專利名稱：具有自動(dòng)速度控制的局部麻醉和輸送注射單元的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)要求獲得臨時(shí)專利申請(qǐng)60/226,446的優(yōu)先權(quán)，其于2000年8月18日提出申請(qǐng)，在這里引用作為參考。
背景技術(shù)：
a.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及特別適合于牙科和內(nèi)科領(lǐng)域的自動(dòng)麻醉劑輸送裝置，更特別地，涉及一種裝置和方法，其中速度(rate)被自動(dòng)地加以控制和維持直到被重置或者被操作者改變。
b.現(xiàn)有技術(shù)說(shuō)明盡管局部麻醉消除了人們?cè)趦?nèi)科手術(shù)、拔牙、鉆孔(drilling)等期間經(jīng)常會(huì)承受的極度痛苦，但是內(nèi)科和牙科患者仍然會(huì)受到將麻醉劑皮下注射到身體局部組織內(nèi)的痛苦。
已經(jīng)充分證實(shí)，大體上有超過(guò)50％的成人患者害怕注射，在牙科手術(shù)期間，有甚至更多的人特別害怕口腔注射。
因此，需要提供一種內(nèi)科和牙科麻醉劑注射輸送系統(tǒng)，其能夠基本上消除在將麻醉劑注射到口腔或身體其它組織內(nèi)時(shí)患者所受的痛苦。
美國(guó)專利No.6,022,337，其在這里引用作為參考，主要說(shuō)明了一種局部麻醉劑輸送系統(tǒng)，其在患者感覺(jué)到痛楚之前使注射區(qū)域和針頭路徑內(nèi)的供給牙齒并支持牙齒結(jié)構(gòu)的神經(jīng)束麻醉。該系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)單元，其通過(guò)可控的手柄單元(handpiece unit)選擇性地輸送麻醉劑，該手柄單元(handpiece unit)攜帶用于組織穿刺的針頭。驅(qū)動(dòng)單元的操作能夠選擇性地加以控制，從而根據(jù)業(yè)者是正在穿刺組織還是已經(jīng)到達(dá)了需要使神經(jīng)麻醉的組織的局部，可以通過(guò)針頭輸送不同的麻醉劑劑量。
該系統(tǒng)使用線性激勵(lì)器(activator)從固定于驅(qū)動(dòng)單元的藥筒(cartridge)輸送受控量的麻醉劑。該驅(qū)動(dòng)單元能夠通過(guò)選擇性地按壓腳踏板加以操作，從而通過(guò)手柄單元(handpiece unit)輸送麻醉劑。
該系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為調(diào)節(jié)(accommodate)局部麻醉劑藥筒和多種針頭尺寸。系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)單元包括馬達(dá)和板上(on-board)微處理器，從而便于控制麻醉劑流動(dòng)。驅(qū)動(dòng)單元能夠以恒定的壓力和體積輸送麻醉劑溶液而不管組織抵抗力(tissue resistance)的不同，該驅(qū)動(dòng)單元采用美國(guó)專利Nos.4,747,824和5,180,371的技術(shù)，其在這里引用作為參考。在針頭的輸送端(delivery end)，該系統(tǒng)在牙組織注射期間針刺之前輸送極小量的麻醉劑，有效地產(chǎn)生麻醉路徑。麻醉劑路徑與受控壓力和體積(流速)的結(jié)合導(dǎo)致了有效而無(wú)痛苦的注射。重要的是，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括與空氣軟管(air hose)31操作性連接的腳踏板29，空氣軟管(air hose)再與定位在單元13內(nèi)部的壓力傳感器64相連。在操作系統(tǒng)11時(shí)，傳感器64探測(cè)踏板29的壓力變化。然后傳感器64產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，用于控制麻醉劑溶液的流動(dòng)。在優(yōu)選實(shí)施例中，如下文更詳細(xì)說(shuō)明的，當(dāng)輕輕地或部分地按壓腳踏板29時(shí)，系統(tǒng)11以緩慢的速度工作。當(dāng)強(qiáng)烈地或完全地按壓腳踏板29時(shí)，系統(tǒng)11以更快的速度工作。該系統(tǒng)能夠被編程，從而具有多種流速，而不僅限于兩種速度。
盡管該系統(tǒng)能夠滿意地工作，但是一些內(nèi)科醫(yī)師或牙醫(yī)可能對(duì)它并不完全滿意，因?yàn)樗枰^長(zhǎng)時(shí)間地將腳踏板維持在特定的位置。
發(fā)明目的和摘要因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種局部麻醉劑輸送注射系統(tǒng)，其能夠用于所有已知的內(nèi)科和牙科注射處理，并具有改良的自動(dòng)操作模式。
進(jìn)一步的目的是提供一種設(shè)備，其能夠減輕牙醫(yī)或其它保健業(yè)者長(zhǎng)期注射操作(section)的壓力。
再進(jìn)一步的目的是提供一種注射設(shè)備，其具有自動(dòng)的操作模式，允許內(nèi)科醫(yī)師、牙醫(yī)或保健業(yè)者將注意力集中到其它的細(xì)節(jié)，且只有在需要改變它的操作時(shí)才注意該系統(tǒng)。
本發(fā)明另外一個(gè)目的是提供一種牙科麻醉劑注射輸送系統(tǒng)，其能夠提高麻醉劑輸送的精度和準(zhǔn)確度。
本發(fā)明其它的目的和優(yōu)點(diǎn)從下文的說(shuō)明中將部分地顯而易見(jiàn)，并可以部分地理解。簡(jiǎn)而言之，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的注射設(shè)備包括電力控制的泵；針頭操作終端，通過(guò)它射出藥物；和用于激活泵控制器的腳動(dòng)開(kāi)關(guān)或其它類似的控制器(也就是手動(dòng)控制器)。該控制單元可以具有多個(gè)位置(position)。在一個(gè)實(shí)施例中，該控制單元包括三個(gè)位置OFF、速度1、和速度2。泵處于關(guān)閉位置時(shí)關(guān)閉，處于速度1時(shí)以第一流速注射藥物，處于速度2時(shí)以第二、更高的流速注射止痛藥(pain killer)。選擇地，控制器可以適合于具有許多離散的位置，或者能夠在速度l和速度2位置之間連續(xù)地調(diào)節(jié)，從而流速可以在速度上下限之間基本上連續(xù)地變化。優(yōu)選地，控制單元可以是加載彈簧的(spring loaded)或者是偏置的，從而當(dāng)它處于速度1或速度2位置然后釋放時(shí)，能夠自動(dòng)地變到OFF位置。重要的是，根據(jù)本發(fā)明，泵控制器具有多種工作模式。在一個(gè)工作模式中，其可以稱為手動(dòng)模式，泵控制器連續(xù)監(jiān)視控制器的位置，并以響應(yīng)的方式操作泵，從而如果控制器處于速度1位置的話，泵以速度1加以操作，處于速度2位置的話，泵以速度2加以操作(液體以相應(yīng)速度輸送)，并且如果控制器處于OFF位置，則泵的馬達(dá)關(guān)閉或者進(jìn)入自動(dòng)抽吸模式(aspiration mode)。操作的另一個(gè)模式是所謂的巡航控制模式(cruise control mode)。在該操作模式中，泵控制器以類似于汽車巡航控制(持續(xù)速度自行保持裝置)的方式工作。更具體地，在巡航控制模式中，當(dāng)釋放控制器時(shí)，泵控制器維持泵先前的工作直到激活單獨(dú)的控制器如超越控制開(kāi)關(guān)(override switch)改變泵的工作模式時(shí)為止。該單獨(dú)的控制器可以由手柄上、控制器上或踏板開(kāi)關(guān)上的按鈕構(gòu)成。它也可以通過(guò)軟件構(gòu)型加以實(shí)現(xiàn)，正如目前實(shí)施例所實(shí)行的。存在一個(gè)時(shí)間“窗口”，其中人腳離開(kāi)該腳動(dòng)控制器時(shí)激勵(lì)“巡航控制”。該“窗口”可以定義在軟件內(nèi)，并通過(guò)移動(dòng)腳動(dòng)控制器而被激勵(lì)。
本發(fā)明還適用于其它的內(nèi)科和/或牙科設(shè)備，例如超聲波除垢器(ultrasonic scaler)、拋光設(shè)備和其它由臨床醫(yī)師以受控的速度和速率操作的旋轉(zhuǎn)和電子設(shè)備。
在一個(gè)方案中，本發(fā)明涉及一種注射設(shè)備，其適合于在臨床醫(yī)師的控制下將治療劑液體注射到患者體內(nèi)，所述設(shè)備包括適合于由臨床醫(yī)師持握用于注射液體的手柄；適合于輸送液體到所述手柄的泵；適合于根據(jù)控制信號(hào)以被選速度操作所述泵的馬達(dá)；由臨床醫(yī)師操作選擇所述速度的控制部件，所述控制部件具有與所選速度相結(jié)合的第一位置以及第二位置；和與所述控制部件耦合的微處理器，其適合于在臨床醫(yī)師操作并釋放所述控制部件以產(chǎn)生所述控制信號(hào)之后，產(chǎn)生所述控制信號(hào)。
附圖簡(jiǎn)述為了更全面地了解本發(fā)明，需要參考如下聯(lián)系附圖的說(shuō)明，附圖中

圖1顯示了與根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的注射設(shè)備相當(dāng)?shù)膱D示；圖2顯示了圖1中設(shè)備的框圖；顯示了圖1注射設(shè)備的手動(dòng)操作模式；和圖3顯示了展示圖1和2中設(shè)備以手動(dòng)模式操作的流程圖；圖4顯示了圖1和2中注射設(shè)備操作的巡航控制模式；和圖5顯示了圖1和2中注射設(shè)備的可選擇操作模式。
發(fā)明詳述圖1和2一般地顯示了能夠用于將液體注射或引入(和選擇地吸入)到患者體內(nèi)的設(shè)備100。如圖所示，設(shè)備100包括具有多個(gè)指示器104的外罩102，和控制按鈕106或者其它用戶可選擇的數(shù)據(jù)和命令輸入裝置?？刂瓢粹o106的其中一個(gè)是具有多個(gè)位置的可轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕108，如下文中更詳細(xì)說(shuō)明的。
貯液器位于外罩內(nèi)或者與外罩聯(lián)系，含有藥物、麻醉劑或其它可以被醫(yī)生或其他保健業(yè)者使用的液體，從而對(duì)患者進(jìn)行內(nèi)科或牙科處理。
設(shè)備100進(jìn)一步包括加長(zhǎng)管108，其一個(gè)末端固定于外罩102，另一個(gè)末端固定于手柄110。手柄110包括注射器112。
設(shè)備100進(jìn)一步包括通過(guò)空氣軟管(air hose)116附著于外罩116上的腳踏板114。踏板114制備有具有三個(gè)或更多個(gè)位置的主腳動(dòng)控制部件118，如下文中更詳細(xì)說(shuō)明的。在踏板114上還安裝有第二控制部件120。
圖2顯示了設(shè)備100電力部件的框圖。該設(shè)備包括微處理器150，其根據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器152內(nèi)的程序和從控制開(kāi)關(guān)106接收的控制信號(hào)工作。如圖所示，空氣軟管(air hose)116與壓力傳感器154連接，壓力傳感器產(chǎn)生指示腳踏板開(kāi)關(guān)118位置的電信號(hào)。微處理器提供可視指示并通過(guò)指示器104和語(yǔ)音指示器提示操作者，并通過(guò)揚(yáng)聲器156進(jìn)行提示。
微處理器150的重要目的是控制馬達(dá)158的工作。馬達(dá)接收來(lái)自微處理器150的控制信號(hào)并響應(yīng)地激活泵160。泵160與液體源或貯液器162耦合，能夠?qū)?lái)自貯液器的液體分配到管108，或者相反，它能夠?qū)?lái)自管108的液體收回到貯液器162內(nèi)。泵160和貯液器162能夠以多種形式實(shí)現(xiàn)。例如，泵160和貯液器162能夠?qū)崿F(xiàn)為具有活塞的注射器，該活塞通過(guò)耦合于馬達(dá)158上的活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
圖2所示的部件能夠布置在外罩102內(nèi)。選擇地，至少一些部件，包括馬達(dá)158、貯液器162和泵160，可以布置在手柄110內(nèi)，在這種實(shí)例中，管108可以用電連接器代替。
設(shè)備100能夠以多種模式工作。工作模式由旋鈕106B的位置決定。對(duì)于旋鈕的一個(gè)位置，設(shè)備100以和先前的注射設(shè)備相同的方式工作。在這種模式中，設(shè)備100的工作能夠特征化為手動(dòng)或半自動(dòng)模式，其中設(shè)備相應(yīng)于來(lái)自臨床醫(yī)師的控制信號(hào)工作。這種工作模式現(xiàn)在參考圖3的流程圖加以說(shuō)明。在步驟200，設(shè)備被初始化。該步驟包括向存儲(chǔ)器152輸入各種工作參數(shù)，給貯液器162加載合適的液體，清洗管108和針頭112等。當(dāng)臨床醫(yī)師準(zhǔn)備注射時(shí)，他按下按鈕，例如106B，表示操作開(kāi)始(步驟202)。一旦操作開(kāi)始，微處理器150便檢查腳踏板開(kāi)關(guān)118的位置(步驟204)。如果該開(kāi)關(guān)已被激活，如步驟206所確認(rèn)的，那么在步驟208中，微處理器150獲得踏板開(kāi)關(guān)118的當(dāng)前位置。例如，開(kāi)關(guān)處于關(guān)閉位置、位置1和位置2。
在步驟210，進(jìn)行檢查以確認(rèn)開(kāi)關(guān)是否處于位置1。如果確實(shí)如此，那么在步驟212，微處理器150設(shè)定馬達(dá)158以第一速度工作。然后微處理器150返回步驟208并獲得踏板開(kāi)關(guān)118的新位置。
如果在步驟210中，確認(rèn)開(kāi)關(guān)118不在位置1，那么在步驟216進(jìn)行檢查，確認(rèn)開(kāi)關(guān)118是否處于位置2。如果確實(shí)如此，則在步驟216，微處理器設(shè)定馬達(dá)158以第二速度2工作。在可選擇實(shí)施例中，馬達(dá)158的速度在這些步驟中能夠設(shè)定在上下限之間的任一位置。關(guān)于這種實(shí)施例，開(kāi)關(guān)118必須能夠在位置1和2之間具有可變的位置。
如果開(kāi)關(guān)不在位置2，那么在步驟218，微處理器檢查開(kāi)關(guān)118是否處于關(guān)閉位置。如果確實(shí)如此，則在步驟220，馬達(dá)158停止。在可選擇實(shí)施例中，在特定條件下，馬達(dá)158在步驟220可以倒轉(zhuǎn)較短的時(shí)間以誘導(dǎo)抽吸(aspiration)。此外，可以安裝獨(dú)立開(kāi)關(guān)(未顯示)，其導(dǎo)致馬達(dá)倒轉(zhuǎn)。無(wú)論如何，在圖3所示的模式中，微處理器150檢查開(kāi)關(guān)118的位置并相應(yīng)地調(diào)節(jié)馬達(dá)158的工作。
如上所述，在一些場(chǎng)合中，這種工作模式可能是不令人滿意的。因此根據(jù)本發(fā)明，設(shè)備158能夠以巡航控制模式工作。這一模式能夠通過(guò)改變旋鈕106A的位置加以選擇。在這種模式中，設(shè)備100以和圖3所示相似的方式工作，有一些例外。更具體地，在步驟202A，當(dāng)設(shè)備開(kāi)始工作時(shí)，向臨床醫(yī)師建議所選擇的模式(在這種情況下，也就是說(shuō)，巡航控制)。這一步驟通過(guò)由揚(yáng)聲器156產(chǎn)生聲音信息、在一個(gè)顯示器上產(chǎn)生可視信息、組合聲音/可視信息或者通過(guò)其它類似的方法實(shí)現(xiàn)。
此外，在這些步驟的任何一個(gè)中設(shè)定被請(qǐng)求馬達(dá)(requested motor)之后，微處理器檢查超越控制開(kāi)關(guān)是否激活(步驟222)。該超越控制開(kāi)關(guān)能夠設(shè)定在外罩上(見(jiàn)開(kāi)關(guān)106B)、腳踏板開(kāi)關(guān)120上、手柄開(kāi)關(guān)124上等。如果在步驟224中，確定為超越控制開(kāi)關(guān)未激活，那么在步驟226，馬達(dá)158維持先前的速度。
微處理器150繼續(xù)以規(guī)則的間隔檢查超越控制開(kāi)關(guān)的位置，在此期間，馬達(dá)維持先前所選擇的速度。因?yàn)樵诓襟E222、224、226期間，未檢查踏板開(kāi)關(guān)118的位置，所以在步驟212之后，臨床醫(yī)師能夠釋放踏板開(kāi)關(guān)并允許它返回到中間或關(guān)閉位置。
在激活超越控制開(kāi)關(guān)之后(超越控制開(kāi)關(guān)優(yōu)選地為瞬時(shí)開(kāi)關(guān))，臨床醫(yī)師能夠用踏板開(kāi)關(guān)118為馬達(dá)產(chǎn)生新的控制信號(hào)(也就是，速度1、速度2、關(guān)閉等)。
選擇地，如圖5所示，超越控制開(kāi)關(guān)的功能能夠通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)。在該實(shí)施例中，在設(shè)定了馬達(dá)速度之后(在步驟212或216)，在步驟222A確認(rèn)這一速度。也就是說(shuō)，向臨床醫(yī)師提供指示(視覺(jué)、聲音或者兩者皆用)從而指示馬達(dá)當(dāng)前速度如何。這一指示觸發(fā)或提示臨床醫(yī)師釋放踏板開(kāi)關(guān)并允許它返回到中間或關(guān)閉位置。然后，在步驟223，檢查踏板開(kāi)關(guān)的位置。在步驟224，確認(rèn)踏板開(kāi)關(guān)是否被激活或者離開(kāi)了關(guān)閉位置。如果踏板開(kāi)關(guān)仍然處于關(guān)閉位置，則在步驟226維持馬達(dá)的速度。如果踏板開(kāi)關(guān)重新被激活，那么微處理器150返回到步驟204。
在上述的實(shí)施例中，說(shuō)明了一種特殊類型的注射設(shè)備，其由臨床醫(yī)師通過(guò)多位置腳踏板開(kāi)關(guān)加以操作。當(dāng)然，其它類型的控制器或部件也可以用于獲得類似的功能。例如，用于控制液體分配的開(kāi)關(guān)或其它控制部件可以安置在外罩上或者手柄上。
這樣可見(jiàn)，有效地獲得了上述的目的，它們從前面的說(shuō)明中顯而易見(jiàn)，并且因?yàn)榭梢约右愿淖兌槐畴x本發(fā)明的精神和范圍，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述說(shuō)明僅僅是例證，且并不限制本發(fā)明的范圍。下面的權(quán)利要求限定了本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種注射設(shè)備包括輸送部件，其適于以第一速度和第二速度的其中一個(gè)輸送治療劑液體；微處理器，其適于向所述輸送部件產(chǎn)生控制信號(hào)；和控制部件，其可由操作者操作從而選擇所述第一速度和第二速度中的一個(gè)，其中在操作者釋放所述控制部件之后，所述微處理器與所述控制部件配合將所述輸送部件維持在所述選擇的速度。
2.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述控制部件具有多個(gè)位置，包括為所述輸送部件確定所選擇的速度的選擇位置和中間位置，其中，當(dāng)被操作者釋放時(shí)，所述控制部件偏置到所述中間位置。
3.權(quán)利要求1的設(shè)備，進(jìn)一步包括可被操作者操作的超越控制部件，其中，所述微處理器適于當(dāng)所述超越控制部件被操作時(shí)，終止所述輸送部件的工作。
4.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述輸送部件適于以某一速度輸送所述液體，該速度在一個(gè)上限和一個(gè)下限之間可調(diào)。
5.權(quán)利要求1的設(shè)備，進(jìn)一步包括模式選擇器，其中，所述微處理器響應(yīng)所述模式選擇器以第一模式工作，在第一模式中所述微處理器維持所述選擇的速度，并且以第二模式工作，在第二模式中所述微處理器根據(jù)所述控制器的位置操作所述輸送部件以設(shè)定所述速度。
6.一種注射設(shè)備，適于在臨床醫(yī)師的控制下將治療劑液體注射給患者，所述設(shè)備包括手柄，其適于臨床醫(yī)師持握以施加液體；泵，其適于向所述手柄選擇性地輸送液體；馬達(dá)，其適于根據(jù)控制信號(hào)以選擇的速度操作所述泵；控制部件，其由臨床醫(yī)師操作以選擇所述速度，所述控制部件具有與所選擇的速度相聯(lián)系的第一位置和一個(gè)第二位置；以及微處理器，其與所述控制部件耦合，并適于在所述控制部件被臨床醫(yī)師操作并被釋放以產(chǎn)生所述控制信號(hào)之后，產(chǎn)生所述控制信號(hào)。
7.權(quán)利要求6的設(shè)備，其中所述控制部件向所述第二位置偏置。
8.權(quán)利要求7的設(shè)備，進(jìn)一步包括由臨床醫(yī)師操作的超越控制開(kāi)關(guān)，所述微處理器與所述超越控制開(kāi)關(guān)耦合，從而在所述超越控制開(kāi)關(guān)被激活之后為所述輸送部件產(chǎn)生新的控制信號(hào)。
9.權(quán)利要求6的設(shè)備，其中所述微處理器適于以手動(dòng)模式工作，在該模式中所述微處理器對(duì)所述控制部件的每一個(gè)位置為所述輸送部件選擇不同的速度，并適于以巡航控制模式工作，在該模式中在所述控制部件返回到中間位置時(shí)，所述微處理器維持先前所選擇的速度。
全文摘要
一種改良的注射設(shè)備(10)，其以手動(dòng)模式工作，其中它以始終由控制部件(118)確定的速度輸送液體藥物到患者體內(nèi)，其以巡航控制模式工作，其中在臨床醫(yī)師釋放控制部件(118)之后，控制器(102)維持先前所選擇的速度。該控制部件(118)可以用于選擇兩種液體輸送速度中的一種，或者選擇地，輸送速度可以選擇為具有上下限之間的數(shù)值。如果該設(shè)備以巡航控制模式工作，那么必須激活超越控制開(kāi)關(guān)(106B、120、122)以重置速度。
文檔編號(hào)A61M1/00GK1547491SQ01823638
公開(kāi)日2004年11月17日 申請(qǐng)日期2001年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月16日
發(fā)明者馬克·N·霍克曼, 馬克 N 霍克曼 申請(qǐng)人:里程碑科學(xué)公司