。例如，在圖9中，當(dāng)通過狹槽1010b和1010c之間的注射器壁時，一折射光線1020離狹槽1010c彎曲。在該例子中的位于注射器壁的棱鏡上方的狹槽1010c的照明，必須依靠離注射器1000的內(nèi)表面的內(nèi)部反射的光線。在這點上，示出另一光線1030在注射器壁內(nèi)內(nèi)部地反射以接觸狹槽1010c。在圖9的實施例中，難于保證通過折射離開一狹槽的內(nèi)部反射光線和通過反射離開的通過狹槽行進的光線，以相同的角度離開一狹槽。這個結(jié)果可容易地導(dǎo)致檢測器-指示器對之間的交叉，其中，來自一個狹槽的光線到達多于上述的一個檢測器。還是如上所述，使用柱列可減小該問題的效應(yīng)。
然而，V形狹槽之間的互相依賴，使得選擇能對所有的狹槽編碼都很好起作用的狹槽形狀變得復(fù)雜。此外，使用折射也使設(shè)計對于材料的折射率變得敏感。
通過使用接近正交入射到一指示器的表面并如圖10所示地反射的能量的傳輸，這些問題可顯著地得到消除。注射器1100包括三個注射器狹槽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定向成大致的45°角，導(dǎo)致入射光線的反射相對于入射光線的方向相交成大致的90°角。較淺的指示器狹槽1110c也包括一反射表面1115c，它也與入射到其上的光線大約交成45°角。反射器表面1115a、1115b和1115c反射光線到合適定位的檢測器(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一錐度，以便在注塑模制注射器的情形中允許模制工件的拔出。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(xué)特性。
因為反射器表面1115a、1115b和1115c是偏離的或定位在注射器壁內(nèi)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傳輸光線到對應(yīng)的檢測器，所以，對于指示器狹槽1110a、1110b和1110c，有可能影響基本上互相獨立的光能。此外，圖10的設(shè)計基本上對于注射器材料的折射率不敏感。
在指示器狹槽1110a、1110b和1110c之間唯一余下的互相依賴的效應(yīng)是，當(dāng)其通過狹槽壁傳輸時，光能強度的減小?？紤]到多次的反射，傳輸?shù)墓獾膹姸仍谕ㄟ^各狹槽之后，大約減小13％(對于1.68的折射率)。在通過四個指示器狹槽之后，減小量達到50％?？呻S著繼續(xù)沿注射器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(jù)所涉及的特定的二進位代碼(即，根據(jù)前面指示器狹槽的存在或缺席)，精確地平衡各指示器狹槽的亮度，因此可涉及各反射器表面的尺寸的改變。
圖10的實施例的一代表性的模型示于圖11中。若干個較佳的約束包容在圖11的模型中。例如，最大的狹槽深度設(shè)定為注射器壁厚度的一半，以保持結(jié)構(gòu)的完整性。如果兩個鄰近的指示器狹槽之間的深度差小于反射器表面的徑向?qū)挾?，則第一狹槽的反射器表面將局部地比第二狹槽的反射器表面淺，從而減小從第二狹槽反射的光量。通過離開如圖10所示的注射器壁的外表面的內(nèi)部反射，光線到達反射器表面，這個效應(yīng)可得到局部的補償。然而，一下限較佳地設(shè)定在從一個狹槽到下一個狹槽的深度的增量上。根據(jù)可用于一確定的模制工具的最薄部分，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(shè)置成消除交叉。在一模型中，可選擇最大可能間距。也要求避免二次反射。換句話說，要求從各反射器表面折射的光線隨后不應(yīng)照射到注射器繼續(xù)往下的反射器表面(如圖10所示)。這是一更為復(fù)雜的幾何約束，其也包括注射器的折射率。
圖11示出模型設(shè)計的尺寸，其中，除深度之外，各個狹槽的諸參數(shù)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(shè)定為反射器尺寸加上4×(深度增量)，其近似為0.040英寸(或近似為1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(qū)域增厚，以保持注射器的機械強度。
在該模型中，一圓柱形圖像平面放置在大約為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(jié)果，并示出光線在圓柱形圖像平面上的端點位置，其Z坐標(biāo)(以英寸計)繪在水平軸線上，圍繞圓柱形的角度(以度數(shù)計)繪在垂直軸線上。
可以識別五個主圖像區(qū)域，每一個指示器狹槽有一個。最左邊的圖像區(qū)域遠(yuǎn)比對應(yīng)于指示器狹槽的諸圖像區(qū)域為弱，并且是偏離注射器底部處的導(dǎo)向件或定位件形成的光散射的結(jié)果。偏離定位件散射的光是以40°的角度入射到圖像圓柱形上，其中，從指示器狹槽發(fā)出的光線是以10°或不到的角度入射。入射角的差異和/或信號強度的差異(例如，與閾值相比)可用來消除非自然的信號。也可通過將光圈1120放置在如圖13所示的注射器的底部處，或者通過校準(zhǔn)檢測器而被阻塞，可防止來自于光源而不是指示器的光線(例如，散射光引起圖12中的最左邊區(qū)域或非自然的產(chǎn)物)。
在圖12中，當(dāng)偏離這些指示器狹槽而反射的光線，來源于直接入射和通過偏離如圖13所代表的注射器的外表面的內(nèi)部反射的組合時，從最后兩個指示器狹槽來的圖像區(qū)域明顯地被加寬。
圖14示出在示于其對應(yīng)的指示器狹槽上方的成像圓柱上的各個光點的總亮度。在第一指示器狹槽圖像的亮度和最后指示器狹槽圖像的亮度之間存在著3∶1的比例?？梢酝ㄟ^從第一至最后逐步地增加反射器的尺寸來調(diào)整該比例。
或者，通過倒置指示器狹槽的次序，以使最淺的指示器狹槽放置在最靠近能源的地方，而最深的指示器狹槽放置在最遠(yuǎn)離能源的地方，可明顯地消除亮度/強度的降低。在這點上，圖15示出在這樣一實施例中示于其對應(yīng)的指示器狹槽上方的成像圓柱上的各個光點的總亮度。如圖所示，在該實施例中，在第一指示器狹槽和最后指示器狹槽之間亮度存在非常小的降低。
較佳地，傳輸?shù)揭粋鞲衅鞯墓饩€(例如，以亮度或信號強度測量)應(yīng)足夠強，以使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。一用于本發(fā)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(chǎn)的SFH229FA(零件號)光電二極管。一用于本發(fā)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(Palo A1to)的惠普公司(Hewlett-Packard)生產(chǎn)的HSDL-4230(零件號)發(fā)光二極管(LED)。
圖16A-16C示出一注射器1200的實施例，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的一實施例的指示器狹槽1210a-1210e(即，圖16B的圈出部分)的放大視圖。在該實施例中，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較佳地放置在注射器1200的后部位置，以使指示器狹槽1210a-1210e盡可能近地靠近光源定位，以及減小或防止從其它注射器部件引起的非自然的產(chǎn)物。例如，元件1220、接合突緣1230和點滴器突緣1240可各在圖示的圖像平面內(nèi)形成非自然的產(chǎn)物，例如，通過圖12的最左邊的圖像區(qū)域。將指示器狹槽1210a-1210e放置在能源/光源和這樣的注射器部件之間，可大大地減小產(chǎn)生不希望的非自然產(chǎn)物的可能性。
圖16D示出圖16A至16C的指示器狹槽1210a的放大的視圖。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，然后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中的表面1215a是與沿長度向通過注射器1200的壁傳播的光線成大約45°夾角傾斜的注射器壁的一部分。圖16E示出指示器狹槽1210a’的另一實施例。在圖16E的實施例中，一光線首先通過指示器狹槽1210a’的一基本垂直的壁1212a’，然后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的實施例中，反射表面1215a’由不同于注射器1200的材料(較佳地，一高反射性的材料)制成。
圖17A示出一注射器1300的后部的一實施例，其包括形成為在注射器1300的外壁上的傾斜的臺階的指示器1310a-1310c。在一實施例中，指示器1310a-1310c相對于從光源1320通過注射器1300的壁傳播的光線傾斜成大約45°。在該實施例中，從光源1320發(fā)出的光線以相對于如下的定向成大約90°的夾角反射，即，光線沿著該定向通過注射器1300的壁朝向定位在注射器壁的內(nèi)側(cè)上的傳感器1330傳播。以基本垂直的角度進行光線的反射，可便于用于檢測反射光線的對應(yīng)的傳感器或傳感器組的定位。在該實施例中，指示器1310a-1310c影響互相基本獨立的光能。較佳地，傳感器或傳感器組1330定位在注射器1300的圓筒的內(nèi)部內(nèi)，以最大程度地減小或防止與注射器圓筒內(nèi)的柱塞1305的運動相干擾。
在如上所述的實施例中，例如，光線大致直線性地沿著諸如注射器1300的注射器的軸線方向傳播。然而，光線也能在如圖17B所示的本發(fā)明中的半徑或其它曲率的長度內(nèi)或通過該長度進行傳播。圖17B示出一諸如注射器1350的大致圓柱形的編碼的物件的橫截面。光源1360用來通過一端口1370傳輸光線進入注射器1350的圓筒。然后，光線繞注射器壁內(nèi)的注射器1350的半徑傳播。一系列的傳感器1380a-1380s較佳地定位在注射器1350的圓周的外面的不同位置上，以接收由諸如圖17B所示的指示器1390a、1390b、1390f和1390p的、圍繞注射器1350的圓周定位的指示器再導(dǎo)向的光線。較佳地，注射器1350的材料應(yīng)這樣選擇圍繞注射器1350行進的光線不以小于臨界角的角度撞擊到注射器1350和周圍的空氣之間的交界面上，由此，提供如上所述的光的內(nèi)反射系數(shù)。
圍繞諸如注射器1350的編碼物件的半徑或圓周提供指示器/傳感器對，而不是沿這樣的一物件的軸向長度提供這樣的指示器/傳感器對，或者除了沿這樣的一物件的軸向長度提供這樣的指示器/傳感器對之外，還圍繞諸如注射器1350的編碼物件的半徑或圓周提供指示器/傳感器對，這樣的做法可對附加的指示器/傳感器對提供附加的空間，以便提供附加的編碼的構(gòu)造。此外，圍繞一編碼物件的圓周定向的多組的指示器/傳感器對，可沿編碼物件的軸向長度放置在不同的軸向位置上，以提供甚至更多的編碼的構(gòu)造。
除了通過以上實例中所列出的材料或一編碼器(例如，一注射器壁)的長度傳輸或傳播能量(例如，光能)之外，能量也可通過鄰近一編碼器的介質(zhì)進行傳輸，以便與本發(fā)明的指示器互相作用。在本發(fā)明的這樣的實施例中，例如，指示器可以是這樣的編碼器的表面特征，即，編碼器定位在通過鄰近編碼器的介質(zhì)傳輸?shù)哪芰康耐ǖ纼?nèi)，或延伸入通過鄰近編碼器的介質(zhì)傳輸?shù)哪芰康耐ǖ馈?br> 例如，圖18A示出一注射器1400的后部的實施例，該注射器包括形成為在注射器1400的外壁上的傾斜的臺階的指示器1410a-1401d。在一實施例中，指示器1410a-1410d相對于從光源1420通過圍繞注射器1400的外壁的空氣沿大致平行于注射器1400的軸線的方向傳播的光線傾斜成大約45°。在該實施例中，從光源1420發(fā)出的光線以相對于如下的定向成大約90°的夾角反射，即，光線沿著該定向通過圍繞注射器1400的空氣朝向定位在注射器壁的外側(cè)上的傳感器或傳感器組1430傳播。指示器1410a-1410d也可與以如上所述的其它方式(例如，吸收、熒光等)從能源發(fā)出的能量互相作用。在該實施例中，指示器1410a-1410d影響互相基本獨立的光能。
在圖18B中，注射器1500包括形成為在注射器1500的內(nèi)壁上的傾斜的臺階的指示器1510a-1510d。在該實施例中，指示器1510a-1510d相對于從光源1520通過圍繞注射器1500的內(nèi)壁的空氣沿基本上平行于注射器1500的軸線傳播的光線傾斜成大約45°。從光源1520發(fā)出的光線以相對于如下的定向成大約90°的夾角反射，即，光線沿著該定向通過圍繞注射器1500的空氣朝向定位在注射器壁的內(nèi)側(cè)附近的傳感器或傳感器組1530傳播。圖18C示出一注射器1500’的另一實施例，其包括延伸入從光源1520’發(fā)出的光能的通道內(nèi)的指示器1510a’-1510c’。各個延伸的指示器1510a’-1510c’包括一相對于從光源1520’傳播光線傾斜成大約45°的一表面，以將光線反射到一傳感器1530’。
圖19A至19H示出一可用于本發(fā)明的注入器系統(tǒng)內(nèi)的檢測組件1600的實施例。傳感器組件1600定位在接電源的注入器2000的注射器接口2020的附近的、接電源的注入器2000的底座2010內(nèi)。傳感器組件1600包括一諸如發(fā)光二極管的光發(fā)射器或光源1610。用作光源1610的合適的發(fā)光二極管包括一800nM二極管發(fā)射器，其可從加利福尼亞州的San Jose的Osram 0pto Semiconductors公司以產(chǎn)品號SFH484-2購得，以及從惠普(Hewlett-Packard)公司購得的HSDL-4230發(fā)光二極管(LED)。光源1610與控制光源1610操作的印刷線路板1620電氣地連接。檢測組件1600還包括多個傳感器1630a-1630e。從光源1610發(fā)出的光通過注射器1800的壁沿軸線方向行進或傳播。諸如指示器1810a、1810c和1810e的指示器將光線反射到如上所述的傳感器1630a、1630c和1630e。在一實施例中，傳感器1630a-1630e是3mm的硅光電二極管，其可從Osram Opto Semiconductors公司以產(chǎn)品號SFH229購得。傳感器1630a-1630e與印刷線路板1640電氣地連接。
傳感器組件1600較佳地有助于實現(xiàn)注射器1800壁與光源1610的合適的對齊。傳感器組件還較佳地抵靠或靠近半透明表面1650而偏置或定位注射器1800。靠近表面1650來偏置或定位注射器1800，顯著地減小或消除在注射器1800上的流體液滴(例如，泄漏的造影劑)的形成。一流體液滴可起作從發(fā)射器1610再次導(dǎo)向雜散光的透鏡，其可導(dǎo)致不正確的讀數(shù)。較佳地，注射器1800和表面1650之間的距離小于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置或支座件1660。表面1650和支座件1660在其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，定位注入器1800的外表面。例如，如上所述，在圖19B和19C中，半透明表面1650和支座件1660可以模制成一體的副組件1670，其有助于減小導(dǎo)致多部件組件的成疊的公差問題。在一實施例中，副組件1670從聚碳酸酯Makrolon 2405模制而成，聚碳酸酯Makrolon 2405可從賓夕法尼亞州的匹茲堡(Pittsburgh)市的拜爾公司(Bayer)購得。半透明的聚碳酸酯包括一染料(可以產(chǎn)品號7881由拜爾公司購得)，該染料基本上阻止環(huán)境光通過表面1650和副組件1670的其余部分，但允許在光源1610和傳感器1630a-1630e的操作的紅外范圍內(nèi)的光線通過。
傳感器組件1660還包括一附連到副組件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還包括諸孔或通道1684a-1684e，當(dāng)傳感器印刷線路板1640坐落在傳感器支承件1680的底座1676內(nèi)時，諸孔或通道1684a-1684e與傳感器1630a-1630e對齊。例如，通道1684a-1684e允許光由指示器1810a、1810c和1810e再導(dǎo)向，以通過半透明表面1650，并照射到傳感器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，它們通過在發(fā)射器印刷線路板1620上的諸孔1622，并進入在傳感器支承件1680上的導(dǎo)向柱1689，發(fā)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(fā)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(fā)出的光通過半透明的副組件1650，沿軸向行進通過形成在表面1650和如上所述的支座件1660之間的狹縫或間隙1662。
在圖19A至19H的實施例中，傳感器印刷線路板1640包括試驗發(fā)射器1642a-1642e(例如，紅外光二極管，其可從加利福尼亞州的帕羅亞爾杜(Palo Alto)的Agilent Technologies公司，以產(chǎn)品號HSDL-4400-011購得。試驗發(fā)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，從試驗發(fā)射器1642a-1642e發(fā)射的光線可偏離形成在傳感器支承件1680上的、約成45°傾斜的表面1683而被反射，以便分別地照射到傳感器1630a-1630e上。
對于由如上所述的PET制造的注射器，對于發(fā)射器1610的較佳的特性范圍羅列在下面的表1中。
表1

對于由如上所述的PET制造的注射器，對于傳感器1630a-e的較佳的特性范圍羅列在下面的表2中。
表2

對于由如上所述的PET制造的注射器，對于試驗發(fā)射器1642a-e的較佳的特性范圍羅列在下面的表3中。
表3

如圖19G所示，傳感器組件1600也可用于注射器或適配器1900，其中，光線傳輸通過靠近注射器或適配器1900的介質(zhì)(例如，空氣)，以與如上所述的指示器1910a、1910c和1910e互相作用。
圖19H示出發(fā)射器印刷線路板1620和傳感器印刷線路板1640的一實施例的示意性的方框圖。
盡管本發(fā)明結(jié)合上述的實例和實施例進行了詳細(xì)的描述，但應(yīng)該認(rèn)識到，本發(fā)明可適當(dāng)?shù)剡M行構(gòu)造和實施以用于手邊的任何的應(yīng)用或場合。上述的實施例應(yīng)被認(rèn)為在各個方面只是說明性的而不是限制性的。本發(fā)明的范圍由下面的權(quán)利要求書加以定義，而不是上述的描述。所有落入權(quán)利要求書的等價物的含義和范圍內(nèi)的對本發(fā)明的改變均包括在其范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一用于接電源的注入器的注射器，該注射器包括一適于通過其間傳輸電磁能的材料段，該材料段包括沿材料段布置的至少第一指示器，第一指示器適于與以可探測的方式通過材料段傳播能量的至少一部分互相作用，第一指示器提供關(guān)于注射器構(gòu)造的信息。
2.如權(quán)利要求1所述的注射器，其特征在于，至少第一指示器包括沿材料段在唯一預(yù)定的位置處的多個指示器，每個指示器適于與以可檢測的方式通過材料段傳播的能量的至少一部分互相作用，指示器的預(yù)定的位置提供關(guān)于注射器構(gòu)造的信息。
3.如權(quán)利要求1所述的注射器，其特征在于，至少第一指示器適于吸收能量的至少一部分，或散射能量的至少一部分。
4.如權(quán)利要求1所述的注射器，其特征在于，至少第一指示器包括一檢測材料，其在能量照射下，放置在可檢測的狀態(tài)下。
5.如權(quán)利要求4所述的注射器，其特征在于，電磁能包括光能，檢測材料在光能的照射下發(fā)出熒光。
6.如權(quán)利要求1所述的注射器，其特征在于，材料段與注射器一體地形成。
7.如權(quán)利要求6所述的注射器，其特征在于，材料段包括一注射器壁的一部分。
8.如權(quán)利要求7所述的注射器，其特征在于，電磁能包括光能，材料段具有一大于鄰近環(huán)境的折射率的折射率。
9.如權(quán)利要求7所述的注射器，其特征在于，至少第一指示器包括一在注射器壁上的傾斜的表面，其適于傳輸在注射器壁外面的光能。
10.如權(quán)利要求7所述的注射器，其特征在于，至少第一指示器包括沿注射器壁的長度在唯一預(yù)定的位置處的至少第一多個指示器，每個指示器適于與以可檢測的方式通過注射器壁的長度傳播的能量的至少一部分互相作用，指示器的預(yù)定的位置提供關(guān)于注射器構(gòu)造的信息。
11.如權(quán)利要求1所述的注射器，其特征在于，材料段可附連到注射器上。
12.如權(quán)利要求10所述的注射器，其特征在于，一至少第一多個指示器代表一第一二進位代碼。
13.如權(quán)利要求12所述的注射器，其特征在于，還包括沿注射器壁長度在唯一預(yù)定的位置上的至少第二多個指示器，該至少第二多個指示器代表一第二二進位代碼。
14.如權(quán)利要求1所述的注射器，其特征在于，還包括一包括注射器壁、一后端和一前端的本體；以及可移動地設(shè)置在本體內(nèi)的柱塞。
15.如權(quán)利要求14所述的注射器，其特征在于，還包括一與本體相連的至少一個安裝突緣。
16.如權(quán)利要求15所述的注射器，其特征在于，還包括與主體相連的一點滴器突緣。
17.如權(quán)利要求15所述的注射器，其特征在于，材料段在本體的后端和至少一個安裝突緣之間的位置處與本體相連。
18.如權(quán)利要求1所述的注射器，其特征在于，至少第一指示器包括一形成在注射器周緣的至少一部分周緣的槽。
19.如權(quán)利要求18所述的注射器，其特征在于，槽沿注射器的周緣延伸。
20.如權(quán)利要求1所述的注射器，其特征在于，材料段是半透明的。
21.如權(quán)利要求1所述的注射器，其特征在于，至少第一指示器包括一基本上平坦的第一表面，其相對于通過材料段傳播的能量的定向保持傾斜，以容易被檢測的方式再次引導(dǎo)能量的至少一部分。
22.如權(quán)利要求21所述的注射器，其特征在于，至少第一指示器包括形成在材料段內(nèi)的一狹槽，該狹槽包括一第二表面，能量通過該表面與第一表面接觸，第一表面反射能量的一部分。
23.如權(quán)利要求22所述的注射器，其特征在于，第一表面相對于通過材料段傳播的能量的定向傾斜大約45°。
24.如權(quán)利要求1所述的注射器，其特征在于，電磁能是光能，且材料段適于沿基本上平行于注射器的軸線的方向通過其間傳播光能。
25.一用于如權(quán)利要求1-24中任何一項所述的注射器的注入器，注入器包括一用來對注射器的內(nèi)容加壓的驅(qū)動件；至少一能源，其用來通過注射器的材料段傳輸能量；以及至少一個傳感器，其用來檢測與注射器的至少第一指示器互相作用的能量的至少一部分。
26.一從如權(quán)利要求1-24中任何一項所述的注射器提供信息到如權(quán)利要求25所述注入器的方法，該方法包括通過注射器的材料段的至少一部分傳播能量；以及檢測被材料段內(nèi)的至少第一指示器修正的能量的至少一部分。
27.一用于一接電源的注入器的注射器，該注射器包括一本體，其包括一注射器壁、一后端和一前端；以及沿注射器壁定位的至少第一指示器；其特征在于，至少第一指示器適于與以可檢測的方式鄰近注射器壁并基本上平行于注射器軸線傳播的能量的至少一部分互相作用，第一指示器可操作以提供關(guān)于注射器構(gòu)造的信息。
28.如權(quán)利要求27所述的注射器，其特征在于，至少第一指示器包括沿注射器壁的長度在唯一預(yù)定的縱向位置處的多個指示器，每個指示器適于與以可檢測的方式鄰近注射器壁傳播的能量的至少一部分互相作用，指示器的預(yù)定的位置提供關(guān)于注射器構(gòu)造的信息。
29.如權(quán)利要求27所述的注射器，其特征在于，至少第一指示器適于吸收能量的至少一部分，或散射能量的至少一部分。
30.如權(quán)利要求27所述的注射器，其特征在于，能量包括光能，且至少第一指示器包括一形成在注射器壁上、并適于將光能傳輸?shù)洁徑⑸淦鞅诙ㄎ坏闹辽僖粋€傳感器的傾斜的表面。
31.如權(quán)利要求30所述的注射器，其特征在于，至少第一指示器包括沿注射器壁的長度在唯一預(yù)定的縱向位置處的至少第一多個指示器，每個指示器包括形成在注射器壁的表面上、并適于將光能傳輸?shù)蕉ㄎ辉谧⑸淦鞅诟浇闹辽僖粋€傳感器的傾斜表面，指示器的預(yù)定的位置提供關(guān)于注射器構(gòu)造的信息。
32.如權(quán)利要求31所述的注射器，其特征在于，至少第一多個指示器代表一第一二進位代碼。
33.如權(quán)利要求32所述的注射器，其特征在于，還包括沿注射器壁的長度在唯一預(yù)定的位置處的至少第二多個指示器。
34.如權(quán)利要求31所述的注射器，其特征在于，每個至少第一多個指示器具有一不同的徑向位置。
35.如權(quán)利要求34所述的注射器，其特征在于，至少第一多個指示器形成為一臺階形的級。
36.如權(quán)利要求27所述的注射器，其特征在于，至少第一多個指示器包括沿注射器壁的長度定位的多個指示器，每個指示器包括一基本上平坦的第一表面，其相對于沿材料段的表面?zhèn)鞑サ墓獾亩ㄏ虮３謨A斜，以容易檢測的方式再次引導(dǎo)光的至少一部分，指示器提供關(guān)于注射器構(gòu)造的信息。
37.如權(quán)利要求36所述的注射器，其特征在于，每個指示器包括注射器壁在半徑上的一臺階形的變化，在半徑上的臺階形的變化包括一反射光的一部分的傾斜表面。
38.如權(quán)利要求27所述的注射器，其特征在于，至少第一的指示器沿注射器壁的表面定位，該至少第一的指示器適于與以可檢測的方式沿注射器壁的表面?zhèn)鞑サ墓饽艿闹辽僖徊糠只ハ嘧饔谩?br> 39.如權(quán)利要求38所述的注射器，其特征在于，光能基本上平行于注射器的軸線傳播，且注射器包括沿注射器壁的表面在不同的縱向位置定位的至少第一多個指示器，至少第一多個指示器代表提供關(guān)于注射器構(gòu)造的信息的一二進位代碼。
40.如權(quán)利要求38所述的注射器，其特征在于，注射器壁是大致的圓柱形，注射器還包括沿注射器壁在不同的縱向位置處對齊的至少第一多個指示器，這樣，從單一光源發(fā)出的光束可沿注射器壁以基本上平行于注射器的軸線傳播，以與各個第一多個指示器互相作用。
41.一用于如權(quán)利要求27-40中任何一項所述的注射器的注入器，注入器包括一用來對注射器的內(nèi)容加壓的驅(qū)動件；至少一能源，其用來鄰近注射器的注射器壁傳輸能量；以及至少一個傳感器，其用來檢測與注射器的至少第一指示器互相作用的能量的至少一部分。
42.一從如權(quán)利要求27-40中任何一項所述的注射器提供信息到如權(quán)利要求41所述注入器的方法，該方法包括鄰近注射器的注射器壁傳播能量；以及檢測被沿注射器壁定位的至少第一指示器修正的能量的至少一部分。
43.一用于編碼的注射器或一編碼的注射器適配器的注入器，該注入器包括一適于將注射器或注射器適配器附連到注入器的交界面；至少一個適于沿軸線方向傳播能量的光源；以及至少一個適于檢測照射到其上的能量的傳感器，其是編碼注射器或注射器適配器的結(jié)果。
44.如權(quán)利要求43所述的注入器，其特征在于，至少一個能源包括一光源。
45.如權(quán)利要求44所述的注入器，其特征在于，還包括一傳感器組件，其包括一定位副組件，它包括光線可通過其間的一半透明的表面；以及至少一個與半透明表面隔開的支座件，以定位座落在一間隙內(nèi)的編碼的注射器或編碼的注射器適配器，該間隙形成在半透明表面和相對于半透明表面位于一要求位置上的支座件之間。
46.如權(quán)利要求45所述的注入器，其特征在于，注射器或注射器適配器充分靠近半透明表面定位，以防止在注射器或注射器適配器和半透明表面之間形成液滴。
47.如權(quán)利要求46所述的注入器，其特征在于，至少一個傳感器定位在與支座件定位的一側(cè)相對的半透明表面的一側(cè)。
48.如權(quán)利要求47所述的注入器，其特征在于，至少一個傳感器包括多個傳感器。
49.如權(quán)利要求48所述的注入器，其特征在于，定位至少一個光源，使其在半透明表面和支座件之間形成的間隙內(nèi)沿軸線方向傳輸光。
50.如權(quán)利要求49所述的注入器，其特征在于，傳感器組件還包括一試驗光源，其用來對每個傳感器測試其可操作性。
全文摘要
一用于接電源的注入器的注射器，其用來將液體注入到病人的體內(nèi)，該注射器包括一編碼器。編碼器包括定位在編碼器上的至少第一指示器。第一指示器適于與以可檢測的方式通過或鄰近編碼器傳播的能量的至少一部分互相作用。第一指示器的存在(或缺席)提供或?qū)?yīng)關(guān)于注射器構(gòu)造的信息。例如，本發(fā)明的指示器可通過指示器的數(shù)量和/或位置來提供關(guān)于注射器構(gòu)造的信息。多個或多組這樣的注射器可設(shè)置有各個這樣的注射器的構(gòu)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A61M5/145GK1486198SQ02803719
公開日2004年3月31日 申請日期2002年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月18日
發(fā)明者K·P·考恩, B·伊多恩, M·J·楊尼洛, J·A·布羅索維奇, A·D·希施曼, K P 考恩, 嘍 , 布羅索維奇, 希施曼, 楊尼洛 申請人:梅德拉股份有限公司