DE102014101763A1 - Injektionsvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Injektionseinrichtung (1, 1’), insbesondere zum Injizieren einer Flüssigkeit in einen Körper bei einer Magnetresonanztomographie, die umfasst: eine Spritze mit einem Reservoir (3) zur Aufnahme einer Flüssigkeit, einer an dem Reservoir angeordneten Düse (5) und einem Kolben (9) zum Austreiben der Flüssigkeit aus dem Reservoir durch die Düse, einen Antrieb, welcher zum Antrieb des Kolbens (9) mit dem Kolben (9) verbunden ist, und einen nicht-elektrischen Energiespeicher (17, 17‘), welcher zum Betreiben des Antriebs mit dem Antrieb verbunden ist.
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft eine Injektionseinrichtung zur Injektion einer Flüssigkeit während einer diagnostischen Tomographie, insbesondere einer MRT Untersuchung oder CT-Untersuchung.
- Stand der Technik
- Injektionseinrichtungen werden bei der Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) und Computer-Tomographie (CT) verwendet, um durch Injektion eines Kontrastmittels diagnosefähige Aufnahmen eines Patienten zu erhalten. Bekannte Injektionseinrichtungen sind bei der MRT in der Regel mit einigem Abstand vom Magnetresonanztomographen angeordnet. Typischerweise sind die Injektionseinrichtungen mit dem Magnetresonanztomographen in einem speziellen Raum angeordnet, welcher speziellen elektromagnetischen Anforderungen entspricht.
- Es ist bekannt, dass zur Verabreichung des Injektionsmittels eine Person den MRT-Raum betritt und das Injektionsmittel verabreicht. Weiterhin ist bekannt, spezielle Injektionseinrichtungen vorzusehen, welche fernsteuerbar sind. Die Injektionseinrichtungen können für eine Fernsteuerbarkeit große Mengen magnetischer Materialien enthalten, die während des Betriebes des Magnetresonanztomographen angezogen werden.
- Solche Injektionseinrichtungen müssen daher einen gewissen Mindestabstand von den Spulen des MRT haben. Hierdurch wird versucht, sicherzustellen, dass durch den Betrieb der Injektionseinrichtung die Bild- bzw. Tomogrammqualität des MRT-Systems nicht beeinträchtigt wird. Relativ lange Leitungen vom Injektorkopf zum Patienten werden daher erforderlich. Dies ist für die Injektion nachteilig, da große Mengen Spüllösung verwendet werden müssen und lange Schläuche erforderlich sind. Dies macht außerdem die Handhabung kompliziert. Sollen die langen Schläuche bei jedem Patienten ausgetauscht werden, fällt außerdem viel Abfall an, welcher speziell entsorgt werden muss.
- Aus der
DE 10 2006 006 952 A1 ist ein Injektorsystem mit einer Hydraulikpumpe bekannt, welches allerdings auf Grund der Pumpe immer noch eine vergleichsweise komplex ist und lange Leitungen erfordert. - Offenbarung der Erfindung
- Aufgabe der Erfindung ist es eine verbesserte Injektionseinrichtung anzugeben, welche den Betrieb des MRT nicht oder nur geringfügig beeinträchtigt. Weiterhin ist eine zuverlässige Verabreichung von Injektionsmittel wünschenswert.
- Die Aufgabe wird mit einer Injektionseinrichtung nach Anspruch 1 und einem Magnetresonanztomographen nach dem nebengeordneten Anspruch gelöst. Typische Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
- Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Injektionseinrichtung, insbesondere zum Injizieren einer Flüssigkeit in einen Körper bei einer Magnetresonanztomographie, die umfasst: eine Spritze mit einem Reservoir zur Aufnahme einer Flüssigkeit, einer an dem Reservoir angeordneten Düse und einem Kolben zum Austreiben der Flüssigkeit aus dem Reservoir durch die Düse, einen Antrieb, welcher zum Antrieb des Kolbens mit dem Kolben verbunden ist, und einen nicht-elektrischen Energiespeicher, welcher zum Betreiben des Antriebs mit dem Antrieb verbunden ist.
- Typische Ausführungsformen bieten die Möglichkeit, eine Injektionseinrichtung nahe an einem Magneten eines Magnetresonanztomographen zu platzieren, wobei durch die Anordnung eines nicht-elektrischen Energiespeichers die „Angriffsmöglichkeit“ für elektromagnetische Strahlung reduziert wird. So ist die Kraft, welche auf den Energiespeicher ausgeübt wird, abhängig von der Menge und der Art des magnetisierbaren Materials, welches er enthält. Bei Ausführungsformen der Erfindung werden nicht-elektrische Energiespeicher verwendet. Dadurch kann sowohl die für die magnetischen Kräfte relevante Masse des Energiespeichers als auch die magnetisch relevante Masse bei anderen Teilen der Injektionseinrichtung reduziert werden, beispielsweise bei einem Antrieb, welcher typischerweise nicht-elektrisch betreibbar ist, z.B. eine mit Fluid, insbesondere Gas beaufschlagte Turbine oder ein pneumatisch betriebener Druckkolben.
- Typische nicht-elektrische Energiespeicher umfassen einen Speicher für komprimiertes Gas oder eine Feder. Bei typischen Ausführungsbeispielen mit einem Energiespeicher, welcher als Speicher für komprimiertes Gas ausgebildet ist, ist der Energiespeicher mit dem Antrieb über eine Fluidleitung verbunden. Typischerweise besteht die Fluidleitung aus einem nicht metallischen Material, beispielsweise aus Kunststoff. Bei weiteren Ausführungsformen ist die Fluidleitung aus einem metallischen, aber vorzugsweise nicht-magnetischen Material aufgebaut, beispielsweise bei Ausführungsformen mit einer vergleichsweise kurzen Fluidleitung zwischen dem Energiespeicher und dem Antrieb.
- Typische Ausführungsformen umfassen Fluidleitungen zwischen dem Energiespeicher und dem Antrieb mit einer Länge von weniger als 1 m oder weniger als 50 cm. Bei typischen Ausführungsformen mit einem Speicher für komprimiertes Gas als Energiespeicher ist der Antrieb dazu eingerichtet, eine Bewegung des Kolbens mit Hilfe komprimierten Gases aus der Fluidleitung zu bewirken.
- Bei typischen Ausführungsbeispielen ist der Speicher für komprimiertes Gas über eine Schraubverbindung mit der Fluidleitung verbunden oder mit dem Ventil verbunden. Mit der Fluidleitung verbunden oder über ein Gewinde mit einer Leitung verbunden. Auf diese Weise kann der Speicher für das komprimierte Gas leicht und unkompliziert ausgetauscht werden. Dies ermöglicht auch sehr kleine Speicher, da sie nicht für zahlreiche Anwendungen verwendet werden müssen.
- Typischerweise eingesetzte komprimierte Gase bei Ausführungsformen umfassen oder bestehen zumindest im Wesentlichen aus Kohlendioxid, Stickstoff oder Helium. In dem Speicher kann das Gas auf Drücke von mindestens dem 10-fachen, mindestens dem 20-fachen oder mindestens dem 50-fachen des Atmosphärendrucks unter Standardbedingungen komprimiert sein. In dem Speicher ist Gas bei typischen Ausführungsformen auf einen Druck von mindestens 1 MPa, mindestens 2 MPa oder mindestens 5 MPa komprimiert. Dies bietet den Vorteil, dass lediglich kleine Querschnittsflächen bei dem Antrieb für den Antrieb des Kolbens notwendig sind.
- Typische Ausführungsformen umfassen ein Ventil, welches zwischen dem Energiespeicher und dem Antrieb angeordnet ist. Typische Ventile umfassen Ventile, welche sich mittels des komprimierten Gases ausschließlich einmal öffnen lassen oder umfassen Ventile, welche sich mit Hilfe des komprimierten Gases öffnen und anschließend schließen oder gegebenenfalls wieder öffnen lassen. Ausführungsformen mit einmalig öffenbaren Ventilen bieten den Vorteil, dass sie einfach aufgebaut sind. Bei solchen Ausführungsformen wird nach Auslösung des Ventils der gesamte oder zumindest ein Großteil des Inhalts des Reservoirs der Spritze herausgedrückt. Injektionseinrichtungen mit Ventilen, welche sich öffnen und wieder schließen lassen, bieten den Vorteil, dass Injektionen auf Mehrfachinjektionen verteilt werden können oder auch Teilmengen von Flüssigkeiten in dem Reservoir injiziert werden können.
- Typische Ventile von Injektionseinrichtungen sind elektromagnetisch steuerbar. Elektromagnetisch steuerbare Ventile bieten den Vorteil, dass sie leicht fernsteuerbar sind und zuverlässig sind. Bei weiteren Ausführungsformen sind die Ventile pneumatisch steuerbar, beispielsweise über Luftdruck. Da zur Öffnung des Ventils regelmäßig weitaus weniger Kraft oder Arbeit aufgewendet werden muss, als für den Antrieb des Kolbens aufgewendet werden muss, kann ein ferngesteuertes Ventil auch kleiner ausfallen als der Antrieb des Kolbens. Bei typischen Ausführungsformen ist der Abstand von dem Energiespeicher zu dem Antrieb kleiner als 1 m, typischerweise kleiner als 0,50 m. Dies bietet den Vorteil, dass ein kompaktes Gerät geschaffen werden kann, welches nahe des Elektrotomographen oder des Magneten des Elektrotomographen installiert werden kann.
- Typische Ausführungsformen umfassen als Energiespeicher eine Feder. Typischerweise ist die Feder direkt oder indirekt mit dem Kolben verbunden, wobei eine kinematische Verbindung bei typischen Ausführungsbeispielen vorhanden ist. Dies bietet den Vorteil einer unmittelbaren Ankopplung der Feder an den Kolben.
- Typische Ausführungsformen umfassen einen Aktuator zur Auslösung der Feder. Bei Auslösung der Feder mittels des Aktuators wird die Feder gelöst, sodass sie den Kolben antreibt, sodass Flüssigkeit aus dem Reservoir gedrückt wird. Typischerweise ist der Aktuator elektromagnetisch oder elektromagnetisch steuerbar. Weitere Aktuatoren typischer Ausführungsbeispiele sind pneumatisch steuerbar.
- Ein Aspekt der Erfindung betrifft einen Tomographen, insbesondere Magnetresonanztomographen oder Computertomographen, mit einer Injektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
- Typischerweise ist bei erfindungsgemäßen Ausführungen von Magnetresonanztomographen die Spritze und der Energiespeicher an einem Gehäuse von Spulen des Magnetresonanztomographen angeordnet. Dies bietet den Vorteil, dass die Leitungen zur Injektion der Flüssigkeit von der Spritze zu dem Patienten kurz gehalten werden können.
- Bei weiteren Ausführungsformen wird ein zusätzliches Gestell zu dem Gehäuse der Spulen des Magnetresonanztomographen verwendet, um die Spritze oder den Energiespeicher, typischerweise beides, aufzunehmen. Dies bietet den Vorteil einer variablen Handhabungsmöglichkeit. Bei typischen Ausführungsbeispielen sind die Spritze und der Energiespeicher in einem maximalen Abstand von 1 m, typischerweise weniger als 0,7 m oder typischerweise weniger als 0,5 m zu dem Gehäuse der Spulen des Magnetresonanztomographen angeordnet. Bei weiteren Ausführungsformen sind die Spritze und der Energiespeicher maximal 2,0 m oder maximal 1,5 m oder maximal 1,0 m von dem Isozentrum der Spulen des Magnetresonanzgtomographen entfernt. Bei typischen Ausführungsformen ist eine Anordnung der Spritze und des Energiespeichers innerhalb einer Röhre eines Magentresosanztomographen vorgesehen. Auf diese Weise wird eine äußerst kompakte Einheit möglich.
- Grundsätzlich kann die Anordnung der Spritze in der Nähe des Magnetresonanztomographen erfolgen, wie dies beispielsweise in der
9 derDE 10 2006 006 952 A1 gezeigt ist, bei welcher ein Gehäuse des Magnetresonanztomographen mit einem aufgeklebten Befestigungsteil versehen ist. - Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Weitere Vorteile und Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert, wobei die Figuren zeigen:
-
1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer typischen Ausführungsform einer Injektionseinrichtung; -
2 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren typischen Ausführungsform einer Injektionseinrichtung; und -
3 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer typischen Ausführungsform eines Magnetresonanztomographen. - Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
- Nachfolgend werden typische Ausführungsformen anhand der Figuren beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt ist, vielmehr wird der Umfang der Erfindung durch die Ansprüche bestimmt.
- In der
1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer typischen Ausführungsform einer Injektionseinrichtung1 gezeigt. - Die Injektionseinrichtung umfasst eine Spritze mit einem Reservoir
3 zur Aufnahme einer Flüssigkeit. An dem Reservoir ist eine Düse5 angeordnet, an welcher ein Injektionsschlauch7 befestigt ist. Flüssigkeit aus dem Reservoir3 kann über die Düse5 und den Injektionsschlauch7 in einen Patienten injiziert werden. Dazu wird ein Kolben9 der Spritze in dem Reservoir3 bewegt, sodass der Raum für die Flüssigkeit geringer wird. - Bei dem Ausführungsbeispiel der
1 wird der Kolben9 mit einem Antrieb11 angetrieben, welcher pneumatisch ist. Der pneumatische Antrieb11 umfasst eine Spindel oder einen Bolzen13 zum Antrieb des Kolbens9 , wobei der Bolzen13 mittels Luftdruck aus dem Gehäuse des Antriebs11 herausgedrückt werden kann. Der Antrieb11 ist über eine Fluidleitung15 mit einem als Speicher für komprimiertes Gas ausgeführten nicht-elektrischen Energiespeicher17 verbunden. - Die Fluidleitung
15 wird unterbrochen durch ein Ventil19 , mit welchem die Fluidleitung15 absperrbar ist. Das Ventil19 ist über eine Steuereinrichtung21 elektromagnetisch über ein Kabel23 ansteuerbar. Zwar wird mit dem elektromagnetisch betriebenen Ventil19 eine gewisse Menge magnetisch leitendes Material in die Umgebung eines Magnetresonanztomographen gebracht, allerdings ist diese Menge an Material derart gering, dass die Kräfte für eine Befestigungseinrichtung beherrschbar sind. - Vorteile der Erfindung liegen in ihrem einfachen und zuverlässigen Aufbau und in der Möglichkeit der Fernsteuerung. Bei weiteren Ausführungsbeispielen erfolgt eine Fernsteuerung über Luftdruck, wobei die Drücke zur Steuerung des Ventils geringer sein können als der Druck, welcher in dem Speicher für komprimiertes Gas herrscht.
- Bei dem Ausführungsbeispiel der
1 ist der Energiespeicher17 über ein Gewinde25 mit der Fluidleitung15 verbunden. Dies ermöglicht einen kleinen Energiespeicher und eine schnelle Austauschbarkeit. - In der
2 ist ein weiteres typisches Ausführungsbeispiel einer Injektionseinrichtung1’ gezeigt, welche teilweise identische oder ähnliche Teile aufweist, wie die Injektionseinrichtung1 der1 . Solche Teile werden mit gleichen Bezugzeichen bezeichnet und gegebenenfalls nicht nochmals beschrieben. - Die Injektionseinrichtung
1’ der2 umfasst eine Spritze mit einem Reservoir3 , einer Düse5 und einem Kolben9 . Der Kolben9 wird bei dem Ausführungsbeispiel der Injektionseinrichtung1’ der2 mit einer Feder als Energiespeicher 17’ druckbeaufschlagt, wobei eine Druckbeaufschlagung erst nach Auslösung durch einen Aktuator31 erfolgen kann. Der Aktuator31 umfasst einen Stift33 , welcher aus- und einfahrbar ist, beispielsweise über eine kleine elektromagnetische Betätigungsspule. - Bei typischen Ausführungsbeispielen umfasst der Aktuator zwar elektromagnetisches Material, die Menge ist jedoch derart gering, dass die dadurch entstehenden Kräfte handhabbar sind. Auch die Feder des Energiespeichers kann aus Metall sein, vorzugsweise einem nicht magnetisierbaren Metall. Auf diese Weise werden Kräfte in der Injektionseinrichtung bei Betrieb des Magnetresonanztomographen reduziert. Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist die Feder des Energiespeichers aus Kunststoff.
- Der Aktuator
31 ist wiederum über eine Steuerleitung23 mit einer Steuereinrichtung21 verbunden. - Bei typischen Ausführungsbeispielen ist die Steuereinrichtung außerhalb eines Raumes, in welchem der Magnetresonanztomograph angeordnet ist, angeordnet. Dies ermöglicht eine Fernsteuerung von außerhalb des Magnetresonanztomographen-Raumes.
- In der
3 ist ein Ausführungsbeispiel eines typischen Resonanztomographen100 gezeigt, welcher mit einer Injektionseinrichtung in einer der hierin beschriebenen typischen Ausführungsformen versehen ist. Der Magnetresonanztomograph100 weist eine oder mehrere in einem Gehäuse110 aufgenommenen Spulen auf. An dem Gehäuse110 der Spulen ist ein Befestigungsteil120 angeordnet, in welchem Teile einer Injektionseinrichtung, wie sie in den1 oder2 beschrieben sind, angeordnet sind. Beispielsweise ist in dem Befestigungsteil120 die Spritze angeordnet, an welcher der Injektionsschlauch7 befestigt ist. - Der Injektionsschlauch
7 kann dazu verwendet werden, einen Patienten, welcher auf einer Liege130 Platz genommen hat, an die Spritze und damit an das Reservoir (1 und2 : Bezugszeichen3 ) anzuschließen. Über die Steuerleitung23 kann ein in dem Befestigungsteil120 angeordneter Aktuator (2 : Bezugszeichen31 ) oder ein in dem Befestigungsteil120 angeordnetes Ventil (1 : Bezugszeichen19 ) betätigt werden. Eine über die Steuerleitung23 angeschlossene Steuereinrichtung21 kann dabei außerhalb einer Begrenzungswand140 eines Raumes angeordnet werden, in welchem das Gehäuse110 der Spulen zusammen mit der darin befindlichen Liege130 angeordnet ist. Ein solcher Raum wird typischerweise auch als MRT-Raum bezeichnet. Mit der Steuereinrichtung ist eine Fernsteuerung von außerhalb des MRT-Raumes möglich. - Bei Ausführungsformen sind eine Aufnahme für die Spritze und eine Aufnahme für den Energiespeicher in einem Gehäuse der Spulen des Magnetresonanztomographen vorgesehen. Dies bietet einen kompakten Aufbau und kann ein zusätzliches Gehäuse für die Injektionseinrichtung überflüssig machen.
- Die Erfindung wurde unter Zuhilfenahme von Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, wobei die Erfindung jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Der Umfang der Erfindung wird vielmehr durch die Ansprüche bestimmt. Innerhalb dieses Umfangs sind zahlreiche Abwandlungen der Ausführungsbeispiele möglich, insbesondere mit den hierin beschriebenen Merkmalen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102006006952 A1 [0005, 0021]
Claims (10)
- Injektionseinrichtung (
1 ,1’ ), insbesondere zum Injizieren einer Flüssigkeit in einen Körper bei einer Tomographie, insbesondere Magnetresonanztomographie oder Computertomographie, die umfasst: – eine Spritze mit einem Reservoir (3 ) zur Aufnahme einer Flüssigkeit, einer an dem Reservoir angeordneten Düse (5 ) und einem Kolben (9 ) zum Austreiben der Flüssigkeit aus dem Reservoir durch die Düse, – einen Antrieb, welcher zum Antrieb des Kolbens (9 ) mit dem Kolben (9 ) verbunden ist, und – einen nicht-elektrischen Energiespeicher (17 ,17‘ ), welcher zum Betreiben des Antriebs mit dem Antrieb verbunden ist. - Injektionseinrichtung (
1’ ) nach Anspruch 1, wobei der Energiespeicher einen Speicher für komprimiertes Gas umfasst. - Injektionseinrichtung (
1 ) nach Anspruch 2, wobei der Energiespeicher (17 ) mit dem Antrieb (11 ) über eine Fluidleitung (15 ) verbunden ist und/oder der Antrieb (11 ) dazu eingerichtet ist, eine Bewegung des Kolbens (9 ) mit Hilfe komprimierten Gases aus der Fluidleitung zu bewirken. - Injektionseinrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Ventil (19 ), welches zwischen dem Energiespeicher und dem Antrieb (11 ) angeordnet ist. - Injektionseinrichtung (
1 ) nach Anspruch 4, wobei das Ventil (19 ) elektromagnetisch steuerbar ist. - Injektionseinrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abstand von dem Energiespeicher (17 ) zu dem Antrieb (11 ) kleiner ist als 1 m. - Injektionseinrichtung (
1’ ) nach Anspruch 1, wobei der Energiespeicher (17‘ ) eine Feder umfasst, welche mit dem Kolben (9 ) verbunden ist. - Injektionseinrichtung (
1’ ) nach Anspruch 7, wobei die Feder mittels eines elektromagnetischen Aktuators (31 ) auslösbar ist. - Tomograph, insebesondere Computertomograph oder Magnetresonanztomograph (
100 ), mit einer Injektionseinrichtung (1 ,1’ ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. - Tomograph nach Anspruch 9, der als Magnetresonanztomograph (
100 ) ausgebildet ist, wobei die Spritze und der Energiespeicher (17 ,17‘ ) an einem Gehäuse (110 ) von Spulen des Magnetresonanztomographen (100 ) angeordnet sind.
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