注射系统的制作方法

本申请是利贝尔-弗拉施姆有限公司于2012年6月26日申请的发明名称为“具有电容方式感测的注射系统”、申请号为201280045366.x(国际申请号为pct/us2012/044163)的中国发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2011年7月18日提交、标题为“injectionsystemwithcapacitivesensing”的美国临时专利申请no.61/508,734的优先权，且其全部内容通过引用全部合并于此。

本发明通常涉及注射系统且更具体地涉及检测被注射系统使用的针筒中的流体。

背景技术：

各种医用过程需要将一种或多种医用流体注射给患者。例如，医用成像过程通常涉及将造影剂(可能与盐水和/或其它流体一起)注射给患者。其它医用过程涉及将一种或多种流体注射给患者，以用于治疗目的。动力注射器可用于这些类型的应用。

动力注射器一般包括通常被称为动力头的部件。一个或多个针筒可以以各种方式(例如，可拆卸地；后装载；前装载)安装到动力头。后部装载；前部装载；侧部装载)。每个针筒通常包括被称为针筒柱塞、活塞等的部件。每个这样的针筒柱塞与并入到动力头中的适当针筒柱塞驱动器相互作用(例如接触和/或暂时地互连)，从而针筒柱塞驱动器的操作在针筒筒体内并相当于该针筒筒体轴向地推进相关联的针筒柱塞。一个典型的针筒柱塞驱动器具有推杆的形式，该推杆安装在螺纹导杆或驱动螺杆上。驱动螺杆沿一个旋转方向的旋转能沿一个轴向方向推进相关联的推杆，而驱动螺杆沿相反旋转方向的旋转能沿相反的轴向方向推进该相关联的推杆。

技术实现要素：

本发明的第一到第四方面每一个通过注射系统实施。注射系统包括注射装置和针筒筒体区域。注射系统进一步包括电容性流体检测器。注射系统可操作为保持针筒从而针筒的针筒筒体与针筒筒体区域共同延伸。针筒筒体区域进一步包括在针筒被注射装置保持时与针筒的针筒筒体长度一致的针筒筒体区域长度。针筒筒体区域进一步包括在针筒被注射装置保持时与针筒筒体纵向轴线重合的针筒筒体区域纵向轴线。

在第一方面的情况下，电容性流体检测器设置在注射装置中。电容性流体检测器的电场在沿针筒筒体区域纵向轴线的至少第一位置和第二位置处穿过针筒筒体区域。第一位置与第二位置分开第一距离，所述第一距离等于针筒筒体区域长度的至少一半。

在第二方面的情况下，电容性流体检测器设置在注射装置中，且电容性流体检测器的电场在沿针筒筒体区域纵向轴线的至少第一位置和第二位置处穿过针筒筒体区域。第一位置与第二位置分开第一距离，所述第一距离等于针筒筒体区域长度的至少一半。在第二方面，电容性流体检测器包括第一容电器。第一容电器包括第一细长电极和第二细长电极。第一容电器的电场在至少第一位置和第二位置处穿过针筒筒体区域。

在第三方面的情况下，电容性流体检测器设置在注射装置中。电容性流体检测器包括第一容电器和第二容电器。第一容电器的电场在沿针筒筒体区域纵向轴线的第一位置处穿过针筒筒体区域。第二容电器的电场在沿针筒筒体区域纵向轴线的第一位置处穿过针筒筒体区域。

在第四方面的情况下，注射系统包括安装到注射装置的针筒。针筒包括针筒筒体。针筒筒体具有沿针筒筒体纵向轴线的针筒筒体长度。电容性流体检测器沿针筒筒体设置。电容性流体检测器包括沿针筒筒体长度顺序布置的多个电容器。多个电容器每一个设置在沿针筒筒体纵向轴线的不同位置处。针筒筒体区域包括与针筒筒体长度一致的针筒筒体区域，且针筒筒体区域纵向轴线与针筒筒体纵向轴线重合。

许多特征改进和额外的特征可适用于本发明上述第一、第二、第三，和第四方面每一个。这些特征改进和额外的特征可以针对第一、第二、第三，和第四方面每一个个别地使用或以任何组合使用。从而将被描述的每一个下列特征可以但不必须与第一、第二第三和第四方面每一个的任何其他特征或特征的组合一起使用。直到本发明的第五方面的描述开始之前，以下的讨论适用于第一，第二，第三，和第四方面每一个。

如上所述，第四方面包括沿针筒筒体长度顺序布置的多个电容器(例如沿针筒筒体长度间隔开)。而且，第一和第三方面可以包括沿针筒筒体区域长度顺序布置的多个电容器。在包括沿针筒筒体区域长度顺序设置的多个电容器的这种布置中，电容性流体检测器可以包括沿针筒筒体区域长度顺序布置的至少八个电容器。多个电容器每一个可以包括一对电极，且每一对电极的每一个电极可以布置为使得垂直于且相交于电极的向量不与任何其他电极(例如该对电极的另一电极和/或多个电容器的任何其他容电器的任何电极)相交。在这种结构中，多个电容器的成对电极每一个可以基本上共面。

包括沿针筒筒体区域长度顺序布置的多个电容器的结构中多个电容器每一个可以互连到集成电路。对于多个电容器每一个，集成电路可操作为生产双态输出。双态输出的第一模式可以响应于流体的存在，且双态输出的第二模式可以响应于流体的缺失。因此，电容器可以被认为能感测流体的存在，或感测流体的缺失，或这两种情况都有。在另一结构中，多个电容器每一个可操作为生产响应于位于容电器电场中的流体量而变化的模拟输出。注射系统可以进一步包括流体水平确定逻辑模块，其可操作为至少部分地基于来自多个电容器的输出确定针筒筒体区域中的流体水平。

在第二方面的实施例中，第一和第二细长电极可以布置为使得垂直于且相交于第一细长电极的向量不与第二细长电极相交。第一细长电极可以基本上与第二细长电极共面。第一和第二细长电极每一个可以是沿平行于针筒筒体区域纵向轴线的方向细长。第一容电器可操作为响应于针筒筒体区域中流体的存在而生产模拟输出。针筒筒体区域中的流体量可以从模拟输出中推断出。在一实施例中，第二方面可以进一步包括流体水平确定逻辑模块，其可操作为至少部分地基于第一容电器的输出确定针筒筒体区域中的流体水平。

在第一到第四方面的实施例中，注射系统可以进一步包括用户输入确定逻辑模块，其可操作为至少部分地基于来自电容性流体检测器的输出确定用户输入。从而电容性流体检测器可操作为检测针筒中的流体水平和被电容性流体检测器感测的用户输入。这样的用户输入可以是沿安装到注射装置的针筒的用户手指运动的形式。

注射系统可以进一步包括电容性用户输入检测器，其中电容性用户输入检测器的电场穿过邻近针筒筒体区域的第一区域。在用户的手指定位在第一区域中时，电容性用户输入检测器的电场会改变，且基于该改变，输入确定逻辑模块可操作为确定用户输入。在一种结构中，电容性用户输入检测器的电场可以穿透邻近针筒筒体区域的第二区域，且与第一区域相比，第二区域可以在针筒筒体区域的相反侧。在这样的结构中，位于第一和第二区域中和在针筒筒体区域任一侧上的手指可以分别被电容性用户输入检测器检测。

第五方面通过操作注射系统的方法实施。在该方法中，针筒被安装在注射装置上且注射装置的推杆随后运动以生产针筒柱塞的相应运动。方法包括用推杆接触柱塞。运动步骤在推杆接触柱塞时执行。还有，在运动步骤期间，在针筒的针筒筒体多次以电容方式感测流体。在多次的每一次中，估计针筒中的流体量。估计至少部分地基于以电容方式感测的步骤。

许多特征改进和额外特征可用于本发明的上述第五方面。这些特征改进和额外的特征可以针对第五方面个别地使用或以任何组合使用。从而将被描述的每一个下列特征可以但不必须与第五方面的任何其他特征或特征的组合一起使用。直到本发明的第六方面的描述开始之前，以下的讨论适用于第五方面。

运动可以包括让柱塞退回和/或前进。在多次的每一次中，推杆可以设置在独特的位置。在一构造中，以电容方式感测和估计步骤可以在运动步骤期间连续执行。方法可以进一步包括在运动步骤期间将流体吸入针筒的步骤，且对于多次的每一次，证实估计的流体量对应于针筒的嘴和柱塞之间的针筒的容积。方法也可以进一步包括让柱塞前进以将流体注射到患者。

方法可以进一步包括以电容方式感测针筒针筒筒体附近的用户手指，和通过注射系统将以电容方式感测解译为到注射系统的用户输入。在变化例中，方法可以包括以电容方式感测沿针筒筒体的相反侧运动的用户两个手指。这样的以电容方式感测可以被注射系统解译为用于清除针筒筒体的输入命令。

第六方面通过操作注射系统的方法实施。在该方法中，针筒被安装在注射装置上且随后在针筒的针筒筒体中感测流体。用第一、第二和第三电容性传感器执行感测。在感测时，至少部分地基于感测步骤期间获得的第一、第二和第三电容性传感器的输出的比较而识别不正确的读数。在第六方面的实施例中，可以基于感测和识别步骤估计针筒中的流体总量。

第七方面通过操作注射系统的方法实施。在该方法中，针筒被安装在注射装置，且用多个电容性传感器的第一部分感测安装的针筒中流体的存在。

许多特征改进和额外特征可用于本发明的上述第七方面。这些特征改进和额外的特征可以针对第七方面个别地使用或以任何组合使用。从而将被描述的每一个下列特征可以但不必须与第七方面的任何其他特征或特征的组合一起使用。直到本发明的第八方面的描述开始之前，以下的讨论适用于第七方面。

方法可以进一步包括用多个电容性传感器中的第二部分感测已安装针筒的流体缺失，且基于至少一个感测步骤(例如感测流体的存在和/或感测流体的缺失)估计针筒中的流体总量。估计步骤可以包括基于第一部分中电容性传感器数量和/或第二部分中电容性传感器的数量计算针筒的填充百分比。在一结构中，估计步骤可以包括在查找表中查找流体总量。在这样的结构中，查询表可以包含与包括在第一和/或第二部分中的电容性传感器的数量相应的流体总量的值。

针筒可以包含在安装步骤期间的流体总量，且至少一个感测步骤可以在从针筒将任何流体注射到患者之前执行。因此，针筒可以是预填充针筒。而且，方法可以进一步包括将与流体总量相应的的值输入注射系统，且证实估计的流体总量对应于输入的值。输入步骤可以包括将与流体总量相应的值手动地输入、扫描与针筒机器可读标签和/或读取与流体总量相应的的无线射频识别(rfid)标签。

第八方面通过操作注射系统的方法实施。在该方法中，针筒安装在注射装置上，且在针筒附近以电容方式感测用户的手指。以电容方式感测随后被注射系统解译为用于到注射系统的用户输入。

第九方面通过注射系统实施。注射系统包括注射装置和针筒筒体区域。注射系统进一步包括电容性检测器和用户输入确定逻辑模块。注射系统可操作为保持针筒从而针筒的针筒筒体与针筒筒体区域共同延伸。针筒筒体区域进一步包括在针筒被注射装置保持时与针筒的针筒筒体长度一致的针筒筒体区域长度。针筒筒体区域进一步包括在针筒被注射装置保持时与针筒筒体纵向轴线重合的针筒筒体区域纵向轴线。注射装置包括电容性检测器。电容性检测器的电场在针筒筒体区域附近穿过第一区域。用户输入确定逻辑模块可操作为至少部分地基于来自电容性检测器的输出确定用户输入。

许多特征改进和额外特征可用于本发明的上述第九方面。这些特征改进和额外的特征可以针对第九方面个别地使用或以任何组合使用。从而将被描述的每一个下列特征可以但不必须与第九方面的任何其他特征或特征的组合一起使用。直到术语“流体地互连”的讨论开始之前，以下的讨论适用于第九方面。

电容性检测器的电场可以穿透针筒筒体区域附近且在针筒筒体区域的与第一区域相反的一侧上的第二区域。在这样的结构中，用户输入确定逻辑模块可操作为将第一区域中的用户输入与第二区域中的用户输入区分开，例如用户输入确定逻辑模块可操作为区分用户的手指置于针筒筒体区域的哪一侧。第一和第二区域可以沿基本上整个针筒筒体区域长度延伸，且用户输入确定逻辑模块可操作为检测沿针筒筒体区域长度在第一和第二区域中运动的用户的手指。

如在本文使用的，术语“流体地互连”是指两个或多个部件或实体以这样的方式连接(直接地或间接地)：流体可在它们之间的预定流动路径中流动(单一方向地或双方向地)。例如，“注射装置流体地互连到患者”描述了这样一种构造，其中流体可通过任何互连装置(例如管路，连接器)从注射装置流动到患者(例如进入患者的脉管系统)。

如在本文使用的，术语“可拆卸联接”等描述了之间的关系，其中部件互连但仍具有彼此拆卸分离的能力，在拆卸分离之后至少一个部件保持可使用状态。例如，“盒和大流体容器可拆卸互连”描述了盒目前互连到大流体容器保持模块，其方式是允许盒从大流体容器保持模块拆卸。进而，在这样的拆卸之后，大流体容器保持模块和盒中的至少一个保持与另一部件互连(例如可拆卸)的能力。

许多特征改进和额外的特征可分开适用于本发明上述第一、第二、第三，第四、第五、第六、第七、第八、和第九方面每一个。这些特征改进和额外的特征可以针对上述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八和第九方面每一个个别地使用或以任何组合使用。本发明任何其他各个方面的被有意地限定为"单数"情况等的任何特征将通过例如"仅"、"单个"、"限制为"等术语来清楚地表述。仅根据通常接受的先行词基本含义来解释一特征并不是要将相应特征限制为单数(例如若仅说动力注射器包括“针筒”则并不意味着动力注射器仅包括单个针筒)。而且，没有使用例如"至少一个"这样的术语也不是要将相应特征限制为单数(例如若仅说动力注射器包括“针筒”则并不意味着动力注射器仅包括单个针筒)。最后，针对具体的特征使用短语"至少大致"等涵盖了相应特性和其非实质性的变化(例如若说针筒筒体至少大致是圆柱形的涵盖针筒筒体是圆柱形的情况)。

被本发明的任何各种方面利用的任何"逻辑模块"可以以任何适当的方式实施，包括不限于任何适当软件、固件或硬件，使用一个或多个个平台，使用一个或多个处理器，使用任何适当类型的存储器，使用任何任何适当类型单个计算机或多个任何适当类型的计算机且以任何适当的方式互连，或以上的任意组合。该逻辑模块可以在任何单个位置或以任何适当的方式互连(例如经由任何类型的网络)的多个位置处实施。

可以用于提供流体排出的任何动力注射器可以具有任何适当尺寸、形状、构造和/或类型。任何这样的动力注射器可以使用具有任何适当尺寸、形状、构造和/或类型的一个或多个针筒柱塞驱动器，其中每一个这样的针筒柱塞驱动器至少能双向运动(例如沿用于排出流体的第一方向运动；沿用于适应流体的装载和/或抽取和/或用于返回到用于随后流体排出操作的位置的第二方向的运动)，且其中每一个这样的针筒柱塞驱动器可以与其相应的针筒柱塞以任何适当的方式相互作用(例如通过机械接触；通过适当的联接(机械的或其它方式的))，以能沿至少一个方向推进针筒柱塞(例如用于排出流体)。每一个针筒柱塞驱动器可以使用具有任何适当尺寸、形状、构造和/或类型的一个或多个驱动源。多个驱动源输出可以以任何适当的方式组合以让单个针筒柱塞在给定时间前进。一个或多个驱动源可以专用于单个针筒柱塞驱动器，或一个或多个驱动源可以与多个针筒柱塞驱动器相关(例如并入一些类型的传递装置以改变从一个针筒柱塞到另一针筒柱塞的输出)，或以上组合。代表性驱动源形式包括有刷或无刷电动机、液压马达、气动马达、压电马达或步进马达。

任何这样的动力注射器可以用于需要一种或多种医用流体输送的任何适当应用，包括但不限于任何适当的医学应用(例如计算机断层成像或ct成像；磁共振成像或mri；单光子发射计算机断层成像或spect成像；正电子发射断层成像或pet成像或pet成像；x射线成像；造影成像；光学成像；超声波成像)。任何这样的动力注射器可以结合任何部件或部件的组合使用，例如适当的成像系统(例如ct扫描仪)。例如，信息(例如，扫描延迟信息、注射起动信号、注射流量)可在任何这样的动力注射器和一个或多个其他部件之间传递。

任何合适数量的针筒可以任何适当的方式用于任何这样的动力注射器(例如，可拆卸地；前装载；后装载；侧装载)，任何适当的医用流体(例如，造影剂、放射性药剂、盐水和任何其组合)可从任何这样的动力注射器的给定针筒排放，且任何适当的流体可以任何适当的方式从多针筒动力注射器结构排放(例如，相继地、同时地)，或其任何组合。在一个实施例中，通过动力注射器的操作从针筒排出的流体被引导到管道(例如，医用管路组)，该导管与针筒以任何适当的方式流体地互连且将流体引导到期望位置(例如，插入到患者体内的导管，以用于注射)。多个针筒可排入到共同的导管(例如，用于提供给单个的注射位置)，或者一个针筒可排入到一个导管(例如，用于提供给一个注射位置)，而另一针筒可排入到不同的导管(例如，用于提供给不同的注射位置)。在一个实施例中每一个针筒包括针筒筒体和设置在针筒筒体中且相对于针筒筒体可动的柱塞。该柱塞可以与动力注射器的针筒柱塞驱动组件相互作用从而针筒柱塞驱动组件能让柱塞沿至少一个方向前进，且可能地沿两个不同相反方向行进。

附图说明

图1示出了的动力注射器的一个实施例的示意图。

图2a示出了安装在可动立架上的双头动力注射器的一个实施例的透视图。

图2b是图2a的动力注射器使用的动力头的放大至少部分分解透视图。

图2c是图2a的动力注射器使用的针筒柱塞驱动组件的一个实施例的示意图。

图3a是并入电容性流体检测器的针筒壳体的示意图。

图3b是图3a的针筒和针筒壳体的横截面示意图(端视图)。

图3c是在其上安装了不同针筒的图3a的电容性流体检测器和针筒壳体的示意图(侧视图)

图4a是安装到包括电容性流体检测器的针筒壳体的针筒的示意图(俯视图)。

图4b是图4a的针筒和针筒壳体的横截面示意图(端视图)。

图5a和5b是包括电容性流体检测器的针筒壳体和针筒的替换实施例的横截面示意图(端视图)。

图6是显示了电容性流体检测器的容电器上噪声事件的图。

图7是显示了针筒中的流体量中改变的时间段里被测量电容对时间的图。

图8是显示了用户让两个手指沿针筒筒体滑行的示意图。

图9是电容性用户输入检测器的示意图。

图10示出了在用户执行图8所示的手指运动时发生的信号响应组。

具体实施方式

图1示出了具有动力头12的动力注射器10的一个实施例的示意图。一个或多个图形用户界面或gui11可与动力头12相关联。每个gui11：1)可具有任何适当的尺寸、形状、构造和/或类型；2)可与动力头12以任何适当的方式操作性地相互连接；3)可被布置在任何适当的位置；4)可被构造为提供下面任何功能：控制动力注射器10的操作的一个或多个方面；输入/编辑与动力注射器10的操作相关联的一个或多个参数；以及显示适当的信息(例如与动力注射器10的操作相关联的)；或5)以上情况的组合。可使用任何适当数目的gui11。在一个实施例中，动力注射器10包括gui11，该gui11被控制台并入，该控制台与动力头12分开但是与其通讯。在另一实施例中，动力注射器10包括gui11，该gui11为动力头12的一部分。在又一实施例中，动力注射器10使用一个gui11，该gui11位于与动力头12通讯的单独控制台上，且还使用位于动力头12上的另一gui11。每个gui11可提供相同的功能或一组功能，或gui11可在它们的各自的功能有关的至少一些方面不同。

针筒28可被安装在该动力头12上，且当安装时可被认为是动力注射器10的一部分。一些注射过程可导致相对较高的压力产生于针筒28中。由此，可希望把针筒28布置在压力套26中。压力套26通常与动力头12相关联，其方式是允许针筒28布置在其中以作为动力头12的一部分，或在针筒28安装在动力头12之后将压力套26与动力头12相关联。相同的压力套26通常保持与动力头12相关联，因为各种针筒28被定位在压力套26中或从该压力套去除，以用于各种注射过程。如果动力注射器10被构造/用于低压注射和/或如果针筒(一个或多个)28与具有对于高压注射具有足够耐受性的动力注射器10一起使用而不需要压力套26提供额外支撑，则动力注射器10可不具有压力套26。在任何情况下，从针筒28排出的流体可被引入到适当尺寸、形状、构造和/或类型的管道38中，该管道可与针筒28以任何合适的方式流体地相互连接，且其可引导流体至任何适当的位置(例如至患者)。

动力头12包括针筒柱塞驱动组件或针筒柱塞驱动器14，其与针筒28(例如其柱塞32)相互作用，以从针筒28排出流体。该针筒柱塞驱动组件14包括为驱动输出件18(例如可旋转驱动螺杆)提供动力的驱动源16(例如任何适当尺寸、形状、构造和/或类型的马达，可选的齿轮传动装置等)。推杆20可沿适当的路径(例如轴向地)被驱动输出件18推进。推杆20可包括联接件22，用于与针筒28的相应部分以下面所述的方式相互作用或相互配合。

针筒28包括柱塞或活塞32，其可移动地布置在针筒筒体30内(例如用于沿与双箭头b一致的轴线做轴向往复运动)。柱塞32可包括联接件34。该针筒柱塞联接件34可与推杆联接件22相互作用或相互配合以允许针筒柱塞驱动组件14把针筒柱塞32退回到针筒筒体30内。针筒柱塞联接件34可以是从针筒柱塞32的主体延伸的轴36a加上头部或杆头36b的形式。但是，针筒柱塞联接件34可以具有任何适当的尺寸、形状、构造和/或类型。

通常，动力注射器10的针筒柱塞驱动组件14可与针筒28的针筒柱塞32以任何适当的方式(例如通过机械接触；通过适当的联接(机械或其它方式))相互作用，以能沿至少一个方向(相对于针筒筒体30)移动或推进针筒柱塞32(例如用于从相应针筒28排出流体)。即，尽管针筒柱塞驱动组件14能双方向运动(例如，经由相同驱动源16的操作)，动力注射器10可被构造为使得针筒柱塞驱动组件14的操作实际上仅沿一个方向移动动力注射器10使用的每个针筒柱塞32。但是，针筒柱塞驱动组件14可被构造为与被动力注射器10使用的每个针筒柱塞32相互作用，以能沿两个不同方向(例如沿公共轴向路径的不同方向)的每个移动每个这种针筒柱塞32。

针筒柱塞32的退回可被用于将流体装填至针筒筒体30内以用于随后的注射或排出、可被用于实际上把流体抽入到针筒筒体30内以用于随后的注射或排出，或用于任何其它适当的目的。特定构造可以不需要针筒柱塞驱动组件14能退回针筒柱塞32的，在这种情况下，可以不需要推杆联接件22和针筒柱塞联接件34。在这种情况下，针筒柱塞驱动组件14可被退回以用于执行另一流体输送操作的目的(例如，在另一预装填针筒28已被安装后)。甚至当推杆联接件22和针筒柱塞联接件34被使用时，这些部件也会在推杆20推进针筒柱塞32以从针筒28排出流体时可以或可以不被联接(例如，推杆20可简单地“推压”在针筒柱塞联接件34上或直接推压在针筒柱塞32的近端上)。沿任何适当维度或维度组合的任何单个运动或运动组合都可被用于把推杆联接件22和针筒柱塞联接件34布置为联接状态或状况、或把推杆联接件22和针筒柱塞联接件34布置为未联接状态或状况、或这两种情况都有。

针筒28可被以任何适当的方式安装在动力头12上。例如，针筒28可被构造为被直接安装在动力头12上。在所示的实施例中，壳体24被适当地安装在动力头12上，以提供针筒28和动力头12之间的相互配合。该壳体24可以是适配器的形式，针筒28的一种或多种构造可被安装到该适配器上，且其中至少一种用于针筒28的构造可被直接安装在动力头12上而不使用任何这种适配器。壳体24还可以是花盘(faceplate)的形式，针筒28的一种或多种构造可被安装到该花盘。在这种情况下，需要用花盘把针筒28安装在动力头12上——没有花盘则针筒28不能被安装在动力头12上。当压力套26被使用时，其可被以这里针对针筒28所述的各种方式安装在动力头12上，且此后针筒28被安装在压力套26中。

当安装针筒28时，壳体24可被安装在相对于动力头12上并保持在相对于动力头12的固定位置中。另一选择是把壳体24和动力头12可移动地相互连接，以适于安装针筒28。例如，壳体24可在包含双箭头a的平面内移动，以提供推杆联接件22和针筒柱塞联接件34之间的一个或多个联接状态或状况以及非联接状态或状况。

一种具体的动力注射器构造在图2a中示出，由附图标记40指示，且至少部分地与图1的动力注射器10一致。动力注射器40包括安装在可动立架48上的动力头50。用于动力注射器40的一对针筒86a、86b安装在动力头50上。在动力注射器40的操作过程中，流体可从针筒86a、86b中排出。

可动立架48可以具有任何适当的尺寸、形状、构造和/或类型。轮子、滚轮、脚轮等可被用于使得立架可动。动力头50可被保持在相对于可动立架48的固定位置中。但是，希望允许动力头50的位置被能相对于可动立架48以至少一些方式调节。例如，希望在将流体装到一个或多个针筒86a、86b中时，使得动力头50相对于可动立架48处于一个位置中，并希望使得动力头50相对于可动立架48处于不同位置中以执行注射过程。因此，动力头50可移动地与可动立架48以适当的方式相互连接(例如，使得动力头50可枢转过至少一定运动范围，且此后被保持在期望的位置中)。

应认识到，可以以任何适当的方式支撑动力头50，以提供流体。例如，代替安装在可动结构上，动力头50可与支撑组件互相连接，该支撑组件又被安装到适当的结构(例如，天花板、墙、地板)。用于动力头50的任何支撑组件在至少一定程度上可调节位置(例如，通过设置一个或多个支撑段，所述一个或多个支撑段可相对于一个或多个其它支撑段重新定位)，或可被保持在固定位置中。而且，动力头50可与任何这种支撑组件整合，以被保持在固定位置或可相对于支撑组件调节。

动力头50包括图形用户界面或gui52。该gui52可被构造为提供下面功能中的一种或任何组合：控制动力注射器40的操作的一个或多个方面；输入/编辑与动力注射器40的操作相关联的一个或多个参数；以及显示适当的信息(例如，与动力注射器40的操作相关联的)动力注射器40还可包括控制台42和动力组46，控制台和动力组每个都可以任何适当的方式(例如，经由一个或多个缆线)与动力头50通讯，且可被放置在工作台上或安装在检查室内的电子支架上或处于任何其它合适的位置，或两种情况都有。动力组46可包括以下组件的一个或多个或任何适当组合：于注射器40的动力源；用于在控制台42和动力头50之间提供通讯的接口电路；用于允许动力注射器40连接到远程单元的电路，远程单元例如是远程控制台，远程手或脚控开关，或其它原装备制造商(oem)远程控制连接件(例如用于允许动力注射器40的操作与成像系统的x射线曝光同步)；以及任何其它适当的部件。控制台42可包括触摸屏显示器44，其又可提供下面功能中的一种或多种以及任何适当组合：允许操作者远程地控制动力注射器40的操作的一个或多个方面；允许操作者输入/编辑与动力注射器40的操作相关联的一个或多个参数；允许操作者指定和储存用于动力注射器40的自动操作的过程(其可随后在被操作者启动时被动力注射器40自动地执行)；以及显示与动力注射器40相关的适当信息，包括其操作的任何方面。

关于针筒86a、86b与动力头50的整合的各细节在图2b中示出。针筒86a、86b每一个都包括相同的一般部件。针筒86a包括可移动地设置在针筒筒体88a中的柱塞或活塞90a。柱塞90a经由动力头50的操作而沿轴线100a(图2a)的运动把流体从针筒筒体88a中通过针筒86a的嘴89a排出。适当的管道(未示出)通常以适当的方式流体地与嘴89a相互连接，以把流体引导至希望的位置(例如，患者)。类似地，针筒86b包括柱塞或活塞90b，其可移动地设置在针筒筒体88b中。柱塞90b经由动力头50的操作而沿轴线100b(图2a)的运动把流体从针筒筒体88b中通过针筒86b的嘴89b排出。适当的管道(未示出)通常以任何适当的方式与嘴89b流体地相互连接，以引导流体至希望的位置(例如患者)。

针筒86a经由中间花盘102a与动力头50相互连接。该花盘102a包括托架104，该托架支撑针筒筒体88a的至少一部分且该托架可提供/适于任何附加功能或功能的组合。安装件82a被布置在动力头50上且相对于该动力头固定，以与花盘102a相互配合。推杆74的推杆联接件76(图2c)——其是用于针筒86a的针筒柱塞驱动组件或针筒柱塞驱动器56(图2c)的一部分——在安装到动力头50上时被定位在花盘102a的附近。关于针筒柱塞驱动组件56的细节将结合图2c详细讨论如下。通常，推杆联接件76可与针筒86a的针筒柱塞90a联接，且推杆联接件76和推杆74(图2c)随后可相对于动力头50移动，以把针筒柱塞90a沿轴线100a(图2a)移动。情况是，推杆联接件76在移动针筒柱塞90a以把流体通过针筒86a的嘴89a排出时与针筒注射90a接合，但是并不真正联接到该针筒柱塞。

花盘102a可至少大致在正交于轴线100a、100b的平面内移动(分别与针筒柱塞90a、90b的运动相关联，且在图2a中示出)，以把花盘102a安装在动力头50上的其安装件82上或把花盘102a从该安装件去除。花盘102a可被用于将针筒柱塞90a与动力头50上的其相应推杆联接件76联接。因此，花盘102a包括一对手柄106a。通常且在针筒86a初始定位在花盘102a中的情况下，手柄106a可被移动，以由此至少大致在正交于轴线100a、100b(分别与针筒柱塞90a、90b的运动相关联，且在图2a中示出)的平面内移动/平移针筒86a。把手柄106a移动到一个位置使得针筒86a(相对于花盘102a)沿至少大致向下方向移动/平移针筒86a，以把其针筒柱塞90a与其相应的推杆联接件76联接。把手柄106a移动到另一位置使得针筒86a(相对于花盘102a)沿至少大致向上方向移动/平移针筒86a，以把其针筒柱塞90a从其相应的推杆联接件76脱离联接。

针筒86b经由中间花盘102b与动力头50相互连接。安装件82b被布置在动力头50上且相对于其被固定，以与花盘102b相互配合。推杆74的推杆联接件76(图2c)——其为用于针筒86b的针筒柱塞驱动组件56的各部分——在被安装到动力头50时被定位在花盘102b附近。关于针筒柱塞驱动组件56的细节将再次结合图2c详细描述如下。通常，推杆联接件76可与针筒86b的针筒柱塞90b联接，且推杆联接件76和推杆74(图2c)可相对于动力头50移动，以将针筒柱塞90b沿轴线100b移动(图2a)。情况是，当移动针筒柱塞90b以通过针筒86b的嘴89b排出流体时，推杆联接件76与针筒柱塞90b接合但是并不真正连接到该柱塞。

花盘102b可至少大致在正交于轴线100a、100b的平面内移动(分别与针筒柱塞90a、90b的运动相关联，且在图2a中示出)，以把花盘102b安装在动力头50上的其安装件82b上或从该安装件去除。花盘102b还可被用于将针筒柱塞90b与动力头50上的其相应推杆联接件76联接。因此，花盘102b可包括手柄106b。通常且在针筒86b被初始定位在花盘102b中的情况下，针筒86b可沿其长轴线100b(图2a)且相对于花盘102b旋转。该旋转可通过移动手柄106b、或通过抓持和转动针筒86b或通过这两者来实现。在任何情况下，该旋转使得针筒86b和花盘102b两者至少大致在正交于轴线100a、100b的平面内移动/平移(分别与针筒柱塞90a、90b的运动相关联，且在图2a中示出)。沿一个方向旋转针筒86b使得针筒86b和花盘102b沿至少大致向下方向移动/平移，以将针筒柱塞90b与其相应推杆联接件76连接。沿相反方向旋转针筒86b使得针筒86b和花盘102b沿至少大致向上方向移动/平移，以将针筒柱塞90b从其相应推杆联接件76分离。

如图2b所示，针筒柱塞90b包括柱塞主体92和针筒柱塞联接件94。该针筒柱塞联接件94包括从柱塞主体92延伸的轴98以及与柱塞主体92间隔开的头部96。推杆联接件76每一个都包括较大的槽，该槽定位在推杆联接件76的表面上的较小的槽之后。当针筒柱塞90b和其相应推杆联接件76处于联接状态或状况下时，针筒柱塞联接件94的头部96可被定位在推杆联接件76的较大的槽中，且针筒柱塞联接件94的轴98可延伸通过推杆联接件76的表面上的较小的槽。针筒柱塞90a可包括类似的针筒柱塞联接件94，用于与其相应推杆联接件76相互配合。

在动力注射器40的情况下，动力头50用于从针筒86a、86b排出流体。即，动力头50提供原动力，以将流体从针筒86a、86b每一个排出。以针筒柱塞驱动组件或针筒柱塞驱动器为特征的一个实施例在图2c中示出，由附图标记56指示，且可被动力头50使用，以从针筒86a、86b每一个排出流体。分开的针筒柱塞驱动组件56可并入到动力头50，以用于每个针筒86a、86b。因此且参考图2a-b，动力头50可包括手操作的钮80a和80b，以用于分开控制每个针筒柱塞驱动组件56。

起初且与图2c的针筒柱塞驱动组件56，其各部件的每一个可以具有任何适当的尺寸、形状、构造和/或类型。针筒柱塞驱动组件56包括马达58，其具有输出轴60。驱动齿轮62被安装在马达58的输出轴60上且与其一起旋转。驱动齿轮62与从动齿轮64啮合或至少可与其啮合。该从动齿轮64被安装在驱动螺杆或轴66上且与其一起旋转。驱动螺杆66旋转所绕的轴线由附图标记68标识。一个或多个轴承72适当地支撑驱动螺杆66。

支架(carriage)或推杆74被可移动地安装在驱动螺杆66上。通常，驱动螺杆66沿一个方向的旋转沿驱动螺杆66(且由此沿轴线68)并在相应针筒86a/b的方向轴向地推进推杆74，而驱动螺杆66沿相反方向的旋转沿驱动螺杆66(且由此沿轴线68)并远离相应的针筒86a/b而轴向地推进推杆。因此，驱动螺杆66的至少一部分的外周包括螺旋螺纹70，该螺纹与推杆74的至少一部分相互配合。推杆74也被可移动地安装在适当的轴衬78内，该轴衬不允许推杆74在驱动螺杆66的旋转过程中旋转。因此，驱动螺杆66的旋转规定了推杆74沿由驱动螺杆66的旋转方向确定的方向做轴向运动。

推杆74包括联接件76，其可被可拆卸地与相应针筒86a/b的针筒柱塞90a/b的针筒柱塞联接件94联接。当推杆联接件76和针筒柱塞联接件94被适当地联接时，针筒柱塞90a/b与推杆74一起移动。图2c示出了一种构造，其中针筒86a/b可沿其相应轴线100a/b移动，而不联接至推杆74。当针筒86a/b沿其相应轴线100a/b移动，以使得其针筒柱塞90a/b的头部96与推杆联接件76对齐，但是轴线68仍处于图2c中的偏移构造中时，针筒86a/b可在正交于轴线68的平面内平移，推杆74沿该轴线68移动。这里建立了推杆联接件76和针筒柱塞联接件96之间的以上述方式的联接接合。

图1和2a-c的动力注射器10、40每一个可以用于任何适当应用，包括且不限于医疗成像应用，其中流体被注射给目标(例如患者)。对于动力注射器10、40的代表性的医疗成像应用包括但不限于计算机断层成像或ct成像、磁共振成像或mri、单光子发射计算机断层成像或spect成像、正电子发射断层成像或pet成像、x射线成像、造影成像、光学成像和超声波成像。动力注射器10、40每个可单独使用或与一个或多个其他部件组合使用。动力注射器10、40每个可操作地与一个或多个部件相互连接，例如使得信息可在动力注射器10、40和一个或多个其它部件之间传递(例如，扫描延迟信息、注射开始信号、注射流量)。

每个动力注射器10、40可使用任何数量的针筒，包括不限于单头配置(用于单个的针筒)和双头配置(用于两个针筒)。在多个针筒配置的情况下，每个动力注射器10、40能以任何合适的方式并且根据任何时序从各个针筒排出流体(例如，从两个或更多针筒顺序排出，同时从两个或多个针筒排出，或者它们的任何结合)。多个针筒可排入到共同的导管(例如，用于提供给单个的注射位置)，或者一个针筒可排入到一个导管(例如，用于提供给一个注射位置)，而另一针筒可排入到不同的导管(例如，用于提供给不同的注射位置)。被每个动力注射器10、40采用的每个这样的针筒可包括任何合适的流体(例如，医用流体)，例如造影剂、放射性药物、生理盐水、以及其任何结合。被每个动力注射器10、40采用的每个这样的针筒能以任何合适的方式进行安装(例如，可采用后部装载的构造；可采用前部装载的构造；可采用侧部装载的构造)。

图3a是与图2c的动力头50互连的针筒壳体110的示意图。针筒壳体110包括电容性流体检测器112。针筒壳体110可以包括针筒支撑部分或托架114，其可以操作为沿针筒116支撑和/或定位。在所示的实施例中，电容性流体检测器112设置在针筒支撑部分114的内部113(例如电容性流体检测器112可以包封或包含在针筒壳体110中)。

针筒壳体110可以具有任何适当尺寸、形状、构造和/或类型。在所示的实施例中，针筒壳体110适当地安装在动力头50上或与动力头50整合，以提供针筒116和动力头50之间的接合。针筒壳体110可以永久地附接到动力头50或被动力头50并入，或至少通过适当的工具而安装于其上。针筒壳体110也可以是适配器的形式，以允许不同构造的针筒116安装在动力头50上(例如适配器可以安装在动力头上的针筒接口结构上，从而可以使用不同针筒——一种针筒可以用于动力头的针筒接口结构，而另一针筒可以在适当的适配器安装在动力头上时使用)。针筒壳体110也可以是花盘的形式，一种或多种构造的针筒116可以安装在其上，且其可以安装在动力头50上而没有任何使用工具的过程(例如简单地通过手)。在这种情况下，这使得需要花盘来将任何针筒116安装在动力头50上——在这种情况下针筒116不可安装在没有花盘的动力头50上。

电容性流体检测器112通常包括印刷电路板(pcb)130、各个电容器118a到118h和传感器电子器件132。电容器118a-118h可以设置在pcb130上。每一个电容器118a-118h的各个板可以使用公知的pcb制造过程(例如蚀刻、光刻)而用pcb130的一个或多个导电层形成。替换地，电容器118a-118h的板可以是互连(例如单独安装)到pcb130的分散部件。传感器电子器件132也可以安装在pcb130上。传感器电子器件132可以包括可操作为将信号输出到电容器118a-118h以产生其相应的电场的部件和/或可操作为确定每一个个别电容器118a-118h的电容的部件。传感器电子器件132例如可以包括集成电路，其能检测互连的电容器118a-118h的电容变化。一种这样的集成电路是美国答宾夕法尼亚州匹兹堡市的quantumresearchgroup制造的qt10808keyqtouch(tm)sensoric。

与之互连的pcb130和装置可以安装到和密封在针筒壳体110的内部113中。因此，pcb130可以被保护而不受可能性的流体飞溅的影响和/或直接接触造成的损坏。针筒壳体110可以经由线缆134通信地互连到动力头50和/或动力注射器40的其他部件。将针筒壳体110通信地互连到动力头50和/或动力注射器40的其他部件的另一方法可以与线缆134结合或代替地使用。例如，针筒壳体110可以与动力注射器40无线通信。在另一例子中，针筒壳体110可以包括导电构件，其在针筒壳体110安装在动力头50上时与动力头50上的相应构件导电地匹配。

电容性流体检测器112通常可以用于确定、推断和/或估计针筒筒体区域124中的流体量(如下所述)。因此，在安装时预填充针筒中的流体量可以通过电容性流体检测器112确定。进而，在针筒安装到针筒壳体110时，针筒中的流体量可以任何适当时间通过电容性流体检测器112确定(例如在注射过程之前和/或期间)。如在本文使用的，“流体”是指非气体流体，包括具有相对高粘性的但适用于注射给患者且包括可以具有多种成分的材料的流体，例如悬浮液和胶体(例如乳剂)。

电容性流体检测器112包括八个电容器118a到118h，它们平行于安装在针筒壳体110上的针筒116的纵向轴线120且与之间隔开地设置。可以使用任何适当数量的电容器。额外的电容器可以沿附接到针筒116的嘴122的管路(未示出)定位。电容器118a-118h可以设置为使得每一个电容器118a-118h可以检测在针筒筒体区域124的预定部分中的流体。针筒筒体区域124限定为相对于针筒壳体110定位的最大体积的空间，其在针筒安装到针筒壳体110时被任何适当针筒的筒体(例如针筒116的筒体117)占据。在针筒116安装在针筒壳体110上时，针筒筒体区域124可以包括与针筒筒体117的长度一致的针筒筒体区域长度。在针筒116安装在针筒壳体上时，针筒筒体区域124可以包括与针筒筒体纵向轴线120重合的针筒筒体区域纵向轴线。如图3a所示，电容性流体检测器112的第一电容器118a可以定位为，在柱塞本体92处于针筒筒体117中的完全退回位置(如图3a所示)时，在柱塞本体92所在的位置处或附近检测针筒筒体区域124中的流体。而且，最后的电容器118h可以定位为检测针筒116端部的嘴122处或附近的流体。其余的电容器118b到118g可以例如在第一个和最后一个电容器118a、118h之间等距地间隔开。因此，电容器可以沿针筒筒体区域124的整个长度间隔开。虽然针对检测流体进行如上描述(例如一定电平以下的电容可以指示现在流体)，但是本文所述的电容器也可以被认为能检测空气、真空或流体的缺失(例如一定电平以上的电容可以指示空气的现在)。

一些情况下，例如图3c所示，针筒116'可以安装到针筒壳体110，其中针筒116'含有比针筒筒体区域124小的流体量。因而，针筒116'可以让其柱塞本体92最初如图3c所示地定位(针筒116'的柱塞92可以被显示为处于其完全退回状态)，从而柱塞本体92和嘴122之间的针筒116'中的空间基本上等于包含在其中的流体量(例如在柱塞本体92和嘴122之间的空间中没有空气)。因此，针筒116'可以具有相应的轴36a'，其长度被选择为将杆头36b定位在与针筒116相同的最初位置。因此，最初将针筒116'安装到针筒壳体110的过程(包括将杆头36b与推杆联接件76互连)可以类似于最初将针筒116安装到针筒壳体110的过程。以相似的方式，含有不同初始流体量和相应的不同轴的其他针筒可以安装到针筒壳体110上。

在替换构造中，电容性流体检测器112可以包含任何适当数量的电容器。这样的电容器可以沿针筒筒体区域124以任何适当的样式布置。例如，这样的电容器可以等距地间隔开或它们可以以非均匀的方式布置。电容器可以以非均匀的方式间隔开，以使得电容性流体检测器112在安装的针筒之间进行区分，所述针筒最初包含不同量的流体。电容器可以沿比针筒筒体区域124的整个长度小的针筒筒体区域124的一部分设置。

电容性流体检测器112的每一个电容器118a-118h可以是并排设置的两个板的形式。每一个电容器118a-118h的板基本上可以是共面的。图3b是沿线3b的图3a的针筒筒体区域124和针筒壳体110的横截示意图。横截面切过电容器118d。电容器118d可以包括并排设置的两个基本上共面的板126a、126b，且在电容器118d被通电时，在板126a、126b上方和它们之间延伸的大致弧形空间128中形成电场128。电场128的一部分与针筒筒体区域124的一部分重合。

图3b所示的电场128的大小和形状是示意性的。通过电容器118d产生的电场128的实际大小和形状可以取决于一些因素，包括但不限于电容器板126a、126b的大小和形状、电容器板126a、126b相对于彼此的定位和板126a、126b的电压电平。进而，传感器电子器件132的敏感性会影响电场128的可用大小。例如，具有更大电容敏感性的传感器电子器件132能检测电场128边缘处由于物体存在而带来的电容变化，而具有更小敏感性的传感器电子器件132不能检测这样的电容变化。因而，电场128的大小和形状会相对于图3b所示的显著地变化。例如，在一种结构中，容电器118d的电场128会比图3b所示的更小或更大。例如，在一实施例中，容电器118d的电场128可以包围靠近容电器118d的针筒筒体区域124的全部横截面区域。

电场128中的干扰(例如电场强度的减小或电场的完全封锁(blockage))会造成板126a、126b之间传感电容的变化。例如，在针筒筒体区域124的与电场128重合的区域中针筒116被填充有空气时，板126a、126b之间的电容可以处于第一值。同样，在针筒筒体区域124的与电场128重合的区域中针筒116被填充有流体(例如造影剂)时，板126a、126b之间的电容可以处于第二值。不同值是由于空气的介电性能和流体的介电性能之间的差异造成的。进而，不同类型的流体可以具有不同介电性能。通过确定容电器118d的电容处于第一电平还是处于第二电平，且考虑被感测的流体的介电性能，可以确定在针筒筒体区域124的与电场128重合的区域中是存在空气还是流体。确定存在流体还是空气的另一方法中，可以产生第一电平和第二电平之间的临界值，且基于被测量的电容在临界值以上还是以下而确定存在于针筒筒体区域124的所述区域中的是空气还是流体。

可能会在针筒筒体区域124中形成真空。例如，这是由于柱塞本体92以比进入针筒筒体区域124的流动速率更大的速率退回而造成的，由此造成空穴。在这种情况下，通过与检测空气有关的如在本文所述的的相同设备和方法来检测真空。因而，在本文描述了空气检测的情况下，这种描述也可以应用于真空的检测。

确定存在流体还是空气可以通过流体水平确定逻辑模块39执行(图1)。流体水平确定逻辑模块39可操作为将来自电容器118a-118h和/或其他来源(例如用于动力头50的角度检测器、识别针筒中流体类型的针筒116上的rfid标签)的信号进行解译且估计针筒116中的流体量和/或检测针筒116中的空气。针筒中流体量的估计也可以基于之前得知的针筒参数(例如内部直径，筒体长度，总体积)。这种之前得知的针筒参数以及从电容器118a-118h和/或其他来源而来的信号可以用于计算针筒116中估计的流体量。估计的流体量可以通过任何适当显示部(例如显示器44、gui52)显示。流体水平确定逻辑模块39可以设置在任何适当位置或适当位置的组合。例如，如图1所示，流体水平确定逻辑模块39可以设置在动力头12中。在另一例子中，流体水平确定逻辑模块39可以设置在传感器电子器件132中。

如针对图3b的容电器118d所示的，电容性流体检测器112的每一个电容器118a-118h可以是并排设置的两个基本上共面的板的形式。可以利用其他适当容电器板构造。例如，容电器板可以是非共面的，例如它们相对于彼此成角度且面向针筒的中心。每一个电容器118a-118h的容电器板的相对位置可以使得从其中一个容电器板垂直延伸的向量不与其他向量相交。

继续用容电器118d作为例子，针对容电器118d的电容性流体检测器112的输出可以是数字的，在下文中是预定感测电容，针对容电器118d的电容性流体检测器112的输出可以为第一电平(例如零伏特)，且在预定构造电容以上，针对容电器118d的电容性流体检测器112的输出可以为第二电平(例如五伏特)。因此，第一电平输出可以对应于针筒筒体区域124的与容电器118d的电场128相交的位置中有空气的状态，且第二电平输出可以对应于针筒筒体区域124的与容电器118d的电场128相交的位置中有流体的状态。因而，电容性流体检测器112的输出可以用于表示针筒筒体区域124的与电场128相交的位置中流体的存在或不存在。类似地，其他电容器118a-118c、118e-118h可以类似地用于确定针筒筒体区域124与其他电容器118a-118c、118e-118h的电场相交的位置处在针筒筒体区域124中流体的存在或不存在。

在图3a所示的结构中，电容器118a-118h沿针筒筒体区域124的纵向轴线120设置。第一容电器118a可以设置在针筒筒体区域124的第一端。最后的容电器118h可以设置在与针筒筒体区域124的第一端相反的针筒116的嘴122一端。其余六个电容器118b到118g可以在两个端部电容器118a、118h之间以规则间隔设置。由此，电容器118a-118g每一个可以分开等于大约针筒筒体区域124的总长度14％的距离。因而，电容性流体检测器112(各个电容器118a-118h运行在数字模式)可以操作为将针筒筒体区域124中的流体水平确定为针筒筒体区域124中实际流体水平的14％以内。例如，在电容器118a到118f处感测到流体而在电容器118g和118h处没有感测到流体时，因为电容器118a到118f感测到流体，所以可推断针筒筒体区域124至少装满71％。进而，因为电容器118g和118h没有感测到流体，所以可以推断针筒筒体区域124最多装满85％。由此，它可以推断针筒中的流体量在针筒筒体区域124的71％到85％之间。在这种情况下，在朝向针筒116的嘴122一端的电容器(例如电容器118g-118h)处没有感测到流体而其余电容器(例如电容器118a-118f)感测到流体的情况下，可以表示针筒116的嘴122一端存在空气空穴。应理解，在所有的电容器118a-118h感测到流体时，可以推断针筒116基本上100％装满，且在电容器118a-118h都没有感测到流体时，可以推断针筒116基本上是空的或未安装在针筒壳体110上。

电容性流体检测器112可以用于在针筒116初始安装在针筒壳体110上时确认和/或确定针筒116中的流体量。例如，在针筒筒体区域124为125ml的情况下，可能的针筒116初始填充量(例如在安装在针筒壳体110上时针筒116中的流体量)为125ml、100ml、50ml和0ml，则电容性流体检测器112可以操作为区分出哪一初始填充量的针筒116被安装在针筒壳体110上。

进而，在某些实施例中，各个电容器118a-118h可以沿针筒筒体区域124以非均匀的方式分布。非均匀的分布可以允许各个电容器118a-118h定位为使得它们可以用于在各种已知初始填充量之间进行区分。例如，且使用之前的例子，均匀分布的各个电容器118a-118h可能不能将75％满的针筒116与80％满的针筒116区分开。但是，通过有意地将各个电容器118a-118h中的一个容电器设置在例如对应于针筒的78％满的区域中，该容电器可用于在75％满的针筒(其中该容电器不能感测到任何流体)和80％满的针筒(其中该容电器将能感测到流体)之间进行区分。

因为动力头50可以通过其他手段(例如互连到驱动螺杆66的编码器)确定柱塞本体92的位置，上述电容性的感测可以用于确认针筒116中存在期望流体量。在感测的流体量不与期望量相同时，系统可以产生警报和/或停止任何当前注射过程。这种不一致可表示针筒筒体区域124中存在不期望的空气或真空和/或表示安装了具有不正确的初始流体量的针筒116(例如其中针筒116'已经被安装但是针筒116不是期望使用的)。

电容性流体检测器112可以包括任何适当数量的电容器，包括比图3a所示的八个电容器118a-118h更多或更少的电容器。电容器的量和分布可以取决于电容性流体检测器112的期望功能。例如，在期望电容性流体检测器112可操作为在针筒116和针筒116'之间进行区分的情况下，电容性流体检测器112仅可以包括两个电容器，例如容电器118b和容电器118g。在这样的构造下，因为在初始安装时针筒116、116'将流体定位在容电器118g的电场中，所以容电器118g可以用于检测针筒116或针筒116'的存在。因为如果针筒116已经被安装，则流体将被定位在电容器118b的电场中，而如果针筒116'已经安装，则没有流体定位在电容器118b的电场中，所以电容器118b可随后用于检测已经安装的针筒的类型(针筒116或针筒116')。因而，本文所述的实施例的独特特征可以是，通过电容性流体检测器112产生的电场可以在沿纵向轴线120分开不连续的距离(例如容电器118b和容电器118g之间的距离，其大于针筒筒体区域124长度的一半)的多个不连续的位置处与针筒筒体区域124相交(例如靠近容电器118b和容电器118g)。

电容性流体检测器112针对电容器118a-118h的输出可以是模拟的。例如，针对容电器118d，感测的电容可以与容电器118d的电场128中的流体量相关。例如，因为流体可以具有比空气低的介电常数，所以感测的电容可以随电场128中流体水平的增加而减少。因而，在针筒筒体区域124中的流体水平使得流体占据电场128一部分时，可以对针筒筒体区域124中流体的总量进行更精确的确定(如与电容器118a-118h被用在数字模式下时相比)。进而，容电器118d的电场可以具有沿纵向轴线120的长度，其对应于沿纵向轴线120的容电器118d的长度。从而在针筒筒体区域124中流体的水平使得流体占据电场128的一部分(例如比全部少)时，容电器118d的电容可以用于估计针筒筒体区域124中流体的总量。在这样的情况下，系统可以证实其他电容器118a-118c和118e-118h具有与使用来自容电器118d的电容值进行的量估计值相一致的电容值。例如，电容器118e-118h可以指示没有流体而电容器118a-118c指示流体存在，由此表示在靠近容电器118d的区域和与嘴122相反的针筒116的端部之间针筒筒体区域124被填充。

图4a是安装到针筒壳体110'的针筒116的示意图，其包括电容性流体检测器135。图4b是图4a的针筒壳体110'和针筒116的横截面示意图。电容性流体检测器135包括单个容电器136，其沿针筒116的纵向轴线120的长度对应于针筒筒体区域124的长度。类似于参考图3a如上所述的模拟构造，容电器136的电容会随针筒筒体区域124中流体量的变化而变化。因而，可以从对容电器136的测量电容值推断针筒筒体初始流体线124中流体的水平

如针对图4b的容电器136所示的，容电器136可以是两个基本上共面的并排设置的板137a、137b的形式。可以利用其他适当容电器板构造。例如，容电器板可以是非共面的，例如它们相对于彼此成角度且面向针筒的中心。容电器136的容电器板137a、137b的相对位置可以使得从其中一个容电器板垂直延伸的向量不与其他向量相交。

容电器136沿纵向轴线120的长度可以小于、等于或大于针筒筒体区域124的长度。例如，容电器136的长度可以被限制为使得容电器136的电场138沿针筒筒体区域124的整个长度穿过针筒筒体区域124。在另一例子中，容电器136的长度可以被限制为使得容电器136的电场138沿等于针筒筒体区域124总长度至少一半的针筒筒体区域124的部分穿过针筒筒体区域124。在这样的构造中，容电器136可以对应于针筒筒体区域124的一部分从而容电器136可以用于在不同初始流体量之间进行区分。在另一构造中，容电器136的长度可以对应于针筒筒体区域124的整个长度，从而容电器136可以用于针对空的(没有流体存在)和满的之间的任何量确定针筒筒体区域124中的流体量。

图5a是替换实施例的横截面示意图，其中针筒116安装到针筒壳体(未示出)，其包括具有冗余电容器142a-142c的电容性流体检测器140。电容器142a-142c每一个配置为类似于图4a的容电器136。替换地，电容器142a-142c可以是类似于图3a到3c的电容器118a-118h的一系列不连续的电容器。电容器142a-142c可以设置为使得它们每一个沿针筒116的长度与相同部分重合。因此，每一个电容器142a-142c可操作为产生能检测针筒116中流体的电场。因而，在动力头50方位设定为针筒116直立向上或直立向下时，每一个电容器142a-142c可以设置为独立地测量针筒116中同一的流体水平。

这种独立的测量可用于过滤某些异常现象。因此，动力注射器40可操作为将三个电容器142a-142c的经确定电容进行比较和过滤异常读数。例如，如果外部目标(例如操作者的手或电子装置)使得容电器142b具有不正确的读数，而其他两个电容器142a、142c未被外部目标影响，则动力注射器40可操作为忽视容电器142b的不正确的读数。动力注射器40可以将来自电容器142a-142c每一个的读数进行比较且确定电容器142a、142c中的两个具有表示一定的流体水平的电容，而容电器142b表示不同的流体水平(由于外部目标的存在)。在这种情况下，动力注射器40可以忽视容电器142b的读数而考虑两个一致的电容器142a、142c的电容表示的流体量。这种情况显示在图6的附图中。

图6的图600显示了在垂直轴线602上的测量电容(c)和在水平轴线604上的时间(t)。图600显示了从t0到t3的稳态(例如没有柱塞运动)的时间段的操作。在从t0到t3的时间段中，来自容电器142a的信号642a和来自容电器142c的信号642c是恒定的，而在t1到t2时间段中来自容电器142b的信号642b显示出值的降低。因为在分别来自电容器142a和142c的信号642a和642c中没有值的相应减少，所以动力注射器40(或动力注射器40的任何适当部分)可以认定在t1到t2的时间段中来自容电器142b的信号642b是不正确的且忽视或不采信t1到t2的时间段中的信号642b。对于t1到t2的时间段，动力注射器40可以优先地(例如排他地)信赖来自电容器142a和142c的信号642a、642c以估计针筒116中的流体量。应理解，例如t0到t1的时间段中的信号642a-642c每一个可以显示针筒116中的流体量的相同值，而不管其差异电容值如何。由于容电器配置和/或其相对于被测量流体量的位置，所述值可以不同。在另一配置中，电容器142a-142c可以被选择、设置和/或校准为使得它们彼此针对针筒116中存在的任何给定流体量生产相似的读数。对本领域技术人员来说公知的、用于在使用冗余传感器时确定读数的其他适当过滤方法可以并入到动力注射器40中。

如图600中那样，图7的图700显示了在垂直轴线702上的测量电容(c)和在水平轴线704上的时间(t)。图700示出了针筒116中流体量在改变而分别来自电容器142a、142b和142c的信号742a、742b和742c每一个追踪了流体量的变化的状态。因为与其他信号相比没有单个信号以不同速率变化，所以针对任何给定时间，动力注射器40可以将每一个信号(组合信号)解译为准确地代表针筒116中的流体量。如图600中那样，信号742a-742c的值会由于容电器配置和/或其相对于被测量流体量的位置而不同。

参见图5a，电容器142a-142c可以沿支撑件144安装，所述支撑件144可以成形为符合针筒116的轮廓。因为各个电容器142a-142c可以设置为非常靠近针筒116，所以这样的配置可以是有利的。可以用柔性pcb制造技术和/或通过将电容器142a-142c的板安装在弯曲支撑件144上而构造支撑件144和各个电容器142a-142c。可以并入用于形成图5a的弯曲支撑件144和电容器142a-142c的任何其他适当构造方法。

图5b示出了替换配置，其中电容性流体检测器146包括设置在大致平坦的支撑件150a、150b上各个电容器148a-148d。由于支撑件150a、150b和设置与其上的各个电容器148a-148d的平坦构造，可以使用标准pcb制造技术或任何其他适当技术制造电容性流体检测器146。

电容性流体检测器140和电容性流体检测器146可以设置在相应的针筒壳体(未示出)中(例如包封)，类似于针对图3a-3c描述的针筒壳体110中的电容性流体检测器112。可以使用任何适当数量冗余电容器。

将描述操作注射系统(其包括具有针对图3a到5b如上所述的这种电容性流体接触器的针筒壳体)的方法。这种方法中的第一步骤可以是将针筒116安装在注射系统的注射装置上。注射系统例如可以是所述的动力注射器40。注射装置例如可以是如上所述的动力头50。将针筒116安装在注射装置上可以包括将针筒116放置在针筒壳体上(例如针筒壳体110或针筒壳体110')，从而针筒116靠近针筒壳体中的电容性流体检测器(例如电容性流体检测器112、电容性流体检测器135、电容性流体检测器140、或电容性流体检测器146)。将针筒116安装在针筒壳体上可以包括将注射装置的推杆74联接到针筒116的柱塞本体92。因此，注射装置的推杆74可操作为将针筒116的柱塞本体92伸出和/或退回。

将针筒116安装在注射装置上可以包括识别针筒116中流体的量和/或类型。该识别步骤可以与用电容性流体检测器感测针筒116中流体的操作分开。该识别步骤可以包括使用任何适当手段将针筒116中流体的量和/或类型通信到动力注射器40(或其部件)。例如，操作者可以手动地将针筒116中流体的量和/或类型输入到动力注射器40的用户界面11。对于进一步的例子，动力注射器40可操作为读取针筒116的属性(attribute)以确定针筒116中流体的量和/或类型。属性可以是视觉指示，例如条形码或其他标签，和/或属性可以是与针筒116相关的rfid标签的形式。

将针筒116安装在注射装置上之后可以以电容方式感测已安装针筒116中流体的存在。以电容方式感测可以在动力头50朝向上或向下时执行。在这样的取向中(例如朝向上或向下)，针筒116中的任何流体可以被分布为使得垂直于纵向轴线的任何横截面平面可以是一致的(全是流体或全是空气)。这样的取向可以使得针筒116中空气的检测简化。另外，以电容方式感测可以在动力头50处于一角度(例如相对于朝向上或向下而言)时执行，注射系统将考虑如果柱塞本体92和嘴122之间的针筒116中存在空气，则针筒116中流体和空气之间的界面可以是与动力头50的角度对应的角度。

在包括多个不连续的电容器的电容性流体检测器(例如图3a的电容性流体检测器112)的情况下，以电容方式感测可以包括用多个电容性传感器118a-118h的第一部分感测已安装针筒116中流体的存在，和以多个容电器传感器118a-118h的第二部分感测已安装针筒116中没有流体。这样的电容方式感测可以在将任何流体从针筒116注射给患者之前执行。以电容方式感测流体之后可以基于以电容方式感测来估计针筒116中流体的总量。这样的估计例如可以包括，将感测流体存在的电容性传感器的数量除以电容性流体检测器112的电容性传感器的总数，以获得针筒116的填充百分比的估计。而且，这样的估计例如可以包括在查询表中查找与感测流体存在的电容性传感器的数量相对应的针筒116中的流体总量。

在包括单个细长容电器的电容性流体检测器的情况下，例如图4a和4b的电容性流体检测器135，以电容方式感测可以包括检测容电器136的各个板之间的电容值。检测的电容值可以随后被注射系统使用以估计针筒116中的流体量。这种估计可以是通过计算和/或通过在查询表中查找电容值。

在基于以电容方式的感测而估计了针筒116中的流体总量之后，注射系统可以证实针筒116中流体的估计总量对应于在识别步骤确定的流体量(例如手动地输入的、自动地输入的)。

基于以电容方式感测进行的流体总量的估计也可以考虑有限数量的不同初始针筒流体量的情况。例如，可以存在可操作为安装在针筒壳体110上的针筒116中仅存在有限数量的不连续的初始流体量的情况。例如可操作为安装在针筒壳体110上的针筒可以仅提供125ml、100ml、50ml和0ml(例如空的)初始填充量大小。在这样的操作环境下，可以仅需要电容性流体检测器112来在一开始区分上述的不同的初始量。

操作包括电容性流体检测器的注射系统的方法的另一步骤可以是让动力头50的推杆74运动，以让针筒116的柱塞本体92运动。在柱塞本体92运动时，电容性流体检测器可以多次地以电容方式感测针筒筒体区域124中的流体。进而，注射系统可以在针筒筒体区域124中的流体被多次地以电容方式感测的每一次时估计针筒116中的流体量。因此，在柱塞本体92运动时针筒116中的流体水平可以是已知的。以电容方式感测和总量的估计可以在柱塞本体92运动时连续地执行。柱塞本体92的运动可以是柱塞本体92的退回(例如将流体吸入针筒筒体区域124中)，或其可以是柱塞本体92的伸出(例如将流体从针筒筒体区域124排出)。

通过在柱塞本体92退回时以电容方式感测流体水平，注射系统可操作为确认柱塞本体92的退回正在将流体吸入针筒筒体区域124。例如，注射系统可以得知柱塞本体92的位置(例如通过互连到驱动螺杆66的编码器)且因此能计算与柱塞本体92的位置相关的针筒筒体区域124中的期望流体量。如果通过以电容方式感测针筒筒体区域124中的流体而确定的流体量与基于柱塞本体92位置的期望量不一致，则注射系统可以发出警报和/或停止柱塞本体92的运动。这样的状态可以表示空气已经在柱塞本体92和针筒116的嘴122之间的空间中进入了针筒筒体区域124。这可以是由于注射系统的泄露和/或空的流体源造成的。

在流体被以电容方式感测的任何上述步骤中，以电容方式感测可以进一步包括通过以冗余配置设置的第一、第二和第三电容性传感器感测针筒筒体区域124中的流体。因此，方法可以进一步包括至少部分地基于来自第一、第二和第三电容性传感器的输出的比较而识别不正确的读数。

流体水平确定逻辑模块39可以以任何适当的方式实施，包括不限于在任何适当的软件、固件或硬件中、使用一个或多个平台使用一个或多个处理器，使用任何适当类型的存储器，使用任何适当类型的单个计算机或任何适当类型的多个任何适当类型和以任何适当的方式互连，或任何其组合。流体水平确定逻辑模块39可以在任何单个位置或以任何适当的方式互连(例如经由任何类型的网络)的多个位置处实施。

通过靠近针筒筒体区域124的人的相互作用被改变的电容信号可以用于提供到动力注射器40的输入。可以用作到动力注射器40的输入的一类人相互作用的一个例子显示在图8中，其示意性地显示了定位在动力注射器40(图8中未示出)上的针筒800。用户希望指示动力注射器40执行清除操作，其将使得推杆20(图8中未示出)向前运动，以清除针筒800中的任何流体。为了指示动力注射器40进行清除，用户可以将他的或她的一只手的拇指和食指放置在靠近针筒800的端部802(与嘴804相反)的针筒800的每一个侧上。这种手指位置通过靠近针筒800的圈806和808表示。用户可以随后将拇指和食指沿针筒朝向嘴804(如箭头810和812所示)运动到圈814816所示的手指位置。这种运动模拟了清除操作期间推杆20的动作且由此可以直观且容易地被用户记住。

图9示出了电容性用户输入检测器，其是可以用于检测图8所示的用户输入的电容器900的示例性结构的形式。结构900包括中央容电器902，其设置为平行于针筒800(图9中以虚线所示)可以安装到动力注射器40的取向。中央容电器902可以包括以基本上类似于图4b的共面板137a、137b的方式并排设置的两个基本上共面的板902a、902b。电容器900的结构进一步包括设置在中央容电器902每一侧上的多个外围电容器(电容器904、906、908、910、912、914、916和918)。外围电容器可以设置为在用户的手指(如本文使用的，拇指被认为是手指)被置于针筒800的一侧和/或沿针筒800的一侧运动时检测用户的手指放置和/或手指运动。每一个外围电容器可以包括并排设置的一对基本上共面的板(在图9每一个标记为a或b)。外围电容器可以设置为且配置为使得动力注射器40可操作为区分出手指被置于针筒800的哪一侧。由此，沿靠近周边容电器904的针筒800的右侧(如图8和9的取向)放置的手指可以被检测为是沿针筒800的右侧，而沿靠近周边容电器906的针筒800的左侧放置的手指可以被检测为是沿针筒800的左侧。在图9的配置的变化例中，可以使用更多或更少的外围电容器。另外，每一个容电器可以在任何适当位置。而且，结构900的变化例可以不包括中央容电器902。

转到图9的电容器900的结构的例子，可以以类似于针对流体水平的检测如上所述的方式检测用户手指沿针筒800一侧的位置。因此，外围容电器904的板a和b之间的电容可以在用户的手指位于外围容电器904的电场区域中时处于第一值且在用户的手指不存在时处于第二值。不同值可以是由于空气和用户手指的介电性能之间的差异造成的。在用户将手指沿针筒800的右侧从外围容电器904附近朝向外围容电器908运动时，外围容电器904和外围容电器908两者的感测电场会变化(例如沿相反方向)，且这些变化可以被解译为手指沿针筒800右侧的运动。以这种方式，容电器900的布置可以用于检测用户沿针筒800侧面的存在和运动。由此，针对图8所述的用户手指的运动可以被检测且被用作到动力注射器40的输入命令，以例如开始清除操作。

动力注射器40可以检查具体信号响应，以感测用户输入。图10示出了信号响应的组，其可以在用户执行图8所示的手指运动以请求动力注射器40执行清除操作时发生。图10的每一图表示出了可以在图9的每一个相应编号的容电器处检测的信号。因而，在时间ta，用户可以首先将其拇指和食指放置在圈806和808所示的位置且电容器904和906可以经历感测电容的变化，如相应的图cap904和cap906在时间ta处的电容(c)的变化所示。类似地，中央容电器902测量的电容可以在拇指和食指存在时变化，如图cap902在ta处所示的。在用户沿针筒筒体沿图8的箭头810和812的方向滑动他的或她的手指时，外围电容器处的感测电容会变化。例如，在时间tb处，在拇指和食指运动远离电容器904和906且朝向电容器908和910运动时，对于如图cap904、cap908、cap906和cap910所示的两组电容器来说，感测的电容将变化，。相似的变化在tc和td处发生。随着用户让他的或她的拇指和食指运动到圈814和816所示的位置，这种变化形式将逐渐继续发生于cap916和cap918。而且，用户可以停在圈814和816所示的位置，且如此，在容电器916和容电器918处感测的电容可以比其他外围电容器在发生相对更长的时间段中出现。在通过图cap916和cap918显示，其显示了在td和te之间比用于外围电容器的其他图延长的信号持续时间。如所示的，通过中央容电器902测量的电容变化可以在用户的手指沿针筒800定位的整个持续时间内持续。

为了使得意外清除最小化，动力注射器40会在适当的时间对适当电容器要求适当信号响应。例如，如果图10所示的任何信号不存在，或以与图10所示的顺序不同的顺序存在或如果信号持续时间相对于第一预定长度偏离了预定的量，则动力注射器40不将这样的信号解译为执行清除操作的指令。而且，其他因素也可以用于在接收到图10所示的信号之后确定动力注射器40是否应执行清除操作。例如，动力注射器40可以包括倾斜传感器且清除功能可以仅在动力注射器40中的针筒800被倾斜时执行。另一例子是，如果动力注射器40目前在执行注射，则动力注射器40可以不执行清除操作，而不管是否接收到图10所示的信号。

通过靠近针筒筒体区域124的人的相互作用执行的其他输入可以用于提供到动力注射器40的输入。如针筒填充、增加或降低流量、紧急停止、针筒拆卸和/或rfid数据询问这样的功能可以经由用户的一根或多根手指沿针筒800的运动或放置而输入。任何其他适当功能可以经由这样的手指运动或放置输入。虽然显示为用于指示动力注射器40执行清除的输入，但是图8所示的手指运动可以用作指示动力注射器40执行任何适当操作的输入。例如，代替以前描述的清除操作，图8所示的手指运动可以用于指示动力注射器40开始注射。在另一例子中，图8所示的手指运动可以用于输入前后情况敏感(contextsensitive)的要被执行功能的命令。即同一运动可以用于输入不同的前后情况敏感的指令，例如图8所示的手指运动用于在针筒800朝向上时输入清除功能且在针筒朝向下时输入另一不同功能。

电容器900的布置可以用于感测如上所述的用户输入。另外，电容器900的步骤可以用于执行本文所述的的流体水平检测功能。而且，本文针对流体水平检测所述的其他容电器构造可以用于以类似于针对电容器900的布置所述的方式感测用户输入。根据这些规则，在适当的情况下，任何具体布置的电容器可用于感测流体水平、感测用户输入或感测流体水平和用户输入两者。

用于如上所述的人输入的电容性信号的解译可以通过与用于确定针筒中流体水平的逻辑模块相同的逻辑模块执行(例如如图1所示的流体水平确定逻辑模块39)。替换地，用于人输入的电容性信号的解译可以通过用户输入确定逻辑模块执行。这样的用户输入确定逻辑模块可以与如图1所示的流体水平确定逻辑模块39分开。

出于展示和描述的目的已经在前面给出了本发明的描述。进而，描述并不是要将本发明限制为本文所述的形式。因此，与上述教导以及相关领域的技术和知识相适应的改变和修改也落入本发明的范围内。上述实施例进一步的目的是解释实施本发明的最佳模式并让本领域技术人员能在本发明的具体应用(一个或多个)或使用(一个或多个)所需的各种改变例和其他实施例中使用本发明。目的是所附权利要求包括现有技术所允许的替换实施例。