CN110770843B - 用于分裂团剂方案生成的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

描述了用于实现分裂团剂注入过程的注入器系统。注入器系统包含处理器和其中具有储存的编程指令的非瞬态储存介质，当由处理器执行时，使注入器系统能够操作为参数生成系统，以用于确定与分裂团剂注入方案相关联的参数，经由分裂团剂注入方案控制由注入器系统进行的造影剂注入。分裂团剂注入方案至少包含加载注入和诊断注入，其中加载注入在诊断注入之前进行，并且其中暂停将加载注入与诊断注入分开。还描述了使用分裂团剂注入技术的患者成像的方法和具有成像装置和上述注入器系统的系统。

Description

用于分裂团剂方案生成的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年6月16日提交的美国临时专利申请No.62/520,728的优先权，其整体内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开的实施例总体上涉及用于流体递送的系统和方法，并且特别地涉及用于使用分裂团剂技术将造影剂递送到患者的系统和方法。
背景技术
基于造影的医疗成像是必不可少的诊断工具，其广泛应用在世界各地的医院和医疗设施中。这样的成像的不期望的副作用是使患者暴露于患者本不会接收到的电离辐射。根据国际原子能机构(IAEA)，与普通胸部x射线中的小于0.lmSv相比，胸部或腹部CT扫描使患者曝露于5至20mSv。不幸的是，降低扫描中的曝露对采集的图像的质量具有不利的效果，其进而可能负面地影响诊断。今年来产生的对曝露于过量x射线辐射的伤害的警觉已经导致对合理可达到的尽可能低(“ALARA”)原则的重大关注，并且已经刺激了对优化医疗成像过程以降低患者对这样有害辐射的曝露的显著关注。
技术人员已知但很少使用的用于降低患者的辐射曝露的技术称为分裂团剂(split bolus)技术。分裂团剂技术是使得能够用单个扫描采集能替代多个采集的技术，其进而降低患者的辐射曝露。本质上，分裂团剂技术用在注入之间发生延迟或暂停的两个或三个分开的造影注入来替代大多数基于造影的医疗成像过程中常见的单个连续注入。因为分开的注入中的每一个在不同时间到达身体的不同部位并由身体的不同部位吸收，分裂团剂注入可以提供不同身体部位的同时增强。如果采集扫描正确定时为与同时增强周期重合，则分裂团剂技术允许进行单个扫描来采集关于身体的多个部位的信息，从而消除了对进行多个扫描来采集该信息的需求。
尽管对降低患者的辐射曝露通常有效，但分裂团剂技术仍被视为利基实践(nichepractice)，通常保留于研究学习和先进执业者，并且不常应用在临床环境中。一个原因是相信开发和实现可以广泛采用的一致且实际的分裂团剂注入方案中的难度。
发明内容
本公开的某些实施例的目标是提供可以用于实现分裂团剂注入过程的系统和方法。系统可以包含参数生成系统，其可以确定包含多个造影注入的分裂团剂方案的参数。
本公开的各方面还可以由以下一个或多个条款表征：
条款1：注入器系统，用于将造影剂注入到患者中，所述注入器系统与要使用成像系统在所述患者上进行的造影增强成像过程有关，所述注入器系统包括：处理器；以及非瞬态储存介质，具有其中储存的编程指令，当由所述处理器执行所述编程指令时，使所述注入器系统能够操作为参数生成系统，所述参数生成系统用于确定与分裂团剂注入方案相关联的参数，经由所述分裂团剂注入方案控制由所述注入器系统进行的所述造影剂的注入，其中所述分裂团剂注入方案至少包含加载注入和诊断注入，其中所述加载注入在所述诊断注入之前进行，并且其中暂停将所述加载注入与所述诊断注入分开，并且其中所述注入器系统配置为根据由所述参数生成系统确定的参数进行所述加载注入和所述诊断注入。
条款2：如条款1所述的注入器系统，其中所述参数生成系统确定以下中的一个或多个：所述加载注入期间要注入的所述造影剂的体积，所述加载注入期间要注入的所述造影剂的流率，所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的体积，以及所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的流率。
条款3：如条款2所述的注入器系统，其中所述参数生成系统确定所述加载注入期间要注入的所述造影剂的体积，所述加载注入期间要注入的所述造影剂的流率，所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的体积，以及所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的流率。
条款4：如条款1-3中任一项所述的注入器系统，其中所述分裂团剂注入方案包含第二加载注入，并且所述参数生成系统确定在所述第二加载注入期间要注入的所述造影剂的体积和在所述第二加载注入期间要注入的所述造影剂的流率中的至少一者。
条款5：如条款2所述的注入器系统，其中所述分裂团剂注入方案包含第二加载注入，并且所述参数生成系统确定在所述第二加载注入期间要注入的所述造影剂的体积和在所述第二加载注入期间要注入的所述造影剂的流率中的至少一者。
条款6：如条款1-5中任一项所述的注入器系统，还包括图形用户界面，所述图形用户界面配置为显示由所述参数生成系统确定的所述参数。
条款7：如条款6所述的注入器系统，其中所述图形用户界面配置为显示所述加载注入期间要注入的所述造影剂的体积，所述加载注入期间要注入的所述造影剂的流率，所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的体积，以及所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的流率。
条款8：如条款1-7中任一项所述的注入器系统，其中所述参数生成系统至少部分地基于所述造影剂的浓度并至少部分地基于函数X确定所述加载注入期间要注入的所述造影剂的体积和所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的体积，函数X具有取决于患者的体重而不同的值。
条款9：如条款8所述的注入器系统，还包括输入装置，所述输入装置用于将所述造影剂的浓度和所述患者的体重输入到所述参数生成系统中。
条款10：如条款8所述的注入器系统，其中使用方程V＝体重×X×Y各自独立地计算所述加载注入期间要注入的所述造影剂的体积和所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的体积，其中Y是所述造影剂的浓度的函数，并且其中X可以在所述加载注入与所述诊断注入之间不同。
条款11：如条款10所述的注入器系统，其中由算法对特定患者的体重确定X，所述算法中X被计算为体重的函数。
条款12：如条款10所述的注入器系统，其中由表格对特定患者的体重确定X，其中X提出为体重的函数。
条款13：如条款1-12中任一项所述的注入器系统，其中所述注入器系统配置为在所述诊断注入之后将定时信号发送到所述成像系统。
条款14：使用分裂团剂注入技术的患者成像的方法，所述方法包括：由参数生成系统确定加载注入和诊断注入的参数，其中所述加载注入和所述诊断注入中的每一者包括一定体积的造影剂；由注入器系统进行所述加载注入，从而将所述加载注入递送到患者；由所述注入器系统进行所述诊断注入，从而将所述诊断注入递送到所述患者，其中在所述加载注入与所述诊断注入之间发生预定时间周期的暂停；从所述注入器系统向成像系统发送定时信号，所述定时信号指示所述诊断注入已经完成；以及响应于接收所述定时信号，由所述成像系统进行所述患者的成像过程。
条款15：如条款14所述的方法，其中所述参数生成系统确定以下中的一个或多个：所述加载注入期间要注入的所述造影剂的体积，所述加载注入期间要注入的所述造影剂的流率，所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的体积，以及所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的流率。
条款16：如条款15所述的方法，其中所述参数生成系统确定所述加载注入期间要注入的所述造影剂的体积，所述加载注入期间要注入的所述造影剂的流率，所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的体积，以及所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的流率。
条款17：如条款14-16中任一项所述的方法，还包括：由所述参数生成系统确定在第二加载注入期间要注入的所述造影剂的体积和在所述第二加载注入期间要注入的所述造影剂的流率中的至少一者的参数。
条款18：如条款14-17中任一项所述的方法，还包括：在图形用户界面上显示由所述参数生成系统确定的所述参数。
条款19：如条款18所述的方法，其中所述图形用户界面显示所述加载注入期间要注入的所述造影剂的体积，所述加载注入期间要注入的所述造影剂的流率，所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的体积，以及所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的流率。
条款20：如条款14-19中任一项所述的方法，其中所述参数生成系统至少部分地基于所述造影剂的浓度并至少部分地基于函数X确定所述加载注入期间要注入的所述造影剂的体积和所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的体积，所述函数X具有取决于患者的体重而不同的值。
条款21：如条款20所述的方法，其中经由输入装置输入所述造影剂的浓度和所述患者的体重。
条款22：如条款20所述的方法，其中使用方程V＝体重×X×Y各自独立地计算所述加载注入期间要注入的所述造影剂的体积和所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的体积，其中Y是所述造影剂的浓度的函数，并且其中X可以在所述加载注入与所述诊断注入之间不同。
条款23：如条款22所述方法，其中由算法对特定患者的体重确定X，所述算法中X被计算为体重的函数。
条款24：如条款22所述方法，其中由表格对特定患者的体重确定X，其中X提出为体重的函数。
条款25：用于患者成像的系统，所述系统包括：成像系统；以及如条款1-13中任一项所述的注入器系统，其中所述注入器系统与所述成像系统通信。
附图说明
图1图示了也在图1中示出的双针筒注入器系统中所使用的类型的多阶段图形用户界面(GUI)的实施例，以陈列用于包括多个阶段的注入方案的参数；
图2图示了根据本发明的一个非限制性实施例的患者成像环境；
图3图示了根据本发明的一个非限制性实施例的图形用户界面；
图4图示了根据本发明的一个非限制性实施例的模拟增强曲线的集合；并且
图5是用于使用分裂团剂注入技术的患者成像方法的方法的非限制性实施例的流程图。
具体实施方式
出于后文描述的目的，空间取向术语应如其在附图中取向与实施例关联。然而，应理解本公开的各种实施例可以采取替代变体和步骤顺序，除非明确另有指明。还应理解，附图中所图示和以下说明书中所描述的具体装置和过程仅为示例性。因此，与本文所公开的实施例有关的具体尺寸和其他物理特性不认为是限制性的。
如本说明书中所使用的，单数形式“个”、“一个”以及“该”包含复数指代物，除非上下文明确另有指明。
除非另有指明，本文中所公开的全部范围或比例应理解为涵盖落入其中的任意和全部子范围或子比例。例如，表述为“1至10”的范围或比例应视为包含最小值1与最大值10之间(并且包含)的任意和全部子范围；即，最小值1或更大开始且以最大值10或更小终止的全部子范围或子比例，诸如但不限于1至6.1，3.5至7.8，以及5.5至10。
本文中所引用的全部文档，诸如但不限于颁布的专利和专利申请认为是以其整体“通过引用并入”，除非另有指明。
如本文关于注入过程所使用，术语“方案”是指参数的组，诸如流率、流体积、流持续时间等，其定义流体递送过程期间要递送到患者的(多种)流体的量，诸如造影剂(contrast agent)或冲洗(flush)流体。这样的参数可以在过程进行期间改变。
作为本公开的主题的方案(本文中可以称为“分裂团剂方案”)限定在分裂团剂注入过程期间要递送的流体的量。分裂团剂方案采用分裂团剂技术，其中造影剂的递送被分为多个(例如，两个、三个或四个)离散的造影注入，多个离散的造影注入中的每一者至少包含造影团剂的递送，并且还可以包含例如一定量的冲洗流体或稀释剂。造影注入可以由暂停或延迟周期彼此分开，其中不发生流体递送，或至少不递送造影剂。暂停周期可以具有可变持续时间或其可以具有不变持续时间。例如，每个注入之间的延迟可以是相同的或其可以变化。
根据本公开的分裂团剂方案可以例如包含两个、三个、四个或更多个离散的造影注入。最终的这样的造影注入(其可以称为“诊断注入”)可以提供用于动脉相增强或第一通过成像(first pass imaging)的造影团剂。诊断注入之前的一个或多个造影注入在本文中可以称为“加载注入”。加载注入可以提供造影的一个或多个团剂，其足以确保造影恰当地载入到患者中。根据本公开的分裂团剂方案还可以包含测试注入，其发生在上述造影注入之前。可以用来例如测试导管放置的测试注入是可选的，并且出于本公开的目的，不认为是分裂团剂方案的“造影注入”之一。
作为示例，根据本公开的分裂团剂方案可以包含两个加载注入和一个诊断注入，总共三个离散的造影注入。第一加载注入可以提供第一加载团剂，其主要用于用造影剂加载患者的身体组织或肾脏、输尿管和/或膀胱。可以选择该第一加载注入的参数(包含造影的体积、造影流率以及第一加载注入之后的暂停周期的长度)，以允许通过该注入递送的造影剂被从血流中吸收并扩散到组织中以用于实质性(parenchymal)成像，或者取决于延迟的长度，在排泄系统中处理和收集。第二加载注入可以提供第二加载团剂，其主要专注于静脉系统。例如，可以选择第二加载注入的参数，以创建造影剂在血池中的接近均匀的分布，其中静脉和动脉侧具有等量的造影剂。该第二加载注入之后的暂停周期可以足以允许造影剂再循环通过静脉→心脏→肺→心脏→动脉的路径多次，但不会长到使显著量的造影剂离开血池。该第二加载注入的目标可以是在关注动脉结构的后续扫描采集(诊断注入之后)期间能够进行整个血管系统的成像。该技术在尿路照相术和创伤成像中可以展示特别用途。可以在第二加载注入之后的诊断注入可以提供诊断团剂，其主要起到将关注的身体区域的增强水平提高至阈值的作用，从而诊断注入之后的扫描器采集是有效的。
每个造影注入(例如，每个加载注入和诊断注入)可以包含多于一个阶段，诸如两个阶段，其中，在第一阶段中，递送造影团剂，并且在第二阶段中，递送冲洗流体，诸如生理盐水。通常，第二阶段紧随第一阶段。紧随递送造影团剂施用冲洗流体出于若干目的，如本领域已知，包含帮助冲洗或推动造影团剂通过患者并帮助排净残余造影剂的导管线。例如，加载注入可以包含第一阶段和第二阶段，其中第一阶段在设定的流率下以设定的持续时间注入一定量的造影剂，一经完成造影剂的注入，在第二阶段中在设定的流率下以设定的持续时间注入一定量的生理盐水。在一些非限制性实施例中，加载注入被视为一经生理盐水阶段的完结而完成，并且暂停周期在例如下一加载注入或诊断注入之前发生。例如，在完成加载注入之后，可以存在暂停，随后是诊断注入的第一阶段，第一阶段期间在设定的流率下以设定的持续时间注入一定量的造影剂，随后立即是诊断注入的第二阶段，其中在设定的流率下以设定的持续时间注入一定量的生理盐水。
在本公开的若干实施例中，使用了注入器系统，诸如图1中所示的双针筒注入器系统100，以及例如美国专利No.6,643,537和美国专利No.7,553,294中所公开的，两者都通过引用并入本文。注入器系统100可以包含两个流体递送源，本文中有时称为源“A”和源“B”，其可以为针筒的形式，针筒可操作以将第一流体和/或第二流体独立地引入到患者。在一些非限制性实施例中，第一流体可以是造影剂且第二流体可以是冲洗流体(诸如生理盐水)。第一和/或第二流体可以被例如同时递送、同时以彼此不同体积流比例递送，或顺序地或彼此接续地递送(即，A然后B，或B然后A)。
在图1的实施例中，源A与诸如驱动构件110A的加压机构可操作连接，并且源B与诸如驱动构件110B的加压机构可操作连接。注入器系统包含控制器200，控制器200与注入器系统100可操作连接，注入器系统100可操作为控制驱动构件110A和110B的操作，从而分别控制流体A(例如，造影剂)从源A的注入和流体B(例如，生理盐水)从源B的注入。注入器系统可以例如具有与之关联的显示器210，在显示器210上显示图形用户界面(GUI)。控制器200还可以包含与存储器230可操作连接的处理器220(例如，如本领域已知的数字微处理器)。
在本公开的一些非限制性实施例中，也可以使用成像系统300，如图2中所示。成像系统300可以例如为CT系统、磁共振成像(MRI)系统、超声成像系统、正电子发射断层扫描(PET)系统或另一成像系统。成像系统300可以包含成像器301，其通常相对于患者床304移动。成像系统300的一个示例是CT系统，其包含CT扫描器，CT扫描器用来自X射线源的X射线轰击对象。从X射线源发射的X射线以不同比率通过对象的组织、器官和结构(其一些被这样的组织、器官和结构吸收)，这取决于X射线通过的物质的密度和类型，包括在组织和/或器官中存在(或不存在)造影剂。设置在环内的传感器检测通过对象的辐射的量。注入器系统100和/或输入装置302(诸如计算机(其可以包含显示器210))可以与成像系统300可通信连接，从而在其间传输信号，并且可以集成注入器系统100、输入装置302和成像系统300中的一个、多个或全部组件。注入器系统100、输入装置302和成像系统300之间的通信可以通过有线或无线网络连接，诸如内联网、LAN、WAN或互联网连接。
在一个非限制性实施例中，注入器系统100将定时信号传输到成像系统300，指示已经完成一个或多个注入。成像系统300可以使用该定时信号来确定开始图像采集扫描的恰当时间。在根据本公开的使用分裂团剂技术的一些非限制性实施例中，定时信号可以仅在完成诊断注入之后被从注入器系统100传输到成像系统300，而在分裂团剂方案的任何其他注入(包含加载注入)之后不传输这样的定时信号。
在本公开的一些非限制性实施例中，由参数生成系统确定分裂团剂方案的参数(诸如分裂团剂方案的造影注入中的一个或多个的参数)。参数生成系统可以与注入器系统100和/或成像系统300集成，或其可以是诸如通过上述通信手段与注入器系统100和/或成像系统300通信的一个或多个分开的系统的一部分。参数生成系统可以是编程指令或算法形式的软件，存留在非瞬态计算机可读储存介质中，非瞬态计算机可读储存介质存留在注入器系统100和/或成像系统300中或可由之访问。当由处理器执行时，编程指令可以使注入器系统100和/或成像系统300能够操作为参数生成系统并进行本文中所描述的操作。参数生成系统可以基于某些信息确定根据本公开的分裂团剂方案的参数，所述信息包含例如造影剂浓度(例如，CT过程情况下的碘浓度)，患者数据(例如，体重、关注的身体部位或腔、身体重量指数、身体表面积、身高、性别、年龄、心输出量等)，正在进行的扫描的类型，插入患者中用于血管内接入的导管类型，出于施加上述分裂团剂技术而将造影注入分成的注入的数目，以及可以发生在造影注入之间的任意暂停周期的长度。
例如，分裂团剂方案可以包含一同构成分裂团剂注入过程的多个造影注入(例如，加载团剂、诊断团剂)中的每一个的参数(例如，造影剂流率、注入持续时间和/或造影剂的体积)。根据本公开，参数生成系统可以配置为在一次通过计算中基于配置和输入值计算分裂团剂方案的造影注入中的每一个的参数。例如，参数生成系统可以通过一次通过计算为分裂团剂注入过程确定注入参数，包含注入体积、注入流率、注入持续时间，以及注入之间的暂停，分裂团剂注入过程包含一个或多个(诸如两个)加载注入和一个或多个(诸如一个)诊断注入。
已经认识到，不同患者具有不同剂量要求。例如，属于本公开的所有者的美国专利No.5,840,026和No.6,385,483(其公开通过引用并入本文)公开了使用在注入之前或注入期间推导的患者具体数据定制对患者的注入的装置和方法。同样，属于本公开所有者的美国专利No.8,295,914(其公开通过引用并入本文)也公开了使用患者具体数据定制对患者的注入，并且提出了若干模型以描述给定输入或方案的时间增强输出。此外，属于本公开所有者的美国专利No.9,302,044(其公开通过引用并入本文)公开了基于患者的医疗注入方案的参数生成系统。这些引用文档中每一个所讨论的技术在本公开中可以是用的，以确定例如应在分裂团剂注入过程期间注入的造影剂的量和/或冲洗流体的量。然而，应注意到，这些公开没有应用本文中所讨论的与分裂团剂方案有关的技术。
因为当使用分裂团剂技术时，分裂团剂方案中的流率、体积和造影注入之间的暂停持续时间的最优集合对注入器的操作者不是容易得知的，本公开通过提供对正在进行的类型的过程有效的分裂团剂方案减轻操作者的任务。这样的方案可以使用上述信息建立，诸如关于注入自身的信息(诸如碘的浓度和/或导管规格)，关于患者的信息(诸如患者体重、身高、身体重量指数或性别)，关于扫描器的信息(诸如要使用的管电压)，以及可能可用的其他信息。该信息可以从例如医院信息系统(HIS)、放射科信息系统(RIS)，或成像设施内的或对成像设施可用的另一信息源接收。该信息还可以由操作者通过输入装置输入，诸如与注入器系统100、成像系统300和/或参数生成系统相关联的输入装置302。
作为确定分裂团剂方案的参数的该过程的一部分，操作者可以例如选择要递送到患者中的造影剂的浓度(例如，CT过程中的碘的浓度)。该选择可以例如通过选择机制进行，诸如图形用户界面上的下拉菜单或为操作者提供可用选项的其他机制。该选择还可以通过在图形用户界面上或使用键盘、鼠标或其他输入机制(包含可以与输入装置302相关联的输入机制)直接输入数值进行。浓度值还可以从另一系统被传输到参数生成系统，诸如HIS或RIS。临床操作者还可以选择插入到该特定患者中的导管的规格。可以输入导管尺寸，从而在后续步骤中，当确定体积流率时，可以计算(例如，经由计算机程序)在可丢弃流体路径套件中要产生的压头。替代地，可以提供一个或多个传感器，以感测导管尺寸并将该信息提供到注入器系统。
操作者还可以例如被提示输入分裂团剂注入过程中要包含的造影注入的数目和类型的指示。例如，过程可以包含两个加载团剂，以及诊断团剂。该信息以及其他本文中所参考的信息可以提供例如对与注入器系统100、成像系统300和/或参数生成系统相关联的输入装置302的输入接收，诸如以直接文本输入或从下拉菜单或其他机制选择的形式，或来自另一源，诸如上述那些(例如，HIS，RIS)。如果过程包含测试注入，则参数生成系统可以接收测试注入的体积的值(例如，ml)和持续时间(例如，秒)，参数生成系统可以从之确定测试注入的流率(ml/秒)。
操作者可以例如还被提示输入其他变量的值(例如，患者生理变量，诸如患者的体重、身高、身体重量指数、性别等)。对此的实施例或实现方式的示例是在用户界面上提供键盘，操作者可以向其输入以磅或千克计的患者的体重。在另一实施例中，操作者从低、中和高范围中选择体重范围。这样的变量还可以由与系统相关联的一个或多个感测装置测量和/或从可以保存在医院数据库中的患者记录电子地或数字地读取。
可变体重因数(mg造影/体重kg)可以用于确定分裂团剂注入过程的若干造影注入中的每一个的患者的造影的剂量(例如，碘的剂量)(例如，每个加载注入中的造影的剂量和诊断注入中的造影的剂量)。这些体重因数可以取决于注入的类型和目的而变化。例如，加载团剂的体重因数可以不同于诊断团剂的体重因数。第一加载团剂的体重因数还可以从第二加载团剂的体重因数变化。替代地，造影注入中的每一个的体重因数可以是相同的。在一些非限制性实施例中，可以在配置时通过运行到达患者体质(例如，尺寸)的范围中的关注的身体部位的增强水平的模拟(诸如大量模拟)确定体重因数，并且应用优化(诸如试探优化)来确定在分裂团剂注入过程的若干造影注入中的每一个应递送造影剂的什么分量和总量，以及确定扫描定时。
本发明的参数生成系统还可以接收一个或多个边界条件，其示例是流率限制，其指示患者应经受的最大流率。这些边界条件可以由参数生成系统储存并充当检查，以确保任意计算的和/或输入的值不超过特定患者和/或过程的推荐限制。在若干实施例中，先前研究的公布结果可以用于提供本公开的剂量缩放的边界条件。
参数生成系统还可以接收期望造影注入中的一个或多个的持续时间(例如，每个注入的长度，以秒计)。每个造影注入的期望持续时间可以与患者体重和上述体重因数一起使用，以确定该特定造影注入的造影递送速率，其可以表达为每单位时间造影的体积(例如，mgI/秒)。从造影递送速率(例如，mgI/秒)和关于造影浓度(例如，mgI/ml)的信息，参数生成系统可以确定要对造影注入中的一个或多个使用的造影的流率(例如，ml/秒)。例如，使用患者体重，参数生成系统可以诸如通过参考含有每个造影注入的作为体重的函数的体重因数的查找表格为每个加载注入和诊断注入确定恰当体重因数。从每个注入的该体重因数、造影浓度以及期望持续时间，参数生成系统可以确定足以在每个造影注入(例如，每个加载注入和诊断注入)中递送恰当造影的体积的流率(例如，ml/秒)。该计算的流率可以与边界条件比较，以确保不超出边界条件。替代地，参数生成系统可以接收期望流率值，并且从该信息连同患者体重和体重因数，确定每个造影注入的注入持续时间。作为进一步示例，每个造影注入期间要注入的造影剂的体积可以使用以下方程计算：V＝体重×X×Y，其中Y是造影剂的浓度的函数，X是体重因数，其可以在加载注入与诊断注入之间不同，并且V是造影剂的体积。
除造影阶段、冲洗阶段之外，就任何造影注入而言，参数生成系统还可以接收关于冲洗体积、冲洗持续时间和/或冲洗流率的信息。例如，参数生成系统可以为每个造影注入接收冲洗流体的总量和冲洗流体的流率。参数生成系统可以使用该信息来开发分裂团剂注入过程的造影注入中的一个或多个的第二阶段的方案参数。在一个非限制性实施例中，冲洗流体、冲洗体积和冲洗流率可以对每个造影注入相同，并且在该实施例中，参数生成系统仅需接收冲洗参数的一个集合，其可以然后被应用于每个造影注入。在另一非限制性实施例中，冲洗体积可以在造影注入之间变化，而冲洗流率保持相同。例如，(多个)加载团剂可以具有比诊断团剂更大的冲洗体积，或诊断团剂可以具有比加载团剂更大的冲洗体积。
参数生成系统还可以接收暂停、或延迟、连续造影注入之间的周期的值。例如，作为来自操作者的输入，参数生成系统可以接收以秒计的第一加载注入结束与第二加载注入开始之间的和/或第一或第二加载注入结束与诊断注入开始之间的暂停的长度的值。如果不提供这样的值，则参数生成系统可以应用默认值，诸如90秒。此外，在一些非限制性实施例中，参数生成系统可以配置为包含开始持续时间阈值，其可以是造影注入之间的暂停的最大值。该开始持续时间阈值可以是例如90秒，并且可以保护免受操作者没有指定暂停的值或无意地指定不合理地长的值的情况的影响。例如，在输入的暂停值超出开始持续时间阈值时，注入器系统100可以覆写输入的暂停值，并且在开始持续时间阈值的完结时自动开始下一注入。
在一些非限制性实施例中，造影注入中的一个或多个可以由注入器系统100的操作者手动发起。在这样的情况下，操作者可以被一个或多个提醒提示发起造影注入的时间将到来。例如，视觉和/或听觉消息可以下达指示应例如在10秒、5秒、1秒后或立即发起加载或诊断造影注入。操作者可以被提示以指定每次提醒显示的文本以及提醒的名称，或系统可以选择默认文本和/或名称。提示可以出现在显示器(诸如与输入装置302相关联的显示器)上。
一经确定分裂团剂方案，参数生成系统可以在与输入装置302相关联的图形用户界面上填充其某些参数。图3提供示例性图形用户界面400，其已经填充有分裂团剂方案的细节。该图形用户界面400还可以用于输入信息到输入装置302。
如图3中所示，患者的体重、年龄、身高和性别是已知的并被填充在图形用户界面400的恰当区域中。该信息可以已经手动输入或一个或多个数据源填充，如上所述。替代地，图形用户界面400可以包含下拉菜单，操作者可以从下拉菜单通过例如姓名或患者ID选择患者，并且一经进行这样的选择，体重、年龄、身高和性别可以被从关于储存在数据库中的所选择的患者信息填充。图3还显示了关于造影剂的浓度的信息，表达为mgI/ml的形式。在该实施例中，浓度被操作者使用下拉菜单直接输入到图形用户界面400中。图3还显示就流率(以ml/秒计)和体积(以ml计)而言的分裂团剂方案的造影注入参数。该示例性分裂团剂方案包含第一造影注入，其具有第一阶段，其中100ml的造影在4ml/秒的速率以25秒的总持续时间被注入，之后是第二阶段，其中40ml的生理盐水在4ml/秒的速率下以10秒的总持续时间注入。过程还包含开始第二造影注入之前的35秒的暂停。第二造影注入具有第一阶段，其中40ml的造影被在4ml/秒的速率下以10秒的总持续时间注入，之后是第二阶段，其中40ml的生理盐水在4ml/秒的速率下以10秒的总持续时间被注入。如图3中所示，在此实施例中，扫描器的管电压设定为120kVp，虽然管电压的其他选项也是可用的。
此外，在图3中所示的实施例中，扫描定时设定为100秒的延迟，并且扫描持续时间设定为10秒。该实施例中的扫描延迟是从造影注入过程的发起(即，在开始第一造影注入的第一阶段之前)至扫描过程的开始的时间。扫描延迟的长度典型地选择为允许足够时间使造影传播通过身体并被关注区域吸收，如本领域技术人员阅读本公开时将理解的。
图4表示通过图3中所示的分裂团剂注入方案生成的模拟增强曲线的集合。图4中的曲线追踪作为相对于造影注入定时的时间的函数的各关注区域(例如，胃/脾/胰腺、降主动脉、肝和门静脉)中的增强。图4中还提供了造影注入和扫描窗口的时间线。如图4中所见，应用图3的分裂团剂方案提供关注区域中的每一个中的多个增强峰。第一造影注入(例如，在4ml/秒的流率下100ml)充当加载团剂，以将造影加载到患者。第二造影注入(例如，在4ml/秒流率下40ml)充当诊断团剂，并且进一步将增强从加载水平提高到对动脉相增强有效的水平。选择扫描窗口，以与多个关注部位中的增强值同时在阈值水平(其在此情况为150HU)以上时的时间点重合。通过使用分裂团剂技术，定时为与同时增强周期(例如，100-110秒)重合的单个扫描定允许操作者通过单个扫描同时地捕捉若干关注区域的诊断图像。
参考图5，图5是使用分裂团剂注入技术的患者成像方法500的非限制性实施例的流程图。方法可以包含确定加载注入和诊断注入的参数的步骤501。该步骤501可以通过参数生成系统进行，如上所述。方法还可以包含进行加载注入的步骤503，从而根据步骤501中确定的参数将与加载注入相关联的造影剂和/或冲洗流体递送到患者。可以由注入器系统100进行步骤503。如上所述，暂停周期可以在步骤503之后并在步骤505之前，其涉及根据步骤501中确定的参数将与诊断注入相关联的造影剂和/或冲洗流体递送到患者。步骤505也可以注入器系统100由进行。在完成步骤505之后，注入器系统100可以进行步骤507，其涉及将定时信号发送到成像系统300，指示诊断注入已经完成。在步骤509中，成像系统300可以响应于接收定时信号进行患者的成像过程。
尽管已经结合以上实施例和/或示例详细描述了本发明，但是应该理解，这样的细节是说明性的而非限制性的，并且本领域技术人员可以在不脱离本发明的前提下做出变化。本发明的范围由所附权利要求书而不是前述说明书指示。落入权利要求的等同含义和范围之内的所有改变和变化均应包含在它们的范围之内。

Claims (12)

1.注入器系统，用于将造影剂注入到患者中，所述注入器系统与要使用成像系统在所述患者上进行的造影增强成像过程有关，所述注入器系统包括：
处理器；以及
非瞬态储存介质，具有其中储存的编程指令，当由所述处理器执行所述编程指令时，使所述注入器系统能够操作为参数生成系统，所述参数生成系统用于确定与分裂团剂注入方案相关联的参数，经由所述分裂团剂注入方案控制由所述注入器系统进行的所述造影剂的注入，
其中所述分裂团剂注入方案至少包含加载注入和诊断注入，其中所述加载注入在所述诊断注入之前进行，并且其中暂停将所述加载注入与所述诊断注入分开，其中，确定与分裂团剂注入方案相关的参数包括：通过优化一个或多个关注的身体区域中达到的增强水平的模拟、确定加载注入期间要注入的造影剂体积、诊断注入期间要注入的造影剂体积以及将加载注入与诊断注入分开的暂停，并且
其中所述注入器系统配置为根据由所述参数生成系统确定的参数进行所述加载注入和所述诊断注入。
2.如权利要求1所述的注入器系统，其中所述参数生成系统还确定以下中的一个或多个：所述加载注入期间要注入的所述造影剂的流率以及所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的流率。
3.如权利要求1所述的注入器系统，其中所述分裂团剂注入方案包含第二加载注入，并且所述参数生成系统确定在所述第二加载注入期间要注入的所述造影剂的体积和在所述第二加载注入期间要注入的所述造影剂的流率中的至少一者。
4.如权利要求1所述的注入器系统，还包括图形用户界面，所述图形用户界面配置为显示由所述参数生成系统确定的所述参数。
5.如权利要求4所述的注入器系统，其中所述图形用户界面配置为显示所述加载注入期间要注入的所述造影剂的体积，所述加载注入期间要注入的所述造影剂的流率，所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的体积，以及所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的流率。
6.如权利要求1所述的注入器系统，其中所述参数生成系统至少部分地基于所述造影剂的浓度并至少部分地基于函数X确定所述加载注入期间要注入的所述造影剂的所述体积和所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的所述体积，所述函数X具有取决于患者的体重而不同的值。
7.如权利要求6所述的注入器系统，还包括输入装置，所述输入装置用于将所述造影剂的浓度和所述患者的体重输入到所述参数生成系统中。
8.如权利要求6所述的注入器系统，其中使用方程V＝体重×X×Y各自独立地计算所述加载注入期间要注入的所述造影剂的体积和所述诊断注入期间要注入的所述造影剂的体积，其中Y是所述造影剂的浓度的函数，并且其中X可以在所述加载注入与所述诊断注入之间不同。
9.如权利要求8所述的注入器系统，其中由算法对特定患者的体重确定X，所述算法中X被计算为体重的函数。
10.如权利要求8所述的注入器系统，其中由表格对特定患者的体重确定X，其中X提出为体重的函数。
11.如权利要求1所述的注入器系统，其中所述注入器系统配置为在所述诊断注入之后将定时信号发送到所述成像系统。
12.用于患者成像的系统，所述系统包括：
成像系统；以及
如权利要求1-11中任一项所述的注入器系统，其中所述注入器系统与所述成像系统通信。
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