JP7350284B2 - 薬液注入装置および注入プロトコル設定プログラム - Google Patents
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Description
1つまたは複数の収容容器内の薬液を被検者へ向けて押し出す1つまたは複数の駆動機構と、
前記薬液の注入プロトコルを設定する機能を有する制御ユニットと、
を備え、前記薬液として少なくとも造影剤を注入する薬液注入装置であって、
前記制御ユニットは、
A:被検者に注入すべき造影剤の体重当たりの必要ヨード量の情報を取得する処理と、
B:被検者の体重の情報を取得する処理と、
C:造影剤の成分情報、および、被検者の身体的特徴に関連付けられた必要ヨード量と前記体重の情報に基づき注入すべき造影剤量を計算する処理と、
D:造影剤を注入する第1の造影剤フェーズ、第2の造影剤フェーズ、およびそれらフェーズの間のインターバルフェーズを少なくとも含み、撮像対象である動脈および静脈を同時に強調することが可能な注入プロトコルを設定する処理であって、
d1:計算された前記造影剤量を前記第1の造影剤フェーズと第2の造影剤フェーズとに振り分ける割合の情報の入力を受け付け、
d2:前記第1の造影剤フェーズの注入時間の情報の入力を受け付け、
d3:前記第2の造影剤フェーズの注入時間の情報の入力を受け付け、
d4:前記インターバルフェーズの継続時間の情報の入力を受け付け、
それらの情報に基づいて注入プロトコルを設定する処理と、
を行うように構成されている、薬液注入装置。
「薬液」とは、例えば、造影剤、生理食塩水、またはそれらを混合したものをいう。
「注入プロトコル」とは、どのような薬液を、どれくらいの量、どれくらいの速度で注入するかを示すものである。
「収納容器」とは、薬液を収容する容器のことをいい、シリンジの他にも、薬液収納バッグ等も含まれる。
「(動脈および静脈等を)同時に強調する」の「同時に」とは、必ずしも厳密に同時刻である必要はなく、両血管(対象物)がともに造影されている状態がある程度の時間(例えば数秒~数十秒)継続する状態をいう。
「同一」という語句に関し、所定の数値と「同一」といった場合には、その数値と完全に同一な場合に加え、当該数値の10%の値をその数値に加除した一定の数値範囲をも含むものとする。例えば、「10」と同一であるとは、10±1の範囲をいう。
薬液注入装置について図1~図4を参照して説明する。本発明の一形態に係る薬液注入装置100は、可動式スタンド111の上部に保持された注入ヘッド110と、一例としてケーブル102で注入ヘッド110と電気的に接続されたコンソール150とを備えている。この例では、注入ヘッド110には、2つのシリンジ200C、200P(図2参照)が並列に取外し自在に装着される。
シリンジ200C、200P(図2参照)に充填される薬液としては、造影剤および生理食塩水などが挙げられる。例えば、一方のシリンジ200Cに造影剤が充填され、もう一方のシリンジ200Pに生理食塩水が充填されていてもよい。他の例として、濃度の異なる造影剤が第1のシリンジ、第2のシリンジのそれぞれに充填されてもよい。
注入ヘッド110は、図2に示すように、一例として前後方向に長く延びるような筐体120を有しており、この筐体の上面には、それぞれシリンジ200C、200Pが載せられる2つの凹部120aが形成されている。凹部120aはシリンジ保持部として機能する。
コンソール150は、検査室に隣接した操作室内に置かれて使用されるものであってもよい。コンソール150は、所定の画像を表示する表示ユニット151と、その筐体前面に設けられた操作パネル159と、筐体内に配置された制御回路(詳細下記)などを有している。操作パネル159は、1つまたは複数の物理ボタンが配置された部分であり、操作者によって操作される。表示ユニット151は、タッチパネル式ディスプレイであってもよいし、単なるディスプレイであってもよい。コンソール150は、音および/または音声を出力するためのスピーカ等(不図示)を有していてもよい。
撮像装置300は、例えばX線CTスキャナであり、図3に示すように、被検者の透視画像を撮像する撮像部303bと、被検者を載せるベッド304と、それらの動作を制御する制御部303aとを有するものであってもよい。他にも、不図示の表示デバイス(例えばディスプレイ)が設けられ、この表示デバイスに種々の情報が表示されるようになっていてもよい。具体的な例としては、薬液注入装置の注入に関する情報(設定された注入条件の情報や、実際に注入を行った際の注入結果情報等)がその表示デバイスに表示される構成としてもよい。
基本的な動作として、本実施形態の薬液注入装置は一例として次のように動作する。まず、コンソール150の表示ユニット151に注入プロトコル設定用の画面が表示される。この画面では、次のようなパラメータの少なくとも1つが入力、選択、または変更される:撮像の対象である身体区分、撮像の対象である部位(撮像部位という)、被検者の体重などの情報、注入する薬液の種類、等。
次に、図5を参照して、本実施形態の薬液注入装置で設定可能な他の注入プロトコルについて説明する。この注入プロトコルは、例えば、成人の肝動脈と門脈(門静脈)とを分離描出するのに好適な注入プロトコルの一例である。なお、ここでは、造影の対象が大まかに分けて2種類であり、フェーズが2つ含まれる例を示すが、本発明はこれに限らず3およびそれ以上の複数フェーズが含まれるものであってもよい。各フェーズはそれぞれ別々の対象物を造影する目的で条件設定される。
第1の造影剤フェーズ701では、造影剤を、例えば、2.0~8.0ml/sec(2.0ml/sec以上8.0ml/sec以下を意味する)の注入速度、20~30secの注入時間で注入する。注入量は60~150ml程度であることが好ましい。特に、造影剤の速度は、低すぎると所望の造影効果が得られないおそれがあるので2.0ml/sec以上であることが好ましい。
インターバルフェーズ702の主な役割としては、第1および第2の造影剤フェーズ701、703間の時間を十分にあける点にある。インターバルフェーズ702の時間としては、例えば、5sec以上、10sec、または20sec以上であることが好ましい。インターバルフェーズ702の時間としては、実施する検査等にもよるが、例えば、30sec以下、60sec以下、120sec、または180sec以下であることが一形態において好ましい。
第2の造影剤フェーズ703では、造影剤を、例えば、2.0~8.0ml/secの注入速度、5~20secの注入時間で注入する。注入量は20~80ml程度であることが好ましい。
必須ではないが、図5の例では、第2の造影剤フェーズ703の後にさらに生理食塩水を注入するフェーズ704を設けている。このフェーズ704は、例えば、2.0~8.0ml/secの注入速度、5~10secの注入時間とすることが好ましい。フェーズ704に続いて生理食塩水を微速注入(一例として2.0ml/sec未満)するフェーズを設けてもよい。フェーズ704に続いて注入されるこの生理食塩水の微速注入は、実施する検査等にもよるが、例えば腎臓の保護や薬液の排出促進の役割を果たす。
図5の注入プロトコルによれば、図7のような造影効果を得ることができる。被検者の血管から注入された造影剤は、体循環(大循環)によって、心臓、大動脈、動脈、毛細血管と流れ、次いで静脈、大静脈、心臓へと循環する。肝臓に関しては、腸などを経由した静脈血が門脈経由で流入する。こうした体循環のために、肝臓への造影剤の到達タイミングとしては、まず、動脈経由の造影剤が先に到達し、それから一定の時間をおいた後で(造影剤が腸などを循環して門脈を通じて流入するタイミングで)、門脈経由の造影剤が到達することとなる。
上述したような注入プロトコルは、次のような手順で設定可能である。以下、図6のフローチャートを参照しながら説明するが、ステップの実行順序は必ずしも同図に示すものに限定されるものではない。
限定されるものではないが、本実施形態では、図8に示すようなグラフィカルユーザーインターフェース720を利用するものであってもよい。
造影剤の注入量を計算する際に、撮像装置の管電圧値を考慮して量の増減を行うようにしてもよい。限定されるものではないが、例えば国際公開2016/152841に開示された方式を利用するものであってもよい。注入プロトコル設定手順の一例を、管電圧値として120kV、100kV、80kVの中から選択する場合について説明する。
S(mL/sec)=L(mL)/T(sec) ・・・式(2)
で与えられる。例えば、W=60(kg)、I=600(mgI/kg)、C=300(mgI/mL)、T=30(sec)とすると、式(1)より、造影剤の注入量L=120(mL)と算出され、式(2)より、造影剤の注入速度S=4.0(mL/sec)と算出される。
(a1)上記では、被検者の体重が入力され、その体重情報と、体重当たり必要ヨード量(例えば単位:mgI/Kg)等を用い、被検者に注入すべき薬液量を計算することを例示した。しかしながら、注入すべき薬液量を算出するために、従来公知の他の算出方式を採用してもよい。例えば、除脂肪体重(Lean Body Weight:LBW)計算方式、体表面積(Body Surface Area:BSA)計算方式、循環血液量(Blood Volume:BV)計算方式、調整体重(Adjust Body Weight:AdBW)計算方式等を利用することができる。また、造影剤の注入条件を設定する際、被検者の身体的特徴のパラメータとしては心拍数等が考慮されてもよい。
(a2)本発明においては、例えば図5のような注入プロトコルの結果として、図7のようなタイムデンシティーカーブが得られるということを操作者が予め予測できることが望ましい。この点、例えば、国際公開2016/084373に開示されているシミュレータ等を利用して、注入プロトコルに対する撮像画像予測を行うようにしてもよい。別の態様として、上記とは逆に、例えば図7のように取得したいタイムデンシティーカーブを入力すると、それを得るための理想的な注入プロトコルを1つまたは複数提案するような可能なデバイスを利用するようにしてもよい。
(b2)上記では、制御部155が注入プロトコル作成の機能を備え、制御部144がピストン駆動機構130の動作を制御する機能を備えるものであったが、どの制御部にどのような機能をもたせるかについては適宜変更可能である。
(b3)生理食塩水の注入が不要な場合には、二筒式ではなく、一筒式の注入ヘッドを利用してもよい。
(b4)上記では、薬液注入装置100のコンソール150が注入プロトコルを作成する例を示したが、本発明は必ずしもそれに限定されない。他の情報処理デバイス(例えば、可搬性のタブレット端末、ネットワークに接続されたワークステーション、撮像装置の一部として設けられたコンピュータ等)が、注入プロトコルの作成を行うものであってもよい。他の情報処理デバイスが本発明に係る方法で注入プロトコルを作成し、その注入プロトコルが薬液注入装置に転送されることで、同注入プロトコルに従った所望の薬液注入が実行されるようになっていてもよい。注入プロトコルやその他のデータの転送に関し、(i)ネットワーク経由で所定の機器と薬液注入装置との間のデータのやりとりが行われてもよいし、(ii)ネットワーク経由ではなく、可搬の情報記憶媒体(スティック状やカード状など任意の形態であってもよい)を薬液注入装置の所定の機器のスロット(インターフェース)に接続してデータのやりとりを行うようにしてもよい。
造影剤による造影効果に応じて撮像装置が自動的に動作するように、所定の対象箇所のCT値の変化を機器で監視し、CT値がある閾値に達したら、所定の時間をおいて撮像が自動的に開始される構成となっていてもよい。
上述した実施形態では、フェーズ1、フェーズ2に共通した単一の体重当たりヨード量を入力する例について説明したが、本発明は他にも、複数の体重当たりヨード量(mgI/kg)が入力されてもよい。また、体重当たりおよび時間当たりに必要とされるヨード量(mgI/kg/sec)が入力される構成や、体重当たりヨード量と体重当たり時間当たりヨード量の両方が入力される構成であってもよい。造影のためのフェーズは2つに限らず3つ以上でもよい。
本明細書は以下の発明を開示する(カッコ内の符号は本発明を限定することを意図するものではない):
1.1つまたは複数の収容容器内の薬液を被検者へ向けて押し出す1つまたは複数の駆動機構(130)と、
上記薬液の注入プロトコルを設定する機能を有する制御ユニット(155)と、
を備え、上記薬液として少なくとも造影剤を注入する薬液注入装置(100)であって、
上記制御ユニット(155)は、
A:被検者の身体的特徴に関連付けられた必要ヨード量の情報を取得する処理と、
B:被検者の体重の情報を取得する処理と、
C:造影剤の成分情報、および、被検者の身体的特徴に関連付けられた必要ヨード量と上記体重の情報に基づき注入すべき造影剤量を計算する処理と、
D:造影剤を注入する第1の造影剤フェーズ(701)、第2の造影剤フェーズ(703)、およびそれらフェーズの間のインターバルフェーズ(702)を少なくとも含み、撮像対象である動脈および静脈を同時に強調することが可能な注入プロトコルを設定する処理であって、
d1:計算された上記造影剤量を上記第1の造影剤フェーズと第2の造影剤フェーズとに振り分ける割合(70:30)の情報の入力を受け付け、
d2:上記第1の造影剤フェーズの注入時間の情報(25sec)の入力を受け付け、
d3:上記第2の造影剤フェーズの注入時間の情報(8sec)の入力を受け付け、
d4:上記インターバルフェーズの継続時間の情報(20sec)の入力を受け付け、
それらの情報に基づいて注入プロトコルを設定する処理と、
を行うように構成されている、薬液注入装置。
(i)注入時間の経過にしたがって速度が増加または減少する可変速度である、または、
(ii)速度が変化しない一定速度である、上記記載の薬液注入装置。
A:被検者の身体的特徴に関連付けられた必要ヨード量の情報を取得する処理と、
B:被検者の体重の情報を取得する処理と、
C:造影剤の成分情報、および、被検者の身体的特徴に関連付けられた必要ヨード量と上記体重の情報に基づき注入すべき造影剤量を計算する処理と、
D:造影剤を注入する第1の造影剤フェーズ、第2の造影剤フェーズ、およびそれらフェーズの間のインターバルフェーズを少なくとも含み、撮像対象である第1の血管および第2の血管を同時に強調することが可能な注入プロトコルを設定する処理であって、
d1:計算された上記造影剤量を上記第1の造影剤フェーズと第2の造影剤フェーズとに振り分ける割合(70:30)の情報の入力を受け付け、
d2:上記第1の造影剤フェーズの注入時間の情報の入力を受け付け、
d3:上記第2の造影剤フェーズの注入時間の情報の入力を受け付け、
d4:上記インターバルフェーズの継続時間の情報の入力を受け付け、
それらの情報に基づいて注入プロトコルを設定する処理と、
を行うように構成されている、データ処理装置。
1つまたは複数のプロセッサに、
A:被検者の身体的特徴に関連付けられた必要ヨード量の情報を取得する処理と、
B:被検者の体重の情報を取得する処理と、
C:造影剤の成分情報、および、被検者の身体的特徴に関連付けられた必要ヨード量と上記体重の情報に基づき注入すべき造影剤量を計算する処理と、
D:造影剤を注入する第1の造影剤フェーズ、第2の造影剤フェーズ、およびそれらフェーズの間のインターバルフェーズを少なくとも含み、撮像対象である第1の血管および第2の血管を同時に強調することが可能な注入プロトコルを設定する処理であって、
d1:計算された上記造影剤量を上記第1の造影剤フェーズと第2の造影剤フェーズとに振り分ける割合(70:30)の情報の入力を受け付け、
d2:上記第1の造影剤フェーズの注入時間の情報の入力を受け付け、
d3:上記第2の造影剤フェーズの注入時間の情報の入力を受け付け、
d4:上記インターバルフェーズの継続時間の情報の入力を受け付け、
それらの情報に基づいて注入プロトコルを設定する処理と、
を実行させる、コンピュータプログラム。
S1.1つまたは複数の収容容器内の薬液を被検者へ向けて押し出す1つまたは複数の駆動機構(130)と、
上記薬液の注入プロトコルを設定する機能を有する制御ユニット(155)と、
を備え、上記薬液として少なくとも造影剤を注入する薬液注入装置(100)であって、
上記制御ユニット(155)は、
被検者の身体的特徴に関連付けられた第1の必要ヨード量の情報の入力を受け付ける処理と、
被検者の身体的特徴に関連付けられた第2の必要ヨード量の情報の入力を受け付ける処理と、
前記身体的特徴の情報の入力を受け付ける処理と、
前記第1の必要ヨード量の情報と前記身体的特徴の情報とに少なくとも基づき、第1の造影剤フェーズ(参考として符号701)の注入条件を算出する処理と、
前記第2の必要ヨード量の情報と前記身体的特徴の情報とに少なくとも基づき、第2の造影剤フェーズ(参考として符号703)の注入条件を算出する処理と、
を行うように構成されている、薬液注入装置。
この注入プロトコルテンプレートは、上記第1の造影剤フェーズと第2の造影剤フェーズとを含み、操作者が、当該注入プロトコルテンプレートのパラメータを確認または変更することで、最終的な一連の注入プロトコルが作成される、上記記載の装置。
上記第1の造影剤フェーズの直後の第1の生理食塩水フェーズ(参考として符号702a)、および/または、
上記第2の造影剤フェーズの直後の第2の生理食塩水フェーズ(参考として符号704a)を含む、
上記記載の装置。
上記第1の造影剤フェーズと上記第2の造影剤フェーズとの間のインターバル時間のパラメータ、および、
上記第1の生理食塩水フェーズの終了から上記第2の造影剤フェーズの開始までの時間のパラメータ、
の少なくとも一方を含み、操作者が、そのパラメータを入力および/または変更することができるようになっている、上記記載の装置。
102 ケーブル
110 注入ヘッド
120 筐体
120a 凹部
111 可動式スタンド
130 ピストン駆動機構
200 シリンジ
221 シリンダ部材
222 ピストン部材
225 ICタグ
230 延長チューブ
300 撮像装置
303a 制御部
300b 撮像部
304 ベッド
701、703 造影剤フェーズ
702 インターバルフェーズ
702a、704 生理食塩水フェーズ
720、820 グラフィカルユーザーインターフェース
Claims (10)
- 1つまたは複数の収容容器内の薬液を被検者へ向けて押し出す1つまたは複数の駆動機構と、
前記薬液の注入プロトコルを設定する機能を有する制御ユニットと、
を備え、前記薬液として少なくとも造影剤を注入する薬液注入装置であって、
前記制御ユニットは、
A:被検者の身体的特徴に関連付けられた必要ヨード量の情報を取得する処理と、
B:被検者の体重の情報を取得する処理と、
C:造影剤の成分情報、および、被検者の身体的特徴に関連付けられた必要ヨード量と前記体重の情報に基づき注入すべき造影剤量を計算する処理と、
D:造影剤を注入する第1の造影剤フェーズ、第2の造影剤フェーズ、およびそれらフェーズの間のインターバルフェーズを少なくとも含み、血管および臓器のうちの複数の撮像対象を強調することが可能な注入プロトコルを設定する処理であって、
d1:計算された前記造影剤量を前記第1の造影剤フェーズと第2の造影剤フェーズとに振り分ける割合の情報の入力を受け付け、
d2:前記第1の造影剤フェーズの注入時間の情報の入力を受け付け、
d3:前記第2の造影剤フェーズの注入時間の情報の入力を受け付け、
d4:前記インターバルフェーズの継続時間の情報の入力を受け付け、
それらの情報に基づいて注入プロトコルを設定する処理と、
E:受け付けた前記インターバルフェーズの継続時間の情報が予め定められた範囲から外れる場合に、アラートを発する処理と、
を行うように構成されている、
薬液注入装置。 - 前記制御ユニットは、前記インターバルフェーズの継続時間を最短でも10秒以上に設定する、請求項1に記載の薬液注入装置。
- 前記被検者の身体的特徴に関連付けられた必要ヨード量は、体重当たり必要ヨード量である、請求項1に記載の薬液注入装置。
- 前記制御ユニットは、さらに、前記インターバルフェーズ中に生理食塩水を注入するフェーズを設定する、請求項1~3のいずれか一項に記載の薬液注入装置。
- 前記制御ユニットは、さらに、前記第2の造影剤フェーズの後に生理食塩水を注入するフェーズを設定する、請求項1~4のいずれか一項に記載の薬液注入装置。
- 前記第1および/または第2の造影剤フェーズの注入速度は、
(i)注入時間の経過にしたがって速度が増加または減少する可変速度である、または、
(ii)速度が変化しない一定速度である、
請求項1~5のいずれか一項に記載の薬液注入装置。 - 前記収容容器は、シリンダ部材にピストン部材がスライド自在に挿入されたシリンジであり、
前記駆動機構は、前記ピストン部材を移動させるピストン駆動機構である、
請求項1~6のいずれか一項に記載の薬液注入装置。 - 前記シリンジを保持するように構成されるとともに、前記ピストン駆動機構が設けられた注入ヘッドと、
前記制御ユニットが設けられたコンソールと、
を備える、請求項7に記載の薬液注入装置。 - 被検者の少なくとも造影剤を含む薬液を注入する際の注入プロトコルを作成するためのデータ処理装置であって、
A:被検者の身体的特徴に関連付けられた必要ヨード量の情報を取得する処理と、
B:被検者の体重の情報を取得する処理と、
C:造影剤の成分情報、および、被検者の身体的特徴に関連付けられた必要ヨード量と前記体重の情報に基づき注入すべき造影剤量を計算する処理と、
D:造影剤を注入する第1の造影剤フェーズ、第2の造影剤フェーズ、およびそれらフェーズの間のインターバルフェーズを少なくとも含み、血管および臓器のうちの複数の撮像対象を強調することが可能な注入プロトコルを設定する処理であって、
d1:計算された前記造影剤量を前記第1の造影剤フェーズと第2の造影剤フェーズとに振り分ける割合の情報の入力を受け付け、
d2:前記第1の造影剤フェーズの注入時間の情報の入力を受け付け、
d3:前記第2の造影剤フェーズの注入時間の情報の入力を受け付け、
d4:前記インターバルフェーズの継続時間の情報の入力を受け付け、
それらの情報に基づいて注入プロトコルを設定する処理と、
E:受け付けた前記インターバルフェーズの継続時間の情報が予め定められた範囲から外れる場合に、アラートを発する処理と、
を行うように構成されている、データ処理装置。 - 被検者の少なくとも造影剤を含む薬液を注入する際の注入プロトコルを作成するためのコンピュータプログラムであって、
1つまたは複数のプロセッサに、
A:被検者の身体的特徴に関連付けられた必要ヨード量の情報を取得する処理と、
B:被検者の体重の情報を取得する処理と、
C:造影剤の成分情報、および、被検者の身体的特徴に関連付けられた必要ヨード量と前記体重の情報に基づき注入すべき造影剤量を計算する処理と、
D:造影剤を注入する第1の造影剤フェーズ、第2の造影剤フェーズ、およびそれらフェーズの間のインターバルフェーズを少なくとも含み、血管および臓器のうちの複数の撮像対象を強調することが可能な注入プロトコルを設定する処理であって、
d1:計算された前記造影剤量を前記第1の造影剤フェーズと第2の造影剤フェーズとに振り分ける割合の情報の入力を受け付け、
d2:前記第1の造影剤フェーズの注入時間の情報の入力を受け付け、
d3:前記第2の造影剤フェーズの注入時間の情報の入力を受け付け、
d4:前記インターバルフェーズの継続時間の情報の入力を受け付け、
それらの情報に基づいて注入プロトコルを設定する処理と、
E:受け付けた前記インターバルフェーズの継続時間の情報が予め定められた範囲から外れる場合に、アラートを発する処理と、
を実行させる、注入プロトコル設定プログラム。
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