CN101868267B - 具有流量评估的动力注射器 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了一种可被动力注射器(10)使用的流量估计方案(140)。该流量估计方案(140)在医用流体输送方案(154)执行期间监测流量(156)。该被监测的流量与目标流量(158)相比。该被监测的流量和目标流量的比较性输出例如在图形用户界面(11)上显示。

Description

具有流量评估的动力注射器
相关申请的交叉引用
本申请按照35U.S.C.119(e)要求序列号为No.60/989,145的美国临时专利申请的优先权，其名为“POWER INJECTOR WITH FLOW RATEASSESSMENT”且于2007年11月20日递交。
技术领域
本发明大体涉及流体输送的领域，更具体地，提供了一种目标流量和实际流量的比较显示。
背景技术
各种医疗过程要求一种或多种流体被注射给患者。医疗成像过程通常包括将造影剂注射给患者，可能伴有盐水或其它流体。其它医疗过程包括将一种或多种流体注射给患者用于治疗目的。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各种方式(例如，可拆卸地；后部装载；前部装载)安装到动力头。每个针筒通常包括以针筒柱塞、活塞等为特点的部件。每个这样的针筒注射与并入到动力头中的适当针筒驱动器适当地互连，从而针筒柱塞驱动器的操作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沿相反的轴向方向推进该相关联的推杆。
至少一些商用动力注射器使用压力限制。用户可使用数据输入装置以输入用于压力限制的期望值。在执行注射过程期间，压力可被监测。在该被监测的压力到达或超过相关压力限制的情况下，可向适当人员发出警报。该警报出现在与动力注射器相关联的图形用户界面上。
发明内容
本发明的第一方面通过一种用于操作医用流体输送系统的方法实现。流体从医用流体输送系统排放(例如，到流体目标)，并显示第一输出。该第一输出具有目标流量和正从医用流体输送系统排放的流体的当前流量之间的关系的形式。
本发明的第二方面通过一种动力注射器实现。该动力注射器包括动力头、针筒柱塞驱动器、图形用户界面和控制逻辑模块。该控制逻辑模块被构造为执行医用流体输送方案，以及在第一图形用户界面上呈现第一输出。该第一输出具有与医用流体输送方案相关联的目标流量和在医用流体输送方案执行期间存在的当前流量之间的关系的形式。
存在针对本发明上述的第一和第二方面每一方面所述的特征的各种改进。其它特征也可并入到本发明上述的第一和第二方面的每一方面中。对于第一和第二方面每一方面，这些改进和附加的特征可单独地或以任何组合的形式存在。即，针对第一和第二方面讨论的以下每个特征都不是必须与任何其它特征或特征组合一起使用，除非明确地指出存在相反情况。
流体可以以任何适当方式排放到流体目标，例如使用动力注射器。在一个实施例中，流体被注射到流体目标中。任何这样的流体目标可具有任何适当尺寸、形状、构造和/或类型。在一个实施例中，流体目标是任何适当类型的患者(例如，人，动物)。
流体可按照目标流量排放到流体目标。一个或多个条件可影响流体按照目标流量被实际排放的能力，例如，在通向流体目标的流动路径中存在部分或全部闭合/阻碍。显示目标流量和当前流量的比较性输出可向用户或操作者提供有价值的信息，例如在流体被注射到患者以用于成像应用时。
第一输出可显示在至少一个图形用户界面上，在一个或多个位置处，或这两种情况都有。在一个实施例中，第一输出显示在与动力注射器相关联的图形用户界面上(例如，在动力头上、或在远程控制台上、或这两种情况对于)。可仅在当前流量和目标流量之间存在至少一定差异时(例如，一定的流量条件)，显示第一输出。另一选择是在流体输送至流体目标期间连续地显示第一输出。
第一输出可将当前流量与目标流量以任何适当的方式进行比较。第一输出可具有显示当前流量和目标流量二者的大小的形式。在一个实施例中，当前流量和目标流量的每一个的大小可以以数值显示(例如，“X”毫升/秒)。在另一实施例中，当前流量和目标流量的每一个的大小可以以任何适当的方式图形地显示(例如，在共用“流量计”上；在分开的“流量计”上)。第一输出可具有将当前流量表达为目标流量的百分数(例如，97％)的形式。第一输出还可具有当前流量和目标流量之间的差异(例如，-2毫升米/秒)的形式。在一个实施例中，当前流量不允许超过目标流量。尽管这在至少一些情况中是优选的，但并不是所有情况下都要求如此。如果允许实际流量大于目标流量，则无论当前流量是大于还是小于目标流量都可通过将第一输出与适当符号整合来表达(例如，正的符号可表示当前流量大于目标流量，而负的符号可表示当前流量小于目标流量，反之亦然)。
如果在当前流量和目标流量之间存在一定差异，则可以采取任何适当的动作。在一个实施例中，可显示消息和/或一个或可发出多个警报，以指示流体从医用流体输送系统排放(例如，到流体目标)没有遵从相应目标流量，指示当前流量与目标流量相比在可接受/选择流量差异之外，指示一定流量条件存在，等。在一个实施例中，医用流体从医用流体输送系统(例如，动力注射器)的排放可以以至少一些方式改变(例如，暂停，终止)。可触发消息和/或至少一个警报发出的流量变化可以与能触发医用流体从医用流体输送系统(例如，动力注射器)的排放的至少某种变化的流量差异相同或不同。例如，与较大的流量差异(该较大的流量差异可用于触发医用流体从医用流体输送系统(例如，动力注射器)的排放的暂停或终止)相比，较小的流量差异可用于触发消息和/或至少一个警报的发出。
只有在当前流量超过目标流量时，或只有在当前流量低于目标流量时，或在当前流量高于或低于目标流量时，才可成为能可触发消息和/或至少一个警报发出和/或可触发使得医用流体从医用流体输送系统(例如，动力注射器)的排放的发生至少某种改变的流量差异。触发消息和/或至少一个警报发出的流量差异，以及触发使得医用流体从医用流体输送系统(例如，动力注射器)的排放的至少某种改变(例如，医用流体输送方案的暂停或终止)的流量差异，可以以任何适当的方式输入/选择(例如，通过数据输入装置，比如，键盘、鼠标、触摸垫、控制球、触摸屏显示器、软键显示器等，其与控制逻辑模块操作性地互连)。在一个实施例中，在至少一个图形用户界面上发出提醒，用于提醒用户/操作者输入至少一个流量差异或流量条件。
可使用的任何动力注射器可以具有任何适当的尺寸、形状、构造和/或类型。任何这样的动力注射器可使用具有任何适当的尺寸、形状、构造和/或类型的一个或多个针筒柱塞驱动器，其中，每个这样的针筒柱塞驱动器能够进行至少双向运动(例如，沿第一方向运动以排放流体；沿第二方向运动以实现流体的装载，或以便回到用于随后流体排放操作的位置)，并且其中，每个这样的针筒柱塞驱动器可以以任何适当的方式与它的相应针筒柱塞协作(例如，通过机械接触；通过适当的联接(机械的或其他方式的)以便能够沿至少一个方向推进针筒柱塞(例如，以排放流体))。任何这样的动力注射器可用于需要一种或多种流体输送的任何适当应用，包括但不限于任何适当医疗应用(例如，计算机断面X射线照相术或CT成像；磁共振成像或MRI；SPECT(single photon emission computed tomography：单光子发射计算机化断层显像)成像；PET(Positron emission tomography：正电子发射断层照相)成像；X光成像；血管造影成像；光学成像；超声成像)。任何这样的动力注射器可与任何部件或部件组合相结合使用，诸如适当的成像系统(例如，CT扫描仪)。例如，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信息(例如，扫描延迟信息、注射起动信号、注射流量)。任何合适数量的针筒可以以任何适当的方式(例如，可拆卸地；前装载；后装载)与动力注射器整合，可从任何这样的动力注射器的给定针筒排放任何适当的流体(例如，造影剂、放射性药剂、盐水和其任何组合)，且任何适当的流体可以以任何适当的方式从多个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而从针筒排出的流体被引导到导管，在该处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，至患者)。
附图说明
图1是动力注射器的一个实施例的示意图。
图2A是便于移动的安装有立架的双头动力注射器的一个实施例的透视图。
图2B是被图2A的动力注射器使用的动力头的放大、局部分解透视图。
图2C是被图2A的动力注射器使用的针筒柱塞驱动驱动器或针筒柱塞驱动组件的一个实施例的示意图。
图3是被图1和2A-C的动力注射器使用的动力注射器控制逻辑模块的一个实施例的示意图。
图4是可被图3的动力注射器控制逻辑模块使用的流量估计方案的一个实施例的示意图。
图5用于动力注射器图形用户界面的设定屏面的一个实施例，且其可并入/实施图4的流量估计方案的一个或多个方面。
图6A显示了用于动力注射器图形用户界面的进程屏面的一个实施例，其可被构造为数值地显示目标流量和当前流量二者。
图6B显示了用于动力注射器图形用户界面的进程屏面的一个实施例，其可被构造为显示目标流量和当前流量的流量差异。
图6C显示了用于动力注射器图形用户界面的进程屏面的一个实施例，其可被构造为显示作为目标流量的百分比的当前流量。
图6D显示了用于动力注射器图形用户界面的进程屏面的一个实施例，其可被构造为图形地显示目标流量和当前流量二者。
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GUI 11可与动力头12关联。每个GUI 11：1)可具有任何适当的尺寸、形状、构造和/或类型；2)可以以任何适当的方式与动力头12操作性地互连；3)可布置在任何适当的位置；4)可构造为提供以下功能中的一个或任何组合：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的操作关联的一个或多个参数；和显示适当的信息(例如，与动力注射器10的操作关联)；或5)前述的任何组合。可使用任何适当数量的GUI 11。在一个实施例中，动力注射器10包括被控制台并入的GUI 11，该控制台与动力头12分开但与其通讯。在另一实施例中，动力注射器10包括作为动力头12的一部分的GUI 11。在又一实施例中，动力注射器10使用与动力头12通讯的且在分开的控制台上的一个GUI 11，还使用在动力头12上的另一个GUI 11。每个GUI 11可提供相同的功能或相同的一组功能，或者GUI 11可在与他们各自功能相关的至少一些方面有所不同。
针筒28可安装在该动力头12上，并可视为是动力注射器10的一部分。一些注射过程可导致在针筒28内产生相对高的压力。在这种情况下，需要将针筒28放置在压力护套26内。压力护套26通常安装在动力头12上，之后将针筒28放置在压力护套26内。在动力头12上通常保持安装有同一压力护套26，因为各种不同的针筒28会放置在压力护套26内和从压力护套移走，以用于多种注射过程。如果动力注射器10被构造/利用为用于低压注射，则动力注射器10可不使用压力护套26。在任何情况下，从针筒28排出的流体可被引导到任何适当尺寸、形状、构造和/或类型的导管38中，该导管可以任何适当的方式与针筒28流体地互连，且该导管将流体引导到任何适当的位置(例如，到患者体内)。
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配合(例如，相接)以将流体从针筒28排放。该针筒柱塞驱动组件14包括驱动源16(例如，具有任何适当尺寸、形状、构造和/或类型的马达、可选齿轮结构等)，该驱动源为驱动输出件18(例如，可旋转驱动螺杆)提供动力。推杆20可沿适当的路径(例如，轴向的)被驱动输出件18推进。推杆20可包括联接器22，用于以如下所述的方式与针筒28的相应部分相接。
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，用于沿与双头箭头B重合的轴线轴向往复运动)。柱塞32可包括联接器34。该针筒柱塞联接器34可与推杆联接器22相接或配合，以允许针筒柱塞驱动组件14在针筒筒体30内退回针筒柱塞32。针筒柱塞联接器34可以是具有头部或钮36b和轴36a的形式，该轴从针筒柱塞32的本体延伸。但是，针筒柱塞联接器34可具有任何适当的尺寸、形状、构造和/或类型。
通常，针筒柱塞驱动组件14可与动力注射器10的每个针筒柱塞32以任何适当的方式配合(例如，通过机械接触；通过适当的联接(机械或其他方式))，以便能使针筒柱塞32沿至少一个方向移动或推进(例如，来将流体从相应针筒28排放)。即，尽管针筒柱塞驱动组件14可以进行双向运动(例如，经由同一驱动源16的操作)，但是动力注射器10可以被构造为使得针筒柱塞驱动组件14的操作实际仅将被动力注射器10使用的每个针筒柱塞32沿仅一个方向移动。但是，针筒柱塞驱动组件14可被构造为与被动力注射器10使用的每个针筒注射器32配合，以便能将每个这样的针筒柱塞32沿两个不同方向(例如，沿共用轴向路径的不同方向)中的每一方向移动。
针筒柱塞32的退回可用于实现流体装载到针筒筒体30内，以用于随后的注射或排放，实际上可用于将流体吸入针筒筒体30内。以用于随后的注射或排放，或用于任何其它适当的目的。一些构造不需要针筒柱塞驱动组件14能使针筒柱塞32退回，在这种情况下，并不需要推杆联接器22和针筒柱塞联接器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(例如，在另一被预填充的针筒28已经安装之后)。即使在使用推杆联接器22和针筒柱塞联接器34时，其也可以使得当推杆20推进针筒柱塞32以从针筒28排放流体(例如，推杆20可仅“推动”针筒柱塞联接器34或针筒柱塞32的近端)时，这些部件可以联接或可以不联接。可以使用沿任何适当维度或维度组合的单个运动或运动组合而将推杆联接器22和针筒柱塞联接器34布置为联接状态或状况，或将推杆联接器22和针筒柱塞联接器34布置为脱离联接状态或状况，或这两种情况都有。
针筒28可以任何适当的方式安装在动力头12上。例如，针筒28可构造为直接安装在动力头12上。在所示实施例中，壳体24适当地安装在动力头12上，以在针筒28和动力头12中提供接口连接。该壳体24可以是适配器的形式，一个或多个针筒28结构可安装至该适配器，在这种情况下，用于针筒28的至少一个构造可直接安装在动力头12上，而不使用任何这样的适配器。该壳体24还可以是花盘(faceplate)的形式，一个或多个针筒28结构可安装至该花盘。在这种情况下，会需要使用花盘将针筒28安装在动力头12上——该针筒28不可在没有花盘的情况下安装在动力头12上。当使用压力护套26时，其可以以在本文中针对针筒28所述的各种方式安装在动力头12上，且针筒28随后可被安装在压力护套26中。
当安装针筒28时，壳体24可被安装和保持在相对于动力头12固定的位置中。另一种选择是使壳体24和动力头12可移动地互连，来实现针筒28的安装。例如，壳体24可在包含双头箭头A的平面内运动，以提供推杆联接器22和针筒柱塞联接器34之间的联接状态或状况和脱离联接状态或状况中的一种或多种。
在图2A中示出了一个具体的动力注射器构造，以附图标记40标记，且至少基本上与图1的动力注射器10相符。动力注射器40包括安装在便于移动的立架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操作期间，流体可从针筒86a、86b排放。
便于移动的立架48可具有任何适当的尺寸、形状、构造和/或类型。轮子、滚轮、自位轮等可用于使得立架48便于移动。动力头50可保持在相对于便于移动的立架48固定的位置中。但是，期望的是，允许动力头50的位置以至少一些方式相对于便于移动的立架48可调整。例如，期望的是，当将流体装载到一个或多个针筒86a、86b中时将动力头50相对于便于移动的立架48处于一个位置中，还期望的是，为了执行注射过程而将动力头50相对于便于移动的立架48放置在不同的位置中。在这种情况下，动力头50可以以任何适当的方式与便于移动立架48可运动地互连(例如，使得动力头50可枢转过至少一定的运动范围，并随后保持在期望位置中)。
应该意识到，动力头50可以任何适当的方式被支撑，用于提供流体。例如，代替安装在便于移动的结构上，动力头50可与支撑组件互连，该支撑组件又安装到适当结构上(例如，天花板、墙壁、地板)。用于动力头50的任何支撑组件在至少一些方面可调整位置(例如，通过设置一个或多个支撑部分，所述支撑部分可相对于一个或多个支撑部分重新定位)，或可保持在固定位置中。此外，动力头50可与任何这样的支撑组件整合，以便保持在固定位置或者可相对于支撑组件调整。
动力头50包括图形用户界面或GUI 52。该GUI 52可被构造为提供以下功能的一个或任何组合：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的操作相关的一个或多个参数；和显示适当的信息(例如，与动力注射器40的操作相关联)。动力注射器40还可包括控制台42和动力单元(powerpack)46，控制台和动力单元每个都能以任何适当方式(例如，经由一个或多个电缆)与动力头50连通，且可放置在检查室或任何其它适当位置中的桌面或安装在电子器件机架上，或这两种情况都有。动力单元46可包括以下的一个或多个部件和其任何适当组合：用于注射器40的动力供应部；用于在控制台42和动力头50之间提供通讯的接口线路；用于允许将动力注射器40连接到远程单元的线路，该远程单元诸如是远程控制台、远程手或脚控开关或其它原始设备制造商(OEM)远程控制连接(例如，以允许动力注射器40的操作与成像系统的x光曝光同步)；和任何其它适当部件。控制台42可包括触摸屏显示器44，其由此可提供以下功能的一种或多种和其任何适当的组合：允许操作者远程控制动力注射器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；允许操作者设定和存储程序，以用于动力注射器40的自动操作(该程序随后在被操作者起动时被动力注射器40自动执行)；和显示与动力注射器40有关并包括其操作任何方面的任何适当信息。
关于针筒86a、86b与动力头50整合的各种细节在图2B中显示。每个针筒86a、86b包括相同的一般部件。针筒86a包括可移动地布置在针筒筒体88a内的柱塞或活塞90a。柱塞90a经由动力头50的操作而沿轴线100a(图2A)的运动将使流体从针筒筒体88a通过针筒86a的喷嘴89a排放。适当的导管(未示出)通常以任何适当的方式与喷嘴89a流体地互连，以将流体引导到期望的位置(例如，患者)。类似地，针筒86b包括可移动地布置在针筒筒体88b内的柱塞或活塞90b。柱塞90b经由动力头50的操作而沿轴线100b(图2A)的运动将使流体从针筒筒体88b通过针筒86b的喷嘴89b排放。适当的导管(未示出)通常以任何适当的方式与喷嘴89b流体地互连，以将流体引导到期望的位置(例如，患者)。
针筒86a经由中间花盘102a与动力头50互连。该花盘102a包括托架104，该托架支承针筒筒体88a的至少一部分，且可提供/实现任何附加功能或功能的组合。安装件82a布置在动力头50上且相对于其固定，用于与花盘102a相接。当安装在动力头50上时，推杆74的推杆联接器76靠近花盘102a定位，所述推杆和推杆联接器每一个是用于针筒86a的针筒柱塞驱动组件56的一部分。关于针筒柱塞驱动组件56的详细细节将在后文参照图2C作更加详细地讨论。通常，推杆联接器76可与针筒86a的针筒柱塞90a联接，推杆联接器76和推杆74然后可相对于动力头50移动，以使针筒柱塞90a沿轴线100a移动(图2A)。这使得当移动针筒柱塞90a以将流体通过柱塞86a的喷嘴89a排放时，推杆联接器76与针筒柱塞90a接合，但并不真正联接至该针筒柱塞90a。
花盘102a可至少基本上在一平面内移动，该平面与轴线100a、100b(分别与针筒柱塞90a、90b的运动相关联，如图2A所示)正交，以将花盘102a安装到在动力头50上的它的安装件82a上和从该安装件拆除。花盘102a可用于使针筒柱塞90a与在动力头50上的它的相应推杆联接器76联接。在这方面，花盘102a包括一对把手106a。通常，通过最初将针筒86a定位在花盘102a内，把手106a可被移动，以由此至少大体在与轴线100a、100b(分别与针筒柱塞90a、90b的运动相关联，如图2A所示)正交的平面内移动/平移针筒86a。将把手106a移动到一个位置可将针筒86a(相对于花盘102a)沿至少大体向下的方向移动/平移，以将它的针筒柱塞90a与它的相应推杆联接器76联接。将把手106a移动到另一位置可将针筒86a(相对于花盘102a)沿至少大体向上的方向移动/平移，以将它的针筒柱塞90a与它的相应推杆联接器76脱离联接。
针筒86b经由中间花盘102b与动力头50互连。安装件82b布置在动力头50上且相对于其固定，用于与花盘102b相接。当安装在动力头50上时，推杆74的推杆联接器76靠近花盘102b定位，所述推杆和推杆联接器每一个是针筒86b的针筒柱塞驱动组件或针筒柱塞驱动器56的一部分。关于针筒柱塞驱动组件56的详细细节也将随后参照图2C作更加详细地讨论。通常，推杆联接器76可与针筒86b的针筒柱塞90b联接，且推杆联接器76和推杆74然后可相对于动力头50移动，以使针筒柱塞90b沿轴线100b移动(图2A)。这使得当移动针筒柱塞90a以将流体通过针筒86b的喷嘴89b排放时，推杆联接器76与针筒柱塞90a接合，但并不真正联接至该针筒柱塞90b。
花盘102b可至少基本上在一平面内移动，该平面与轴线100a、100b(分别与针筒柱塞90a、90b的运动相关联，如图2A所示)正交，以将花盘102b安装到在动力头50上的它的安装件82b上和从该安装件拆除。花盘102b也可用于使针筒柱塞90b与在动力头50上的它的相应推杆联接器76联接。在这方面，花盘102b包括一对把手106b。通常，通过最初将针筒86b定位在花盘102b内，针筒86b可沿其长轴线100b(图2A)并相对于花盘102b旋转。该旋转可通过移动把手106b实现，或通过抓住和转动针筒86b实现，或通过这两种操作实现。在任何的情况下，该旋转至少大体在与轴线100a、100b(分别与针筒柱塞90a、90b的运动相关联，如图2A所示)正交的平面内使针筒86b和花盘102b二者移动/平移。将针筒86b沿一方向旋转将使针筒86b和花盘102b沿至少大体向下的方向移动/平移，以将针筒柱塞90b与它的相应推杆联接器76联接。将针筒86b沿相反方向旋转将使针筒86b和花盘102b沿至少大体向上的方向移动/平移，以将它的针筒柱塞90a与它的相应的推杆联接器76脱离联接。
如图2B所示，针筒柱塞90b包括柱塞本体92和针筒柱塞联接器94。该针筒柱塞联接器94包括头部96以及轴98，该轴从柱塞本体92延伸，该头部与柱塞本体92间隔可。每个推杆联接器76包括较大的槽，该较大的槽定位在推杆联接器76的面上的较小的槽之后。当针筒柱塞90b和它的相应推杆联接器76处于联接状态或状况时，针筒柱塞联接器94的头部96可定位在推杆联接器76的较大的槽内，针筒柱塞联接器94的轴98可延伸通过推杆联接器76的面上的较小的槽。针筒柱塞90a可包括类似的针筒柱塞联接器94，用于与它的相应的推杆联接器76相接。
在动力注射器40的情况下，动力头50用于将流体从针筒86a、86b排放。即，动力头50提供将流体从每个针筒86a、86b排出的原动力。以针筒柱塞驱动组件或针筒柱塞驱动器为特点的一个实施例在图2C中示出，其通过附图标记56标记，且可被动力头50利用以将流体从每个针筒86a、86b排出。单独的针筒柱塞驱动组件56可并入到动力头50中，用于每个针筒86a、86b。在这方面，且参考图2A-B，动力头50可包括手动操作旋钮80a和80b，用于分开地控制每个针筒柱塞驱动组件56。
首先，并参照图2C的针筒柱塞驱动组件56，它的各个部件每一个都可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，该马达具有输出轴60。驱动齿轮62安装在马达58的输出轴60上并随之旋转。驱动齿轮62与从动齿轮64接合或至少可与该从动齿轮接合。该从动齿轮64安装在驱动螺杆或轴66上并随之旋转。驱动螺杆66旋转所绕的轴线的附图标记为68。一个或多个轴承72适当地支承驱动螺杆66。
滑架(carriage)或推杆74可移动地安装在驱动螺杆66上。通常，驱动螺杆66沿一方向的旋转将推杆74沿相应针筒86a/b的方向沿着驱动螺杆66(由此沿着轴线68)轴向地推进，而驱动螺杆66沿相反方向的旋转将推杆74沿着驱动螺杆66(由此沿着轴线68)远离相应针筒86a/b轴向地推进。在这方面，驱动螺杆66的至少一部分的周边包括螺旋螺纹70，该螺纹与推杆74的至少一部分相接。推杆74也可移动地安装在合适的衬套78中，该衬套不允许推杆74在驱动螺杆66的旋转过程中旋转。因此，驱动螺杆66的旋转提供了推杆74沿由驱动螺杆66的旋转方向所决定的方向的轴向运动。
推杆74包括联接器76，该联接器可与相应针筒86a/b的针筒柱塞90a/b的针筒柱塞联接器94可拆卸地联接。当推杆联接器76和针筒联接器柱塞94适当地联接时，针筒柱塞90a/b随推杆74移动。图2C示出了一构造，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，从而其针筒柱塞90a/b的头部96与推杆联接器76对准，但是轴线68仍然处于图2C所示的偏置构造时，针筒86a/b可在与推杆74移动所沿的轴线68正交的平面内平移。这以上述方式建立了推杆联接器76和针筒柱塞联接器96之间的联接的接合。
图1和2A-C的动力注射器10、40每个可用于任何适当的应用，包括但不限于医疗成像应用，其中，流体被注射给主体(例如，患者)。对于动力注射器10、40来说，代表性的医疗成像应用包括但不限于计算机断面X射线照相术或CT成像、磁共振成像或MRI，SPECT成像、PET成像、X光成像、血管造影成像、光学成像和超声成像。动力注射器10、40每个都可以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每个可与一个或多个部件操作性地互连，例如从而信息可在动力注射器10、40和一个或多个其他部件之间传递(例如，扫描延迟信息、注射起动信号、注射流量)。
每个动力注射器10、40可使用任何数量的针筒，包括但不限于单头构造(用于单个针筒)和双头构造(用于两个针筒)。在多个针筒构造的情况下，每个动力注射器10、40可以任何适当的方式并根据任何时间顺序(例如，相继地从两个或更多针筒排出，从两个或更多针筒同时排出，或其任何组合)将流体从各针筒排出。被每个动力注射器10、40使用的每个这样的针筒可包括任何适当的流体，例如造影剂、放射性药剂或盐水和它们的任何组合。被每个动力注射器10、40使用的每个这样的针筒可以以任何适当的方式安装(例如，可使用后装载构造；可使用前装载构造；可使用侧装载构造)。
图3示出了动力注射器控制系统120的一个实施例，该系统可被任何适当的动力注射器使用，包括但不限于图1的动力注射器10和图2A-C的动力注射器40。动力注射器控制系统120可包括一个或多个数据输入装置122，该装置可具有任何适当的构造和/或类型(例如，键盘、鼠标、触摸垫、控制球、触摸屏显示器、软键显示器)。这些数据输入装置122中的一个或多个可与动力控制注射器模块或动力注射器控制逻辑模块124操作性地互连。动力注射器控制逻辑模块124可具有任何适当的形式和/或构造，可以以任何适当的方式实施或整合(例如，以动力注射器软键的形式；通过软件、硬件、固件和其任何组合实施)。在一个实施例中，控制逻辑模块124的功能通过具有任何适当尺寸、形状、构造和/或类型的一个或多个处理器提供。在一个实施例中，控制逻辑模块124的功能通过具有任何适当尺寸、形状、构造和/或类型的一个或多个计算机提供。至少一个图形用户界面136可与动力注射器控制逻辑模块124操作性地互连，以展现适当的输出(例如，向相应动力注射器的操作者展示)。
动力注射器控制逻辑模块124可被构造为包括至少一个流体输送或注射方案126(例如，用于医疗应用，且其可被称为医用流体输送过程或操作)和流量估计方案140，且每个方案都可以是程序控制的顺序(programmedsequence)的形式。对于医用流体应用来说，方案126由此可被称为医用流体输送方案126。每个流体输送方案126可被构造为对一种或多种流体诸如通过被注射给患者而被传送到流体目标的方式进行控制。具体的流体输送方案126可被构造为以经编程(programmed)的流量传送一经编程的体积的第一流体，以及以经编程的流量传送一经编程的体积的第二流体。每一第一和第二流体的每次传送被认为是一个阶段。对于每一第一和第二流体来说可以采用一个或多个阶段。在一个实施例中，第一流体是造影剂，而第二流体是盐水。流量估计方案140将在以下被详细讨论，但大体被构造为在流体输送方案126执行的过程中提供比较流量信息。
图3的动力注射器控制逻辑模块124可按期望/要求包括一个或多个额外方案，且每个方案可具有程序控制的顺序的形式。除了至少一个流体输送方案126和流量估计方案140之外，按期望/要求被动力注射器控制逻辑模块124使用的代表性方案还包括但不限于
Figure GPA00001139613900131
方案128、Timing
Figure GPA00001139613900132
方案130和点滴模式方案132。通常，
Figure GPA00001139613900133
方案128可被设置为传送指数衰减流量注射，其优化了造影剂用量并提供关注区域的长时间的均匀性改善。Timing方案130可被顺时针为为患者提供定时快速浓注(timingbolus injection)——小体积量的造影剂、随后是小体积量的盐水，以用于确定关注区域中捕获造影剂所需的优化扫描延迟。点滴模式方案132可被设置为提供点滴注射——被传送给患者的小体积量盐水的低流量注射，以保持使从动力注射器到患者的流体通路畅通。
流量估计方案的一个实施例在图4中示出，其以附图标记140标记，且可被图3的动力注射器控制逻辑模块124使用。在一个实施例中，流量估计方案140可用软件、硬件、固件和其任何组合实施。在一个实施例中，流量估计方案140的功能利用具有任何适当尺寸、形状、构造和/或类型的一个或多个处理器实施。在一个实施例中，流量估计方案140的功能利用具有任何适当尺寸、形状、构造和/或类型的一个或多个计算机实施。
对于流量估计方案140，多个参数等可以以任何适当的方式和任何适当顺序输入或被选择。流体输送方案126可通过执行步骤142而被输入或选择。例如，图3的数据输入装置122可用于输入/编辑一个或多个参数，所述参数将至少部分地限定流体输送方案126，以从储存器取出存储的流体输送方案126，或者两种情况都有。这些参数中的一个可具有至少一个程序控制的流量或目标流量的形式(步骤144)。多个阶段可限定出流体输送方案126，且这些参数每一个具有其自己的相应程序控制流量/目标流量。
出于图4的流量估计方案140的目的的另一参数是暂停/终止流量条件(步骤146)。一个或多个暂停/终止流量条件可以以任何适当的方式通过执行步骤146来输入或选择。暂停/终止流量条件通常是这样一种条件：如果在执行流体输送方案126遇到该条件，则该条件会导致或触发流体输送方案126的暂停或终止。出于流量估计方案140的目的，任何适当的流量条件可导致或触发流体输送方案126的暂停或终止。
在一个实施例中，且参照图4的流量估计方案140的步骤148，暂停/终止流量条件具有流量差异(flow rate variance)的形式。该流量差异可具有任何适当的形式，且以任何适当的方式确定/表达，但通常是指在目标流量(步骤144)和当前或实际流量(步骤156)之间存在一些不可接受的不同，该不同会在执行流体输送方案126期间存在。在一个实施例中，流量差异限于没有超过目标流量的实际流量，尽管并不是在所有情况下都这样。多个阶段再次可限定出流体输送方案126，且这些阶段的每个可具有其自己的相应暂停/终止流量条件(步骤146)。
图4的流量估计方案140还以以任何适当的方式实现输入/选择至少一个消息/警报产生流量条件或流量差异(步骤152)。消息/警报产生流量条件通常是这样一种条件：如果在流体输送方案126执行期间遇到该条件，则该条件将导致或触发至少一个消息或警报的发出。任何适当的消息、警报或其组合可用于步骤152的目的。任何适当的流量条件可导致或触发至少一个消息或警报。出于步骤152目的的流量条件可以具有与步骤146相关的流量条件相同或不同的类型，或可以具有与步骤146相关的流量条件是相同或不同的大小，或这两种情况都有。多个阶段再次可限定出流体输送方案126，且这些阶段每一个可具有其自己的相应暂停/终止流量条件(步骤152)。
图4的流量估计方案140的步骤142、146和152可以以任何适当的方式和任何适当的顺序被执行。尽管步骤146和152每一个可被流量估计方案140使用，这些步骤中的一个或两个并不在所有情况下都需要。
一旦图4的流量估计方案140已经按照期望/要求构造，则流体输送方案126可根据步骤154执行。实际或当前流量通过执行步骤156且在执行流体输送方案126期间被监测(步骤154)。该实际或当前流量是在任何给定时间点实现或产生的流量。流量可以以任何适当方式被监测，且通过步骤156获得的流量信息可基于任何基准更新。
按照图4的流量估计方案140的步骤158，实际或当前流量(步骤156)与程序控制流量或目标流量(步骤144)比较。出于步骤158的目的，实际/当前流量与程序控制或目标流量的比较可以以任何适当的方式进行，且该比较可基于任何适当基准开始/更新。步骤160涉及将实际/当前流量(步骤156)与程序控制/目标流量(144)的比较性输出进行显示。该比较性输出可显示在任何适当位置或位置组合(例如，在与动力注射器相关联的图形用户界面上)处，或可基于任何适当基准显示，或这两种情况都有。在一个实施例中，来自步骤160的比较性输出被连续地显示。在另一实施例中，来自步骤160的比较性输出仅在实际/当前流量和程序控制/目标流量之间发展出或存在一定关系时才显示(例如，当在实际/当前流量和程序控制/目标流量之间存在至少一定差别或流量差异时)。
流量估计方案140的步骤162和164分别涉及步骤152和146。如果存在至少一种流量条件或流量差异，则步骤162涉及显示至少一个消息、或至少一个警报，或这二者都有。如果存在至少一种暂停/终止流量条件或流量差异，则步骤164涉及暂停或终止流体输送方案126的执行(或更通常地针对流体输送方案126进行至少一种变化)。再一次，尽管相同的流量条件或流量差异可触发步骤162和164每一个的执行，但是并不总是要求这样。例如，如果第一流量条件或第一流量差异存在，则至少一个消息或警报可通过执行步骤162而发出，而如果不同的第二流量条件或第二流量差异存在，则流体输送方案126可通过执行步骤164而暂停或终止。
设定屏面(setup sceen)的一个实施例在图5中示出，且其通过附图标记230标记。尽管设定屏面230可适用于与任何动力注射器构造一起使用，但在此将针对图1的动力注射器10讨论。该设定屏面230可呈现在用于图1的动力注射器10的图形用户界面11上，且被构造为执行各个步骤或实施图4的流量估计方案140的各个方面。设定屏面230用于图1的动力注射器10是双头构造的情况，该双头构造是利用一对针筒28(一个针筒限定出动力注射器10的A侧，而另一个针筒限定出动力注射器10的B侧)。A和B侧每一侧可容纳任何适当的流体(例如，造影剂、放射性药剂、盐水和其任何组合)。另外，设定屏面230被构造为用于在动力注射器10的A侧上提供两个阶段，而在动力注射器10的B侧上提供一个阶段。动力注射器10的A和B侧每一侧可使用任何数量的阶段，且设定屏面230可被相应地构造。图3的动力注射器控制逻辑模块可构造为储存多个设定屏面230，其每一个可使用用于动力注射器10的A和B侧的阶段的不同组合。
图5的设定屏面230可包括各种按钮，来访问动力注射器图形用户界面11上的各种其它系统屏面，包括记忆按钮254(例如，用于访问被储存的注射或流体输送方案126)，注射模式按钮256(例如，用于开始注射过程或流体输送方案126)，和结果按钮258(例如，用于显示注射过程或流体输送方案126的结果)。设定屏面230还实现显示、输入和/或编辑与流体输送方案126有关的各种参数。例如，与流量估计方案140的步骤146和164相关的暂停/终止流量条件或流量差异可在区段270中显示、输入和/或编辑。与流量估计方案140的步骤152和162相关的流量消息/警报产生流量条件或流量差异可在区段272中显示、输入和/或编辑。
图5的设定屏面230可包括：1)滑条232，用于显示/改变呈现在设定屏面230上的被选参数的值；2)调整箭头234，用于提供对呈现在设定屏面230上的被选参数的值的更精细调整；3)一对程序控制/目标流量区段236，以实现显示、输入和/或编辑从动力注射器10的A侧所述输送的造影剂或其它流体的期望流量(一个区段用于两个阶段中的每一个)，和另一程序控制/目标流量区段236，以实现显示、输入和/或编辑从动力注射器10的B侧输送的盐水或其它流体的期望流量(例如，用于图4的流量估计方案140的步骤144)；4)注射体积区段238，用于实现显示、输入和/或编辑要从用于动力注射器10的A侧和B侧每一侧的针筒28注射的期望体积；5)剩余体积指示器264，用于显示用于动力注射器10的A和B侧每一侧的针筒28中剩余的预设体积(projected volume)；6)扫描延迟指示器240，用于显示从注射或流体输送开始倒数的时间，从而操作者可精确地延迟与动力注射器10组合使用的扫描仪；7)压力限制区段242，用于动力注射器10的A侧上的针筒28；8)最大体积指示器244，用于动力注射器10的A和B侧每一侧，该指示器指示相关联针筒28中当前可用的体积，且如果注射或流体输送过程所需的体积超过相关联针筒28中可用的体积，则该指示器可闪烁；9)点滴模式按钮或键246，以接通用于动力注射器10的点滴模式功能(例如，“点滴注射”是被输送给患者的小体积流体(例如，盐水)的低流量注射，以便保持到达患者的流体通路处于畅通状态)；10)一对针筒尺寸指示器248，用于动力注射器10的A和B侧每一侧；11)方案标示符250(例如，标识出正用于操作动力注射器10的注射或流体传输方案)；和12)消息252(例如，用于操作者)。
任何数据输入装置可被用于在图5的设定屏面230上输入期望/要求的信息，诸如键盘、鼠标和/或通过在触摸屏显示器上呈现设定屏面230。设定屏面230上的各种输入构成动力注射器控制逻辑模块124的流体输送方案126和流量估计方案140二者(图3)。将参考图6A-D讨论用于呈现比较性输出(图4的流量估计方案140的步骤160)的各种选项。
进程屏面的各种实施例在图6A-D中显示并代表在执行流体输送方案126期间可呈现在动力注射器图形用户界面11上的屏面。这些进程屏面每一个可用于图1的具有双头构造的动力注射器10的情况，该双头构造利用一对针筒28(一个针筒限定出动力注射器10的A侧，而另一个针筒限定出动力注射器10的B侧)。另外，各种进程屏面每一个构造为用于在动力注射器10的A侧上提供两个阶段，而在动力注射器10的B侧上提供一个阶段。动力注射器10的A和B侧每一侧可使用任何数量的阶段，且进程屏面可被相应地构造。
图6A-D的进程屏面大体显示出当前正被动力注射器10执行的流体输送方案126的执行或注射过程的进程。各种按钮或键可以以任何适当的方式选择/激活，且可被包含在这些进程屏面上，以提供任何适当的功能或功能组合，包括停止按钮312(例如，用于停止动力注射器10的操作，或更具体地停止流体从动力注射器10的输送)。这些进程屏面还包括：1)注射指示器314，用于动力注射器10的A和B侧每一侧，且该指示器可闪烁以指示流体正从相应侧输送；2)剩余体积指示器316，用于动力注射器10的A和B侧每一侧，且该指示器指示相关联针筒28中剩余的体积量；3)用于被动力注射器10的A侧上的流体输送方案126使用的两个阶段中的每一个的程序控制体积指示器320，和用于动力注射器10的B侧上的程序控制体积指示器320，其中，每个程序控制体积指示器320显示用于当前正被动力注射器10执行的流体输送方案126的相应程序控制体积；4)消逝时间指示器322，显示自流体输送方案126开始后经过的时间量；5)扫描延迟指示器324，用于显示从注射开始倒数的时间，从而操作者可精确地延迟与动力注射器10结合使用的扫描仪；和6)压力指示器326，其可显示当前压力和预定压力限制值(垂直线表示预定压力限制值，且水平线表示当前压力)。图6A-D的进程屏面每一个显示与图4的流量估计方案140的程序控制/目标流量(步骤144)和实际/当前流量(步骤156)有关的不同比较性输出。现将讨论由这些进程屏面每一个提供的不同比较性输出。尽管这些比较性输出每一个分开地包含在进程屏面上，但是任何进程屏面上可包括任何数量的比较性输出。
图6A的过程屏面310数字地显示了程序控制/目标流量(图4的流量估计方案140的步骤144)和实际/当前流量(图4的流量估计方案140的步骤156)。更具体地，进程屏面310包括用于被动力注射器10的A侧上的流体输送方案126使用的两个阶段中每一个的程序控制/目标流量指示器318，和用于动力注射器10的B侧的程序控制/目标流量指示器318，其中，每个程序控制/目标流量指示器318显示用于当前正被动力注射器10执行的流体输送方案126的相应程序控制/目标流量(例如，流量估计方案140的步骤160)。
用于被动力注射器10的A侧上的流体输送方案126使用的两个阶段中每一个的实际/当前流量指示器328也被显示，且用于动力注射器10的B侧的实际/当前流量指示器328也被显示，其中，每个实际/当前流量指示器328显示出用于当前正被动力注射器10执行的流体输送方案126的相应实际/当前流量(例如，图4的流量估计方案140的步骤160)。关于流量条件或流量差异的任何适当消息330可显示在进程屏面310上(例如，按照流量估计方案140的步骤162)。该流量条件消息330可具有任何适当的形式(例如，文字；图形；文字和图形)。
图6B的进程屏面310i显示用于被动力注射器10的A侧上的流体输送方案126使用的两个阶段中每一个的差异流量指示器332，和用于动力注射器10的B侧的差异流量指示器332。每个差异流量指示器332显示了用于当前正被动力注射器10执行的流体输送方案126的相应实际/当前流量和相应程序控制/目标流量之间的差(例如，流量估计方案140的步骤160)。正差异流量指示器332可指示相应实际/当前流量比程序控制/目标流量大出所示的数字值(如果实际/当前流量允许超过程序控制/目标流量，则不是这种情况(例如，出于安全原因))，而负差异流量指示器332可指示相应实际/当前流量比程序控制/目标流量小所示的数字值，反之亦然。代表性的流量条件消息330i也可显示在进程屏面310i上(例如，按照图4的流量估计方案140的步骤162)。
图6C的进程屏面310ii显示了用于被动力注射器10的A侧上的流体输送方案126使用的两个阶段中每一个的百分比流量指示器334，和用于动力注射器10的B侧的百分比流量指示器334。每个百分比流量指示器334显示了用于当前正被动力注射器10执行的流体输送方案126(例如，流量估计方案140的步骤160)的、作为程序控制/目标流量的百分数的实际/当前流量。超过100的百分比流量指示器334可指示相应实际/当前流量比程序控制/目标流量大且相差的量是所述数字值与100之间的差(如果实际/当前流量被允许超过程序控制/目标流量，则不是这种情况(例如，出于安全原因))，而小于100的百分比流量指示器334可指示相应实际/当前流量比程序控制/目标流量小且相差的量是所示数字值与100之间的差。代表性的流量条件消息330ii也可显示在进程屏面310ii上(例如，按照图4的流量估计方案140的步骤162)。
图6D的进程屏面310iii图形化地显示了实际/当前流量和程序控制/目标流量二者。更具体地，进程屏面310iii包括用于被动力注射器10的A侧上的流体输送方案126使用的两个阶段中的每一个的流量计336，和用于动力注射器10的B侧的流量计336。每个流量计336包括多个标度338以及程序控制/目标流量指示器340和实际/当前流量指示器342。程序控制/目标流量指示器340可以以任何适当方式设定(例如，按照图4的流量估计方案140的步骤144)，而实际/当前流量指示器342可响应流量中的改变而沿流量计336移动。可使用其它将程序控制/目标流量和相应的实际/当前流量进行图形化比较的方式。代表性的流量条件消息330iii也可显示在进程屏面310iii上(例如，按照图4的流量估计方案140的步骤162)。
已经出于阐释和说明目的进行了本发明上述描述。此外，本说明书并不意图限制将本发明限制到在此披露的形式。因而，与上述教导以及相关领域的技术和知识相适的变体和修改都落入本发明的范围内。以上披露的实施例还意图解释实施本发明的已知最佳形式，且使得按照本发明应用(一个或多个)或使用(一个或多个)，本领域的技术人员在这样的或其它实施例中利用本发明及各变体。所附权利要求意图解释为包含现有技术所允许程度的替换实施例。

Claims (15)

1.一种动力注射器，包括：
动力头；
针筒柱塞驱动器；
图形用户界面；和
控制逻辑模块，该控制逻辑模块被构造为：a)执行医用流体输送方案，其中所述医用流体输送方案包括至少一个阶段，该至少一个阶段构造为以经编程的目标流量传送一经编程的体积的医用流体，且其中所述动力注射器试图在所述至少一个阶段的执行过程中提供所述目标流量；以及b)在所述图形用户界面上显示第一输出，其中，所述第一输出包括所述医用流体输送方案的所述至少一个阶段的所述目标流量和在所述医用流体输送方案的所述至少一个阶段执行期间存在的当前流量之间的数值比较。
2.如权利要求1所述的动力注射器，其中，仅在所述当前流量与所述目标流量相差多于一预定值时，所述第一输出呈现在所述图形用户界面上。
3.如权利要求1所述的动力注射器，其中，所述第一输出在整个所述医用流体输送方案执行过程中呈现在所述图形用户界面上。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的动力注射器，其中，所述第一输出包括所述当前流量的大小和所述目标流量的大小。
5.如权利要求4所述的动力注射器，其中，所述第一输出还包括用于表示所述当前流量的所述大小和所述目标流量的所述大小的每一个的数值。
6.如权利要求1-3中的任一项所述的动力注射器，其中，所述第一输出包括将所述当前流量表示为所述目标流量的百分比。
7.如权利要求1-3中的任一项所述的动力注射器，其中，所述第一输出包括所述当前流量和所述目标流量之间的差异。
8.如权利要求1-3中的任一项所述的动力注射器，其中，所述第一输出表明所述当前流量与所述目标流量如何不同。
9.如权利要求1-3中的任一项所述的动力注射器，还包括：
消息，该消息传达所述当前流量没有遵从所述目标流量。
10.如权利要求1所述的动力注射器，还包括：
数据输入装置，与所述控制逻辑模块操作性地互连。
11.如权利要求10所述的动力注射器，其中，所述控制逻辑模块被构造为存储能通过所述数据输入装置输入的终止条件，其中，所述控制逻辑模块在出现任何所述终止条件时终止所述医用流体输送方案。
12.如权利要求11所述的动力注射器，还包括在所述图形用户界面上的提醒信息，以提醒输入所述终止条件。
13.如权利要求10-12中的任一项所述的动力注射器，还包括在所述图形用户界面上的提醒信息，以提醒输入所述目标流量。
14.如权利要求1-3中的任一项所述的动力注射器，其中，所述控制逻辑模块被构造为，如果所述当前流量低于所述目标流量的预定百分比，则终止所述医用流体传输方案。
15.如权利要求1-3中的任一项所述的动力注射器，其中，所述控制逻辑模块被构造为，如果所述当前流量比所述目标流量小一预定值，则终止所述流体输送方案。
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