JP7372153B2 - 多段階注入プロトコルにおいて移行段階を有するシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
本出願は、発明の名称が「多段階注入プロトコルにおいて移行段階を有するシステムおよび方法」であり、出願日が2017年8月31日である米国仮出願第62/552,494号の優先権を主張する。
本開示は概して液注入器を制御するシステムおよび方法に関する。特に、本開示は、移行段階を有する多段階注入プロトコルを利用して液注入器を制御するシステムおよび方法に関する。
Q(移行)=Q(プログラム設定)-Q(調節済み)
に基づいて計算してもよく、Q(移行)は、カテーテル先端から流出する液流を制御するように駆動部材の動きを調節(距離にわたって速度を調節)することによる、第1の液から少なくとも第2の液の間の移行にわたる所望の流量プロファイルであり、Q(プログラム設定)は少なくとも第2の液の所望の流量プロファイルであり、Q(調節済み)は、第1の液と少なくとも第2の液との間の移行でのQ(移行)の結果としてQ(プログラム設定)と実質的に同様であるカテーテルからの液流量が発生するのに必要な第2の液の流量の調節分である。他の実施形態では、最初の部分の流量プロファイルは、式
Q(t)=Q(p)-(C(1)-C(2))/t(t)
に基づいて計算してもよく、Q(t)は中間流量であり、Q(p)は第2の既定流量であり、C(1)は第1の液段階での定常状態システムコンプライアンスであり、C(2)は第2の液注入中のシステムコンプライアンスであり、t(t)は、システムコンプライアンス(C(2))に関連する体積を輸液する導出された時間である。様々な実施形態に係れば、第1の液注入中のシステムコンプライアンスは、第1の液リザーバ、第1の輸液機構、および第1の液リザーバと動作可能に流体連通する管類セットのうちの1個または複数に関連する第1のコンプライアンス係数を備え、第2の液注入中のシステムコンプライアンスは、第2の液リザーバ、第2の輸液機構、および第2の液リザーバと動作可能に連通する管類セットのうちの1個または複数に関連する第2のコンプライアンス係数を備える。第1のリザーバおよび/または少なくとも第2のリザーバのシステムコンプライアンスを、例えば、1個または複数のリザーバとカテーテルとの間の液経路内のフローセンサを用いて測定してもよい。これの代わりに、第1のリザーバおよび/または少なくとも第2のリザーバのシステムコンプライアンスの一方または両方を、液注入器、第1または第2の液リザーバ、および第1または第2の液の係数に基づいてそれぞれ予測してもよい。
Q(移行)=Q(プログラム設定)-Q(調節済み)
に基づいて計算され、Q(移行)は、カテーテル先端から流出する液流を制御するように駆動部材の動きを調節(距離にわたって速度を調節)することによる、第1の液から少なくとも第2の液の間の移行にわたる所望の流量プロファイルであり、Q(プログラム設定)は少なくとも第2の液の所望の流量プロファイルであり、Q(調節済み)は、第1の液と少なくとも第2の液との間の移行でのQ(移行)の結果としてQ(プログラム設定)と実質的に同様であるカテーテルからの液流量が発生するのに必要な第2の液の流量の調節分である。特定の実施形態に係れば、中間時間は、実質的に、第1の液の残量が液ラインから輸液されるのに要する時間、たとえば、液ラインおよびカテーテルの容積をプログラム設定された流量で割ることにより得られる時間に対する検討事項となり得る。
Q(t)=Q(p)-(C(1)-C(2))/t(t)
に基づいて計算され、Q(t)は中間流量であり、Q(p)は第2の既定流量であり、C(1)は第1の液段階での定常状態システムコンプライアンスであり、C(2)は第2の液注入中のシステムコンプライアンスであり、t(t)は、システムコンプライアンス(C(2))に関連する体積を輸液する導出された時間である。
Q(移行)=Q(プログラム設定)-Q(調節済み)
に基づいて計算され、Q(移行)は第1の液から少なくとも第2の液の間の移行での所望の流量プロファイルであり、Q(プログラム設定)は第1の液および少なくとも第2の液の所望の流量プロファイルであり、Q(調節済み)は、第1の液と少なくとも第2の液との間の移行でのQ(移行)、すなわちカテーテル先端での流量がQ(プログラム設定)と概略同様になるのに必要な第2の液の流量の調節分である、第1項から第10項のいずれか一項に記載の方法。
Q(t)=Q(p)-(C(1)-C(2))/t(t)
に基づいて計算され、Q(t)は中間流量であり、Q(p)は第2の既定流量であり、C(1)は第1の液段階での定常状態システムコンプライアンスであり、C(2)は第2の液注入中のシステムコンプライアンスであり、t(t)は、システムコンプライアンス(C(2))に関連する体積を輸液する導出された中間時間である、第1項から第10項のいずれか一項に記載の方法。
Q(移行)=Q(プログラム設定)-Q(調節済み)
に基づいて計算され、Q(移行)は第1の液から少なくとも第2の液の間の移行での所望の流量プロファイルであり、Q(プログラム設定)は第1の液および少なくとも第2の液の所望の流量プロファイルであり、Q(調節済み)は、第1の液と少なくとも第2の液との間の移行でのQ(移行)、すなわちカテーテル先端での流量がQ(プログラム設定)と概略同様になるのに必要な第2の液の流量の調節分である、第15項から第20項のいずれか一項に記載の液注入システム。
Q(t)=Q(p)-(C(1)-C(2))/t(t)
に基づいて計算され、Q(t)は中間流量であり、Q(p)は第2の既定流量であり、C(1)は第1の液注入中のシステムコンプライアンスであり、C(2)は第2の液注入中のシステムコンプライアンスであり、t(t)は、液注入の第2の液の最初の部分の体積を輸液する導出された中間時間である、第15項から第20項のいずれか一項に記載の液注入システム。
のにすぎないことは、本開示を読めば、当業者であれば理解する。他のすべての可能な比率が本発明の範囲内にある。他の実施形態では、液注入の第2の液の最初の部分の体積を、第2の液リザーバと患者との間の液ラインの容積容量、第1の液リザーバと第2の液リザーバとの少なくとも一方のキャパシタンス、および注入システムコンプライアンスのうちの1個または複数によって決定してもよい。
Q(移行)=Q(プログラム設定)-Q(調節済み) (1)
式(1)に係れば、Q(移行)は、カテーテル先端から流出する液流を制御するように駆動部材の動きを調節(距離にわたって速度を調節)することによる、第1の液から少なくとも第2の液の間の移行にわたる所望の流量プロファイルであり、Q(プログラム設定)は少なくとも第2の液の所望の流量プロファイルであり、Q(調節済み)は、第1の液と少なくとも第2の液との間の移行でのQ(移行)の結果としてQ(プログラム設定)と実質的に同様であるカテーテルからの液流量が発生するのに必要な第2の液の流量の調節分である。特定の実施形態に係れば、中間時間は、実質的に第1の液の残量が液ラインから輸液されるのに要する時間、例えば液ラインおよびカテーテルの容積をプログラム設定された流量で割ることにより得られる時間に対する検討事項となり得る。液流の変動を避けるために、Q(移行)の結果としてQ(プログラム設定)と概略同様の流量が発生するように式の値を選択する。
Q(t)=Q(p)-(C(1)-C(2))/t(t) (2)
式(2)に係れば、Q(t)は中間流量であり、Q(p)は第2の既定流量であり、C(1)は第1の液段階での定常状態システムコンプライアンスであり、C(2)は第2の液注入中のシステムコンプライアンスであり、t(t)は、システムコンプライアンス(C(2))に関連する体積を輸液する導出された時間である。様々な実施形態に係れば、第1の液注入中のシステムコンプライアンスは、第1の液リザーバ、第1の輸液機構、および第1の液リザーバと動作可能に流体連通する管類セットのうちの1つ以上に関連する第1のコンプライアンス係数を備え、第2の液注入中のシステムコンプライアンスは、第2の液リザーバ、第2の輸液機構、および第2の液リザーバと動作可能に連通する管類セットのうちの1つ以上に関連する第2のコンプライアンス係数を備える。第1のリザーバおよび/または少なくとも第2のリザーバのシステムコンプライアンスを、例えば1個または複数のリザーバとカテーテルとの間の液経路内のフローセンサを用いて測定してもよい。これの代わりに、第1のリザーバおよび/または少なくとも第2のリザーバのシステムコンプライアンスの一方または両方を、液注入器、第1または第2の液リザーバ、および第1または第2の液の係数に基づいてそれぞれ予測してもよい。これらの実施形態に係れば、第1の液注入中のシステムコンプライアンスは、第1の液リザーバ、第1の輸液機構、ならびに第1の液リザーバと動作可能に流体連通する管類セットおよびカテーテルのうちの1つ以上に関連する第1のコンプライアンス係数を備え、第2の液注入中のシステムコンプライアンスは、第2の液リザーバ、第2の輸液機構、ならびに第2の液リザーバと動作可能に連通する管類セットおよびカテーテルのうちの1つ以上に関連する第2のコンプライアンス係数を備える(各液リザーバに印加される圧力と各液リザーバに残っている液の体積とを含む)。これの代わりに、例えば液リザーバの膨大、機械的構成要素およびプランジャ特徴の圧縮ならびに加圧時のシステム構成要素の撓みを弛緩状態と加圧状態とを比較することで測定することにより、液注入器および関連構成要素のキャパシタンスを少なくとも部分的に光学測定してもよい。
関連する第1の駆動部材の動きと、少なくとも1つの第2のシリンジに関連する少なくとも1つの第2の駆動部材の動きと、を制御して、患者に対する多段階液注入の第1の液および第2の液の輸液を制御するように構成されている制御デバイスを含んでもよい。例えば、制御デバイスは、第1の既定流量で第1の液を注入するように第1の駆動部材を制御し、液注入の少なくとも第2の液の最初の部分を指定中間時間に対する、第2の既定流量とは異なる中間流量プロファイルで少なくとも1つの第2のシリンジから注入するように少なくとも1つの第2の駆動部材を制御し、第2の既定流量に少なくとも相当する第2の液の残りの部分を注入するように構成してもよく、第2の液は第1の粘度とは異なる第2の粘度を持つ。様々な実施形態に係れば、液注入器を動作させて、第1および/または第2のシリンジと液経路の残りの部分との流体接続を個別に開閉するようにプロセッサなどの制御デバイスを構成してもよい。
間に特定の体積の生理食塩水を輸液した後に特定の体積のコントラストまたは指定比率のコントラストおよび生理食塩水(すなわち「デュアルフロー」プロセス)を特定の期間に輸液し、その後、指定期間に第2の体積の生理食塩水を輸液して管類から患者内に向けて造影剤をフラッシングする)。特定の注入プロトコルを注入器に専門技術者がプログラム設定して(または予め記述したプロトコルを用いて)、所望の体積の生理食塩水、造影剤、特定比率の造影剤と生理食塩水との混合物などを溶液毎に所望の流量、期間および体積で輸液してもよい。液注入器10は、シリンジ12a,bに液を充填するための少なくとも1つのバルク液源(図示略)を有してもよく、いくつかの実施形態では、液注入器10が複数のバルク液源を有し、複数のシリンジの各々に1つずつ用いて、複数のシリンジの各々に所望の液を充填してもよい。
いると算定または推定された後に第2の既定段階に戻る傾斜部が続く、プログラム設定されたモータ速度を持つ移行段階を示す。図7Eでは、第2の既定流量に至る移行段階傾斜部は、第1の段階の終了前に始まるが、図7Fは、第2の既定流量に至る移行段階傾斜部が第1の段階の注入の後に始まる実施形態を示す。図7Gを参照して、移行段階での第2の液モータの速度および流量の段階的な上昇が示されている。モータ速度の段階的な上昇は、第2の既定流量に達するまで増加してもよい。図7Hを参照して、第1の液段階駆動部材のモータ速度が移行段階中に中間速度まで減少し、第1のモータ速度がほぼゼロに達すると、第2の液段階駆動部材のモータ速度が移行段階中に中間速度まで増加した後に第2の既定流量に関連する速度まで増加する。図7Iには、図7Hと同様に、第1の液段階と第2の液段階との両方の移行段階中の中間速度が含まれており、移行段階中に第1および第2の注入器モータのそれぞれ減少および増加のタイミングが重なっている。移行段階の注入の継続時間は、例えば液経路セットから残留した第1の液F1の体積分を流すのに必要な時間を計算することにより決定してもよい。多くの場合、この体積を液経路セットの液体積として計算してもよい。
Q(t)=Q(p)-(C(1)-C(2))/t(t) (2)
式2で、Q(t)は移行段階での多段階液注入の低減流量である。Q(p)は第2の段階での注入の第2の既定流量である。C(1)は、第1の段階の注入中に決定される第1の段階の定常システムキャパシタンス(コンプライアンス)である。C(2)は第2の段階のシステムキャパシタンス(コンプライアンス)である。t(t)は、システムコンプライアンス(C(2))に関連する体積を輸液する導出された時間である。いくつかの例では、C(2)および/またはt(t)をルックアップテーブルから取得しても、式から導出してもよい。他の例では、C(2)およびt(t)を注入器10を用いてリアルタイムで取得しても導出してもよい。
12 シリンジ
12a 第1のシリンジ
12b 第2のシリンジ
13 シリンジポート
14 プランジャ
15 長手方向軸
17 液経路セット
18 円筒形シリンジバレル、円筒形バレル
19 ピストン、駆動部材
20 近位端
21 外面
22 ノズル
23 内面
24 遠位端
25 内部容積
30 挿入部
31 モータ
32 圧力ジャケット
34 ローリングダイアフラムシリンジ
36 中空本体
38 内部容積
40 遠位端
42 近位端
44 可撓性側壁
46 閉鎖端壁
48 放出ネック
50 中央部分
52 駆動部材係合部分
54 ハウジング
56 MUDS
58 シリンジ
58a シリンジ
58b シリンジ
58c シリンジ
60 バルク液コネクタ
62 MUDS液経路
64 フレーム
66 充填ポート
68 放出出口、放出管
70 マニホールド
72 バルブ
74 液出口ライン
76 ポート
119 側壁
1310 注入についての所望のフロープロファイルを入力
1320 注入段階を開始
1330 注入段階の後に後続の段階が続くか
1340 段階完了
1350 注入終了
1360 現在の段階のコンプライアンスを評価
1370 後続の段階のコンプライアンスを予測
1380 第2の段階のフロープロファイルに対する調節を計算
1390 後続の段階のフロープロファイルを調節
1410 第1の注入段階を開始
1415 第1の段階の圧力を測定
1420 第2の段階の圧力を近似
1425 第2の段階のコンプライアンスを計算
1430 第2の段階のコンプライアンス>第1の段階のコンプライアンスであるか?
1435 第2の段階の流量調節なし
1440 第1の段階のコンプライアンスを計算
1445 第1の段階の流量
1450 第2の段階のコンプライアンス
1455 第1の段階と第2の段階との間のコンプライアンスΔを計算
1460 第2の段階の移行流量を決定(式1)
1465 補正した流量で第2の注入段階を開始
1470 移行後、第2の段階の流量をプログラム設定された値まで増加
Claims (7)
- 患者に対する多段階液注入を実現する液注入器システムであって、前記液注入器システムは、
前記多段階液注入の第1の液が収容されるように構成されている少なくとも1つの第1のシリンジであって、前記第1の液は第1の粘度を持つ、少なくとも1つの第1のシリンジと、
前記少なくとも1つの第1のシリンジと動作可能に接続される少なくとも1つの第1の駆動部材であって、前記少なくとも1つの第1の駆動部材は、前記多段階液注入の前記第1の液を分注するように動作可能である、少なくとも1つの第1の駆動部材と、
前記多段階液注入の第2の液が収容されように構成されている少なくとも1つの第2のシリンジであって、前記第2の液は前記第1の粘度とは異なる第2の粘度を持つ、少なくとも1つの第2のシリンジと、
前記少なくとも1つの第2のシリンジと動作可能に接続される少なくとも1つの第2の駆動部材であって、前記少なくとも1つの第2の駆動部材は、前記多段階液注入の前記第2の液を分注するように動作可能である、少なくとも1つの第2の駆動部材と、
前記少なくとも1つの第1のシリンジおよび前記少なくとも1つの第2のシリンジに接続され、前記少なくとも1つの第1のシリンジから前記患者への前記多段階液注入の前記第1の液と、前記少なくとも1つの第2のシリンジから前記患者への前記多段階液注入の前記第2の液と、の少なくとも一方を輸液するように構成されている液ラインと、
前記少なくとも1つの第1のシリンジに関連する前記第1の駆動部材の動きと、前記少なくとも1つの第2のシリンジに関連する前記少なくとも1つの第2の駆動部材の動きと、を制御して、前記患者に対する前記多段階液注入の前記第1の液および前記第2の液の前記輸液を制御するように構成されている制御デバイスと、
を備え、
前記制御デバイスは、
第1の既定流量で前記第1の液を注入するように前記第1の駆動部材を制御し、
前記多段階液注入の少なくとも前記第2の液の最初の部分を、指定中間時間間隔または中間液体積に対する第2の既定流量とは異なる中間流量プロファイルで、前記少なくとも1つの第2のシリンジから注入するように前記少なくとも1つの第2の駆動部材を制御し、前記指定中間時間間隔は、前記第2の液の残りの部分の注入を開始する前に、前記第1の液の残留した部分が前記液ラインを通過して前記患者に渡ることを可能にするように選択され、前記指定中間時間間隔は、システム構成、すなわち、前記第1のシリンジと前記第2のシリンジとの少なくとも一方のキャパシタンス、前記液ラインの長さ、前記液ラインの直径、前記液ラインの容積、カテーテルの長さ、前記カテーテルの直径、前記カテーテルの容積、およびこれらの任意の組み合わせに基づき、
前記第2の既定流量に少なくとも等しい流量で前記第2の液の前記残りの部分を注入するように構成されており、前記第2の液は前記第1の粘度とは異なる第2の粘度を持つ、液注入器システム。 - 前記第1の粘度は前記第2の粘度を超える、請求項1に記載の液注入器システム。
- 前記第1の既定流量は前記第2の既定流量と概略同じである、請求項1または2に記載の液注入器システム。
- 少なくとも前記第2の液の少なくとも前記最初の部分の前記中間流量プロファイルは前記第1の既定流量未満の流量で輸液されるか、または
少なくとも前記第2の液の少なくとも前記最初の部分の前記中間流量プロファイルは、前記指定中間時間間隔にわたってゼロと前記第2の既定流量との間で変化する流量で輸液される、請求項1から3のいずれか一項に記載の液注入器システム。 - 前記第1の液は、造影剤と、特定比率の前記造影剤と生理食塩水との混合物と、からなる群から選択され、前記第2の液は、生理食塩水と、第2の特定比率の前記造影剤と生理食塩水との混合物と、からなる群から選択される、請求項1から4のいずれか一項に記載の液注入器システム。
- 前記最初の部分の前記中間流量プロファイルは、式
Q(移行)=Q(プログラム設定)-Q(調節済み)
に基づいて計算され、ここでQ(移行)は前記第1の液と少なくとも前記第2の液との間の移行での所望の流量プロファイルであり、Q(プログラム設定)は前記第1の液および少なくとも前記第2の液の所望の流量プロファイルであり、Q(調節済み)は前記第2の液の前記流量の必要な調節分であり、これにより前記第1の液と少なくとも前記第2の液との間の前記移行でのQ(移行)、すなわちカテーテル先端での流量がQ(プログラム設定)と略類似となる、請求項1から5のいずれか一項に記載の液注入器システム。 - 前記最初の部分の前記中間流量プロファイルは、式
Q(t)=Q(p)-(C(1)-C(2))/t(t)
に基づいて計算され、ここでQ(t)は前記中間流量プロファイルであり、Q(p)は前記第2の既定流量であり、C(1)は前記第1の液の段階での定常状態システムコンプライアンスであり、C(2)は前記第2の液の注入中のシステムコンプライアンスであり、t(t)は、前記システムコンプライアンス(C(2))に関連する体積を輸液する導出された時間である、請求項1から6のいずれか一項に記載の液注入器システム。
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