用于在医学造影剂注射程序中监测血压的压力传感器以及管件套件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本披露涉及医疗注射系统并且更具体地涉及用于隔离其血压监测传感器的设备 和方法。
【背景技术】
[0002] 例如将造影剂递送到患者的血管系统中用于医学成像的医疗注射系统典型地包 括整合在该系统的流体回路中的压力传感器，目的在于在成像程序中监测患者的血压。然 而，注射造影剂的压力显著高于（即高达1200psi)被监测的血压（即，在0和5psi之间）， 因而，通过将压力传感器联接到其上的流体回路的部分与高压注射流从中穿过的部分隔 离，典型的血压监测压力传感器受到保护，W免暴露于该高的注射压力。该样的医疗注射系 统的一个实例，ACIST CV?系统，显示在图1中。
[0003] 图1为示例性医疗注射系统100的透视图，其中第一流体胆器132供应用于经由 流体回路线路304 (进入另一流体回路线路122中）将例如不透射线的造影剂注射到患者 的血管系统中的增压单元130。图1进一步展示了借助于蠕动粟106通过又另一个流体回路 线路128 (进入线路122中）从中抽吸稀释剂例如盐水的第二流体胆器138。系统100的流 体回路进一步包括歧管阀124和关联的传感器114,用于控制从增压单元130和从线路128 进入线路122中的流体流量。当阀124从增压单元130对线路128打开并且对线路304关 闭时，例如通过与在连接器120处的线路122连接的患者线路，线路122与患者的血管系统 联接，整合到线路128中的压力换能器组件126监测患者的血压。但是，当增压单元130被 启动W注射造影剂时，阀124被切换为允许较高的压力流从增压单元130进入线路122中， 并且将线路128与该高压流隔离，不仅阻止了返流进入线路128中，而且保护了组件126的 压力换能器暴露于该可能损害其压力传感器的较高的注射压力。
[0004] 可W由系统100采用的压力换能器组件的一个实例为可从史密斯医疗国际有限 公司（Smiths Medical International)获得的Logical⑩系统；并且另一个实例为可从麦 瑞通医疗系统公司（Merit Medical Systems, Inc.)获得的Merilrans⑩。前述换能器组件 的每一者都包括较低成本的且为一次性的压力传感器（即，旨在用于在单次医疗程序中使 用），其工作范围适合于血压测量。因此，如W上提及的，如果暴露于较高注射压力，该种类 型的传感器对于在多次注射（在单次医学成像程序中常见）之间的血压监测就会变得不可 操作。虽然更多的对于血压监测足够敏感的经过暴露于更高的注射压力仍然未被损害的稳 健的压力传感器是可得的，但是该样的传感器的成本对于一次性/单次使用的医学应用是 过高的。
[0005] 图1进一步展示了包括气泡检测器116的系统100,该气泡检测器在检测到线路 122中的显著体积的空气时可W产生警报。本领域技术人员应当理解的是，在流体回路中 显著体积的空气的存在不仅造成在造影剂的注射过程中在患者的血管系统中产生空气栓 塞的风险，而且还可能通过对流体回路增加顺应性（可有效降低压力传感器的自然频率响 应）而使得前述血压监测失真。
【发明内容】
[0006] 本发明的一些实施例和方法是针对将医疗注射系统的血压监测传感器与较高的 注射压力隔离。根据一些实施例和方法，用于医疗注射系统的压力换能器组件被配置为在 该组件的压力传感器与该组件的压力传输接口（例如柔性气体渗透膜）之间封装一定体积 的可压缩介质，优选空气，或其他适合的气体。该换能器组件可W是一次性流体回路子组件 的一部分，例如，被包装为一个套件。根据优选的实施例，例如不大于约十个立方毫米的气 体体积充满在该压力传输接口与该压力传感器之间延伸的整个腔；其中该腔的配置允许该 气体体积将患者的血压从该流体回路经由该接口传输到该压力传感器，而防止该体积将注 射流的较高的且潜在地损害性的压力传输到该压力传感器。
[0007] 邻近该压力传输接口的该压力换能器组件的第一部分的体积与邻近该压力传感 器的该腔的第二部分的体积的比率优选地在大约一与大约六之间，并且根据一些实施例， 该腔的第二部分作为发自该腔的第一部分的底部的开口的孔而延伸。在优选的实施例中， 该压力传输接口响应于较高的注射压力而收缩或移动为与该腔的第一部分的底部接触，然 后在该压力减退时脱离接触而弹回。
[0008] 应当注意的是，除了医疗注射系统之外，本发明的实施例和方法可W在希望采用 成本较低的、大量生产的压力传感器的情况下的其他领域中应用，用于测量/监测较低压 力而不用担忧暴露于传感器的范围之外的较高压力。其他潜在的医学应用的实例包括但不 限于，用于伤口治疗仪、用于医院病床、W及用于氧浓缩器、或甚至用于其他类型的医用输 注设备（例如手动歧管）的压力监测。
【附图说明】
[0009] W下附图是对本披露的具体方法和实施例的说明，因此，并不限制本发明的范围。 该些附图没有按比例绘制（除非该样规定）并且旨在与W下详细说明的解释结合使用。将 会在W下结合附图进行方法和实施例的描述，其中相同的参考号表示相同的元件，并且：
[0010] 图1为示例性医疗注射系统的透视图；
[0011] 图2为注射系统流体回路的框图，其中放大的截面为根据本发明的一些实施例和 方法配置的所包括的压力换能器组件的示意图；
[0012] 图3为根据一些实施例的一次性流体回路子组件的平面图；
[0013] 图4为根据一些实施例的通过图3的剖面线A-A的截面视图；
[0014] 图4A为示于图4的组件的一部分的放大的截面视图；
[0015] 图5为根据本发明一些实施例的示于图3中的压力换能器组件的分解图；
[0016] 图5A为根据一些替代实施例的通过压力换能器组件的一部分的示意性截面；
[0017] 图5B为根据一些实施例的显示了任选特征的通过压力换能器组件的一部分的示 意性截面图；
[0018] 图5C为根据一些实施例的压力换能器组件的另一个部分的透视图；
[0019] 图6为压力换能器组件的一部分的替代实施例的透视图；并且
[0020] 图7为根据一些替代实施例的注射系统流体回路的替代配置的框图，其中放大的 平面图为其子组件。
【具体实施方式】
[0021] W下详细说明在本质上是示例性的，并非旨在W任何方式限制本发明的范围、适 用性、或配置。更确切地说，W下说明提供了用于实现示例性的方法和实施例的实用解释。 对于所选择的元件提供了构造、材料和尺寸的实例，并且所有其他的元件都采用本发明领 域技术人员已知的那些。本领域技术人员将认识到，所提供的许多实例具有可W使用的适 合的替代方案。
[0022] 图2为注射系统流体回路200的框图，连同包括在其中的根据一些实施例和方法 配置的压力换能器组件226的放大的示意性截面图。流体回路200类似于图1中的系统 100所示，但是，不同于像压力换能器组件126那样整合在流体回路线路228中，压力换能器 组件226整合在线路122中。图2展示了位于较接近连接器120的组件226,患者线路与 该连接器连接W便进入患者的血管系统，使得安装在其中的较敏感的一次性压力传感器21 可W较近地在患者的附近运行W监测患者的血压。止回阀214显示为位于组件226的上游 侧W防在血压监测过程中的返流。（用箭头I指示注射流的方向。）较近地在患者附近监 测血压是令人希望的，W便将血压信号失真降低到最低限度，血压信号失真可W由在患者 的血管系统与压力传感器之间延伸的流体回路线路内的流体体积增加强加产生的机械因 素引起。该些因素中的一些包括；1)由于摩擦所致的流体阻力；2)流体充满的管件线路的 顺应性或刚度；和3)流体惯性（即，引起随着时间的流率的变化所需要的在流体中的压力 梯度的量度）。
[0023] 根据本发明的方法，组件226结合保护压力传感器21免受通过线路122的较高压 力的注射流的损害的、由增压单元130产生的一定体积的空气或其他适合的气体，而不降 低压力传感器21在高压注射之间的时间期间的血压监测性能。图2进一步展示了包括用 一定体积的空气/气体完全充满的腔23的组件226。应当注意的是，对于例如其中压力换 能器组件的消毒不必要的替代应用，替代性可压缩介质（如凝胶）可W取代一定体积的气 体。
[0024] 根据图2, 一定体积的空气/气体被封装在压力传输接口 24的第一侧与压力传感 器21之间的腔23中。接口 24,例如柔性气体渗透膜，在腔23与流体回路线路122的流动 通道22之间延伸，使得接口 24的第二侧暴露于流动通道22。腔23被显示为包括第一部分 23A和第二部分23B，其配置允许气体/空气体积将较低的压力，即，患者的血压从流动通道 22经由压力传输接口 24传输到压力传感器21，而防止气体/空气体积将较高的压力从流 动通道22传输到压力传感器21。较高的压力可W是大于大约lOpsi与大约l(K)psi之间 的任何压力，优选地大于大约50psi，例如可W高达1200psi的前述注射压力。空气/气体 的体积优选地不大于约10立方毫米。该样的空气/气体体积不显著影响压力传感器21下 游的流体回路200的顺应性而降低传感器21在监测血压时的频率响应性。应当注意的是， 腔23的第一部分23A的配置允许接口 24在低压下不受约束地移动，W将低压传输到传感 器21用于血压监测，如将在下文更详细地描述的。
[00巧]进一步参考图2,双虚线代表当响应于流动通道22中的前述较高压力而收缩为与 腔23的第一部分23A的底部23