JP5523957B2

JP5523957B2 - 造影剤注入条件を決定する機能を備えた医療装置

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Publication number: JP5523957B2
Application number: JP2010153788A
Authority: JP
Inventors: 茂根本; 朋之荒木
Original assignee: Nemoto Kyorindo Co Ltd
Current assignee: Nemoto Kyorindo Co Ltd
Priority date: 2010-07-06
Filing date: 2010-07-06
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2030-07-06
Also published as: JP2012016377A

Description

本発明は、患者に注入する造影剤の注入条件を決定する機能を備えた医療装置に関し、特には、高体重または低体重の患者に対してもより適正な薬液注入条件を設定可能な医療装置に関する。

現在、医療用の画像診断装置として、ＣＴ(Computed Tomography)スキャナ、ＭＲＩ(Magnetic Resonance Imaging)装置、ＰＥＴ(Positron
Emission Tomography)装置、血管造影装置等が知られている。このような撮像装置を使用する際、患者者に造影剤や生理食塩水など（以下、これらを単に「薬液」とも言う）を注入することがあり、この薬液注入を自動で行う注入ヘッドについても種々提案されている。

また、従来、各患者に応じた好適な造影効果を得るために、患者の体重、年齢、性別などを考慮して薬液注入条件（薬液の注入量など）を決定することが知られている。例えば特許文献１では、患者の体重そのものではなく、除脂肪体重に基づいて薬液注入条件を決定することが提案されている。「除脂肪体重」とは、患者の体重から脂肪量を除いた体重のことをいい、この除脂肪体重をパラメータとすることで、各患者に対してより適正な薬液注入条件を設定することが可能となる。

ＷＯ２００８／０８１８３０

上記のような特許文献１に記載の方式は注入条件を適正化できる点で有用であるが、高体重（肥満型）または低体重（やせ型）の患者の場合には、体重と造影剤量との相関が悪くなる傾向がある。そのため、このような患者に対しても、より適正な条件を設定することができる装置の開発が望まれている。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、高体重または低体重の患者に対してもより適正な薬液注入条件を設定可能な医療装置を提供することにある。

１．上記目的を達成するため本発明の医療装置は、
患者に応じた造影剤注入条件を決定する機能を備えた医療装置であって、
当該患者の標準体重を決定する処理と、
当該患者の実際の体重をパラメータとしてその患者の基本循環血液量（ＢＶ）を計算する処理と、
前記患者の標準体重をパラメータとしてその患者の理想循環血液量（ＢＶ′）を計算する処理と、
前記基本循環血液量（ＢＶ）と前記理想循環血液量（ＢＶ′）の比率を計算する処理と、
前記標準体重に前記比率を乗じて造影基準体重（ＣＢＷ）を計算する処理と、
その造影基準体重（ＣＢＷ）に基づいて造影剤の注入条件を決定する処理と、
を行うように構成されている。

「造影剤の注入条件を決定する」とは、造影剤の量が決定されるものであってもよいし、造影剤の注入速度が決定されるものであってもよいし、または、それらの両方が決定されるものであってもよい。

本発明の医療装置では、実際の体重や除脂肪体重ではなく、造影基準体重（ＣＢＷ）を求めそれを基準として造影剤の量（一例）が決定される。このような方式によれば、従来の除脂肪体重に基づく方式などと比較して、高体重（肥満型）や低体重（やせ型）の患者に対してもより適正な条件を設定することが可能となる。

本発明の医療装置は、下記のようなものであってもよい。
２. 理想循環血液量（ＢＶ′）を計算する前記処理では、下記式に基づいて血液量が計算される、上記１に記載の医療装置。

ＢＶ′＝（身長／ａ）^ｐ×（体重／ｂ）^ｑ×ｃ−ｄ・・・（式１）
ここで、
ａ、ｂ、ｃ、ｄは正の定数
ｐ、ｑは定数（０＜ｐ＜１、０＜ｑ＜１）

３. 前記式１として、男性用の式と女性用の式との２つが用意されている、上記２に記載の医療装置。

このような構成によれば、性別が考慮されたより適正な注入条件を設定することができる。

４. さらに、
当該患者の骨重量を計算する処理と、
算出されたその骨重量をパラメータとして造影基準体重（ＣＢＷ′）を計算し直す処理と、
を行い、
造影剤の注入条件を決定する前記処理では、算出された前記造影基準体重（ＣＢＷ′）に基づいて計算が行われる、
上記１〜３のいずれか１項に記載の医療装置。

このような構成によれば、患者の骨重量をも考慮した、より適正な注入条件が設定されることとなる。

５.（ｉ）患者の骨重量を計算する前記処理では、
前記標準体重のｍ％の値を骨重量（Ｗ）として算出し、
（ｉｉ）造影基準体重（ＣＢＷ′）を計算し直す前記処理では、
前記標準体重から前記骨重量（Ｗ）を引いた値を、除骨重量体重として算出し、
その除骨重量体重に前記ＢＶ／ＢＶ′の比率を乗じた値を、修正体重として算出し、
その修正体重に前記骨重量（Ｗ）を加えた値を、患者の造影基本体重（ＣＢＷ′）として算出する、
上記４に記載の医療装置。

６. 造影剤の注入条件を決定する前記処理では、造影剤の量が決定される、上記１〜５のいずれか１項に記載の医療装置。

上述したように、本発明によれば、高体重および低体重の患者に対してもより適正な薬液注入条件を設定可能な医療装置を提供することができる。

本発明の一形態の薬液注入装置を示す斜視図である。図１の注入ヘッドの斜視図である。図１の薬液注入装置の回路構成を模式的に示すブロック図である。注入条件設定手順の一例を示すフローチャートである。患者情報の一例等を示す表である。実際の体重に基づいた体重−造影剤量相関図と、造影基準体重に基づいた体重−造影剤量相関図である。

〔第１の実施形態〕
以下、図面を参照して本発明の実施の一形態を説明する。
図１の薬液注入装置１は、被験者に対して造影剤等を注入する注入ヘッド１１０と、それに接続されたコントローラ装置５０と有している。本実施形態では、このコントローラ装置５０が、特許請求の範囲に記載の「医療装置」に対応する。

注入ヘッド１１０としては種々のタイプのものを使用することが可能であるが、この例では、造影剤が充填されたシリンジと生理食塩水が充填されたシリンジとを装着可能な二筒式のヘッドが用いられている。注入ヘッド１１０は、この例では、可動式のキャスタスタンドの上部に保持されている。

図２は注入ヘッドの一例を示す斜視図である。この注入ヘッド１１０は、前後方向に長く形成された筐体１１１を有している。筐体１１１の上面には、この注入ヘッド１１０の動作を切り替えるための複数のボタン１１６が配置されている。筐体上面の前寄りの位置には、シリンジが装着される半円筒状に窪んだシリンジ保持部１１４、１１４が設けられている。このシリンジ保持部１１４の内面の曲率半径は大径のシリンジ外径より僅かに大きく形成されており、これにより、シリンジが安定してこのシリンジ保持部に保持されるようになっている。

なお、小径のシリンジについては不図示のアダプタを介して保持部１１４に装着されるように構成されていてもよい。
また、シリンジそのものは従来公知のものであり、図示するように、円筒状のシリンダ部材２１１と、そのシリンダ部材２１１に対してスライド可能に挿入されたピストン部材２１２を有している。シリンダ部材２１１の基端部分には円形のフランジ部２１１ａが形成されている。また、ピストン部材２１２の基端部にも円形のフランジ部２１２ａが形成されている。

注入ヘッド１１０は、また、シリンジのピストン部材２１２をシリンダ部材２１１内に押し込むピストン駆動機構１２０を備えている。ピストン駆動機構１２０は、それぞれのシリンジを別々に動作させることができるように２系統設けられている。ピストン駆動機構１２０は、筐体１１１内に内蔵されたモータ（不図示）、その動力を伝えるためのリンク機構（不図示）、および、そのリンク機構からの力を受けて前後方向に進退移動するプレッサー部材１２２等を有している。プレッサー部材１２２の前端部の左右両側には一対の爪が設けられており、この一対の爪によってピストン部材２１２のフランジ部２１２ａを把持する。

なお、プレッサー部材１２２がピストン部材２１２を直接把持する構成の他にも、不図示の中間部材（アダプタ）を介してプレッサー部材１２２とピストン部材２１２とが連結されてもよい。

また、図示は省略するが、注入ヘッド１１０はシリンジの一部に取り付けられたＩＣタグの情報を読み取るためのＩＣタグリーダを有していてもよい。このＩＣタグには、シリンジに関する情報（シリンジの識別データ、シリンダ部材の耐圧、シリンダ部材の内径、ピストン部材のストローク等）が記憶されていてもよい。また、プレフィルドタイプの場合には、該シリンジに充填された薬液の情報（例えば製品名、成分情報、粘度、消費期限等）が記憶されていてもよい。

図３は、図１の薬液注入装置の回路構成を模式的に示すブロック図である。
図３に示すように、コントローラ装置５０は、所定の情報を表示するためのディスプレイ５１と、オペレータからの入力を受けるためのハンドスイッチ５７と、外部から情報が入力される入力部５８と、種々の演算処理を行う制御部５５とを有している。入力部５８は、有線接続または無線接続によって他の医療システムに接続されており、そのシステムから所望の情報（例えば、患者の身体情報など）が入力される。なお、ディスプレイ５１がタッチパネル式であり、このタッチパネルを介してオペレータが所定の情報をマニュアル入力できるように構成されていてもよい。

図３に示すように、注入ヘッド１１０は、２系統のピストン駆動機構１２０、１２０を有しており、これらピストン駆動機構１２０、１２０は、コントローラ装置５０の制御部５５からの指令を受けて動作するように構成されている。また、図３の入力部１１６は、注入ヘッド上面のボタンに対応しており、この入力部１１６を介してオペレータによる入力が行われる。

制御部５５は、下記の処理を行うように構成されている。
（１）患者情報の入力を受け付ける処理：
「患者情報」としては、例えば、当該患者の身長、体重、性別等の情報である。これらの情報は、コントローラ装置５０のディスプレイ５１（タッチパネル）を介してオペレータによって入力されるものであってもよいし、あるいは、不図示の医療システムから入力部５８に情報が送られることで入力されるものであってもよい。

（２）患者の標準体重を決定する処理：
標準体重〔Ｋｇ〕は、一例で、一般に知られているＢＭＩの公式を用いて決定することができる。

標準体重＝２２×（身長〔ｃｍ〕／１００）×（身長〔ｃｍ〕／１００）…（男性）
標準体重＝２１×（身長〔ｃｍ〕／１００）×（身長〔ｃｍ〕／１００）…（女性）
標準体重は、上記（１）の処理で入力された患者情報（身長）をこれらの式に代入し、計算することで求められる。
なお、係数が「２２」である上記男性用の式を、男性、女性を区別せずに共通に用いてもよい。

（３）患者の実際の体重をパラメータとしてその患者の基本循環血液量（ＢＶ）を計算する処理
「基本循環血液量（ＢＶ）」とは、患者の実際の体重をパラメータとして求められた循環血液量のことをいい、本実施形態では、下記の式を用いて決定される血液量をいう。
ＢＶ＝（身長／２．５４）^{０．７２５}×（実際の体重／０．４５３６）^{０．４２３}
×３３．１６４−１２２９
…（男性）
ＢＶ＝（身長／２．５４）^{０．７２５}×（実際の体重／０．４５３６）^{０．４２３}
×３４．８５−１９５４
…（女性）

基本循環血液量（ＢＶ）は、上記（１）の処理で入力された患者情報（身長、体重）をこれらの式に代入し、計算することで求められる。
なお、患者の体重等は、電子カルテ（一例）に予め入力された値を用いてもよいし、または、撮像を行う直前に身長、体重を測定し、その測定値を用いてもよい。

（４）標準体重をパラメータとしてその患者の理想循環血液量（ＢＶ′）を計算する処理
「理想循環血液量（ＢＶ′）」とは、標準体重をパラメータとして求められた循環血液量のことをいい、本実施形態では、下記の式を用いて決定される血液量をいう。
ＢＶ′＝（身長／２．５４）^{０．７２５}×（標準体重／０．４５３６）^{０．４２３}
×３３．１６４−１２２９
…（男性）
ＢＶ′＝（身長／２．５４）^{０．７２５}×（標準体重／０．４５３６）^{０．４２３}
×３４．８５−１９５４
…（女性）

この式によれば、血液量（ＢＶ）は、基本的に、身長が高いほど又は体重が重いほど増加する。ただし、身長に関する指数（０．７２５）および体重に関する指数（０．４２３）がいずれも１より小さい値であるため、その増加率は、高体重（高身長）になるほど緩やかになる。すなわち、この式によれば、高体重・高身長の患者の血液量が多めに算出されることがなく、その結果、その血液量に基づいて計算される造影剤量も適正量となる。

（５）基本循環血液量（ＢＶ）と理想循環血液量（ＢＶ′）の比率を計算する処理：
血液量比率＝基本循環血液量（ＢＶ）／理想循環血液量（ＢＶ′）

（６）標準体重に前記比率を乗じて造影基準体重（ＣＢＷ）を計算する処理：
造影基準体重（ＣＢＷ）＝標準体重×血液量比率

（７）その造影基準体重（ＣＢＷ）に基づいて造影剤の注入条件を決定する処理
この処理では、患者の実際の体重ではなく、上記処理（６）で求められた造影基準体重（ＣＢＷ）に基づいて造影剤の注入条件を決定する。一例として、造影剤の注入量が決定される。造影剤の量の決定は、予め用意されたテーブル（体重とそれに対応する造影剤量の関係を表すテーブル）を利用するものであってもよいし、所定の数式に造影基準体重（ＣＢＷ）を代入し計算することで求められるものであってもよい。

次に、上記のように構成された本実施形態の薬液注入装置の使用方法について、具体的な例を挙げて説明する。なお、当然ながら、本発明は下記の具体的な数値に限定されるものではない。

図４は本実施形態の薬液注入装置における、注入条件設定手順の一例を示すフローチャートである。同図に示すように、まず、コントローラ装置に患者情報が入力される（ステップＳ１）。なお、以下、図５に示すような患者情報を例として説明する。この例においては、患者の身長＝１６６．７ｃｍ、体重＝９１．４ｋｇ（高体重）、性別＝男である。

次いで、標準体重が計算される（ステップＳ２）。上記（２）に示した男性用の式を用い、この患者の標準体重は６１ｋｇと求められる。

次いで、基本循環血液量（ＢＶ）を計算する（ステップＳ３）。上記（３）に示した男性用の式に身長および体重（１６６．７ｃｍ、９１．４ｋｇ）を代入して計算することで、ＢＶ＝５２６８．９ｍｌと求められる。

次いで、理想循環血液量（ＢＶ′）を計算する（ステップＳ４）。上記（４）に示した男性用の式に身長および標準体重（１６６．７ｃｍ、６１ｋｇ）を代入して計算することでＢＶ′＝４２４７．３ｍｌと求められる。

次いで、血液量比率を計算する（ステップＳ５）。上記（５）に示した式を用い、
血液量比率＝ＢＶ／ＢＶ′＝５２６８．９／４２４７．３＝１.２４０５
と求められる。

次いで、造影基準体重（ＣＢＷ）を計算する（ステップＳ６）。上記（６）に示した男性用の式を用い、
造影基準体重（ＣＢＷ）＝標準体重×血液量比率＝６１×１.２４０５≒７６ｋｇ
と求められる。

こうしてこの患者の造影基準体重（ＣＢＷ）が得られたら、次いで、この造影基準体重７６ｋｇに基づいて、従来公知のアルゴリズムまたはデータテーブルを用いて、造影剤の量を決定する（ステップＳ７）。上記した一連のステップによって、患者に注入する造影剤の量が決定される。

なお、薬液注入条件のその他の項目（例えば注入速度や注入時間）については、従来公知のアルゴリズムを用いて決定することができる。
このようにして設定された薬液注入条件（注入速度、注入時間、注入量）に従って、ピストン駆動機構１２０（図１、図３参照）が駆動され、患者に所定条件の造影剤注入が行われる。

以上説明したように本実施形態の構成では、患者の実際の体重または除脂肪体重ではなく、造影基準体重（ＣＢＷ）を求めそれに基づいて造影剤の量が決定される。このような構成によれば、従来の除脂肪体重による方式等と比較して、高体重（肥満型）や低体重（やせ型）の患者に対してもより適正な量を設定することが可能となる。
しかも、本実施形態の方式によれば、患者の体重、身長、性別の３つの情報だけで上記造影基準体重（ＣＢＷ）を求めることができ、体脂肪計などを用いて体脂肪を計測することも不要であるので、臨床上より実用的である。

なお、本発明は上記に限定されるものではなく、例えば、標準体重を求めるために、ＢＭＩ方式以外の他の方式の計算式を用いてもよい。同様に、循環血液量（ＢＶ）を求める計算式として、例えば下記（ｉ）または（ｉｉ）の式を用いてもよい。

（ｉ）血液量の算出例
基礎循環血液量（ＢＶ）＝０．１６８Ｈ^３＋０．０５０Ｗ＋０．４４４ …（男性）
基礎循環血液量（ＢＶ）＝０．２５０Ｈ^３＋０．０６３Ｗ−０．６６２ …（女性）
ここで、Ｈは身長〔ｍ〕、Ｗは体重〔Ｋｇ〕
（ｉｉ）血液量の他の算出例
基礎循環血液量（ＢＶ）＝（０．３６６９×Ｈ^３）＋（０．０３２２１９×Ｗ）＋０．６０４１ …（男性）
基礎循環血液量（ＢＶ）＝（０．３５６１×Ｈ^３）＋（０．０３３０８×Ｗ）＋０．１８３３ …（女性）
ここで、Ｈは身長〔ｍ〕、Ｗは体重〔Ｋｇ〕

図６は、実際の体重に基づいた体重−造影剤量相関図（図６（ａ））と、造影基準体重に基づいた体重−造影剤量相関図（図６（ｂ））とを示している。横軸は患者の体重〔Ｋｇ〕であり、縦軸はＣＴ値〔ＨＵ〕である。
この図に示すように、本実施形態のような造影基準体重（ＣＢＷ）に基づいて造影剤量を決定する方式（図６（ｂ））によれば、従来の方式（図６（ａ））と比較して、高体重の患者および低体重の患者に対する造影剤量がより適正量となり、その結果、高体重の患者および低体重の患者についてＣＴ値のバラツキが抑えられる結果となった。

〔第２の実施形態〕
本発明の薬液注入装置は、上記ステップに加えてさらに次のような処理を行うように構成されていてもよい。

（８）骨重量の計算
この処理は、一例として、造影基準体重（ＣＢＷ）を計算する上記ステップ（Ｓ６）の後に行われる。

詳細には、
標準体重のｍ％の値を骨重量（Ｗ）として算出するステップを行い、
造影基準体重（ＣＢＷ′）を計算し直すステップとして、下記を行う。
すなわち、前記標準体重から前記骨重量（Ｗ）を引いた値を、除骨重量体重として算出するステップと、
その除骨重量体重に前記ＢＶ／ＢＶ′の比率を乗じた値を、修正体重として算出するステップと、
その修正体重に前記骨重量（Ｗ）を加えた値を、患者の造影基本体重（ＣＢＷ′）として算出するステップとを行う。

具体例を用いて説明すると、
骨重量（Ｗ）＝標準体重（約６１Ｋｇ）×２０％＝１２．２〔Ｋｇ〕
と算出される。

次いで、
除骨重量体重＝標準体重（約６１Ｋｇ）−骨重量（１２．２Ｋｇ）＝４８．８〔Ｋｇ〕
と算出される。

次いで、
修正体重＝除骨重量体重（４８．８Ｋｇ）×ＢＶ／ＢＶ′比率（１.２４０５）＝６０．５〔Ｋｇ〕
と算出される。

次いで、
患者の造影基本体重（ＣＢＷ′）＝修正体重（６０．５Ｋｇ）＋骨重量（１２．２Ｋｇ）＝７２．７〔Ｋｇ〕
と算出される。

その後、こうして算出された患者の造影基本体重（ＣＢＷ′＝７２．７〔Ｋｇ〕）を用いて、上記実施形態同様、造影剤の注入量などが決定される。

このような方式によれば、第１の実施形態の式に加えて、さらに骨重量をも考慮して造影基本体重（ＣＢＷ′）が求められ、それに基づいて造影剤量が決定されるので各患者への造影剤注入量をより適切な量とすることができる。

以上、本発明の幾つかの形態について説明したが、本発明は上記に限定されるものではない。上記したような注入量の決定方式は、造影剤のみならず、例えば抗がん剤の注入量を決定する場合にも応用可能である。

１薬液注入装置
５０コントローラ装置
５１表示部（ディスプレイ）
５５制御部
１１０注入ヘッド
１１１筐体
１１４シリンジ保持部
１２０ピストン駆動機構
２１１シリンダ部材
２１２ピストン部材
Ａシリンジ

Claims

患者に応じた造影剤注入条件を決定する機能を備えた医療装置であって、
当該患者の標準体重を決定する処理と、
当該患者の実際の体重をパラメータとしてその患者の基本循環血液量（ＢＶ）を計算する処理と、
前記患者の標準体重をパラメータとしてその患者の理想循環血液量（ＢＶ′）を計算する処理と、
前記基本循環血液量（ＢＶ）と前記理想循環血液量（ＢＶ′）の比率を計算する処理と、
前記標準体重に前記比率を乗じて造影基準体重（ＣＢＷ）を計算する処理と、
その造影基準体重（ＣＢＷ）に基づいて造影剤の注入条件を決定する処理と、
を行うように構成されている、
造影剤注入条件を決定する機能を備えた医療装置。
さらに、
当該患者の骨重量を計算する処理と、
算出されたその骨重量をパラメータとして造影基準体重（ＣＢＷ′）を計算し直す処理と、
を行い、
造影剤の注入条件を決定する前記処理では、算出された造影基準体重（ＣＢＷ′）に基づいて計算が行われる、
請求項１に記載の医療装置。
（ｉ）患者の骨重量を計算する前記処理では、
前記標準体重のｍ％の値を骨重量（Ｗ）として算出し、
（ｉｉ）造影基準体重（ＣＢＷ′）を計算し直す前記処理では、
前記標準体重から前記骨重量（Ｗ）を引いた値を、除骨重量体重として算出し、
その除骨重量体重に前記ＢＶ／ＢＶ′の比率を乗じた値を、修正体重として算出し、
その修正体重に前記骨重量（Ｗ）を加えた値を、患者の造影基本体重（ＣＢＷ′）として算出する、
請求項２に記載の医療装置。
造影剤の注入条件を決定する前記処理では造影剤の量が決定される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の医療装置。
患者に造影剤を注入するための注入ヘッドと、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の医療装置と、
を備え、
前記医療装置が、前記注入ヘッドの動作を制御するコントローラ装置としての機能を備えている、薬液注入システム。