CN110809482A - 流体注入器系统体积补偿系统和方法 - Google Patents

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Abstract

描述了在注入过程期间校正由流体注入器递送的流体的体积的系统和方法。该方法包括确定和补偿与流体注入器系统的柔度相关联的体积因数，以及通过以下方式之一来校正的体积：对驱动构件在流体储器中行进的距离进行过驱动，对驱动构件在流体储器中行进的距离进行不足驱动，或者延长或缩短流体递送时间。

Description

流体注入器系统体积补偿系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年8月31日提交的标题为“Fluid Injector System VolumeCompensation System and Method”的美国临时申请No.62/552,430的优先权，其公开内容全部并入本文中。
技术领域
本公开总体上涉及校准诸如医疗流体注入器之类的流体注入器的系统和方法，并且还涉及在注入过程期间补偿流体的过度递送或不足递送的系统和方法。
背景技术
在许多医疗诊断和治疗过程中，医疗从业者(诸如内科医师)对患者注入一种或多种医疗流体。近年来，已经开发了用于流体(诸如造影溶液(通常简称为“造影”)、冲洗剂(诸如生理盐水)，以及其他医疗流体)的加压注入的具有注入器致动的针筒和流体注入器的若干医疗流体递送系统，以用于诸如血管造影、计算机断层扫描(CT)、超声、磁共振成象(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)，以及其他成像过程的过程中。总体上，这些流体递送系统被设计为以预期流率递送预设量的流体。
向患者递送的流体的实际流率(或递送体积)的目标是尽可能接近预期流率(或预期体积)。然而，流体递送系统的实际性能是关于流体递送系统的整体阻抗、柔度和容度的许多因素的函数。在某些递送过程中，流体递送系统的阻抗、柔度和容度可能导致与预期流率相比流体流的过度流率或不足流率(或体积递送过度或不足)。
因此，现有方法无法解决由于系统的阻抗、柔度和/或容度而导致的流体的递送不足或递送过度。因此，少于最佳的注入团剂可能导致和/或流体递送系统的操作可能导致相对较大量的被浪费的流体、和/或向患者递送的流体不足。
因此，本领域需要改善流体注入器的校准，以更好地确保以预期流率向患者递送预期体积的流体。还需要改善的校准流体注入器的系统和方法，以及在递送的流体流率和体积方面表征流体递送系统的性能且将预期性能与实际性能关联的系统和方法。
发明内容
在本公开的一些示例中，公开了在注入过程中校准向患者递送的流体的体积的改善的系统和方法。在根据本公开的示例中，公开了校正由于阻抗、柔度、和/或容度而造成向患者递送的流体的体积的不精确性的方法。该系统和方法解决了递送的流体体积中的错误的根源。在某些实施例中，本系统和方法可以施加到包括旋塞阀或其他截止部件的流体注入器以在注入方案期间将加压流体填充的注入器与患者隔离。
在根据本公开的示例中，提出了系统和方法，该系统和方法允许由于注入器系统(例如注入器部部件、可丢弃部件、针筒等)中的阻抗、柔度和/或容度而引起的误差源，并且基于此预测过度递送或递送不足的体积。
根据第一实施例，本公开提供在使用一个或多个流体储器注入过程期间校正由流体注入器系统递送的流体的体积的方法。该方法可以包括：确定流体注入器系统的至少一个流体储器中的第一流体的流体体积；确定要注入的第一编程体积的第一流体的压力；根据等式(1)，为以下中的至少一个确定系统体积柔度：至少一个流体储器、与至少一个流体储器相关联的一个或多个流体注入器机械部件，以及一个或多个管路系统部件：
C1＝A1·V1+B1·P1+O1 (1)
根据等式(2)，预测至少一个流体储器中的流体的体积柔度因数，
VC1＝PV1+C1 (2)
以及通过以下方式之一补偿体积柔度因数以递送编程流体体积：对驱动构件在至少一个流体储器中行进的距离过驱动；对驱动构件在至少一个流体储器中行进的距离不足驱动；增加至少一个流体储器中流体的递送时间；以及减少至少一个流体储器中流体的递送时间。参考等式(1)，C1是至少一个流体储器的系统体积柔度，A1是至少一个流体储器的位置标量，V1是至少一个流体储器的可用体积，B1是至少一个流体储器的压力常数，P1是至少一个流体储器内的流体的压力，并且O1是至少一个流体储器的补偿因数。参考等式(2)，VC1是至少一个流体储器中的流体的体积柔度因数，PV1是第一流体的编程体积，并且C1是至少一个流体储器中的系统体积柔度。
根据具体实施例，根据等式(3)确定等式(1)的系统柔度体积如下：
z-1＝c·y0.5+b/x0.5+a (3)
其中z是系统体积柔度(C)，c是位置标量(A)，y是至少一个流体储器中的可用体积(V1)，b是压力常数(B)，x是至少一个流体储器内流体的压力(P1)，并且a是补偿因数(O)。在具体的实施例中，a的值在0.112至0.115的范围内，b的值在10.35至10.45的范围内，并且c的值在-0.01465至-0.01495的范围内。在具体的实施例中，c＝-0.014863432、b＝10.39086、和a＝0.11422056。
在根据本公开的示例中，公开的方法可以储存在由处理器控制的存储器上并且每当发起注入方案时就自动执行。根据其他示例，该方法可以在用户的提示时执行。
根据另一个实施例，所述本公开提供了能够执行任意本文中所描述的各种方法的流体递送系统。在某些实施例中，所述流体递送系统包括：流体注入器；至少一个第一流体储器，配置为含有第一流体；至少一个第一驱动构件，配置为从至少一个第一流体储器驱动流体；以及控制器，与至少一个第一驱动构件可操作连通。
在各种实施例中，该控制器包括含有指令的计算机可读存储器，该指令在由控制器执行时使得控制器：确定流体注入器系统的至少一个流体储器中的第一流体的流体体积；确定要注入的第一编程体积的第一流体的压力；根据等式(1)，为以下中的至少一个确定系统体积柔度：至少一个流体储器、与至少一个流体储器相关联的一个或多个流体注入器机械部件，以及一个或多个管路系统部件：
C1＝A1·V1+B1·P1+O1 (1)
其中C1是至少一个流体储器的系统体积柔度，A1是至少一个流体储器的位置标量，V1是至少一个流体储器的可用体积，B1是至少一个流体储器的压力常数，P1是至少一个流体储器内的流体的压力，并且O1是至少一个流体储器的补偿因数；根据等式(2)，预测至少一个流体储器中的流体的体积柔度因数：
VC1＝PV1+C1 (2)
其中VC1是至少一个流体储器中的流体的体积柔度因数，PV1是第一流体的编程体积，并且C1是至少一个流体储器中的系统体积柔度；以及通过以下方式之一补偿体积柔度因数以递送编程流体体积：将驱动构件在至少一个流体储器中行进的距离过驱动；将驱动构件在至少一个流体储器中行进的距离不足驱动；增加至少一个流体储器中流体的递送时间；以及减少至少一个流体储器中流体的递送时间。
根据本公开，可以在从一个或多个针筒填充或排出流体期间，在各时间进行容度检查。容度检查或测量可以对于每次注入实时地进行，或者在注入期间所选择的时间进行，以确保在注入方案期间的精确的流体体积。
根据本公开的系统和方法的示例可以用于确定在关闭旋塞阀之后被困在具有主动控制的注入器系统中的流体的体积。
应当理解，本文中所讨论的体积不精确性——即，由于流体注入器和/或医疗流体的阻抗、柔度或容度特性引起的流体递送不足——是总体上与“封闭”系统、或具有主动控制的系统相关联的条件，诸如关于图5所讨论的那样。因此，本文中所讨论的校正(其示例关联图9和10A-10D进行讨论)特别适用于这样的注入器系统。
在以下一个或多个编号的条款中公开了流体注入器的注入器位置校准的系统和方法的各种方面：
条款1、在使用一个或多个流体储器注入过程期间校正由流体注入器系统递送的流体的体积的方法，所述方法包括：确定所述流体注入器系统的至少一个流体储器中的第一流体的流体体积；确定要注入的第一编程体积的所述第一流体的压力；根据等式(1)，为所述至少一个流体储器、与所述至少一个流体储器相关联的一个或多个流体注入器机械部件，以及一个或多个管路系统部件中的至少一者确定系统体积柔度：
C1＝A1·V1+B1·P1+O1 (1)
其中C1是所述至少一个流体储器的系统体积柔度，A1是所述至少一个流体储器的位置标量，V1是所述至少一个流体储器的可用体积，B1是所述至少一个流体储器的压力常数，P1是所述至少一个流体储器内的流体的压力，并且O1是所述至少一个流体储器的补偿因数；根据等式(2)，预测所述至少一个流体储器中的流体的体积柔度因数
VC1＝PV1+C1 (2)
其中VC1是所述至少一个流体储器中的流体的体积柔度因数，PV1是所述第一流体的编程体积，并且C1是所述至少一个流体储器中的系统体积柔度；以及通过以下方式之一补偿所述体积柔度因数以递送编程流体体积：过驱动所述驱动构件在所述至少一个流体储器中行进的距离；不足驱动所述驱动构件在所述至少一个流体储器中行进的距离；增加所述至少一个流体储器中流体的递送时间；以及减少所述至少一个流体储器中流体的递送时间。
条款2、根据条款1所述的方法，其中，所述至少一个流体储器包括：至少一个第一流体储器，含有所述第一流体；以及至少一个第二流体储器，含有第二流体；其中，所述方法还包括：确定所述流体注入器系统的至少一个第二流体储器中的第二流体的流体体积；确定要注入的编程体积的所述第二流体的第二压力；根据等式(1)，对于所述至少一个第二流体储器、与所述第二流体储器相关联的一个或多个流体注入器机械部件，以及一个或多个管路系统部件，确定系统体积柔度：
C2＝A2·V2+B2·P2+O2 (1)
其中C2是所述至少一个第二流体储器的系统体积柔度，A2是所述至少一个第二流体储器的位置标量，V2是所述至少一个第二流体储器的可用体积，B2是所述至少一个第二流体储器的压力常数，P2是所述至少一个第二流体储器内的流体的压力，并且O2是所述至少一个第二流体储器的补偿因数；根据等式(2)，预测所述至少一个第二流体储器中的流体的体积柔度因数
VC2＝PV2+C2 (2)
其中VC2是所述至少一个第二流体储器中的流体的体积柔度因数，PV2是所述至少一个第二流体储器的编程体积，并且C2是所述至少一个第二流体储器中的系统体积柔度；以及通过以下方式之一补偿所述至少一个第二流体储器的体积柔度因数以递送编程流体体积的所述第二流体：过驱动所述驱动构件在所述至少一个第二流体储器中行进的距离；不足驱动所述驱动构件在所述至少一个第二流体储器中行进的距离；增加所述至少一个第二流体储器中流体的递送时间；以及减少所述至少一个第二流体储器中流体的递送时间。
条款3、根据条款1或2所述的方法，其中，所述至少一个流体储器包括：至少一个第一流体储器，含有所述第一流体；所述至少一个第二流体储器，含有所述第二流体；以及至少一个第三流体储器，含有第三流体。
条款4、根据条款1至3中的任一项所述的方法，还包括以下步骤：根据等式(1)，确定所述至少一个流体储器是否至少含有与所述编程体积加上等于所述系统体积柔度的流体量相对应的体积的流体。
条款5、根据条款1至4中任一项所述的方法，其中，所述至少一个流体储器、所述至少一个第二流体储器和所述至少一个第三流体储器独立地选自由以下各项构成的组：针筒、滚动膜片针筒、蠕动泵和可压缩袋。
条款6、根据条款1至4中任一项所述的方法，其中，所述至少一个流体储器、所述至少一个第二流体储器和所述至少一个第三流体储器中的至少一者是针筒。
条款7、根据条款6所述的方法，其中，所述针筒包括柱塞，所述柱塞可操作地连接到选自线性致动的活塞和电机驱动的活塞的驱动构件。
条款8、根据条款1至4中任一项所述的方法，其中，所述至少一个流体储器、所述至少一个第二流体储器和所述至少一个第三流体储器中的至少一个是滚动膜片针筒。
条款9、根据条款8所述的方法，其中，所述滚动膜片针筒的近端可操作地连接到选自线性致动的活塞和电机驱动的活塞的驱动构件。
条款10、根据条款6至9中任一项所述的方法，根据以下等式(3)确定等式(1)的所述系统柔度体积：
z-1＝c·y0.5+b/x0.5+a(3)
其中z是所述系统体积柔度(C)，c是所述位置标量(A)，y是所述至少一个流体储器中的可用体积(V1)，b是压力常数(B)，x是所述至少一个流体储器内流体的压力(P1)，并且a是补偿因数(O)。
条款11、根据条款10所述的方法，其中，a的值在0.112至0.115的范围内，b的值在10.35至10.45的范围内，并且c的值在-0.01465至-0.01495的范围内。
条款12、根据条款1至11中任一项所述的方法，其中，补偿所述至少一个流体储器的体积柔度因数包括：过驱动所述驱动构件在所述至少一个流体储器中行进的距离；以及注入与所述体积柔度因数相等的附加体积的所述第一流体。
条款13、根据条款12所述的方法，还包括：在注入所述附加体积的第一流体之后，关闭阀以使所述至少一个流体储器与所述患者流体隔离。
条款14、根据条款1至11中任一项所述的方法，其中，补偿所述至少一个流体储器的体积柔度因数包括增加所述至少一个流体储器中第一流体的递送时间。
条款15、根据条款14所述的方法，其中，增加所述第一流体的递送时间包括将所述递送时间增加足以递送与所述体积柔度因数相等的附加体积的所述第一流体的时间量。
条款16、根据条款1至15中任一项所述的方法，还包括：向用户报告与从所述至少一个流体储器递送到所述患者的流体的校正的体积相对应的值，其中，所述校正的体积考虑到所述编程体积和所述系统体积柔度。
条款17、流体递送系统，包括：流体注入器；至少一个第一流体储器，配置为含有第一流体；至少一个第一驱动构件，配置为从所述至少一个第一流体储器驱动流体；以及控制器，与所述至少一个第一驱动构件可操作连通，其中所述控制器包括计算机可读存储器，所述计算机可读存储器含有指令，由所述控制器执行所述指令时，使得所述控制器：确定所述流体注入器系统的至少一个流体储器中的第一流体的流体体积；确定要注入的第一编程体积的所述第一流体的压力；根据等式(1)，为以所述至少一个流体储器、与所述至少一个流体储器相关联的一个或多个流体注入器机械部件，以及一个或多个管路系统部件中的至少一者确定系统体积柔度：
C1＝A1·V1+B1·P1+O1 (1)
其中C1是所述至少一个流体储器的系统体积柔度，A1是所述至少一个流体储器的位置标量，V1是所述至少一个流体储器的可用体积，B1是所述至少一个流体储器的压力常数，P1是所述至少一个流体储器内的流体的压力，并且O1是所述至少一个流体储器的补偿因数；根据等式(2)，预测所述至少一个流体储器中的流体的体积柔度因数：
VC1＝PV1+C1 (2)
其中VC1是所述至少一个流体储器中的流体的体积柔度因数，PV1是所述第一流体的编程体积，并且C1是所述至少一个流体储器的系统体积柔度；以及通过以下方式之一补偿所述体积柔度因数以递送编程流体体积：过驱动所述驱动构件在所述至少一个流体储器中行进的距离；不足驱动所述驱动构件在所述至少一个流体储器中行进的距离；增加所述至少一个流体储器中流体的递送时间；以及减少所述至少一个流体储器中流体的递送时间。
条款18、根据条款17所述的流体递送系统，根据等式(3)确定等式(1)的所述系统柔度体积如下：
z-1＝c·y0.5+b/x0.5+a (3)
其中z是所述系统体积柔度(C)，c是所述位置标量(A)，y是所述至少一个流体储器中的可用体积(V1)，b是压力常数(B)，x是所述至少一个流体储器内流体的压力(P1)，并且a是所述补偿因数(O)。
条款19、根据条款18所述的流体递送系统，其中，a的值在0.112至0.115的范围内，b的值在10.35至10.45的范围内，并且c的值在-0.01465至-0.01495的范围内。
条款20、根据条款17至19任一项所述的流体递送系统，其中所述计算机可读存储器含有进一步的指令，由所述控制器执行所述进一步的指令时使得所述控制器以补偿所述体积柔度因数；使得所述控制器：过驱动所述驱动构件在所述至少一个流体储器中行进的距离；以及注入与所述体积柔度因数相等的附加体积的所述第一流体。
条款21、根据条款17至19任一项所述的流体递送系统，其中所述计算机可读存储器包含进一步的指令，由所述控制器执行所述进一步的指令时使得所述控制器补偿所述体积柔度因数；使得所述控制器：将所述至少一个流体储器的第一流体的递送时间增加足以递送与所述体积柔度因数相等的附加体积的所述第一流体的时间量。
校正流体注入器的流体递送中的误差的系统和方法的这些和其他特征和特性，和相关结构的元件和部件的组合的操作和功能，以及制造的经济性在参考附图考虑以下描述和所附权利要求时将变得更加明显，所有这些都形成了本说明书的部分，其中，相同的附图标记在各个附图中表示对应的部件。然而，应该明确地理解，附图仅是出于说明和描述的目的。
附图说明
图1是根据本公开的示例的流体递送系统的立体图；
图2是配置为与图1的流体递送系统一起使用的针筒的侧视截面图；
图3是根据本公开的另一个示例的流体递送系统的立体图；
图4是配置为与图3的流体递送系统一起使用的针筒的截面侧视图；
图5是根据本公开的另一个示例的流体递送系统的立体图；
图6是配置为与图5的流体递送系统一起使用的多次使用可丢弃系统的立体前视图；
图7A关于内部流体压力的函数的流体储器的一个实施例内径的变化图形表示；
图7B是将预期的流分布与流体注入经受柔度体积膨胀的实际分布进行比较的图形表示；
图8A是示出了对于具有主动控制的示例性单容器注入器系统，来自200毫升(mL)体积的作为压力的函数的流体递送百分数的曲线图；
图8B是示出了对于具有主动控制的示例性单容器注入器系统，来自125毫升(mL)体积的作为压力的函数的流体递送百分数的曲线图。
图8C是示出了对于具有主动控制的示例性单容器注入器系统，来自75毫升(mL)体积的作为压力的函数的流体递送百分数的曲线图；
图8D是示出了对于具有主动控制的示例性单容器注入器系统，来自10毫升(mL)体积的作为压力的函数的流体递送百分数的曲线图；
图9是示出了根据本公开的作为剩余注入体积和压力的函数的注入系统中与柔度相关联的流体的未递送体积图；
图10A是示出对于本公开的具有主动控制并施加校正的示例性单容器注入器系统，作为压力的函数的来自160毫升(mL)递送的预期流体的百分数的图；
图10B是示出根据本公开的具有主动控制并施加校正的示例性单容器注入器系统，作为压力的函数的来自125毫升(mL)递送的预期流体的百分数的图；
图10C是示出根据本公开的具有主动控制并施加校正的示例性单容器注入器系统，作为压力的函数的来自75毫升(mL)递送的预期流体的百分数的图；
图10D是示出根据本公开的具有主动控制并施加校正的示例性单容器注入器系统，作为压力的函数的来自10毫升(mL)递送的预期流体的百分数的曲线图；
图11是提供根据本公开的方法的步骤的流程图；以及
图12是提供根据一个实施例的在注入方案期间的体积补偿方法的步骤的流程图。
具体实施方式
如说明书和权利要求中所使用的，除非上下文另外明确地指出，否则单数形式的“一”，“该”和“所述”包括复数指示物。
出于后文描述目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“横”、“纵”及其衍生词应如在附图中的取向与本公开相关。
空间术语或方向性术语，诸如“左”、“右”、“内”、“外”、“上方”、“下方”等诸如此类不认为限制，因为本发明可以假设各种替代的取向。
说明书和权利要求书中使用的所有数目被认为是在所有实例中由术语“约”进行修改。术语“约”意味着陈述的值的正负百分之十的范围。
除非另外指示，本文中公开的所有范围或比例被认为涵盖其中包含的任意和所有子范围或子比例。例如，“1至10”的陈述的范围或比例应该认为包含任意和所有子范围，其在最小值1和最大值10之间(含)，即所有子范围或子比例以最小值1或更大的值开始并且以最大值10或更小的值结束，诸如但不限于1至6.1、3.5至7.8、和5.5至10。
术语“至少”意味着“大于或等于”。
术语“包含”与“包括”同义。
当关于针筒和/或柱塞使用时，术语“近”指代当针筒和/或柱塞被取向以连接到流体注入器时针筒和/或柱塞最接近流体注入器的部分。术语“远”指代当针筒和/或柱塞被取向以连接到流体注入器时针筒和/或柱塞最远离流体注入器的部分。术语“径向”指代与针筒、柱塞和/或活塞的在近和远端之间延伸的纵轴垂直的截面平面中的方向。术语“圆周”指代在针筒、柱塞和/或活塞的侧壁的内表面或外表面周围的方向。术语“轴向”指代沿着针筒、柱塞和/或活塞的在近和远端之间延伸的纵轴的方向。术语“打开”当用于指代流体递送部件时意味着系统例如通过管路部件或导管的管口或开口端与出口进行流体连接。在打开的系统中，流体流动可能受约束，例如通过迫使流体穿过小直径流体路径，其中流动可以由系统和流体的物理参数来确定，诸如管路直径、流体路径收缩件、施加的压力、粘度等。术语“关闭”当用于指代流体递送部件时意味着系统与出口不进行流体连接，例如其中由阀(诸如旋塞阀(旋塞阀)、高开启压力阀、夹管阀等)停止流体流动。如本文中所使用的术语“松弛”意味着机械松弛，包括由零件之间的间隙引起的机构中的间隙或运动损失、在施加的负载下(诸如由施加的压力)机械部件的压缩、在施加的负载下(诸如由施加的压力)机械部件的挠曲，这导致在施加作用力之后来自流体注入的流体的加压的递送的延迟。
应当理解，本公开可以采取替代的变型和步骤的顺序，除非其中明确指定为相反。还应当理解，在附图中示出且在以下说明书中描述的具体装置和过程仅仅是本公开的示例性实施例。因此，与本文所公开的示例相关的具体尺寸和其它物理特性将不认为是限制性的。
表征流体递送系统的阻抗以最小化预期流体递送系统性能与实际流体递送系统性能之间的差异，需要考虑来自能量源的能量在系统中如何被使用或在系统中移动。来自流体递送系统的能量输出或损失可能是通过摩擦力的热损失或在流体递送系统上做功的形式、或者惯性效应。例如，由加压的流体携带的一些能量在其在压力下穿过导管被递送时通过流体的阻力、摩擦或耗散加热而损失。此外，如本文所讨论的，在系统部件的总体积或系统部件上的压缩力的增加方面，流体的加压的递送还可以增加系统的势能。此外，加压的流体流过流体递送系统的动能可能影响流体递送系统的总性能。例如，移动造影材料的惯性力以及与系统相关联的容器和管路的膨胀可能导致针筒柱塞在注入器针筒内的移动与造影材料离开导管进入患者的移动之间的阶段滞后(phase lag)。
由于高注入压力，其在一些血管造影术过程中可以是1200psi的量级，可能存在流体递送系统的各种部件(诸如针筒、连接到患者管路、以及流体注入器的部件)的膨胀或压缩，使得可能存在针筒和管路中流体的体积超过注入过程中选择要递送的预期量。由于系统容度而引起流体量的这样的增加。总系统容度(还称为柔度或弹性)表示在流体递送系统的部件的膨胀、压缩和/或挠曲中被困的流体的量(即，体积的变化，诸如过多的体积)。通常，容度与注入压力直接相关，且与针筒中的造影介质和生理盐水的体积负相关。换言之，容度随注入压力的增加和针筒中流体的体积的增加而增加。总系统容度是每个流体递送系统固有的，并且取决于系统中剩余的流体的压力和体积以外的多种因素，包含但不限于：注入器构造，用于构造针筒、柱塞、围绕针筒的压力套、和将流体递送到患者的流体线的材料的机械性能，针筒、柱塞、压力套的大小，压力下流体必须通过的管路或其他孔口的直径，阀的存在(例如高开启压力阀、旋塞阀或夹管阀)，以及流体性质，诸如温度、粘度和密度。例如，如图7A所示，用流体填充的针筒的内径随着施加到流体的压力增加而膨胀(由增量ID所示出)。内径的这个变化会部分地导致柔度体积，其在流体注入期间可能不被递送，导致注入体积不精确性。然而，图7A中所示处的该分析方法只表示容度体积的一个分量，并且可能不容易考虑到储器的轴向拉伸、柱塞的压缩、或系统的载荷部件的挠曲。因此，根据某些实施例，可以采取经验性方法，其取得多个压力、体积和容度点的测量值，且可以绘制系统的柔度，并且可以确定表示系统柔度的等式。
图7B图示了流体注入方案700，示出了与由下游传感器测量的实际流分布730相比，第一流体710和第二流体720的预期流分布的差异。除非柔度体积在注入结束时返回(例如，在指定的时间后的步骤730)或者根据本文方法的实施例对其进行补偿，否则这两个曲线之间的差异表示柔度体积，该柔度体积会导致体积不精确性，例如每阶段的体积不精确性。根据一个实施例，注入器可以被编程为保持运行的这两个曲线之间增量(正和负)的记录(tally)，以生成与在注入期间的任何给定时间点的动态柔度对应的净差。在驱动体积补偿过程期间，处理器或控制器可以利用该动态柔度，例如通过使与流体储器相关联的驱动构件的行进的距离驱动过度或过驱动不足足以补偿柔度体积的量，从而递送同与预期的流分布710和720对应的预期体积基本上相等的体积。根据另一个实施例，所测量或计算出的动态柔度信息可以由处理器或控制器用来调整驱动构件的电机速度和移动，以生成预期分布710和720。
尽管在递送的流体流率和体积方面，存在各种方法来表征流体递送系统的性能且使预期性能与实际性能相关，但是这些方法无法以全面方式解决由于流体递送系统的阻抗和/或容度而引起的预期性能与实际性能之间的差异。例如，在一些包括主动控制件(例如旋塞阀或其他装置)以在注入过程的部分结束时停止流体流向患者或使患者流体隔离的系统中，向患者实际递送的医疗流体的体积可能由于与阻抗相关的误差而不同。在根据本公开的示例中，被编程为递送给患者的体积可能小于预期体积，因为没有递送被针筒占据的容度体积，例如由于通过关闭旋塞阀或其他阀或者通过将没有并入容度体积的编程的体积值处停止注入将该容度体积隔离。
在本公开的一些示例中，公开了在注入过程中校准向患者递送的流体的体积的改善系统和方法。在根据本公开的示例中，公开了校正由于阻抗和/或容度造成的向患者递送的流体体积的不精确性的方法。该系统和方法解决了递送的流体体积中的误差源。在某些实施例中，本系统和方法可以施加到包括旋塞阀或其他截断特征的流体注入器，以在注入方案期间将加压流体填充的针筒与患者隔离。
根据某些实施例，本公开提供了在使用一个或多个流体储器的注入过程期间校正由流体注入器系统递送的流体的体积的方法。方法可以校正在注入方案期间的流体体积不精确性，流体体积不精确性至少部分是由于由系统柔度导致的注入体积损失，诸如由于对流体储器加压而在力负载下与电机和驱动构件部件相关的机械松弛；由于力负载和应变引起的各种注入器部件、驱动构件和针筒部件的挠曲，以及与含有流体的、可能在施加的力下液压膨胀的部件相关的柔度。随着流体储器在与成像造影剂、生理盐水和/或其他医疗流体的各种注入相关联的压力下分配编程体积的医疗流体，所施加的压力导致针筒的流体体积的至少部分被转换为柔度容积，其在注入的偏差体积中未经考虑并且因此可能不被注入到患者中，导致流体递送不足，或者当压力负载力被释放时，由于柔度容积释放可能导致流体递送过度。本文中所描述的各种系统和方法提供了通过以下方式之一的形式来考虑柔度体积，从而增加流体递送精确度：将驱动构件在流体储器中行进的距离过驱动，从而导致了编程体积加上基本上等于柔度体积的额外体积的流体的递送；将驱动构件在流体储器中行进的距离不足驱动，导致等于编程体积减去柔度体积的体积的流体的递送；将流体储器中流体的递送时间增加允许递送预期体积所需的时间；以及减少储器中流体的递送时间，以避免超过预期体积的流体的过度递送。可以使用本公开的方法注入的医疗流体包括但不限于成像造影介质(例如用于CT、CV、MR或PET造影介质)、生理盐水或其他预期精确流体递送体积的医疗流体。
与关于加压的流体储器的容度、柔度和/或阻抗相关联的体积可取决于许多因素，例如固有系统松弛、流体类型、流体粘度、储器配置(例如直径、体积、材料、和出口参数)、储器中的流体体积，施加的压力负载等。根据各种实施例，处理器可以利用这些因素中的一个或多个来确定或预测流体递送系统和流体储器部件的系统体积柔度。
该方法可以包括确定在流体注入器系统的至少一个流体储器中的第一流体的流体体积；确定要注入第一编程体积的第一流体的压力；根据等式(1)，为以下各项中的至少一个确定系统体积柔度：至少一个流体储器、与至少一个流体储器相关联的一个或多个流体注入器机械部件，以及一个或多个管路系统部件；
C1＝A1·V1+B1·P1+O1 (1)
根据等式(2)，预测至少一个流体储器中的流体的体积柔度因数,
VC1＝PV1+C1 (2)
以及通过以下方式之一补偿体积柔度因数以递送编程流体体积：将驱动构件在至少一个流体储器中行进的距离过驱动；将驱动构件在至少一个流体储器中行进的距离不足驱动；增加至少一个流体储器中流体的递送时间；以及减少至少一个流体储器中流体的递送时间。参考等式(1)，C1是至少一个流体储器的系统体积柔度，A1是至少一个流体储器的位置标量，V1是至少一个流体储器的可用体积，B1是至少一个流体储器的压力常数，P1是至少一个流体储器内的流体的压力，并且O1是至少一个流体储器的补偿因数。参考等式(2)，VC1是至少一个流体储器中的流体的体积柔度因数，PV1是第一流体的编程体积，并且C1是至少一个流体储器中的系统体积柔度。
在其他实施例中，流体注入器可以是多储器流体注入器，其包括两个、三个或更多个流体储器，流体储器配置为注入一种或多种医疗流体。例如，在某些实施例中，流体注入器可以包括含有第一流体的至少一个第一流体储器，以及含有第二流体的至少一个第二流体储器。根据这些实施例，方法还可以包括使处理器校正来自第二流体储器的第二流体的流体体积递送。根据这些注入器，注入方案可以包括依次注入第一流体和第二流体，和/或可能能够进行双流注入方案，其中将指定比例的第一流体和第二流体作为混合物注入。可以使用本公开的方法注入的医疗流体，包含但不限于成像造影介质(诸如用于CT、CV、MR或PET造影介质)、生理盐水或其他预期精确流体递送体积的医疗流体。方法可以包含：确定流体注入器系统的至少一个第二流体储器中的第二流体的流体体积；确定要注入的编程体积的第二流体的第二压力；根据等式(1)，为以下各项的至少一个确定系统体积柔度：至少一个第二流体储器、与第二流体储器相关联的一个或多个流体注入器机械部件，以及一个或多个管路系统部件：
C2＝A2·V2+B2·P2+O2 (1)
其中C2是至少一个第二流体储器的系统体积柔度，A2是至少一个第二流体储器的位置标量，V2是至少一个第二流体储器的可用体积，B2是至少一个第二流体储器的压力常数，P2是至少一个第二流体储器内的流体的压力，并且O2是至少一个第二流体储器的补偿因数；根据等式(2)，预测至少一个第二流体储器中的流体的体积柔度因数
VC2＝PV2+C2 (2)
其中VC2是至少一个第二流体储器中的流体的体积柔度因数，PV2是至少一个第二流体储器的编程体积，并且C2是至少一个第二流体储器中的系统体积柔度；以及通过以下方式之一补偿至少一个第二流体储器的体积柔度因数以递送编程流体体积：将驱动构件在至少一个第二流体储器中行进的距离过驱动；将驱动构件在至少一个第二流体储器中行进的距离不足驱动；增加至少一个第二流体储器中流体的递送时间；以及减少至少一个第二流体储器中流体的递送时间。
根据其他实施例，流体注入器可以包含含有第一流体的至少一个第一流体储器、含有第二流体的至少一个第二流体储器，以及含有第三流体的至少一个第三流体储器，诸如图6所图示。流体注入器的根据各种实施例的流体储器可以单独的是针筒、滚动膜片针筒、蠕动泵(peristaltic pump)和可压缩袋。在具体的实施例中，流体注入器可以配置为具有第一流体储器和第二流体储器，其中第一流体储器和第二流体储器中的至少一个是针筒。在各种实施例中，第一流体储器可以是第一针筒并且第二流体储器可以是第二针筒。在包括第三流体储器的实施例中，第三流体储器也可以是针筒。根据各种实施例的针筒中的一个或多个可以初始地清空任何流体，或者在其他实施例中，针筒中的一个或多个可以是预填充的针筒。
在流体注入器包括至少一个针筒的实施例中，针筒可以包括柱塞，该柱塞可操作连接到注入器的至少一个驱动构件，诸如活塞。驱动构件可以由线性致动器或电机中的一个或多个往复地操作。
在其他实施例中，流体注入器可以配置为具有第一流体储器和第二流体储器，其中在第一流体储器和第二流体储器中的至少一个是滚动膜片针筒。在具体的实施例中，第一流体储器可以是第一滚动膜片针筒并且第二流体储器可以是第二滚动膜片针筒。在包括第三流体储器的实施例中，第三流体储器也可以是滚动膜片针筒。根据各种实施例的滚动膜片针筒的一个或多个可以初始地清空任何流体，或者在其他实施例中，滚动膜片针筒中的一个或多个可以是预填充的滚动膜片针筒。
在流体注入器包括至少一个滚动膜片针筒的实施例中，流体注入器可以包含至少一个驱动构件(诸如活塞)，其配置为可释放地接合滚动膜片的近端壁。驱动构件可以由线性致动器或电机中的一个或多个往复地操作，以将流体抽吸到至少一个滚动膜片针筒中和从之排出流体。
在流体注入器包括至少一个蠕动泵的实施例中，蠕动泵可以包含可操作连接到驱动构件(诸如转子电机)的滚轴(roller)。可以由该电机使驱动构件旋转，以旋转蠕动泵的滚轴来将流体从流体储器穿过所述流体路径排出到患者。
在流体注入器包括至少一个可压缩袋的实施例中，所述可压缩袋可以例如由蛤壳(clam shell)或其他压缩构件进行压缩，来排出可压缩袋内含有的流体。在各种实施例中，压缩构件的几何可以被调制或控制为根据与该袋相关联的柔度的量排出或更多或更少的流体，以实现精确体积递送。
根据本文中所描述的方法的各种实施例还可以包括以下步骤：根据等式(1)，确定至少一个流体储器是否至少含有对应于编程体积加上与系统体积柔度相等量的体积的流体。根据这些实施例，处理器可以确定流体储器的流体体积是否足够递送预期体积(即，等于编程体积加上如等式(1)计算的与系统体积柔度相关联的流体体积的体积)的流体。例如，如果处理器确定存在足够多的流体体积以用于递送预期体积，则处理器可以指导注入器继续进行注入。然而，如果处理器确定当考虑到体积柔度时体积不足以提供预期体积，则处理器可以向用户发出警报，警报警告储器未含有足够的流体。替代地，处理器可以指导所述注入器将附加的流体吸入到流体储器中，使得存在足够的体积以精确地提供预期体积。在其他实施例中，0mL位置可以被确定并且可以减少或消除对编程体积加上柔度因数的需求。
根据各种实施例，例如注入器包括流体储器，该流体储器在多流体递送过程和/或双流流体递送过程中可以选择性地关闭并与流体路径和/或其他流体储器流体隔离的实施例，系统柔度可以包括与阶段柔度和储存柔度相关联的因素。如本文所使用的，“阶段柔度”意味着在储器与流体路径流体连通的流体注入期间与流体递送过程相关联的动态柔度。例如，随着打开的储器被加压，系统中的柔度会累积并且影响在流体递送过程中从流体储器递送的流体的体积。如本文中所使用的，“储存柔度”意味着在将流体储器关闭且流体隔离之后在流体递送过程中所储存柔度。例如，如果加压流体储器以递送第一流体，则该流体储器将具有阶段柔度，当例如通过关闭阀将流体储器流体隔离时该阶段柔度将转换为储存柔度。当例如通过打开阀，将流体储器置于与流体路径流体连通时，流体隔离的流体储器中的储存柔度将重新转换成阶段柔度。替代地，在来自第一储器的流体和来自第二储器的第二流体被一起递送的双流操作中，第一流体储器和第二流体储器中的储存柔度可以单独地贡献双流流体混合物的阶段柔度，其还可以包含考虑到在双流过程期间在两个流体储器之间的压力均等化。
处理器可以在考虑阶段柔度和储存柔度时利用等式(4)，以在单阶段系统(即，来自流体储器的一个流体的流动)中确定(如针筒系统中由活塞位置所测得的)目标体积递送如下：
目标位置＝起始位置–PV+SC–PC (4)
其中目标位置是驱动构件的计算出的端部位置，其起始位置是驱动构件的初始位置，PV是编程体积，SC是储存柔度，并且PC是阶段柔度。替代地，对于双流注入过程，处理器可以在考虑阶段柔度和储存柔度时利用等式(5)，以为每个流体储器确定目标体积递送：
目标位置＝起始位置–(PV·混合百分数)+SC–PC (5)
其中一旦第一储器完成流体注入，就将阀关闭并且将来自第二、其余储器的流体的注入的流率提高至等于双流注入的预期流率。
在各种实施例中，方法可以包含以下步骤：向用户报告与从流体储器递送到患者的流体的校正的实际体积对应的值。校正的体积将包含编程体积和系统柔度体积。处理器可以通知用户根据经验性计算的流体递送量，而非基于驱动构件移动的估计。该值可以在流体注入过程期间的任何时候提供给用户，并且甚至可以动态地显示在连接到处理器的显示单元上，以便用户可以在任何时候查看所递送的流体体积，例如，在用户暂停注入过程。
根据其他实施例，本公开提供能够执行本文中所描述的流体递送体积校正的各种方法的流体递送系统。根据某些实施例，流体递送系统将包括：流体注入器；至少一个第一流体储器，配置为含有第一流体；至少一个第一驱动构件，配置为从至少一个第一流体储器驱动流体；以及控制器，与至少一个第一驱动构件可操作连通。在各种实施例中，流体注入器可以包括第二流体储器，该第二流体储器包含与处理器可操作地连通的第二驱动构件，并且在其他实施例中，流体注入器可以至少包含第三流体储器，第三流体储器包含与处理器可操作地连通的第三驱动构件。处理器可以包含具有含有指令的计算机可读存储器的控制器，当该指令由控制器执行时，执行本文中的各个实施例中描述的方法的各个步骤。
参考附图，其中全部视图通篇相同的附图标记指代相同的零件，本公开总体上涉及校正由流体注入器向患者递送不足的体积的流体注入器及系统和方法。相关联的公开涉及容度累积和与流体注入系统相关联的问题，在2017年3月3日提交的PCT国际申请No.PCT/US2017/020637中描述，其公开内容通过引用并入本文中。
参考图1，流体注入器10(以下称为“注入器10”)，诸如自动或动力的流体注入器，适配为相接于且致动一个或多个针筒12(以下称为“针筒12”)，该针筒可以填充有流体F(诸如造影介质、生理盐水溶液或其他预期医疗流体)。注入器10可以在医疗过程期间用于通过利用驱动构件(诸如活塞19(图2中所示)、诸如线性致动器或活塞元件)驱动每个针筒12的柱塞14，以将医疗流体注入到患者的身体中。注入器10可以是具有两个、三个或更多个针筒的多针筒注入器，其中若干个针筒12可以以并排或其他关系取向，并且可以由与注入器10相关联的相应的驱动构件/活塞16分开地致动。在两个或更多个针筒，例如以并排或其他关系布置且用两种不同流体填充的实例中，注入器10可以配置为从针筒12中的一个或二者中顺序地或同时地递送流体。根据一个实施例，流体注入器10可以是具有两个针筒12a和12b的双头注入器，第一针筒12a用于递送造影介质或其他医疗流体，且第二针筒12b用于递送生理盐水或其他医疗认证的冲洗剂以将造影介质冲洗到患者。在其他实施例中，流体注入器10可以具有三个针筒12，第一针筒和第二针筒用于递送一种或两种不同造影介质或其他医疗流体，第三针筒用于递送生理盐水或其他医疗认证的冲洗剂以将造影介质冲洗到患者。根据各种实施例，流体注入器10可以配置为分开地递送造影和生理盐水(例如，在特定时间内递送特定体积的生理盐水，然后在特定时间内递送特定体积的造影，然后在指定的时间内递送第二体积的生理盐水，以将造影介质从管路中冲洗到患者中)。根据各种实施例，流体注入器10可以配置为分开地或作为混合物递送造影和生理盐水(例如，在特定时间内递送特定体积的生理盐水然后在特定时间内递送特定体积的造影或特定比例的造影和生理盐水(即，在“双流”过程中)，然后在指定的时间内递送第二体积的生理盐水，以将造影介质从管路中冲洗到患者中)。技术人员可以将特定的注入方案编程到注入器中(或使用预写入的方案)，以每种溶液的预期流率、时间和体积递送预期体积的生理盐水、造影剂、特定比例的造影剂和生理盐水混合物等。流体注入器10可以具有至少一个体相(bulk)流体源(未示出)，以用流体填充注入器12，并且在某些实施例中，流体注入器10可具有多个体相流体源，多个针筒中的每一个有一个体相流体源，以用预期流体填充多个针筒中的每一个。
流体路径套件17可以与每个针筒12流体连通，使得每个针筒与导管流体连通，来将流体F从每个针筒12递送到在血管接入部位处插入到患者中的导管(未示出)。在某些实施例中，来自一个或多个针筒12的流体流可以由流体控制模块(未示出)调节，该流体控制模块操作各种驱动构件、阀、旋塞阀、和流调节结构，以基于用户选择的注入参数(诸如注入流率、持续时间、总注入体积、和来自针筒12的流体的比例，包含双流注入方案中每种流体的特定比例)来调节递送到患者的生理盐水溶液和造影。
参考图2，驱动构件19(诸如由电机31移动的往复驱动的活塞)可以配置为穿过在注入器壳体的前端中的开口延伸到相应的针筒端口13中且从相应的针筒端口13延伸。在包括多个针筒的流体注入器实施例中，可以为每个针筒12提供分开的驱动构件/活塞19。每个驱动构件/活塞19配置为将动力施加到针筒12的至少部分，诸如柱塞14或滚动膜片针筒的远端(例如，如PCT/US2017/056747；WO 2016/172467；和WO 2015/164783中所描述，其公开内容通过引用合并入本文)。驱动构件或活塞19可以经由机电驱动部件(诸如由电机31、音圈致动器、齿条齿轮驱动器、线性电机、线性致动器等驱动的滚珠丝杠轴)可往复操作。电机31可以是电动电机。
合适的前载式(front-loading)流体注入器10的示例被以下所公开：美国专利No.5,383,858；7,553,294；7,666,169；9,173,995；9,199,033；和9,474,857；以及PCT申请公开号WO 2016/191485和WO 2016/112163，其公开内容通过引用全部并入本文中。
已经描述流体注入器10的具体实施例的总体结构和功能，现在将参考图2描述针筒12的实施例，其配置为与注入器10一起使用。针筒12通常具有由玻璃、金属或合适的医疗级塑料形成的圆柱形针筒筒体18，符合预期地为透明或基本上半透明的塑料材料。针筒12的材料符合预期地选择为满足所需的拉伸和平面应力需求、水蒸气透过率、和化学/生物兼容性。筒体18具有近端20和远端24以及在其间沿着穿过筒体18的中心延伸的纵向轴线15延伸的侧壁119。在一些示例中，远端24可以具有圆锥形的形状，其从圆柱形筒体18向远向方向变窄。管口22从远端24延伸。筒体18具有外表面21和内表面23，以及配置为其中容纳流体的内部体积25。筒体18的近端20可以用柱塞14密封，该柱塞14通过对应的活塞19或驱动构件的往复移动是可穿过筒体18往复移动的。在柱塞14被推进移动穿过筒体18时，柱塞14对筒体18的内表面23形成液密密封。
在一些示例中，针筒12的近端20可以尺寸化并适配为可移除地插入注入器10的针筒端口13中(图1所示)。在一些示例中，针筒12的近端20限定了插入段30，该插入段30配置为可移除地插入到注入器10的针筒端口13中，而针筒12的剩余部分保持在针筒端口13之外。
在一些示例中，诸如图3中所示，注入器10可以配置为注入器10的每个针筒端口13内接收和保持压力套32。尽管图1和3图示具有两个针筒端口13的流体注入器10，其对于图3中所示的注入器10而言各具有对应的压力套32，但流体注入器10的其他示例可以包含单个针筒端口13和可选对应的压力套32，或者多于两个针筒端口13和可选对应的数目的压力套32。在包括压力套的实施例中，每个压力套32可以配置接收针筒，诸如用于血管造影(CV)过程的针筒或滚动膜片针筒34(其合适示例在PCT/US2017/056747；WO 2016/172467；和WO2015/164783中进行描述)。流体路径套件(类似于图1中所示的流体路径套件17)可以与每个滚动膜片针筒34的排放端流体地连接，以穿过连接到在血管接入部位处插入到患者中的导管、针头或其他流体递送连接件(未示出)的管路从针筒34递送流体。根据各种实施例，针筒12或34可以是预填充的针筒，即，当由针筒制造商提供时，针筒可以预填充有医疗流体，诸如造影剂或生理盐水。根据某些实施例，预填充的针筒可能需要在注入过程之前在排放端处刺穿或以其他方式刺破，来允许流体从针筒排入流体线到患者体内，如本文中所描述的。
参考图4，滚动膜片针筒34总体上包含限定内部体积38的中空主体36。主体36具有前或远端40、后或近端42和在其间延伸的柔性侧壁44。近端42可以配置为用作活塞以对针筒内部加压，来从其中吸入或排出流体，如本文所描述的。滚动膜片针筒34的侧壁44限定柔软、柔韧或柔性而自支撑的主体，该主体配置为在流体注入器10的驱动构件或活塞的作用下自身作为“滚动膜片”而滚动。驱动构件/活塞19可以配置为在滚动膜片针筒34的近端42处可释放地接合驱动构件接合部分52(其示例在PCT/US2017/056747中描述)。在操作中，侧壁44配置为滚动，在使得其外表面当驱动构件/活塞19在远向方向上移动近端42时在径向朝内方向上折叠且倒转(inverted)，并且当驱动构件/活塞19在向近方向上缩回近端42时在径向朝外方向上以相反方式铺开或展开。
继续参考图4，侧壁44的后或近部分连接到封闭端壁46，并且侧壁44的前或远部分限定与封闭端壁46相对的排放颈48。封闭端壁46可以具有凹面形状，以促进侧壁44的倒转或滚动的开始，提高封闭端壁46的机械强度、和/或提供接收驱动构件/活塞19的远端的接收囊。例如，封闭端壁46可以限定接收端囊，以直接相接于驱动构件/活塞19的类似形状的远端。在一些示例中，驱动构件/活塞19的至少部分可以造形为基本上匹配封闭端壁46的形状，或者替代地当驱动构件/活塞19远向地移动时来自驱动构件/活塞19的压力可以使端壁46顺应，从而基本上匹配驱动构件/活塞19的至少部分的形状。
端壁46可以具有基本上圆顶形状的结构的中央部分50和从中央部分50近向地延伸的驱动构件接合部分52。驱动构件接合部分52配置为：例如在驱动构件/活塞缩回时，与流体注入器10的驱动构件/活塞19上的对应的接合机构可释放地相互作用。滚动膜片针筒34可以由任何适当的医疗级塑料或聚合材料构成，合预期地是透明或基本上半透明的塑料材料。滚动膜片针筒34的材料可预期地选择为满足所需的张力和平面应力需求、水蒸气透过率、和化学/生物兼容度。
参考图5，根据本公开的另一个示例示出流体注入器10。注入器10具有壳体54，该壳体54围封各种机械驱动部件、驱动机械驱动部件所必需的电力或动力部件，以及诸如电子存储器和电子控制装置的控制部件，控制部件用于控制可往复移动的活塞(未示出)的操作。流体注入器10还具有多患者可丢弃系统(MUDS)56，其可移除地与流体注入器10连接。MUDS 56具有一个或多个针筒或泵58。在一些方面中，针筒58的数目对应于流体注入器10上活塞的数目。在一些示例中，诸如图6所示，MUDS 56具有并排布置的三个针筒58a-58c。每个针筒58a-58c具有体相流体连接器60，以经由MUDS流体路径62连接到相应的体相流体源(未示出)。MUDS流体路径62可以形成为具有在其末端端处的尖刺元件的柔性管，其连接到体相流体连接器60。图5所图示的注入器10和对应的MUDS 56在WO 2016/112163中进行详细地描述，其公开内容通过引用并入本文中。
MUDS 56可以包括一个或多个针筒或泵58a-58c。在一些方面中，针筒58的数目对应于流体注入器10上的驱动构件/活塞的数目。在一些示例中，诸如图5和6所示，MUDS 56具有布置为并排布置的三个针筒58a-58c。每个针筒58a-58c具有体相流体连接器60，以经由MUDS流体路径62连接到相应的体相流体源(未示出)。MUDS流体路径62可以形成为在其末端端处具有尖刺元件的柔性管，其连接到体相流体连接器60。
参考图6，MUDS 56具有框架64，以支撑一个或多个针筒58a-58c。可以将针筒58a-58c可移除或非可移除地连接到框架64。每个针筒58a-58c具有细长的、基本上圆柱形针筒主体。每个针筒58a-58c具有与MUDS流体路径62流体连通的填充端口66，以用来自体相流体源的流体填充针筒58a-58c。每个针筒58a-58c在其远端的终端部分处还具有排放出口或导管(conduit)68。每个针筒58a-58c的排放出口68与歧管70流体连通。阀72与每个排放出口68相关联且可在填充位置和递送位置之间操作，在填充位置中填充端口66与针筒内部流体连通而排放出口68与针筒内部流体隔离，在递送位置中排放出口68与针筒内部流体连通而填充端口66与针筒内部流体隔离。歧管70的流体路径与每个针筒58a-58c且与流体连通到端口76的流体出口线74流体连通，端口76配置为连接到单次使用流体路径元件(未示出)，以向患者递送流体。
在各种实施例中，对于流体注入器10，例如图1、3和5所示的任意流体注入器，电机31(图2)提供动力以在远向方向上往复地驱动驱动构件/活塞19，并且排放针筒12、34或MUDS 56内的流体。电机31可以具有驱动部件(诸如齿轮和轴)，驱动部件可操作连接到驱动构件/活塞19以往复移动驱动构件/活塞19。必须对每个电机31进行校准，以使其操作特性(诸如输入电流或输出扭矩)相关到流率或压力及与其相关联的公差。如本文所描述的，校准可能是符合预期的，以补偿来自流体注入器10的任何不同部件的任意变化或规范之外的行为，诸如电机性能特性上的任何变化，特别是在具有由两个或更多个电机驱动的两个或更多个针筒的流体注入器中。例如，电机31的电机输入扭矩至注入器输出压力的转化可能不同于另一电机31。该变化可能由流体注入器10的传动系统的公差的变化加剧。流体注入器10的流率或压力的精确度与用于校准电机31的系统和方法直接相关。
根据本公开的一个示例，上文关于图1-6所讨论的流体注入器10可以配置为执行多阶段流体注入，其包含在第一阶段期间注入第一流体F1，随后在第二阶段期间注入第二流体F2。在第一阶段期间，至少从第一针筒(例如图1的针筒12a或者图5-6的针筒58b和/或58c之一)注入第一流体F1。在第二阶段期间，至少从第二针筒(例如图1的针筒12b或者图5-6的针筒58a)注入第二流体F2。在下文中，第一针筒和第二针筒将参考图5-6进行讨论，并且因此将被称为第一针筒58b和第二针筒58a。然而，可以理解的是，本文中所描述的系统和方法可等同地适用于图1的任意针筒12a-12b，具有如图3-4中图示的两个或更多个滚动膜片针筒34的注入器、或者流体注入系统中的至少两个针筒的任何其他套件。
第一针筒58b的第一流体F1和第二针筒58a的第二流体F2可以是不同的流体，诸如具有不同性质(诸如不同粘度)的医疗流体。替代地，第一流体F1和第二流体F2可以是具有不同浓度或温度的相同流体(例如医疗流体)、或是用不同流率递送的相同流体。例如，第一流体和第二流体F1、F2可以具有以下的一个或多个：不同粘度、温度和/或密度。在本公开的一个示例中，如本文所描述的，第一流体F1可以是具有第一粘度的造影介质，并且第二流体F2可以是具有典型地低于第一粘度的第二粘度的生理盐水。在某些实施例中，流体注入器可以具有第三针筒58c，其可以包含与第一流体F1和第二流体F2相同或不同的第三流体F3。例如，F3可以是造影介质，其可以与第一流体F1相同，或者F3可以是与F1不同的造影介质，或F3可以是与F1相同的造影类型但具有与F1不同浓度。在多阶段注入的第一阶段期间，可以用编程进注入器10的第一预定流率从第一针筒58b注入第一流体F1，即造影。通过在第一针筒58b中将压力施加到第一流体F1(诸如通过用活塞19驱动第一针筒58b的柱塞)而实现以第一预定流率递送第一流体F1，其中为实现预期第一预定流率所必须施加的压力是第一流体F1的第一粘度的函数。因为第一流体F1的造影的粘度通常更高，所以与较低粘度的流体(诸如生理盐水)实现相同流率必须施加的压力相比，通常需要更高施加的压力以实现预定的流率。在多阶段注入的第一阶段之后，第二阶段包含从第二针筒58a注入第二流体F2，即生理盐水。第二流体F2的第二预定流率可以等于、大于或小于第一流体F1的第一预定流率。在第一预定流率和第二预定流率目标相同的流体注入中，由于第一流体F1的第一粘度和第二流体F2的第二粘度之间的差异，所以递送第二流体F2所需的压力可以不同于递送第一流体F1所需的压力。在本示例中，施加到第一流体F1(即造影介质)的压力总体上大于施加到第二流体F2(即生理盐水)的压力，以获得相同流率。在其他示例中，第二流体F2的第二预定流率可以不同于与第一流体F1的第一预定流率，而为实现第一流体F1和第二流体F2的预定流率所需的压力仍然可以是不同的。
图8A-8D是描绘在具有单个容器的示例性注入系统中作为压力的函数的递送的预期体积的百分数的图，其中流体注入器具有主动控制，并且其中没有施加阻抗校正。然而，可以理解的是，该公开可以与具有多个流体储器的流体注入器相关。
还参考图8A-8D，意图注入到患者中的医疗流体的体积可能具有不确定性的接受范围，或规范限制(即，可接受的递送值的体积的范围，如在图8A-8D中的每一个由虚线所指示的)。图8A-8D中的每一个示出了可接受的公差的规范上限百分数和规范下限百分数。如图8A-8D中所示的，进行主动控制但没有进行阻抗和/或容度校正的注入系统的实施例，对于给定注入方案，流体的注入体积常常低于规范下限。随压力增加(x轴上所示的压力)，和/或随从针筒递送的流体的体积减少，该误差变得更加明显。数据点在曲线图中连接，并且拟合成曲线。可以理解的是，本文中所讨论的体积不精确性——即，由于流体注入器和/或流体的阻抗和/或容度特性而导致的流体递送不足——总体上与“封闭”系统或具有主动控制的系统相关联，诸如关于图5和6讨论的那些。因此，本文中讨论的校正(结合图9和10A-10D讨论其示例)可特别适用于这样的注入器系统。例如当将旋塞阀、夹管阀、和/或高压开启阀并入到注入系统中(诸如在管路套件中)时，其它注入器(诸如图1-4所示的那些)也可以利用本文所描述的方法。此外，在没有主动控制的系统中，如果不希望由于容度而导致体积泄漏或注入患者中，则可以应用本文所描述的方法以过驱动柔度体积，并在注入阶段结束时，在储器与流体路径流体隔离之后立即将活塞拉回等同柔度体积位置。
图9示出了三维图，其示出了作为诸如针筒的容器中压力和剩余的注入体积的函数的未递送的流体体积。如图9所图示的实施例，对于流体以容器中设定的压力和设定的剩余体积的不足递送而确定的数据点被绘制在三维图上，并且根据这些数据绘制表面。通过绘制系统的递送不足的体积并拟合到3D表面，可以导出等式，该等式可以基于储器体积和压力来预测体积不精确性。应当注意，其他系统可以得到作为剩余的注入体积和压力的因素的递送不足的体积的其他3D表面曲线，并且可以确定替代的表面等式来建立三个变量之间的相关性，从而可以开发用于考虑系统的阻抗和/或容度性质的精确流体递送方案。
进一步参考图9，根据以下等式(3)，示例性流体注入器的阻抗和容度性质导致递送不足：
z-1＝c·y0.5+b/x0.5+a(3)
其中z是系统体积柔度(C)，诸如过度或递送不足的体积(其可以以任何合适的体积单位例如毫升(“mL”)来测量)；y是在注入时至少一个流体储器中的可用体积(V1)，x是具有至少一个流体储器的流体的压力(P1)(其可以以任何合适的压力单位，诸如以磅每平方英寸(“psi”)或千帕斯卡(kPA)为单位来测量)，c是位置标量(A)，b是压力常数(B)，a是补偿因数(O)，其对于特定的表面可以是常数。当由此确定流体的递送不足的体积时，可以校正并适量增加要注入到患者中的流体，以补偿由于流体注入器和/或流体的容度和阻抗而损失的体积。流体注入器可以将活塞过驱动计算的距离，来将不足递送的预测体积(即，z)进行递送，以确保向患者注入的流体的精确注入剂量。该值“z”还可以称为“校正体积”。
等式(3)的系数值可以具有适合于对于观察到的注入参数拟合表面曲线的值。在某些实施例中，常数c的值可以在-0.01至-0.025的范围内，b的值可以在8.00至12.00的范围内，并且a的值可以在0.050至0.150的范围内，使得计算出的柔度值可以在大于0mL至20mL，例如3mL至10mL的范围内。在其他实施例中，a的值可以在0.112至0.115的范围内，b的值可以在10.35至10.45的范围内，并且c的值可以在-0.01465至-0.01495的范围内，使得计算出的柔度值可以在大于0mL至20mL，例如3mL至10mL的范围内。例如，进一步参考图9，根据一个实施例的系数的值可以是c＝-0.014863432，b＝10.39086，并且a＝0.11422056被确定为最佳拟合图9所示的表面曲线。应当理解，系数a，b和c的值取决于特定注入器系统的阻抗和/或容度特性、针筒配置、或者医疗流体性质，诸如注入器部件松弛(例如电机部件中，和注入器部件之间的接口中)、针筒的容度膨胀、管路套件的容度膨胀、流体特性(诸如温度、浓度和/或粘度)等。因此，图9的三维表面的示例可以随流体注入器、流体注入器中所使用的可丢弃针筒和流体路径套件，以及注入的流体而变化。
参考图5和图9，根据等式(1)的校正体积的确定可以在以下任何时候执行：例如对于所用的每个流体注入器在每天的开始时或在首次使用多次使用针筒套件(诸如关于图5所描述的MUDS)之前执行，在每次注入过程之前或期间对每个针筒执行，或者可以是出厂默认设置，其贯穿该系统的寿命的每次注入使用。可以将根据本公开的方法储存在计算装置300上的存储器上，并且例如在安装新的多次使用针筒套件时和/或在用户输入的情况下由计算装置的控制器自动地应用。
将如图9中的等式(1)应用于流体注入器的示例性多次使用针筒套件，以下是用于实践根据以上公开的示例的示例性步骤。确保对于注入方案针筒中有足够的体积，即对于该方案要向患者中注入的流体量加上要补偿由于系统内的阻抗和/或容度引起的递送不足体积的额外体积的流体。这可以通过用根据上述系数和参数的等式(1)的示例将足够过量的流体添加到要装载到针筒中的流体的编程体积而保守地完成，例如，在CT造影剂/生理盐水注入方案中的200mL针筒的一个非限制性示例中，例如过量的5至10mL，或大约7mL(或其他体积的流体，诸如11mL)。通过在注入器递送未校正的体积之后允许活塞的过驱动而向患者递送计算的递送不足的体积，这将确保针筒包含足够的流体以补偿递送不足。在某些实施例中，可能还需要将更多的流体装载到针筒中，以补偿在预注/清除操作中使用的流体体积，以便在预注/清除后，在未校正的体积之上仍留有足够的过量流体，以允许不足递送的补偿。在针筒不包含包括未校正的体积和不足递送补偿体积的足够的体积情况下，注入器可以警告技术人员，没有足够的体积来递送校正量的流体。该例子可以是如果他们编程100mL注入并且清洁后针筒中少于107mL则警告用户体积不足。对于200mL的注入，注入器将使针筒填充至215mL的体积，并且向前清除至207mL，以使足够的过量流体可用于补偿递送不足。替代地，已知的是，当使用较大体积针筒仅注入小体积的流体时，递送不足的体积最小化。因此，当活塞靠近注入器的远端时，仅需要可取得的约3mL的过量体积即可补偿递送不足。在某些示例中，这可以通过将零位置设置为本文所描述的反冲(recoil)零，且驱动活塞经过该零至允许的最大压力来进一步降低。当将本公开的方法应用于最小化流体浪费并且考虑向患者精确递送流体时，处理器可以被编程为考虑各种情况。
图10A-10D是描绘在关于图8A-8D和9讨论的示例性注入系统中作为压力的函数的递送的预期体积的百分数的图，其中流体注入器具有主动控制，并且其中根据本发明的校正体积已经根据本文描述的方法由注入器处理器进行计算和应用。如在图10A-10D中可以看到的，作为压力的函数的预期体积的百分数是更加一致的，并且落在规范限制内，该规范限制指示了注入方案所需的流体的精确体积的递送。通过校正系统的体积不精确性分量，递送的体积的精确度应该始终落在规范限制内。
图11包括流程图，该流程图示出了根据本公开的某些实施例的用于对于注入方案校正流体的流体体积的示例性方法的步骤。步骤210包括确定要由流体注入器的至少一个针筒递送的流体的体积。步骤220包括确定要注入的流体体积的压力。步骤230包括根据由与针筒系统的特定压力和注入体积相关联的表面曲线所确定的等式来计算流体的递送不足的体积，等式诸如等式(3)：
z-1＝c·y0.5+b/x0.5+a (3)
其中z是系统体积柔度(C)，诸如过度或递送不足的体积(其可以以任何合适的体积单位例如毫升(“mL”)来测量)；y是在注入时至少一个流体储器中的可用体积(V1)，x是具有至少一个流体储器的流体的压力(P1)(其可以以任何合适的压力单位，诸如以磅每平方英寸(“psi”)或千帕斯卡(kPA)为单位来测量)，c是位置标量(A)，b是压力常数(B)，a是补偿因数(O)，其对于基于流体注入器的阻抗特性的特定表面或由流体注入器的阻抗特性确定的特定表面可以是常数。步骤240包括使流体注入器的活塞过驱动对应于z的量，以向患者递送精确量的流体。
图12是示出根据本公开的某些实施例的用于对于注入方案校正流体的流体体积的示例性方法的步骤的流程图。用户编程在注入过程期间要从流体储器(例如针筒)递送的流体的预期体积1210。然后，流体注入系统的处理器基于流体储器的编程体积或当前体积以及驱动构件的当前位置(X1)，计算出初始最终驱动构件(诸如活塞)位置(X2)1220，并且，流体注入器开始流体注入过程1230。然后，系统在注入期间实时地或在活塞到达初始最终驱动构件位置(X2)时测量储器中流体的压力和剩余的流体的体积1240。基于系统特性以及压力和体积测量，系统计算系统的柔度1250，然后将最终驱动构件位置从初始最终驱动构件位置X2更新为柔度校正的最终驱动构件位置X2'1260。基于柔度校正的位置X2'，系统然后确定注入是否完成1290，即驱动构件是否处于最终柔度校正的位置X2'。如果系统确定驱动部件不处于最终柔度校正的位置X2'，则系统可以后退并重复步骤1240、1250、1260和1290(如有必要则重复)，直到系统确定注入完成并且驱动构件处于最终柔度校正的位置X2'为止。如果系统确定驱动构件处于最终柔度校正的位置X2'，则系统关闭阀(例如，旋塞阀)1270。在步骤1270中关闭旋塞阀将储器中的流体的柔度困作为储存柔度。该系统可以可选地释放所储存或被困的柔度，或者替代地继续到多阶段注入方案的下一阶段1280。如果后者发生，则当来自储器的流体将包含所储存柔度，并且利用该储器的下一注入阶段将在计算流体体积时考虑该柔度，即，因为已经由所储存柔度考虑了该柔度，所以系统可以不必调整驱动构件在最终驱动构件位置X2处移动的距离。
示例1
为了经验性地确定系统的柔度，使用了以下测试设置。将根据图6的多次使用可丢弃系统(MUDS)56插入图5所示的注入器系统10中，其中压力换能器附接到每个储器以捕捉实时压力数据。将每个储器填充至设定体积。然后在关闭旋塞阀72的情况下将出口流体线连接至端口76，然后将其连接至MUDS 56。然后通过推进指定的储器58a-58c的活塞来将系统加压至预定压力。一旦达到预期压力，就停止活塞。然后打开旋塞阀72，并在分析天平上测量驱替的实验室水。使用密度和质量，计算出该驱替的流体的体积。记录该驱替的流体体积，作为该柱塞位置和压力的特定组合的柔度体积。在200mL至10mL的填充体积下获得数据点，并且每个位置处实现的压力在25psi至300psi的范围内。然后，该数据用于创建图9所示的系统中该储器的柔度的表面图。多个MUDS套件56与所有三个储器位置和多个注入器系统一起使用，以生成注入器10的系统柔度的稳健表征。该表面图表示与数据拟合的等式，其中该等式具有柱塞位置和压力的输入，以及柔度体积的输出。该柔度的计算中包括两个反馈回路，即活塞位置和压力，这意味着系统能够使用该关系来计算期望使用条件下任意点的柔度。
以下是参考图9的根据本公开的方法的说明性示例。步骤A以5mL/s开始注入100mL，其初始地具有20秒的持续时间。步骤B是测量达到200psi稳态的注入的压力。步骤C是将等式(3)应用于步骤A和B中的上述参数，其预测递送的未校正的体积比编程的体积小4.05mL。步骤D是调整在向患者递送104.05mL(例如通过将最终位置设置为比注入开始时的体积位置小104.05mL)的流体之后发生的注入的最终位置(如果起始填充位置为107mL，则完成该步骤后注入器的最终位置应该为2.95mL)。步骤E是将校正后的流体体积递送给患者，且在达到最终位置后关闭旋塞阀，从而隔离储器中的流体。步骤E释放4.05mL的被困柔度所产生的压力，以使针筒回到0psi及其标称体积状态。在某些实施例中，释放被困的柔度压力在进行后续阶段注入时可以不是必需的，并且可以在后续阶段的柔度值中加以考虑。
尽管出于说明目的基于当前被认为是最实际和优选的示例而详细描述了本公开，但是应当理解，这种细节仅出于该目的，而本公开并非仅限于所公开的示例，但是相反，其旨在涵盖修改和等同布置。例如，应当理解，本公开考虑了在可能的范围内，任何示例的一个或多个特征可以与任何其他示例的一个或多个特征组合。

Claims (21)

1.在使用一个或多个流体储器注入过程期间校正由流体注入器系统递送的流体的体积的方法，所述方法包括：
确定所述流体注入器系统的至少一个流体储器中的第一流体的流体体积；
确定要注入的第一编程体积的所述第一流体的压力；
根据等式(1)，为所述至少一个流体储器、与所述至少一个流体储器相关联的一个或多个流体注入器机械部件，以及一个或多个管路系统部件中的至少一者确定系统体积柔度：
C1＝A1·V1+B1·P1+O1 (1)
其中C1是所述至少一个流体储器的系统体积柔度，A1是所述至少一个流体储器的位置标量，V1是所述至少一个流体储器的可用体积，B1是所述至少一个流体储器的压力常数，P1是所述至少一个流体储器内的流体的压力，并且O1是所述至少一个流体储器的补偿因数；
根据等式(2)，预测所述至少一个流体储器中的流体的体积柔度因数
VC1＝PV1+C1 (2)
其中VC1是所述至少一个流体储器中的流体的体积柔度因数，PV1是所述第一流体的编程体积，并且C1是所述至少一个流体储器中的系统体积柔度；以及
通过以下方式之一补偿所述体积柔度因数以递送编程流体体积：过驱动所述驱动构件在所述至少一个流体储器中行进的距离；不足驱动所述驱动构件在所述至少一个流体储器中行进的距离；增加所述至少一个流体储器中流体的递送时间；以及减少所述至少一个流体储器中流体的递送时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个流体储器包括：至少一个第一流体储器，含有所述第一流体；以及至少一个第二流体储器，含有第二流体；其中，所述方法还包括：
确定所述流体注入器系统的至少一个第二流体储器中的第二流体的流体体积；
确定要注入的编程体积的所述第二流体的第二压力；
根据等式(1)，对于所述至少一个第二流体储器、与所述第二流体储器相关联的一个或多个流体注入器机械部件，以及一个或多个管路系统部件，确定系统体积柔度：
C2＝A2·V2+B2·P2+O2 (1)
其中C2是所述至少一个第二流体储器的系统体积柔度，A2是所述至少一个第二流体储器的位置标量，V2是所述至少一个第二流体储器的可用体积，B2是所述至少一个第二流体储器的压力常数，P2是所述至少一个第二流体储器内的流体的压力，并且O2是所述至少一个第二流体储器的补偿因数；
根据等式(2)，预测所述至少一个第二流体储器中的流体的体积柔度因数
VC2＝PV2+C2 (2)
其中VC2是所述至少一个第二流体储器中的流体的体积柔度因数，PV2是所述至少一个第二流体储器的编程体积，并且C2是所述至少一个第二流体储器中的系统体积柔度；以及
通过以下方式之一补偿所述至少一个第二流体储器的体积柔度因数以递送编程流体体积的所述第二流体：过驱动所述驱动构件在所述至少一个第二流体储器中行进的距离；不足驱动所述驱动构件在所述至少一个第二流体储器中行进的距离；增加所述至少一个第二流体储器中流体的递送时间；以及减少所述至少一个第二流体储器中流体的递送时间。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述至少一个流体储器包括：至少一个第一流体储器，含有所述第一流体；所述至少一个第二流体储器，含有所述第二流体；以及至少一个第三流体储器，含有第三流体。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，还包括以下步骤：根据等式(1)，确定所述至少一个流体储器是否至少含有与所述编程体积加上等于所述系统体积柔度的流体量相对应的体积的流体。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述至少一个流体储器、所述至少一个第二流体储器和所述至少一个第三流体储器独立地选自由以下各项构成的组：针筒、滚动膜片针筒、蠕动泵和可压缩袋。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述至少一个流体储器、所述至少一个第二流体储器和所述至少一个第三流体储器中的至少一者是针筒。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述针筒包括柱塞，所述柱塞可操作地连接到选自线性致动的活塞和电机驱动的活塞的驱动构件。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述至少一个流体储器、所述至少一个第二流体储器和所述至少一个第三流体储器中的至少一个是滚动膜片针筒。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述滚动膜片针筒的近端可操作地连接到选自线性致动的活塞和电机驱动的活塞的驱动构件。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，根据以下等式(3)确定等式(1)的所述系统柔度体积：
z-1＝c·y0.5+b/x0.5+a (3)
其中z是所述系统体积柔度(C)，c是所述位置标量(A)，y是所述至少一个流体储器中的可用体积(V1)，b是压力常数(B)，x是所述至少一个流体储器内流体的压力(P1)，并且a是补偿因数(O)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，a的值在0.112至0.115的范围内，b的值在10.35至10.45的范围内，并且c的值在-0.01465至-0.01495的范围内。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，补偿所述至少一个流体储器的体积柔度因数包括：
过驱动所述驱动构件在所述至少一个流体储器中行进的距离；以及
注入与所述体积柔度因数相等的附加体积的所述第一流体。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：在注入所述附加体积的第一流体之后，关闭阀以使所述至少一个流体储器与所述患者流体隔离。
14.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，补偿所述至少一个流体储器的体积柔度因数包括增加所述至少一个流体储器中第一流体的递送时间。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，增加所述第一流体的递送时间包括将所述递送时间增加足以递送与所述体积柔度因数相等的附加体积的所述第一流体的时间量。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，还包括：向用户报告与从所述至少一个流体储器递送到所述患者的流体的校正的体积相对应的值，其中，所述校正的体积考虑到所述编程体积和所述系统体积柔度。
17.流体递送系统，包括：
流体注入器；
至少一个第一流体储器，配置为含有第一流体；
至少一个第一驱动构件，配置为从所述至少一个第一流体储器驱动流体；以及
控制器，与所述至少一个第一驱动构件可操作连通，其中所述控制器包括计算机可读存储器，所述计算机可读存储器含有指令，由所述控制器执行所述指令时，使得所述控制器：
确定所述流体注入器系统的至少一个流体储器中的第一流体的流体体积；
确定要注入的第一编程体积的所述第一流体的压力；
根据等式(1)，为所述至少一个流体储器、与所述至少一个流体储器相关联的一个或多个流体注入器机械部件，以及一个或多个管路系统部件中的至少一者确定系统体积柔度：
C1＝A1·V1+B1·P1+O1 (1)
其中C1是所述至少一个流体储器的系统体积柔度，A1是所述至少一个流体储器的位置标量，V1是所述至少一个流体储器的可用体积，B1是所述至少一个流体储器的压力常数，P1是所述至少一个流体储器内的流体的压力，并且O1是所述至少一个流体储器的补偿因数；
根据等式(2)，预测所述至少一个流体储器中的流体的体积柔度因数：
VC1＝PV1+C1 (2)
其中VC1是所述至少一个流体储器中的流体的体积柔度因数，PV1是所述第一流体的编程体积，并且C1是所述至少一个流体储器的系统体积柔度；以及
通过以下方式之一补偿所述体积柔度因数以递送编程流体体积：过驱动所述驱动构件在所述至少一个流体储器中行进的距离；不足驱动所述驱动构件在所述至少一个流体储器中行进的距离；增加所述至少一个流体储器中流体的递送时间；以及减少所述至少一个流体储器中流体的递送时间。
18.根据权利要求17所述的流体递送系统，根据等式(3)确定等式(1)的所述系统柔度体积如下：
z-1＝c·y0.5+b/x0.5+a (3)
其中z是所述系统体积柔度(C)，c是所述位置标量(A)，y是所述至少一个流体储器中的可用体积(V1)，b是压力常数(B)，x是所述至少一个流体储器内流体的压力(P1)，并且a是所述补偿因数(O)。
19.根据权利要求18所述的流体递送系统，其中，a的值在0.112至0.115的范围内，b的值在10.35至10.45的范围内，并且c的值在-0.01465至-0.01495的范围内。
20.根据权利要求17至19任一项所述的流体递送系统，其中所述计算机可读存储器含有进一步的指令，由所述控制器执行所述进一步的指令时使得所述控制器以补偿所述体积柔度因数；使得所述控制器：
过驱动所述驱动构件在所述至少一个流体储器中行进的距离；以及
注入与所述体积柔度因数相等的附加体积的所述第一流体。
21.根据权利要求17至19任一项所述的流体递送系统，其中所述计算机可读存储器包含进一步的指令，由所述控制器执行所述进一步的指令时使得所述控制器补偿所述体积柔度因数；使得所述控制器：
将所述至少一个流体储器的第一流体的递送时间增加足以递送与所述体积柔度因数相等的附加体积的所述第一流体的时间量。
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