СИСТЕМА И СПОСОБ ВВЕДЕНИЯ ПЛУНЖЕРА В ЗАЦЕПЛЕНИЕ С ИНЪЕКТОРОМ
SYSTEM AND METHOD OF PLUNGER INTRODUCTION INTO ENGAGEMENT WITH INJECTOR

По настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с заявкой на выдачу патента США №14/925,722 под названием «Система и способ введения плунжера в зацепление с инъектором», поданной 28 октября 2015 года, содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
Область техники
Настоящее изобретение в общем относится к системе, включающей фронтально наполняемый или фронтально устанавливаемый шприц для совместного применения с инъектором флюида, а также к узлу сопряжения для крепления плунжера с поршнем флюида, и к способу введения плунжера в зацепление с поршнем флюида и выведения из зацепления.
Уровень техники
При выполнении многих медицинских, диагностических и терапевтических процедур практикующий врач, такой как терапевт, вводит в тело пациента один или более флюид медицинского назначения. В последние годы был разработан ряд активируемых инъектором шприцов и инъекторов флюида для инъекции под давлением флюидов, таких как контрастные вещества, промывочные средства или физиологические растворы и прочие флюиды медицинского назначения; при этом указанные устройства предназначены для применения в таких сферах, как ангиография, компьютерная томография (КТ), ультразвуковое обследование, магнитно-резонансная томография (МРТ), медицинская радиология, позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и прочие области визуализационного обследования. В общем, эти инъекторы флюида выполнены с возможностью подачи заданного количества флюида с заданной скоростью.
Для облегчения сцепления и расцепления плунжера с поршнем флюида были разработаны различные узлы сопряжения. В некоторых вариантах осуществления шприц, обладающий функцией удержания, вставляется в шприцевый порт, обеспеченный на инъекторе флюида, путем совмещения шприца с соответствующим фиксирующим элементом, обеспеченным на инъекторе флюида. Такое совмещение также выравнивает плунжер в шприце относительно поршня в инъекторе флюида таким образом, чтобы поршень мог войти в зацепление с плунжером и привести в действие плунжер в цилиндре шприца для введения флюида в цилиндр шприца или выведения флюида из цилиндра шприца. В других вариантах осуществления поршень после его первоначального введения в зацепление с плунжером может поворачиваться по часовой стрелке или против часовой стрелки до тех пор, пока поршень не войдет в защелкивающееся соединение с плунжером. В других вариантах осуществления поршень снабжен одним или более штырем, выступающим в радиальном направлении, который входят в зацепление с выступом на плунжере.
Многие из существующих узлов сопряжения характеризуются конструкцией, которая требует наличия сложной поршневой головки, снабженной различными сенсорными элементами и активными устройствами сопряжения. В данной области техники существует потребность в усовершенствованном узле сопряжения, который обеспечивал бы упрощенное и облегченное введение плунжера в зацепление с поршнем флюида и выведение плунжера из зацепления с поршнем флюида. Кроме того, в данной области техники существует потребность в уменьшении или устранении необходимости вращения шприца оператором для его совмещения с инъектором флюида с тем, чтобы обеспечить надлежащее зацепление плунжера с поршнем флюида. Также в данной области техники существует потребность в уменьшении угла вращения, на который оператор должен повернуть шприц для выведения плунжера из зацепления с поршнем флюида с тем, чтобы извлечь шприц. Хотя в медицине известны различные узлы и способы сопряжения плунжера, по-прежнему существует потребность в усовершенствованных узлах сопряжения между плунжером и поршнем флюида, а также в способах введения плунжера в зацепление с поршнем флюида и выведения плунжера из зацепления с поршнем флюида.
Сущность изобретения
Ввиду недостатков, присущих существующим узлам сопряжения между плунжером и поршнем флюида, в данной области техники существует потребность в усовершенствованном узле сопряжения между плунжером и поршнем флюида, в котором были бы устранены недостатки предшествующего уровня техники. Существует также потребность в усовершенствованных способах введения плунжера в зацепление с поршнем флюида и выведения плунжера из зацепления с поршнем флюида с целью облегчения соединения шприца с инъектором флюида и извлечения шприца из инъектора флюида.
Согласно некоторым аспектам настоящего изобретения плунжер, используемый в шприце, может содержать корпус, характеризующийся наличием проксимального конца, дистального конца и кольцевой боковой стенки, проходящей между проксимальным концом и дистальным концом вдоль продольной оси плунжера. Плунжер может содержать по меньшей мере один упруго отклоняемый удерживающий элемент, включающий в себя первый сегмент, соединенный с телом плунжера, и второй конец, выступающий в направлении дистального конца тела плунжера и отклоняемый относительно первого сегмента; и по меньшей мере один приводной элемент, сопряженный по меньшей мере с одним упруго отклоняемым удерживающим элементом. По меньшей мере, один приводной элемент может взаимодействовать с поршнем, входящим в зацепление с плунжером, для отклонения по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента при повороте плунжера относительно поршня.
Согласно другим аспектам настоящего изобретения с телом плунжера или по меньшей мере с одним упруго отклоняемым удерживающим элементом может быть сопряжен по меньшей мере один совмещающий элемент. По меньшей мере, один совмещающий элемент может характеризоваться центрирующей поверхностью, направляющей поршень с его самовыравниванием относительно плунжера. По меньшей мере, один совмещающий элемент может включать в себя множество совмещающих элементов, разнесенных вокруг продольной оси плунжера. Совмещающие элемента из числа указанного множества совмещающих элементов могут быть разнесены вокруг продольной оси плунжера с равными интервалами в радиальном направлении. Второй сегмент по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента может быть выполнен с возможностью отклонения в радиальном направлении относительно первого сегмента в сторону от продольной оси плунжера. По меньшей мере, один упруго отклоняемый удерживающий элемент может быть прямолинейно или криволинейно непрерывным между первым сегментом и вторым сегментом. Второй сегмент по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента может иметь наклон к продольной оси плунжера.
Согласно другим аспектам настоящего изобретения на поверхности по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента может быть обеспечен по меньшей мере один приводной элемент. По меньшей мере, один приводной элемент может располагаться на втором сегменте по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента. По меньшей мере, один приводной элемент может иметь наклон к плоскости, заданной телом по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента. По меньшей мере, один упруго отклоняемый удерживающий элемент может включать множество упруго отклоняемых удерживающих элементов, разнесенных вокруг продольной оси плунжера. Упруго отклоняемые удерживающие элементы из числа указанного множества упруго отклоняемых удерживающих элементов могут быть разнесены вокруг продольной оси плунжера с равными интервалами в радиальном направлении. Оконечная поверхность второго сегмента по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента может входить в зацепление с поверхностью поршня для фиксирующего захвата плунжера поршнем с возможностью расцепления. Оконечная поверхность может быть прямолинейной. Оконечная поверхность может быть расположена перпендикулярно или под углом к направлению продольной оси плунжера.
Согласно другим аспектам настоящего изобретения тело плунжера может задавать внутреннюю полость с участком конической формы на дистальном конце тела плунжера и с участком цилиндрической формы на проксимальном конце тела плунжера. Первый сегмент по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента может быть прикреплен к внутренней поверхности тела плунжера. По меньшей мере, один упруго отклоняемый удерживающий элемент может отходить от внутренней поверхности тела плунжера во внутреннюю полость. Крышка плунжера может располагаться поверх по меньшей мере части наружной поверхности тела плунжера. Крышка плунжера может содержать упругое уплотнение, проходящее вокруг по меньшей мере части кольцевой боковой стенки крышки плунжера. Упругое уплотнение может включать внутреннюю поверхность, помещенную по меньшей мере частично в канавку на кольцевой боковой стенке тела плунжера, и наружную поверхность, выполненную с возможностью скользящего вхождения в контакт с цилиндром шприца. Приводной элемент может представлять собой кулачковый элемент.
Согласно другим аспектам настоящего изобретения плунжер, используемый в шприце, может представлять собой тело, имеющее проксимальный конец, дистальный конец и кольцевую боковую стенку, простирающуюся между проксимальным концом и дистальным концом вдоль продольной оси плунжера. Плунжер может быть снабжен по меньшей мере одним упруго отклоняемым удерживающим элементом, который характеризуется наличием первого сегмента, соединенного с телом плунжера, и второго сегмента, выступающего в сторону дистального конца тела плунжера и отклоняемого относительно первого сегмента; и по меньшей мере одним совмещающим элементом, сопряженным с телом плунжера или по меньшей мере с одним упруго отклоняемым удерживающим элементом. По меньшей мере, один совмещающий элемент может направлять поршень, обеспечивая его самовыравнивание относительно плунжера во время сцепления плунжера с поршнем. Плунжер может быть снабжен по меньшей мере одним приводным элементом, сопряженным по меньшей мере с одним упруго отклоняемым удерживающим элементом. По меньшей мере один приводной элемент может взаимодействовать с поршнем для отклонения по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента при повороте плунжера относительно поршня во время выведения плунжера из зацепления с поршнем. Оконечная поверхность второго сегмента по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента может входить в зацепление с поверхностью поршня для фиксирующего захвата плунжера поршнем с возможностью расцепления. По меньшей мере, один приводной элемент может располагаться на втором сегменте по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента. Второй сегмент по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента может быть выполнен с возможностью отклонения в радиальном направлении относительно первого сегмента в сторону от продольной оси плунжера.
Согласно другим аспектам настоящего изобретения поршень, используемый в шприце, может характеризоваться наличием проксимального конца, дистального конца и кольцевой боковой стенки, проходящей между проксимальным концом и дистальным концом вдоль продольной оси плунжера. Плунжер может содержать по меньшей мере один упруго отклоняемый удерживающий элемент, который характеризуется наличием первого сегмента, соединенного с телом плунжера, и второго сегмента, выполненного с возможностью отклонения относительно первого сегмента; по меньшей мере, один совмещающий элемент, сопряженный с телом плунжера или по меньшей мере с одним упруго отклоняемым удерживающим элементом; и по меньшей мере один приводной элемент, сопряженный по меньшей мере с одним упруго отклоняемым удерживающим элементом. По меньшей мере, один совмещающий элемент может направлять поршень, обеспечивая его самовыравнивание с плунжером во время вхождения плунжера в зацепление с поршнем. По меньшей мере, один приводной элемент может взаимодействовать с поршнем для отклонения по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента при повороте плунжера относительно поршня во время выведения плунжера из зацепления с поршнем. Второй сегмент по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента может отходить в сторону дистального конца тела плунжера; при этом второй конец по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента выполнен с возможностью отклонения в радиальном направлении относительно первого конца в сторону от продольной оси плунжера. Второй конец по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента может отходить в направлении вдоль окружности вокруг продольной оси тела плунжера; при этом второй конец по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента выполнен с возможностью отклонения в окружном направлении относительно первого конца.
Согласно другим аспектам настоящего изобретения шприц может содержать цилиндр, характеризующийся наличием проксимального конца цилиндра, дистального конца цилиндра с выпускным наконечником и боковой стенки цилиндра, проходящей между проксимальным концом цилиндра и дистальным концом цилиндра. Шприц может содержать поршень, установленный с возможностью скольжения в цилиндре и выполненный с возможностью совершения возвратно-поступательных движений между проксимальным концом цилиндра и дистальным концом цилиндра. Плунжер может содержать корпус, характеризующийся наличием проксимального конца, дистального конца и кольцевой боковой стенки, проходящей между проксимальным концом и дистальным концом вдоль продольной оси плунжера; по меньшей мере, один упруго отклоняемый удерживающий элемент, характеризующийся наличием первого сегмента, соединенного с телом плунжера, и второго сегмента, выступающего в сторону дистального конца тела плунжера и выполненного с возможностью отклонения относительно первого сегмента; и по меньшей мере один приводной элемент, сопряженный по меньшей мере с одним упруго отклоняемым удерживающим элементом. По меньшей мере, один приводной элемент может взаимодействовать с поршнем, входящим в зацепление с плунжером, для отклонения в радиальном направлении по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента при повороте плунжера относительно поршня.
Различные варианты осуществления настоящего изобретения могут дополнительно отличаться признаками по одному или более пункту из числа следующих пунктов:
Пункт 1. Поршень, используемый в шприце, содержащий:
тело плунжера, характеризующийся наличием проксимального конца, дистального конца и кольцевой боковой стенки, проходящей между проксимальным концом и дистальным концом вдоль продольной оси плунжера;
по меньшей мере, один упруго отклоняемый удерживающий элемент, включающий в себя первый сегмент, соединенный с телом плунжера, и второй конец, выступающий в направлении дистального конца тела плунжера и отклоняемый относительно первого сегмента; и
по меньшей мере, один приводной элемент, сопряженный по меньшей мере с одним упруго отклоняемым удерживающим элементом;
при этом по меньшей мере один приводной элемент взаимодействует с поршнем, входящим в зацепление с плунжером, для отклонения по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента при повороте плунжера относительно поршня.
Пункт 2. Поршень по п. 1, дополнительно содержащий по меньшей мере один совмещающий элемент, сопряженный с телом плунжера или по меньшей мере с одним упруго отклоняемым удерживающим элементом; при этом по меньшей мере один совмещающий элемент характеризуется центрирующей поверхностью, направляющей поршень с его самовыравниванием относительно плунжера.
Пункт 3. Поршень по п. 2, в котором по меньшей мере один совмещающий элемент включает множество совмещающих элементов, разнесенных вокруг продольной оси плунжера.
Пункт 4. Поршень по п. 3, в котором множество совмещающих элементов разнесено вокруг продольной оси плунжера с равными интервалами в радиальном направлении.
Пункт 5. Поршень по любому из предшествующих пунктов 1-4, в котором второй сегмент по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента выполнен с возможностью отклонения в радиальном направлении относительно первого сегмента в сторону от продольной оси плунжера.
Пункт 6. Поршень по любому из предшествующих пунктов 1-5, в котором по меньшей мере один упруго отклоняемый удерживающий элемент выполнен прямолинейно или криволинейно непрерывным между первым сегментом и вторым сегментом.
Пункт 7. Поршень по любому из предшествующих пунктов 1-6, в котором второй сегмент по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента имеет наклон к продольной оси плунжера.
Пункт 8. Поршень по любому из предшествующих пунктов 1-7, в котором на поверхности по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента обеспечен по меньшей мере один приводной элемент.
Пункт 9. Поршень по п. 8, в котором по меньшей мере один приводной элемент расположенна втором сегменте по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента.
Пункт 10. Поршень по любому из предшествующих пунктов 1-9, в котором по меньшей мере один приводной элемент имеет наклон к плоскости, заданной телом по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента.
Пункт 11. Поршень по любому из предшествующих пунктов 1-10, в котором по меньшей мере один упруго отклоняемый удерживающий элемент включает множество упруго отклоняемых удерживающих элементов, разнесенных вокруг продольной оси плунжера.
Пункт 12. Поршень по п. 11, в котором упруго отклоняемые удерживающие элементы из числа множества упруго отклоняемых удерживающих элементов разнесены вокруг продольной оси плунжера с равными интервалами в радиальном направлении.
Пункт 13. Поршень по любому из предшествующих пунктов 1-12, в котором оконечная поверхность второго сегмента по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента входит в сцепление с поверхностью поршня для фиксирующего захвата плунжера поршнем с возможностью расцепления.
Пункт 14. Поршень по п. 13, в котором оконечная поверхность является прямолинейной.
Пункт 15. Поршень по п. 13 или 14, в котором оконечная поверхность расположена перпендикулярно или под углом к направлению продольной оси плунжера.
Пункт 16. Поршень по любому из предшествующих пунктов 1-15, в котором тело плунжера задает внутреннюю полость с участком конической формы на дистальном конце тела плунжера и с участком цилиндрической формы на проксимальном конце тела плунжера.
Пункт 17. Поршень по п. 16, в котором первый сегмент по меньшей мере одного упруго отклоняемого элемента прикреплен к внутренней поверхности тела плунжера.
Пункт 18. Поршень по п. 17, в котором по меньшей мере один упруго отклоняемый удерживающий элемент выступает от внутренней поверхности тела плунжера во внутреннюю полость.
Пункт 19. Поршень по любому из предшествующих пунктов 1-18, дополнительно содержащий крышку плунжера, расположенную над по меньшей мере частью наружной поверхности тела плунжера, причем крышка плунжера включает упругое уплотнение, расположенное вокруг по меньшей мере части кольцевой боковой стенки крышки плунжера.
Пункт 20. Поршень по п. 19, в котором упругое уплотнение включает внутреннюю поверхность, помещенную по меньшей мере частично в канавку на кольцевой боковой стенке тела плунжера, и наружную поверхность, выполненную с возможностью скользящего вхождения в контакт с цилиндром шприца.
Пункт 21. Поршень по любому из предшествующих пунктов 1-20, в котором приводной элемент представляет собой кулачковый элемент.
Пункт 22. Поршень, используемый в шприце, содержащий:
тело плунжера, характеризующийся наличием проксимального конца, дистального конца и кольцевой боковой стенки, проходящей между проксимальным концом и дистальным концом вдоль продольной оси плунжера;
по меньшей мере, один упруго отклоняемый удерживающий элемент, включающий в себя первый сегмент, соединенный с телом плунжера, и второй конец, выступающий в направлении дистального конца тела плунжера и отклоняемый относительно первого сегмента; и
по меньшей мере, один совмещающий элемент, сопряженный с телом плунжера или по меньшей мере с одним упруго отклоняемым удерживающим элементом;
при этом по меньшей мере один совмещающий элемент направляет поршень, обеспечивая его самовыравнивание относительно плунжера во время сцепления плунжера с поршнем.
Пункт 23. Поршень по п. 22, дополнительно содержащий по меньшей мере один приводной элемент, сопряженный по меньшей мере с одним упруго отклоняемым удерживающим элементом; при этом по меньшей мере один приводной элемент взаимодействует с поршнем для отведения по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента при повороте плунжера относительно поршня во время выведения плунжера их зацепления с поршнем.
Пункт 24. Поршень по п. 23, в котором оконечная поверхность второго сегмента по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента входит в сцепление с поверхностью поршня для фиксирующего захвата плунжера поршнем с возможностью расцепления.
Пункт 25. Поршень по п. 23 или 24, в котором по меньшей мере один приводной элемент расположена втором сегменте по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента.
Пункт 26. Поршень по любому из предшествующих пунктов 23-25, в котором второй сегмент по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемент выполнен с возможностью отклонения в радиальном направлении относительно первого сегмента в сторону от продольной оси плунжера.
Пункт 27. Поршень, используемый в шприце, содержащий:
тело плунжера, характеризующийся наличием проксимального конца, дистального конца и кольцевой боковой стенки, проходящей между проксимальным концом и дистальным концом вдоль продольной оси плунжера;
по меньшей мере, один упруго отклоняемый удерживающий элемент, включающий в себя первый сегмент, соединенный с телом плунжера, и второй сегмент, выполненный с возможностью отклонения относительно первого сегмента;
по меньшей мере, один совмещающий элемент, сопряженный с телом плунжера или по меньшей мере с одним упруго отклоняемым удерживающим элементом; и
по меньшей мере, один приводной элемент, сопряженный по меньшей мере с одним упруго отклоняемым удерживающим элементом;
при этом по меньшей мере один совмещающий элемент направляет поршень, обеспечивая его самовыравнивание относительно плунжера во время введения плунжера с зацепление с поршнем; и
при этом по меньшей мере один приводной элемент взаимодействует с поршнем для отклонения по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента при повороте плунжера относительно поршня во время выведения плунжера из зацепления с поршнем.
Пункт 28. Плунжер по п. 27, в котором второй сегмент по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента выступает в направлении дистального конца тела плунжера; при этом второй конец по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента выполнен с возможностью отклонения в радиальном направлении относительно первого конца в сторону от продольной оси плунжера.
Пункт 29. Плунжер по п. 27 или 28, в котором второй конец по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента отходит по окружности относительно продольной оси тела плунжера; при этом второй конец по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента выполнен с возможностью отклонения в окружном направлении относительно первого конца.
Пункт 30. Шприц, содержащий:
цилиндр, характеризующийся наличием проксимального конца цилиндра, дистального конца цилиндра с выпускным наконечником и боковой стенки цилиндра, проходящей между проксимальным концом цилиндра и дистальным концом цилиндра; и
поршень, установленный с возможностью скольжения в цилиндре и выполненный с возможностью совершения возвратно-поступательных движений между проксимальным концом цилиндра и дистальным концом цилиндра; при этом указанный поршень включает:
корпус поршня, характеризующийся наличием проксимального конца, дистального конца и кольцевой боковой стенки, проходящей между проксимальным концом и дистальным концом вдоль продольной оси плунжера;
по меньшей мере, один упруго отклоняемый удерживающий элемент, характеризующийся наличием первого сегмента, соединенного с телом плунжера, и второго сегмента, выступающего в сторону дистального конца тела плунжера и выполненного с возможностью отклонения относительно первого сегмента; и
по меньшей мере, один приводной элемент, сопряженный по меньшей мере с одним упруго отклоняемым удерживающим элементом;
при этом по меньшей мере один приводной элемент взаимодействует с поршнем, входящим в зацепление с плунжером, для отклонения в радиальном направлении по меньшей мере одного упруго отклоняемого удерживающего элемента при повороте плунжера относительно поршня.
Эти и прочие признаки и характеристики шприцов, поршней шприцов и систем, снабженных шприцами и/или поршнями шприцов, а также способы функционирования и функции соответствующих элементов конструкций, сочетание деталей и меры экономии при производстве станут более очевидными после ознакомления с последующим описанием и прилагаемой формулой изобретения в привязке к прилагаемым чертежам, все из которых являются неотъемлемой частью настоящего документа; при этом одни и те же элементы на различных фигурах обозначены одними и теми же номерами позиций. Однако следует четко понимать, что эти чертежи носят исключительно иллюстративный и описательный характер. В контексте описания и формулы изобретения форма единственного числа, обозначаемая определенным и неопределенными артиклями, включает в себя также и форму множественного числа, если контекст явным образом не подразумевает иное.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан вид сверху в перспективе системы, включающей в себя инъектор флюида и по меньшей мере один шприц согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 2 показан вид сбоку в поперечном разрезе шприца согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 3А показан вид сверху в перспективе плунжера согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 3В представлен вид снизу в перспективе плунжера, показанного на фиг. 3А;
На фиг. 3С представлен вид снизу плунжера, показанного на фиг. 3А;
На фиг. 3D представлен вид сбоку плунжера, показанного на фиг. 3А;
На фиг. 3Е представлен вид сбоку в поперечном разрезе плунжера, показанного на фиг. 3А;
На фиг. 4А показан вид сверху в перспективе поршня согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 4В представлено покомпонентное перспективное изображение поршня, показанного на фиг. 4А;
На фиг. 4С представлен вид сбоку поршня, показанного на фиг. 4А;
На фиг. 5А показан вид сбоку плунжера и поршня в собранном состоянии;
На фиг. 5В показан вид сбоку в поперечном разрезе плунжера и поршня в начале зацепления поршня с плунжером;
На фиг. 5С показан вид сбоку в поперечном разрезе плунжера и поршня до полного вхождения во взаимное зацепление поршня и плунжера;
На фиг. 5D показан вид сбоку в поперечном разрезе плунжера и поршня во время вхождения поршня в полное зацепление с плунжером;
На фиг. 6А показан вид сверху в перспективе плунжера согласно еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 6В представлен вид снизу в перспективе плунжера, показанного на фиг. 6А;
На фиг. 7А показан перспективный вид в поперечном разрезе плунжера, показанного на фиг. 6А-6ВИ поршня до начала зацепления поршня с плунжером;
На фиг. 7В представлен вид сбоку в поперечном разрезе плунжера и поршня, показанных на фиг. 7А;
На фиг. 8А показан перспективный вид в поперечном разрезе плунжера и поршня в начале зацепления поршня с плунжером;
На фиг. 8В представлен вид сбоку в частичном поперечном разрезе плунжера и поршня, показанных на фиг. 8А;
На фиг. 9А показан перспективный вид в поперечном разрезе плунжера и поршня до полного вхождения поршня в зацепление с плунжером;
На фиг. 9В представлен вид сбоку в поперечном разрезе плунжера и поршня, показанных на фиг. 9А;
На фиг. 10А показан перспективный вид в поперечном разрезе плунжера и поршня во время вхождения поршня в полное зацепление с плунжером;
На фиг. 10В представлен вид сбоку в поперечном разрезе плунжера и поршня, показанных на фиг. 10А;
На фиг. 11А показан перспективный вид в поперечном разрезе плунжера и поршня в начале расцепления, когда плунжер поворачивается относительно поршня;
На фиг. 11В представлен вид сбоку в поперечном разрезе плунжера и поршня, показанных на фиг. 11А;
На фиг. 12А показан перспективный вид в поперечном разрезе плунжера и поршня во время расцепления со стопорным кольцом поршня в переднем положении;
На фиг. 12В представлен вид сбоку в поперечном разрезе плунжера и поршня, показанных на фиг. 12А;
На фиг. 13 показан вид сбоку в поперечном разрезе первого переходника, выполненного с возможностью соединения несовместимого плунжера с поршнем, согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 14 показан вид сбоку в поперечном разрезе второго переходника, выполненного с возможностью соединения плунжера с несовместимым поршнем, согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 15А показан вид спереди в перспективе поршня согласно еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 15В представлен вид сбоку головки поршня, показанного на фиг. 15А;
На фиг. 15С представлен вид спереди в перспективе поршня, показанного на фиг. 15А, с поршнем, отсоединенным от плунжера;
На фиг. 15D представлен вид спереди в перспективе плунжера и поршня, показанных на фиг. 15С, с плунжером, соединенным с поршнем;
На фиг. 15Е представлен вид сбоку в поперечном разрезе плунжера и поршня, показанных на фиг. 15D;
На фиг. 15F представлено покомпонентное перспективное изображение поршня, показанного на фиг. 15А;
На фиг. 15G показан вид снизу в перспективе плунжера согласно еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 16 представлена цилиндрическая проекция на плоскость поршня и плунжера, показанных на фиг. 15С;
На фиг. 17 представлена цилиндрическая проекция на плоскость поршня и плунжера согласно еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 18 представлена цилиндрическая проекция на плоскость поршня и плунжера согласно еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 19 представлена цилиндрическая проекция на плоскость поршня и плунжера согласно еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 20А показан вид сверху в перспективе поршня согласно еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 20В представлен вид сверху в перспективе поршня, показанного на фиг. 20А, и плунжера согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 20С представлен вид снизу в перспективе плунжера, показанного на фиг. 20В;
На фиг. 20D представлен вид сбоку в поперечном разрезе плунжера, показанного на фиг. 20С;
На фиг. 21А показан вид спереди в перспективе поршня и плунжера согласно еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 21В представлен детальный вид сбоку в поперечном разрезе изображения, показанного на фиг. 21А, где проиллюстрировано взаимное зацепление поршня и плунжера;
На фиг. 21С представлен вид сверху в поперечном разрезе изображения, показанного на фиг. 21А, где проиллюстрировано взаимное зацепление поршня и плунжера;
На фиг. 22А показан вид сверху в перспективе плунжера согласно еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 22В показан вид снизу в перспективе плунжера, проиллюстрированного на фиг. 22А;
На фиг. 22С показан вид сбоку в поперечном разрезе плунжера, проиллюстрированного на фиг. 22А, где показано взаимное зацепление поршня и плунжера;
На фиг. 22D показан вид сверху в поперечном разрезе плунжера, проиллюстрированного на фиг. 22А, где показано взаимное зацепление поршня и плунжера;
На фиг. 23А показан вид сверху в перспективе плунжера согласно еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 23В показан первый вид сбоку в поперечном разрезе плунжера, проиллюстрированного на фиг. 23А, где показано взаимное зацепление поршня и плунжера;
На фиг. 23С показан второй вид сбоку в поперечном разрезе плунжера, проиллюстрированного на фиг. 23А, где показано взаимное зацепление поршня и плунжера;
На фиг. 23D показан вид сверху в поперечном разрезе плунжера, проиллюстрированного на фиг. 23А, где показано взаимное зацепление поршня и плунжера;
На фиг. 24А показан вид сверху в перспективе поршня и плунжера согласно еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 24В представлен вид сбоку в поперечном разрезе поршня и плунжера, показанных на фиг. 24А, в собранном состоянии; и
На фиг. 24С представлен вид сверху в поперечном разрезе поршня и плунжера, показанных на фиг. 24В.
Подробное описание настоящего изобретения
В контексте представленного описания термины «верхний», «нижний», «правый», «левый», «вертикальный», «горизонтальный», «верхняя часть», «нижняя часть», «боковой», «продольный» и их производные следует рассматривать в привязке к элементам в соответствии с их ориентацией, представленной на фигурах чертежей. Термин «проксимальный» при его использовании в отношении шприца и/или плунжера обозначает часть шприца и/или плунжера, находящуюся ближе всего к инъектору флюида, когда шприц и/или плунжер ориентирован таким образом, чтобы он мог быть соединен с инъектором флюида. Термин «дистальный» обозначает часть шприца и/или плунжера, находящуюся дальше всего от инъектора флюида, когда шприц и/или плунжер ориентирован таким образом, чтобы он мог быть соединен с инъектором флюида. Термин «радиальный» обозначает направление в плоскости поперечного сечения под прямым углом к продольной оси шприца, плунжера и/или поршня между проксимальным концом и дистальным концом. Термин «окружной» обозначает направление вокруг внутренней или наружной поверхности боковой стенки шприца, плунжера и/или поршня. Термин «осевой» обозначает направление вдоль продольной оси шприца, плунжера и/или поршня между проксимальным концом и дистальным концом. Термин «самовыравнивание» обозначает, что головка поршня или плунжер сама ориентируется в требуемом направлении относительно, соответственно, плунжера или головки поршня без вращения техником или инъектором флюида. Термин «криволинейный» относится к форме поверхности, которая характеризуется наличием одного или более искривленного участка, одного или более прямолинейного участка с одним или более искривленным участком и/или одного или более нелинейно расположенного прямолинейного участка. Однако следует понимать, что настоящее изобретение допускает альтернативные варианты и последовательности выполнения стадий за исключением тех случаев, когда явным образом указано иное. Следует также понимать, что конкретные устройства и процессы, проиллюстрированные на прилагаемых чертежах и раскрытые в последующем описании, представляют собой лишь примеры осуществления настоящего изобретения. Таким образом, конкретные размеры и прочие физические характеристики, относящиеся к вариантам осуществления заявленного изобретения, описанным в настоящем документе, не следует рассматривать как носящие ограничительный характер.
Настоящее изобретение относится в общем к плунжеру и узлу сопряжения, предназначенному для соединения плунжера с поршнем флюида, которые описаны в привязке к чертежам, на всех фигурах которых аналогичные элементы обозначены одними и теми же номерами позиций. Различные варианты осуществления настоящего изобретения относятся к поршням шприцов, которые могут быть соединены с поршнем или отсоединены от него. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения такие поршни шприцов могут приводиться в действие вручную, иметь гидравлический или электрический привод. Более того, настоящим изобретением предлагается простое решение по быстрому введению плунжера в зацепление с поршнем и быстрому выведению плунжера из зацепления с поршнем без необходимости обеспечения определенной угловой ориентации шприца вдоль продольной оси его поршня относительно продольной оси поршня. Например, поршень может проталкиваться вперед до тех пор, пока он ней войдет в зацепление с плунжером, вне зависимости от угловой ориентации поршня относительно плунжера вдоль продольной оси шприца, как это описано в настоящем документе. Кроме того, разъединение двух элементов может быть обеспечено за счет простого углового смещения плунжера относительно поршня вдоль продольной оси шприца. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения шприц и его поршень могут входить в соединение со шприцевым портом и, соответственно, с поршнем, отходящим от этого порта. Одновременное отсоединение шприца от шприцевого порта и выведение плунжера из зацепления с поршнем может потребовать от оператора или техника проворачивания шприца вручную. В различных вариантах осуществления заявленного изобретения вращение шприца может привести сначала к выведению плунжера из зацепления с поршнем, как это описано в настоящем документе, с последующих отсоединением шприца от шприцевого порта, как это описано, например, в заявках на выдачу патента США №14/526,294 и №14/526,395, поданных 28 октября 2014 года; в патенте США №6,652,489, выданном 25 ноября 2003 года; и в патенте США №7,540,856, выданном 2 июня 2009 года; содержание которых включено в настоящий документ посредством ссылки. Поскольку в некоторых конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения вращение шприца также приводит к вращению его поршня за счет фрикционной посадки поршня в шприце, для отсоединения плунжера от поршня до высвобождения шприца из порта инъектора, угловое расстояние, на которое должен быть повернут плунжер относительно поршня, чтобы инициировать отсоединение плунжера от поршня, должно быть меньше углового расстояния, на которое должен быть повернут шприц относительно порта инъектора, чтобы инициировать высвобождения шприца из порта. Различные варианты осуществления настоящего изобретения наделяют механизм сопряжения поршня с плунжером признаками, которые обеспечивают выполнение требования такого последовательного разъединения.
Как показано на фиг. 1, инъектор 10 флюида (далее по тексту именуемый инъектором 10), такой как автоматический или приводной инъектор флюида, выполнен с возможностью сопряжения по меньшей мере с одним шприцем 12 и приведения его в действие; при этом каждый шприц 12 может независимо наполняться флюидом F медицинского назначения, таким как контрастное вещество, физиологический раствор или любой иной флюид медицинского назначения подобного рода. Инъектор 10 может быть использован во время проведения медицинской процедуры для введения флюида медицинского назначения в тело пациента посредством приведения в действие плунжера 26 по меньшей мере одного шприца 12 с помощью по меньшей мере одного поршня. Инъектор 10 может представлять собой многошприцевой инъектор, в котором несколько шприцов 12 могут располагаться в ряд или по иной схеме и содержать поршни 26, приводимые в действие по отдельности соответствующими поршнями инъектора 10. В вариантах осуществления настоящего изобретения с двумя шприцами, расположенными в ряд и заполняемыми двумя разными флюидами медицинского назначения, инъектор 10 может доставлять флюид из одного или обоих шприцов 12.
Инъектор 10 может быть заключен в корпус 14, выполненный из подходящего конструкционного материала, такого как пластмасса или металл. Корпус 14 может характеризоваться различными размерами и формой в зависимости от желаемой сферы применения. Например, инъектор 10 может представлять собой отдельную конструкцию, выполненную с возможностью размещения на основании с неподвижной или подвижной платформой. В альтернативном варианте инъектор 10 может быть выполнен с возможностью размещения на подходящем столе или опорной раме. Инъектор 10 включает по меньшей мере один шприцевой порт 16, предназначенный для соединения по меньшей мере одного шприца 12 с соответствующими поршневыми элементами инъектора. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения по меньшей мере один шприц 12 включает по меньшей мере один удерживающий элемент, предназначенный для фиксации шприца 12 в шприцевом порту 16 инъектора 10. По меньшей мере один удерживающий элемент шприца входит в функциональное зацепление с фиксирующим механизмом, который обеспечен на/в шприцевом порту 16 инъектора 10 и предназначен для облегчения соединения шприца 12 с инъектором 10 и/или извлечения шприца 12 из инъектора 10, как это описано в настоящем документе. Удерживающий элемент и фиксирующий механизм шприца вместе задают узел сопряжения, предназначенный для соединения шприца 12 с инъектором 10.
По меньшей мере, один канал 17 прохождения флюида может сообщаться по текучей среде по меньшей мере с одним шприцем 12 для доставки флюида F медицинского назначения по меньшей мере из одного шприца 12 в катетер, иглу или иное устройство доставки флюида (не показано), вставляемого в тело пациента в месте сосудистого доступа. Расход флюида, поступающего по меньшей мере из одного шприца 12 может регулироваться модулем управления флюидом (не показан). Модуль управления флюидом может управлять различными поршнями, клапанами и/или устройствами регулирования расхода с целью управления доставкой пациенту флюида медицинского назначения, такого как физиологический раствор, исходя из выбранных пользователем параметров впрыска, таких как расход вводимого вещества, продолжительность впрыска, общий объем впрыска и/или соотношение контрастного вещества и физиологического раствора. Один пример подходящего фронтально подключаемого инъектора 10 флюида, который может быть модифицирован для использования вместе с описанной выше системой, включающей в себя по меньшей мере один шприц 12 и по меньшей мере один узел сопряжения шприца для подсоединения по меньшей мере одного шприца 12 к инъектору 10 флюида и его фиксации в указанном инъекторе, которая описана в настоящем документе в привязке к фиг. 1, раскрыт в патенте США №5,383,858, выданном Riley с соавторами; и в заявках на выдачу патента США №14/526,294 и 14/526,395, поданных 28 октября 2014 года; содержание которых полностью включено в настоящий документ посредством ссылки. Еще один пример соответствующих многофлюидных систем доставки, которые могут быть модифицированы для использования вместе с системой согласно настоящему изобретению, можно найти в патенте США №7,553,294, выданном Lazzaro с соавторами; в патенте США №7,666,169, выданном Cowan с соавторами; в публикация международной заявки на патент № WO 2012/155035; и в публикации заявки на выдачу патента США №2014/0027009, поданной Riley с соавторами; содержание которых включено в настоящий документ посредством ссылки. Прочие аспекты могут включать в себя новые системы доставки флюида, выполненные с возможностью использования различных вариантов осуществления узлов сопряжения поршней шприца и инъектора, описанных в настоящем документе.
Представив описание общей конструкции и функции инъектора 10 флюида, перейдем к более подробному описанию шприца 12. Как показано на фиг. 2, шприц 12 в общем включает цилиндр 18, изготовленный из стекла, металла или подходящей пластмассы медицинского назначения. Цилиндр 18 характеризуется наличием проксимального конца 20 и дистального конца 24 с боковой стенкой 19, вытянутой между ними вдоль продольной оси 15 шприца и проходящей через центр цилиндра 18. Цилиндр 18 может быть выполнен из прозрачного или полупрозрачного материала; при этом он может содержать по меньшей мере один элемент 11 верификации наполнения шприца флюидом (показан на фиг. 1), предназначенный для подтверждения присутствия флюида F в цилиндре 18 шприца. От дистального конца 24 цилиндра 18 отходит наконечник 22. Цилиндр 18 характеризуется наличием наружной поверхности 21 и внутренней поверхности или стенки 23, которая задает внутренний объем 25 для приема флюида. Проксимальный конец 20 цилиндра 18 может быть уплотнен плунжером 26 шприца, который выполнен с возможностью скольжения в цилиндре 18. Плунжер 26 шприца может быть снабжен крышкой 58, которая образует водонепроницаемое уплотнение, прижимающееся к внутренней поверхности 23 боковой стенки 19 цилиндра 18 при проталкивании через него плунжера 26 шприца. Различные аспекты корпуса и крышки плунжера подробнее описаны ниже.
Радиально наружу от наружной поверхности 21 цилиндра 18 шприца относительно продольной оси 15 может отходить капленепроницаемый фланец 35. Капленепроницаемый фланец 35 может охватывать по меньшей мере часть внешней окружности цилиндра 18. Капленепроницаемый фланец 35 может предотвращать попадание флюида, который просачивается из наконечника 22, в шприцевой порт 16 на инъекторе 10. Таким образом, капленепроницаемый фланец 35 способствует уменьшению количества флюида, который может попасть в шприцевой порт 16 и забить или каким-либо иным образом помешать работе узла сопряжения и/или внутренних механических устройств и электроники инъектора 10. В некоторых вариантах осуществления капленепроницаемый фланец 35 задает упорную поверхность, которая ограничивает глубину, на которую может заходить вставной участок 30 шприца 12 в шприцевой порт 16 (показан на фиг. 1). Капленепроницаемый фланец 35 может быть выполнен заодно с цилиндром 18, или же он может быть прикреплен или иным образом соединен с наружной поверхностью 21 цилиндра 18, например, посредством фрикционной посадки и/или с помощью клея, методом сварки или путем отливки. В других вариантах осуществления капленепроницаемый фланец 35 может быть сформован на наружной поверхности 21 цилиндра 18 методом травления, лазерной резки или механической обработки.
На фиг. 2 также показано, что проксимальный конец 20 шприца 12 характеризуется формой и размерами, позволяющими вставить его в шприцевой порт 16 инъектора 10 (показан на фиг. 1) с возможностью отсоединения. В некоторых вариантах осуществления проксимальный конец 20 шприца 12 задает вставной участок 30, выполненный с возможностью съемного ввода в шприцевый порт 16 инъектора 10, тогда как остальная часть шприца 12 остается снаружи шприцевого участка 16. В некоторых вариантах осуществления проксимальный конец 20 шприца 12 включает один или более удерживающий элемент (не показан), выполненный с возможностью сцепления с соответствующим фиксирующим механизмом в шприцевом порту 16 инъектора 10 для удержания шприца 12 в шприцевом порту 16 с возможностью отсоединения. Различные удерживающие элементы для фиксации шприца 12 в инъекторе 10 с возможностью отсоединения описаны, например, в заявке на выдачу патента США №14/526,294 под названием «Самоориентирующийся шприц и узел сопряжения шприца», поданной 28 октября 2014; и в заявке на выдачу патента США №14/526,395 под названием «Самоориентирующийся шприц и узел сопряжения шприца», поданной 28 октября 2014; при этом содержание обеих этих заявок полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.
Примеры осуществления шприцов, пригодных для использования с инъектором 10, показанным на фиг. 1, и которые могут быть адаптированы под использование с системой верификации наполнения шприца флюидом, описаны в патенте США №5,383,858, выданном Reilly с соавторами, который переуступлен правопреемнику настоящей заявки, и содержание которого полностью включено в настоящий документ посредством ссылки. Дополнительные примеры осуществления шприцов раскрыты, например, в патенте США №6,322,535, выданном Hitchins с соавторами, и в патенте США №6,652,489, выданном Trocki с соавторами, каждый из которых переуступлен правопреемнику настоящей заявки, и содержание каждого из которых полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.
На фиг. 3А и 3В показан плунжер 26 шприца согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Для наглядности цилиндр 18 шприца 12 на фиг. 3А и 3В не показан. Плунжер 26 шприца включает тело 32 плунжера, задающий продольную ось 34 плунжера (показана на фиг. 3А) и характеризующийся наличием проксимального конца 36, дистального конца 38 и окружной боковой стенки 39, соединяющей между собой проксимальный конец 36 и дистальный конец 38. Боковая стенка 39 может характеризоваться одинаковой или неодинаковой толщиной между проксимальным концом 36 и дистальным концом 38. Боковая стенка 39 может характеризоваться непрерывной наружной поверхностью. В некоторых вариантах осуществления боковая стенка 39 может характеризоваться прерывистой наружной поверхностью с одним или более участком боковой стенки 39, отделенным одной или более пустотой или отверстием. Тело 32 плунжера может быть выполнен из стекла, металла, пластмассы или иного подходящего материала, в том числе медицинского назначения.
На фиг. 3А и 3В также показано, что тело 32 плунжера включает внутреннюю полость 40, заданную коническим участком 42 на дистальном конце 38 тела 32 плунжера и цилиндрическим участком 44 на проксимальном конце 36 тела 32 плунжера. Конический участок 42 может быть сформован заодно с цилиндрическим участком 44. В некоторых вариантах осуществления конический участок 42 может быть прикреплен или иным образом соединен с цилиндрическим участком 44 тела 32 плунжера, например, посредством фрикционной посадки и/или с помощью клея, методом сварки или путем отливки. Конический участок 42 может иметь усеченный конец 46 с центральным отверстием 48. В некоторых вариантах осуществления дистальный конец 38 тела 32 плунжера может быть частично или полностью закрыт, вследствие чего у плунжера 26 нет центрального отверстия. В других вариантах осуществления дистальный конец 38 тела 32 плунжера может быть снабжен одним или более радиальным отверстием, таким как отверстия 49, показанные на фиг. 20В.
Как показано на фиг. 3Е, плунжер 26 шприца может быть снабжен крышкой 58 плунжера с упругим уплотнением 59, которое закрывает по меньшей мере часть наружной поверхности 60 тела 32 плунжера. Уплотнение 59 может представлять собой упругое и гибкое уплотнение, которое входит в сцепление с внутренней поверхностью 23 цилиндра 18 шприца (см. фиг. 2) таким образом, что уплотнение 59 герметизирует внутренний объем 25 цилиндра 18 шприца, делая его непроницаемым для жидкости. Крышка 58 плунжера может быть выполнена отдельно от тела 32 плунжера, или же она может быть сформована заодно с телом 32 плунжера, например, методом совместной отливки. В некоторых вариантах осуществления на наружной поверхности 60 тела 32 плунжера может быть сформована окружная канавка 62. В этой окружной канавке 62 может удерживаться по меньшей мере часть крышки 52 поршня. Наружная поверхность 64 уплотнения 59 может иметь один или более уступ выступа или иного уплотнительного элемента 66, входящего в сцепление с внутренней поверхностью 23 цилиндра 18 шприца. В некоторых вариантах осуществления один или более уплотнительный элемент 66 уплотнения 59 может быть выполнен из эластомерного материала, упруго входящего в зацепление с внутренней поверхностью 23 цилиндра 18 шприца (показан на фиг. 2). По меньшей мере, один наплыв 56 на корпусе 32 плунжера может предотвращать выход уплотнения 59 из осевого зацепления со шприцем 12 при перемещении плунжера 26 в цилиндре 19 шприца.
На фиг. 3А и 3В также показано, что плунжер 26 шприца может содержать по меньшей мере один упруго отклоняемый удерживающий элемент 68 (именуемый в настоящем документе удерживающим элементом 68), отходящий от тела 32 плунжера. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один упруго отклоняемый удерживающий элемент 68 может отходить в направлении от проксимального конца 36 к дистальному концу 38 тела 32 плунжера. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один упруго отклоняемый удерживающий элемент 68 может отходить дистально и радиально внутрь от внутренней поверхности 52 тела 32 плунжера во внутреннюю полость 40. В различных вариантах осуществления по меньшей мере один упруго отклоняемый удерживающий элемент 68 может быть выполнен в виде консольной пружины, спиральной пружины или упругой части тела 32 плунжера.
Как показано на фиг. 3Е по меньшей мере один удерживающий элемент 68 включает первый сегмент или первый конец 70, соединенный с телом 32 плунжера, и второй сегмент или второй конец 72, дистально отходящий от первого конца 70. Второй конец 72 может отклоняться или закручиваться относительно первого конца 70. Как описано в настоящем документе, второй конец 72 может быть выполнен с возможностью отклонения в радиальном направлении относительно первого конца 70, когда по меньшей мере один удерживающий элемент 68 входит в зацепление с поршнем 10 флюида. В некоторых вариантах осуществления удерживающий элемент 68 может отклоняться радиально наружу, смещаясь в сторону от продольной оси 34 под действием части поршня в процессе вхождения в зацепление. Затем упруго отклоняемый удерживающий элемент 68 может сместиться радиально внутрь под действием восстанавливающего усилия удерживающего элемента 68, входя в зацепление с частью поршня для фиксирующего захвата корпуса плунжера 26 шприца поршнем с возможностью расцепления. В некоторых вариантах осуществления, где удерживающий элемент 68 расположено окружности относительно тела 32 плунжера (описанного в настоящем документе), второй конец 72 может отклоняться в окружном направлении относительно первого конца 70. Первый конец 70 и второй конец 72 могут отстоять друг от друга на определенное расстояние в направлении, проходящем по существу вдоль продольной оси 34 плунжера 26 шприца. По меньшей мере, один удерживающий элемент 68 может быть прямолинейно, ступенчато или криволинейно непрерывным между первым концом 70 и вторым концом 72. В некоторых вариантах осуществления один или более удерживающий элемент 68 может быть вытянут по существу параллельно направлению продольной оси 34 плунжера. В других вариантах осуществления один или более удерживающий элемент 68 может быть вытянут в направлении под наклоном к направлению продольной оси 34 плунжера. Например, один или более удерживающий элемент 68 может характеризоваться углом А наклона к/от продольной оси 34 плунжера относительно внутренней поверхности 52 тела 32 плунжера. Внутренняя поверхность 52 тела 32 плунжера может характеризоваться наличием одного или более кармана 69, заглубленного в боковую стенку 30 в радиально наружном направлении для увеличения величины отклонения второго конца 72 относительно первого конца 70 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68.
Как показано на фиг. 3А по меньшей мере один удерживающий элемент 68 может включать множество удерживающих элементов 68, разнесенных по окружности внутренней поверхности 52 внутренней полости 40 в радиальном направлении от продольной оси 34 плунжера. Удерживающие элементы 68 могут быть отделены друг от друга участками внутренней поверхности 52 внутренней полости 40. В вариантах осуществления, где обеспечено два и более удерживающих элемента 68, удерживающие элементы 68 могут быть разнесены с равными интервалами. В одном иллюстративном и неограничивающем примере осуществления с тремя удерживающими элементами 68 с равным угловым межцентровым разнесением, как это показано на фиг. 3С, каждый удерживающий элемент 68 отделен от удерживающих элементов 68, соседствующих с ним с каждой стороны, на 120 градусов. В другом неограничивающем и иллюстративном варианте осуществления с шестью удерживающими элементами 68 с равным угловым разнесением каждый удерживающий элемент 68 отделен от удерживающих элементов 68, соседствующих с ним с каждой стороны, на 60 градусов. В некоторых вариантах осуществления удерживающие элементы 68 могут характеризоваться неодинаковыми угловыми размерами и/или неодинаковым угловым интервалом между удерживающими элементами 68 по окружности внутренней поверхности 52 внутренней полости 40. Радиальное расстояние по меньшей мере до одного удерживающего элемента 68 от продольной оси 34 плунжера выбирается таким образом, чтобы оно соответствовало внешней форме поршня согласно настоящему описанию или могло функционально взаимодействовать с ней. В еще одном иллюстративном и неограничивающем примере осуществления с двумя или более удерживающими элементами 68 каждый удерживающий элемент 68 отделен от соседствующих с ним с обеих сторон удерживающих элементов 68 межцентровым угловым расстоянием, кратным 60 градусам; и более того, каждый удерживающий элемент 68 характеризуется угловыми размерами менее 60 градусов, например 15-45 градусов. Это позволяет отсоединить плунжер 26 шприца от поршня 88 относительным вращением на 15-45 градусов. В необязательном варианте угол относительного вращения составляет менее 30 градусов.
Как показано на фиг. 3Е, второй конец 72 удерживающего элемента 68 характеризуется наличием по меньшей мере одного захвата 74. По меньшей мере, один захват 74 может представлять собой терминальную поверхность второго конца 72 удерживающего элемента 68. Согласно настоящему описанию по меньшей мере один захват 74 обладает формой, обеспечивающей его прием по меньшей мере частично выемкой, уступом или выступом на поршне для фиксирующего захвата с возможностью расцепления по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 (вместе с плунжером 26 шприца) поршнем при перемещении по меньшей мере в одном направлении. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один захват 74 может быть прямолинейным или криволинейным, чтобы он мог вписаться в выемку, уступ или выступ на поршне для фиксирующего захвата по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 с возможностью расцепления и недопущения отсоединения от поршня 88 во время совершения плунжером 26 шприца возвратно-поступательного движения в цилиндре 18 шприца 12 (показан на фиг. 2). В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один захват 74 может быть ориентирован в направлении, по существу перпендикулярному направлению продольной оси 34 плунжера. В других вариантах осуществления по меньшей мере один захват 74 может иметь определенный наклон к продольной оси 34 плунжера. По меньшей мере, один захват 74 может быть непрерывным или прерывистым. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один захват 74 может отходить радиально внутрь или наружу относительно тела удерживающего элемента 68. По меньшей мере, один захват 74 может быть выполнен заодно со вторым концом 72 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68; или же он может быть прилит, прикреплен или иным образом соединен со вторым концом 72 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68, например, посредством фрикционной посадки и/или с помощью клея, методом сварки или путем отливки. В других вариантах осуществления по меньшей мере один захват 74 может быть сформован на втором конце 72 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 методом травления, лазерной резки или механической обработки.
По меньшей мере, один удерживающий элемент 68 может содержать по меньшей мере один сопряженный с ним приводной элемент. В различных вариантах осуществления по меньшей мере один приводной элемент на удерживающем элементе 68 плунжера 26 шприца выполнен с возможностью взаимодействия с соответствующей приводной поверхностью, такой как приводная поверхность на поршне 88 (см. фиг. 4А), когда плунжер 26 шприца соединен с поршнем 88. По меньшей мере, один приводной элемент может взаимодействовать с соответствующей приводной поверхностью на поршне 88, чтобы инициировать расцепление по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 с поршнем 88, например, когда необходимо отсоединить плунжер 26 шприца от поршня 88. Относительное вращение поршня 88 и плунжера 26 шприца вокруг продольной оси 34 плунжера приводит к тому, что по меньшей мере часть приводного элемента входит в зацепление по меньшей мере с частью поршня 88, такой как соответствующая приводная поверхность на поршне 88. Например, поршень может быть по существу закреплен против поворота в направлении плунжера 26 шприца, когда плунжер 26 шприца вращается вокруг своей продольной оси 34, за счет фрикционного контакта с внутренней стенкой шприца во время вращения шприца, вследствие чего приводной элемент на плунжере 26 шприца входит в зацепление с соответствующей приводной поверхностью на поршне 88 за счет контактирования двух тел при вращении одного относительно другого. В альтернативном варианте неподвижным может быть плунжер 26 шприца, тогда как поршень 88 вращается вокруг своей продольной оси (показана на фиг. 4А), вследствие чего приводная поверхность на плунжере 26 шприца входит в сцепление с соответствующей приводной поверхностью на поршне 88 за счет контактирования двух тел при вращении одного относительно другого. В еще одном альтернативном варианте поршень 88 и плунжер 26 шприца могут вращаться в противоположных относительно друг друга направлениях вокруг своих продольных осей; или же поршень 88 и плунжер 26 шприца могут вращаться в одном направлении, по часовой стрелке или против часовой стрелки, вокруг своих продольных осей, но с разной угловой скоростью. Сцепление между приводным элементом на плунжере 26 шприца и соответствующей приводной поверхностью на поршне может быть обеспечено за счет скользящего контакта, возникающего тогда, когда угловое положение приводного элемента на плунжере 26 шприца совмещается за счет поворота с угловым положением соответствующей приводной поверхности на поршне 88. В некоторых вариантах осуществления скользящий контакт между приводным элементом на плунжере 26 шприца и соответствующей приводной поверхностью на поршне 88 во время относительного вращения поршня 88 и плунжера 26 шприца приводит к переходу по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 в положение расцепления, вследствие чего плунжер 26 шприца отсоединяется от поршня 88.
Как показано на фиг. 3А и 3В, плунжер 26 шприца может содержать по меньшей мере один приводной элемент, такой как по меньшей мере один первый кулачковый элемент 78. В некоторых вариантах осуществления первый кулачковый элемент 78 может располагаться непосредственно на удерживающем элементе 68; или же он может располагаться на участке тела 32 плунжера или на отходящем от него удлинении так, чтобы перемещение кулачкового элемента 78 приводило к соответствующему отсоединению удерживающего элемента 68. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один первый кулачковый элемент 78 может располагаться между первым концом 70 и вторым концом 72 удерживающего элемента 68. По меньшей мере, один первый кулачковый элемент 78 взаимодействует с поршнем 10 флюида (показан на фиг. 1) для отклонения по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 в радиальном направлении при повороте плунжера 26 шприца относительно поршня согласно настоящему описанию. В некоторых вариантах осуществления положение по меньшей мере одного первого кулачкового элемента 78 может быть выбрано таким образом, чтобы обеспечить возможность увеличения радиального отклонения по меньшей мере одного первого кулачкового элемента 78 при относительном вращении плунжера 26 шприца и поршня. В таких вариантах осуществления по меньшей мере один первый кулачковый элемент 78 может располагаться ближе ко второму концу 72 удерживающего элемента 68.
В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один удерживающий элемент 68 может иметь сформованный на нем захват 74, тогда как приводной элемент, такой как кулачковый элемент 78, может быть выполнен в виде отдельного элемента, взаимодействующего по меньшей мере с одним удерживающим элементом 68. Приводной элемент, например, кулачковый элемент 78, используемый для выведения из зацепления по меньшей мере одного удерживающего элемента 68, может представлять собой второй отдельный элемент, прикрепленный к корпусу 32 плунжера. В альтернативном варианте приводной элемент может быть сформован на втором отдельном элементе, который прикреплен к корпусу 32 плунжера и взаимодействует с поршнем 88 и по меньшей мере одним удерживающим элементом 68 для передачи поршнем 88 усилия, движения или смещения по меньшей мере одному удерживающему элементу 68 для его отклонения с целью выхода из зацепления с плунжером 26 шприца.
В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один первый кулачковый элемент 78 может отходить под определенным углом к плоскости, заданной телом удерживающего элемента 68. Как показано на фиг. 3С по меньшей мере один первый кулачковый элемент 78 может быть наклонен к плоскости, заданной телом удерживающего элемента 68, под углом В. В различных вариантах осуществления по меньшей мере один первый кулачковый элемент 78 может быть выполнен в виде боковой стенки, уступа, удлинения или выступа, сопряженного с телом удерживающего элемента 68. По меньшей мере, один первый кулачковый элемент 78 может быть выполнен плоским, изогнутым или и таким и другим. По меньшей мере один первый кулачковый элемент 78 может представлять собой непрерывную поверхность или прерывистую поверхность, состоящую из двух или более отдельных поверхностей, которые вместе образуют по меньшей мере один первый кулачковый элемент 78. По меньшей мере один первый кулачковый элемент 78 может характеризоваться наклонной поверхностью 83 сцепления, которая взаимодействует с поршнем для выведения плунжера 26 шприца из зацепления с поршнем, как это описано в настоящем документе. Положение по меньшей мере одного первого кулачкового элемента 78 между первым концом 70 и вторым концом 72 удерживающего элемента 68 сводит к минимуму выступание по меньшей мере одного первого кулачкового элемента 78 в радиальном направлении; однако при этом сохраняется возможность полного отклонения по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 в радиальном направлении при повороте плунжера 26 шприца относительно поршня 88 для выведения плунжера 26 шприца из зацепления с поршнем 88, как это описано в настоящем документе. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один первый кулачковый элемент 78 может занимать по меньшей мере часть по меньшей мере одного захвата 74. Может быть обеспечено множество первых кулачковых элементов 78, разнесенных по длине удерживающего элемента 68 между его первым концом 70 и вторым концом 72. По меньшей мере, один первый кулачковый элемент 78 может быть выполнен заодно по меньшей мере с одним удерживающим элементом 68; или же он может быть прикреплен или иным образом соединен по меньшей мере с одним удерживающим элементом 68, например, посредством фрикционной посадки и/или с помощью клея, методом сварки или путем отливки. В других вариантах осуществления по меньшей мере один первый кулачковый элемент 78 может быть сформован по меньшей мере на одном удерживающем элементе 68 методом травления, лазерной резки или механической обработки.
В некоторых вариантах осуществления, как это показано на фиг. 3А, плунжер 26 шприца может содержать по меньшей мере один первый совмещающий элемент 71, выступающий радиально внутрь от тела 32 плунжера. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один первый совмещающий элемент 71 может отходить в направлении от дистального конца 38 в сторону проксимального конца 36 тела 32 плунжера. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один первый совмещающий элемент 71 может отходить от внутренней поверхности 52 внутренней полости 40 тела 32 плунжера в проксимальном направлении.
Как показано на фиг. 3Е по меньшей мере один первый совмещающий элемент 71 имеет первый конец 73, соединенного с телом 32 плунжера, и второй конец 75, отходящий радиально внутрь от первого конца 73. По меньшей мере, один первый совмещающий элемент 71 имеет такую форму и/или выполнен таким образом, что облегчается самовыравнивание поршня 88 относительно плунжера 26 шприца. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере часть по меньшей мере одного первого совмещающего элемента 71 может проходить под определенным углом к направлению продольной оси 34 плунжера. Например, по меньшей мере один первый совмещающий элемент 71 может иметь проксимальную центрирующую поверхность 77а, которая наклонена под углом С к продольной оси 34 для облегчения установки удерживающего элемента 68 в требуемое положение во время соединения плунжера 26 шприца с поршнем. По меньшей мере, один первый совмещающий элемент 71 может иметь дистальную центрирующую поверхность 77b, которая наклонена под определенным углом в направлении, противоположном направлению проксимальной центрирующей поверхности 77а, для облегчения установки удерживающего элемента 68 в требуемое положение во время отсоединения плунжера 26 шприца от поршня. Проксимальная центрирующая поверхность 77а способствует направлению поршня 88 с его самовыравниванием относительно плунжера 26 шприца, как это описано в настоящем документе, например, путем поворота части поршня 88 относительно плунжера 26 шприца с использованием муфты одностороннего вращения, сопряженной с поршнем 88.
Как показано на фиг. 3С, может быть обеспечено множество первых совмещающих элементов 71, разнесенных по окружности внутренней поверхности 52 внутренней полости 40 в радиальном направлении от продольной оси 34 плунжера. В некоторых вариантах осуществления количество первых совмещающих элементов 71 может быть равно или не равно количеству удерживающих элементов 68. При одинаковом количестве элементов этих двух типов первые совмещающие элементы 71 могут располагаться между удерживающими элементами 68 таким образом, чтобы с обеих сторон каждого первого совмещающего элемента 71 располагались удерживающие элементы 68. Первые совмещающие элементы 71 могут быть отделены друг от друга участками внутренней поверхности 52 внутренней полости 40. В вариантах осуществления, где обеспечено два или более первых совмещающих элемента 71, первые совмещающие элементы 71 могут быть отстоять друг от друга на равное расстояние. В одном из иллюстративных и неограничивающих примеров осуществления с тремя первыми совмещающими элементами 71 с одинаковым угловым разнесением, как это показано на фиг. 3С, каждый первый совмещающий элемент 71 отделен от других первых совмещающих элементов 71, соседствующих с ним с обеих сторон, на угол 120 градусов. В другом неограничивающем примере осуществления с шестью первыми совмещающими элементами 71 с примерно одинаковым угловым межцентровым разнесением каждый первый совмещающий элемент 71 отделен от других первых совмещающих элементов 71, соседствующих с ним с обеих сторон, на угол 60 градусов. В некоторых вариантах осуществления первые совмещающие элементы 71 могут иметь неодинаковый угловой размер и/или неодинаковый угловой интервал между соседними первыми совмещающими элементами 71 по окружности внутренней поверхности 52 внутренней полости 40. Радиальное расстояние по меньшей мере до одного первого совмещающего элемента 71 от продольной оси 34 плунжера выбирается таким образом, чтобы оно соответствовало внешней форме поршня 88 или могло функционально взаимодействовать с ней так, чтобы обеспечивать совмещение плунжера 26 шприца с поршнем 88, как это описано в настоящем документе. По меньшей мере, один первый совмещающий элемент 71 может быть составлен или состоять из множества элементов, необязательно по отдельности соединенных с внутренней поверхностью 52 тела 32 плунжера, чьи центрирующие поверхности, как реальные, так и виртуальные, взаимодействуют друг с другом, обеспечивая выполнение функции выравнивания. Аналогичным образом по меньшей мере один удерживающий элемент 68 может быть составлен или состоять из множества элементов, необязательно по отдельности соединенных с внутренней поверхностью 52 тела 32 плунжера, чьи захваты 74 взаимодействуют друг с другом, обеспечивая выполнение функций введения в зацепления, соединения, прикрепления или удержания. Аналогичным образом по меньшей мере один приводной элемент может быть составлен или состоять из множества элементов, необязательно по отдельности соединенных с внутренней поверхностью 52 тела 32 плунжера, которые взаимодействуют друг с другом, обеспечивая приведение в действие по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 с целью выполнения функции выведения из зацепления, отсоединения, разделения или высвобождения. В необязательном варианте по меньшей мере один совмещающий элемент 71 по меньшей мере один удерживающий элемент 68 и/или по меньшей мере один приводной элемент могут быть соединены друг с другом и взаимодействовать или передавать усилия непосредственно один другому; или же в необязательном варианте они могут представлять собой отдельные элементы, взаимодействующие друг с другом через поверхности между ними, которые передают усилие, движение или отклонение один другому, непосредственно или опосредованно, или за счет их воздействия на тело 32 плунжера. Аналогичным образом усилие, движение или отклонение, инициирующее высвобождение удерживающего элемента 68, может быть обусловлено перемещением или усилием, которое сообщается вторым удерживающим элементом 68 или промежуточным соединительным звеном или механизмом.
Как показано на фиг. 4А, поршень 88 (представленный на фиг. 4А лишь в виде дистального участка поршня 88) выполнен с возможностью взаимодействия с плунжером 26 шприца (показан на фиг. 3А) для фиксирующего захвата плунжера 26 шприца с возможностью расцепления таким образом, чтобы плунжер 26 шприца мог совершать возвратно-поступательные движения в цилиндре шприца 12, который показан на фиг. 2. Поршень 88 выполнен с возможностью введения и отведения из корпуса 14 инъектора 10 флюида (показан на фиг. 1) с помощью приводного устройства (не показано), предпочтительно содержащегося в корпусе 14. Приводным устройством может служить, например, электродвигатель, гидравлическая или пневматическая система с соответствующей зубчатой передачей (не показана). Инъектор 10 флюида, известный в данной области техники, может также содержать контроллер (не показан) для управления работой приводного устройства и, соответственно, работой поршня 88.
Как показано на фиг. 4А, поршень 88 включает шток 90, соединенный с проксимальным участком поршня 88 в инъекторе 10 (см. фиг. 10А), и головку 92 поршня, сформованную на дистальном конце штока 90. По меньшей мере, часть головки 92 поршня отходит от штока 90 в дистальном направлении. Поршень 88 выполнен из жесткого материала, такого как металл или пластмасса, устойчивая к деформации. Шток 90 может содержать полость 91 для сбора флюида, который может каплями просачиваться из шприца. Головка 92 поршня характеризуется по существу цилиндрической структурой с заостренным дистальным концом 94, снабженным колпачком 95, форма которого обеспечивает возможность его вхождения по меньшей мере частично во внутреннюю полость 40 (показана на фиг. 3А) плунжера 26 шприца. В некоторых вариантах осуществления может быть обеспечен сенсорный элемент 79, такой как штифт, соединенный с датчиком. Сенсорный элемент 79 может располагаться вдоль продольной оси поршня 88 и проходить по меньшей мере частично через головку 92 поршня, например по меньшей мере частично через колпачок 95. Сенсорный элемент 79 может быть выполнен с возможностью индикации контакта с поверхностью, такой как поверхность плунжера 26 шприца и/или крышки 58 плунжера, и управления перемещением поршня 88, исходя из считанного состояния. Например, первоначальный контакт между сенсорным элементом 79 и плунжером 26 шприца и/или крышкой 58 плунжера может инициировать перемещение штифта в проксимальном направлении с тем, чтобы он вошел в контакт с датчиком. Сенсорный элемент 79 может выдвигаться за счет его поджатия упругим элементом 81 (показан на фиг. 4В), таким как пружина. Датчик может быть соединен с контроллером инъектора таким образом, чтобы после активации датчика штифтом контроллер мог управлять перемещением приводного механизма. Например, приводной механизм может быть остановлен, или же его ход может быть замедлен с переходом с первой скорости на вторую, малую скорость.
Головка 92 поршня может быть выполнена с возможностью вращения относительно штока 90. В некоторых вариантах осуществления головка 92 поршня может быть выполнена с возможностью вращения только в одном направлении относительно штока 90, например, по часовой стрелке или против часовой стрелки. Для обеспечения вращения головки 92 поршня только в первом направлении, например, по часовой стрелке или против часовой стрелки, может быть обеспечен механизм 99 одностороннего вращения (показан на фиг. 4В), такой как муфта одностороннего вращения. Механизм 99 одностороннего вращения может быть выполнен с возможностью вращения вокруг центрального вала 101, снабженного уплотнением 102, таким как уплотнительной кольцо. В некоторых вариантах осуществления механизм 99 одностороннего вращения может содержать упор, предотвращающий вращение головки 92 поршня во втором направлении, противоположном первому направлению, например, по часовой стрелке или против часовой стрелки, соответственно. В других вариантах осуществления механизм 99 одностороннего вращения может располагаться по меньшей мере частично на плунжере 26 шприца.
Как показано на фиг. 4С, головка 92 поршня характеризуется наличием проксимального участка 103, соединенного с дистальным участком 105. Концы проксимального участка 103 и дистального участка 105 могут иметь скошенную или закругленную по радиусу кромку 107. По меньшей мере, часть проксимального участка 103 характеризуется меньшим наружным диаметром в сравнении с наружным диаметром дистального участка 105 с тем, чтобы между проксимальным участком 103 и дистальным участком 105 можно было сформовать радиальный выступ 109. Радиальный выступ 109 может представлять собой непрерывный или прерывистый элемент, охватывающий по окружности головку 92 поршня. В некоторых вариантах осуществления радиальный выступ 109 задает фиксирующий уступ 111, который входит в сцепление с захватом 74 (см. фиг. 5D) по меньшей мере одного удерживающего элемента 68, когда плунжер 26 шприца полностью посажен на головку 92 поршня. По меньшей мере, часть удерживающего элемента 68, показанного на фиг. 5D, скрыта за головкой 92 поршня, что обусловлено угловым положением плунжера 26 шприца относительно головки 92 поршня вдоль продольной оси 115 поршня.
На фиг. 4С также показано, что головка 92 поршня может содержать по меньшей мере один второй совмещающий элемент 113, выступающий радиально наружу от наружной поверхности головки 92 поршня. По меньшей мере, один второй совмещающий элемент 113 может иметь такую форму и/или может быть выполнен таким образом, чтобы было обеспечено его взаимодействие с первым совмещающим элементом 71 (показан на фиг. 5В) плунжера 26 шприца для облегчения выравнивания поршня 88 относительно плунжера 26 шприца с целью фиксирующего захвата плунжера 26 шприца поршнем 88 с возможностью расцепления. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере часть по меньшей мере одного второго совмещающего элемента 113 может проходить под углом к направлению продольной оси 115 поршня. Например по меньшей мере один второй совмещающий элемент 113 может характеризоваться наличием направляющей поверхности 117, проходящей под углом D к продольной оси 115 поршня. Направляющая поверхность 117 предпочтительно должна быть наклонена таким образом, чтобы головка 92 поршня могла вращаться вокруг штока 90 поршня, например, вокруг оси механизма 99 одностороннего вращения, когда проксимальная центрирующая поверхность 77а первого совмещающего элемента 71 контактирует с направляющей поверхностью 117 второго совмещающего элемента 113.
В некоторых вариантах осуществления вторые совмещающие элементы 113 из числа множества вторых совмещающих элементов 113 могут отстоять друг от друга вдоль внешней окружности головки 92 поршня в радиальном направлении относительно продольной оси 115 поршня. В некоторых вариантах осуществления количество вторых совмещающих элементов 113 может быть равно общему количеству удерживающих элементов 68 и первых совмещающих элементов 71 на плунжере 26 шприца. Вторые совмещающие элементы 113 отстоят друг от друга на определенное расстояние по окружности так, что между соседними вторыми удерживающими элементами 113 может располагаться удерживающий элемент 68 или первый совмещающий элемент 71. Вторые совмещающие элементы 113 могут быть отделены друг от друга участками наружной поверхности проксимального участка 103 и/или дистального участка 105 головки 92 поршня. В вариантах осуществления с двумя или более вторыми совмещающими элементами 113 вторые совмещающие элементы 113 могут отстоять друг от друга на одинаковое расстояние. В одном из иллюстративных и неограничивающих примеров осуществления с шестью вторыми совмещающими элементами 113 с равным угловым разнесением, как это показано на фиг. 4А, каждый второй совмещающий элемент 111 отделен от вторых совмещающих элементов 113, соседствующих с ним с каждой стороны, на 60 градусов. В некоторых вариантах осуществления вторые совмещающие элементы 113 могут характеризоваться неодинаковыми угловыми размерами и/или неодинаковым угловым расстоянием между соседними вторыми совмещающими элементами 113 по окружности наружной поверхности проксимального участка 103 и/или дистального участка 105 головки 92 поршня. Радиальное расстояние до вторых совмещающих элементов 113 от продольной оси 115 поршня выбирается таким образом, чтобы оно соответствовало внутренней форме плунжера 26 шприца или могло функционально взаимодействовать с ней так, чтобы обеспечивать возможность приема одного или более удерживающего элемента 68 фиксирующим уступом 111. Фиксирующий уступ 111 может отходить в радиальном направлении перпендикулярно продольной оси 115; или же в некоторых вариантах осуществления фиксирующий уступ 111 может отходить в радиальном направлении под наклоном к продольной оси 115. В некоторых вариантах осуществления фиксирующий уступ 111 может иметь наклон, угол которого соответствует углу захвата 74, например, углу захвата, который проиллюстрирован на фиг. 3Е.
Как показано на фиг. 4С, каждая направляющая поверхность 117 вторых совмещающих элементов 113 задает направляющую траекторию, по которой проксимальная центрирующая поверхность 77а первого совмещающего элемента 71 заходит в углубление 119, заданное между соседними вторыми совмещающими элементами 113, или выходит из этого углубления. Направляющие поверхности 117 могут быть наклонены или располагаться под углом в радиальном и осевом направлении к продольной оси 115 поршня для направления перемещения проксимальных центрирующих поверхностей 77а. Направляющие поверхности 117 способствуют самовыравниванию головки 92 поршня по мере вхождения плунжера 26 шприца в соприкосновение с поршнем 88 путем направления одной или более проксимальной центрирующей поверхности 77а на плунжере 26 шприца в соответствующее углубление 119 на головке 92 поршня. Таким образом, поршень 88, продольная ось 115 которого расположена с угловым смещением относительно продольной оси 34 плунжера и одного или более первого совмещающего элемента 71, который изначально не выровнен относительно одного или более второго совмещающего элемента 113, поворачивается в направлении вращения механизма 99 одностороннего вращения и совмещается в осевом направлении и по углу таким образом, что один или более первый совмещающий элемент 71 входит в углубление 119 между соседними вторыми совмещающими элементами 113. Таким образом, один или более удерживающий элемент 68 совмещается с углублением 119 с фиксирующим уступом 111, примыкающим к углублению 119.
Один или более второй совмещающий элемент 113 может характеризоваться наличием нижней поверхности 121, наклоненной под определенным углом к продольной оси 115 поршня. Например, нижняя поверхность 121 может быть наклонена к продольной оси 115 поршня под углом Е. Угол Е может быть равен углу D направляющей поверхности 117 или отличаться от него. В другом варианте осуществления нижняя поверхность 121 может быть скруглена или наклонена так, что она сливается с проксимальной стенкой или проксимальным концом 103.
Головка 92 поршня дополнительно характеризуется наличием приводной поверхности, которая взаимодействует с приводным элементом, расположенным на плунжере 26 шприца, таким как первый кулачковый элемент 78. В некоторых вариантах осуществления приводной поверхностью на головке 92 поршня может служить второй кулачковый элемент 98 или поверхность, отходящая от кулачка. В некоторых вариантах осуществления приводная поверхность или второй кулачковый элемент 98 взаимодействует с первым кулачковым элементом 78, расположенным по меньшей мере на одном удерживающем элементе 68 плунжера 26 шприца согласно настоящему описанию. Приводная поверхность или второй кулачковый элемент 98 предпочтительно должен иметь такую форму, чтобы после относительного поворота поршня 88 и плунжера 26 шприца приводная поверхность или второй кулачковый элемент 98 вошел в зацепление с первым кулачковым элементом 78, инициируя отклонение по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 от головки 92 поршня для отсоединения захвата 74 удерживающего элемента 68 от фиксирующего уступа 111 с тем, чтобы плунжер 26 шприца вышел из зацепления с поршнем 88 и мог быть снят. В некоторых вариантах осуществления приводная поверхность или второй кулачковый элемент 98 может быть сформован на втором совмещающем элементе 113 на головке 92 поршня. Приводная поверхность или второй кулачковый элемент 98 может представлять собой поверхность, совмещенную с направлением продольной оси 115 поршня. В некоторых вариантах осуществления приводная поверхность или второй кулачковый элемент 98 может характеризоваться наличием криволинейного участка 98а, облегчающего первоначальное смещение и/или прохождение первого кулачкового элемента 78 после отклонения удерживающего элемента 68, достаточного для того, чтобы этот удерживающий элемент мог быть высвобожден. В других вариантах осуществления приводная поверхность 98 может быть выровнена в радиальном направлении и проходить параллельно продольной оси 115.
Поршень 88 выполнен с возможностью взаимодействия с плунжером 26 шприца для фиксирующего захвата плунжера 26 шприца с возможностью расцепления, как это показано на фиг. 3А. За счет зацепления поршнем 88 плунжера 26 шприца плунжер 26 шприца может быть приведен в действие для совершения им возвратно-поступательных движений в цилиндре шприца 12 (показан на фиг. 2). Приводная поверхность или второй кулачковый элемент 98 на поршне 88 взаимодействует с первым кулачковым элементом 78 по меньшей мере на одном удерживающем элементе 68 плунжера 26 шприца для фиксированного захвата плунжера 26 шприца поршнем 88 с возможностью расцепления. Кроме того, вследствие дистального расположения и - в некоторых вариантах осуществления - радиального наклона внутрь по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 зажимающее усилие между фиксирующим уступом 111 поршня 88 и захватом 74 удерживающего элемента 68 возрастает вследствие сжимающего усилия при отведении поршнем 88 плунжера 26 шприца в проксимальном направлении во время наполнения шприца. Введение плунжера 26 шприца в зацепление с поршнем 88 или взаимная фиксация указанных поршней, а также выведение плунжера 26 шприца из зацепления с поршнем 88 или разъединение указанных поршней, описаны в настоящем документе в привязке к фиг. 5А-5С. Для наглядности шприц 12, сквозное изображение которого изначально представлено на фиг. 5А, на остальных фигурах 5B-5D не показан.
Для введения плунжера 26 шприца в зацепление с поршнем 88 сначала шприц 12 вставляется в шприцевый порт 16 инъектора 10 флюида (показан на фиг. 1). После или во время вставки шприца 12 в шприцевый порт 16 могут быть задействованы различные фиксирующие механизмы (не показаны) для удержания шприца 12 в шприцевом порту 16 с целью недопущения отсоединения шприца 12 от шприцевого порта 16. Изначально плунжер 26 шприца может располагаться на проксимальном конце 20 цилиндра 18 шприца. В некоторых вариантах осуществления плунжер 26 шприца может располагаться в любом месте по оси между проксимальным концом 20 и дистальным концом 24 цилиндра 18 шприца. Затем поршень 88 может продвигаться в дистальном направлении к плунжеру 26 шприца для введения головки 92 поршня в зацепление с плунжером 26 шприца. В некоторых вариантах осуществления поршень 88 может продвигаться в дистальном направлении к плунжеру 26 шприца с помощью приводного устройства, управляемого контроллером. В других вариантах осуществления поршень 88 может продвигаться в дистальном направлении к плунжеру 26 шприца вручную.
Как показано на фиг. 5В, поршень 88 выдвигается по оси в дистальном направлении, обозначенном стрелкой А. Если поршень 88 характеризуется угловым смещением относительно плунжера 26 шприца вдоль продольной оси 115, вследствие чего первые совмещающие элементы 71 на плунжере 26 шприца оказываются не совмещенными по углу так, чтобы они могли войти в углубления 119 (показаны на фиг. 4С) на головке 92 поршня, проксимальная центрирующая поверхность 77а первого совмещающего элемента 71 на плунжере 26 шприца входит в соприкосновение с направляющей поверхностью 117 второго совмещающего элемента 113 на головке 92 поршня. Проксимальная центрирующая поверхность 77а и направляющая поверхность 117 наклонены в одном и том же направлении относительно продольных осей 34 и 115 так, что продолжающееся перемещение поршня 88 в дистальном направлении инициирует вхождение проксимальной центрирующей поверхности 77а в сцепление с направляющей поверхностью 117. Сцепление проксимальной центрирующей поверхности 77а с направляющей поверхностью 117 заставляет головку 92 поршня автоматически поворачиваться в направлении свободного вращения механизма 99 одностороннего вращения. Такое вращение головки 92 поршня выравнивает первые совмещающие элементы 71 и удерживающие элементы 68 таким образом, что они могут войти в углубления 119 между соседними вторыми совмещающими элементами 113. Таким образом, поршень 88 самовыравнивается относительно плунжера 26 шприца так, что плунжер 26 шприца может быть захвачен поршнем 88 с возможностью расцепления. Если поршень 88 выровнен по углу с плунжером 26 шприца так, что первые совмещающие элементы 71 на плунжере 26 шприца выровнены по углу со вторыми совмещающими элементами 113 на головке 92 поршня, то первые совмещающие элементы 71 и удерживающие элементы 68 на плунжере 26 шприца могут зайти в углубления 119 между соседними вторыми совмещающими элементами 113 без вращения головки 92 поршня.
Как показано на фиг. 5С, после выравнивания первых совмещающих элементов 71 и удерживающих элементов 68, которые должны зайти в углубления между соседними вторыми совмещающими элементами 113, поршень 88 продвигается дальше в дистальном направлении. Такое перемещение поршня 88 в дистальном направлении инициирует первоначальное сцепление удерживающих элементов 68 с наружной боковой стенкой дистального участка 105 головки 92 поршня. Продолжающееся перемещение головки 92 поршня в дистальном направлении инициирует отклонение удерживающих элементов 68 радиально наружу относительно продольной оси 34 плунжера из первого неотклоненного положения в первое, радиально отклоненное положение. Поршень 88 продвигается в дистальном направлении до тех пор, пока терминальный участок второго конца 72 каждого удерживающего элемента 68 не пройдет радиальный выступ 109. После этого удерживающие элементы 69 отклоняются радиально внутрь, переходя полностью или частично в свое исходное неотклоненное положение, например, под действием восстанавливающего усилия, нарастающего в удерживающих элементах 68 во время смещения в радиальном направлении. Как показано на фиг. 5D, захват 74 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 удерживается фиксирующим уступом 111, предотвращая выход плунжера 26 шприца из зацепления с головкой 92 поршня. Перемещение поршня 88 в дистальном направлении может быть остановлено, когда сенсорный элемент 79 входит в соединение по меньшей мере с частью плунжера 26 шприца, такой как крышка 58 плунжера (показана на фиг. 3Е). Плунжер 26 шприца выдерживает усилие, направленное на отсоединение поршня 88 в результате перемещение поршня 88 в дистальном и проксимальном направлении относительно цилиндра 18 шприца. В одном из вариантов осуществления удерживающие элементы 68 могут быть выполнены таким образом, что сжимающие усилия, прикладываемые к захвату 74 в результате смещения головки 92 поршня в проксимальном направлении, по существу предотвращают отклонение (или изгибание) удерживающих элементов 68 радиально наружу. Например, после захвата удерживающих элементов 68 головкой 92 поршня осевое перемещение поршня 88 не создает изгибающий момент, достаточный для отклонения удерживающих элементов 68 в радиальном направлении таким образом, чтобы инициировать отсоединение плунжера 26 шприца от поршня 88. Перемещение поршня 88 в проксимальном направлении приводит к тому, что по меньшей мере один удерживающий элемент 68 испытывает нагрузку на сжатие между первым концом 70 и вторым концом 72 так, что удерживающий элемент 68 может поддавливаться в направлении радиально внутрь, вследствие чего возрастает зажимающее усилие между плунжером 26 шприца и поршнем 88.
Для отсоединения шприца 12 от шприцевого порта 16 (показан на фиг. 1) и выведения плунжера 26 шприца из зацепления с поршнем 88 шприц 12 поворачивается по часовой стрелке или против часовой стрелки относительно продольной оси шприца в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки относительно шприцевого порта 16. Поскольку плунжер 26 шприца по существу не может свободно вращаться в цилиндре 18 шприца из-за силы трения между уплотнением 59 и внутренней поверхностью 23 боковой стенки 19 шприца (показана на фиг. 2), вращение шприца 12 также инициирует вращение плунжера 26 шприца относительно поршня 88. Направление свободного вращения механизма 99 одностороннего вращения предпочтительно противоположно направлению вращения шприца 12 во время отсоединения шприца 12 от шприцевого порта 16. Вращение шприца 12 и, соответственно, плунжера 26 шприца вокруг продольной оси 34 плунжера приводит к тому, что первый кулачковый элемент 78 на плунжере 26 шприца входит в сцепление с приводной поверхностью или вторым кулачковым элементом 98 на головке 92 поршня. Такое перемещение инициирует радиальное отклонение по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 в сторону от головки 92 поршня.
По мере отклонения по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 радиально наружу относительно продольной оси 34 плунжера захват 74 выходит из сцепления с фиксирующим уступом 111. В этом положении по меньшей мере один удерживающий элемент 68 находится в отклоненном состоянии, что позволяет плунжеру 26 шприца смещаться в осевом направлении относительно поршня 88. Такое осевое смещение плунжера 26 шприца может быть обусловлено отведением шприца 12 от шприцевого порта 16 в дистальном направлении вдоль продольной оси 15 шприца, отведением поршня 88 в проксимальном направлении в сторону от плунжера 26 шприца, или и тем и другим. После этого плунжер 26 шприца вместе со шприцем 12 может быть полностью выведен из зацепления с поршнем 88 и самим инъектором 10. В некоторых вариантах осуществления поршень 88 может быть отсоединен от плунжера 26 шприца путем поворота поршня 88 относительно его продольной оси и отведения поршня 88 в проксимальном направлении для выведения из зацепления по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 так, как это описано в настоящем документе.
На фиг. 6А и 6В проиллюстрирован плунжер 26 шприца вместе с поршнем 88 согласно еще одному из вариантов осуществления заявленного изобретения. Составные части плунжера 26 шприца, показанные на фиг. 6А и 6В, по существу аналогичны составным частям плунжера 26 шприца, описанным в настоящем документе в привязке к фиг. 3А-3С. Поскольку предшествующее описание в отношении плунжера 26 шприца, представленного в общих чертах на фиг. 3А-3С, применимо к варианту осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированного на фиг. 6А и 6В, ниже будут описаны лишь относительные различия между плунжером 26 шприца и поршнем 88, проиллюстрированных в общих чертах на фиг. 3А-4С, и плунжером 26 шприца и поршнем 88, проиллюстрированных на фиг. 6А и 6В.
В одном из иллюстративных и неограничивающих примеров осуществления настоящего изобретения с шестью фиксирующими уступами 111 с равным угловым разнесением каждый фиксирующий уступ 111 отделен от других фиксирующих уступов 111, соседствующих с ним с обеих сторон, межцентровым угловым расстоянием в 60 градусов для обеспечения совмещения с плунжером так, как это показано на фиг. 3С. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения фиксирующий уступ 111 может характеризоваться неодинаковыми угловыми размерами и/или неодинаковым угловым расстоянием между ним и соседними фиксирующими уступами 111 по внешней окружности поршня 88. В другом иллюстративном и неограничивающем примере осуществления настоящего изобретения с двумя и более фиксирующими уступами 111 каждый удерживающий фиксирующий уступ 111 отделен от соседствующих с ним с обеих сторон фиксирующих уступов 111 межцентровым угловым расстоянием, кратным 60 градусам; и более того, каждый фиксирующий уступ 111 характеризуется угловыми размерами менее 60 градусов, например 15-45 градусов. Это позволяет вывести плунжер 26 шприца из зацепления с поршнем 88, выполнив относительный поворот на 15-45 градусов. В необязательном варианте относительный поворот составляет менее 30 градусов. Радиальное расстояние по меньшей мере до одного фиксирующего уступа 111 от продольной оси 34 плунжера выбирается таким образом, чтобы оно соответствовало аналогичному радиальному расстоянию по меньшей мере до одного удерживающего элемента 68 плунжера согласно настоящему описанию или могло функционально взаимодействовать с ним.
На фиг. 6А и 6В представлен плунжер 260 согласно еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Для наглядности цилиндр 18 шприца 12 на фиг. 6А и 6В не показан. Плунжер 260 включает тело 320 плунжера, задающее продольную ось 340 плунжера и имеющее проксимальный конец 360, дистальный конец 380 и кольцевую боковую стенку 390, соединяющую между собой проксимальный конец 360 и дистальный конец 380. Боковая стенка 390 может характеризоваться одинаковой или неодинаковой толщиной между проксимальным концом 360 и дистальным концом 380. Тело 320 плунжера может быть выполнено из стекла, металла или подходящей пластмассы медицинского назначения.
На фиг. 6А и 6В также показано, что тело 320 плунжера включает внутреннюю полость 400 с коническим участком 420 на дистальном конце 380 тела 320 плунжера и цилиндрическим участком 440 на проксимальном конце 360 тела 320 плунжера. Конический участок 420 может быть сформован заодно с цилиндрическим участком 440. В некоторых вариантах осуществления конический участок 420 может быть прикреплен или иным образом соединен с цилиндрическим участком 440 тела 320 плунжера, например, посредством фрикционной посадки и/или с помощью клея, методом сварки или путем отливки. Конический участок 420 может иметь усеченный конец 460 с центральным отверстием 480. В некоторых вариантах осуществления дистальный конец 380 тела 320 плунжера может быть закрыт. В некоторых вариантах осуществления плунжер 260 может быть снабжен крышкой поршня, такой как крышка 58 плунжера, выполненной с возможностью закрытия по меньшей мере части наружной поверхности тела 320 плунжера.
На фиг. 6А и 6В также показано, что плунжер 260 может содержать по меньшей мере один упруго отклоняемый удерживающий элемент 680 (именуемый в настоящем документе удерживающим элементом 680), отходящий от тела 320 плунжера в дистальном направлении. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один упруго отклоняемый удерживающий элемент 680 может отходить в дистальном направлении и радиально внутрь от внутренней поверхности 520 внутренней полости 400 тела 320 плунжера. По меньшей мере, один упруго отклоняемый удерживающий элемент 680 включает первый сегмент или первый конец 700, соединенный с телом 320 плунжера, и второй сегмент или второй конец 720, радиально отклоняемый относительно первого конца 700. Как было указано в настоящем документе, второй конец 720 может отклонять в радиальном направлении относительно первого конца 700, когда по меньшей мере один удерживающий элемент 680 входит в зацепление с поршнем 10 флюида (показан на фиг. 1). Первый конец 700 и второй конец 720 могут отстоять друг от друга на определенное расстояние в направлении, проходящем по существу вдоль продольной оси 340 плунжера 260. По меньшей мере, один удерживающий элемент 680 может быть прямолинейно или криволинейно непрерывным между первым концом 700 и вторым концом 720.
В некоторых вариантах осуществления может быть обеспечено множество удерживающих элементов 680, разнесенных по окружности внутренней поверхности 520 внутренней полости 400 в радиальном направлении от продольной оси 340 плунжера. В таких вариантах осуществления удерживающие элементы 680 отделены друг от друга участками внутренней поверхности 520 внутренней полости 400. В вариантах осуществления, где обеспечено более одного удерживающего элемента 680, удерживающие элементы 680 могут быть разнесены с равными интервалами. В одном иллюстративном и неограничивающем примере осуществления с тремя удерживающими элементами 680 с равным угловым разнесением, центр каждого удерживающего элемента 680 отстоит от центра других удерживающих элементов 680, соседствующих с ним с каждой стороны, на 120 градусов. В другом иллюстративном и неограничивающем примере осуществления с шестью удерживающими элементами 680 с равным угловым разнесением центр каждого удерживающего элемента 680 отстоит от центра других удерживающих элементов 680, соседствующих с ним с каждой стороны, на 60 градусов. В некоторых вариантах осуществления удерживающие элементы 680 могут характеризоваться неодинаковыми угловыми размерами и/или неодинаковым угловым интервалом между удерживающими элементами 680 по окружности внутренней поверхности 520 внутренней полости 400. Радиальное расстояние по меньшей мере до одного удерживающего элемента 680 от продольной оси 340 плунжера выбирается таким образом, чтобы оно соответствовало признакам на внешней окружности поршня согласно настоящему описанию.
В некоторых вариантах осуществления один или более удерживающий элемент 680 может располагаться параллельно продольной оси 340. В других вариантах осуществления один или более удерживающий элемент 680 может иметь наклон к продольной оси 340. Например, один или более удерживающий элемент 680 может быть наклонен внутрь к продольной оси 340 в направлении от первого конца 700 ко второму концу 720.
На фиг. 6А и 6В также показано, что второй конец 720 удерживающего элемента 680 характеризуется наличием по меньшей мере одного захвата 740. По меньшей мере, один захват 740 может представлять собой терминальную поверхность второго конца 720 удерживающего элемента 680. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один захват 740 может выступать в радиальном направлении от удерживающего элемента 680. Например по меньшей мере один захват 740 может выступать радиально внутрь в сторону продольной оси 340 тела 320 плунжера. Как указано в настоящем документе по меньшей мере один захват 740 обладает формой, обеспечивающей его прием по меньшей мере частичновыемкой на поршне для фиксации с возможностью расцепления по меньшей мере одного удерживающего элемента 680 относительно поршня. По меньшей мере, один захват 740 может быть выполнен заодно со вторым концом 720 по меньшей мере одного удерживающего элемента 680; или же он может быть прикреплен или иным образом соединен со вторым концом 720 по меньшей мере одного удерживающего элемента 680, например, посредством фрикционной посадки и/или с помощью клея, методом сварки или путем отливки. В других вариантах осуществления по меньшей мере один захват 740 может быть сформован на втором конце 720 по меньшей мере одного удерживающего элемента 680 методом травления, лазерной резки или механической обработки.
На фиг. 6А и 6В также показано, что плунжер 260 может содержать по меньшей мере один первый кулачковый элемент 780, расположенный между первым концом 700 и вторым концом 720 удерживающего элемента 680. По меньшей мере, один первый кулачковый элемент 780 выполнен с возможностью взаимодействия с поршнем 10 флюида (показан на фиг. 1) для отклонения по меньшей мере одного удерживающего элемента в радиальном направлении при повороте плунжера 260 относительно поршня согласно настоящему описанию. Положение по меньшей мере одного первого кулачкового элемента 780 между первым концом 700 и вторым концом 720 удерживающего элемента 680 обеспечивает возможность увеличения радиального отклонения по меньшей мере одного первого кулачкового элемента 780 при относительном повороте плунжера 260 и поршня 880 инъектора (см. фиг. 7А и 7В) в сравнении с вариантом, когда по меньшей мере один первый кулачковый элемент 780 расположена втором конце 720. По меньшей мере, один первый кулачковый элемент 780 может проходить параллельно поверхности удерживающего элемента 680. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один кулачковый элемент 780 может иметь наклон относительно поверхности удерживающего элемента 680.
В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один первый кулачковый элемент 780 выступает радиально внутрь к продольной оси 340 тела 320 плунжера. В других вариантах осуществления по меньшей мере один первый кулачковый элемент 780 выступает радиально наружу относительно продольной оси 340 тела 320 плунжера. Положение по меньшей мере одного первого кулачкового элемента 780 между первым концом 700 и вторым концом 720 удерживающего элемента 680 может свести к минимуму выступание по меньшей мере одного первого кулачкового элемента 780 в радиальном направлении; однако при этом сохраняется возможность полного отклонения по меньшей мере одного удерживающего элемента 780 в радиальном направлении при повороте плунжера 260 относительно поршня 880 инъектора, как это описано в настоящем документе. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один первый кулачковый элемент 780 может занимать по меньшей мере часть по меньшей мере одного захвата 740. Может быть обеспечено множество первых кулачковых элементов 780, разнесенных по длине удерживающего элемента 680 между его первым концом 700 и вторым концом 720. По меньшей мере, один первый кулачковый элемент 780 может быть выполнен заодно по меньшей мере с одним удерживающим элементом 680; или же он может быть прикреплен или иным образом соединен по меньшей мере с одним удерживающим элементом 680, например, посредством фрикционной посадки и/или с помощью клея, методом сварки или путем отливки. В других вариантах осуществления по меньшей мере один первый кулачковый элемент 780 может быть сформован по меньшей мере на одном удерживающем элементе 680 методом травления, лазерной резки или механической обработки.
Как показано на фиг. 6А по меньшей мере один первый кулачковый элемент 780 может быть снабжен по меньшей мере одним зубом 800, выполненным с возможностью вхождения в зацепление с соответствующим пазом на поршне. По меньшей мере, один зуб 800 по меньшей мере на одном первом кулачковом элементе 780 предпочтительно имеет такую форму, которая, в общем, соответствует форме ответного паза на поршне. Каждый зуб 800 может иметь вершину 820, которая ведет в паз 840, например, вдоль зацепляющей поверхности 860. По меньшей мере, один зуб 800 по меньшей мере на одном первом кулачковом элементе 780 может иметь форму зуба передачи прямозубой или косозубой формы. Хотя на фиг. 6А и 6В проиллюстрирован один неограничивающий пример осуществления по меньшей мере одного первого кулачкового элемента 780, предполагается, что он может характеризоваться и иной формой. Например по меньшей мере один первый кулачковый элемент 780 по меньшей мере одного удерживающего элемента 680 может характеризоваться в общем круглой, треугольной, квадратной, прямоугольной или любой иной подходящей многоугольной формой или поперечным сечением. В каждом варианте осуществления по меньшей мере один первый кулачковый элемент 780 выполнен с возможностью вхождения в зацепление по меньшей мере частично с поршнем, инициируя отклонение по меньшей мере одного удерживающего элемента 680 от поршня при повороте плунжера 260 относительно поршня. В общем по меньшей мере один первый кулачковый элемент 780 может характеризоваться по меньшей мере одной рифленой, гофрированной или многоуровневой поверхностью, которая имеет или сложную, или симметрично или несимметрично повторяющуюся форму, и которая выполнена с возможностью вхождения в зацепление с соответствующим кулачковым элементом на поршне флюида.
На фиг. 6А и 6В также показано, что поршень 360 шприца может содержать по меньшей мере один первый совмещающий элемент 825, расположенный между первым концом 700 и вторым концом 720 удерживающего элемента 680. Первый совмещающий элемент 825 характеризуется наличием проксимального края или кончика 826, дистального края 827 и проксимальной центрирующей поверхности 828. Первый совмещающий элемент 825 взаимодействует со вторым совмещающим элементом 1010 (показан на фиг. 7А), расположенным на головке 920 поршня, для направления, самовыравнивания, перемещения или приведения в движение поршня 360 шприца и поршня 880 инъектора с их поворотом так, чтобы они надлежащим образом выравнивались относительно друг друга по углу для их соединения или вхождения во взаимное зацепление и последующего расцепления. Проксимальная центрирующая поверхность 828 может представлять собой непрерывную поверхность или состоять из множества отдельных поверхностей, взаимодействующих таким образом, чтобы обеспечивать непрерывное совмещение при взаимодействии со вторым совмещающим элементом 925 головки 920 поршня во время вхождения плунжера и поршня во взаимное зацепление. В необязательном варианте первый совмещающий элемент 825 может располагаться на удерживающем элементе 680; может являться частью первого кулачкового элемента 780; и/или может быть жестко соединен с еще одним вариантом осуществления плунжера 260.
Как показано на фиг. 7А, поршень 880 инъектора выполнен с возможностью введения и отведения из корпуса 14 инъектора 10 флюида (показан на фиг. 1) с помощью приводного устройства (не показано), предпочтительно содержащегося в корпусе 14. Приводным устройством может служить, например, электродвигатель, гидравлическая или пневматическая система с соответствующей зубчатой передачей (не показана). Инъектор 10 флюида, известный в данной области техники, может также содержать контроллер для управления работой приводного устройства и, соответственно, работой поршня 880 инъектора.
На фиг. 7А также показано, что поршень 880 инъектора включает шток 900 и головку 920 поршня на дистальном конце штока 900. Поршень 900 инъектора выполнен из относительно жесткого материала, такого как металл или пластмасса, обладающая устойчивостью к деформации вследствие многократно повторяющихся циклов введения в зацепление/выведения из зацепления с плунжером 260. Головка 920 поршня характеризуется по существу цилиндрической структурой с заостренным или коническим дистальным концом 940, выполненным с возможностью вхождения по меньшей мере частично во внутреннюю полость 400 плунжера 260. В некоторых вариантах осуществления может быть обеспечен сенсорный элемент 1500, такой как подпружиненный штифт, соединенный с датчиком. Сенсорный элемент 1500 может располагаться вдоль продольной оси поршня 880 инъектора и проходить по меньшей мере частично через головку 920 поршня. Сенсорный элемент 1500 может быть выполнен с возможностью индикации контакта с поверхностью, такой как поверхность плунжера 260 и/или крышки 58 плунжера (показана на фиг. 3Е), и управления перемещением поршня 880 инъектора, исходя из считанного состояния. Например, первоначальный контакт между сенсорным элементом 1500 и плунжером 260 и/или крышкой 58 плунжера может инициировать отведение штифта в проксимальном направлении с тем, чтобы он вошел в контакт с датчиком. Датчик может быть соединен с приводным механизмом поршня 880 инъектора таким образом, чтобы после активации датчика штифтом датчик мог управлять перемещением приводного механизма. Например, приводной механизм может быть остановлен, или же его ход может быть замедлен с переходом с первой скорости на вторую, малую скорость.
Проксимальный конец 960 головки 920 поршня снабжен приводным элементом, который взаимодействует с приводным элементом на плунжере 260, таким как первый кулачковый элемент 780. В некоторых вариантах осуществления приводным элементом на головке 920 поршня может служить второй кулачковый элемент 980. В некоторых вариантах осуществления второй кулачковый элемент 980 представляет собой зуб передачи 990, который проходит по меньшей мере частично по внешней окружности головки 920 поршня. Второй кулачковый элемент 980 выполнен с возможностью взаимодействия с первым кулачковым элементом 780, расположенным по меньшей мере на одном удерживающем элементе 260 согласно представленному описанию. Второй кулачковый элемент 980 предпочтительно имеет такую форму, чтобы после самовыравнивания с проворачиванием поршня 880 инъектора и плунжера 260 относительно друг друга он мог войти в зацепление с первым кулачковым элементом 780, инициируя отклонение по меньшей мере одного удерживающего элемента 680 от головки 910 поршня, достаточное для того, чтобы плунжер 260 можно было отсоединить от поршня 880 инъектора.
В некоторых вариантах осуществления второй кулачковый элемент 980 может проходить параллельно продольной оси 340.
В других вариантах осуществления второй кулачковый элемент 980 может иметь наклон относительно продольной оси 340. Например, второй кулачковый элемент 980 может быть наклонен к продольной оси 340 под углом, соответствующим углу наклона по меньшей мере одного удерживающего элемента 680. В различных вариантах осуществления, вне зависимости от угловой ориентации по меньшей мере одного удерживающего элемента 680, первый кулачковый элемент 780 предпочтительно проходит параллельно второму кулачковому элементу 980.
На фиг. 7А и 7В также показано, что головка 920 поршня может содержать второй совмещающий элемент 1010, взаимодействующий с первым совмещающим элементом 825 (показан на фиг. 6В), расположенным на плунжере 260. Совмещающий элемент 1010 характеризуется наличием первой кромки 927, второй кромки 926 и поверхности 928 между первой кромкой 927 и второй кромкой 926. Профиль и размеры поверхности 928, положение первой кромки 927 и второй кромки 926 второго совмещающего элемента 1010 в продольном, радиальном и окружном направлении выбираются таким образом, чтобы они могли взаимодействовать с соответствующими кромками и поверхностями первого совмещающего элемента 825 с целью обеспечения вращающего усилия и вращательного движения по мере сближения друг с другом поршня 880 инъектора и плунжера 260 в осевом направлении. Головка 920 поршня и необязательно кольцо 1100 могут быть соединены со штоком 900 поршня через механизм 99 одностороннего вращения, такой как механизм 99 одностороннего вращения, описанный в настоящем документе в привязке к фиг. 4В, с тем, чтобы поршень 880 инъектора и плунжер 260 могли быть выровнены по углу вследствие взаимодействия первой и второй центрирующих поверхностей. В альтернативном варианте при достаточной малой величине поворота упругость или относительное смещение крышки плунжера (показана на фиг. 3Е) относительно цилиндра шприца может быть достаточным, чтобы плунжер 260 мог быть выровнен по углу относительно головки 920 поршня.
На фиг. 7А и 7В также показано, что поршень 880 инъектора может быть снабжен кольцом 950, охватывающим по меньшей мере частично шток 900 и/или головку 920 поршня. Кольцо 950 может выступать радиально наружу относительно наружной радиальной поверхности штока 900 и головки 920 поршня так, что между поршнем 880 и кольцом 950 инъектора образуется кольцевой зазор 970. Кольцо 950 может характеризоваться открытым верхним концом и глухим нижним концом, заданным нижней боковой стенкой 1000, которая соединяет кольцо 950 со штоком 900 и/или головкой 920 поршня. Нижняя боковая стенка 1000 задает гнездо 1020 под первый конец 1040 упруго-эластичного элемента, такого как пружина 1060, который охватывает шток 900. В других вариантах осуществления гнездо 1020 может представлять собой радиальный фланец, отступающий от наружной поверхности штока 900. Второй конец 1080 пружины 1060 входит в зацепление с проксимальным концом подвижного захватного кольца 1100. Захватное кольцо 1100 имеет по существу круглую форму и охватывает по меньшей мере частично внешнюю окружность штока 900. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере часть наружного диаметра захватного кольца 1100 может быть такой же, что и наружный диаметр головки 920 поршня или превышать его. Пружина 1060 смещает захватное кольцо 1100 в сторону первого радиального выступа 1120 головки 920 поршня. Захватное кольцо 1100 выполнено подвижным в осевом направлении с возможностью перемещения между первым положением, в котором захватное кольцо 1100 входит в зацепление с первым радиальным выступом 1120 головки 920 поршня, и вторым положением, в котором пружина 1060 сжимается, а захватное кольцо 1100 отклоняется по меньшей мере частью по меньшей мере одного удерживающего элемента 680 в сторону нижней боковой стенки 1000 кольца 950. В некоторых вариантах осуществления захватное кольцо 1100 может быть выполнено с возможностью перемещения между первым положением и вторым положением за счет поддавливания контактом, например, с первым концом 700 по меньшей мере одного удерживающего элемента 680. Для ограничения перемещения захватного кольца 1100 во второе положение может быть обеспечен упорный элемент (не показан). Во время выхода плунжера 260 из зацепления с поршнем 880 инъектора захватное кольцо 1100 поджимает по меньшей мере один удерживающий элемент 680 в дистальном направлении за счет восстанавливающего усилия, прикладываемого пружиной 1060. В некоторых вариантах осуществления захватное кольцо 1100 может характеризоваться наличием радиальной кромки 1530 с канавками, выполненной с возможностью вхождения в зацепление с первым кулачковым элементом 780 по меньшей мере одного удерживающего элемента 680.
На фиг. 7А и 7В также показано, что головка 920 поршня дополнительно задает второй радиальный выступ 1510 на дистальном конце по меньшей мере одного второго кулачкового элемента 980. Когда плунжер 260 входит в зацепление с поршнем 880 инъектора, второй радиальный выступ 1510 выполняет функцию удерживающей поверхности для по меньшей мере одного захвата 740 по меньшей мере одного удерживающего элемента 680. Головка 920 поршня может дополнительно содержать направляющие канавки 1520, отходящие в дистальном направлении от второго радиального выступа 1510. В некоторых вариантах осуществления направляющие канавки 1520 могут иметь форму, соответствующую форме первого кулачкового элемента 780. Таким образом, зуб 800 первого кулачкового элемента 780 может направляться в направляющую канавку 1520 по мере сближения плунжера 260 и головки 920 поршня.
Описав конструкцию плунжера 260 и поршня 880 инъектора согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, носящего неограничительный характер, перейдем теперь к описанию введения плунжера 260 в зацепление с поршнем 880 инъектора и его выведение из зацепления с поршнем 880 инъектора в привязке к фиг. 7А-12В. Для наглядности шприц 12, сквозное изображение которого изначально представлено на фиг. 7А, на остальных фигурах 7В-12В не показан.
Для введения плунжера 260 в зацепление с поршнем 880 инъектора сначала шприц 12 вставляется в шприцевой порт 16 инъектора 10 флюида согласно представленному описанию. После вставки шприца 12 в шприцевый порт 16 могут быть задействованы различные фиксирующие механизмы (не показаны) для удержания шприца 12 с возможностью его съема в шприцевом порту 16 с целью недопущения отсоединения шприца 12 от шприцевого порта 16. Изначально плунжер 260 может располагаться на проксимальном конце 20 цилиндра 18 шприца. В некоторых вариантах осуществления плунжер 260 может располагаться в любом месте по оси между проксимальным концом 20 и дистальным концом 24 цилиндра 18 шприца. Затем поршень 880 инъектора может продвигаться в дистальном направлении к плунжеру 260 для введения головки 920 поршня в зацепление с плунжером 260. В некоторых вариантах осуществления поршень 880 инъектора может продвигаться в дистальном направлении к плунжеру 260 с помощью приводного устройства, управляемого контроллером. В других вариантах осуществления поршень 880 инъектора может выдвигаться в дистальном направлении к плунжеру 260 вручную.
Как показано на фиг. 8А и 8В, поршень 880 инъектора выдвигается по оси в дистальном направлении таким образом, что по меньшей мере часть заостренного или конического дистального конца 940 головки 920 поршня входит в контакт по меньшей мере с одним удерживающим элементом 680 плунжера 260. Первоначально по меньшей мере часть головки 920 поршня, такая как направляющие канавки 1520, входит в контакт с первым совмещающим элементом 825 (показан на фиг. 6В), например по меньшей мере на одном удерживающем элементе 680. Головка 920 поршня может быть соединена со штоком 900 поршня через механизм 99 одностороннего вращения, такой как механизм 99 одностороннего вращения, описанный в настоящем документе в привязке к фиг. 4В, с тем, чтобы поршень 880 инъектора и плунжер 260 могли быть выровнены по углу вследствие взаимодействия первой и второй центрирующих поверхностей. В альтернативном варианте при достаточной малой величине поворота упругость или относительное смещение крышки плунжера (показана на фиг. 3Е) относительно цилиндра шприца может быть достаточным, чтобы плунжер 260 мог быть выровнен по углу относительно головки 920 поршня.
Вследствие того по меньшей мере один удерживающий элемент 680 расположенпод наклоном к продольной оси, непрерывное осевое перемещение головки 920 поршня относительно плунжера 260 инициирует отклонение по меньшей мере одного удерживающего элемента 680 радиально наружу при контакте между по меньшей мере одним удерживающим элементом 680 и наружной поверхностью головки 920 поршня. В одном из вариантов осуществления с множеством удерживающих элементов 680, каждый из этих удерживающих элементов 680 может отклоняться радиально наружу относительно головки 920 поршня.
Как показано на фиг. 9А и 9В, во время непрерывного осевого перемещения поршня 880 инъектора в дистальном направлении по меньшей мере часть удерживающего элемента входит в зацепление с дистальным концом захватного кольца 1100. Например, в зацепление с дистальным концом захватного кольца 1100 может входить первый конец 720 и/или первый кулачковый элемент 780 удерживающего элемента 680. Контакт между по меньшей мере частью удерживающего элемента 680 и дистальным концом захватного кольца 1100 поджимает захватное кольцо 1100 в направлении, противоположном действию восстанавливающего усилия, прикладываемого пружиной 1060, и в сторону от первого радиального выступа 1120 головки 920 поршня.
Как показано на фиг. 10А и 10В по меньшей мере часть удерживающего элемента 680, такая как первый конец 720 и/или первый кулачковый элемент 780 удерживающего элемента 680, поджимает захватное кольцо 1100 в проксимальном направлении, преодолевая восстанавливающее усилие, прикладываемое пружиной 1060. Тело по меньшей мере одного удерживающего элемента 680 характеризуется изначально присущим ему восстанавливающим усилием, нарастающим в материале по меньшей мере одного удерживающего элемента 680, когда по меньшей мере один удерживающий элемент 680 отклоняется от своего естественного неотклоненного положения, переходя в радиально отклоненное положение. Благодаря этому изначально присущему восстанавливающему усилию, которое возрастает в теле по меньшей мере одного удерживающего элемента 680 во время радиального отклонения по меньшей мере одного удерживающего элемента 680, второй конец 720 и/или захват 740 заскакивает в радиальном направлении за второй радиальный выступ 1510. Такое радиальное смещение второго конца 720 и/или захвата 740 также или дополнительно вводит первый кулачковый элемент 780 на плунжере 260 в зацепление со вторым кулачковым элементом 980 на головке 920 поршня. В частности, вершины 820 первого кулачкового элемента 780 заходят в паз 103 второго кулачкового элемента 980, а паз первого кулачкового элемента 780 принимает вершины 101 второго кулачкового элемента 980 (см. фиг. 6А и 7А). Таким образом, зацепляющая поверхность 860 первого кулачкового элемента 780 захватывается зацепляющей поверхностью 105 второго кулачкового элемента 980. Захватное кольцо 1100 поддерживает контакт по меньшей мере с частью удерживающего элемента 680 так, что второй конец 720 и/или захват 740 прижимается ко второму радиальному выступу 1510. После фиксации плунжера 260 на головке 920 поршня за счет зацепления второго конца 720 и/или захвата 740 за второй радиальный выступ 1510 головки 920 поршня плунжер 260 может выдерживать усилие, направленное на его отсоединение от поршня 880 инъектора в результате смещения поршня 880 инъектора в дистальном и проксимальном направлении относительно цилиндра 18 шприца. 18. В одном из вариантов осуществления второй конец 720 и/или захват 740 может быть выполнен таким образом, что сжимающие усилия, действующие на второй конец 720 и/или захват 740 в результате смещения поршня 880 инъектора в проксимальном направлении, по существу предотвращают отклонение (или изгибание) захвата 740 радиально наружу. Например, после зацепления захвата 740 осевое смещение поршня 880 инъектора не создает изгибающий момент, который мог бы отклонить захват 740 в радиальном направлении, что привело бы к отсоединению плунжера 260 от поршня 880 инъектора.
Для отсоединения шприца 12 от шприцевого порта 16 (показан на фиг. 1) и выведения плунжера 260 из зацепления с поршнем 880 инъектора шприц 12 поворачивается по часовой стрелке или против часовой стрелки относительно продольной оси шприца в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки относительно шприцевого порта 16. Поскольку плунжер 260 по существу не может свободно вращаться в цилиндре 18 шприца из-за силы трения между уплотнением 59 плунжера и внутренней поверхностью 23 боковой стенки 19 шприца, вращение шприца 12 также инициирует вращение плунжера 260 относительно поршня 880 инъектора. Как показано на фиг. 11А и 11В, вращение плунжера 260 вокруг своей продольной оси 340 приводит к тому, что первый кулачковый элемент 780 на плунжере 260 входит в зацепление со вторым кулачковым элементом 980 на головке 920 поршня. В частности, вращательное движение плунжера 260 приводит к тому, что зацепляющая поверхность 860 первого кулачкового элемента 780 проходит по зацепляющей поверхности 105 второго кулачкового элемент 980 так, что вершины 820 первого кулачкового элемента 780 выходят из пазов 101 второго кулачкового элемента 980 в направлении вершин 101 второго кулачкового элемента 980. Такое перемещение вызывает радиальное отклонение по меньшей мере одного удерживающего элемента 680 в сторону от головки 920 поршня. Максимальное радиальное отклонение по меньшей мере одного удерживающего элемента 680 достигается тогда, когда вершины 820 первого кулачкового элемента 780 на плунжере 260 располагаются над вершинами 101 второго кулачкового элемента 980 на головке 920 поршня или совмещены с этими вершинами 101.
По мере отклонения по меньшей мере одного удерживающего элемента 680 радиально наружу относительно продольной оси 340 плунжера второй конец 720 и/или захват 740 отходит от второго радиального выступа 1510 головки 920 поршня. По мере выхода захвата 740 из зацепления захватное кольцо 1100 выдвигается в дистальном направлении под действием восстанавливающего усилия пружины 1060. Как показано на фиг. 12А и 12В, дистальное перемещение захватного кольца 1100 приводит к тому, что оно сохраняет положение по меньшей мере одного удерживающего элемента 680, отклоненного радиально наружу, например, за счет захождения по меньшей мере под один из сегментов по меньшей мере одного первого кулачкового элемента 780 или иной части по меньшей мере одного удерживающего элемента 680. В этом положении по меньшей мере один удерживающий элемент 680 удерживается в отклоненном состоянии, что позволяет плунжеру 260 смещаться в осевом направлении относительно поршня 880 инъектора. Такое осевое смещение поршня 360 шприца может быть обусловлено отведением шприца 12 от шприцевого порта 16 в дистальном направлении вдоль продольной оси 15 шприца или отведением поршня 880 инъектора в проксимальном направлении в сторону от плунжера 260. После этого плунжер 260 вместе со шприцем 12 может быть полностью выведен из зацепления с поршнем 880 инъектора и самим инъектором 10. В некоторых вариантах осуществления поршень 880 инъектора может быть отсоединен от плунжера 260 путем поворота поршня 880 инъектора относительно его продольной оси и отведения поршня 880 инъектора в проксимальном направлении для выведения из зацепления по меньшей мере одного удерживающего элемента 680 так, как это описано в настоящем документе.
Как показано на фиг. 13, первый переходник 114 может быть соединен с несовместимым поршнем Р шприца без по меньшей мере одного удерживающего элемента 68, описанного в настоящем документе, для вхождения в зацепление с возможностью расцепления с поршнем 88, снабженным головкой 92 со вторым кулачковым элементом 98 согласно одному из вариантов осуществления, описанных в настоящем документе. В различных вариантах осуществления первый переходник 114 может быть соединен с поршнем Р шприца для последующего вхождения в зацепление с поршнем 88. Например, первый переходник 114 может быть соединен с несовместимым поршнем Р шприца с возможностью съема или без возможности съема. Такой первый переходник 114 может иметь узел сопряжения, снабженный по меньшей мере одним удерживающим элементом 68 с первым кулачковым элементом 78 согласно различным вариантам осуществления, описанным в настоящем документе. Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения первый переходник 114 может быть соединен с возможностью съема с инъектором, снабженным поршнем, описанным в настоящем документе. Первый переходник 114 и поршень Р шприца могут быть соединены между собой до их соединения с поршнем 88; или же первый переходник 114 может быть соединен с поршнем 88 до подсоединения первого переходника 114 к поршню Р шприца. Первый переходник 114 и поршень Р шприца могут быть отсоединены от поршня 88 после использования; при этом первый переходник 114 может быть утилизирован вместе с поршнем Р шприца; или же он может быть отсоединен от поршня Р шприца и сохранен для последующего использования с другим поршнем Р шприца. В альтернативном варианте первый переходник 114 может быть обратимо или необратимо соединен с поршнем 88 для использования с множеством шприцов.
В одном из вариантов осуществления поршень Р шприца, который несовместим с поршнем 88, описанным в настоящем документе, может захватываться первой частью 116 первого переходника 114 с возможностью или без возможности съема. Первый переходник 114 позволяет соединительному устройству 118 несовместимого поршня Р шприца войти в соединение с соответствующим соединительным устройством 215 на первом переходнике 114 таким образом, чтобы поршень Р шприца мог быть зафиксирован на первом переходнике 114. В некоторых вариантах осуществления первый переходник 114 может содержать отдельный механизм для вхождения в зацепление и выхода из зацепления с поршнем Р шприца, когда первый переходник 114 остается соединенным с поршнем 88. Вторая часть 120 первого переходника 114 может быть снабжена по меньшей мере одним удерживающим элементом 68 согласно любому из вариантов осуществления, описанных в настоящем документе. В некоторых вариантах осуществления первый переходник 114 может включать в себя по меньшей мере один удерживающий элемент 68, который может содержать приводной элемент, такой как первый кулачковый элемент 78, описанный в настоящем документе в привязке к фиг. 3А и 3В; первый кулачковый элемент 780, описанный в настоящем документе в привязке к фиг. 6А-12В; первый кулачковый элемент 78, показанный на фиг. 15A-15G; первый кулачковый элемент 78, показанный на фиг. 20A-20D; первый кулачковый элемент 78, показанный на фиг. 21А-21С; первый кулачковый элемент 78, показанный на фиг. 22A-22D; первый кулачковый элемент 78, показанный на фиг. 23A-23D; и/или первый кулачковый элемент 78, показанный на фиг. 24А-24С. Вторая часть 120 первого переходника 114 может быть соединена с возможностью съема с инъектором, снабженным поршнем 88 с головкой 92 поршня согласно любому варианту осуществления, описанному в настоящем документе. Таким образом, могут быть использованы различные несовместимые поршни Р. Первый переходник 114 может соединяться с инъектором, снабженным поршнем 88 с головкой 92 согласно любому варианту осуществления, описанному в настоящем документе, на непостоянной основе, на постоянной основе или на полупостоянной основе, что дает возможность использовать с этим инъектором поршни Р шприца с альтернативными соединительными устройствами.
Как показано на фиг. 14, плунжер 26 шприца может соединяться с инъектором, который не включает поршень 88 с головкой 92 согласно какому-либо варианту осуществления, описанному в настоящем документе, через второй переходник 122. В различных вариантах осуществления второй переходник 122 может соединяться с плунжером 26 шприца, содержащим по меньшей мере один удерживающий элемент 68 согласно любому варианту осуществления, описанному в настоящем документе, для последующего вхождения в зацепление с несовместимым поршнем Р' инъектора. Например, второй переходник 122 может быть соединен с плунжером 26 шприца с возможностью расцепления или на постоянной основе. Такой второй переходник 122 может быть снабжен узлом сопряжения, который характеризуется признаками головки 92 поршня согласно различным вариантам осуществления, описанным в настоящем документе. Второй переходник 122 и плунжер 26 шприца могут быть соединены между собой до их соединения с поршнем Р' инъектора; или же второй переходник 122 может быть соединен с поршнем Р' инъектора до подсоединения второго переходника 122 к плунжеру 26 шприца. Второй переходник 122 и плунжер 26 шприца могут быть отсоединены от поршня Р' инъектора после использования; при этом второй переходник 122 может быть утилизирован вместе с плунжером 26 шприца; или же он может быть отсоединен от использованного плунжера 26 шприца и сохранен для последующего использования с другим плунжером 26 шприца.
В одном из вариантов осуществления первая часть 124 второго переходника 122 может быть выполнена с возможностью вхождения в зацепление с плунжером 26 шприца, несовместимым для использования с поршнем Р' инъектора, с возможностью расцепления или на постоянной основе. Второй переходник 122 обеспечивает вхождение соединительного устройства 126 несовместимого поршня Р' инъектора в зацепление с соответствующим соединительным устройством 125 на втором переходнике 122. Вторая часть 128 второго переходника 122 может характеризоваться признаками головки 92 поршня согласно вариантам осуществления, описанным в настоящем документе. В некоторых вариантах осуществления вторая часть 128 может содержать второй кулачковый элемент 98, описанный в настоящем документе в привязке к фиг. 4А, 15А, 20A и/или 24А, и/или второй кулачковый элемент 980, описанный в настоящем документе в привязке к фиг. 7А. Вторая часть 128 второго переходника 122 может быть соединена с плунжером 26 шприца, описанным в настоящем документе, с возможностью расцепления. Таким образом, плунжер 26 шприца может соединяться с различными несовместимыми инъекторами с использованием второго переходника 122.
На фиг. 15A-15G проиллюстрирован поршень 88 и плунжер 26 шприца согласно еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Поршень 88 выполнен с возможностью взаимодействия с плунжером 26 шприца (показан на фиг. 15С) для фиксирующего захвата плунжера 26 шприца таким образом, чтобы плунжер 26 шприца мог быть приведен в действие для совершения им возвратно-поступательных движений в цилиндре шприца 12 (показан на фиг. 2).
На фиг. 15А также показано, что поршень 88 включает шток 90 и головку 92 поршня, сформованную на дистальном конце штока 90. Головка 92 поршня выполнена из жесткого материала, такого как металл или пластмасса, устойчивая к деформации. Шток 90 может содержать полость 91 для сбора флюида, который может каплями просачиваться из шприца, и кольцо 93, охватывающее полость 91. Кольцо 93 соединено со штоком 90 одним или более опорным ребром 97. Головка 92 поршня характеризуется по существу цилиндрической структурой с заостренным или коническим дистальным концом 94, снабженным колпачком 95, форма которого обеспечивает возможность его вхождения по меньшей мере частично во внутреннюю полость 40 (показана на фиг. 3А) плунжера 26 шприца. В некоторых вариантах осуществления может быть обеспечен сенсорный элемент 79, такой как штифт, соединенный с датчиком. Сенсорный элемент 79 может располагаться вдоль продольной оси поршня 88 и проходить по меньшей мере частично через головку 92 поршня, например по меньшей мере частично через колпачок 95. Сенсорный элемент 79 может быть выполнен с возможностью индикации контакта с поверхностью, такой как поверхность плунжера 26 шприца и/или крышки 58 плунжера (показана на фиг. 3Е), и управления перемещением поршня 88, исходя из считанного состояния. Например, первоначальный контакт между сенсорным элементом 79 и плунжером 26 шприца и/или крышкой 58 плунжера может инициировать отведение штифта в проксимальном направлении с тем, чтобы он вошел в контакт с датчиком. Сенсорный элемент 79 может выдвигаться за счет его поджатия упругим элементом 81 (показан на фиг. 15Е), таким как пружина. Датчик может быть соединен с управляющим устройством, которое управляет приводным механизмом поршня 88 таким образом, чтобы после активации датчика штифтом контроллер мог управлять перемещением приводного механизма. Например, приводной механизм может быть остановлен, или же его ход может быть замедлен с переходом с первой скорости на вторую, малую скорость.
Как показано на фиг. 15В, головка 92 поршня характеризуется наличием проксимального участка 103, соединенного с дистальным участком 105. Терминальные концы проксимального участка 103 и дистального участка 105 могут иметь закругленную кромку 107. По меньшей мере, часть проксимального участка 103 характеризуется меньшим наружным диаметром в сравнении с наружным диаметром дистального участка 105 с тем, чтобы между проксимальным участком 103 и дистальным участком 105 можно было сформовать радиальный выступ 109. Радиальный выступ 109 может представлять собой непрерывный или прерывистый элемент, охватывающий по окружности головку 92 поршня. В некоторых вариантах осуществления радиальный выступ 109 задает фиксирующий уступ 111, который входит в сцепление с захватом 74 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68, когда плунжер 26 шприца полностью посажен на головку 92 поршня.
На фиг. 15В также показано, что головка 92 поршня может содержать по меньшей мере один второй совмещающий элемент 113, выступающий радиально наружу от наружной поверхности головки 92 поршня. По меньшей мере, один второй совмещающий элемент 113 может иметь такую форму и/или может быть выполнен таким образом, чтобы было обеспечено его взаимодействие с первым совмещающим элементом 71 плунжера 26 шприца для облегчения выравнивания поршня 88 относительно плунжера 26 шприца с целью фиксирующего захвата плунжера 26 шприца поршнем 88 с возможностью расцепления. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере часть по меньшей мере одного второго совмещающего элемента 113 может проходить под углом к направлению продольной оси 115 поршня. Например по меньшей мере один второй совмещающий элемент 113 может характеризоваться наличием направляющей поверхности 117, проходящей под углом D к продольной оси 115 поршня. Направляющая поверхность 117 предпочтительно должна быть наклонена таким образом, чтобы головка 92 поршня могла вращаться вокруг штока 90 поршня, например, вокруг оси механизма 99 одностороннего вращения, когда проксимальная центрирующая поверхность 77а первого совмещающего элемента 71 контактирует с направляющей поверхностью 117 второго совмещающего элемента 113.
В некоторых вариантах осуществления вторые совмещающие элементы 113 из числа множества вторых совмещающих элементов 113 могут отстоять друг от друга вдоль внешней окружности головки 92 поршня в радиальном направлении относительно продольной оси 115 поршня. В некоторых вариантах осуществления количество вторых совмещающих элементов 113 может быть равно общему количеству удерживающих элементов 68 и первых совмещающих элементов 71 на плунжере 26 шприца. Вторые совмещающие элементы 113 отстоят друг от друга на определенное расстояние по окружности так, что между соседними вторыми удерживающими элементами 113 может располагаться удерживающий элемент 68 или первый совмещающий элемент 71. Вторые совмещающие элементы 113 могут быть отделены друг от друга участками наружной поверхности проксимального участка 103 и/или дистального участка 105 головки 92 поршня.
На фиг. 15В также показано, что каждая направляющая поверхность 117 вторых совмещающих элементов 113 задает направляющую траекторию, по которой проксимальная центрирующая поверхность 77а первого совмещающего элемента 71 заходит в углубление 119, заданное между соседними вторыми совмещающими элементами 113 (см. фиг. 15G), или выходит из этого углубления. Направляющие поверхности 117 могут быть наклонены или располагаться под углом в радиальном и осевом направлении к продольной оси 115 поршня для направления перемещения проксимальных центрирующих поверхностей 77а. Направляющие поверхности 117 способствуют самовыравниванию головки 92 поршня по мере вхождения плунжера 26 шприца (см. фиг. 15G) в соприкосновение с поршнем 88 путем направления одной или более проксимальной центрирующей поверхности 77а на плунжере 26 шприца в соответствующее углубление 119 на головке 92 поршня. Таким образом, поршень 88, продольная ось 115 которого расположена с угловым смещением относительно продольной оси 34 плунжера и одного или более первого совмещающего элемента 71, который изначально не выровнен относительно одного или более второго совмещающего элемента 113 в направлении вращения, совмещается в осевом направлении и по углу таким образом, что один или более первый совмещающий элемент 71 входит в углубление 119 между соседними вторыми совмещающими элементами 113. Один или более второй совмещающий элемент 113 может характеризоваться наличием нижней поверхности 121, наклоненной под определенным углом к продольной оси 115 поршня.
Головка 92 поршня дополнительно характеризуется наличием приводной поверхности, которая взаимодействует с приводным элементом, расположенным на плунжере 26 шприца, таким как первый кулачковый элемент 78. В некоторых вариантах осуществления приводной поверхностью на головке 92 поршня может служить второй кулачковый элемент 98. В некоторых вариантах осуществления второй кулачковый элемент 98 взаимодействует с первым кулачковым элементом 78, расположенным по меньшей мере на одном удерживающем элементе 68 плунжера 26 шприца согласно настоящему описанию. Второй кулачковый элемент 98 предпочтительно должен иметь такую форму, чтобы после относительного поворота поршня 88 и плунжера 26 шприца второй кулачковый элемент 98 вошел в зацепление с первым кулачковым элементом 78, инициируя отклонение по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 от головки 92 поршня таким образом, чтобы можно было отсоединить плунжер 26 шприца от поршня 88. В некоторых вариантах осуществления второй кулачковый элемент 98 может быть сформован на втором совмещающем элементе 113 на головке 92 поршня или находиться во взаимоувязке с этим совмещающим элементом. В некоторых вариантах осуществления второй кулачковый элемент 98 может характеризоваться наличием криволинейного участка 98а, отходящего радиально наружу и проходящего параллельно продольной оси 115. Криволинейный участок 98а может быть ориентирован в направлении продольной оси 115 поршня. Второй кулачковый элемент 98 может иметь фаску (не показана), облегчающую прохождение первого кулачкового элемента 78 после отклонения удерживающего элемента 68, достаточного для того, чтобы этот удерживающий элемент мог быть высвобожден.
Как показано на фиг. 15С, поршень 88 выполнен с возможностью взаимодействия с плунжером 26 шприца для фиксирующего захвата плунжера 26 шприца с возможностью расцепления, как это показано на фиг. 15D. За счет зацепления поршнем 88 плунжера 26 шприца плунжер 26 шприца может быть приведен в действие для совершения им возвратно-поступательных движений в цилиндре шприца 12 (показан на фиг. 2). Второй кулачковый элемент 98 на поршне 88 взаимодействует с первым кулачковым элементом 78 по меньшей мере на одном удерживающем элементе 68 плунжера 26 шприца для фиксированного захвата плунжера 26 шприца поршнем 88 с возможностью расцепления.
Как показано на фиг. 15F, головка 92 поршня может быть выполнена с возможностью вращения относительно штока 90. В некоторых вариантах осуществления головка 92 поршня может быть выполнена с возможностью вращения только в одном направлении относительно штока 90, например, по часовой стрелке или против часовой стрелки. Для обеспечения вращения головки 92 поршня только в первом направлении, например, по часовой стрелке или против часовой стрелки, может быть обеспечен механизм 99 одностороннего вращения, такой как муфта одностороннего вращения, показанная на фиг. 15F. Механизм 99 одностороннего вращения может быть выполнен с возможностью вращения вокруг центрального вала 101, снабженного уплотнением 102, таким как уплотнительной кольцо. В некоторых вариантах осуществления механизм 99 одностороннего вращения может содержать упор, предотвращающий вращение головки 92 поршня во втором направлении, противоположном первому направлению, например, по часовой стрелке или против часовой стрелки, соответственно. В других вариантах осуществления механизм 99 одностороннего вращения может располагаться по меньшей мере частично на плунжере 26 шприца.
Как показано на фиг. 15G, непосредственно на одном или более удерживающем элементе 68 может располагаться по меньшей мере один первый совмещающий элемент 71. В таких вариантах осуществления по меньшей мере один совмещающий элемент может характеризоваться наличием проксимальной центрирующей поверхности 77а, обеспеченной непосредственно на теле по меньшей мере одного удерживающего элемента 68. Непосредственно на удерживающем элементе 68 может также располагаться первый кулачковый элемент 78 так, что зацепление кулачкового элемента 78 инициирует соответствующее перемещение удерживающего элемента 68 согласно настоящему описанию. Кулачковый элемент 78 может располагаться на боковой поверхности удерживающего элемента 68; или же он может располагаться на кромке по меньшей мере одного первого совмещающего элемента 71, который может располагаться непосредственно на одном или более совмещающем элементе 68.
На фиг. 16, представлена цилиндрическая проекция на плоскость одного из вариантов осуществления поршня 88 и плунжера 26 шприца. Если поршень 88 расположенс угловым смещением относительно плунжера 26 шприца так, что первые совмещающие элементы 71, расположенные непосредственно на удерживающих элементах 68 на плунжере 26 шприца, не совмещены по углу для захождения в углубления 119 на головке 92 поршня, проксимальная центрирующая поверхность 77а (обозначена пунктирными линиями) первого совмещающего элемента 71 на плунжере 26 шприца входит в контакт с направляющей поверхностью 117 второго совмещающего элемента 113 на головке 92 поршня. Сцепление проксимальной центрирующей поверхности 77а с направляющей поверхностью 117 инициирует автоматический поворот головки 92 поршня в направлении свободного вращения механизма 99 одностороннего вращения. Такое вращение головки 92 поршня совмещает первые совмещающие элементы 71 и удерживающие элементы 68 таким образом, что они могут войти в углубления 119 между соседними вторыми совмещающими элементами 113. Таким образом, поршень 88 самовыравнивается относительно плунжера 26 шприца так, что плунжер 26 шприца может быть захвачен поршнем 88 с возможностью расцепления. Если поршень 88 выровнен по углу с плунжером 26 шприца так, как это показано на фиг. 16, то первые совмещающие элементы 71 и удерживающие элементы 68 на плунжере 26 шприца могут зайти в углубления 119 между соседними вторыми совмещающими элементами 113 без вращения головки 92 поршня.
В некоторых вариантах осуществления, например, в варианте, который проиллюстрирован на фиг. 17, плунжер 26 шприца может быть снабжен одним или более первым совмещающим элементом 71, примыкающим к одному или более удерживающему элементу 68. В некоторых вариантах осуществления ширина второго совмещающего элемента 113 на головке 92 поршня в окружном направлении может быть уменьшена так, чтобы первый совмещающий элемент 71 и удерживающий элемент 68 могли занять одно пространство, заданное между соседними вторыми совмещающими элементами 113 на головке 92 поршня. Один или более первый совмещающий элемент 71 может характеризоваться наличием первого конца 71а, соединенного с телом 32 плунжера, и второго конца 71b, выступающего в проксимальном направлении, противоположном направлению выступания второго конца 72 одного или более удерживающего элемента 68. Второй конец 71b первого совмещающего элемента 71 выполнен с возможностью отклонения в радиальном направлении относительно первого конца 71а. Первые совмещающие элементы 71 могут дополнительно иметь наклонную направляющую поверхность, например, заданную наружной поверхностью второго конца 71b, которая взаимодействует со вторыми направляющими элементами 113 головки 92 поршня для выравнивания плунжера 26 шприца относительно поршня 88. В процессе зацепления/расцепления второй конец 71b первых совмещающих элементов 71 может отклоняться радиально наружу по мере его прохождения через область, заданную углублениями 119 и вторыми совмещающими элементами 113, и вернуться в исходное положение радиально внутрь после прохождения вторым концом 71b углублений 119. Один или более первый совмещающий элемент 71 может быть снабжен защелкой (не показана) для фиксации по меньшей мере части головки 92 поршня, такой как радиальный выступ 109.
В другом варианте осуществления, например, в варианте, который проиллюстрирован на фиг. 18, один или более первый совмещающий элемент 71 может отстоять на определенное расстояние от одного или более удерживающего элемента 68 так, что каждый первый совмещающий элемент 71 и удерживающий элемент 68 может занимать отдельное пространство, заданное между двумя соседними вторыми совмещающими элементами 113 на головке 92 поршня. Как показано на фиг. 19 по меньшей мере один первый совмещающий элемент 71 может раздваиваться и состоять из двух отдельных частей. Каждая часть может прикрепляться к корпусу 32 плунжера отдельно. В некоторых вариантах осуществления две части могут соединяться друг с другом на втором конце 71b так, как это показано на фиг. 19. В различных вариантах осуществления взаимодействие по меньшей мере одного первого совмещающего элемента 71 на плунжере 26 шприца с одним или более вторым совмещающим элементом 113 на поршне 88 обуславливает самовыравнивание поршня 88 таким образом, что по меньшей мере один удерживающий элемент 68 может зайти в углубление 119 на головке 92 поршня.
Согласно некоторым вариантам осуществления, один из которых проиллюстрирован на фиг. 20А по меньшей мере часть вторых совмещающих элементов 113, такая как нижний или проксимальный конец вторых совмещающих элементов 113, может соединяться непрерывным выступом 123, который непрерывно проходит по внешней окружности головки 92 поршня в радиальном положении; при этом указанный выступ может располагаться заподлицо с наружной поверхностью вторых совмещающих элементов 113 или с радиальным заглублением относительно указанной наружной поверхности, или выступать от указанной наружной поверхности в радиальном направлении. В вариантах осуществления с двумя или более вторыми совмещающими элементами 113 вторые совмещающие элементы могут отстоять друг от друга на одинаковое расстояние. В одном из неограничивающих и иллюстративных вариантов осуществления с шестью вторыми совмещающими элементами 113 с равным угловым разнесением каждый второй совмещающий элемент 113 отделен от вторых совмещающих элементов 113, соседствующих с ним с каждой стороны, на 60 градусов. В некоторых вариантах осуществления вторые совмещающие элементы 113 могут характеризоваться неодинаковыми угловыми размерами и/или неодинаковым угловым расстоянием между соседними вторыми совмещающими элементами 113 по окружности наружной поверхности проксимального участка 103 и/или дистального участка 105 головки 92 поршня. Радиальное расстояние по меньшей мере до одного второго совмещающего элемента 113 от продольной оси 115 поршня выбирается таким образом, чтобы оно соответствовало внутренней форме плунжера 26 шприца (см. фиг. 20B-20D) с тем, чтобы удерживающие элементы 68 и первые совмещающие элементы 71 могли зайти в пространство между соседними вторыми совмещающими элементами 113.
Как показано на фиг. 20C-20D по меньшей мере один первый совмещающий элемент 71 может располагаться непосредственно на одном или более удерживающем элементе 68. В таких вариантах осуществления по меньшей мере один удерживающий элемент 68 может характеризоваться наличием проксимальной центрирующей поверхности 77а и дистальной центрирующей поверхности 77b, которые сформованы непосредственно на теле по меньшей мере одного удерживающего элемента 68. Проксимальная центрирующая поверхность 77а может быть наклонена к продольной оси 34 плунжера. В некоторых вариантах осуществления проксимальная центрирующая поверхность 77а может быть выровнена относительно направляющей поверхности 117 на поршне 88 (показан на фиг. 20А) таким образом, чтобы проксимальная центрирующая поверхность77а могла быть направлена в углубление 119 на головке 92 поршня (показана на фиг. 20А). Непосредственно на удерживающем элементе 68 может также располагаться первый кулачковый элемент 78 так, что зацепление кулачкового элемента 78 инициирует соответствующее перемещение удерживающего элемента 68, например, при вращении плунжера 26 шприца относительно головки 92 поршня, как это описано в настоящем документе. Удерживающие элементы 68 могут содержать по меньшей мере по одному захвату 74, который сформован на втором конце 72 удерживающего элемента 68. По меньшей мере, один захват 74 может иметь такую форму, чтобы он мог быть захвачен фиксирующим уступом 111 на поршне 88 (показан на фиг. 20A) для фиксации плунжера 26 шприца в осевом направлении относительно поршня 88. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один захват 74 может быть прямолинейным или криволинейным. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один захват 74 может быть ориентирован в направлении, по существу перпендикулярном направлению продольной оси 34 плунжера. В других вариантах осуществления по меньшей мере один захват 74 может иметь наклон относительно направления продольной оси 34 плунжера. По меньшей мере, один захват 74 может представлять собой непрерывный или прерывистый элемент. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один захват 74 может выступать радиально внутрь в сторону продольной оси 34 плунжера. Как показано на фиг. 20В, дистальный конец 38 тела 32 плунжера может содержать одно или более отверстие 49, проходящее через тело 32 плунжера. Одно или более отверстие 49 может отстоять на определенное расстояние от продольной оси 34 плунжера в радиальном направлении. Отверстия 49 могут характеризоваться одинаковыми или неодинаковыми угловыми размерами и/или одинаковым или неодинаковым угловым шагом размещения. В некоторых вариантах осуществления одно или более отверстие 49 может быть выполнено для облегчения отливки тела 32 плунжера. Например, одно или более отверстие 49 задает траекторию прохождения формовочного инструмента во время отливки плунжера 26 шприца.
На фиг. 21А-21С показан плунжер 26 шприца и поршень 88 согласно еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Составные части плунжера 26 шприца, показанные на фиг. 21А-21С, по существу идентичны составным частям плунжера 26 шприца, описанного в настоящем документе в привязке к фиг. 3А-3С. Аналогичным образом составные части поршня 88, показанные на фиг. 21А-21С, по существу идентичны составным частям поршня 88, описанного в настоящем документе в привязке к фиг. 4А-4С. Номера позиций, представленные на фиг. 21А-21С, используются для обозначения идентичных составных частей с соответствующими номерами позиций, показанных на фиг. 3А-4С. Поскольку представленное выше описание плунжера 26 шприца и поршня 88, которые были проиллюстрированы, в общем, на фиг. 3А-4С, применимо к варианту осуществления настоящего изобретения, представленного на фиг. 21А-21С, ниже будут описаны лишь относительные различия между плунжером 26 шприца и поршнем 88, которые были проиллюстрированы, в общем, на фиг. 3А-4С, и плунжером 26 шприца и поршнем 88, которые проиллюстрированы, в общем, на фиг. 21А-21С.
Как показано на фиг. 21А, плунжер 26 шприца может содержать по меньшей мере один упруго отклоняемый удерживающий элемент 68 (именуемый в настоящем документе удерживающим элементом 68), отходящий от тела 32 плунжера. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один удерживающий элемент 68 может выступать в окружном направлении, проходя по внутренней окружности внутренней поверхности 52 внутренней полости 40. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один удерживающий элемент 68 может проходить по существу перпендикулярно продольной оси 34 тела 32 плунжера. В других вариантах осуществления по меньшей мере один удерживающий элемент 68 может быть наклонен в дистальном или проксимальном направлении к плоскости, перпендикулярной продольной оси 34 тела 32 плунжера. Для наглядности такие признаки, как по меньшей мере один совмещающий элемент 71, не показаны.
На фиг. 21А также показано, что по меньшей мере один удерживающий элемент 68 включает первый сегмент или первый конец 70, соединенный с телом 32 плунжера, и второй сегмент или второй конец 72, проходящий в окружном направлении относительно первого конца 70 и охватывающий по меньшей мере часть внутренней окружности тела 32 плунжера. Второй конец 72 может отклоняться и/или закручиваться относительно первого конца 70. Как описано в настоящем документе, второй конец 72 может быть выполнен с возможностью отклонения относительно первого конца 70 в окружном и/или радиальном направлении в сторону внутренней поверхности или от внутренней поверхности тела 32 плунжера. Первый конец 70 и второй конец 72 могут отстоять друг от друга в направлении, проходящем по существу по окружности вдоль внутренней поверхности тела 32 плунжера. По меньшей мере, один удерживающий элемент 68 может быть прямолинейно, ступенчато или криволинейно непрерывным между первым концом 70 и вторым концом 72. В некоторых вариантах осуществления может быть обеспечено множество удерживающих элементов 68, которые могут отстоять друг от друга на определенное расстояние по окружности внутренней поверхности 52 внутренней полости 40 в радиальном направлении от продольной оси 34 плунжера. Удерживающие элементы 68 могут быть отделены друг от друга, с равными или неравными интервалами, участками внутренней поверхности 52 внутренней полости 40. Радиальное расстояние по меньшей мере до одного удерживающего элемента 68 от продольной оси 34 плунжера выбирается таким образом, чтобы оно соответствовало внешней форме поршня согласно настоящему описанию или могло функционально взаимодействовать с ней.
Как показано на фиг. 21В, второй конец 72 удерживающего элемента 68 включает по меньшей мере один захват 74, форма которого позволяет ему войти в зацепление по меньшей мере частично с пазом, выступом или уступом на поршне для фиксации по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 вместе с плунжером 26 шприца относительно поршня. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один захват 74 может выступать радиально внутрь или наружу относительно тела удерживающего элемента 68. По меньшей мере, один захват 74 может быть выполнен заодно со вторым концом 72 по меньшей мере одного удерживающего элемента; или же он может быть прикреплен или иным образом соединен со вторым концом 72 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68, например, посредством фрикционной посадки и/или с помощью клея, методом сварки или путем отливки.
Как показано на фиг. 21С, плунжер 26 шприца может содержать по меньшей мере один приводной элемент, такой как первый кулачковый элемент 78, который взаимодействует с поршнем 10 флюида (показан на фиг. 1) для отклонения в радиальном направлении по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 при повороте плунжера 26 шприца относительно поршня согласно настоящему описанию. По меньшей мере, один первый кулачковый элемент 78 может располагаться на втором конце 72 удерживающего элемента 68. По меньшей мере, один первый кулачковый элемент 78 может иметь наклон относительно тела удерживающего элемента 68. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один первый кулачковый элемент 78 может располагаться по меньшей мере на одной поверхности кармана 170, сформованного на втором конце 72 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68.
Плунжер 26 шприца может содержать по меньшей мере один совмещающий элемент, такой как первый совмещающий элемент 71, показанный на фиг. 3А, который выступает от тела 32 плунжера. Как было указано в настоящем документе по меньшей мере один первый совмещающий элемент 71 имеет такую форму и/или выполнен таким образом, что облегчается самовыравнивание плунжера 26 шприца относительно поршня 88.
Для введения плунжера 26 шприца в зацепление с поршнем 88 сначала шприц 12 вставляется в шприцевый порт 16 инъектора 10 флюида (показан на фиг. 1), как это описано в настоящем документе. Если поршень 88 расположенс угловым смещением относительно плунжера 26 шприца, вследствие чего один или более совмещающий элемент на плунжере 26 шприца оказывается не совмещенным по углу так, чтобы он мог войти в углубление 119 на головке 92 поршня, один или более совмещающий элемент на плунжере 26 шприца входит в контакт с направляющей поверхностью 117 второго совмещающего элемента 113 на головке 92 поршня для выравнивания головки 92 поршня по углу с целью его соединения с плунжером 26 шприца. Таким образом, поршень 88 самовыравнивается относительно плунжера 26 шприца так, что плунжер 26 шприца может быть захвачен поршнем 88 с возможностью расцепления. Дистальное перемещение поршня 88 приводит к отклонению удерживающих элементов 68 по окружности наружу относительно продольной оси 34 плунжера с переходом из первого неотклоненного положения во второе отклоненное положение. Поршень 88 выдвигается в дистальном направлении до тех пор, пока терминальный участок второго конца 72 не пройдет удерживающие элементы 68, что позволит им отклониться по окружности внутрь с переходом полностью или частично в исходное неотклоненное положение. Захват 74 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68, удерживается на фиксирующем упоре 111 в углублении 119 или под фиксирующим упором 111а, сформованным на проксимальном конце по меньшей мере одного второго совмещающего элемента 113 на головке 92 поршня, предотвращая выход плунжера 26 шприца из зацепления с головкой 92 поршня, например, за счет фрикционной посадки параллельно второму участку внутренней стенки плунжера 26 шприца 26. В некоторых вариантах осуществления, один из которых проиллюстрирован на фиг. 21 В по меньшей мере часть поршня 88, такая как по меньшей мере один второй совмещающий элемент 113, может содержать фиксирующий уступ 111а, входящий в соединение с захватом 74 при соединении плунжера 26 шприца с поршнем 88 для предотвращения выхода плунжера 26 шприца из зацепления с поршнем 88, когда плунжер 26 шприца перемещается в проксимальном направлении в цилиндре 18 шприца (показан на фиг. 2).
Для отсоединения шприца 12 от шприцевого порта 16 (показан на фиг. 1) и выведения плунжера 26 шприца из зацепления с поршнем 88 шприц 12 поворачивается по часовой стрелке или против часовой стрелки относительно продольной оси шприца в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки относительно шприцевого порта 16. Поворот шприца 12 и, соответственно, плунжера 26 шприца вокруг продольной оси 34 плунжера вводит первый кулачковый элемент 78 на плунжере 26 шприца в зацепление со вторым кулачковым элементом 98 на головке 92 поршня. Такое смещение приводит к отклонению по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 в окружном направлении в сторону от головки 92 поршня, что позволяет отсоединить плунжер 26 шприца от головки 92 поршня и снять шприц 12.
На фиг. 22A-22D показан плунжер 26 шприца и поршень 88 согласно еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Составные части плунжера 26 шприца, представленного на фиг. 22A-22D, по существу идентичны составным частям плунжера 26 шприца, описанного в настоящем документе в привязке к фиг. 3А-3С. Аналогичным образом составные части поршня 88, показанные на фиг. 22A-22D, по существу идентичны составным частям поршня 88, описанного в настоящем документе в привязке к фиг. 4А-4С. Номера позиций, представленные на фиг. 22A-22D, используются для обозначения идентичных составных частей с соответствующими номерами позиций, показанных на фиг. 3А-4С. Поскольку представленное выше описание плунжера 26 шприца и поршня 88, которые были проиллюстрированы, в общем, на фиг. 3А-4С, применимо к варианту осуществления настоящего изобретения, представленного на фиг. 22A-22D, ниже будут описаны лишь относительные различия между плунжером 26 шприца и поршнем 88, которые были проиллюстрированы, в общем, на фиг. 3А-4С, и плунжером 26 шприца и поршнем 88, которые проиллюстрированы, в общем, на фиг. 22A-22D.
Как показано на фиг. 22А, плунжер 26 шприца может содержать по меньшей мере один упруго отклоняемый удерживающий элемент 68 (именуемый в настоящем документе удерживающим элементом 68), отходящий от тела 32 плунжера. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один удерживающий элемент 68 может иметь U-образную форму и характеризоваться наличием первой части 130 с первым концом 132, соединенным с телом 32 плунжера, и вторым концом 134, отходящим в сторону проксимального конца тела 32 плунжера. По меньшей мере, один удерживающий элемент 68 может дополнительно содержать переходную часть 136, соединенную со вторым концом 134 первой части 130. На конце, противоположном соединению со вторым концом 134 первой части 130, переходная часть 136 может быть соединена с первым концом 138 второй части 140. Переходная часть 136 проходит в радиальном направлении относительно продольной оси 34 тела 32 плунжера и соединяет между собой первую часть 130 и вторую часть 140. Второй конец 142 второй части 140 отходит в сторону дистального конца тела 32 плунжера. Первая часть 130, вторая часть 140 или обе эти части могут отклоняться или закручиваться относительно тела 32 плунжера. Например, второй конец 134 первой части 130 может быть выполнен с возможностью отклонения в радиальном или окружном направлении относительно первого конца 132 тела 32 плунжера. Дополнительно или в альтернативном варианте второй конец 142 второй части 140 может быть выполнен с возможностью отклонения в радиальном или окружном направлении относительно первого конца 138 и, следовательно, относительно первой части 130 и тела 32 плунжера. В некоторых вариантах осуществления может быть обеспечено множество удерживающих элементов 68, которые могут отстоять друг от друга по окружности внутренней поверхности 52 внутренней полости 40 в радиальном направлении от продольной оси 34 плунжера. Удерживающие элементы 68 могут быть отделены друг от друга, с равными или неравными интервалами, участками внутренней поверхности 52 внутренней полости 40. Радиальное расстояние по меньшей мере до одного удерживающего элемента 68 от продольной оси 34 плунжера выбирается таким образом, чтобы оно соответствовало внешней форме поршня согласно настоящему описанию или могло функционально взаимодействовать с ней.
Как показано на фиг. 22А, второй конец 142 второй части 140 удерживающего элемента 68 включает по меньшей мере один захват 74, форма которого позволяет ему войти в зацепление по меньшей мере частично с пазом, выступом или уступом на поршне для фиксации по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 вместе с плунжером 26 шприца относительно поршня. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один захват 74 может выступать радиально внутрь или наружу относительно тела удерживающего элемента 68. По меньшей мере, один захват 74 может быть выполнен заодно со вторым концом 142 второй части 140 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68; или же он может быть прикреплен или иным образом соединен со вторым концом 72 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68, например, посредством фрикционной посадки и/или с помощью клея, методом сварки или путем отливки.
Как показано на фиг. 22С, плунжер 26 шприца может содержать по меньшей мере один первый кулачковый элемент 78, который взаимодействует с поршнем 10 флюида (показан на фиг. 1) для отклонения в радиальном направлении по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 при повороте плунжера 26 шприца относительно поршня согласно настоящему описанию. По меньшей мере, один первый кулачковый элемент 78 может располагаться на второй части 140 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68. По меньшей мере, один первый кулачковый элемент 78 может быть наклонен к телу удерживающего элемента 68 под углом В.
Как показано на фиг. 22А, плунжер 26 шприца может содержать по меньшей мере один первый совмещающий элемент 71, заданный по меньшей мере на части по меньшей мере одного удерживающего элемента 68, такой как переходная часть 136. По меньшей мере, один первый совмещающий элемент 71 имеет такую форму и/или выполнен таким образом, что облегчается самовыравнивание плунжера 26 шприца относительно поршня 88. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере часть по меньшей мере одного первого совмещающего элемент 71 может проходить в направлении под углом к направлению продольной оси 34 плунжера. Например по меньшей мере один первый совмещающий элемент 71 может характеризоваться наличием проксимальной центрирующей поверхности 77а, наклоненной к продольной оси 34 плунжера под углом С для облегчения установки удерживающего элемента 68 в требуемое положение во время подсоединения плунжера 26 шприца к поршню. Проксимальная центрирующая поверхность 77а помогает направлять плунжер 26 шприца с его самовыравниванием относительно поршня 88, как это описано в настоящем документе.
Для введения плунжера 26 шприца в зацепление с поршнем 88 сначала шприц 12 вставляется в шприцевый порт 16 инъектора 10 флюида (показан на фиг. 1), как это описано в настоящем документе. Если поршень 88 расположенс угловым смещением относительно плунжера 26 шприца, вследствие чего один или более совмещающий элемент на плунжере 26 шприца оказывается не совмещенным по углу так, чтобы он мог войти в углубление 119 на головке 92 поршня, один или более совмещающий элемент на плунжере 26 шприца входит в контакт с направляющей поверхностью 117 второго совмещающего элемента 113 на головке 92 поршня для выравнивания головки 92 поршня по углу с целью его соединения с плунжером 26 шприца. Таким образом, поршень 88 самоориентируется относительно плунжера 26 шприца так, что плунжер 26 шприца может быть захвачен поршнем 88 с возможностью расцепления. Дистальное перемещение поршня 88 приводит к отклонению удерживающих элементов 68 наружу относительно продольной оси 34 плунжера с переходом из первого, неотклоненного положения, во второе, радиально отклоненное положение. Поршень 88 выдвигается в дистальном направлении до тех пор, пока оконечный участок второго конца 72 не пройдет удерживающие элементы 68, что позволит им отклониться радиально внутрь с переходом полностью или частично в исходное неотклоненное положение. Захват 74 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68, удерживается на фиксирующем упоре 111, предотвращая выход плунжера 26 шприца из зацепления с головкой 92 поршня.
Для отсоединения шприца 12 от шприцевого порта 16 (показан на фиг. 1) и выведения плунжера 26 шприца из зацепления с поршнем 88 шприц 12 поворачивается по часовой стрелке или против часовой стрелки относительно продольной оси шприца в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки относительно шприцевого порта 16. Поворот шприца 12 и, соответственно, плунжера 26 шприца вокруг продольной оси 34 плунжера вводит первый кулачковый элемент 78 на плунжере 26 шприца в зацепление со вторым кулачковым элементом 98 на головке 92 поршня. Такое смещение приводит к отклонению по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 в сторону от головки 92 поршня, что позволяет отсоединить плунжер 26 шприца от головки 92 поршня и снять шприц 12.
На фиг. 23A-23D показан плунжер 26 шприца с поршнем 88 согласно еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Составные части плунжера 26 шприца, представленного на фиг. 23A-23D, по существу идентичны составным частям плунжера 26 шприца, описанного в настоящем документе в привязке к фиг. 3А-3С и прочим вариантам осуществления согласно настоящему описанию. Аналогичным образом некоторые составные части поршня 88, показанные на фиг. 23A-23D, по существу идентичны некоторым составным частям поршня 88, описанного в настоящем документе в привязке к фиг. 4А-4С. Номера позиций, представленные на фиг. 23A-23D, используются для обозначения идентичных составных частей с соответствующими номерами позиций, показанных на фиг. 3А-4С. Поскольку представленное выше описание плунжера 26 шприца и поршня 88, которые были проиллюстрированы, в общем, на фиг. 3А-4С, применимо к варианту осуществления настоящего изобретения, представленного на фиг. 23A-23D, ниже будут описаны лишь относительные различия между плунжером 26 шприца и поршнем 88, которые были проиллюстрированы, в общем, на фиг. 3А-4С, и плунжером 26 шприца и поршнем 88, которые проиллюстрированы, в общем, на фиг. 23A-23D.
Как показано на фиг. 23А, плунжер 26 шприца может содержать по меньшей мере один упруго отклоняемый удерживающий элемент 68 (именуемый в настоящем документе удерживающим элементом 68), отходящий от тела 32 плунжера. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один удерживающий элемент 68 может выступать в проксимальном направлении к проксимальному концу тела 32 плунжера. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один удерживающий элемент 68 может проходить по существу параллельно продольной оси 34 тела 32 плунжера. В других вариантах осуществления по меньшей мере один удерживающий элемент 68 может иметь наклон относительно продольной оси 34 тела 32 плунжера.
На фиг. 23А также показано, что по меньшей мере один удерживающий элемент 68 включает первый сегмент или первый конец 70, соединенный с телом 32 плунжера, и второй сегмент или второй конец 72, проходящий в проксимальном направлении относительно первого конца 70. Второй конец 72 может отклоняться или закручиваться относительно первого конца 70. Как описано в настоящем документе, второй конец 72 может быть выполнен с возможностью отклонения относительно первого конца 70 в радиальном направлении в сторону внутренней поверхности или от внутренней поверхности тела 32 плунжера. По меньшей мере, один удерживающий элемент 68 может быть прямолинейно, ступенчато или криволинейно непрерывным между первым концом 70 и вторым концом 72. В некоторых вариантах осуществления может быть обеспечено множество удерживающих элементов 68, которые могут отстоять друг от друга на определенное расстояние по окружности внутренней поверхности 52 внутренней полости 40 в радиальном направлении от продольной оси 34 плунжера. Удерживающие элементы 68 могут быть отделены друг от друга, с равными или неравными интервалами, участками внутренней поверхности 52 внутренней полости 40. Радиальное расстояние по меньшей мере до одного удерживающего элемента 68 от продольной оси 34 плунжера выбирается таким образом, чтобы оно соответствовало внешней форме поршня согласно настоящему описанию или могло функционально взаимодействовать с ней.
Как показано на фиг. 23В, второй конец 72 удерживающего элемента 68 включает по меньшей мере один захват 74, форма которого позволяет ему войти в зацепление по меньшей мере частично с пазом, выступом или уступом на поршне для фиксации по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 вместе с плунжером 26 шприца относительно поршня. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один захват 74 может выступать радиально внутрь или наружу относительно тела удерживающего элемента 68. По меньшей мере, один захват 74 может быть выполнен заодно со вторым концом 72 по меньшей мере одного удерживающего элемента; или же он может быть прикреплен или иным образом соединен со вторым концом 72 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68, например, посредством фрикционной посадки и/или с помощью клея, методом сварки или путем отливки.
Как показано на фиг. 23С, плунжер 26 шприца может содержать по меньшей мере один первый кулачковый элемент 78, который взаимодействует с поршнем 10 флюида (показан на фиг. 1) для отклонения в радиальном направлении по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 при повороте плунжера 26 шприца относительно поршня согласно настоящему описанию. По меньшей мере, один первый кулачковый элемент 78 может располагаться на втором конце 72 удерживающего элемента 68. По меньшей мере, один первый кулачковый элемент 78 может быть наклонен к телу удерживающего элемента 68 под углом В.
Плунжер 26 шприца может содержать по меньшей мере один совмещающий элемент, такой как первый совмещающий элемент 71, который выступает от тела 32 плунжера. Как было указано в настоящем документе по меньшей мере один первый совмещающий элемент 71 имеет такую форму и/или выполнен таким образом, что облегчается самовыравнивание плунжера 26 шприца относительно поршня 88. По меньшей мере, один первый совмещающий элемент 71 может располагаться рядом по меньшей мере с одним удерживающим элементом 68.
Для введения плунжера 26 шприца в зацепление с поршнем 88 сначала шприц 12 вставляется в шприцевый порт 16 инъектора 10 флюида (показан на фиг. 1), как это описано в настоящем документе. Если поршень 88 расположенс угловым смещением относительно плунжера 26 шприца, вследствие чего один или более совмещающий элемент 71 на плунжере 26 шприца оказывается не совмещенным по углу так, чтобы он мог войти в углубление 119 на головке 92 поршня, один или более совмещающий элемент 71 на плунжере 26 шприца входит в контакт с направляющей поверхностью 117 второго совмещающего элемента 113 на головке 92 поршня для выравнивания головки 92 поршня по углу с целью его соединения с плунжером 26 шприца. Таким образом, поршень 88 самовыравнивается относительно плунжера 26 шприца так, что плунжер 26 шприца может быть захвачен поршнем 88 с возможностью расцепления. Дистальное перемещение поршня 88 приводит к отклонению удерживающих элементов 68 наружу относительно продольной оси 34 плунжера с переходом из первого неотклоненного положения во второе, радиально отклоненное положение. Поршень 88 выдвигается в дистальном направлении до тех пор, пока терминальный участок второго конца 72 не пройдет удерживающие элементы 68, что позволит им отклониться радиально внутрь с переходом полностью или частично в исходное неотклоненное положение. Захват 74 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68, удерживается на фиксирующем упоре 111 в углублении 119 или под фиксирующим упором 111а, сформованным на проксимальном конце по меньшей мере одного второго совмещающего элемента 113 на головке 92 поршня (показана на фиг. 23В), предотвращая выход плунжера 26 шприца из зацепления с головкой 92 поршня.
Для отсоединения шприца 12 от шприцевого порта 16 (показан на фиг. 1) и выведения плунжера 26 шприца из зацепления с поршнем 88 шприц 12 поворачивается по часовой стрелке или против часовой стрелки относительно продольной оси шприца в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки относительно шприцевого порта 16. Поворот шприца 12 и, соответственно, плунжера 26 шприца вокруг продольной оси 34 плунжера вводит первый кулачковый элемент 78 на плунжере 26 шприца в зацепление со вторым кулачковым элементом 98 на головке 92 поршня. Такое смещение приводит к отклонению по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 в сторону от головки 92 поршня, что позволяет отсоединить плунжер 26 шприца от головки 92 поршня и снять шприц 12.
На фиг. 24А-24С, показан плунжер 26 шприца с поршнем 88 согласно еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Некоторые признаки некоторых составных частей плунжера 26 шприца, представленного на фиг. 24А-24С, по существу идентичны признакам составных частей плунжера 26 шприца, описанного в настоящем документе в привязке к фиг. 3А-4С. Прочие признаки составных частей плунжера 26 шприца, представленного на фиг. 24А-24С, по существу идентичны признакам составных частей плунжера 26 шприца, описанного в настоящем документе в привязке к фиг. 21А-21С. Аналогичным образом составные части поршня 88, представленные на фиг. 24А-24С, по существу идентичны составным частям поршня 88, описанного в настоящем документе в привязке к фиг. 21А-21С. Номера позиций, представленные на фиг. 24А-24С, используются для обозначения идентичных составных частей с соответствующими номерами позиций, показанных на фиг. 4А-4С или 21А-21С. Поскольку представленное выше описание плунжера 26 шприца и поршня 88, которые были проиллюстрированы, в общем, на фиг. 3А-4С, применимо к варианту осуществления настоящего изобретения, представленного на фиг. 24А-24С, ниже будут описаны лишь относительные различия между плунжером 26 шприца и поршнем 88, которые были проиллюстрированы, в общем, на фиг. 3А-4С, и плунжером 26 шприца и поршнем 88, которые проиллюстрированы, в общем, на фиг. 24А-24С.
Как показано на фиг. 24А, плунжер 26 шприца может содержать по меньшей мере один упруго отклоняемый удерживающий элемент 68 (именуемый в настоящем документе удерживающим элементом 68), сопряженный с телом 32 плунжера. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один удерживающий элемент 68 может выступать в радиальном направлении от внутренней поверхности 52 внутренней полости 40. На фиг. 24А также показано, что по меньшей мере один удерживающий элемент 68 включает первый сегмент или первый конец 70, который проходит через тело 32 плунжера, выступает в направлении тела 32 плунжера или выходит наружу тела 32 плунжера. Например, первый конец 70 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 может проходить через отверстия 73, проходящие через боковую стенку 39 тела 32 плунжера. По меньшей мере, один удерживающий элемент 68 может содержать второй сегмент или второй конец 72, отходящий радиально внутрь полости 40 относительно первого конца 70. Для наглядности такие признаки, как по меньшей мере один совмещающий элемент 71, не показаны.
Первый конец 70 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 может контактировать или стыковаться, напрямую или опосредованно, с упругим элементом, например, с упругой внутренней поверхностью крышки плунжера, такой как крышка 58 плунжера, показанная на фиг. 3Е. В альтернативном варианте или дополнительно первый конец 70 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 может контактировать или стыковаться, напрямую или опосредованно, с упругим элементом, таким как металлическая или пластмассовая пружина или иная упругая деталь, который поджимает по меньшей мере один удерживающий элемент радиально внутрь. Как показано на фиг. 24В, первый конец 70 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 может быть снабжен по меньшей мере одним упорным элементом 171, который ограничивает ход по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 радиально внутрь и/или наружу с тем, чтобы тот не выпадал из тела 32 плунжера. Упорный элемент 171 может представлять собой упругий элемент, сопряженный по меньшей мере с одним удерживающим элементом 68. По меньшей мере, один удерживающий элемент 68 может быть выполнен в виде отдельной детали, вставляемой в тело 32 плунжера до установки крышки 58 плунжера; или сформован заодно с телом 32 плунжера методом совместной отливки; или отлит как часть тела 32 плунжера с тонким сегментом (не показан), который отклоняется или отламывается при сборке или отклонении по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 радиально внутрь или наружу, чтобы дать возможность по меньшей мере одному удерживающему элементу 68 совершить требуемое движение. В необязательном варианте по меньшей мере один упругий элемент 68 может быть снабжен упорным элементом 171 или тонким сегментом (не показан), соединяющим по меньшей мере один удерживающий элемент 68 с телом 32 плунжера. В некоторых вариантах осуществления может быть обеспечено множество удерживающих элементов 68, которые могут отстоять друг от друга на определенное расстояние по окружности внутренней поверхности 52 внутренней полости 40 в радиальном направлении от продольной оси 34 плунжера. Удерживающие элементы 68 могут быть отделены друг от друга, с равными или неравными интервалами, участками внутренней поверхности 52 внутренней полости 40. Радиальное расстояние по меньшей мере до одного удерживающего элемента 68 от продольной оси 34 плунжера выбирается таким образом, чтобы оно соответствовало внешней форме поршня согласно настоящему описанию или могло функционально взаимодействовать с ней.
Как показано на фиг. 24В, второй конец 72 удерживающего элемента 68 включает по меньшей мере один захват 74, форма которого позволяет ему войти в зацепление по меньшей мере частично с пазом, выступом или уступом на поршне для фиксации по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 вместе с плунжером 26 шприца относительно поршня. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один захват 74 может выступать радиально внутрь или наружу относительно тела удерживающего элемента 68. По меньшей мере, один захват 74 может быть выполнен заодно со вторым концом 72 по меньшей мере одного удерживающего элемента; или же он может быть прикреплен или иным образом соединен со вторым концом 72 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68, например, посредством фрикционной посадки и/или с помощью клея, методом сварки или путем отливки.
Как показано на фиг. 24С, плунжер 26 шприца может содержать по меньшей мере один первый кулачковый элемент 78, который взаимодействует с поршнем 10 флюида (показан на фиг. 1) для отклонения в радиальном направлении по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 при повороте плунжера 26 шприца относительно поршня согласно настоящему описанию. По меньшей мере, один первый кулачковый элемент 78 может располагаться на втором конце 72 удерживающего элемента 68. По меньшей мере, один первый кулачковый элемент 78 может иметь наклон относительно тела удерживающего элемента 68.
Плунжер 26 шприца может содержать по меньшей мере один совмещающий элемент, такой как первый совмещающий элемент 71, показанный на фиг. 3А или 23, который выступает от тела 32 плунжера. Как было указано в настоящем документе по меньшей мере один первый совмещающий элемент 71 имеет такую форму и/или выполнен таким образом, что облегчается самовыравнивание плунжера 26 шприца относительно поршня 88.
Для введения плунжера 26 шприца в зацепление с поршнем 88 сначала шприц 12 вставляется в шприцевый порт 16 инъектора 10 флюида (показан на фиг. 1), как это описано в настоящем документе. Если поршень 88 расположено угловым смещением относительно плунжера 26 шприца, вследствие чего один или более совмещающий элемент на плунжере 26 шприца оказывается не совмещенным по углу так, чтобы он мог войти в углубление 119 на головке 92 поршня, один или более совмещающий элемент на плунжере 26 шприца входит в контакт с направляющей поверхностью 117 второго совмещающего элемента 113 на головке 92 поршня для выравнивания головки 92 поршня по углу с целью его соединения с плунжером 26 шприца. Таким образом, поршень 88 самовыравнивается относительно плунжера 26 шприца так, что плунжер 26 шприца может быть захвачен поршнем 88 с возможностью расцепления. Дистальное перемещение поршня 88 приводит к отклонению удерживающих элементов 68 наружу относительно продольной оси 34 плунжера с переходом из первого неотклоненного положения в отклоненное положение. Поршень 88 выдвигается в дистальном направлении до тех пор, пока терминальный участок второго конца 72 не пройдет удерживающие элементы 68, что позволит им отклониться радиально внутрь с переходом полностью или частично в исходное неотклоненное положение. Захват 74 по меньшей мере одного удерживающего элемента 68, удерживается на фиксирующем упоре 111 в углублении 119 или фиксирующем упоре 111а на проксимальной поверхности вторых совмещающих элементов 113, предотвращая выход плунжера 26 шприца из зацепления с головкой 92 поршня.
Для отсоединения шприца 12 от шприцевого порта 16 и выведения плунжера 26 шприца из зацепления с поршнем 88 шприц 12 поворачивается по часовой стрелке или против часовой стрелки относительно продольной оси шприца в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки относительно шприцевого порта 16. Поворот шприца 12 и, соответственно, плунжера 26 шприца вокруг продольной оси 34 плунжера вводит первый кулачковый элемент 78 на плунжере 26 шприца в зацепление со вторым кулачковым элементом 98 на головке 92 поршня. Такое смещение приводит к отклонению по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 радиально в сторону от головки 92 поршня, что позволяет отсоединить плунжер 26 шприца от головки 92 поршня и снять шприц 12 с инъектора 10 (показан на фиг. 1). В одном из альтернативных вариантов осуществления захват 74а (показан на фиг. 24А) может располагаться на дистальной поверхности по меньшей мере одного удерживающего элемента 68 для вхождение в сцепление с фиксирующим упором 111, показанным на фиг. 24А, с целью недопущения выхода плунжера 26 шприца из зацепления с головкой 92 поршня. Первый кулачковый элемент 78а может располагаться так, как это показано на фиг. 24А, обеспечивая возможность высвобождения захвата 74а при относительном повороте плунжера 26 шприца и поршня 88.
Согласно различным альтернативным вариантам осуществления настоящего изобретения элементы конструкции узла сопряжения между плунжером 26 шприца и поршнем 88 согласно настоящему описанию могут быть перевернуты на 180 градусов. Иначе говоря, узлы сопряжения любого плунжера 26 шприца могут содержать, например, фиксирующий механизм и соответствующие признаки, описанные в настоящем документе в отношении любого поршня 88, тогда как узел сопряжения на поршне 88 может содержать, например, элементы, описанные в настоящем документе в качестве части плунжера 26 шприца.
Хотя настоящее изобретение подробно описано в иллюстративных целях, исходя из того, какие варианты его осуществления считаются в настоящее время наиболее предпочтительными и применимыми на практике, следует понимать, что это подробное описание представлено лишь в означенных целях, и что настоящее изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами своего осуществления, а предполагается, что оно включает в себя различные модификации и эквивалентные схемы. Например, следует понимать, что настоящим изобретением предполагается возможность объединения в максимально полной мере одного или более признака любого варианта его осуществления с одним или более признаком любого другого варианта его осуществления.