CN104162224A - 可锁定注射器和装配该可锁定注射器的方法 - Google Patents

Abstract

一种具有致动机构的可锁定注射器和装配该可锁定注射器的方法，该可锁定注射器用于迅速且选择性地将可移动螺纹轴承柱塞构件和固定的内螺纹圆筒置于螺纹接合状态或从螺纹接合状态解除，特别用于使用该注射器对医治用气囊导管等加压。该机构包括：柱塞，该柱塞在其端部处具有接合一体式注射器主体的筒部的活塞；选择性可展开且可缩回的螺纹段；以及布置在具有筒的一体式注射器主体内的内螺纹圆筒形结构。该柱塞借助于螺纹段和操作员致动的连控轨道布置可与螺纹圆筒相接合，以可控制地使螺纹段以积极的方式做往复运动以允许在注射器的筒内的快速手动或螺纹控制的柱塞和活塞移动，用于驱替注射器的筒内包含的工作流体或对该工作流体加压的目的。

Description

可锁定注射器和装配该可锁定注射器的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年5月16日提交的美国临时申请No.61/824,243的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明大体涉及一种用于对医疗设备诸如气囊导管加压的可锁定注射器以及一种装配该可锁定注射器的方法。

背景技术

在气囊导管的充气期间，期望医疗提供者能够容易且精确地控制为球囊提供的压力。虽然期望能够将大量压力迅速施加到球囊或从球囊迅速释放大量压力，但是还期望能够增加再多一点压力或从球囊释放一点压力。

可锁定注射器(参见例如美国专利No.5,057,078和6,938,319中公开的设备)在精确控制被施加到气囊导管的压力的医疗领域中已经变得普遍。典型的可锁定注射器提供的是，在一种状态下，仅通过在柱塞的柄上拉动，柱塞就可迅速移动到筒中或从筒中出来。这导致与气囊导管相关的压力的快速变化。另一方面，可以将注射器设置在锁定位置中，从而使注射器处于另一种状态。在该另一种状态下，不能推动或拉动柱塞的柄。反而，必须旋转手柄，由此使柱塞缓慢前进到筒中或从筒缩回。因此，可锁定注射器提供在两种状态下的有效操作，所述两种状态是：用于宏观运动的第一状态，在该第一状态期间，可以较迅速地大程度地改变气囊导管压力；和用于微观运动的第二状态，在该第二状态期间，可以较精确且缓慢地控制气囊导管压力。

虽然可锁定注射器提供了一些优点，但是当前可用于在气囊导管手术中使用的许多可锁定注射器难以使用、难以装配、和/或包含太多零件。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种可锁定注射器，该可锁定注射器易于使用、易于装配、并且不包含太多零件。

简短而言，本发明的实施例提供了一种具有致动机构的可锁定注射器，该可锁定注射器用于将可移动螺纹轴承柱塞构件和固定的内螺纹圆筒迅速且选择性地置于螺纹接合状态或从螺纹接合状态解除，特别地用于使用该注射器来对医治用气囊导管等加压。该机构包括：柱塞，该柱塞的端部处具有活塞，以接合一体式注射器主体的筒部；可选择性展开且可缩回的螺纹段；以及内螺纹圆筒形结构，该内螺纹圆筒形结构布置在具有筒的一体式注射器主体内的。该柱塞能够借助于螺纹段和操作员致动的连控轨道布置与螺纹圆筒相接合，从而以可控制的方式使螺纹段以积极的方式往复运动，以便允许在注射器的筒内的快速手动或螺纹控制的柱塞和活塞移动，目的是使注射器的筒内所包含的工作流体移位或对该工作流体加压。

除了将螺纹段径向插入到柱塞中之外，可锁定注射器的所有机构部件都被构造成为快速顺序轴向装配到一体式注射器主体的敞开的后部中，优选地通过卡合装置(snap together means of construction)固持在适当的位置做准备。一体式注射器主体优选地被构造成提供整体式压力计壳体以便接纳压力计机构以便以与由筒包含的工作流体直接连通的方式操作，其优选是完全透明的以允许观察其筒内的工作流体并且促进携入的空气的填充和清除为使用作准备。该壳体的筒端优选地被构造成具有用于接纳流体输送软管并且将该流体输送软管结合到其的插座，所述软管优选地装接有鲁尔型连接器以便流体与医疗气囊导管和其它医治用设备紧密联接。

为了使用可锁定注射器，操作员轴向地推动或拉动设备内的控制凸轮以便促使螺纹段借助于其与展开和缩回凸轮的接合而缩回或展开。优选地，通过提供沿返回方向偏压的弹簧装置，使控制凸轮自动复位到其静止位置。对于大多数应用，可锁定注射器的用户期望恒定螺纹接合作为默认模式，且脱离作为选项。在该优选实施例中，控制凸轮驻留在柱塞的中央内，并且因此，有效地在柱塞的手柄的中央内，使其操作员控制表面处于方便用户接近的位置。

附图说明

本发明的结构与操作的组织和方式连同其进一步的目的和优点，可以通过参考下列描述结合附图最佳地理解，其中相似的附图标记表示相似的元件，在这些附图中：

图1为根据本发明的实施例的可锁定注射器的侧视图，示出完全装配的可锁定注射器；

图2为图1所示的可锁定注射器的分解透视图；

图3为沿着图1的线A-A截取的可锁定注射器的截面图，示出其在最远端位置处的柱塞、处于静止的控制凸轮和以与螺纹圆筒的内螺纹接合的方式展开的螺纹段；

图4为可锁定注射器的一部分的放大图，示出与处于展开位置的螺纹段装配在一起的控制凸轮并且示出用以促进脱离的螺纹段的螺纹部的切掉顶端；

图5为装配在处于展开位置的控制凸轮上的螺纹段的沿着图4的A-A线截取的截面图，并且示出螺纹段的凸轮的表面与凸轮从动件的关系；

图6为类似于图3的截面图的截面图，但是示出柱塞远端，且控制凸轮操作员控制表面移动以使其复位弹簧偏移并且将接合的螺纹段定位在螺纹圆筒内完全缩回位置；

图7为可锁定注射器的一部分的透视图，示出在展开位置处与螺纹段相接合的控制凸轮，并且示出接合和缩回凸轮从动件以及螺纹段的推力面；

图8为可锁定注射器的螺纹段的透视图；并且

图9为可锁定注射器的锁定致动器的透视图，所述端部提供控制凸轮。

具体实施方式

虽然本发明可能易受不同形式的实施例的影响，在附图中示出并且将在本文中详细地描述特定实施例，但是应理解，本公开将被视为本发明的原理的例证，并且意图不是将本发明限制于如所示出的特定实施例。

图1为根据本发明的实施例的可锁定注射器10的侧视图，而图2提供该可锁定注射器的分解图。如示出的，可锁定注射器10具有很少的零件。可锁定注射器10的基本部件包括柱塞12、一体式注射器主体14、诸如螺纹圆筒16的内螺纹构件、螺纹段18、和锁定致动器20。优选地，在一体式注射器主体14的端部22处的是用于接纳压力计机构26以及保护透镜28的一体化壳体24，该保护透镜28用于保护并且密封一体化壳体24中的压力计机构26。

一体式注射器主体14还优选地包括靠近一体化壳体24的用于接纳例如如图1所示的软管和鲁尔组件32的软管插座30。一体式注射器主体14包括：靠近软管插座30的注射器筒34；以及内部端口36，其在压力计机构26和注射器筒34内的工作流体之间有效地提供连通(参见图3)。

注射器筒34是大致圆筒形的并且被构造成将活塞40接纳在设置在该注射器筒34中的通道38中，该活塞40设置在柱塞12上，靠近柱塞12的一端42。密封件44设置在活塞40上，用于利用如图3和图5所示的注射器筒34的内壁46密封。一体式注射器主体14还优选地包括其中布置有螺纹圆筒16的大体圆筒形部48。如图2所示，螺纹圆筒16优选以两个半段50、52的形式提供，该两个半段50、52集合起来形成在其内表面56上具有螺纹54的大体圆筒形形状。当使螺纹圆筒16的两个半段50、52配合时，螺纹圆筒16经螺纹圆筒16的紧密配合远端特征部58有效地围困活塞端部42。另外，一体式注射器主体14将螺纹圆筒16的这些段50、52有效地围困在其中，使得由于在柱塞12的加载期间由螺纹段18施加的向径径向力而导致的这些段50、52的舒展开由包含所述段50、52的一体式注射器主体14防止。

另外，固持装置设置在一体式注射器主体14的大体圆筒形部48和螺纹圆筒16之间，用于将螺纹圆筒16大体固持到一体式注射器主体14并且防止螺纹圆筒在一体式注射器主体14内旋转。如图1-3和图6所示，固持装置可以以耳片60的形式设置在螺纹圆筒16的外表面62上(即，每个半段50、52上的耳片60)，这些耳片60被接纳在一体式注射器主体14的大体圆筒形部48的对应的槽口64中。附加或替代固持装置可以设置在螺纹圆筒16和一体式注射器主体14之间。例如，可以沿着螺纹圆筒16的邻接面设置凸缘以便接纳在一体式注射器主体14中的对应的凹槽中。这样的构造不仅易于防止螺纹圆筒16相对于一体式注射器主体14旋转，而且还将易于将螺纹圆筒16的两个半段50、52推动到一起。

虽然柱塞12具有靠近柱塞12的一端42的活塞40，但是优选地，将手柄66设置成靠近相对端68。手柄66的形状和构造易于由操作员使用他或她的手来控制。柱塞12包括大体圆筒形部70，并且底座72设置在该大体圆筒形部70中。螺纹段18被接纳在底座72中。底座72的侧壁74、76起到固持并引导螺纹段18的作用。螺纹段18包括抵顶底座72的侧壁74、76(参见图3和图6)的推力面78、80(参见图4、图7和图8)。螺纹段18被构造成径向横跨在底座72内并且包括螺纹元件82。螺纹元件82优选地为截顶的(如由图4和图8中的附图标记84所指示)并且被构造成选择性地接合和脱离设置在螺纹圆筒16的内表面56上的螺纹54，由此锁定可锁定注射器10以及对可锁定注射器10解锁。稍后将在下文中详细地描述这一点。除了螺纹元件82和推力面78、80之外，螺纹段18还包括展开凸轮从动件86(参见图5、图7和图8)和缩回凸轮从动件88(参见图4、图5、图7和图8)。

优选地，柱塞12的大体圆筒形部70还包括槽口90，并且柱塞12的外表面92提供向外延伸的凸缘94。柱塞12r大体圆筒形部70具有接纳锁定致动器20的内部通道96。

锁定致动器20优选地包括在一端100处的操作员界面表面98和在另一端104处的控制凸轮102(参见图9)。锁定致动器20包括轴状部106，该轴状部106包括固持特征部108。该固持特征部108可以采取与柱塞12中的槽口90有效地配合的指形件的形式，由此提供，锁定致动器20大体通过柱塞12锁定，但是相对柱塞12大体可滑动预定的距离(即，取决于槽口90的长度等)，其中，锁定致动器20上的指形件108沿着柱塞12中的槽口90沿着。锁定致动器20还优选地包括弹簧装置110用于将锁定致动器20相对于柱塞12偏压到缩回位置。该弹簧装置110可以以弓形多段柔性壁112的形式设置成靠近操作员界面表面98或在操作员界面表面98上，其易于将锁定致动器20相对于柱塞12推动到缩回位置。

锁定致动器20的控制凸轮102包括展开凸轮114(参见图4-6和图9)和缩回凸轮116(参见图4、图5、图7和图9)，展开凸轮114和缩回凸轮116两者都被构造成接合螺纹段18和凸轮从动件86、88。另外，控制凸轮102包括根部118(参见图4-7和图9)。展开凸轮114被构造成将螺纹段18有效地推动到与螺纹圆筒16上的螺纹54螺纹接合的状态中，如图3所示，由此相对于螺纹圆筒16有效地螺纹锁定柱塞12。在这种状态下，柱塞12的手柄66相对于一体式注射器主体14不能被推动或被拉动，而是替而必须使柱塞12的手柄66旋转以产生柱塞12的导致压力的小的受控的改变的微观移动。相反，缩回凸轮116被构造成允许螺纹段18到从螺纹圆筒16上的螺纹54螺纹脱离，如图6所示，由此相对于螺纹圆筒16对柱塞12有效地解锁。在这种状态下，柱塞12的手柄66相对于一体式注射器主体14能够被推动或被拉动以产生柱塞12的导致大的压力改变的宏观移动。

为了实现快速流体输送和压力增大而无大高节距控制螺纹的不利缺陷(penalty)，本文公开可锁定注射器10设置有多导程控制螺纹(即，与螺纹元件82和螺纹54有关)。因此，螺纹节距或每一整转的柱塞行程量的范围能够比如从0.100”到优选的0.166”(对于双导程螺纹而言)以及甚至0.250”(对于三导程螺纹而言)，且无对于这样的陡节距螺纹而言常见的过大螺纹深度的任意缺陷。该方法的额外的益处是，多导程螺纹允许操作员以透明且正常感觉的方式执行从手动柱塞移动转变到受控螺纹接合，例如，0.166”双导程螺纹每0.083”的柱塞行程提供螺纹接合点，正如具有0.083”节距的单导程控制螺纹的情况一样。相比之下，如果使用对于每0.166”的柱塞行程仅接合一次的具有0.166”节距的单导程螺纹，则肯定无法实现这种益处。多导程控制螺纹的进一步的益处是，其较浅的深度还需要柱塞的螺纹段18的较小的横向缩回移动以便完全脱离。当与具有类似节距的较深的单导程螺纹相比，较浅的多导程螺纹的另一个益处是，它们在整体设备周长方面存在经济性以便允许紧凑地设计小移位设备。

虽然在附图中将螺纹段18描述且示出为具有两个螺纹元件82，但是可以将螺纹段18设置为具有仅单个螺纹元件或甚至几个螺纹元件，如由预期在使用中承受的载荷和每柱塞转期望的前进速率所决定的。不管怎样，螺纹段18由底座72的平行的侧壁74、76固持和引导，如图3所示。起因于抵抗筒34内的活塞前进的工作流体的压力的载荷与设备10的纵向轴线(在图1中以水平线120指示)一致，并且从底座的侧壁76的离筒34最近的面传递到螺纹段18的相邻的推力面80，然后顺序地传递到与螺纹圆筒16的螺纹54相接合的螺纹元件82，并且最终传递到一体式注射器主体14，该一体式注射器主体14通过固持特征部60在具有对应的槽口64的螺纹圆筒16上的接合将螺纹圆筒16收纳并固持在一体式注射器主体14中。在筒34内的真空条件下加载导致底座72的相对的侧壁74抵顶螺纹段18的推力面78并且在相反的方向上产生相同的载荷传递链。为了确保螺纹段18与螺纹圆筒16的完全且同时接合和脱离，其螺纹元件82优选地被截顶达优选地等于但不超过内切于螺纹圆筒16的螺纹54的脊部内并且接触所述脊部的假想圆筒的半径(如由图4中的附图标记84所指示)。这种截顶确保，螺纹段的螺纹元件82的末端与它们的中央同时从螺纹圆筒16释放，这防止在释放期间螺纹元件的端部的磨损并且减小横向行程距离量并且因此减小螺纹段18接合和脱离所需的凸轮高度。此外，在螺纹段18在释放载荷期间的缩回中，描述螺纹的截面形状的斜度的角度122(参见图4)起到辅助凸轮通过抵靠螺纹段18施加纵向推力促使螺纹段18向内缩回的作用。可以借助于在螺纹设计期间挑选的角度122来控制这种辅助的程度。

当因使用中的流体压力的产生而被加载时，如图7所示，螺纹段的展开凸轮从动件86压靠展开凸轮114，并且横向于注射器轴线120的这种推力受到凸轮的支撑结构的根部118的抵抗，该根部118抵顶包含它的柱塞结构的内壁并且进而将其载荷传递到周围的螺纹圆筒16的螺纹54，该螺纹54然后将该横向载荷传递到包围且包含它的一体式注射器主体14。螺纹段18的缩回不取决于在载荷下的反推力；然而，展开凸轮114、缩回凸轮116和螺纹段18的相互作用性质上是连控轨道(desmodromic)并且因此能够使螺纹段18积极地向内或向外做往复运动，如图6所示，使得当控制凸轮的操作员界面表面98被致动(如由图6中的箭头124所指示)时，螺纹段18被向内拉动由此脱离该界面表面98。这种移动通过螺纹段18的缩回凸轮从动件88与定位在展开凸轮114后方的缩回凸轮116的接合来完成。应注意的是，在控制凸轮102的操作员移动期间，其固持特征部108保持自由纵向地横跨在柱塞12中的槽口90内。

在凸轮102的展开或缩回期间螺纹段18的运动能够是以任意角度直至单个螺纹形状的角度为止，但是为了解析在载荷下的合成矢量力的目的，底座72的侧壁74、76优选地定位成保持螺纹段18的运动横向于柱塞12的纵向轴线120。螺纹段18的横跨其推力面78、80的高度与其在底座72内的接合深度的纵横比优选地保持为1.0或更小以便确保，在维持这些零件之间的合理的操作间隙的同时，螺纹段18尽可能保持垂直于柱塞的纵向轴线120。横跨这些推力面78、80的附加高度(在不增加它们的接合深度的情况下)将导致较高的角度偏移，这可能导致螺纹段18的增加的错位和干扰。当缩回凸轮116在满压力载荷下操作的同时被要求使螺纹段18缩回时，这将更多的载荷置于缩回凸轮16上。起因于不期望的纵横比的另一项担忧是，由于起因于底座和段部件之间的必须的操作间隙的允许的角运动，完全缩回将变得更加困难。这种角运动通过在螺纹圆筒16内拖曳能够促使螺纹段18的螺纹54的末端不直角地或完全脱离并且因此削弱自由运动。

本发明的另一方面提供了装配该设备的方法。以柱塞开始，装配通过如下步骤完成：将密封件44安装在活塞40上，将螺纹段18插入到柱塞12的底座72，将控制凸轮102轴向地插入到柱塞12中以使螺纹段18的凸轮86、88(如图4、图5和图7所示)与展开和缩回凸轮114、116相接合，使控制凸轮复位弹簧装置110处于与柱塞12相接触的状态并且允许螺纹圆筒的固持特征部60锁定到柱塞12上的槽口64中。若需要，可以将装饰性盖环(未示出)按压到柱塞12的手柄66上，即，用于美观目的。还应注意的是，虽然本文示出控制凸轮102具有与控制凸轮的操作员控制表面98一体化地形成的弹簧装置110，但是本领域的技术人员将意识到，使用置于柱塞12与操作员控制表面98之间的普通绕线弹簧将达到与操作员控制表面98上的一体化弹簧装置110相同的目的，但是这样做将以一个附加部件为代价。实现这种功能的其它结构是完全可能的。接着用螺纹圆筒16包封整个柱塞子组件，由此完成操作员控制和驱动子组件。一旦用螺纹圆筒16包封柱塞12，该柱塞12的活塞40端就变得由螺纹圆筒16的紧密配合远端特征部58围困，由此防止活塞40能够从螺纹圆筒16脱离。然后，将这种完成的控制和驱动组件插入到一体式注射器主体14中，首先在轴向向内挤压控制和驱动组件之前通过将活塞40和密封件44与筒34接合，然后借此将螺纹圆筒16紧密地捕获在注射器主体14内并且通过螺纹圆筒16的卡扣型固持特征部60与设置在一体式注射器主体14中的对应的槽口64接合而将螺纹圆筒16固定在适当的位置。在注射器致动部件的安装之后，将压力计机构26固定在其一体化壳体24内，靠近一体式注射器主体14的端部22，将保护透镜28卡合到该压力计机构26上方适当的位置，并且将鲁尔装接软管组件32结合到接纳插座30中。若需要，则在继续进行操作员控制和驱动子组件的安装之前，可以首先将压力计机构26和鲁尔装接软管组件32中的任一者或两者装配到一体式注射器主体14。

虽然已经示出并描述了本发明的特定实施例，但是可设想，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可以构想出各种修改。

Claims (17)

1.一种用于对医疗装置加压的可锁定注射器，所述可锁定注射器包括：内螺纹构件；柱塞，其中所述柱塞的至少一部分处于所述内螺纹构件中；具有外螺纹的构件，所述构件由所述柱塞携载；锁定致动器，所述锁定致动器延伸到所述柱塞中并接合所述具有外螺纹的构件，其中，所述锁定致动器是可致动的，以使所述具有外螺纹的构件与所述内螺纹构件脱离，由此允许所述柱塞相对于所述内螺纹构件滑动，而无需使所述柱塞旋转。

2.如权利要求1所述的可锁定注射器，其中，所述具有外螺纹的构件包括布置在所述柱塞的容座中的螺纹段。

3.如权利要求1所述的可锁定注射器，其中，所述锁定致动器是可推动的，以使所述具有外螺纹的构件与所述内螺纹构件接合，并且其中，所述锁定致动器在所述柱塞的外部被偏压。

4.如权利要求1所述的可锁定注射器，其中，所述柱塞包括槽，并且所述锁定致动器包括接合在所述槽中并在所述槽中滑动的指形件。

5.如权利要求1所述的可锁定注射器，还包括一体式注射器主体，其中，所述内螺纹构件布置在所述一体式注射器主体中。

6.如权利要求5所述的可锁定注射器，其中，所述一体式注射器主体包括通道，其中所述柱塞包括活塞，其中所述活塞能够在所述一体式注射器主体的所述通道内移动。

7.如权利要求5所述的可锁定注射器，还包括固持装置，所述固持装置用于将所述内螺纹构件相对于所述一体式注射器主体固定，使得所述内螺纹构件不能相对于所述一体式注射器主体大幅旋转。

8.如权利要求1所述的可锁定注射器，其中，所述活塞包括在其一端处的手柄和在其相反的另一端处的活塞。

9.如权利要求1所述的可锁定注射器，其中，所述锁定致动器包括在其一端处的操作员界面表面和在其相反的另一端处的控制凸轮。

10.如权利要求9所述的可锁定注射器，其中，所述锁定致动器的操作员界面表面包括弹簧装置，所述弹簧装置被构造成在所述柱塞的外部偏压所述锁定致动器，使得所述具有外螺纹的构件与所述内螺纹构件脱离。

11.如权利要求9所述的可锁定注射器，其中，所述控制凸轮包括展开凸轮和缩回凸轮。

12.如权利要求11所述的可锁定注射器，其中，所述展开凸轮被构造成将所述具有外螺纹的构件推入到与所述内螺纹构件螺纹接合的状态，由此锁定所述柱塞，并且，所述缩回凸轮被构造成允许所述具有外螺纹的构件与所述内螺纹构件螺纹脱离，由此解锁所述柱塞。

13.如权利要求12所述的可锁定注射器，其中，所述具有外螺纹的构件包括展开凸轮从动件和缩回凸轮从动件。

14.如权利要求2所述的可锁定注射器，其中，所述柱塞具有纵向轴线，其中，所述容座由多个侧壁限定，所述侧壁倾向于使所述螺纹构件的运动保持横向于所述柱塞的纵向轴线。

15.如权利要求1所述的可锁定注射器，还包括一体式注射器主体，其中，所述内螺纹构件包括布置在所述一体式注射器主体中的多个段，其中，包围所述内螺纹构件的多个段的所述一体式注射器主体阻止由于在所述柱塞的加载期间由所述螺纹段施加的向外径向力导致的、所述内螺纹构件的所述多个段的舒展。

16.如权利要求1所述的可锁定注射器，还包括一体式注射器主体，所述一体式注射器主体包括用于收容压力计机构的整体式压力计壳体和用于将所述注射器内的工作流体输送至所述压力计机构的内部流体连通端口。

17.一种装配可锁定注射器的方法，所述方法包括：提供注射器主体；提供内螺纹构件；提供柱塞；提供具有外螺纹的构件；提供锁定致动器；使所述具有外螺纹的构件与所述柱塞接合；将所述锁定致动器插入到所述柱塞中，使得所述锁定致动器接合所述具有外螺纹的构件；装配所述内螺纹构件，使得所述内螺纹构件变成环绕所述柱塞，由此形成一个子组件；以及，将所述子组件插入到所述注射器主体中，使得所述内螺纹构件接合所述注射器主体并防止所述内螺纹构件相对于所述注射器主体大幅旋转。