CN100512905C - 用于供应危险流体的流体供应系统 - Google Patents

Abstract

一用于病人注射的系统包括一封装一危险药物的容器；一将危险药物供应到一病人的第一泵，以及一可操作地连接到第一泵、容器和病人的流体路径。该系统还包括一危险材料密封装置，在将危险药物容器连接到流体路径的过程中，该密封装置适于限制危险药物。

Description

用于供应危险流体的流体供应系统

相关申请

本申请要求对2003年4月8日提交的美国临时专利申请系列No.60/461,152的优先权，本文援引其内容以供参考。

技术领域

本发明一般地涉及流体供应系统，涉及流体供应装置和流体供应方法，具体来说，涉及危险的医用流体的供应系统、用于其中的装置，以及将危险的医用流体供应到一病人的方法。

背景技术

当前血管造影术的实践使用X射线成像来观察内部的身体。外科医生熟练地操纵导管进入要求的血管内。注入吸收X射线的造影剂，这样，血管和下游血管在X射线显示屏上或X光摄片中清晰可见。使用生成的影像，一外科医生可作出诊断并确定合适的治疗。在干预性手术中，使用注入导管、动脉粥样切除器械、展幅器，或诸多干预性器械中的任何一种。通常干预性治疗在血管造影术手术过程中实施，但有时治疗也在稍后的时间进行。

在正常的血管造影术手术中，除了造影剂之外，通常还注入生理盐水从导管中冲洗造影剂，以保持导管内腔畅通(不堵塞)，和/或为测量血压起作一流体通道。医生通常用手实施注入，尤其是，对于冠状血管的注入。在某些情形中，盐水用重力输入。

对于外围的注入和有时对于冠状血管的注入，由于造影剂的高粘度，采用有动力的注射器来注入造影剂，需要有高压来驱动造影剂通过小的导管直径。例如，动力的注射器在这样的注入中可形成高达1200psi的压力。使用于这样注入中的压力范围远高于人通过手工注入实际可形成的压力。美国专利Nos.5,494,036、6,339,718、5,843,037、5,840,026、5,806,519、5,739,508，以及5,569,181(它们授予本发明的受让者，本文援引这些专利以供参考)揭示了使用有动力的注射器系统，其能够注入造影剂、盐水以及其它的流体，它们可以同时地或相继地注入。

在溶解血栓的治疗中，一医生放置一导管来研究某一血管的堵塞情况。然后，医生使用一普通的导管或众多特殊溶解血栓的导管中的一个导管将血栓溶解剂注入凝块中。有时，使用周期性脉动的高压注入来实施注射以便将血栓溶解剂驱动到凝块中而加快其分解。适用于溶解血栓手术的注射器的实例包括由纽约州的Queenbury的Angio Dynamic出品的Pulse*Spray Injector Model PSI-1，以及由捷克共和国的Linet Compact s.r.o.出品的Pulse Thrombolytic Pump PTP1。

目前出品的这种注入器械的难点在于，要求医生操纵流体通道，有时，必须脱开手动的注入造影剂的注射器而连接上溶解血栓的注射器。这种操纵花费时间，且带来操作者差错的某种风险，其中包括不留心的生物性的污染。

尚在开发中的另一种干预性手术涉及到基因治疗的注入。有一种类型的基因治疗的目标是致使心肌显示基因的影响，该基因导致新的血管生长而营养心肌，其中，由于疾病原因供血动脉已变得相当狭窄。在一种这样基因治疗的类型中，基因治疗DNA包含在一非复制的病毒中。当注入到身体内时，该病毒用所包含的DNA转染细胞。由于该病毒不包含复制病毒所需要的DNA，所以，它不会繁殖和造成疾病。这些病毒可转染任何接触基因治疗DNA的细胞。为此原因，重要的是确保仅将带菌病毒供应到目标组织，并确信医务人员充分地得到保护而不接触带菌病毒。

基因治疗的另一应用是阻塞血管形成作为减小瘤生长的一种方法。在此应用中，重要的是，基因治疗供应到目标组织，并且最大程度地减少供应到健康组织和护理人员身上。还有许多其它基因治疗应用尚在研究之中，例如，治疗囊肿性纤维化和肌肉萎缩症。

在使用一腺病毒基因治疗产品的代表性的手术中，开业医生执行以下诸步骤：(1)小瓶冷冻储藏药品；(2)在药品保护罩中，使用手套和合适的技术在手中解冻带有基因治疗药的瓶，避免搅动；(3)使用一针，抽出几毫升(ml)药到一手动注射器，例如，一10毫升注射器；(4)添加几毫升盐水稀释药；(5)将手动注射器放置在一注射器保持器内以便移动到干扰套件而保持注射器外部无菌(解冻的药必须在几个小时内使用)；(6)戴上护目镜和具有M-95过滤器的面具(医生、护士、技术员)，免受空气中病毒的传染；(7)净化空气的流动管线；(8)如果需要的话进一步稀释药；(9)使用普通的血管造影术设备(集管、导管、导向丝)和技术(通常这是深入的从属性选择放置，以避免造影剂或药任何回流到大动脉内，其中，它需系统地分布)，将导管定位在要求的血管内；(10)检验带有造影剂注入的导管的放置；(11)通过移去造影剂注射器和附连盐水注射器，用盐水冲洗集管和/或导管(选项)；(12)脱开盐水注射器；(13)连接基因治疗注射器；(14)在1至2分钟内手工注入大约1至5毫升的基因治疗药；(15)脱开基因治疗注射器；(16)连接盐水注射器；(17)在同样时间内(例如，1至2分钟)，注入几毫升盐水将基因治疗药冲洗出流体通道并进入病人体内；(18)脱开盐水注射器；(19)再次连接造影剂注射器；(20)注入造影剂而确定导管未移动；(21)重新定位导管以便下一注射；(22)重复以上步骤，直到所有血管已经注射为止；以及(23)处置系统的可处置的部分(如生物有害材料)。

当前用于基因治疗供应的系统和过程存在着诸多缺点或未满足的需要。例如，需要一封闭的准备罩。

此外，为供应造影剂、盐水和药进行的脱开和再连接多个注射器既费时又增加风险，其中，某些药物可能溅开或成烟雾状散开，由此在一不理想的方式中传染给操作者和/或病人，或药物可能被污染。

此外，以稳定速率对人注射一液体是非常困难的事，尤其是，超过一分钟的慢速率(毫升/分)。慢速率移动遭受注射器内的粘滞滑动摩擦，这在手术中需花费相当的集中力来做此事，时间上需两个1—2分钟周期，甚至高达5次。存在有意外地肌肉抽搐或有圆块的注射的相当大的风险，这浪费药物或造成药回流到大动脉而移动到身体的任何地方。再者，由于注射器连接和脱开，柱塞可以无意识地颠簸，药物的圆块会注入到病人体内或排出到环境内。此外，从药物注射到盐水注射的转变时间造成治疗注射的无法控制的中断。由于药物易于形成块(如果搅动的话)，所以，手工连接和脱开注射器提供了搅动和结块的机会。

如上所述，需要深入的从属性选择导管放置来避免药回流到大动脉内。然而，这样的导管放置带来减小流过该大动脉的血流和增加造成剖开可能的风险。此外，深入的从属性选择的导管放置在技术上更加难于实现。

注射器和连接到病人体内导管的集管的多次手工操纵，增加导管位置不留心地从最佳放置中移位的风险。

多次手工操纵还增加错误的风险，例如，首先注入盐水，然后药物，因此，当药从一个血管移动到另一血管时，会使导管内的药注入到大动脉内。

提供进入病人血管内的所有手术需要形成一无菌的场地并保持保护病人免受传染。戴无菌手套的操作者不能接触未经消毒的任何东西，且戴未经消毒手套的操作者不能接触进入到无菌场所内的任何东西。此外，接触病人的任何东西，尤其是，接触诸如血液之类体液的任何东西必须作为生物有害材料进行处置。如上所述，基因治疗药物本身即使未经污染也会造成生物有害。

同样地，化疗药剂在制备或供应过程中成烟雾状散开或溅开，可对医护人员或周围人造成危险的条件。化疗药剂的制备通常在一药房的围罩内进行以保护药剂师。可在动脉内控制化疗药剂进入到血管内将营养物质提供给瘤。这具有这样的好处：给予瘤一非常高的剂量，同时将总的系统剂量(以及由此组织的损坏和副效应)保持到最小。对于需要拥有昂贵的导管操作设备或特殊的手术器械组来说，则具有下降的趋势。更为一般的是，控制化疗药剂通过外围的静脉内的导管、PICC管线、中央静脉导管或灌输端口。用一手工的注射器或灌输泵进行注入的药物通常进入连接到上述静脉进入器械之一的一灌输管线的一侧端口内。它通常在病人的房间内、门诊病人的诊所，或最近在病人家中实施。连接的接上和断开提供了药物溅开或成烟雾状散开的机会。因此会传递到附近的人员。在化疗药剂的管理中，日常不需使用面具和护目镜。

对于化疗药剂的动脉内管理，瘤直接地接受药物。对于静脉内的管理，许多化疗药剂会损害其中进行注射的静脉。这造成局部反应和疼痛，且对于医护人员来说日后难于将一导管插入到静脉内。

一第三种情形是肌肉注射和皮下注射，其可涉及到对一病人提供可能有毒害的药物，与其相关的问题是药物暴露到其它的人员。有许多诊断上的跟踪，因此许多研究集中在基因治疗和生物制剂的肌肉注射。一手工注射器的针通过皮肤插入目标肌肉内。然后，注入控制的药物量。每次针从一侧取出而移到另一侧，由于药物存在于针头上，总存在着成烟雾状散开和/或溅开的可能。

尽管基因治疗还未广泛地应用，但对于哮喘药物来说药物吸入是一普遍的做法，该方法也正在研究用于其它药物，且成为另一种应用，其中，由于药物控制输入一病人，周围的人员可能不留心遭到污染。由于更多有效的药物以此方式进行管理，因此，意外地遭受暴露的结果将变得越来越普遍。在此情形中，药物有意地以液体的气雾剂或粉末提供，于是，该问题尤其严重。投入到空气管道和病人导气管内的所有气雾剂不沉淀在病人体内。因此，存在有相当量的意外地释放的气雾剂。

人们希望研制各种提供或管理对病人危险药物的系统、器械和方法，其减少和/或消除上述当今的系统、器械和方法中的一个或多个的问题，以及其它的诸多问题。

发明内容

在一个方面，本发明提供一对病人注射的系统，其包括一封装危险药物的容器；一向病人提供一危险药物的第一泵，以及一可操作地连接到第一泵、容器和病人的流体路径。该系统还包括一危险材料密封装置，在将危险药物容器连接到流体路径的过程中，该密封装置适于限制危险药物。

例如，危险材料密封装置包括一可密封的开口，在将容器连接到流体路径之前，该开口适于将容器放置在危险材料密封装置内。危险材料密封装置还可包括一连接器，其以密封的方式与一通过危险材料密封装置的管道流体连接。在该实施例中，连接器适于与容器流体连接。管道适于连接到流体路径。

该系统可包括至少一个第二泵，其可操作地连接到流体路径，以将至少一种非危险流体供应给病人。例如，非危险流体可以是适于将药物冲洗出流体路径外而进入体内的一种流体，或是适于稀释危险药物的一种流体。非危险流体例如可以是盐水。该系统还可包括一可操作地连接到流体路径的第三泵，该第三泵与一第三流体(例如，一造影剂流体)源流体连接。

该系统还可包括一与流体路径流体连接的废物容器。较佳地，该废物容器适于容纳危险药物。

该系统还可包括至少一个控制流过流体路径的流动的阀。该系统还可包括一控制至少第一泵和第二泵操作的控制器。一使用者接口可与控制器进行可操作的连接。

在一实施例中，危险材料密封装置包括一温度调节器，用来控制危险材料容器的温度。

危险材料密封装置可包括一包围危险材料容器的柔性屏障。危险材料密封装置还可包括一具有一可移去盖的容器，以便能将危险药物容器放置在危险材料密封装置内。在此实施例中，危险材料密封装置还包括一密封屏障，一流体路径可通过该屏障而放置成与危险药物容器流体连接。密封的屏障适于防止危险药物通过而进入到危险材料密封装置外的环境。危险材料密封装置还可包括至少一个密封件，其与危险药物容器形成一密封。

系统的第一泵和其它泵可被包括在一单一的注射器内。在一实施例中，各个泵被激励。术语“激励”或“激励的装置”是指施加能量(例如，机械能或热能)，而不是直接进行手工操纵。通常地，电能或储存的机械能用来激励本发明的装置。

系统还可包括一探测病人生理信号的测量装置，以及一控制从第一泵和第二泵中的至少一个泵供应流体的控制器，其根据生理信号控制(例如，同步)与一器官功能相关的流体供应。

在本发明系统的一实施例中，容器是这样一器皿，其中，危险药物由制造商分配。容器可封装足够的危险药物以便供应给多个病人。在另一实施例中，容器使用一加载装置来填充危险药物，该加载装置保持危险材料密封装置。填充的容器可再次封装足够的危险药物以便供应给多个病人。

系统的流体路径可包括一导管，其适于终止在病人的血管内。在一实施例中，导管包括两个内腔，它们布置成外部内腔的流动基本上包围内部内腔的流动。一导管可通过一连接器连接到系统的流体路径，该连接器在连接过程中提供生物危险密封装置。

在本发明系统的一实施例中，流体路径包括至少两个流体路径元件，它们通过至少一个连接器进行连接，该连接器在连接过程中提供生物危险密封装置。

在本发明系统的一实施例中，其包括一控制器，该控制器可随时间变化流速。例如，控制器可变化该流动，这样，存在时间周期，其中流速增加。

在另一方面，本发明提供一用于连接到一注射器的组件。该注射器包括一保持组件的保持机构，以及一加压机构，其加压组件内的一个或多个流体以便供应给一病人。组件包括至少一个形成一围置的第一隔间，其适于包围一封装一危险药物的危险药物容器。第一隔间适于防止危险材料从第一隔间跑逸到周围的环境中。该第一隔间包括一第一连接器，以便与危险药物器皿建立流体连接，以及与第一连接器流体连接的至少一个第一出口。该组件还可包括至少一个第二隔间，其适于包含一流体而不是危险药物，该第二隔间与第一出口流体连接。

在另一方面，本发明提供一系统，其用来将一药物注射到与一病人的器官相关的局部循环内。该系统包括一将生物危险药物注入局部循环中的第一泵；一可操作地连接到第一泵并设置在第一泵和病人之间的流体路径；一可操作地连接到流体路径的第二泵，其用来注入一足以将药物冲洗出流体路径外而进入病人体内的流体；一探测病人生理信号的测量装置；以及一控制从第一泵和第二泵中的至少一个泵供应的流体的控制器，其根据生理信号控制(例如，同步)与一器官功能相关的流体供应。在一实施例中，生理信号与心脏相有关。例如，与心脏相相关的同步可防止药物从局部循环到病人的系统循环内的回流。在另一实施例中，生理信号与呼吸相有关。

在另一方面，本发明提供一用来注射病人的系统，其包括：一将危险药物供应给一病人的第一泵，以及一可操作地连接到第一泵并设置在第一泵和病人之间的流体路径。第一流体路径包括至少一个流体路径元件。系统还包括一可操作地连接到流体路径的第二泵，其用来注入一足以将危险药物冲洗出流体路径外而进入病人体内的流体。系统还包括一危险材料密封装置，其在流体路径元件的建立、修改和处置中的至少一个过程中限制危险的材料。

在另一方面，本发明提供一执行提供给病人的危险药物的方法，其包括：可操作地连接一容器，其中，危险药物分配到一可操作地连接到一泵的流体路径。该泵适于执行给病人提供危险药物。该方法还可包括将容器放置在一危险材料密封装置内，在容器连接到流体路径之前和之中，该危险材料密封装置适于限制危险药物。危险材料密封装置可包括一密封隔膜，通过该隔膜可形成与容器的连接。

在另一方面，本发明提供一导管，其包括一外管道以及定位在外管道内且具有小于外管道的直径的内管道。外管道和内管道之间的体积形成一适于对病人提供流体的第一内腔；内导管的内直径形成一适于对病人提供流体的第二内腔。在一实施例中，内导管终止在外管道的后面。来自内管道的流动可以基本上被来自外管道的流动圆周地包围。

在另一方面，本发明提供一包括一柔性密封部件的容器，该密封部件与一连接器合作而在容器连接到连接器的过程中形成一生物危险的密封。例如，该柔性密封部件可以是圆周的。柔性密封部件也可在连接过程中沿轴向受压。

在另一方面，本发明提供一包括一第一部件和一第二部件的连接器。第一部件和第二部件中的至少一个包括一生物危险的密封，在第一部件和第二部件连接的过程中该密封适于包含生物危险的材料。

在另一方面，本发明提供一用于一生物危险材料的容器，其包括一密封一通向容器的端口的第一隔膜和一密封该端口的第二隔膜。第二隔膜与第一隔膜隔开。

在另一方面，本发明提供一用来传输一药物的系统，其包括：一封装一危险药物的第一容器；一接纳危险药物的第二容器；一将一危险药物从第一容器供应到第二容器的第一泵；一可操作地连接到第一泵、第一容器、第二容器的流体路径，以及一适于在将第一容器连接到流体路径的过程中限制危险药物的危险材料密封装置。

在另一方面，本发明提供一注射器加载装置，其包括至少一个适于可移去地接纳一第一注射器的第一隔间。第一注射器包括一可滑动地设置在其中的柱塞。第一隔间包括一适于与第一注射器形成流体连接的注射器连接器。注射器加载装置还包括一第一容器架，其适于形成一与封装一危险药物的第一流体容器的密封接合。第一容器架包括一适于与第一容器形成一流体连接的第一容器连接器。第一容器连接器与注射器连接器流体连接。注射器加载装置还包括一致动器，其适于对第一注射器柱塞施力以将流体从第一容器抽到第一注射器内。注射器加载装置还可包括至少一个第二容器架，其适于与第二流体容器形成接合。第二容器架包括一第二容器连接器，其适于与第二容器形成一流体连接。第二容器连接器与注射器连接器流体连接。注射器加载还可包括一开关，用来控制流体是否从第一容器或第二容器抽取到注射器内。

在还有的另一方面，本发明提供一注射器，其包括一适于接纳一第一注射器的第一隔间。第一注射器具有其屏障内的危险药物并包括一可滑动地设置在注射器内的柱塞。注射器还包括一与第一隔间可操作地连接的第一柱塞驱动；一适于储存手工地施加到第一柱塞驱动的机械能的能量储存机构，以及一适于接纳一第二注射器的第二隔间。第二注射器还包括一可滑动地设置在注射器内的柱塞。注射器还包括一与第二隔间可操作地连接的第二柱塞驱动；一适于储存手工地施加到第二柱塞驱动的机械能的能量储存机构；以及至少一个调节储存的机械能施加到第一注射器的柱塞和第二注射器的柱塞的控制器。

本发明对用来将危险药物供应给病人的现有方法提供多种改进。例如，本发明在制备和加载药物过程中提供足以保护操作者和病人的封闭。本发明的某些实施例包括一体的流体路径，较佳地是一闭合的路径，其对于操作者是无菌的和安全的。本发明同样地提供激励的泵或调节器以在对人不使用的时间范围内提供一致的稳定流量。

本发明的系统例如可包括诊断的信息(回流的流量)以便设定治疗参数。一个一体的多流体控制器/音序器也可包括在本发明的系统内，以形成对操作者更容易和对病人更一致和安全的手术。本发明还可提供一流体管理参数的记录。

本发明的系统、器械和方法可用于X线、MR、CT、超声波或其它医用成像形式，并可有利地注入多种流体和除基因治疗药物之外的各种类型的流体。

附图的简要说明

从结合诸附图阅读以下详细的描述中，将可认识本发明的其它方面及其诸多优点，在诸附图中：

图1示出目前用于一基因治疗的流体供应系统的一实例。

图2示出本发明的一流体供应系统的一实施例。

图3示出脉动注入而消除回流的示意图。

图4示出用于生物危险药物或药瓶的本发明的一生物危险的容器的另一实施例。

图5A、5B和5C示出用于生物危险药物容器的一生物危险密封装置的其它实施例。

图6示出一适用于一手动注射器的生物危险容器。

图7A示出包括一危险材料密封装置的注射器加载器立体图。

图7B示出图7A的注射器加载器的另一立体图，其中，一注射器下载到无菌场所。

图7C示出一用于图7A的注射器加载器中的内部流体路径的一实施例的立体图。

图8A示出处于脱开连接的状态下的本发明的一泵和一多腔室流体容器的实施例。

图8B示出处于连接的状态下的图7A的一泵和一多腔室流体容器立体图。

图8C示出处于与药物容器连接以备注入状态下的图7A的一泵和一多腔室流体容器的另一立体图。

图9示出用来自动地从多个准备的注射器中供应流体的本发明的泵机构的实施例。

图10A示出用于两个前加载注射器的本发明的一动力注射器或泵的实施例的立体图。

图10B示出图10A的泵，该泵支承在一与血管造影注射器相连的可移动的支承系统的臂上。

图10C示出图10A的泵，其附连到一从病人成像系统台延伸的支承上。

图11A示出一大致同心、双内腔导管的实施例的端部的侧视截面图。

图11B示出图11A的导管的端视图。

图11C示出图11A的导管的侧视剖视图，其中，盐水和危险药物的圆块流过其间。

图11D示出通过一病人血管的合成流动图。

具体实施方式

一当前用于注入基因治疗药物的系统示于图1中。在图1中，一病人1具有一通过股动脉(腿部)插入动脉内而营养病人心脏2的导管31。通常使用多个带有单一或双个并排内腔的导管。导管可具有就一个端孔，或多个侧孔，以便提高药物与血液的混合。也普遍使用一滑入一导向导管内的灌输导管。其它动脉也可用于导管的进入。导管31的外端通过一连接器连接到集管30，可以直接地也可利用一中间管段(未示出)进行连接。其它通用的血管造影术设备和人员在图1中未予示出，例如，一导向丝、一止血阀、一X线成像设备、一MR成像系统、一超声波成像系统，或其它成像设备，以及外科医生和护士等。

集管30具有若干个阀，通常为三个或四个，在图1的系统中它们连接到三个管线。管线22连接到血压测量装置(未示出)，管线21连接到一生理盐水袋、瓶、容器或箱(未示出)，而管线20连接到一造影剂袋、瓶，或容器(未示出)。一手工操作的注射器10用来注入造影剂或盐水，视其从管线20灌入还是从管线21灌入而定。病人的脉管进入部位区域及其附近区域用无菌布覆盖，而脉管进入点附近的暴露皮肤进行消毒。通常，有一靠近的工作面或具有一平的无菌面19的小车来盛放消毒器械和耗材以备使用。对于注射基因治疗药物的情形，注射器12含有基因治疗药物，而注射器11含有盐水，其用来跟从基因治疗注射之后从流体路径中冲洗出基因治疗药物进入到病人体内。如上所述，医生手工地连接、灌输、注射和脱开注射器10、11和12，以实现流体供应所要求的顺序。且每次进行连接时，医生必须确保不产生注入到病人体内的气泡，气泡会造成大脑受损突然发作或损害其它的器官。

图2示出本发明一流体供应系统的实施例。在图2的实施例中，病人1具有一通过股动脉插入逼近病人心脏2的导管31。导管31连接到一集管30以便能注入各种流体。注射器10可用来自管线20的造影剂填充然后进行注射。在此实施例中，注射器10用一机械注射器40进行操作，该注射器40包括一活塞40a，其在注射器柱塞延伸段上推或拉，由此，移动流体进出注射器10。例如，诸如由宾夕法尼亚州的Indianola的Medrad，Inc.出品的ProVis

血管造影术注射器那样的注射器或注射器泵可用作为泵40。

泵42提供基因治疗药物或其它药物。在此实施例中，药物保持在其容器52内，并通过一蠕动泵42从容器进行泵送。药物流过管子24c和管子24a进入集管并由此进入病人1。管子24c和24a可以是微孔管以最大程度地减小流体量或管子本身内的死空间。在图2的实施例中，泵42和药物保持装置位于无菌场所之外。流体通过消毒管子24a流入无菌场所。药物容器52可以是任何保持无菌和药物效用的容器，例如，玻璃瓶、袋、囊，或预装填的注射器。如果容器52(或系统中的任何其它流体容器)是刚性的，则随着流体的抽出将形成一真空。有好几种方法可消除该问题。例如，空气可在移去流体之前注入到容器内，或用来移去流体的针或长针尖可使一不沾水的过滤器或一单向阀通气，且过滤器随着流体的移去而允许无菌空气进入容器但防止流体的任何泄漏。

一生物危险密封装置或包围70能从药物容器52中将基因治疗药物穿刺和抽出药房外，且确实地抽出到围罩外。流体路径元件24c的一端穿入和密封到生物危险密封装置70内。针尖、针或使流体连接到药物容器52的其它机构位于危险密封装置70内，并加以护套而保护操作者和密封装置70。在使用过程中，生物危险密封装置70打开，将药物容器52放入其中。然后，使用手套或通过生物危险密封装置70的壁进行操作的其它柔性操作装置，将生物危险密封装置70密封，并将容器52连接到流体路径24c。如果生物危险密封装置70是柔性的，则它不需进行通气。如果它是刚性的或半刚性的，则它最好包括一通气，该通气较佳地适于或设计成包含任何气雾状生物危险的材料。如果还需要或希望包含药物蒸气，则该通气可包括活性碳或沸石材料。通过省去药房内的多个注射器填充步骤，本发明的成套生物危险密封装置70可节约相当时间、人力和费用。生物危险密封装置70可以包括由马塞诸萨州的North Andover的CAPTAIR^TM LABX，INC.出品的Captair Field Pyramid手套箱。

本发明的生物危险密封装置80的另一实施例示于图4中。生物危险密封装置80包括一具有一颈部81n的容器81a，该颈部形成、适于或设计成：药物容器52的颈部或盖的外面紧密地配合在密封装置颈部81n内。例如，当盖81b安装到容器81a上时，药物容器52通过诸如弹簧81c那样的偏置部件保持抵靠在密封装置80的底部。盖81b可以用螺纹或其它装置进行固定。较佳地，一密封形成在盖81b和容器81a之间，其能足以防止任何生物危险材料跑出。例如，密封可以模制到盖81b和容器81a中的任一个或它们两者上。或者，密封可以是单独的弹性体密封。在图4的实施例中，生物危险密封装置80包括一可供选择的过滤通气装置81d，以允许空气运动而平衡内外之间的压力。在使用过程中，连接到管子24c远端(离病人最远)的针或针尖首先刺破密封装置隔膜81s。然后，它被进一步推入而刺破药物容器隔膜52s。生物危险药物的任何泄漏都包含在密封装置80内。如果密封装置设计成配合一种尺寸的瓶，则通过简单地向内足够地凸出盖81b而将药物容器52保持在一定位置上，弹簧81c可功能性地被包括到盖81b内。容器81a和盖81b可以通过真空成形或注入模制进行制造。或者，容器81a可以是柔性的，带有诸如袋的密封件。在此情形中，容器81a可具有一与药物容器的颈部匹配的刚性的或弹性体的部分。

如果药物瓶分配有诸如图4所示的一体的生物危险密封装置的话，则可具有优点。例如，药物瓶可以与生物危险密封装置一起就位，或可以与生物危险密封装置一起置于同一包内，以便包装一打开就可安装。通过将双隔膜部件(81s和52s)容纳到容器颈部上，可实现一生物危险密封装置的机构。

一提供密封封围的功效或其开放状态的替代的实施例可以这样地形成：将过滤的通气装置81d连接到一低流量的真空泵，其连续地或周期性地操作，既可手工操作也可自动操作。通过测量密封装置内的压力，压力的上升将可指示密封装置的任何变劣情况，可对操作者产生一报警或指示。

生物危险密封装置的另一实施例示于图5A中。在图5A的实施例中，不是全部地包围药物容器52，刺破药物容器隔膜52s的针92预先连接到流体路径24c并成为一“只合上(on only)”帽90的部分，帽90一旦被推上，则不能从容器52中移去(除非用相当的力和/或努力)。例如，当帽90被推上时，隆起91a和91b可弹性地变形。隆起91a和91b接合容器52的唇形物52b而防止帽90移去。柔性密封部件93可弯曲而允许唇形物52b通过，然后，抵靠容器52的颈部52n而密封。帽90内的空气通过通气装置94而排出。密封部件93可以永久地附连到帽90，或在使用前由使用者压配或安装到帽内。图5B示出安装在流体容器上的密封部件53。它可以安装或卸下，并在与帽90匹配之前由使用者进行安装。图5C示出一第三实施例，其中，密封位于可变形的部件97和容器颈部的前部(或可选择为唇形物52b的前部)之间。在此实施例中，在针92刺破隔膜52s之前，密封形成在可变形的部件97。帽90朝向容器52的附加运动保持住密封，刺破隔膜52s并建立流体路径。可变形部件97或密封93或53可以是一皮老虎、一薄的可变形结构、一足够软的弹性体、以凝胶、一闭合孔的泡沫，或一敞开孔的泡沫，使多孔或表面光洁足以防止任何危险材料跑出。如果使用一敞开孔的泡沫，则它可包括排气功能，这样，可不需单独的通气装置94。其后将讨论的与生物危险密封装置的连接器相关的密封选项也可应用于此。或者，容器52和帽90可设置有合作的螺纹，以便在其间形成一密封的连接。通过在连接到药物容器52之前，将流体路径24c连接到其它流体路径元件，可以完成药或药物的生物危险密封装置，而不需容器52的完全的实体密封。尽管图5A、5B和5C示出一刺破隔膜的针，但它也可使用一诸如InterLink

系统的无针连接器、一仅路厄(1uer)连接的构造，或任何其它合适的流体连接。

通过消除或防止液体连接的打开，一相当的气雾剂发生源可通过图5的系统予以去除。

代替一紧密密封密封装置的可以是一不很紧密密封的被动的密封装置，它包括杀菌的、杀病毒的，或化学破坏剂、装置或物质。杀菌的、杀病毒的，或化学破坏剂、装置或物质的实例包括但不限于紫外线、过氧化氢蒸气、活性碳和臭氧气体。在某些情形中，可使用诸如涂以或浸渍银、铂、酶、活性碳或Triclosan的表面。

如图2所示，一热力装置71可以与容器52热力地连接。热力装置71可以是一热电的加热器/冷却器，其可将药物保持一冷冻的状态下，然后，以某一控制速率有控制地加热药物达到室温、体温或其它温度。热力装置71连接到协调其操作的控制单元69a。例如，热力装置71可通过被动的保温或通过主动的制冷(例如，用干冰或用机械冷冻机)来帮助维持药物处于一降低的温度下。热量可通过多种方式提供，包括但不限于电阻加热器、微波、化学反应、材料相变，或热空气等。

泵42可在延长的时间段(例如，在几分钟内)提供稳定一致的流动，其远胜于人工推动一注射器柱塞。由泵42提供的一致的流动可减小与操作者疲劳和/或错误相联系的风险。再者，通过以保护方式形成连接，然后，作为一单元丢弃流体路径24、容器51和52、密封装置70，以及其它流体路径元件，于是，没有可允许生物危险材料跑逸到环境内的流体路径的开口。

盐水、其它冲洗流体或其它非危险药物可以储存在容器51内。泵41可驱动或造成流动。冲洗流体流过管子24b和24a进入集管30内而由此进入病人1。在某些基因治疗手术中，开始的冲洗流量较佳地与药物流量相同，并在药物流动停止之后立即开始，因为它被用来将药物冲洗出流体路径而进入病人1内。盐水也可与药物同时地泵送而提供对药物的稀释(如果这有利的话)。盐水和药物供应之间的快速变化也可产生一稀释效果，随着流体横过流体路径的其余部分而混合流体。此外，在两个或多个可能的多个流体不相容的情形中，冲洗流体可以在供应到病人之前用来分离不相容的流体。例如，某些X线造影剂与某些基因治疗药物不相容。

泵41和42可以是众多市场上可购得的泵之一。例如，一合适的泵是宾夕法尼亚州的Indianola的Medrad，Inc.出品的CONTINUUM^TM泵。由宾夕法尼亚州的Plymouth Meeting的Instech Laboratories，Inc.出品的PEGASUS^TM系列泵也可用于某些应用中。根据手术的细节和采用流体的数量，可以使用带有封围腔室的多个危险流体泵和/或多个非危险流体泵。

如果流体管线24b和24c会齐一起来起动部分24a，则可有效地采用一个或多个弹簧加载的单向阀或电气地控制的阀24d和24e，这样，没有一个流体流动或扩散到另一流体中。例如，阀的类似用途可见用于Medrad，Inc.出品的SPECTRIS

MR注射器中的处置流体路径上的阀，其用来防止MR造影剂扩散混合到冲洗流体中。

利用本发明的系统，操作者可比现有手工操作的程序更加一致和方便地注入和冲洗基因治疗药物。可以与现有手工实现相同的方式，实现各种注射的顺序、体积、流量和时间，或可比用单独的注射器和手工注入更加灵活、复杂或综合。

可以提高使用舒适和安全性的本发明的系统的其它特征是示于图2中的废物容器55，其通过管子25连接到集管30。例如，废物容器55可以是密封的、初始为坍瘪的袋，或带有一过滤通气装置的刚性或半刚性的容器。当流体管线首次连接时，它们可以是干的(充满空气)。因为将空气注入病人血管内通常是很不好的，所以，必须预先准备或净化流体管线，即，推动流体通过管线而除去空气。为了消除将生物危险材料释放到环境中的机会，首先可预先准备造影剂注射器10和集管30，或者进入到废物容器55内，或者使用目前所采用的程序。然后，生物危险药物准备通过24c并稍许一点越过进入管子24a内。然后，冲洗流体准备通过24b和24a一直进入到废物容器55内。这样，在净化过程中没有生物危险材料被释放。在一替代实施例中，流体路径可在将流体路径连接到容器52之前用盐水进行准备。这样的“预准备”在2002年7月24日提交的美国专利申请出版物No.2003-0004463有所讨论，该专利转让于本发明的受让人，本文援引该专利以供参考。

图2中的虚线60、61、62、63、64、65、66、67和68代表信息或控制传递或传输的通讯路径。在图2的实施例中，控制单元69a与系统泵和病人联系。控制单元69a还较佳地包括一使用者接口69b，操作者可通过该接口监视、程控所有相关的装置。使用者接口69b允许使用者输入设定或控制并评估系统的状态和操作。在一实施例中，使用者接口69b包括一带有计算机领域内熟知的触摸屏的显示器。使用者接口69b的多个部分可供选择地包括一踏脚板、手开关、语音识别、声音输出、键盘、鼠标和/或LCD显示器。控制单元69a可包括一带有键盘、扬声器和作为使用者接口69b的显示器的个人电脑。得克萨斯州的Austin的National Instruments出品的诸如

的软件，其可收集数据并根据数据形成复杂的控制策略，并可包括到控制单元69a内。

线60、61和62分别与系统泵40、41和42连通。线63与集管30连通，这样，合适的流体路径在合适的时间打开。如果阀是受控阀而不是弹簧加载阀，则线65和66可分别操作阀24d和24e。线64示意地显示为将心跳信息从病人1带到控制单元69a。可设置一仪器(未示出)，其获得信号和条件或在将其输出到控制单元69a之前对其进行操作。例如，仪器可以是一ECG监视器、一血压监视器、一脉搏血氧计、有关萃取器的图像部分或区域，获其它装置。如果控制单元69a包括一具有足够分辨率的数据采集卡(例如，从National Instruments购取)，则附加的仪器就不再需要。在目标是一器官而不是心脏的情形中，仪器可以监视某些生理参数或与该目标器官的成像方面。其中一实例是监视呼吸，其相关参数是呼吸频率、每次吸进呼出量，以及最终呼吸量。其它实例是肠的蠕动收缩或肌肉的自发或刺激的收缩。

有许多种通讯的路径。例如，通讯路径可以是硬线的，使用电压或不使用电压来致动一中继，或使用一标准的诸如RS-232。控制线可以是电气的、液压的、气动的、机械的，或任何其它有利的通讯线。或者，通讯路径可以是无线的，其使用众多标准协议中的任何一个协议进行通讯。通讯路径还可利用IR数据传输方法。此外，可使用一种类型的传输方法/协议用于一个通讯路径，另一种类型用于另一不同的通讯路径。

除了流体供应的同步、中央集中控制和共用的使用者接口之外，本发明的系统提供一种能力，其克服对为避免回流而作深入从属选择导管放置的需要。

就这一点来说，在心脏舒张期过程中，心肌松弛而腔室内充血。同时，加压的血液储存在大动脉内并流入冠状血管内。在心脏收缩期过程中，心肌收缩从心脏内排出血液。在此循环过程中，冠状动脉内的血液经受反向的流动。这称之为回流。通常这不是一个问题，且在规则的血管造影术过程中也不是一问题。某些造影剂简单地承载而回到大动脉内并流出进入到系统的循环中。

然而，对于基因治疗药物或其它有毒的、危险的或强烈治疗来说，要求没有危险物质回流到系统循环或附近血管中。在目前的基因治疗实践中，通过放置深入到冠状血管内的导管来避免回流。一深入放置的替代方案是使药物的注射与病人心脏的搏动同步，这样，药物流动足以预先停止而使血液回流不将任何药物带入大动脉内和由此带入系统循环中。

图3示出一示范的血流图形和防止回流的本发明的一药物注射图形。药物注射在冠状动脉流足以携带注射液到下游之后开始，并在仍通过导管末端的血流量小于回流的血流量之前结束。该时间可以设定足够的裕度以便可对所有病人进行操作。或者，可以使用一成像系统，用各种注射流速和/或时间进行对比试验注射(X线、MR，或超声波)，并测量与特定病人的ECG或血压波形相关的回流量和时间。此外，导管末端可包括一流量传感器，其可直接地测量血流，并因此将该信息提供到控制单元69a以便同步或标定和确定与ECG和血压波形相关的时间。控制单元69a使得与心脏功能同步的造影剂注入变得相当容易，并通过使用成像来监视是否存在造影剂回流，并可优化相对于心脏功能的注入终止的时间。

如果泵42不能足够快地起动和停止来提供必要的流动脉动，则被动阀24e可用主动阀替代，该主动阀快速地打开和关闭而提供尖的脉冲。如果从24e到病人1的流体路径内存在太大的容量或顺应性，则主动阀可以向下游移动来改进圆块的尖锐度。主动阀可以是任何合适类型，例如，包括电磁的、压电的、气动的，或液压的。

在某些情形中，有利的是，在流动停止时，使泵42或主动阀实际地抽回几微升流体。该动作抽取稍许血液进入到导管内，并由此确保当血从动脉回流到大动脉时，没有药物可从导管扩散和进入到大动脉内。

尽管以上已经参照血管内的液体进行了描述，尤其是，冠状动脉内的液体，但通过肺部来同步气雾状药物的供应，也可达到有效的药物供应和最大程度地减小不希望的药物迁移那样的类似优点。随着空气吸入药物供应到气流中。药物供应在吸入停止之前停止，这样，所有药物被承载而深入到肺内。因此，很少或几乎没有呼出肺之外。

通过注入的同步来防止回流的另一替代方案是使用闭塞气囊在一时间段内停止流动，同时灌输药物。气囊的充气可以手工地或自动地进行。气囊充气装置较佳地与控制单元69a连通。它可在供应药物的短时间内进行充气，然后，放气而允许血液营养心肌，或被另一呼吸所吸收。该程序可以重复多次。本发明的闭合的方法的优点在于，药物不是连续地冲洗出肌肉和进入静脉系统内。

可采用一双气囊阻塞系统，使药物注入到两个气囊之间的空间内。该手术允许治疗一血管的选定部分，例如，可用于展幅的动脉部分的预治疗或术后治疗。

图2中所示系统的流体路径可以整体地预组装，这样，只有需连接的部分连接到导管31和容器52。或者，可以由使用者组装的许多单独的零件形成。如果在危险药物进入系统之前形成连接，且不在其后打开，则连接可以是简单路厄锁标准连接器。对于那些形成的或可能断开和再次形成的连接，例如，导管连接，在危险流体已进入系统之后，应额外地加以警惕。一合适的生物密封装置连接器将在别处予以描述。

表1给出一简要的描述，阐明目前实践和本发明的系统的建立和药物供应步骤，并在需要步骤的比较中示出改进之处。

表1

 

1.在药房内储存冷冻小瓶。	a.在药房内储存冷冻小瓶
		2.在药房护罩中，使用手套和合适技术，在手中解冻带有基因治疗药物的瓶，避免搅动。	b.药瓶传输到套件上，在生物危险密封装置中安装并解冻(或，在药房内的生物危险密封装置内安装并在其中传输)
3.使用一针，将几毫升药抽出到一10毫升的注射器内。
		4.添加几毫升盐水进行稀释。
5.将10毫升注射器放置在一20毫升注射器保持器中，以便传输到干预套件而将注射器外面保持无菌(解冻药物必须在几小时内使用)
		6.操作人员戴上手套和M-95过滤器面罩，以防止空气中病毒感染。
7.所有流体管线用空气净化。如果有4个以上冠状动脉待注射，则操作者可进一步稀释药物。	c.从所有流体管线中除净空气，确保任何生物危险材料供应到废物容器55内。将病人ECG连接到控制单元69a。
		8.使用普通的血管造影术设备和技术，将导管定位在要求的血管内。可采用深入从属选择的放置来避免造影剂或药物的任何回流到大动脉内。	d.使用普通的血管造影术设备(集管、导管、导向丝)和技术，将导管定位在要求的血管内。不需要深入从属选择的放置。
9.用造影剂注入来验证放置。	e.用造影剂注入来验证放置。
		10.通过移去造影剂注射器和附连盐水注射器，可供选择地用盐水冲洗集管和/或导管。	f.操作者对泵编程以合适的时间供应合适量。
11.脱开盐水注射器，连接基因治疗注射器，用手工在1至2分钟内注入1至5毫升。

 

12.脱开基因治疗注射器并连接盐水注射器，在相同的时间内注入几毫升盐水，以将基因治疗药物冲洗出流体路径并进入病人体内。
		13.脱开盐水注射器并再连接造影剂注射器，注入造影剂以确认导管尚未移动。	g.按照程序供应药物和冲洗流体。
14.然后为下一注射再定位导管，重复步骤8—12直到所有血管被注射为主。	h.然后为下一注射再定位导管，重复步骤d—g直到所有血管被注射为主。
		15.系统的处置部分是生物危险材料的处置。	i.系统的处置部分是生物危险材料的处置。

本发明系统内的通讯和控制可根据设计、验证、经济性和使用性等的考虑而具有各种复杂水平。一简单的水平包括在两个或多个装置之间的中央集中的起动/停止定时或同步。例如，下一个水平可以是一个或多个泵的中央的编程来改进操作者或使用者的方便性。例如，一下一个水平包括对所有泵的公共的编程接口。例如，一下一个水平包括标准协议，其包括各种同步策略和允许操作者储存和调用定制的协议。本发明的系统对设计师提供很大的灵活性以满足使用者的需要。

通讯和控制功能示意地显示为用控制单元69a进行协调。然而，控制可容易地以其它方式分配。例如，血管造影术注射器可监视ECG和同步对心脏造影剂的注射。注射器然后可将ECG信号或简单起动—停止指令传输到药物泵42，以使它可同步对心脏的药物注射。因此，控制单元69a的某些或全部的功能可由系统泵本身执行，且以产品设计师或使用者的方便以分配的方式执行。不需特殊的硬件盒或硬件块，其执行所有的、许多的或甚至归结于控制单元69a的诸多功能中的任何的功能。控制可以被分配。

在某些情形中，类似于2001年10月18日提交的美国专利申请系列No.09/982,518中所描述的，可有利地使造影剂注射器或泵40成为主控制器，以执行控制单元69a的许多功能，该专利转让于本发明的受让人，本文援引该专利以供参考。在此实施例中，泵41和42与造影剂泵40和本文所述的所有操作都是可实现的。附加的流体供应系统可认为是造影剂泵40的附件。

为了检查合适的流体管线的净化，诸如由纽约州的Edgewood的Introtech出品的空气探测器可沿着流体路径被包括在各个地方。

尽管上述本发明的实施例包括可用于供应所有与手术相关的流体的泵，但由于成本或历史的偏好、理解，或希望被控制的感觉，某些泵送的功能可以手工地执行，而另一些可以机械地执行。具体来说，许多医生偏好实施造影剂注射的手工“感觉和控制”。在此情形中，只有泵41和42被使用。或者，可以使用机械的供应，且提供给医生的触觉的反馈可模拟手工操作的“感觉和控制”。触觉的反馈在以下的专利中已有讨论：美国专利No.5,840,026和美国专利申请系列Nos.09/982,518和10/237,139，它们转让于本发明的受让人，本文援引这些专利以供参考。

还可以选择一流体路径元件的特性，例如，管子24a，以使其容积足以保持待供应的药物的全部体积。在此情形中，单一注射中的待供应的药物的全部体积相当快地注射入24a内，然后，冲洗流体通过泵41缓慢地灌输，按要求控制的流量将药物推入病人体内。即使管子24a的容积不足以保持药物的全部体积，如果系统知道各种管子和泵内的流体体积，则它也可以初始高的流速操作泵42，直到药物刚好要退出导管为止，然后，减慢到要求的灌输流速。这节约时间，因为时间就是金钱。

因此，显然，任何一个、若干个、所有的或没有一流体可以有利地通过泵进行注射，而其余的可以用手工进行注射(如果使用者这样要求的话)。

如果医生或操作者有理由偏好于手工注射药物，则图6的装置可具有优点。图6的装置包括生物危险密封装置80或本文中讨论的各种生物危险密封装置中的任何一种，其具有允许手工注射器10连接到药物容器52的多端口阀100，其可安全地安装到生物危险密封装置80内，安装到冲洗流体、盐水或稀释剂21源，以及安装到与病人1流体连接的出口101。出口101可以是一连接到一导管或一针的柔性管，以便皮下地或肌肉地供应药物。例如，阀100可包括一尖顶的连接器100a，其穿入密封装置80的隔膜81s和容器52的隔膜52s而使阀100与容器52流体连接。或者，阀100可包括一连接到生物危险密封装置80的柔性的流体管线，以使生物危险密封装置80可远离注射器10和阀100。通过转动阀控制杠杆来选择流体路径连接，操作者对填充和供应具有全面的手工控制，具有本发明的生物危险密封装置80提供的提高的安全性。

图7A至7C示出本发明的一流体供应系统的一部分的另一实施例。具体来说，该实施例实现表1的步骤3至5，而不需药房内的一生物安全的防护罩。例如，加载装置200可与其中的注射器350预组装，并可完全地消毒。盐水的小瓶210和药物的小瓶212插入到通向加载装置200的顶部内的开口内。密封208对小瓶外部进行密封并形成一生物危险密封装置。空间通过一过滤器或通气装置(未示出)进行通气。当小瓶210和212完全地安装时，它们的隔膜已被针(未示出)刺破。在腔室围护222内的是一注射器350。注射器350内的柱塞可以上下地移动，通过移动杠杆230而急行运动，或通过转动指轮240而作细微运动。杠杆250可以变换而首先将注射器连接到盐水小瓶210，然后，连接到药物小瓶212。例如，注射器350可通过一针尖254与小瓶210和小瓶212流体连接，针尖254与一自密封的弹性体塞或隔膜360密封地流体连接(见图7C)。

为了用药物和盐水混合物填充注射器350，使用者将两个小瓶完全地推入装置200内。然后，使杠杆250连接到盐水，使用者抽取足够的盐水从管线到注射器净化所有的空气。然后，使用者推空气和某些盐水返回到盐水容器内，直到要求的盐水量保持在注射器内。使用者通过透明围护222观察注射器。现使用者变换杠杆250到药物位置，该杠杆可与装置200的外壳内的一阀252(见图7C)可操作地连接，并从药物小瓶212中抽取到注射器350内。将有小而一致的空气量抽取到药物内。通过最大程度地减小管的直径可以尽可能地减少气泡，或可以是一已知的一致体积，因此，可由使用者进行补偿。当注射器350用要求的盐水和药物量填充时，通过转动围护222注射器可从装置200中弹出并移去注射器350。例如，注射器350可以从装置200中弹出，使自密封的弹性体塞头360位于端部上，这样，没有药物可泄漏到环境中。注射器350的外部或外面可以保持无菌，以使它可被消毒医生或设备操作员操作。注射器350可用于手工注射，或通过一类似于图13所示的系统连接到一泵，该系统较佳地提供一容器来捕获在连接过程中产生的任何气雾剂或飞溅。

图8A至8C示出本发明的一流体供应系统的一部分的另一实施例，其包括一机电动力的注射器或泵400，泵400通过一电源线410(见图8B)连接到一电源而得到动力。在图10A至10C的实施例中，一多腔室、多容器或多隔间的容器500可移去地附连到泵400。多腔室容器500包括容纳三个不同流体的腔室，当多腔室容器500如图8B和8C所示地可操作地连接到泵400时，不同流体可通过泵400而被泵送。例如，一第一腔室510可通过管512流体连接到一盐水源(未示出)。例如，一第二腔室520可通过管522流体连接到一造影剂源(未示出)。一第三腔室或密封装置530较佳地形成一危险材料密封装置的封闭，以用于与一危险药物容器536连接，例如，容器536包括一基因治疗药物。例如，危险密封装置530可以类似于图4的密封装置80或类似于图5所示的密封装置的方式进行操作。危险密封装置530可包括如上所述的一加热/冷却元件或多个元件。

一旦操作泵400，来自腔室510、520和530的一个或多个流体通过与一导管(未示出)流体连接的管560传输到病人。可设置一第二管线570来连接到一废物容器515(操作上类似于图2的废物容器55)。每次连接到一导管的连接断开时，例如，当为注射而在血管之间变换时，第二管线570也可用来净化空气。

泵400还包括一释放门闩420以便能使多腔室容器500与泵400脱离。泵400还可包括定位在泵400外壳上的控制器430以便控制泵的操作。附加地或替代地，可设置一远离泵400的控制单元。尽管容器或盛器510和520和密封装置530在图8A至8C的实施例中一体地形成，但本技术领域内的技术人员理解到，容器和密封装置也可分离地附连到泵400或类似的泵。

通过将反复使用的泵400封闭在一个一次性使用的容器内(例如，一塑料袋)，并完全地包含一诸如一基因治疗药物的危险药物，图8A至8C的系统可用于一无菌的场所内。多腔室容器500可以做成一次性使用。由于危险密封装置530，可以消除药物准备的多种程序。机电泵400在长的时间周期内提供均匀的流体供应，并具有编程复杂流动控制参数的能力。

图9示出本发明的另一实施例，其中，在一长的时间周期内提供均匀的流体供应是自动的。在此实施例中，一单一的一次性装置600包含两个并排的注射器，例如，一盐水注射器620和一药物注射器610。它们可在许多地方进行准备，例如，在医院药房内的护罩内，在图7的装置内，或它们较佳地用液体进行预加载。为了填充注射器610和620，操作者拉回手柄640和630，它们也卷绕或偏置弹簧632和642，弹簧储存能量以便分别地压缩盐水和药物。可设置一控制按钮650来起动药物的流动。可设置可调整的阻挡控制660和670来分别控制通过一出口680注入到病人体内的药物和盐水量。在选定的药物量供应之后，泵自动地供应选定的盐水量。泵600整体地可以被处置。

图10A至10C示出一泵机构700，其以与泵机构600类似的方式进行操作。然而，泵700使用机电的动力从可处置的、前加载的注射器800a和800b中注射流体。例如，泵700可以与Medrad，Inc.出品的双注射的STELLANT

和SOLARIS

注射器类似的方式进行操作。通过电源线710将电力供应到泵或注射器700。

注射器800b可包括一危险药物。例如，注射器800a可与一流体路径810流体连接，而流体路径810与另一流体(例如，盐水)源流体连接。较佳地，带危险药物的注射器800b进入已形成的流体连接，或具有诸如图13A至C所示的流体连接，以便实现生物危险密封装置。

如在与本发明的若干个各种实施例相联系地采用的，术语“泵”包括所有造成一有控制的流体流动的装置，包括有控制的泵或压力源和调节器，例如，蠕动泵、齿轮泵、注射泵、电动的泵、重力、压缩空气、有控制的气体展开装置、弹簧泵、向心力泵或任何在流体流动时不需要人的连续驱动力作用的系统。本发明的多个方面同样也可有利地应用于手工致动的泵。

尤其在心脏方面的研究中，可望有利地注入一个以上的药物。添加的药物的实例是强心剂、溶解血栓药物，或在血管成形术或展幅之后降低再狭窄可能的药物。如本技术领域内的技术人员所清楚的，这样添加物质的注射可适于添加附加的泵、流体容器，以及与本文所述的系统连接的连通管线(选项)。

非滤过性毒菌的基因治疗方法也可从本发明系统的诸特征中得益。尽管不是危险的，但非滤过性毒菌的基因仍可对医护人员造成危害。例如，威斯康星州的Madison的Mirus Corp.公布了动物结果，其中，他们使用比上述通过非滤过性毒菌的带菌者转染的DNA更高流量和体积，将不包含在一病毒内的DNA注入肢动脉内。在高的流速和体积(100ml以上)下，使用机械泵的流体供应系统特别有利。

还有关于基因治疗药物或其它治疗剂注射之前的药物或酶注射讨论的多方面的研究。这些预治疗药物可促进DNA从血管进入组织内的迁移或传输。这样一预治疗药物的实例是一种分解胶原质的酶，其使血管对于基因DNA更加多孔。本发明的系统可用来注射这样的预治疗药物。

本发明的流体供应系统也可用来供应基因治疗药物，以便直接地注入心脏或其它组织内。在《科学家》12〔10〕：41998，5，11中，揭示了一种治疗方法，其在心脏打开的手术过程中使用14个单独的胰岛素(低体积)注射器和针将一基因治疗药物直接地注入心肌内。通过允许操作者直接从一公共的容器中多次地进行注射，本发明的系统可去除填充所有这些注射器的人力、成本和风险。代替在这样一程序中对导管31供应流体，可以通过一管供应到一合适地插入心肌(心肌层)内的小针。这还在药物之后总是用盐水冲洗管线而提高安全性，这样，当一连接打开时，是盐水冲洗可能造成飞溅或气雾化，而不是危险药物。在这样的一情形中，如果使用者接口告诉使用者注射何时已经完成，且危险药物已经从管线中冲洗掉以使连接可以打开或针可移去，则这是很有利的。

本发明的流体供应系统还可结合提高其它基因摄取方案来用于流体供应，例如，子操作和电操作、或光学致动的药物供应策略。

以上使用基因治疗药物或药剂注射的代表性实例，大致地描述了本发明的流体供应系统、装置和方法。然而，本发明的系统、装置和方法不局限于基因治疗的应用。本发明的系统、装置和方法可用于许多其它的药物供应和治疗程序中。一般来说，本发明的系统、装置和方法尤其适应于与注入到病人(人类或动物)体内的任何危险药物或物质相结合。如本文中所使用的，术语“药物”是指在一医疗手术中任何注射或其它方式供应到体内(人类或动物)的物质或药物，其包括(但不限于)用于成像手术中的物质(例如，造影剂介质)、诊断的和治疗的物质。如以上结合基因治疗剂所述的，多种这样的药物对病人和管理该物质的人员都具有危险(如果未合适地处理和/或注射的话)。危险药物的实例包括(但不限于)放射性药物、生物药物、蛋白质、细胞(例如，干细胞或肌源细胞)、化疗药物以及基因治疗药物。管理危险药物的示范性方法包括动脉内的、静脉内的、肌肉的、皮下的、通过呼吸进入肺内的，以及经过皮肤的方法。即使认为不是极端危险药物也可通过该系统有利地进行管理，并对医院人员提供防止不利影响的附加的保护。

例如，本发明的系统可应用于放射线疗法的药物，其中，药物本身是放射性的。如本技术领域内的技术人员所清楚的，对放射线疗法的药物保持完全的封装可提高安全性。如果药物是放射性的，则使用吸收放射性的或加铅的树脂玻璃屏蔽将帮助保护操作者和病人免受不必要的辐射剂量。辐射防护技术领域内熟练的设计师可容易地规定出所需的厚度。放射线疗法药物封围在美国专利申请出版物No.2003-0004463中已有讨论。

当结合溶解血栓的药物使用时，本发明的系统提供一体性控制的优点和注射溶解血栓药物、注射盐水，以及定期地注射造影剂以验证导管连续正确放置的能力。

同样地，本发明的系统可有利地应用于肿瘤和其它的化疗，在化学疗法中，化疗药物供应到血管中，提供到肿瘤或其它有关的区域。在化疗药物的情形中，流体体积可以相当小，且一闭塞气囊可有利地减缓或防止化疗药物冲洗出肿瘤组织外。

上述药物或药剂，或其它的药物或药剂可被包括在超声波气泡内或与其相关。本发明的系统可供应气泡到有关的区域，然后，可使用超声波能来摧毁气泡促进药物供应到组织。使用超声波气泡将药物供应和释放到有关的区域已被揭示在美国专利No.6,397,098中，该专利转让于本发明的受让者，本文援引该专利内容以供参考。

本发明的程序已经对液体药物作了大致的描述，也可应用于粉末的药物，可以采用液体的或气体的媒介物，或应用于供应给一受体的气体药物。

结合本发明的系统、装置和方法使用的多种危险药物可导致对被注入的血管的严重损害。例如，已知某些抗肿瘤的化疗药物可在通过外围静脉导管供应时造成对血管的损害。图11A至11C示出可用来减小对血管损害的本发明的基本上同心的双内腔导管900的一端部分的一实施例。就这一点来说，可设置一第一外管或导管910。一第二内管或导管920设置在第一管910内，并被部件915保持住，这样，可形成流体通过的一外部内腔和流体通过的一内部内腔。一诸如盐水950那样的不造成血管损害的流体较佳地通过外部内腔。危险药物960较佳地通过内部内腔。

图11C示出导管900内的流体。为了进行注射，盐水开始流过内腔911。没有药物流过内腔921。在一预定时间之后，药物流过921，而可选择地减小盐水达到相同的流量，以使流出导管的流体流量保持恒定不变。这些流动的过渡较佳地不是瞬时的。如果已经注射了足够药物，则药物流量减小到0，增加盐水流量对它进行补偿。在稍许时间之后，药物流动反过来而拉一些盐水到内腔921内(如图11C所示)。然后，停止或减小盐水的流动。在这样的一个循环中，可供应全剂量的药物960，或剂量可在多个这样的循环中供应。给出该特定的流动图形，作为可在时间上变化的许多流动图形的一个实例。

图11D示出血管1000内的合成的流动图形。如图11D所示，通过包围盐水的边界来保护血管1000避免接触导管末端附近的危险药物960。当流体向下流过血管1000的路径时，稀释的危险药物960可接触血管1000的某些点，但通过选择药物960的粘度可使丸剂相当不受干扰地流入心脏。

盐水和药物供应的该流动顺序可以是连续的，直到所有药物供应为止，或如果要求的话，可在时间上进行重复以散开药物供应，并给予病人的系统一适应药物的机会，最大程度地减小副作用。该周期性的脉动地供应具有若干其它的优点。例如，更加容易地操作一溢出物的探测系统。溢出物探测器1100(图11D中示意地表示)仅需在简短的注射时间过程中监视溢出物，因此，不敏感于招致连续灌输溢出物探测方案麻烦的基线漂移。适于结合本发明使用的溢出物探测器揭示在美国专利申请出版物Nos.2003-0036674和2003-0036713中，它们授予本发明的受让者，本文援引这些专利以供参考。其它的优点在于，初始几毫升可以是盐水，这样，如果探测到一溢出物且注射停止，则没危险药物注射到病人组织内。

本发明的系统、装置和方法已经大致地结合病人的治疗进行了描述。然而，本发明的系统、装置和方法也可用来治疗任何动物或活体系统，其中，要求对危险(例如，生物危险或化学危险的)药物的应用提供方便性、一致性和安全性等的好处。

本发明的一附加的实施例示于图12中。图12的模块1200是易处置和手工操作的。诸部件是包括诸如1224c的流体通道的底板1230的一部分或是连接到底板1230。危险药物容器1265插入到生物危险密封装置1270内，该密封装置形成一密封以使任何形成的气雾剂包容在该密封装置内。例如，容器1265可以刺穿或其它方法打开以使流体可流入流体导管1224c内。通过拉回在注射器1212内的柱塞，可拉回药物通过流体导管1224c和阀1242而进入注射器1212内。一盐水容器1295通过管道1290进行连接。注射器1211用盐水填充。因为全部的组件最好是小巧、无菌和重量轻，所以，它可容易地上下倾斜以便去除气泡。为了用液体填充其余的流体管线，转动阀1242和1243以使注射器1212与废物容器1255连通。然后，空气可从注射器跑出，干预流体路径进入到废物容器1255内。为了避免浪费危险药物，注射器1212可向前移动，刚好足以移动危险药物的弯月面朝向废物容器1255恰好通过阀1243。然后，转动阀1241和阀1243，以使盐水注射器1211与废物容器1255连通。倾斜组件以使注射器1211内的任何空气移出，并随着注射器1211向前推进而进入到废物容器1255内。这将用液体填充通向废物容器的流体路径的其余部分。然后，转动阀1243以使注射器1211与出口1280连通。注射器1211向前移动，盐水被推向连接器1280，以在连接到病人之前去除所有的空气。

通过转动阀1243和操作注射器1212和1211，危险药物和盐水可按操作者的引导顺次地注入。尽管本实施例不具有所有的自动特征和某些其它实施例的保护措施，但它具有可整体处置和比具有重复使用的系统部件的某些装置低的初始成本等的好处。因为注射器1212可以安全的方式从密封装置1270内的药物容器中再次进行填充，所以，注射器1212可具有一较小的体积和因此具有一较小的直径，这使得手工注射更加精确。

或者，模块1200可适于配装在一重复使用的移动的装置1300，例如，它可移动两个注射器活塞和转动阀以使操作变为自动。例如，模块1200可附连到一操作类似于图10A所示装置700的装置的前部。模块1200可通过注射器而被支承，或者，一附加的安装支架(未示出)可容纳在装置1300上。安装支架也可保持电磁线圈、电机，或其它致动器以便自动地致动阀1241、1242和/或1243。因此，操作可以完全自动化并具有本文所述的内置的保护装置。图12实施例的明显好处在于，可选择制作一单一可处置的模块1200，例如，当医院不能提供一重复使用的推进装置时，该模块1200可用手工方法使用，当要求或希望时也可与重复使用的推进装置匹配。

图13A至13D阐述用来连接两个流体路径部分的连接器的几个实施例，两个流体路径部分包括多个元件来包含在制作和选择地断开流体路径连接过程中产生的飞溅和气雾物。图13A至13D的实施例阐述的连接器提供了对于美国专利No6,440，107B1所阐述的连接器的修改和改进，它们转让于本发明的受让者，本文援引该专利以供参考。

图13A至13D的连接器具有多个公共的元件，这样相同的元件具有公共的编号。无菌连接器1450a、1450b和1450c包括一第一或阳部件1455和一第二或阴部件1475。第一部件1455大致呈圆柱形并包括一封闭其一端的隔膜1460。第一部件1455还包括一延伸部件1462，一导管或诸如柔性管或一路厄连接器之类的连接器(未示出)可附连到该延伸部件1462。延伸部件1462具有一形成在其中的通道1464，其与第一部件1455的内部流体连接。第一部件1455还较佳地在其外壁上包括螺纹1470。

第二部件1475包括一穿透部件1480。穿透部件1480包括一从其第一端延伸的大致圆柱形的穿透元件1482。一通道1484形成通过穿透元件1482和穿透部件1480的其余部分。穿透部件1480的第二端形成一与通道1484流体连接的延伸部件1486，一导管或诸如柔性管或一路厄连接器之类的连接器(未示出)可附连到该延伸部件1486。

如上所述，第二部件1475还包括一可转动地连接到穿透部件1480的旋转部件1490。旋转部件1490还在其内表面上包括螺纹1492以便与第一部件1455上的螺纹1470合作。第二部件1475还包括从中沿径向向外延伸的相对的翼元件1494，以便于第二部件1475相对于第一部件1455转动而形成第一部件1455和第二部件1475的螺纹连接。

形成一无菌的连接的第一部件1455和第二部件1475的合作示于图13D中。第一部件1455和第二部件1475首先沿轴向拉在一起。当穿透元件1482刺破柔性隔膜1460时，旋转部件1490相对于第一部件1455转动而接合螺纹的部分1470和1492。当螺纹部分1470和1492拧紧时，使第一部件1455和第二部件1475紧密接触，第一部件1455的一向前表面1472接触一坐落在第二部件1475的大致圆柱形内腔室1498内的环形的弹性体部件1496。由此，环形的弹性体部件1496围绕穿透部件1480大致对称地压缩，并抵靠旋转部件1490的内壁而在穿透部件1480和旋转部件1490的内壁之间形成一紧密和基本上防泄漏的密封。如上所述，作用在环形的弹性体部件1496(和生成的密封)上的大致轴向和径向力能在相对高的压力下使用无菌的连接器1450。

当美国专利No.6,440,107B1的连接器组装时，空气和由此在空间1500内生成的气雾剂或飞溅(见图13A)从流体路径的诸元件之间排出。螺纹1470和1492提供一力但不是设计成密封连接器内的空气。此外，如果螺纹1470和1492的确密封空气，则当连接器组装时会形成空气压力。

在图13A的实施例中，圆周的弹性体或柔性密封元件1510附连到阳连接器1455。此外，弹性体部件1496的尺寸适于密封穿透部件1480和旋转部件1490之间的间隙。当密封元件1510接触阴连接器1475时，它们对连接器的内表面形成一密封。当螺纹1492旋动时可保持密封。或者，如图13B所示，密封表面1520可位于阴连接器1475的内侧上。为了允许贮留在两个连接器之间的空气逃逸，图13C和13D的实施例包括一透气孔1530。透气孔1530较佳地包括一微孔过滤器或塞子，其允许空气逃逸但贮留气雾剂和飞溅。亲水或不亲水材料将对气雾剂提供某种封围。例如，GORETEX

、TYVEK

，以及融合的聚乙烯塞子通常用于该目的。活性碳可容纳在透气孔1530内，以便保持各种类型药物的蒸发态和气雾剂或飞溅。

密封部件做成弹性体以便达到一紧密配合，或做成中空以使它们可充分地弯曲，由此密封部件可容纳在螺纹本身内。此外，代替如图13A、13B和13C所示的需多个整圈地转动，许多螺纹可使用仅1/4圈就可达到拧紧的效果，使它更容易地达到密封。

对于容纳一透气孔的替代方案是，当连接器连接在一起时，安排空气进入流体通道。另一替代方案是，使密封元件1510或1520包括敞开的多孔的泡沫材料或诸如Tyvek

的其它微孔材料，较佳地也可包括活性碳，以使空气可通过密封或在密封处排出，但药物材料不能跑逸。

因为定位图2的血管造影术导管需要一连接可被打开以便可释放危险药物，所以，有利的是，如果使用图13的连接器，则使带有一隔膜的连接器1455连接在流体路径和连接器1475的流体源上，而使隔膜不是导管的一体的部分。

尽管本发明结合以上实施例和/或实例进行了详细的描述，但应该理解到，这样的细节是说明性的而不是限制性的，且在不脱离本发明的前提下，本技术领域内的技术人员可以作出各种变化。本发明的范围意欲由附后的权利要求书而不是由上述的描述指明。所有落入权利要求书的等价物的含义和范围之内的改变和变化将都被包括在本发明的范围之内。

Claims (30)

1.一对病人注射的系统，其包括；

一封装危险药物的容器；

一向病人提供一危险药物的第一泵；

一可操作地连接到第一泵、容器和病人的流体路径；以及

一危险材料密封装置，在将危险药物容器连接到流体路径的过程中，该密封装置适于限制危险药物。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，危险材料密封装置包括一可密封的开口，在将容器连接到流体路径之前，该开口适于将容器放置在危险材料密封装置内。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，危险材料密封装置包括一连接器，连接器以密封的方式与一通过危险材料密封装置的管道流体连接，该连接器适于与容器形成一流体连接，而管道适于连接到流体路径。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括至少一个第二泵，第二泵可操作地连接到流体路径，以将至少一种非危险流体供应给病人。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，非危险流体是适于将药物冲洗出流体路径外而进入体内的一种流体，或是适于稀释危险药物的一种流体。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，非危险流体是盐水。

7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括一可操作地连接到流体路径的第三泵，第三泵与一造影剂流体源流体连接。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括一与流体路径流体连接的废物容器。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，该废物容器适于容纳危险药物。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括至少一个控制流过流体路径的流动的阀。

11.如权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括一控制至少第一泵和第二泵操作的控制器。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，还包括一与控制器可操作地连接的使用者接口。

13.如权利要求1所述的系统，其特征在于，危险材料密封装置包括一温度调节器，用来控制危险材料容器的温度。

14.如权利要求1所述的系统，其特征在于，危险材料密封装置包括一包围危险材料容器的柔性屏障。

15.如权利要求1所述的系统，其特征在于，危险材料密封装置包括一具有一可移去盖的容器，以便能将危险药物容器放置在危险材料密封装置内，危险材料密封装置还包括一密封屏障，一流体路径可通过该屏障而放置成与危险药物容器流体连接，密封的屏障适于防止危险药物通过而进入到危险材料密封装置外的环境。

16.如权利要求1所述的系统，其特征在于，危险材料密封装置包括至少一个密封件，该密封件与危险药物容器形成一密封。

17.如权利要求4所述的系统，其特征在于，至少第一泵和第二泵被包括在一单一的注射器内。

18.如权利要求4所述的系统，其特征在于，各个第一泵和第二泵被激励。

19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，还包括一控制器，控制至少第一泵或第二泵的操作。

20.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

一探测病人生理信号的测量装置；以及

一控制从第一泵和第二泵中的至少一个泵供应流体的控制器，其根据生理信号控制与一器官功能相关的流体供应。

21.如权利要求1所述的系统，其特征在于，容器是由制造商分配危险药物的器皿。

22.如权利要求21所述的系统，其特征在于，容器封装足够的危险药物以便供应给多个病人。

23.如权利要求1所述的系统，其特征在于，容器使用一加载装置来填充危险药物，该加载装置操作危险材料密封装置。

24.如权利要求23所述的系统，其特征在于，容器封装足够的危险药物以便供应给多个病人。

25.如权利要求1所述的系统，其特征在于，流体路径可包括一导管，该导管适于终止在病人的血管内。

26.如权利要求25所述的系统，其特征在于，导管包括两个内腔，布置成外部内腔的流动基本上包围内部内腔的流动。

27.如权利要求25所述的系统，其特征在于，导管通过一连接器连接到流体路径，该连接器在连接过程中提供生物危险密封装置。

28.如权利要求1所述的系统，其特征在于，流体路径包括至少两个流体路径元件，通过至少一个连接器进行连接，该连接器在连接过程中提供生物危险密封装置。

29.如权利要求11所述的系统，其特征在于，控制器随时间变化流速。

30.如权利要求29所述的系统，其特征在于，控制器变化该流速，这样，存在时间周期，其中流速增加。

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