ES2539966T3

ES2539966T3 - Inyector

Info

Publication number: ES2539966T3
Application number: ES11166027.0T
Authority: ES
Inventors: Frank M. Fago; Charles S. Neer
Original assignee: Liebel Flarsheim Co LLC
Current assignee: Liebel Flarsheim Co LLC
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2003-07-21
Publication date: 2015-07-07
Anticipated expiration: 2023-07-21
Also published as: US20110184281A1; KR20050032108A; US7632246B2; EP2609949B1; EP1526881B1; CN101352591A; CN100411696C; JP2011136195A; WO2004012787A2; EP2359884A2; EP2359884A3; AU2003261213A1; CN101352590A; JP5564446B2; BR0313205B1; CN1684729A; EP1526881A4; US8882704B2; AU2003261213B2; US20040024361A1

Abstract

Un inyector (20) para inyectar fluido desde una jeringa a un sujeto animal, incluyendo el inyector: - un cabezal de potencia (22), incluyendo; - un alojamiento de inyector, un sistema de accionamiento (24), un montaje de jeringa (26) enganchable con un cuerpo de jeringa (28), un microprocesador principal, electrónica de control, una interfaz de usuario-inyector (30) incluyendo un teclado de control (32) para programar e iniciar protocolos de inyección, una pantalla de estado (34), y un gatillo de purga/retracción (36); y - un paquete de potencia (38) incluyendo una fuente de alimentación (40) y una interfaz de potencia-inyector (42), - un pistón de accionamiento (46) bidireccionalmente móvil a lo largo de un eje longitudinal del pistón de accionamiento; y - un motor situado dentro del alojamiento de inyector y acoplado con accionamiento al pistón de accionamiento para avanzar y retirar selectivamente el pistón de accionamiento a lo largo de su eje longitudinal, caracterizado porque el teclado (32) incluye controles (90) orientados hacia arriba en el uso donde el gatillo (36) está orientado en una dirección no hacia arriba en el uso, y donde un elemento operativo correspondiente a al menos uno de dichos controles (90) se selecciona a partir de "inicio", "parada", "pausa", aumento de caudal", "disminución de caudal", "aumento de volumen" y "disminución de volumen".

Description

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operación real de un procedimiento de inyección. La utilidad de un inyector 20 que puede ser pequeño y de peso ligero junto con la capacidad de ajustar dinámicamente el caudal mientras se realiza una inyección da al usuario mayores niveles de control sobre la inyección. Además, la presión generada por el inyector 20 de la presente invención puede ser limitada automáticamente por la selección de un caudal concreto. El inyector 20 de la presente invención también puede incluir un detector de posición inicial de pistón 50 que se usa para determinar cuándo está situado el pistón de accionamiento 46 del inyector 20 en una posición “inicial”. El inyector 20 de la presente invención también puede incluir un interruptor de encendido/apagado de potencia 52 en la consola remota 44 que está separada de otros conmutadores de potencia. Finalmente, el inyector 20 de la presente invención también puede incluir el pistón de accionamiento 46 que tiene una estructura particular que sirve para evitar la rotación del pistón de accionamiento 46 alrededor de su eje de simetría 76.

Como se ha mencionado previamente, el inyector 20 de la presente invención opera en combinación con una jeringa

28. Cerca del extremo situado hacia delante 56 del alojamiento de inyector 47, colocado entre el inyector 20 y la jeringa 28, hay un montaje de jeringa 26 para facilitar el montaje de la jeringa 28 en el inyector 20. En algunas realizaciones (no representadas), una camisa de presión, preferiblemente transparente, se puede extender hacia fuera del extremo situado hacia delante 56 del alojamiento 47, con el fin de recibir una jeringa sustituible 28. La jeringa 28 y la camisa de presión se han construido de tal manera que resistan las presiones de inyección creadas por el inyector 20 durante una operación de inyección. No es necesario que el inyector 20 incluya una camisa de presión que rodee la jeringa 28. En una realización alternativa (no representada), una cuna puede extenderse hacia fuera del extremo situado hacia delante 56 del alojamiento 47, con el fin de soportar la jeringa 28. Como se explicará más adelante, tal cuna puede tener capacidad de calentamiento, con el fin de calentar el contenido de la jeringa 28. Sin embargo, no es necesario que el inyector 20 incluya una cuna para soportar la jeringa 28. En otra realización, la jeringa 28 se puede extender simplemente libremente desde el inyector 20, sin estructura para su soporte distinta de su conexión al inyector 20 propiamente dicho. La jeringa 28 puede incluir un émbolo de jeringa.

Con referencia a las figuras 1-4, la jeringa 28 para uso con el inyector 20 de la presente invención incluye generalmente un cuerpo 54 que puede tener la forma de un cilindro exterior, que en su extremo delantero 55 es integral con una sección de pared delantera cónica 58. Un cuello 60, que termina en una punta de descarga 62, se extiende en general hacia delante y puede ser integral con la sección de pared delantera cónica 58. El cuerpo 54 de la jeringa 28 puede enganchar la pared interior de una camisa de presión o una cuna, como se ha descrito anteriormente, cuando tal camisa de presión o cuna está presente en el inyector 20. Sin embargo, la realización ilustrada ilustra una jeringa 28 que se extiende libremente desde la parte delantera del inyector 20. La jeringa 28, usada en unión con el inyector 20 de la presente invención, incluye una sección de acoplamiento de jeringa 64, que puede tener forma de una pestaña que se extiende radialmente hacia fuera. Esta sección de acoplamiento de jeringa 64 se coloca en un plano perpendicular al eje de simetría 66 de la jeringa 28 e integral con el extremo trasero 67 del cilindro del cuerpo 54 de la jeringa 28. Esta pestaña puede ser anular. La sección de acoplamiento de jeringa 64 está dispuesta, cuando la jeringa 28 está situada en unión con el inyector 20, para alinearse cerca de elementos cooperantes de un montaje de jeringa 26 situado en el extremo situado hacia delante 56 del alojamiento de inyector

47. De esta manera, la sección de acoplamiento de jeringa 64 y el montaje de jeringa 26 facilitan la conexión de la jeringa 28 al inyector 20, como se explicará con más detalle más adelante.

La punta de descarga 62 de la jeringa 28 contiene en general en su extremo remoto un orificio 68 que puede comunicar con una cavidad de jeringa interna 70 formada dentro del cuello 60, la pared delantera cónica 58 y el cuerpo 54 de la jeringa 28. El extremo trasero de la cavidad 70 puede estar definido además por una superficie que mira hacia delante 72 de un émbolo de jeringa 74. En una realización concreta, esta superficie 72 es cónica. La superficie cónica 72 es de una inclinación que se conforma a la inclinación del interior de la pared delantera cónica

58. El émbolo de jeringa 74 puede deslizar ajustadamente dentro del cuerpo 54 de la jeringa 28 de tal manera que la cavidad 70 sea de volumen variable.

Con referencia ahora a las figuras 2-4, el émbolo de jeringa 74 se puede ver más claramente dentro del cilindro del cuerpo 54 de la jeringa 28. El émbolo de jeringa 74, cuando la jeringa 28 está montada en el inyector 20, está situado cerca de y en alineación sustancial con el pistón de accionamiento de émbolo 46 del inyector 20. El pistón de accionamiento de émbolo 46 es movido por un motor de manera que se mueva en un movimiento hacia delante o hacia atrás a lo largo de su eje longitudinal de simetría 76 para desplegar el pistón de accionamiento de émbolo 46 y por ello el émbolo de jeringa 74 en un movimiento hacia delante o hacia atrás a lo largo del eje de simetría 66 de la jeringa 28 para inyectar fluido a un sujeto humano o animal o para llenar la jeringa 28 de fluido, respectivamente. Por ejemplo, se puede cargar una jeringa prellenada en el inyector 20 de la presente invención, y desplegando el pistón 74 en una dirección hacia delante, se puede expulsar por ello fluido de la jeringa 28. Al hacerlo, el fluido puede ser inyectado al sujeto humano o animal. Alternativamente, se puede cargar una jeringa vacía 28 en el inyector 20 y desplegar el émbolo de jeringa 74 a su posición delantera. A continuación, se puede cargar fluido en la jeringa 28 conectando operativamente la jeringa 28 a una fuente de fluido y retirando el émbolo de jeringa 74 en dirección hacia atrás con el fin de aspirar fluido a la jeringa 28.

En general, en el sistema inyector de la presente invención, el inyector 20 implica inyecciones de fase única para administrar fluido como agentes de contraste de rayos X, soluciones de lavado, y otros medios para fines tales como mejorar la formación de imágenes de diagnóstico en humanos. El inyector 20 puede incluir un protocolo que puede

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procedimiento de inyección a un operador. Esta información indica al operador cuándo está habilitada una inyección y cuándo está en curso una inyección. En una realización, la pantalla 34 puede incluir dos pantallas numéricas, una para presentar información de volumen y otra para presentar información de caudal. En esta realización, la pantalla de volumen visualiza el volumen programado cuando el inyector 20 está en un modo de programación, y visualiza el volumen de inyección al inyectar. Igualmente, en esta realización, la pantalla de caudal visualiza el caudal programado cuando el inyector 20 está en un modo de programación, y visualiza el caudal de inyección cuando está en modo de inyección. El inyector 20 de la presente invención también puede incluir un indicador visual 91 para indicar: (1) cuándo el inyector 20 está habilitado y preparado para inyectar, (2) cuándo está en curso una inyección, y (3) cuándo ha finalizado una inyección. Además, si el caudal se reduce durante una inyección, el indicador visual 91 puede indicarlo también. Además, si el inyector 20 detecta una condición de fallo del inyector 20, el indicador visual 91 puede indicar esta información. Este indicador visual 91 puede aparecer en la pantalla de visualización 34 de la interfaz de usuario 30, o puede estar separado de la pantalla de visualización 34. En la realización ilustrada, el indicador visual 91 puede incluir una pantalla LED.

La combinación de la jeringa 28 conectada operativamente al inyector 20 de la presente invención, por medio del montaje de jeringa 26, se muestra más claramente con referencia ahora a las figuras 2-6. En la disposición representada, la jeringa 28 se inserta en el inyector 20 de tal manera que un sistema de acoplamiento de jeringa 64, que puede tener forma de una pestaña circunferencial alrededor de un extremo distal del cilindro de la jeringa 28, comunique con una ranura de enganche 84 dispuesta en el extremo situado hacia delante 56 del alojamiento de cabezal de potencia de inyector 47. Cuando la jeringa 28 se coloca cerca de la ranura 84 y es movida hacia abajo hacia la base del inyector 20 de manera que se inserte en la ranura 84, engancha un primer elemento 92 y un segundo elemento 94 que pueden ser elementos de agarre y cada uno puede ser móvil alrededor de un punto de pivote 96 y son empujados hacia el eje longitudinal de simetría 76 del pistón de accionamiento de émbolo 46. En la realización ilustrada, los elementos de agarre primero y segundo 92, 94 pueden incluir además una ranura interna 98 dispuesta en los elementos de agarre primero y segundo 92, 94. Esta ranura 98 puede comunicar con la ranura 84 para formar por ello una zona de retención para facilitar la conexión de la jeringa 28 al inyector 20. Cuando la jeringa 28 es movida a introducción en la ranura 84 y la ranura 98, el enganche de la jeringa 28 con los elementos de agarre primero y segundo 92, 94 del montaje de jeringa 26 puede hacer que los elementos de agarre primero y segundo 92, 94 se extiendan hacia fuera por el cuerpo 54 de la jeringa 28 cuando la jeringa 28 deslice pasando por los elementos de agarre 92, 94. Cuando la jeringa 28 sigue deslizando a relación de enganche con el inyector 20, la naturaleza desviada de los elementos de agarre primero y segundo 92, 94 puede moverlos de nuevo hacia el eje longitudinal 76 del pistón de accionamiento de émbolo 46. Además, la fuerza proporcionada por el cilindro del cuerpo 54 de la jeringa 28 contra la base de los elementos de agarre 92, 94 facilita el movimiento de los elementos de agarre primero y segundo 92, 94 hacia el eje longitudinal 76 del pistón de accionamiento de émbolo 46. Así, los elementos de agarre primero y segundo 92, 94 se mueven a relación de enganche circunferencialmente alrededor del cuerpo 54 de la jeringa 28 para acoplar por ello la jeringa 28 al inyector 20 cerca de y en alineación sustancialmente coaxial con el pistón de accionamiento de émbolo 46. Esta alineación permite la posterior traslación hacia delante del pistón de accionamiento 46 para expulsar medio de contraste u otro fluido del cuerpo cilíndrico 54 de la jeringa 28, a través de la punta de descarga 62 de la jeringa 28, y a un sujeto animal, tal como un humano. El émbolo de jeringa 74 está conectado al pistón de accionamiento de émbolo 46 por los elementos de acoplamiento primero y segundo 80, 82, como se ha descrito previamente.

En la realización ilustrada de la presente invención, los elementos de agarre primero y segundo 92, 94 están diametralmente uno enfrente de otro, alrededor del eje de simetría 76 del pistón de accionamiento de émbolo 46, de modo que los elementos de agarre primero y segundo 92, 94 tengan porciones circunferenciales en caras opuestas 100, 102 que están diametralmente una enfrente de otra y son exteriores al cilindro de la jeringa 28. Al montar la jeringa 28 en el extremo situado hacia delante 56 del inyector 20, los elementos de agarre móviles empujados primero y segundo 92, 94 del inyector 20 enganchan la superficie lateral del cuerpo cilíndrico exterior 54 de la jeringa 28, como se ha descrito anteriormente, para mantener la jeringa 28 en posición contra y en alineación con el pistón de accionamiento 46 del inyector 20 de la presente invención.

Como se ha descrito brevemente antes, el montaje de jeringa 26 del inyector 20 de la presente invención incluye elementos de agarre primero y segundo 92, 94 que tienen caras opuestas 100, 102, que tienen preferiblemente forma arqueada. En una realización, las caras opuestas arqueadas 100, 102 pueden incluir además una arista de metal (no representada) con el fin de “morder” el cuerpo de la jeringa para facilitar el agarre de la jeringa. Alternativamente, en otra realización, cada cara arqueada de los elementos de agarre primero y segundo puede llevar una pluralidad de crestas de dientes (no representadas). Tales dientes pueden estar en los elementos primero y segundo, o pueden estar incluidos en cualquier cresta de metal. El movimiento pivotante de los elementos de agarre primero y segundo altera la distancia entre sus caras arqueadas, cuando pivotan aproximándose y alejándose uno de otro. En la realización ilustrada, estos elementos de agarre primero y segundo son móviles. Sin embargo, en realizaciones alternativas (no representadas), es posible utilizar un solo elemento móvil dispuesto en relación espaciada a un tope arqueado no móvil o tope hacia el que el elemento de agarre móvil es empujado.

Los elementos de agarre móviles primero y segundo 92, 94 pueden ir montados pivotantemente alrededor de ejes o pasadores de pivote 104, que en algunas realizaciones también pueden incluir muelles de empuje 106 asociados con cada uno de los elementos de agarre primero y segundo 92, 94. En tal realización, un extremo de cada uno de

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Además, el gatillo 36 permite al usuario variar dinámicamente el caudal mientras inyecta o retira. Este aspecto de la presente invención incluye un gatillo 36 móvil entre las posiciones inicial, hacia delante y hacia atrás. El movimiento del gatillo 36 a la posición hacia delante hace que el inyector 20 mueva el pistón de accionamiento de émbolo 46 hacia delante para expulsar fluido de la jeringa 28, y el movimiento del gatillo 36 a la posición hacia atrás hace que el inyector 20 mueva el pistón de accionamiento 46 hacia atrás para aspirar potencialmente fluido a la jeringa 28, o para retirar el pistón de accionamiento 46 de la jeringa 28 antes de sacar la jeringa 28 del inyector 20. El gatillo intuitivo 36 está diseñado de tal manera que permita velocidades de inyección variables y también puede incluir un modo de bloqueo que permita la inyección manos libres.

Más específicamente, en una realización del inyector 20 de la presente invención, el gatillo 36 está montado en un pivote 110, y es empujado a la posición inicial por al menos muelles primero y segundo 112, 114 colocados en lados opuestos del gatillo 36. La rotación del gatillo 36 alejándose de la posición inicial comprime progresivamente los muelles 112, 114 en grado creciente en ángulos crecientes de rotación de la palanca. Unos sensores 116 situados en el interior del alojamiento 47 y asociados con el gatillo 36 detectan entonces el ángulo del gatillo 36 de modo que este ángulo puede ser usado para controlar la velocidad de movimiento del pistón de accionamiento de émbolo 46. Usando esta estructura y control, la posición relativa del gatillo 36 se puede hacer proporcional al caudal de fluido de entrada o salida de la jeringa 28 que está montada en el inyector 20, proporcionando por ello al operador una realimentación intuitiva acerca de la operación del inyector 20.

El gatillo 36 es rotativo en un eje de rotación 118. Cuando el gatillo accionado con la mano 36 se deja en su posición inicial, el cabezal de potencia 22 no genera movimiento del pistón de accionamiento 46. Sin embargo, cuando el gatillo accionado con la mano 36 se gira hacia la jeringa 28 (es decir, a la posición hacia delante), el cabezal de potencia 22 genera el movimiento hacia delante del pistón de accionamiento 46, expulsando por ello fluido o aire de la jeringa 28. Alternativamente, cuando el gatillo 36 se gira alojándolo de la jeringa 28 (es decir, a una posición hacia atrás), el cabezal de potencia 22 genera el movimiento hacia atrás del pistón de accionamiento 46, llenando por ello la jeringa 28 de fluido o aire.

Con referencia todavía a las figuras 2-4, la estructura del inyector 20 para permitir el control sin contacto del procedimiento de inyección utilizando el gatillo intuitivo 36 se muestra más claramente. El inyector 20 de la presente invención puede incluir por lo general un diseño modular compacto que facilite la fabricación como un inyector de mano 20 en una realización. En concreto, la circuitería de control del inyector 20 de la presente invención se puede incorporar sobre una placa de circuitos impresos 120. Una característica del inyector 20 de la presente invención es el uso de conductores magnéticos 122 para canalizar la energía de campo magnético de los imanes 124 colocados en el gatillo intuitivo 36 a través del alojamiento de inyector 47 y a la proximidad de los sensores magnéticos 116 conectados operativamente a la placa de circuitos 120. En una realización, usando conductores magnéticos 122 para llevar campos magnéticos a través del alojamiento de inyector 47, se puede usar sensores magnéticos 116 que se pueden montar en la placa de circuitos, reduciendo por ello el costo general en comparación con sensores colocados individualmente para montaje en un alojamiento de inyector. El uso de tal control sin contacto también elimina la necesidad de cableado a través del alojamiento 47, mejorando por ello la integridad de sellado.

Para determinar la dirección y el grado de rotación del gatillo 36, se puede disponer una pluralidad de imanes 124 sobre o dentro del gatillo 36, de modo que la rotación del gatillo 36 aumente o disminuya las distancias entre imanes 124 en los controles del gatillo 36 y en el alojamiento de inyección 47, creando un campo magnético cambiante que puede ser detectado por los sensores magnéticos 116 asociados con la circuitería de control del cabezal de potencia

22. En concreto, el inyector 20 de la presente invención puede usar un sensor de efecto Hall en una realización. La función del sensor Hall se basa en el principio del efecto Hall: a saber, que un voltaje es generado transversalmente a la dirección del flujo de corriente en un conductor eléctrico si se aplica un campo magnético perpendicularmente al conductor. En algunas realizaciones de la invención, dado que el efecto Hall es muy pronunciado en semiconductores, un elemento Hall adecuado es una pequeña plaqueta hecha de material semiconductor. Se puede disponer una chapa Hall con terminales y tomas para el voltaje Hall en una superficie del sensor. Este elemento sensor detecta los componentes del flujo magnético perpendicular a la superficie de un chip y emite una señal eléctrica proporcional que es procesada en los circuitos de evaluación integrados en la placa de circuitos 120. En una realización concreta de la presente invención, el inyector 20 incluye sensores analógicos o lineales. Los sensores Hall lineales generan un voltaje analógico de salida que es proporcional al flujo magnético perpendicular a través de la chapa Hall. Así, los sensores conectados operativamente a la placa de circuitos 120 del inyector 20 de la presente invención pueden determinar a partir del flujo magnético el grado en que el gatillo 36 se ha girado alejándolo de la posición inicial, y ajustar consiguientemente la salida eléctrica y por ello la velocidad del pistón de accionamiento de émbolo 46.

Cuando el gatillo 36 se gira hacia delante, los sensores 116 asociados con la circuitería de control detectan esta rotación a partir de señales producidas por el campo magnético, y hace que el pistón de accionamiento de émbolo 46 se mueva hacia delante, es decir, hacia fuera del alojamiento de cabezal de potencia 47, a una velocidad proporcional al ángulo de deflexión del gatillo 36 alejándose de la posición inicial. Alternativamente, cuando el gatillo 36 se gira en dirección hacia atrás, la circuitería de control detecta esta rotación a partir de las señales producidas por el campo magnético, y hace que el pistón de accionamiento de émbolo 46 se mueva hacia atrás, es decir, al alojamiento de cabezal de potencia 47, a una velocidad proporcional al ángulo de deflexión del gatillo 36 alejándose

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de la posición inicial.

Como se ha descrito anteriormente, el inyector de potencia también puede incluir muelles primero y segundo 112, 114 asociados con el gatillo de control 36 que enganchan el alojamiento 47 del inyector 20 y producen par que tiende a hacer volver el eje a la posición inicial. Cuando el gatillo 36 está en su posición inicial, los muelles 112, 114 aplican pares opuestos al gatillo 36, tendiendo a mantener el gatillo 36 en la posición inicial. En esta posición, los sensores 116 producen una señal que indica que el gatillo 36 está en la posición inicial. En esta posición, el circuito de control del cabezal de potencia 22 puede determinar que no se está pidiendo movimiento del pistón de accionamiento 46 a través del control de movimiento accionado con la mano del gatillo 36.

Cuando el gatillo 36 se ha girado alejándolo de la posición inicial, los sensores 116 producen una señal, que puede ser una señal analógica, que indica que el gatillo 36 está lejos de la posición inicial. Cuando esto tiene lugar, el circuito de control puede leer la señal producida por los imanes 124 para determinar la posición del gatillo 36 y producir el movimiento apropiado del pistón de accionamiento de émbolo 46.

Como se ha descrito previamente, la velocidad de movimiento del pistón de accionamiento de émbolo 46 es proporcional a la extensión del movimiento o la rotación del gatillo 36 alejándose de la posición inicial. Cuando esto tiene lugar, la estructura mecánica de los muelles primero y segundo 112, 114 asegura que se aplique un par de retorno al gatillo 36 cuando el gatillo 36 se gire a ángulos crecientes lejos de la posición inicial. Dependiendo de la rigidez de los muelles 112, 114 y el rango de movimiento del gatillo 36, este par de retorno puede ser aproximadamente igual en todos los ángulos de deflexión, o puede aumentar o disminuir en ángulos de deflexión crecientes o decrecientes. Un par de retorno creciente en comparación con el ángulo de deflexión puede proporcionar al operador realimentación adicional acerca de la velocidad del pistón de accionamiento 46. Además, y como se ha descrito anteriormente, los muelles primero y segundo 112, 114 también ofrecen un grado de tensión para empujar el gatillo 36 en la posición inicial. Esto contribuye a evitar la deflexión accidental del gatillo 36 lejos de su posición inicial cuando casualmente entre en contacto con otro objeto, por ejemplo cuando el inyector 20 se coloque sobre una mesa.

Adicionalmente, el inyector 20 puede incluir otros mecanismos para asegurar que el gatillo 36 no sea desplazado accidentalmente de la posición inicial. En algunas realizaciones, el gatillo 36 puede estar diseñado de modo que el usuario tenga que permitir intencionadamente que el mecanismo de disparo ponga en funcionamiento el inyector 20.

Como se ha descrito anteriormente, al llenar una jeringa 28 o descargar el contenido de una jeringa 28, puede haber una velocidad máxima ideal a la que se pueda aspirar a la jeringa 28 y expulsarlo de la jeringa 28 debido a consideraciones de seguridad. Además, cualquier caudal de inyección óptimo puede depender del procedimiento concreto y/o del fluido a inyectar. Para controlar el llenado y la descarga de fluido de jeringas, y para mantener la seguridad de quienes participan en el procedimiento de inyección, el operador deberá tener realimentación relativa a cuándo se ha alcanzado una velocidad ideal, de modo que las jeringas se puedan llenar o descargar a dicha velocidad óptima. Además, el inyector 20 puede incluir un mecanismo para evitar la descarga de fluidos por encima de algunas velocidades. Una finalidad de los muelles primero y segundo 112, 114 descritos anteriormente es proporcionar al operador realimentación mecánica del ángulo de deflexión del gatillo 36, que puede corresponder aproximadamente a la velocidad de llenado ideal. Más específicamente, el circuito de control del cabezal de potencia 22 puede establecer que el pistón de accionamiento de émbolo 46 se moverá cerca de la velocidad ideal cuando el gatillo 36 se haya girado a una cierta posición. Consiguientemente, el operador que desee llenar una jeringa 28 a la velocidad ideal, puede girar la palanca de disparo hasta que se indique el par creciente y luego mantener la palanca de disparo en dicha posición para llenar la jeringa 28.

Adicionalmente, el inyector 20 de la presente invención puede incluir un bloqueo de velocidad asociado con el gatillo 36 del inyector 20. Este bloqueo de velocidad permite al operador programar e inyectar o retirar el pistón de accionamiento 46 a un caudal concreto. Esta inyección puede tener lugar a un caudal concreto independientemente de la extensión de la depresión del gatillo 36 propiamente dicho o, alternativamente, se puede programar para inyectar a un caudal concreto a no ser que se anule el programa mediante un cambio en la deflexión del gatillo 36. En una realización, el bloqueo de velocidad de gatillo puede estar situado en el panel de control del inyector 20. Sirve para bloquearlo a la velocidad actual del pistón de accionamiento 46, tanto en retirada como en inyección, cuando el bloqueo de velocidad está activado. En una realización concreta del inyector 20 de la presente invención, cualquier movimiento del pistón de accionamiento de émbolo 46 puede ser detenido cuando cualquier otro control 90 o el gatillo 36 propiamente dicho se pulse mientras el bloqueo esté activo. Aunque en la realización ilustrada se indica que los controles para el bloqueo de velocidad de gatillo están situados en el cabezal de potencia 22 del inyector, los expertos en la técnica apreciarán que los controles de bloqueo de velocidad pueden estar situados en la consola remota 44, o cualquier otro componente del sistema inyector.

En algunas realizaciones, el inyector 20 de la presente invención puede estar habilitado para permitir que el elemento de bloqueo de velocidad sea activado mientras se expulsa medio de contraste u otro fluido de una jeringa 28 asociada con el inyector 20. Si la velocidad del inyector 20 está bloqueada a un caudal concreto, y alguno de los conmutadores del cabezal de potencia 22 está activado, o se reactiva el gatillo de purga/retracción 36, el inyector 20 se puede diseñar para desbloquear el caudal y funcionar al caudal determinado por el gatillo de purga/retracción 36.

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Una fuente de alimentación 40 puede estar conectada al inyector 20 a través de una interfaz de potencia-inyector 42, que puede incluir un cable de prolongación conectado mediante conectores prefabricados. Se puede facilitar una conexión alternativa para poder acortar dicho cable de prolongación del inyector al objeto de facilitar la instalación en una posición concreta evitando al mismo tiempo el exceso de cableado o cable, que puede crear un peligro para la seguridad. En una realización, y como se usa, un cable en espiral 10’ con conectores en ambos extremos puede conectar el cabezal de potencia 22 con una placa de pared (no representada). Un cable de prolongación 75' puede conectar entre la placa de pared y el paquete de potencia 38. Este cable de prolongación, en una realización, puede ser un cable tipo plenum. La conexión en el paquete de potencia 38 para el cable de prolongación 75' puede incorporar un esquema de conexión que permita acortar el cable de prolongación para facilitar una instalación pulcra. La fuente de alimentación 40 incluye una interfaz de consola-potencia 89 con el fin de comunicar con cualquier consola remota 44. En una realización concreta de la presente invención, la fuente de alimentación 40 detecta un voltaje de línea durante la fase de alimentación y configura automáticamente voltajes del orden de aproximadamente 100 VAC a aproximadamente 240 VAC, más o menos aproximadamente 10% a aproximadamente 50 HZ a aproximadamente 60 HZ, más o menos aproximadamente 3 HZ. Se puede usar un cable tipo Ethernet 10’ con conectores tipo RJ-11 para conectar el paquete de potencia 38 a la consola remota 44.

La presente invención también puede incluir un método para controlar la potencia CC al cabezal de potencia 22 del inyector y/o la consola remota 44. En esta realización de la presente invención, se puede usar un hilo de inicio de inyección para encender la potencia y se puede usar una comunicación serie de dos hilos para apagar la potencia.

Como se ha descrito anteriormente en los antecedentes de la invención, en los inyectores anteriores, que incluían por lo general una fuente de alimentación 40, un cabezal de potencia 22 y una consola remota 44, la consola remota 44 incluye generalmente un interruptor de encendido/apagado de bajo voltaje. Este interruptor incluye generalmente hilos conectados al paquete de potencia 38 para controlar la potencia CC (generalmente 24 voltios) a la consola 44 y el cabezal de potencia 22. Siempre puede haber voltaje CC en el paquete de potencia 38 a condición de que esté encendido un interruptor principal de potencia. El tamaño del conector en la consola 44 de los inyectores más grandes descritos en los antecedentes de la invención tiene por lo general un mínimo de 15 pines, y así estos conectores permiten hilos dedicados para la función de encendido/apagado de potencia. Sin embargo, debido al tamaño físicamente más pequeño de la consola 44 de las realizaciones del inyector 20 de la presente invención, el conector puede incluir en general solamente 8 pines. Esta configuración e 8 pines no permite hilos dedicados extra para la función separada de encendido/apagado de potencia en la consola 44.

En vista de lo anterior, y con referencia ahora a las figuras 10-12, el interruptor de encendido/apagado de potencia “blando” separado se puede disponer en una consola remota 44 de la siguiente manera. Como se ha descrito anteriormente, los elementos básicos del inyector 20 son el cabezal de potencia 22, el paquete de potencia 38 y la consola remota 44. El cabezal de potencia 22 es el dispositivo primario, que necesita un suministro de generalmente aproximadamente 24 voltios para funcionar como un inyector autónomo. La consola remota 44, como se ha descrito anteriormente, incluye los mismos controles y pantallas que el cabezal de potencia 22, pero incluye además un temporizador de inyección 152 (como el que se puede usar para arrancar manualmente un escáner CT) y un interruptor de encendido/apagado. El paquete de potencia 38 incluye una fuente de alimentación de 24 voltios 40 así como una interfaz de inyector a inyector y un control de encendido/apagado de potencia. En la realización concreta de la presente invención, la interfaz de inyector a inyector y la circuitería de encendido/apagado solamente es funcional cuando una consola remota 44 está montada en el sistema y usa una interfaz serie I2C para controlar estos elementos. El cabezal de potencia 22 y la consola 44 pueden comunicar por comunicación serie denominadaaquí Red de Área de Controlador (CAN). Esta comunicación CAN se usa para control en tiempo real entre el cabezal de potencia 22 y la consola 44. Como un sistema redundante al realizar una inyección, el cableado de interconexión puede incluir un alambre que permita a todos los dispositivos identificar que se ha activado una orden de inicio desde la consola 44. En tal configuración, esta señal de inyección debe ser soportada por la interfaz CAN. Si no es soportada, será ignorada o referida como error a los componentes restantes del aparato de inyección y no tendrá lugar la inyección.

En el uso y con referencia a las figuras 10-12, la comunicación puede operar de la siguiente manera. A los efectos de la descripción siguiente, se puede asumir que el interruptor principal de potencia del paquete de potencia 38 está “encendido” y que hay 24 voltios en el paquete de potencia 38. La activación del interruptor remoto de encendido/apagado conectará una señal de “inicio” a tierra. Este hilo activará los 24 voltios para la potencia de sistema cuando se conmute a tierra. La circuitería usada para implementarlo es un flip-flop U4:B, transistor Q4 y relé K4. El interruptor remoto de encendido/apagado en la consola 44 es el único componente que puede activar esta línea cuando la potencia de sistema esté apagada. Cuando el sistema recibe potencia, el interruptor de inicio de la consola 44 y el interruptor remoto de encendido/apagado pueden activar esta línea, que intentará encender la potencia del sistema que ya está encendida. Cuando esto sucede, no tiene lugar ningún cambio.

Cuando la potencia del sistema esté encendida y el interruptor remoto de encendido/apagado esté activado, el interruptor remoto intentará encender la potencia, pero al mismo tiempo envía una señal de inicio al cabezal de potencia 22 (que será ignorada) y una señal al microprocesador de consola. El software del procesador esperará hasta que termine la pulsación del interruptor, entonces retardará una cantidad apropiada de tiempo (en general

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menos de un segundo). Después del retardo, el procesador envía una orden serie de apagado de potencia al chip de E/S paralelo I2C que basculará el flip-flop U4:B y en consecuencia apagará la potencia del sistema a través de K4. Si el cabezal de potencia 22 o la segunda consola se han de usar para apagar la potencia, dicha orden deberá ser pedida a través de la interfaz CAN a la primera consola 44.

La pantalla de visualización 34 del inyector 20 envía toda la información relativa al procedimiento de inyección a un operador. Estos parámetros incluyen el caudal de programa, el caudal en tiempo real para inyección mientras la inyección se está realizando, un volumen de programa, el volumen disponible restante cuando la inyección se está realizando, y un temporizador para contar desde el inicio de la inyección hasta la visualización de 19 minutos y 59 segundos. Este temporizador se reseteará cuando el pistón de accionamiento 46 se retraiga o después de 20 minutos.

El cabezal de potencia 22 del inyector 20 de la presente invención incluye software que, en una realización, incluye cuatro modos de operación: (1) un modo manual, (2) un modo de inyección automática, (3) un modo de selección de tamaño de jeringa, y (4) un modo de fabricación. El cabezal de potencia 22 también incluye un autodiagnóstico de encendido (POST), para comprobar la operación apropiada del inyector, y un estado seguro en el que el cabezal de potencia 22 puede entrar en caso de mal funcionamiento grave del inyector. Cuando se aplica potencia, el cabezal de potencia 22 del inyector 20 de la presente invención realiza una inicialización del microcontrolador y los recursos del sistema. Después de esta inicialización, el software de cabezal de potencia ejecuta automáticamente un POST. Si el cabezal de potencia 22 pasa todas las pruebas de POST, el software puede comprobar entonces el modo de fabricación. El software de cabezal de potencia entra en el modo de fabricación solamente si el usuario activa el aumento de volumen y la disminución de volumen al mismo tiempo mientras que se visualiza el número de versión del software. Si el usuario activa alternativamente el gatillo de purga/retracción 36 mientras el software de cabezal de potencia está presentando el número de versión del software, el software pasa automáticamente a modo manual.

El software de cabezal de potencia está equipado para realizar un POST del microcontrolador CPU. Después del primer autodiagnóstico, el POST puede realizar una prueba de verificación de redundancia cíclica (CRC) de la memoria flash de lectura solamente de programa (PROM), una prueba CRC de la PROM flash de datos, y una prueba de memoria de toda la RAM de datos y programa. Después de las pruebas, el POST puede realizar una prueba de todos los periféricos internos del microcontrolador que pueden ser usados durante la operación del inyector 20 de la presente invención. El POST puede iluminar entonces todos los indicadores visuales, incluyendo todos los dígitos y segmentos en las pantallas LED durante un mínimo de tres segundos. Además, el POST puede comprobar los voltajes de las fuentes de alimentación de + 24 voltios +/-4 voltios y + 5 voltios +/-0,5 voltios. El POST también puede comprobar la operación apropiada del relé de corte de motor y puede comprobar que el voltaje de calibración de todos los sensores del gatillo de purga/retracción 116 esté dentro de +/-0,2 voltios. El POST también puede activar un enunciador audible durante un mínimo de 500 milisegundos. El POST también detecta si una señal de inicio externo está activa o no. Si el POST detecta una señal de inicio externo activa, el software visualiza un código que indica una señal de inicio externo activa y permanece en el modo POST hasta que dicha señal de inicio externo esté inactiva.

A la terminación del POST, el cabezal de potencia 22 del inyector 20 de la presente invención envía el estado de autodiagnóstico a la consola remota 44. A la terminación exitosa del POST, el software de cabezal de potencia visualiza la versión actual del software en la pantalla 34 durante un mínimo de tres segundos. Después de presentar el número de versión del software de cabezal de potencia, el software de cabezal de potencia comprueba el sensor 140 del detector de posición inicial de pistón 50 para verificar si el pistón 46 está completamente retirado. Si el sensor 140 indica que el pistón 46 no está en la posición inicial, el software de cabezal de potencia permite entonces que el pistón 46 se desplace en la dirección de retracción solamente y al mismo tiempo visualiza trazos alternos en todos los dígitos de las pantallas LED de siete segmentos. Estos trazos alternos continuarán visualizándose hasta que el pistón 46 sea movido a la posición inicial. Si falla alguna prueba de autodiagnóstico, el software de cabezal de potencia pasa al estado seguro.

Como se ha descrito brevemente anteriormente, el software de cabezal de potencia contiene un modo manual. En este modo manual, el software permite al usuario programar un volumen y caudal para una inyección. Al entrar en el modo manual, el software de cabezal de potencia recordará y visualizará el caudal y el volumen previamente programados.

La interfaz de usuario 30 del cabezal de potencia 22 incluye un teclado de panel de control 32 que puede incluir un botón pulsador de aumento de volumen y el botón pulsador de disminución de volumen para programar el volumen de inyección. En una realización, el usuario activa y libera el botón de aumento de volumen, el software de cabezal de potencia aumenta el volumen 1 ml. Cuando el usuario activa y sujeta el botón de aumento de volumen, el software de cabezal de potencia aumenta el volumen 1 ml a una tasa de 1 ml por 0,5 segundos +/-0,1 segundos. Si el usuario sujeta el botón de aumento de volumen durante más de 3 segundos, el software de cabezal de potencia aumenta el volumen 1 ml a una velocidad creciente. Si el usuario sujeta el botón de aumento de volumen y se llega al volumen máximo, el cabezal de potencia 22 mantiene el volumen de programa al valor máximo y emite un pitido audible. Si el usuario sujeta el botón de disminución de volumen y se llega al volumen mínimo, el cabezal de potencia 22 mantiene la tasa de volumen de programa al valor mínimo y emite un pitido audible. El botón de

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limitando la presión. Por ejemplo, si el usuario programase un caudal de 2,0 ml/s, el inyector 20 deberá ajustar el rango del gatillo de purga/retracción 36 de modo que se logre un caudal de 2,0 ml/s cuando el gatillo 36 esté completamente enganchado en la dirección hacia delante. Si el usuario programase un caudal de 3,5 ml/s, entonces el inyector 20 deberá ajustar el rango del gatillo de purga/retracción 36 de modo que se logre un caudal de 3,5 ml/s cuando el gatillo 36 esté completamente enganchado en la dirección hacia delante. Cuando el gatillo de purga/retracción 36 está completamente enganchado en la dirección hacia delante, el software puede controlar el motor de inyector para administrar el caudal máximo alcanzable. El software de cabezal de potencia puede correlacionar el caudal con la posición del gatillo de purga/retracción 36 como se expone en la tabla 1. La tolerancia de posición puede ser +/-2% de enganche completo.

Tabla 1

Caudal (ml/s) % de enganche completo

0 0 a 12 (banda muerta)

0,1 a 0,5 12 a 50

0,6 a caudal programado 50 a 90

Caudal programado 90 a 100

El software de cabezal de potencia puede ajustar el rango del gatillo de purga/retracción 36 durante la retracción. La velocidad de retracción sin carga puede ser un mínimo de 6,0 ml/s. Así, si el inyector 20 está operando a este mínimo de 6,0 ml/s, el inyector 20 deberá ajustar el rango del gatillo de purga/retracción 36 de modo que se logre un caudal de 6,0 ml/s cuando el gatillo 36 esté completamente enganchado en la dirección hacia atrás. Por lo tanto, cuando el gatillo de purga/retracción 36 está completamente enganchado en la dirección hacia atrás, el software puede controlar el motor de inyector para administrar este caudal mínimo. La correlación del caudal a la posición del gatillo de purga/retracción 36 puede ser la expuesta en la tabla 2. La velocidad de retracción sin carga puede ser un mínimo de 6,0 ml/s. La tolerancia de posición puede ser +/-2% de completamente enganchado.

Tabla 2

Caudal (ml/s) % de enganche completo

0 0 a 12 (banda muerta)

0,1 a 0,5 12 a 50

0,6 a 6,0 50 a 90

6,0 90 a 100

El software de cabezal de potencia puede visualizar la posición de volumen, contando hacia arriba cuando el pistón 46 se mueve hacia la posición inicial. El software de cabezal de potencia puede visualizar adicionalmente el caudal calculando el caudal medio promediado en 0,5 segundo anterior. Cuando el usuario libera el gatillo de purga/retracción 36, la pantalla de caudal puede volver al caudal programado y la pantalla de volumen puede mostrar el volumen programable máximo. El software del cabezal de potencia puede limitar el movimiento hacia atrás a un caudal máximo de 1 ml/s por el primer 1 ml. Si el pistón 46 se extiende 20 ml o más y el operador engancha el gatillo de purga/retracción 36 a de 90% a 100% en la dirección hacia atrás, el software de cabezal de potencia puede bloquearse en la función de retracción de modo que el operador pueda liberar el interruptor de gatillo de caudal mientras el inyector 20 sigue retirándose. Si el pistón 46 no se extiende 20 ml o más, el software de cabezal de potencia no puede bloquearse en el caudal en la dirección de retracción. Al retirar el pistón 46, si el caudal está bloqueado y el usuario activa el gatillo de purga/retracción 36, el software de cabezal de potencia puede desviar el elemento de bloqueo y controlar el motor con el gatillo de purga/retracción 36.

Las jeringas prellenadas, como las que se puede obtener en el mercado de Mallinckrodt, pueden contener 3 ml extra de medio de contraste u otro fluido, por encima del tamaño de jeringa etiquetado, para que el usuario pueda purgar el aire de la jeringa y los tubos y disponer todavía de todo el volumen de jeringa indicado para la inyección. Por ejemplo, una jeringa de 125 ml puede contener 128 ml de medio de contraste. Cuando el usuario inserta una jeringa nueva 28 en el inyector 20, el cabezal de potencia 22 puede visualizar el tamaño de jeringa etiquetado seleccionado y dejar que el usuario purgue hasta 3 ml antes de que la pantalla de volumen disminuya. Si el usuario purga más de 3 ml, entonces el cabezal de potencia 22 puede disminuir la pantalla de volumen 1 ml por cada 1 ml de contraste expulsado.

El software de cabezal de potencia puede entrar en el estado habilitado cuando tiene lugar la secuencia siguiente:

(1) el usuario abre y cierra el montaje de jeringa 26 cuando el pistón 46 está en la posición inicial; (2) el software de cabezal de potencia verifica que todas las señales de inicio de inyección están inactivas, incluyendo los conmutadores de inicio del cabezal de potencia 22 y la señal de inicio externo; y (3) el usuario purga (es decir, expulsa) un mínimo de 1 ml con el gatillo de purga/retracción 36 y luego libera el gatillo de purga/retracción 36. Al entrar en el estado habilitado, el software de cabezal de potencia puede iluminar el indicador visual 91 con un primer color, tal como verde. El inyector 20 puede permanecer en el estado habilitado si el usuario cambia los parámetros de inyección. El inyector 20 puede permanecer en el estado habilitado si el usuario retrae el pistón 46 menos de 5 ml. Si el inyector 20 está habilitado y el usuario retrae el pistón 46 más de 5 ml, el software de cabezal de potencia

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Si el usuario activa el gatillo de purga/retracción 36 en la dirección de expulsión con el montaje de jeringa 26 abierto, el software de cabezal de potencia puede: (1) no permitir que el pistón 46 se mueva en la dirección de expulsión, (2) visualizar un código de error de usuario para la fijación de jeringa abierta y (3) restablecer la pantalla original cuando el usuario libere el gatillo de purga/retracción 36 o cierre el montaje de jeringa 26.

Si el software de cabezal de potencia detecta la apertura del montaje de jeringa 26 durante una inyección, el software puede dejar de inyectar y parpadear, a velocidad rápida, un código de fallo de inyector 20 por montaje de jeringa 26 abierto en la pantalla del cabezal de potencia 34 e inhabilitar el modo de inyección automática. Si el usuario cierra el montaje de jeringa 26, el software de cabezal de potencia puede pasar a modo manual y visualizar el caudal programado y volumen programable máximo.

El software de cabezal de potencia puede correlacionar la corriente del motor de inyector con la presión de la jeringa. En una realización, el software de cabezal de potencia no permitirá que la presión de la jeringa exceda de 250 psi cuando el pistón 46 se mueva en la dirección hacia delante. Si la presión de la jeringa se está aproximando al límite de presión, el software de cabezal de potencia puede reducir el caudal de la inyección para que no supere el límite de presión. Si el caudal se reduce debido a limitación de presión, el software de cabezal de potencia puede producir pitidos continuos desde el anunciador audible y parpadear el caudal en la pantalla 34 a velocidad rápida mientras inyecta. Cuando finaliza una inyección de presión limitada, el software de cabezal de potencia puede parar los pitidos del anunciador audible y parpadear el volumen y caudal a velocidad lenta. Al retirar el pistón 46, el software de cabezal de potencia puede limitar la presión. En una realización, la presión durante la retracción del pistón 46 se puede limitar a un máximo de 100 psi.

La consola remota 44 incluye un temporizador para temporizar el tiempo transcurrido desde el inicio de una inyección a cuando se retira el pistón de inyector. La finalidad del temporizador es ayudar al usuario a determinar cuándo iniciar una exploración de formación de imágenes después de inyectar contraste. El cabezal de potencia 22 puede enviar mensajes a la consola remota 44 conteniendo información del tiempo transcurrido de la inyección para que la consola remota 44 lo visualice en el temporizador de inyección. El cabezal de potencia 22 puede no iniciar el temporizador a no ser que primero se habilite el inyector 20.

Se espera que el usuario use típicamente la característica de inyección automática para ejecutar una inyección. En este escenario el usuario purgaría primero el inyector 20 y pararía. Entonces se habilitaría el inyector 20. El usuario iniciará entonces la inyección usando el botón de inicio en el cabezal de potencia 22 o la consola remota 44. El temporizador iniciará la temporización cuando se pulse el botón de inicio. El cabezal de potencia 22 puede resetear e iniciar el temporizador cuando empiece una inyección automática. Durante la inyección, el cabezal de potencia 22 puede enviar mensajes a la consola remota 44 con la información del tiempo transcurrido de la inyección para visualización en el temporizador.

En un escenario diferente, después de purgar y habilitar el inyector 20, el usuario podría realizar “manualmente” la inyección usando el gatillo de purga/retracción 36 en lugar de usar la característica de inyección automática. En este escenario, el temporizador iniciaría la temporización tan pronto como el pistón 46 se moviese hacia delante después de ser habilitado. Sin embargo, el temporizador no presentará el tiempo hasta que se haya inyectado un mínimo de 10 ml de volumen sin parar. Si el usuario dejase de inyectar antes de 10 ml, el temporizador se resetearía a cero. Cuando el usuario mueve el pistón de inyector 46 hacia delante con el gatillo de purga/retracción 36, el cabezal de potencia 22 puede iniciar el temporizador pero enviando un mensaje a la consola remota 44 para visualizar trazos hasta que se expulse un mínimo de 10 ml sin parar. Si el usuario mueve el pistón 46 hacia delante más de 10 ml, sin parar, el cabezal de potencia 22 puede enviar el tiempo transcurrido a la consola remota 44 para visualización en el temporizador. Si el usuario interrumpe la expulsión antes de expulsar 10 ml de medio de contraste u otro fluido, el cabezal de potencia 22 puede parar el temporizador y enviar un mensaje a la consola remota 44 para seguir visualizando trazos con relación al tiempo.

En otro escenario, el usuario puede realizar una inyección de “exploración” antes de iniciar una inyección automática: en este escenario, en primer lugar el usuario purgaría y habilitaría el inyector 20, luego inyectaría manualmente una pequeña cantidad de contraste, u otro medio, para verificar la apropiada colocación de la aguja. Se puede hacer varias inyecciones de exploración antes de verificar la apropiada colocación de la aguja. Una vez verificada la apropiada colocación de la aguja, el usuario empieza la inyección usando el botón de inicio en el cabezal de potencia 22 o la consola remota 44. Este escenario está incluido en los requisitos anteriores para inyección automática y manual. Si el usuario realiza una inyección de exploración de menos de 10 ml, la pantalla del temporizador permanecerá visualizando trazos hasta que se pulse el botón de inicio. Si el usuario inyecta más de 10 ml, el temporizador se iniciará y visualizará el tiempo, pero se reseteará a cero cuando el usuario empiece la inyección con el botón de inicio.

Si se pausa una inyección, el cabezal de potencia 22 puede permitir que el temporizador siga funcionando y enviando mensajes a la consola remota 44 con el tiempo transcurrido de la inyección. El cabezal de potencia 22 puede parar el temporizador y enviar un mensaje a la consola remota 44 para visualizar trazos cuando el pistón 46 se retire más de 5 ml.

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La consola remota 44 puede incluir un interruptor de contacto momentáneo que el usuario puede activar para encender o apagar la potencia de 24 voltios a la consola remota 44 y el cabezal de potencia 22. Cuando la consola remota 44 detecta la activación de este interruptor de potencia “blando” 52, envía al cabezal de potencia 22 un mensaje indicando que se ha apagado la potencia de 24 voltios. Cuando el cabezal de potencia 22 recibe un mensaje de reducción de la potencia de la consola remota 44, el cabezal de potencia 22 puede pasar al estado seguro.

El software de cabezal de potencia contiene un estado seguro al que pasa el software si se detecta un fallo del inyector. Mientras está en el estado seguro, el inyector 20 no puede funcionar de manera segura. Se ha previsto que, si es posible, el pistón 46 se retire a la posición inicial de modo que la jeringa 28 se pueda quitar del inyector

20. Mientras está en el estado seguro, el software de cabezal de potencia no puede permitir que el pistón de inyector 46 se mueva en dirección hacia delante. El software de cabezal de potencia puede permitir que el usuario retire el pistón 46 a la posición inicial a una velocidad máxima de 1 ml/s. Mientras está en el estado seguro, el software de cabezal de potencia puede activar un pitido periódico audible a la velocidad de encendido durante un segundo y apagado durante dos segundos. Mientras está en el estado seguro, el software de cabezal de potencia puede visualizar el código de fallo de cualquier mal funcionamiento detectado del inyector. Si se produce más de un fallo, el software de cabezal de potencia puede ciclar continuamente y visualizar cada código de fallo durante al menos 2 segundos. Si el software de cabezal de potencia entra en el estado seguro, puede permanecer en el estado seguro hasta que se cicle la potencia. Aparte de las pruebas de autodiagnóstico realizadas a la conexión, el software de cabezal de potencia realiza comprobación de tiempo de ejecución en componentes de hardware para verificar la operación segura.

Un LED está conectado a la línea de E/S del microcontrolador para que el software se active de modo que un técnico de fabricación tenga un indicador visual de que el microcontrolador está funcionando. El software de cabezal de potencia puede encender y luego apagar LED “Activo” de modo que el técnico de fabricación tenga un indicador visual de que el microcontrolador está funcionando. Si el microcontrolador se resetea, el software de cabezal de potencia puede visualizar el código de fallo de microcontrolador y pasar al estado seguro.

El software de cabezal de potencia puede verificar que la fuente de alimentación de +24 voltios está entre +20 voltios y +28 voltios dentro de 500 milisegundos después de comenzar una inyección. Si la fuente de alimentación de +24 voltios está fuera del rango de tolerancia, el software de cabezal de potencia puede parar el motor y pasar al estado seguro. El software de cabezal de potencia puede verificar que la fuente de alimentación de +5 voltios está entre +4,5 voltios y +5,5 voltios como mínimo cada 30 segundos. Si la fuente de alimentación de +5 voltios está fuera del rango de tolerancia, el software de cabezal de potencia puede pasar al estado seguro.

El software de cabezal de potencia puede verificar que el microcontrolador está recibiendo pulsos de codificador de motor siempre que el software hace funcionar el motor. Si el software de cabezal de potencia no detecta pulsos de codificador de motor dentro de 100 milisegundos de funcionamiento del motor, el software de cabezal de potencia puede pasar al estado seguro.

El teclado de panel de control de cabezal de potencia 32 puede incluir dos conmutadores de inicio de inyección que son activados por el usuario como un botón pulsador para inicio de inyección. Se usan dos conmutadores como una característica de seguridad redundante para evitar que una señal de inicio falsa procedente de un interruptor defectuoso inicie una inyección. Si ambos conmutadores de inicio indican una activación del botón de inicio y el inyector 20 está habilitado, el software de cabezal de potencia puede activar el motor de inyector en la dirección hacia delante a los valores programados. Si la inyección finaliza y uno de los conmutadores de inicio está activo, entonces, hasta que ambos conmutadores de inicio estén inactivos, el software de cabezal de potencia puede: (1) permanecer en el estado de inyección completada, (2) visualizar un código de fallo de interruptor de inicio, (3) permitir que el usuario retire el pistón 46 con el gatillo de purga/retracción 36, y (4) no permitir que el usuario mueva el pistón 46 hacia delante.

El conjunto de motor de cabezal de potencia contiene un codificador que proporciona información de posición de nuevo al microcontrolador de cabezal de potencia. Sin embargo, el codificador no proporciona información de posición absoluta. Así, cuando se apaga la potencia y se enciende de nuevo, se pierde la información de posición del codificador. Por lo tanto, el cabezal de potencia 22 incluye un detector de posición inicial de pistón 50 que indica cuándo el pistón 46 está en la posición completamente retirada o la posición inicial. Cuando el pistón 46 se está retirando, y el software de cabezal de potencia determina a partir de los recuentos del codificador que se ha alcanzado la posición inicial, y el sensor 140 del detector de posición inicial 46 no ha indicado una posición inicial dentro de +/-2 ml, el software de cabezal de potencia puede parar el motor y pasar al estado seguro. Cuando el pistón 46 se está retirando y el software de cabezal de potencia determina que el sensor 140 del detector de posición inicial 50 indica una posición inicial mientras el recuento del codificador no indica una posición inicial dentro de +/-2 ml, el software de cabezal de potencia puede parar el motor y pasar al estado seguro.

El gatillo de purga/retracción 36 incluye sensores 116 que detectan cuánto mueve el usuario el gatillo 36. Si un punto cero de los sensores se desvía de la tolerancia, el software podría interpretar la deriva como una activación

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del gatillo de purga/retracción 36. Cuando el software de cabezal de potencia detecta activación del gatillo de purga/retracción 36 en la dirección hacia delante, el software puede comprobar que todos los sensores de gatillo 116 indican activación del gatillo 36 en la dirección hacia delante. Cuando el software de cabezal de potencia detecta activación del gatillo de purga/retracción 36 en la dirección hacia atrás, el software puede comprobar que todos los sensores de gatillo 116 indican activación del gatillo 36 en la dirección hacia atrás. Si un sensor de gatillo de purga/retracción está fuera de tolerancia, el software de cabezal de potencia puede pasar al estado seguro.

Después de completar una inyección y el caudal medio logrado no está dentro de la tolerancia para una inyección de presión no limitada, el software de cabezal de potencia puede alternar entre presentar el caudal logrado y el código de fallo de caudal fuera de tolerancia hasta que el usuario active el gatillo de purga/retracción 36 o alguno de los controles de cabezal de potencia 90.

Si el volumen logrado no está dentro de una tolerancia especificada, el software de cabezal de potencia puede alternar entre presentar el volumen logrado y el código de fallo de volumen fuera de tolerancia hasta que el usuario active el gatillo de purga/retracción 36 o alguno de los controles de cabezal de potencia 90.

En una realización concreta, si el software de cabezal de potencia detecta fallo de inyector, el software puede visualizar un código de indicación, tal como “F”, en la pantalla de caudal y un número correspondiente al tipo de fallo en la pantalla de volumen. En una realización concreta, los códigos de fallo se crean y se pueden interpretar de la siguiente manera. El dígito centena representa el subsistema donde se produjo el fallo. El número “0” en el dígito de centena representa el cabezal de potencia 22, un “1” representa la consola remota 44 (si está conectada), y un “3” representa el paquete de potencia 38. Por ejemplo el código de fallo “F 004” es para el fallo de memoria RAM del cabezal de potencia mientras que el código de fallo “F 104” es para el fallo de memoria RAM de la consola remota 1. Los códigos de fallo en esta realización concreta del software son los siguientes:

F X01 Fallo de CPU de microcontrolador F X02 Fallo CRC de memoria flash de programa F X03 Fallo CRC de memoria flash de datos F X04 Fallo de memoria RAM F X05 Fallo de temporizador Quad F X06 Fallo de convertidor AID F X07 Fallo PWM F X08 Fallo de controlador de interrupción F X09 Fallo PLL de reloj F X10 Resetear vigilancia de microcontrolador F X20 Fallo de fuente de alimentación de +24V (fuente de alimentación de +24V fuera de tolerancia) F X21 Fallo de fuente de alimentación de +5V (fuente de alimentación de +5V fuera de tolerancia) F 030 Fallo de codificador (sin recuentos de codificador cuando el motor está activado) F 031 Fallo de codificador (detectados recuentos de codificador cuando el motor no está habilitado) F 032 Fallo de relé de motor (fallo de relé de corte, relé pegado abierto o cerrado) F 033 Fallo de motor (detectada sobrecorriente de motor) F 034 Fallo de motor (corriente detectada cuando el motor no está habilitado) F X40 Fallo de interruptor de inicio (uno o ambos conmutadores de inicio están activos) F 050 Fallo de sensor de posición inicial (no se detecta señal de posición inicial cuando un codificador indica que el

pistón de inyector está en la posición inicial) F 051 Fallo de gatillo de purga/retracción (posición cero fuera de tolerancia)

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F 060 Caudal logrado fuera de tolerancia F 061 Volumen logrado fuera de tolerancia F 070 Fallo de comunicación de cabezal de potencia -consola remota F 075 Fallo de comunicación de consola remota -paquete de potencia F 370 Fallo de interfaz de inyector doble Si el usuario intenta operar el inyector 20 de manera no segura, el software de cabezal de potencia puede visualizar

una señal indicativa, tal como “ER”, en la pantalla de caudal y un número correspondiente al tipo de error en la pantalla de volumen. En una realización del inyector 20, estos códigos pueden ser los siguientes:

•: ER 001 El usuario intenta iniciar una inyección desde el cabezal de potencia cuando el inyector no está habilitado

•: ER 101 El usuario intenta iniciar una inyección desde la consola remota cuando el inyector no está habilitado

•: ER 002 El usuario intenta mover el pistón hacia delante con la fijación de jeringa abierta

El modo de fabricación puede permitir que el personal realice pruebas de diagnóstico, calibre sensores y realice un ciclo de prueba de funcionamiento. El software de cabezal de potencia puede permitir que el personal de fabricación realice pruebas de diagnóstico. Las pruebas de diagnóstico como mínimo pueden ejecutar todas las pruebas realizadas durante el autodiagnóstico de encendido. El modo de fabricación de cabezal de potencia puede permitir la calibración de los sensores siguientes:

•: Sensores del gatillo de purga/retracción

•: Límite de presión

•: Sensor de posición inicial de pistón

•: Sensor de fijación de jeringa

El software de cabezal de potencia puede permitir que los valores de calibración sean enviados mediante interfaces 42, 89.

El modo de fabricación puede permitir que el personal de fabricación seleccione un modo secundario de “ciclo de prueba de funcionamiento” donde el software de cabezal de potencia ejecuta de forma continua una inyección a parámetros de inyección predeterminados.

El cabezal de potencia 22 del inyector puede estar en interfaz con la consola remota 44 a través de una red y enviar mensajes a la consola remota 44 con la información siguiente:

•: Pantalla de volumen

•: Pantalla de caudal

•: Pantalla de temporizador

•: Frecuencia de tono audible

•: Volumen de tono audible

•: Ciclo de trabajo de LED tricolor rojo

•: Ciclo de trabajo de LED tricolor azul

•: Ciclo de trabajo de LED tricolor verde

El cabezal de potencia 22 puede enviar mensajes a la consola remota 44 cuando tiene lugar el evento o como mínimo una vez por segundo. El cabezal de potencia 22 puede recibir mensajes de la consola remota 44 con la información siguiente:

•: Estado de activación del botón de aumento/disminución de volumen y duración de la activación

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•: Estado de activación del botón de aumento/disminución de caudal y duración de la activación

•: Activación del botón de inicio de inyección

•: Activación del botón blando de apagado de potencia

El cabezal de potencia 22 del inyector también puede estar en interfaz con un segundo sistema cuando una consola remota 44 esté conectada.

Como se ha descrito anteriormente, el inyector 20 de la presente invención puede incluir una consola remota 44. La finalidad de la consola remota 44 es proporcionar al usuario una forma de controlar y visualizar el estado del cabezal de potencia 22 desde una posición remota, tal como una sala de control de formación de imágenes. La consola remota 44 permite al usuario programar o cambiar parámetros programados. Cuando el cabezal de potencia 22 está habilitado para una inyección, el usuario puede iniciar el inyector 20 o parar una inyección en curso desde la consola remota 44.

La consola remota 44 se basa en un diseño arquitectónico “maestro/esclavo” de tal manera que la consola remota 44 funcione como “esclavo” del cabezal de potencia 22 cuando el cabezal de potencia 22 esté en los modos manual, de inyección automática, y selección de tamaño de jeringa. Es decir, la consola remota 44 visualiza el caudal y el volumen del cabezal de potencia 22 y no qué introduce el usuario en la consola remota 44. Si el usuario cambia los parámetros de inyección desde la consola remota 44, la consola remota 44 envía al cabezal de potencia 22 mensajes que reflejan los cambios. El cabezal de potencia 22 implementa los cambios y devuelve mensajes a la consola remota 44 con la nueva información. Este diseño reduce la posibilidad de que la consola remota 44 presente algo distinto de lo que el cabezal de potencia 22 esté haciendo realmente.

La consola remota 44 incluye software que funciona como “esclavo” del cabezal de potencia 22. Si la consola remota 44 es alimentada sin conexión del cabezal de potencia, la consola remota 44 visualiza un código de fallo de comunicación de cabezal de potencia-consola remota. La consola remota 44 tiene un autodiagnóstico de encendido (POST) para comprobar la apropiada operación de la consola remota, y el estado seguro para mal funcionamiento grave del inyector. Cuando se aplica potencia, la consola remota 44 realiza una inicialización del microcontrolador y los recursos del sistema. Después de la inicialización, el software de consola remota ejecuta un POST.

El POST realiza entonces una prueba CRC de la memoria flash de programa y la memoria flash de datos. El POST realiza entonces una prueba de memoria de toda la RAM de datos y programa. El POST realiza entonces una comprobación de todos los periféricos de microcontrolador internos al microcontrolador usado durante la operación de la consola remota 44. El POST de la consola remota 44 comprueba la operación de comunicación de interfaz de inyector doble enviando un mensaje a la interfaz de inyector doble para enviar información de estado sobre la interfaz de consola remota-paquete de potencia. Si la consola remota 44 no recibe una respuesta de la interfaz de inyector doble, falla la prueba de comunicación. El POST comprueba la fuente de alimentación de +24 40 en busca de voltajes de suministro apropiados de +24VDC +/-4 voltios y la fuente de alimentación de +5 40 en busca de fuentes de alimentación de +5VDC +/-0,5 voltios. El POST ilumina todos los indicadores visuales incluyendo todos los dígitos y segmentos en las pantallas LED de 7 segmentos durante un mínimo de 3 segundos. El POST puede activar el anunciador audible durante un mínimo de 500 milisegundos.

A la terminación exitosa del POST, el software de consola remota puede visualizar la versión actual del software en la pantalla LED durante un mínimo de 3 segundos. Si todas las pruebas de autodiagnóstico pasan, la consola remota 44 puede comprobar entonces el modo de fabricación. La consola remota 44 entrará en el modo de fabricación solamente si el usuario activa el aumento de volumen y la disminución de volumen al mismo tiempo dentro de 3 segundos después de terminar POST. Si el usuario activa cualquier otro botón mientras el software de consola remota está verificando el modo de fabricación, el software salta la comprobación de modo de fabricación y pasa al modo operativo. Si falla alguna de las pruebas de autodiagnóstico, la consola remota 44 pasa al estado seguro.

La consola remota 44 puede recibir mensajes del cabezal de potencia 22 con información de caudal y visualizar la información de caudal en la pantalla de caudal de consola remota. La consola remota 44 puede recibir mensajes del cabezal de potencia 22 con información de volumen y visualizar la información de volumen en la pantalla de volumen de la consola remota. Si el cabezal de potencia 22 envía un mensaje al software de consola remota para iluminar el LED de inyección, la consola remota 44 iluminará el LED de inyección en la consola remota 44. Si el cabezal de potencia 22 envía un mensaje con un código de error activo, la consola remota 44 puede parpadear el código de error 500 milisegundos encendido y 200 milisegundos apagado. Si el cabezal de potencia 22 envía un mensaje con un código de error activo, la consola remota 44 puede activar el tono audible durante un segundo encendido y un segundo apagado tres veces. El software de consola remota puede enviar cualquier activación del botón de control de consola remota al cabezal de potencia 22. Los controles 90 pueden incluir, aunque sin limitación, botones para aumento de caudal, disminución de caudal, aumento de volumen, disminución de volumen e inicio de inyección.

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Claims

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