CN110809483A - 在多阶段注入方案中具有过渡阶段的系统和方法 - Google Patents

Abstract

经由包括两个或更多个针筒的流体注入器向患者递送多阶段流体注入的方法，包含：以第一预定流率从至少第一针筒注入流体注入的第一流体，其中第一流体具有第一粘度；以不同于第二预定流率的中间流率以指定时间从至少第二针筒注入第二流体的初始部分，第二流体具有不同于第一粘度的第二粘度；以及以在第二预定流率下的流率注入流体注入的第二流体的剩余部分。公开了配置为用于递送多阶段流体注入的流体注入器系统。

Description

在多阶段注入方案中具有过渡阶段的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2017年8月31日的题为“System and Method HavingTransition phase in Multi-Phase Injection Protocol”的美国临时专利申请No.62/552,494的优先权，其公开整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及控制流体注入器的系统和方法。更特别地，本公开涉及控制采用具有过渡阶段的多阶段注入方案的流体注入器的系统和方法。

背景技术

在许多医疗诊断和治疗过程中，诸如内科医师的医疗从业者向患者注入一种或多种医疗流体。近年来，已经开发了许多流体递送系统，其具有注入器致动的针筒和流体注入器，用于流体(例如造影溶液(通常简称为“造影”)，冲洗剂(例如生理盐水或林格氏乳酸)和其他医疗流体)的加压注入，以在诸如血管造影术(CV)、计算机断层扫描(CT)、超声、磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)和其他成像过程的过程中使用。通常，这些流体递送系统被设计成以预期的流率递送预设量的流体。

递送给患者的流体的实际流率(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，由于流体递送系统的整体阻抗和容量，流体递送系统的实际性能是许多因素的函数。在某些递送过程中，流体递送系统的阻抗和容量可能会导致流体流从预期流率(或预期体积)的过高流率、过低流率(或体积递送过多或递送不足)，以及流体流波动，特别是从一种流体类型过渡到另一种流体类型时。

尽管存在各种途径来表征流体递送系统的性能并使预期性能与实际性能在流体流率和递送体积方面相关联，但是这些途径并未以全面的方式解决由于流体递送系统的阻抗和/或容量而导致的预期性能与实际性能之间的差异。因此，现有的方法不能解决由于系统阻抗和/或容量导致的流体递送不足或递送过量。因此，小于最优注入团剂或体积可能导致和/或流体递送系统的操作可能导致相对大量的浪费流体。

发明内容

在本公开的一个示例中，描述了经由包括两个或更多个流体储器的流体注入器向患者递送多阶段流体注入的方法。该方法可以包括从至少第一流体储器注入流体注入的第一流体，该第一流体具有第一粘度，其中该第一流体以第一预定流率被递送给患者；从至少第二流体储器注入流体注入的至少第二流体的初始部分，第二流体具有不同于第一粘度的第二粘度，其中第二流体的初始部分以指定中间时间间隔以与第二预定流率不同的流率分布递送至患者；并以至少等于第二预定流率的流率注入流体注入的第二流体的剩余部分。

在特定实施例中，第一粘度大于第二粘度。第一流体和第二流体可以是造影介质、生理盐水、林格氏乳酸或其他医疗流体。在特定实施例中，第一流体可以选自由以下各项所构成的组：造影介质，以及特定比例的造影介质和生理盐水或其他冲洗流体(例如水或林格氏乳酸)的混合物，其中第二流体可以选自由以下各项所构成的组：生理盐水或其他冲洗流体(例如水或林格氏乳酸)，以及第二特定比例的造影介质和生理盐水或其他冲洗流体(例如水或林格氏乳酸)的混合物。根据某些方面，第二预定流率可以与第一预定流率基本相同。

根据各种实施例，第二流体的至少初始部分的流率分布可以与第一预定流率和/或第二预定流率不同。在某些实施例中，至少第二流体的至少初始部分的流率分布被以低于第一预定流率的流率递送。在其他实施例中，至少第二流体的至少初始部分的流率分布在指定中间时间间隔内以在零与第一预定流率或第二预定流率之间变化的流率递送。例如，至少初始部分的流率分布可以以较低的流率开始并且在指定中间时间间隔内增加，从而在至少第二流体的初始部分结束时增加到第二预定流率。

根据本文描述的方法的各种实施例，注入至少第二流体的初始部分可以包括：在指定中间时间间隔内以低于第二预定流率的中间流率注入至少第二流体的初始部分，其中选择指定中间时间间隔以允许第一流体的残留部分在开始注入第二流体的剩余部分的步骤之前通过流体线到达患者，其中指定中间时间间隔是基于系统架构：第一流体储器和第二流体储器中至少一个的容量、流体线的长度、流体线的直径、流体线的体积、导管的长度、导管的直径、导管的体积及其任意组合。在方法的各种实施例中，流体注入的第二流体的初始部分的体积可以以下各项中的一个或多个确定：流体线的体积容量、可选地包含第二流体储器与患者之间的导管体积容量、第一流体储器和第二流体储器中至少一个的容量，以及注入系统柔度。

在特定实施例中，该方法可以还包括至少部分地基于一个或多个参数由系统用户输入第二流体的流率分布，一个或多个参数选自由以下各项构成的组：注入方案的表、第一阶段流率，第二阶段流率，过渡流率，导管体积，导管直径，导管长度，流体储器与患者之间的流体线的体积，流体线直径，流体线长度，第一流体的粘度，第二流体的粘度，第一流体的温度，第二流体的温度，编程的要递送的第一流体的体积以及编程的要递送的第二流体的体积。该表可以由系统制造商准备并编程到与流体注入器系统相关联的处理器中，可以由系统用户或一些其他第三方独立开发以与流体注入系统的各种注入方案一起使用。

根据特定实施例，选择初始部分的流率分布以最小化指定中间时间间隔内的流率偏差。在特定实施例中，可以基于以下等式来计算初始部分的流率分布：

Q(过渡)＝Q(编程)–Q(调整)

其中Q(过渡)是在第一流体到至少第二流体之间的过渡上的预期流率分布，其通过调整驱动构件运动(随距离的速度)，以控制流体从导管尖端流出；Q(编程)是至少第二流体的预期流率分布；Q(调整)是第二流体的流率的必要调整，以使在第一流体和至少第二流体之间的过渡处的Q(过渡)导致来自导管的流体流率与Q(编程)基本上相似。在其他实施例中，可以基于以下等式来计算初始部分的流率分布：

Q(t)＝Q(p)-(C(1)–C(2))/t(t)，

其中Q(t)是中间流率，Q(p)是第二预定流率，C(1)是在第一流体阶段期间的稳态系统柔度，C(2)是在第二流体注入期间的系统柔度，t(t)是递送与系统柔度(C(2))相关联的体积的推导的时间。根据各种实施例，在第一流体注入期间的系统柔度包括与以下各项中的一个或多个相关联的第一柔度因数：第一流体储器、第一流体递送机构、以及与第一流体储器可操作地流体连通的管路套件，并且在第二流体注入期间的系统柔度包括与以下各项中的一个或多个相关联的第二柔度因数：第二流体储器、第二流体递送机构、以及与第二流体储器可操作地连通的管路套件。第一储器和/或至少第二储器的系统柔度可以例如使用在(多个)储器与导管之间的流体路径中的流传感器来测量。替代地，可以分别基于流体注入器、第一或第二流体储器以及第一或第二流体的因素来预测第一储器和/或至少第二储器的系统柔度中的一个或两个。

根据本公开的各种实施例，第一和第二流体储器可以独立地选自由针筒、蠕动泵和可压缩袋构成的组。在特定实施例中，第一流体储器是可操作地连接到流体注入器的第一驱动构件的第一针筒，并且至少第二流体储器是可操作地连接到流体注入器的至少第二驱动构件的第二针筒。

根据其他实施例，本公开描述了用于将多阶段流体注入递送给患者的流体注入器系统。流体注入器系统可包括至少一个第一针筒，该至少一个第一针筒配置为含有多阶段流体注入的第一流体，该第一流体具有第一粘度；至少一个第一驱动构件，与所述至少一个第一针筒可操作地连接，所述至少一个第一驱动构件可操作为分配所述多阶段流体注入的第一流体；至少一个第二针筒，其配置为含有多阶段流体注入中的第二流体，该第二流体具有不同于第一粘度的第二粘度；至少一个第二驱动构件，与所述至少一个第二针筒可操作地连接，所述至少一个第二活塞可操作为分配所述多阶段流体注入的第二流体；流体线，连接到至少一个第一针筒和至少一个第二针筒，并配置为进行以下中的至少一者：将多阶段流体注入的第一流体从至少一个第一针筒递送到患者，和将多阶段流体注入的第二流体从至少一个第二针筒递送到患者；以及控制装置，配置为控制与至少一个第一针筒相关联的第一驱动构件的运动以及与至少一个第二针筒相关联的至少一个第二驱动构件的运动，以控制多阶段流体注入的第一流体和第二流体向患者的递送。所述控制装置可以配置为控制第一驱动构件以第一预定流率注入第一流体，控制至少一个第二驱动构件以指定中间时间以不同于第二预定流率的中间流率分布从至少一个第二针筒注入流体注入的至少第二流体的初始部分，并以至少等于第二预定流率注入第二流体的剩余部分，其中第二流体具有不同于第一粘度的第二粘度。

根据各种实施例，第一粘度大于第二粘度。第一和第二流体可以是造影介质、生理盐水、林格氏乳酸，其他冲洗流体或其他医疗流体。在特定实施例中，第一流体可以选自由造影介质、特定比例的造影介质和生理盐水的混合物构成的组，并且其中第二流体可以选自由生理盐水、林格氏乳酸、第二特定比例的造影介质和生理盐水的混合物构成的组。根据某些方面，第二预定流率可以与第一预定流率基本相同。

在流体注入器系统的各种实施例中，第一预定流率可以与第二预定流率基本相同。在其他实施例中，至少第二流体的至少初始部分的流率分布可以被以低于第一预定流率的流率递送，或至少第二流体的至少初始部分的流率分布可以在指定中间时间间隔内以在零与第一预定流率之间或在零与第二预定流率之间变化的流率递送。根据某些实施例，第一预定流率可以大于第二预定流率。

根据流体注入器系统的各种实施例，控制装置可以配置为对至少第二流体的初始部分的注入计时，包括在指定中间时间间隔内以低于第二预定流率的中间流率来注入至少第二流体的初始部分，其中选择指定中间时间间隔以允许第一流体的剩余部分在开始注入第二流体的剩余部分的步骤之前通过流体线到患者，其中指定中间时间间隔是基于系统架构中的一个或多个；第一流体储器和第二流体储器中的至少一个的容量、流体线的长度、流体线的直径、流体线的体积、流体线和相关导管的容量，以及它们的任意组合。

根据流体注入系统的某些实施例，基于以下等式计算初始部分的流率分布：

Q(过渡)＝Q(编程)–Q(调整)

其中Q(过渡)是在第一流体到至少第二流体之间的过渡上的预期流率分布，通过调整驱动构件运动(随距离的速度)以控制流体从导管尖端流出；Q(编程)是至少第二流体的预期流量分布；Q(调整)是第二流体的流率的必要调整，以使在第一流体和至少第二流体之间的过渡处的Q(过渡)导致来自导管的流体流率与Q(编程)基本上相似。根据特定实施例，中间时间可以基本上与将剩余量的第一流体从流体线中递送出所花费的时间有关，例如通过将流体线和导管的体积除以编程的流率。

根据流体注入器系统的其他实施例，基于以下等式计算初始部分的流率分布：

Q(t)＝Q(p)-(C(1)–C(2))/t(t)，

其中Q(t)是中间流率，Q(p)是第二预定流率，C(1)是在第一流体阶段期间的稳态系统柔度，C(2)是在第二流体注入期间的系统柔度，t(t)是递送与系统柔度(C(2))相关的体积的推导的时间。

在以下编号的条款中的一个或多个中公开了利用具有过渡阶段的多阶段注入方案来控制流体注入器的系统和方法的各个方面：

条款1、经由流体注入器向患者递送多阶段流体注入的方法，所述流体注入器包括两个或更多个流体储器，所述方法包括：从至少第一流体储器注入所述流体注入的第一流体，所述第一流体具有第一粘度，其中以第一预定流率将所述第一流体递送到所述患者；从至少第二流体储器注入所述流体注入的至少第二流体的初始部分，所述第二流体具有不同于所述第一粘度的第二粘度，其中以不同于第二预定流率的流率分布以指定中间时间间隔或中间流体体积将所述第二流体的初始部分递送到所述患者；以及以至少等于所述第二预定流率的流率注入所述流体注入的第二流体的剩余部分。

条款2、根据条款1所述的方法，其中所述第一粘度大于所述第二粘度。

条款3、根据条款1或2所述的方法，其中所述第一流体选自由造影介质、特定比例的所述造影介质和生理盐水的混合物构成的组，并且其中所述第二流体选自生理盐水、第二特定比例的所述造影介质和生理盐水的混合物构成的组。

条款4、根据条款1至3中任意项所述的方法，其中所述第二预定流率与所述第一预定流率基本上相同。

条款5、根据条款1至4中任意项所述的方法，其中所述至少第二流体的至少所述初始部分的流率分布被以低于所述第一预定流率的流率递送。

条款6、根据条款1至5中任意项所述的方法，其中所述至少第二流体的至少所述初始部分的流率分布在所述指定中间时间间隔内被以在零与所述第二预定流率之间变化的流率递送。

条款7、根据条款1至6中任意项所述的方法，其中注入至少所述第二流体的初始部分包括在所述指定中间时间间隔内以低于所述第二预定流率的中间流率注入至少所述第二流体的初始部分，其中所述指定中间时间间隔选择为允许所述第一流体的残留部分在开始注入所述第二流体的剩余部分的步骤之前通过流体线到所述患者，其中所述指定中间时间间隔是基于系统架构：所述第一流体储器和所述第二流体储器中的至少一个的容量、所述流体线的长度、所述流体线的直径、所述流体线的体积、导管的长度、所述导管的直径、所述导管的体积及其任意组合。

条款8、根据条款1至6中任意项所述的方法，其中所述流体注入的第二流体的初始部分的体积由以下中的一个或多个确定：所述第二流体储器与所述患者之间的流体线的体积容量、所述第一流体储器和所述第二流体储器中的至少一个的容量，以及注入系统柔度。

条款9、根据条款1至8中任意项所述的方法，还包括至少部分基于选自以下各项构成的组的一个或多个参数，由系统用户输入所述第二流体的流率分布，该组中的各项包括：注入方案的表、第一阶段流率、第二阶段流率、过渡流率、导管体积、导管直径、导管长度、所述流体储器与所述患者之间的流体线的体积、所述流体线的直径、所述流体线的长度、所述第一流体的温度、所述第二流体的温度、所述第一流体的粘度、所述第二流体的粘度、编程的要递送的所述第一流体的体积，以及编程的要递送的所述第二流体的体积。

条款10、根据条款1至9中任意项所述的方法，其中所述初始部分的流率分布选择为最小化在所述指定中间时间间隔内的流率偏差。

条款11、根据条款1至10中任意项所述的方法，其中所述初始部分的流率分布是基于以下等式计算的：Q(过渡)＝Q(编程)–Q(调整)其中Q(过渡)是所述第一流体到至少所述第二流体之间的过渡的预期流率分布；Q(编程)是所述第一流体和至少所述第二流体的预期流率分布；并且Q(调整)是所述第二流体的流率的必要调整，使得所述第一流体与至少所述第二流体之间的所述过渡处的Q(过渡)，导管尖端处的流率基本上相似于Q(编程)。

条款12、根据条款1至10中任意项所述的方法，其中所述初始部分的流率分布是基于以下等式计算的：Q(t)＝Q(p)-(C(1)–C(2))/t(t)，其中Q(t)是所述中间流率，Q(p)是所述第二预定流率，C(1)是所述第一流体阶段期间的稳态系统柔度，C(2)是所述第二流体注入期间的系统柔度，并且t(t)是将与所述系统柔度(C(2))相关联的体积递送的推导的中间时间。

条款13、根据条款12所述的方法，其中所述第一流体注入期间的系统柔度包括第一柔度因数，所述第一柔度因数与所述第一流体储器、第一流体递送机构，以及与所述第一流体储器可操作流体连通的管路套件中的一个或多个相关联，并且所述第二流体注入期间的系统柔度包括第二柔度因数，所述第二柔度因数与所述第二流体储器、第二流体递送机构，以及与所述第二流体储器可操作连通的管路套件中的一个或多个相关联。

条款14、根据条款1至13中任意项所述的方法，其中所述第一流体储器是第一针筒，所述第一针筒可操作地连接到所述流体注入器的第一驱动构件，并且至少所述第二流体储器是至少第二针筒，所述至少第二针筒可操作地连接到至少所述流体注入器的第二驱动构件。

条款15、用于将多阶段流体注入递送到患者的流体注入器系统，所述流体注入器系统包括：至少一个第一针筒，配置为含有所述多阶段流体注入的第一流体，所述第一流体具有第一粘度；至少一个第一驱动构件，与所述至少一个第一针筒可操作地连接，所述至少一个第一驱动构件可操作以分配所述多阶段流体注入的第一流体；至少一个第二针筒，配置为含有所述多阶段流体注入的第二流体，所述第二流体具有不同于所述第一粘度的第二粘度；至少一个第二驱动构件，与所述至少一个第二针筒可操作地连接，所述至少一个第二活塞可操作以分配所述多阶段流体注入的第二流体；流体线，连接到所述至少一个第一针筒和所述至少一个第二针筒，并且配置为进行以下中的至少一者：将所述多阶段流体注入的第一流体从所述至少一个第一针筒递送到所述患者，和将所述多阶段流体注入的第二流体从所述至少一个第二针筒递送到所述患者；以及控制装置，配置为控制与所述至少一个第一针筒相关联的第一驱动构件的运动和与所述至少一个第二针筒相关联的至少一个第二驱动构件的运动，以控制所述多阶段流体注入的第一流体和第二流体向所述患者的递送，其中所述控制装置配置为：控制所述第一驱动构件，从而以第一预定流率注入所述第一流体，控制所述至少一个第二驱动构件，从而以指定中间时间或中间流体体积以不同于第二预定流率的中间流率分布从所述至少一个第二针筒注入所述流体注入的至少所述第二流体的初始部分，并且以至少等于所述第二预定流率注入所述第二流体的剩余部分，其中所述第二流体具有不同于所述第一粘度的第二粘度。

条款16、根据条款15所述的流体注入器系统，其中所述第一粘度大于所述第二粘度。

条款17、根据条款15或16所述的流体注入器系统，其中所述第一预定流率与所述第二预定流率基本上相同。

条款18、根据条款15至17中任意项所述的流体注入器系统，其中所述至少第二流体的至少所述初始部分的流率分布被以低于所述第一预定流率的流率递送，或者其中所述至少第二流体的至少所述初始部分的流率分布在所述指定中间时间间隔内被以在零与所述第一预定流率或所述第二预定流率之间变化的流率递送。

条款19、根据条款15至18中任意项所述的流体注入器系统，其中所述控制装置配置为计时至少所述第二流体的初始部分的注入，包括在所述指定中间时间间隔内以低于所述第二预定流率的中间流率注入至少所述第二流体的初始部分，其中所述指定中间时间间隔选择为允许所述第一流体的残留部分在开始注入所述第二流体的剩余部分的步骤之前通过流体线到所述患者，其中所述指定中间时间间隔是基于系统架构：所述第一流体储器和所述第二流体储器中的至少一个的容量、所述流体线的长度、所述流体线的直径、所述流体线的体积、导管的长度、所述导管的直径、所述导管的体积及其任意组合。

条款20、根据条款15至19中任意项所述的流体注入系统，其中所述第一流体选自由造影介质、特定比例的所述造影介质和生理盐水的混合物构成的组，并且其中所述第二流体选自由生理盐水、第二特定比例的所述造影介质和生理盐水的混合物构成的组。

条款21、根据条款15至20中任意项所述的流体注入系统，其中所述初始部分的流率分布是基于以下等式计算的：

Q(过渡)＝Q(编程)–Q(调整)

其中Q(过渡)是所述第一流体到至少所述第二流体之间的过渡的预期流率分布；Q(编程)是所述第一流体和至少所述第二流体的预期流率分布；并且Q(调整)是所述第二流体的流率的必要调整，使得所述第一流体与至少所述第二流体之间的所述过渡处的Q(过渡)，导管尖端处的流率基本上相似于Q(编程)。

条款22、根据条款15至20中任意项所述的流体注入系统，其中所述初始部分的流率分布是基于以下等式计算的：

Q(t)＝Q(p)-(C(1)–C(2))/t(t)，

其中Q(t)是所述中间流率，Q(p)是所述第二预定流率，C(1)是所述第一流体注入期间的系统柔度，C(2)是所述第二流体注入期间的系统柔度，并且t(t)是将与所述流体注入的第二流体的初始部分的体积递送的推导的中间时间。

通过参考附图考虑以下说明书和所附权利要求，本公开的这些和其他特征和特性以及结构和部件组合的相关元件的操作和功能和制造的经济性的结合将变得更加显而易见，其全部构成本说明书的一部分，其中，在各附图中，相同的附图标记指示相应的部分。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截面图；

图3是根据本公开的另一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图；

图5是根据本公开的另一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正视立体图；

图7A–7I绘示了在多阶段注入期间通过流体递送系统的电机速度的控制的包含过渡阶段的流分布的若干实施例；

图8是将多阶段流体注入在阶段过渡的测量流率与多阶段注入在过渡阶段的测量流率比较的图表；

图9是确定多阶段流体注入的第二阶段的稳态压力的推导的步骤图；

图10是推导多阶段流体注入的限制和稳态压力的示例性查找表；

图11是推导多阶段流体注入的稳态压力的示例性图形化等式；

图12是对应于计算容量的柔度等式的表面的图形表示；

图13绘示了根据实施例的确定包含过渡阶段的注入方案的总流程；并且

图14绘示了包含如图5所示的用于注入器的过渡阶段的注入方案的具体实现方式。

具体实施方式

如说明书和权利要求书中所使用的，单数形式的“个”和“该”包含复数对象，除非上下文另外明确指出。

为了下文的描述目的，术语“上”，“下”，“右”，“左”，“垂直”，“水平”，“顶”，“底”，“横”，“纵”及其衍生词应与本公开在附图中的含义相关。

空间或方向性术语，例如“左”，“右”，“内”，“外”，“上”，“下”等，不应被视为限制，因为本发明可以设想各种其他方向。

在所有情况下，在说明书和权利要求书中使用的所有数字应理解为被术语“约”修饰。术语“约”是指所述值的正负百分之十的范围。

除非另外指出，否则本文公开的所有范围或比例应理解为涵盖其中包含的任何和所有子范围或子比例。例如，规定的范围或比例“1到10”应被视为包括最小值(最小值1)和最大值(最大值10)(含)之间的任何和所有子范围；也就是说，以最小值1或更大的值开始并且以最大值10或更小的值结束的所有子范围或子范围，例如但不限于1到6.1、3.5到7.8和5.5到10。

术语“至少”是指“大于或等于”。

术语“包含”与“包括”同义。“包括”包含“由……构成”和“主要由……构成”。

当关于针筒和/或柱塞使用时，术语“近”是指当针筒和/或柱塞被取向用于连接至流体注入器时，针筒和/或柱塞的最接近流体注入器的部分。术语“远”是指当针筒和/或柱塞被取向用于连接到流体注入器时，针筒和/或柱塞的最远离流体注入器的部分。术语“径向”是指在法向于在近端和远端之间延伸的针筒、柱塞和/或活塞的纵向轴线的截面中的方向。术语“圆周向”是指围绕针筒、柱塞和/或活塞的侧壁的内表面或外表面的方向。术语“轴向”是指沿着在近端和远端之间延伸的针筒、活塞和/或活塞的纵向轴线的方向。当用于指代流体递送部件时，术语“开放”是指系统与出口流体连接，例如通过喷嘴或者管路部件或导管的开放端。在开放系统中，可以例如通过迫使流体通过小直径流体路径来限制流体流，其中流可以由系统和流体的物理参数(例如管路直径、流体路径收缩、施加的压力、粘度等)确定。术语“封闭”在用于指代流体递送部件时，是指系统未与出口流体连接，例如在流体流被阀(例如旋塞阀、高开启压力阀(high crack pressure valve)、夹管阀等)停止流动的情况。如本文所用，术语“松弛”是指机械松弛，包含机械装置中的空隙或空转(lost motion)，其由零件之间的间隙、在施加负载(例如通过施加压力)下机械部件的压缩、在施加负载(例如通过施加压力)下机械部件的挠曲造成，这会导致在施加力后从流体注入中加压流体的递送延迟。

应当理解，除非明确相反地指出，否则本公开可以采取替代的变化和步骤顺序。还应当理解，附图中示出的以及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，与本文公开的示例有关的具体尺寸和其他物理特性不应被认为是限制性的。

表征流体递送系统的阻抗以最小化预期的和实际的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如何在系统中使用或移动通过系统。来自流体递送系统的能量输出或损失可以是通过摩擦力的热损失或在流体递送系统上做功的形式。例如，加压流体在压力下通过导管递送时所携带的一些能量会因流体的阻力、摩擦或散热而损失掉。另外，如本文所讨论的，就系统部件的总体积的增加或系统部件上的压缩力的增加而言，流体的加压递送也可能增加系统的势能。此外，移动通过流体递送系统的加压流体的动能可能影响流体递送系统的总体性能。例如，移动的造影材料的惯性力以及与该系统相关联的容器和/或管路的膨胀可能导致针筒柱塞在注入器针筒内的运动与造影材料从导管中移出并进入患者的运动之间的相位滞后。

由于高的注入压力(在某些血管造影过程中可能约为1200psi量级)，可能存在流体递送系统的各种部件(例如，针筒、连接到患者的管路、以及流体注入器的部件)的膨胀、挠曲或压缩，使得在针筒和管路中可能存在超过在注入过程中选择递送的预期量的流体体积。流体量的这种增加由于系统容量而产生。总系统容量(也称为柔度或弹性)表示在流体递送系统各部件的膨胀中捕获的流体量(即，体积变化，诸如过量体积)。通常，容量与注入压力直接相关，并且与针筒中的造影介质和生理盐水的加压流体体积直接相关，例如，体积越大，针筒的可以膨胀的内表面积就越大。换句话说，容量随着注入压力的增加和针筒中流体体积的增加而增加。总系统容量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、针筒周围的压力套、将流体递送到患者的流体线的材料的机械性质，针筒、柱塞、压力套的尺寸，压力下流体必须通过的管路或其他孔口的直径，以及流体特性，例如温度、粘度和密度。

在一些流体递送系统中，例如具有两个或更多个针筒的流体递送系统，每个针筒由流体注入器的活塞独立地驱动，其中两种或更多种具有不同性质(诸如粘度、温度和/或密度)不同的流体独立地储存在两个或更多个针筒中，在具有多个阶段的递送过程(其中递送具有第一性质的第一流体，然后递送具有不同于第一性质的第二性质的第二流体)期间，流体流率可能会波动。在这样的递送过程中，由于流体递送系统中储存压力的差异以及两种流体之间的流体流动动力学的差异，在第一流体的递送和第二流体的递送之间的过渡处的总流体流率可能变化或波动。例如，相对于较不粘稠的流体，粘稠流体可能需要更高的施加压力以实现可比的流体流率。因此，与使用粘度与第一流体相比相对较低的第二流体(诸如生理盐水)的第二递送阶段相比，使用粘度相对较高的第一流体(例如，造影)的第一递送阶段可能需要更高的施加压力以实现目标流率。在使用第一流体的注入的第一阶段之后使用第二流体的注入的第二阶段的注入期间，实现两种不同流体的目标流率所需的压力上的差异可能会导致总流率在第一阶段与第二阶段之间出现不合预期的波动。

在封闭的系统中，来自至少一个针筒的流体流可以被旋塞阀或其他流控制构件来封闭，防止多个针筒之间的针筒容量均等化，并且容量被储存在封闭的针筒中，从而潜在地影响随后从该针筒流体递送的流率。另外，必须通过第二流体将流体线中的残留第一流体推出管线，这在某些情况下可能需要比预期压力更高的压力，直到清除第一流体为止。在第一流体的递送到第二流体的递送之间的过渡处，当最后的第一流体离开流体线时，高于预期的压力可能导致第二流体的流率增大，特别是在在第一流体比第二流体更粘稠的注入中。例如，如图8所示，虚线绘示了从高粘度流体(例如，造影介质，范围从2.0到30.0cP(在20℃))到粘度较低的流体(例如生理盐水，具有1.0到1.5cP的粘度(在20℃))的过渡时对于若干预期编程的流率观察到的流体流率波动。这些不合预期的流率波动可导致例如流体体积的递送的变化和不精确性，团剂一致性的潜在问题，以及最终在当正在注入造影介质时图像质量的潜在问题。因此，在本领域中需要改善对从流体注入器的流体递送的控制。进一步需要限制在具有不同物理性质的流体的递送之间具有至少一个过渡的流体注入中的流体流波动的改善的系统和方法。

根据各种实施例，本公开提供了用于通过流体注入器向患者递送多阶段流体注入的方法，诸如递送具有成像造影剂和生理盐水冲洗剂的流体注入方案，包含造影和生理盐水的限定混合物。流体注入器可包括两个或更多个流体储器，例如选自由针筒、可压缩袋、蠕动泵及其各种组合(例如至少一个针筒和至少一个蠕动泵)构成的组的储器。在特定实施例中，流体注入器可以包含第一针筒和第二针筒。在其他实施例中，流体注入器可以包含第一针筒、第二针筒和第三针筒。在某些实施例中，针筒可以是滚动膜片针筒。该方法可以包含从至少第一流体储器注入流体注入的第一流体，其中第一流体具有第一粘度，并且其中第一流体以第一预定流率递送给患者，该第一预定流率可以是恒定流率或斜坡流率。在某些实施例中，第一流体可以是造影剂、生理盐水或造影剂和生理盐水的限定混合物。在特定实施例中，第一流体可以是造影剂或造影剂和生理盐水的限定混合物。

该方法可以还包括以流率从至少第二流体储器注入流体注入的至少第二流体的初始部分，如本文所述，该流率选择为最小化过渡处的流体流波动，其中第二流体具有与第一流体的第一粘度不同的第二粘度。在某些实施例中，第一流体的粘度可以大于第二流体的粘度，例如第一流体是造影剂而第二流体是生理盐水的情况。在其他实施例中，第一流体的粘度可以小于第二流体的粘度。在其他实施例中，第一流体的粘度可以与第二流体的粘度基本相同。流体的粘度可以根据每体积溶剂的溶解溶质的量而变化(即，具有较高溶解的溶质浓度的流体将比具有较低溶解的溶质浓度的流体更粘稠)。根据本文的各种实施例，以指定中间时间间隔以不同于第二预定流率的流率分布将第二流体的初始部分递送给患者，而第二流体的剩余体积(即，在初始部分之后)可以以第二预定流率递送给患者。在各种实施例中，第二预定流率与第一预定流率基本相同。如本文所使用的，当指第二值时，术语“基本上相同”是指在第一值的-10％至10％的范围内(即，在更少10％至更多10％的范围内)。在特定实施例中，第二流体的初始部分的流率分布包含比第一预定流率更低的流率。例如，第二流体的初始部分的流率可以是第二预定流率或第一预定流率的0％至100％。

在其他实施例中，至少第二流体的初始部分的流率可以以在指定中间时间间隔内变化的流率来递送。例如，在一个实施例中，中间流率可以通过在指定中间时间间隔内从0mL/秒缓慢地坡升到第二预定流率而变化。在其他实施例中，中间流率可通过在指定中间时间间隔内从0mL/秒缓慢坡升到过渡流率而变化，其中过渡流率小于第一预定流率和第二预定流率中的至少一个。根据其他实施例，其中中间流率包括从0mL/秒坡升到第一预定流率、第二预定流率和过渡流率中的至少一个，该中间时间可以在以第一预定流率注入第一流体期间开始，并继续经过第一流体的注入结束，直到以第二预定流率注入第二流体之前(即，在指定中间时间结束时)。

在其他实施例中，中间流率可以由系统用户至少部分地基于一个或多个参数来输入第二流体的流率分布，所述一个或多个参数选自由以下各项构成的组：注入方案的表、第一阶段流率、第二阶段流率、过渡流率、导管体积、导管直径、导管长度、流体储器与患者之间的流体线体积、流体线直径、流体线长度、第一流体的温度、第二流体的温度、第一流体的粘度、第二流体的粘度、编程的要递送的第一流体的体积以及编程的要递送的第二流体的体积。例如，中间流率可以至少部分地基于一个或多个预定因数由系统用户手动输入。预定因数的示例可以从预定因数表中提供或推导，例如含有压力、体积、流量、公式等式及其任意组合中的一者或多者的一个或多个表，其可以被检查或利用以确定或计算中间流率。在某些实施例中，用户可以从处理器存储器中调用一个或多个表和/或在与注入器相关联的屏幕上显示一个或多个表。在另一个实施例中，注入器处理器可以自动地从存储器中调用表并基于各种注入参数来计算建议的中间流率。在图7A-7I中详细描述了第一和/或第二流体阶段的其他潜在的流分布。

在各种实施例中，注入至少第二流体的初始部分可以包含以指定中间时间间隔以低于第二预定流率的中间流率注入至少第二流体的初始部分。在某些实施例中，选择指定中间时间间隔以允许第一流体的残留部分在开始注入第二流体的剩余部分的步骤之前，以例如第二预定流率通过流体线并进入患者。指定中间时间间隔可以基于一个或多个不同因素。例如，可以至少部分地基于流体注入器系统架构的特征来选择指定中间时间间隔。例如，流体注入器系统架构可以包括第一增压特征和/或第二增压特征的驱动系统的特征，例如电机、齿轮以及分别与第一增压特征和/或第二增压特征关联的第一和/或第二驱动系统的其他机械特征。这样的加压特征的示例包含但不限于用于使一个或多个针筒的一个或多个柱塞可逆地移动的基于电动活塞的驱动构件的特征，基于电动蠕动泵的驱动系统，以及基于可压缩袋的系统的蛤壳压缩特征的机械特征。在对各种机械部件加压时，机械部件的压缩可能会导致一定量的松弛，其中由于机械部件(例如流体注入器的齿轮和驱动部件)的压缩和/或应变施加压力，加压力不会立即转化为流体流。另一个因素可以包含以下中的至少一者：系统架构的容量、第一流体储器和第二流体储器中的至少一个的容量、第一流体的压力和/或流率、第二流体的压力和/或流率、流体线的长度、流体线的直径、流体线的体积、导管的长度、导管的直径，导管的体积及其任意组合。其他因素可以包括诸如针筒和管路的流体储器的膨胀，使得针筒和管路中的流体的增加体积可能超过在注入过程期间选择要递送的预期量。流体储器或管路中流体体积的这种增加是由于系统容量增加(即，流体体积容量增加)而发生的。总系统容量是每个流体递送系统固有的，并取决于压力和系统中剩余的流体的体积以外的多种因素，包含但不限于流体性质(例如粘度、温度等)，注入器构造，用于构造针筒或流体储器、柱塞、围绕针筒的压力套、将流体递送至患者的流体线的材料的机械性质，针筒、柱塞、压力套的尺寸、管路或流体在压力下必须通过的其他孔口的直径，以及流体性质，例如温度、粘度和密度。系统容量可能会导致编程的流体体积递送与实际体积递送之间的差异。例如，当开始加压流体递送时，初始加压可能导致系统部件在流化压力下膨胀和/或在力的作用下机械部件的压缩，而不是将对应的流体体积递送给患者。

根据各种实施例，第一流体可以是造影介质，诸如CT造影剂、CV造影剂、MRI造影剂、PET放射性造影剂、超声造影剂或其任意组合。在其他实施例中，第一流体可以是第一指定比例的造影剂(如本文所述)和第二流体(例如，生理盐水或其他冲洗流体，例如林格氏乳酸)的双流混合物。在其他实施例中，设想了三种或更多种流体的混合物，其中流体包括指定比例的至少一种造影剂、生理盐水和第三医疗流体(诸如第二造影剂或其他医疗流体)。根据各种实施例，第二流体可以是医疗冲洗剂(例如生理盐水或水)或造影剂和冲洗剂的混合物，其中混合物具有第二指定比例的造影剂和冲洗剂，第二指定比例与第一指定比例不同。根据某些实施例，第一指定比例的造影与冲洗流体和/或第二指定比例的造影与冲洗的比例可在注入方案的过程中变化。例如，在以第一指定比例的第一流体的双流造影注入中，注入的第一流体可以以80∶20的造影与生理盐水的比例下开始，并且在第一流体的注入时间的至少部分上斜坡变化至20∶80的造影与生理盐水的比例。在另一个示例中，第二流体可包含第二指定比例的双流斜坡变化(dual flow ramp)，其中注入的第二流体在剩余时间内注入，并且可从造影剂与生理盐水的指定比例为10：90开始并斜坡变化至0：100的造影与生理盐水的指定比例。根据其他实施例，第二流体的初始部分可以作为在指定中间时间内的第一流体和第二流体的指定双流比例被注入。在其他实施例中，第二流体的初始部分可以在指定中间时间内在以从第一流体和第二流体的指定中间双流比例到第一流体和第二流体的第二指定中间双流比例的斜坡变化被注入。本领域技术人员阅读本公开内容将理解，在注入的双流部分中使用的第一流体和第二流体的比例可以是第一流体和第二流体的任何比例，并且本文详述的特定比例仅供参考。所有其他潜在比例均在本发明的范围内。在其他实施例中，流体注入的第二流体的初始部分的体积可以由以下中的一个或多个确定：第二流体储器与患者之间的流体线的体积容量、第一流体储器和第二流体储器中的至少一个的容量、以及注入系统柔度。

根据本文的各种实施例，选择初始部分的流率分布以最小化指定中间时间间隔内的流率偏差。例如，如图8所示，流体从具有第一粘度的流体过渡为具有第二不同粘度的流体可导致指定中间时间间隔内的流体流波动或与意图的流体流量的其他偏差。例如，在某些实施例中，当流体流从较粘稠的第一流体过渡到较不粘稠的第二流体时，由于第二流体必须被加压至比将剩余的第一流体以第一预定流率从流体路径中推动到患者所需的压力更大的压力，因此可以观察到流波动。一旦最后的较粘稠的流体离开流体路径，第二较不粘稠的流体上增加的压力可能导致离开流体路径的第二流体的流体速度突然波动。通过适当地选择第二流体的初始部分的流率，例如，在该流率小于第一预定流率和第二预定流率的情况下，如本文所述，离开流体路径的第二流体的流体速度突然增加可以被降低、最小化或基本消除。

根据各种实施例，第二流体的初始部分的流率和/或流率分布可以使用考虑了本文所述的各种因素中的一个或多个的等式来计算，以提供计算的过渡流率，其选择为最小化在从第一流体到第二流体的过渡时进入患者的流体的流体流率的任何波动或偏差。根据某些实施例，基于等式(1)的初始部分的流率和/或流率分布：

Q(过渡)＝Q(编程)–Q(调整) (1)

根据等式(1)，(过渡)是在第一流体到至少第二流体之间的过渡上的预期流率分布，其通过调节驱动构件的运动(速度随距离的变化)以控制流体从导管尖端流出；Q(编程)是至少第二流体的预期流量分布；Q(调整)是第二流体的流率的必要调节，以使在第一流体和至少第二流体之间的过渡处的Q(过渡)导致来自导管的流体流率与Q(编程)基本上相似。根据特定实施例，中间时间可以基本上与将剩余量的第一流体从流体线递送出所花费的时间有关，例如通过将流体线和导管的体积除以编程的流量。为了避免流体流的波动，选择等式值，以使Q(过渡)导致基本上与Q(编程)相似的流率。

根据其他实施例，初始部分的流率和/或流率分布基于等式(2)：

Q(t)＝Q(p)-(C(1)–C(2))/t(t) (2)

根据等式(2)，Q(t)是中间流率，Q(p)是第二预定流率，C(1)是第一流体阶段期间的稳态系统柔度，C(2)是第二流体注入期间系统柔度，t(t)是递送与系统柔度相关的体积(C(2))的推导的时间。根据各种实施例，在第一流体注入期间的系统柔度包括与第一流体储器、第一流体递送机构、以及与第一流体储器可操作地流体连通的管路套件中的一个或多个相关联的第一柔度因数，在第二流体注入期间的系统柔度包括与第二流体储器、第二流体递送机构、以及与第二流体储器可操作地连通的管路套件中的一个或多个相关联的第二柔度因数。第一储器和/或至少第二储器的系统柔度可以例如使用在(多个)储器与导管之间的流体路径中的流传感器来测量。替代地，可以分别基于流体注入器、第一或第二流体储器、以及第一或第二流体的因素来预测第一储器和/或至少第二储器的系统柔度中的一个或两个。根据这些实施例，在第一流体注入期间的系统柔度包括与第一流体储器、第一流体递送机构、以及与第一流体储器可操作地流体连通的管路套件和导管中的一个或多个相关联的第一柔度因数，并且第二流体注入期间的系统柔度包括与第二流体储器、第二流体递送机构、以及与第二流体储器可操作地连通的管路套件和导管中的一个或多个相关联的第二柔度因数，包含施加到每个流体储器的压力和每个流体储器中剩余的流体体积。可替代地，可以例如通过测量流体储器的膨胀、机械部件和柱塞特征的压缩、以及系统部件在压力下的挠曲，通过将松弛状态与加压状态比较，来至少部分地光学地测量流体注入器和相关部件的容量。

如本文所述，在流体注入器和方法的特定实施例中，第一流体储器可以是可操作地连接到流体注入器的第一驱动构件的第一针筒，并且至少第二流体储器可以是可操作地连接到流体注入器的至少第二驱动构件的至少第二针筒。

例如，根据某些实施例，用于向患者递送多阶段流体注入的流体注入器系统可包括至少一个第一针筒和至少一个第二针筒。至少一个第一针筒可被配置为含有多阶段流体注入的第一流体，其中第一流体具有第一粘度，并且注入器可包括与至少一个第一针筒可操作地连接的至少一个第一驱动构件，其中至少一个第一驱动构件可操作为分配多阶段流体注入的第一流体。至少一个第二针筒可配置为含有多阶段流体注入的第二流体，其中第二流体具有不同于第一粘度的第二粘度，并且注入器可包含至少一个第二驱动构件，该至少一个第二驱动构件与至少一个第二针筒可操作地连接，其中至少一个第二活塞可操作为分配多阶段流体注入的第二流体。注入器可还包含流体线，该流体线流体地连接到至少一个第一针筒和至少一个第二针筒，并且配置为进行以下中的至少一者：从至少一个第一针筒将多阶段流体注入的第一流体递送至患者，将多阶段流体的第二流体从至少一个第二针筒递送至患者。在各种实施例中，注入器系统可以包含第三针筒，并且在其他实施例中可以包含其他流体递送机构，诸如一个或多个蠕动泵和/或一个或多个可压缩储器。根据各种实施例，第一针筒和至少第二针筒可以是封闭系统的部分，其中，第一针筒和至少第二针筒配置为与流体路径的其余部分独立地隔离，通过例如阀、旋塞阀或可以将第一和至少第二针筒中的一者或两者与流体路径选择性地并可逆地隔离的其他特征。根据其他实施例，第一针筒和/或至少第二针筒可以是开放系统的部分，其中第一针筒和至少第二针筒中的一者或两者被配置为在注入过程期间与流体路径流体连通。流体注入器的各种实施例可以包含控制装置，该控制装置配置为控制与至少一个第一针筒相关联的第一驱动构件的运动以及与至少一个第二针筒相关联的至少一个第二驱动构件的运动，从而控制向患者的多阶段流体注入的第一流体和第二流体的递送。例如，控制装置可以配置为控制第一驱动构件以第一预定流率注入第一流体，从而控制至少一个第二驱动构件以指定中间时间以不同于第二预定流率的中间流率分布从至少一个第二针筒注入流体的至少第二流体的初始部分，并以至少等于第二预定流率注入第二流体的剩余部分，其中第二流体具有不同于第一粘度的第二粘度。根据各种实施例，诸如处理器的控制装置，可以配置为操作流体注入器以独立地打开和关闭第一和/或第二针筒与流体路径的其余部分的流体连通性。

参考图1，诸如自动或动力流体注入器的流体注入器10(以下称为“注入器10”)适于与一个或多个针筒12(以下称为“针筒”12)相接并致动该一个或多个针筒12，一个或多个针筒12可以填充有流体F，例如造影介质、生理盐水溶液或任何预期的医疗流体。注入器10可以在医疗过程期间中通过用驱动构件(诸如活塞19(如图2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来将医疗流体注入到患者体内。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。在具有两个或更多个针筒的示例中，例如，两个或多个针筒以并排或其他关系布置并填充有两种不同的流体，注入器10可配置为从针筒12中的一者或两者顺序地或同时递送流体。根据一个实施例，流体注入器10可以是双头注入器，其具有两个针筒12a和12b，第一针筒12a用于递送造影介质或其他医疗流体，第二针筒12b用于递送生理盐水或其他医疗上认可的冲洗剂，以将造影介质冲洗到患者。在其他实施例中，流体注入器10可具有三个针筒12，第一和第二针筒用于递送一种或两种不同的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上认可的冲洗剂，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，然后在指定时间递送第二体积的生理盐水，以将造影介质从管路冲洗到患者内)。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，然后递送特定体积的造影或特定比例的造影和生理盐水(即“双流”过程)，然后在指定时间内递送第二体积的生理盐水，以将造影介质从管路冲洗到患者内)。技术人员可以将特定注入方案编程到注入器中(或使用预先编写的方案)，以每种方案的预期流率、时间和体积递送所预期体积的生理盐水、造影、特定比例的造影和生理盐水混合物等。流体注入器10可具有至少一个体相流体源(bulk fluidsource)(未示出)，以用流体填充针筒12a，b，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针筒一个体相流体源，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，以使每个针筒与导管流体连通，以将流体F从每个针筒12递送到在血管接入位置处插入患者的导管(未示出)。在某些实施例中，可以通过流体控制模块(未示出)来调节来自一个或多个针筒12的流体流，该流体控制模块操作各种阀、旋塞阀和流量调节结构，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的流体比例，包含双流注入方案中每种流体的特定比例)调节生理盐水溶液和造影向患者的递送。

参照图2，驱动构件19(例如由电机31移动的往复驱动活塞)可以配置为通过注入器壳体前端的开口延伸到相应的针筒端口13中以及从相应的针筒端口13中延伸出。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配置为向针筒12的至少一部分(例如柱塞14或滚动膜片针筒的远端)施加动力(例如，如PCT/US2017/056747；WO 2016/172467；和WO2015/164783中所述，其公开通过引用整合到本文中)。驱动构件或活塞19可以经由机电驱动部件(诸如电机31驱动的滚珠丝杠轴、音圈致动器、齿条齿轮传动装置、线性电机、线性致动器，等等)往复地操作。电机31可以是电力电机。

在美国专利No.5383858；7,553,294；7,666,169；9,173,995；9,199,033；和9,474,857中；以及在PCT申请公开No.WO 2016/191485和WO 2016/112163中公开了合适的前载式流体注入器10的示例，其公开通过引用整体并入。

已经描述了流体注入器10的特定实施例的一般结构和功能，现在将参照图2描述配置为与注入器10一起使用的针筒12的实施例。针筒12总体上具有圆柱形针筒筒体18，其由玻璃、金属或合适的医疗级塑料制成。筒体18具有近端20和远端24，侧壁119在其间沿着延伸穿过筒体18的中心的纵向轴线15的长度延伸。在一些示例中，远端24可以具有锥形形状，其从圆柱形筒体18在远向方向上变窄。喷嘴22从远端24延伸。筒体18具有外表面21和内表面23，其具有内部体积25，以在其中接收流体。筒体18的近端20可以用柱塞14密封，柱塞14通过对应的活塞19或驱动构件的往复运动而可往复移动通过筒体18。当柱塞14被推进移动通过筒体18时，柱塞14对筒体18的内表面23形成液密密封。

继续参考图2，针筒12的近端20的尺寸设定为并适配为可移除地插入注入器10的针筒端口13(如图1所示)中。在一些示例中，针筒12的近端20限定插入段30，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的其余部分保持在针筒端口13的外部。

针筒12可以由任何合适的医疗级塑料或聚合物材料制成，合预期地是透明或基本半透明的塑料材料。合预期地选择针筒12的材料，以满足所需的拉伸应力和平面应力要求、水蒸气透过率以及化学/生物相容性。在美国专利No.5,383,858；5,383,858；6,322,535；6,652,489；9,173,995；和9,199,033中描述了适于与图1所示的注入器10一起使用的示例性针筒，其公开通过引用整体并入本文。

在一些示例中，例如图3中所示，注入器10可以配置为在注入器10的每个针筒端口13内接收并保持压力套32，尽管图1和图3示出了具有两个针筒端口13的流体注入器10，对于图3中所示的注入器10，每个具有对应的压力套32，但是流体注入器10的其他示例可以包含单个针筒端口13，并且可选地，包括对应的压力套32或具有两个以上的针筒端口13，其具有可选的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可以配置为接收针筒(例如用于血管造影(CV)过程的针筒)或滚动膜片针筒34(在PCT/US2017/056747；WO2016/172467；和WO 2015/164783中描述了适合的示例)。类似于图1所示的流体路径套件17的流体路径套件可以与每个滚动膜片针筒34的排放端流体连接，以通过连接到导管、针或在血管接入位置插入患者体内的其他流体递送连接(未示出)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，可以用诸如造影剂或生理盐水之类的医疗流体预填充针筒。根据某些实施例，如本文所述，在注入过程之前，可能需要在排放端对预填充的针筒用尖刺或以其他方式刺穿，以允许流体从针筒排出到去往患者的流体线中。

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。如本文所述，近端42可配置为用作活塞以对针筒内部加压以从其吸入或排出流体。滚动膜片针筒34的侧壁44限定了柔软、柔韧或柔性的、而又自支承的主体，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滚动，作为“滚动膜片”。驱动器构件/活塞19可配置为可释放地接合在滚动膜片针筒34的近端42处的驱动构件接合部分52(其示例在PCT/US2017/056747中描述)。在操作中，侧壁44配置为当驱动构件/活塞19在远向方向上移动近端42时滚动，使得其外表面在径向向内方向上折叠和倒转，并且当驱动构件/活塞19在近向方向上缩回近端42时，在径向向外方向上以相反的方式铺展和展开。

继续参考图4，侧壁44的后或近部分连接至封闭端壁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可具有凹面形状，以促进侧壁44的翻转或滚动的开始，增强封闭端壁46的机械强度，和/或提供接收凹部以接收驱动构件/活塞19的远端。例如，封闭端壁46可限定用于直接与驱动构件/活塞19的类似形状的远端相接的接收端凹部。在一些示例中，驱动构件/活塞19的至少部分可以成形为与封闭端壁46的形状基本匹配，或者替代地，当驱动构件/活塞19向远向移动时，来自驱动构件/活塞19的压力可以使端壁46顺应，从而与驱动构件/活塞19的至少部分的形状基本匹配。

端壁46可以具有中央部分50和驱动构件接合部分52，中央部分50具有基本圆顶形的结构，驱动构件接合部分52从中央部分50向近向延伸。驱动构件接合部分52配置为例如当驱动构件/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可以由任何合适的医疗级塑料或聚合物材料制成，合预期地是透明或基本半透明的塑料材料。合预期地选择滚动膜片针筒34的材料以满足所需的拉伸应力和平面应力要求、水蒸气透过率以及化学/生物相容性。

参考图5，示出了根据本公开的另一示例的流体注入器10。注入器10具有壳体54，壳体54围封各种机械驱动部件、驱动机械驱动部件所需的电力和动力部件、以及控制部件，例如用于控制可往复运动的活塞(未示出)的操作的电子存储器和电子控制装置。流体注入器10还具有与流体注入器10可移除地连接的多患者可丢弃系统(MUDS)56。MUDS 56具有一个或多个针筒或泵58。在一些方面，针筒58的数目对应于流体注入器10的活塞的数目。在一些例子中，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具有用于经由MUDS流体路径62连接到相应的体相流体源(未示出)的体相流体连接器60。MUDS流体路径62可以形成为在其末端具有尖刺元件的柔性管，其连接到体相流体连接器60。如图5所示，注入器10和对应的MUDS 56在WO 2016/112163中详细描述，其公开内容通过引用结合于此。

MUDS 56可以包括一个或多个针筒或泵58a-58c。在一些方面，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，例如图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具有用于经由MUDS流体路径62连接到相应的体相流体源(未示出)的体相流体连接器60。MUDS流体路径62可以形成为在其末端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具有用于支承一个或多个针筒58a-58c的框架64。针筒58a-58c可以可移除地或不可移除地连接至框架64。每个针筒58a-58c具有长形的、基本上圆柱形的针筒主体。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在其远端的末端部分处还具有排放出口或管道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，并且可在填充位置与递送位置之间操作，在填充位置，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，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具有与每个针筒58a-58c流体连通的流体通路，并且与流体出口线74流体连通，流体出口线74与端口76流体连通，端口76配置为连接至单次使用流体路径元件(未示出)以将流体递送至患者。

在各种实施例中，对于流体注入器10，例如图1、3和5中所示的任何流体注入器，电机31(图2)提供动力以在远向方向上往复驱动驱动构件/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，例如齿轮和轴，其可操作地连接至驱动构件/活塞19，以往复地移动驱动构件/活塞19。每个电机31必须被校准以使其诸如输入电流或输出转矩之类的操作特性与流率或压力以及与其相关的公差相关联。如本文所述，可能期望校准以补偿来自流体注入器10的任何不同部件的任何变化或不合规格的行为，例如电机性能特性的任何变化，特别是在具有由两个或更多个电机驱动的流体注入器的情况下。例如，一个电机31的电机输入扭矩到注入器输出压力的转换对于另一电机31可能是不同的。该变化可能被流体注入器10的传动系统的公差的变化进一步加剧。流体注入器10中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，以上关于图1-6讨论的流体注入器10可被配置为进行多阶段流体注入，该多阶段流体注入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，从至少第一针筒(例如图1的针筒12a或图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，从至少第二针筒(例如图1的针筒12b或图5-6的针筒58a)注入第二流体F2。在下文中，将参照图5-6讨论第一针筒和第二针筒，因此将其称为第一针筒58b和第二针筒58a。然而，应当理解，本文所述的系统和方法同样适用于图1的任何针筒12a-12b，具有如图3-4所示的两个或更多个滚动膜片针筒34的注入器，或流体注入系统中的任何另一组至少两个针筒。

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，例如具有不同特性(例如不同粘度)的医疗流体。替代地，第一流体F1和第二流体F2可以是相同的流体，例如医疗流体，但是在不同的浓度或温度下，或者以不同的流率递送相同的流体。例如，第一和第二流体F1，F2可以具有不同粘度、温度和/或密度中的一个或多个。在本公开的一个示例中，第一流体F1可以是如本文所述的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，流体注入器可具有第三针筒58c，其可包含与第一流体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不同的造影剂，或者F3可以是与F1相同的造影类型，但是浓度与F1不同。在多阶段注入的第一阶段期间，可以以编程到注入器10中的第一预定流率从第一针筒58b注入第一流体F1，即造影。通过例如通过用活塞19驱动第一针筒58b的柱塞，向第一针筒58b中的第一流体F1施加压力，来实现以第一预定流率递送第一流体F1，其中达到预期第一预定流率所需施加的压力是第一流体F1的第一粘度的函数。由于第一流体F1的造影通常具有较高的粘度，因此与较低粘度的流体(例如生理盐水)达到相同的流率需要施加的压力相比，通常需要较高的施加压力来达到预定流率。在多阶段注入的第一阶段之后，第二阶段包括从第二针筒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，递送第二流体F2所需的压力可能不同于递送第一流体F1所需的压力。在本示例中，为了获得相同的流率，施加于第一流体F1(即造影介质)的压力通常高于施加于第二流体F2(即生理盐水)的压力。在其他示例中，第二流体F2的第二预定流率可以不同于第一流体F1的第一预定流率，但是实现第一流体F1和第二流体F2的预定流率所需的压力可以仍然有所不同。

无论第一流体F1和第二流体F2的预定流率如何，由于在多阶段注入的第一阶段和第二阶段期间施加的压力的差异，在第二阶段期间施加实现第二流体F2的第二预定流率所需的压力都可能导致流体路径套件17的导管尖端处的实际流率的不合预期的波动。特别地，在第二阶段的初始部分期间，由于第二流体F2将流体路径套件17中的残留第一流体F1从流体递送系统推出或清除，导致实际流率可能发生不合预期的波动。由于残留的较粘稠的第一流体F1残留在流体路径套件17中，因此较高的压力可能导致在排出残留的第一流体同时，较不粘稠的第二流体F2被从第二针筒58b排出。然而，一旦基本上所有残留第一流体都离开流体路径套件17，施加到较不粘稠的第二流体F2上的较高压力可能导致第二流体F2在离开导管时流率发生不合预期的波动。本公开提出了使任何流体过渡的影响最小化的方法，如本文所述。另外，在开放流体递送系统中，例如本文参考图1-2所述的流体注入器10，其中在多阶段注入期间，第一针筒12a和第二针筒12b处于流体连通，第一针筒12a和第二针筒12b的容量的均等化会造成实际流率的不合预期的波动。

根据实施例，为了减轻实际流率的不合预期的波动，并且为了更精确地使实际流率与预定流率匹配，第二阶段的初始部分可以是过渡阶段，其中当从流体递送系统清除残留的第一流体F1时，减小施加到第二针筒58a中的第二流体F2的压力。

多阶段注入的过渡阶段由电子控制装置执行，电子控制装置负责控制活塞19在第二针筒58a内的运动，以从第二针筒58a分配第二流体F2。活塞19的运动经由电机(诸如图2中所示的电机31)的致动来控制，该电机负责在第二针筒58a内移动活塞19以向第二流体F2施加压力。图7A至图7I示出了在过渡阶段期间和其余阶段期间用于注入第一阶段中的第一流体和第二流体的流率分布的各种非限制性实施例，其中使用本文所述的方法来减小过渡阶段期间的流体波动。如图7A所示，根据本公开的各种示例，电子控制装置以一定速度操作电机31，以例如在第一阶段期间以编程到注入10中的第一预定流率从第一针筒12a或58b注入第一流体F1。在完成第一阶段的注入之后，电子控制装置在过渡阶段(即第二阶段的初始部分)期间以较低速度操作电机31(从而降低了递送第二流体F2的压力)，以低于第二阶段的第二预定流率的流率将第二流体F2从第二针筒12b或58a注入到患者。在该过渡阶段完成之后，电子控制装置可以以一定速度操作电机31，以第二预定流率注入剩余的第二流体F2，从而完成多阶段注入。参考图7B，过渡阶段包括长的斜坡，其中第二流体的注入与第一流体的第一阶段注入基本上同时从零流率(零活塞速度)开始，并逐渐斜坡变化到足以在完成第一阶段的注入后提供第二预定流率。参考图7C，流分布示出了扩展的交叉斜坡过渡阶段注入方案，其中第一流体阶段的电机速度坡降至零，而第二流体在过渡阶段期间的电机速度坡升至第二预定流率。参考图7D，示出了过渡阶段，其具有斜坡过渡阶段，斜坡过渡阶段基本上在第一阶段的电机速度基本为零时开始。图7E和7F示出了具有编程的电机速度的过渡阶段，其以第二预定流率快速开始，然后在计算第二流体到达导管的末端时包括优化的向下斜坡，随后在第一流体的流动被计算或估计为已经完全被排出之后斜坡返回到第二预定阶段。在图7E中，到第二预定流率的过渡阶段斜坡在第一阶段结束之前开始，而图7F示出了实施例，其中在第一阶段注入之后过渡阶段开始斜坡变化到第二预定流率。参考图7G，示出了在过渡阶段期间第二流体电机速度和流率的逐步斜坡变化。电机速度的逐步斜坡可以增加，直到达到第二预定流率为止。参考图7H，在过渡阶段期间，第一流体阶段驱动构件的电机速度降低到中间速度，并且一旦第一电机速度基本达到零，第二流体阶段驱动构件的电机速度在过渡阶段就增加到中间速度，然后增加到与第二预定流率相关的速度。图7I包括第一流体阶段和第二流体阶段两者在过渡阶段期间的中间速度，类似于图7H，在过渡阶段期间分别具有第一和第二注入器电机的降低和增高的重叠定时。过渡阶段的注入的持续时间例如可以通过计算使残留的第一流体F1的体积从流体路径套件流动所需的时间来确定，该时间通常可以被计算为流体路径的流体体积。

根据本公开的特定示例，对电子控制装置进行编程，以根据等式(2)来设置过渡阶段的降低的流率：

Q(t)＝Q(p)–(C(1)–C(2))/t(t) (2)

在公式2中，Q(t)是过渡阶段期间的多阶段流体注入的降低的流率。Q(p)是第二阶段期间的注入的第二预定流率；C(1)是在第一阶段的注入期间确定的第一阶段的稳态系统容量(柔度)；C(2)是第二阶段的系统容量(柔度)；t(t)是递送与系统柔度(C(2))相关联的体积的推导的时间。在一些示例中，C(2)和/或t(t)可以从查找表获得或从等式推导。在其他示例中，可以由注入器10实时获得或推导C(2)和t(t)。

通过执行等式(2)来计算过渡阶段期间降低的流率Q(t)的方法利用了不同阶段(C(1)和C(2))的系统容量的知识，以及过渡时间t(t)和较不粘稠的第二阶段的编程的流率Q(p)，即预定流率。计算的输入包括第一阶段的第一流体F1的实时压力(P1)，第二阶段的第二流体F2的推导的压力(P2)，过渡阶段的推导的过渡时间t(t)和第二阶段期间的预注入体积(X2)。

可以根据图9的步骤图推导第二阶段的压力(P2)和过渡阶段的过渡时间t(t)。特别是，第一流体F1(在该示例是造影介质)的第一预定流率，被用于确定如何计算过渡阶段流率Q(t)。如果第一流体F1的第一预定流率小于或等于阈值(在此示例中为5mL/s)，则通过测量第一流体F1的注入期间的稳态压力、近似导管规格，并且使用导管规格近似来估计第二流体F2的稳态压力，从而计算过渡阶段流率Q(t)。特别地，第二流体F2的估计的稳态压力可以基于第一流体F1的测量的稳态压力从表或其他计算推导，如图10所示的示例性非限制性查找表所示，其提供系统特征的值，例如速率、造影压力、生理盐水压力和导管尺寸。可以分别使用第一流体F1的稳态压力和第二流体F2的估计稳态压力来计算第一阶段C(1)期间的系统容量和第二阶段C(2)期间的系统容量，如下文中特别参考图12所描述的。然后可以从等式(2)计算过渡阶段流率Q(t)。

在第一流体F1的预定流率大于阈值(在此示例中为5mL/s)的情况下，通过假设导管的规格，计算第二流体F2的估计稳态压力，并计算第二阶段C(2)期间的系统容量，从而计算过渡阶段流率Q(t)。可以从等式(诸如图11中所示的示例性非限制性等式)推导第二流体F2的估计稳态压力，该等式示出对于已知导管尺寸作为流率的函数的第二流体F2的压力。第二阶段C(2)期间的系统容量可以如以下特别参考图12所述来计算。然后，可以根据等式(2)来计算过渡阶段流率Q(t)。

过渡阶段被定时以在第二阶段开始时以降低的流率用第二流体F2递送填充流体路径套件17所需的体积，在某些示例中，该体积可以为5mL至20mL，取决于管路的内径和长度，例如大约12mL。这允许流体路径套件中的残留第一流体F1以较低的流率被推过流体路径套件17和导管，并离开流体路径套件17和导管，而不会在导管处产生实际流率上的不合预期的波动。在过渡阶段完成之后，流体F的第二阶段的注入返回到第二阶段的预定编程流率Q(p)，以递送操作员编程的第二阶段的剩余体积。

可以根据以下步骤来利用等式(2)：(1)在第一阶段期间测量P1，应在稳态或过渡到第二阶段之前的预定时间量测量该压力；(2)从表或公式使用第二阶段的参数(即，所用的第二流体F2、第二阶段的预定流率、导管规格等)作为输入导出P2；(3)将P1和X2输入到本文讨论的容量等式中，以从第一阶段期间的容量推导体积；(4)将P2和X2输入到容量方程中，以从第二阶段期间的容量推导体积；(5)执行方程(1)以求解过渡阶段的降低的流率Q(t)；(6)修改方案，以降低的流率Q(t)递送过渡阶段填充流体路径套件17所需的体积，并在过渡阶段完成后返回到预定流率Q(p)。

根据某些实施例，容量等式可以在图12中图形地示出。根据以下等式(3)，一个示例性流体注入器的容量性质导致递送不足。

其中z是递送不足的体积(可以以任何合适的体积单位例如毫升(“mL”)测量)；y是压力(可以以任何适当的压力单位进行测量，例如以磅每平方英寸(“psi”)测量)；x是注入时至少一个针筒中的流体体积，a，b和c是特定表面的常数。例如，在图12所示的表面中，a＝0.097795815，b＝0.014798654，c＝11.030418。当由此确定了流体的不足递送体积时，可以校正要注入患者内的流体，并增加适当量以补偿由于流体注入器和/或流体的容量和阻抗而损失的体积。流体注入器可以以所计算的距离过量驱动活塞，以将递送不足的预测体积(即，z)递送，从而确保向患者的流体的精确注入剂量。值“z”可以称为“校正体积”。将P1和X1分别代入等式(3)中的y和x，以获得第一阶段的校正体积，其替代等式(2)的(C1)。将P2和X2分别代入等式(3)中的y和x，以获得第二阶段的校正量，其替代等式(2)的(C2)。

图8是示出在多阶段流体注入的第一阶段和第二阶段之间的过渡期间对流体路径套件17的患者导管端的测量流率采用上述过渡阶段的影响的图表。虚线表示各种基线注入流率，在此期间未实施过渡阶段。因此，在从第一阶段到第二阶段的过渡期间，在流体路径套件17的导管端处看到与导管处的流体压力的累积相关的测量流率的显著增加。实线表示与虚线相同的流率，但是在多阶段注入的第二阶段的初始部分期间包含根据本文实施例的过渡阶段。通过比较对应的虚线和点线可以理解，过渡阶段的实施极大地降低了在流体路径套件17的导管端处测得的流率波动。

图13示出了用于包含根据本公开的各种实施例的过渡阶段的注入方案的总流程。如图13所示，步骤1310包含输入用于注入的预期流率分布，包含用于第一流体的第一预定流率，并且在某些实施例中，包含用于第二流体的第二预定流率。注入开始1320，并且注入器在步骤1330确定第一注入流体阶段是否之后有随后的第二注入流体阶段。如果注入器处理器确定第一注入阶段之后没有第二流体阶段，则注入器完成第一阶段的注入1340，然后结束注入1350。替代地，如果注入器处理器确定第一注入阶段被调度为之后有第二流体阶段，则然后注入器评估当前注入的第一流体阶段的柔度1360，并且基于该评估(例如基于与第二流体储器相关的各种系统组件以及第一和第二流体的特性)来预测随后的第二流体阶段的柔度1370。一旦预测了柔度，则然后流体注入器处理器为第二流体阶段注入的初始部分计算对流率的适当调整1380，并确定用于改变要注入的第二流体阶段的初始部分的流率的流率调整。然后，注入器将第二流体阶段的初始部分的流分布调整1390为计算值，并以中间指定时间以计算流率注入第二流体的初始部分。然后可以发生反馈回路，其中在过渡阶段完成第二流体的初始部分的注入之后，注入器处理器返回到步骤1320并以第二预定流率开始第二流体阶段的注入。随着方案的继续，注入器然后确定是否要注入任何附加阶段(即，随后的造影阶段、双流阶段或生理盐水阶段)，或者是否可以在注入第二阶段之后完成注入方案。

图14示出了用于包含根据本公开的特定实施例的过渡阶段的注入方案的流程，例如图5所示的注入器。如图14所示，步骤1410以第一预定压力开始注入第一流体的第一注入阶段。在步骤1415中，注入器可以测量第一阶段中的第一流体的压力，并计算第一阶段的柔度1440。基于所测量的第一流体阶段的压力，注入器处理器可以例如通过参考数据查找表(如图11所示)近似第二流体的压力1420，其将提供第二流体要注入的过渡阶段流率和第二预定流率。替代地，注入器处理器可以通过如图9所示的过程以及适当等式或表面图计算第二流体的压力1420，其提供过渡阶段流率和第二预定流率。一旦近似了第二压力，注入器可以利用该值以及关于第二流体储器的容量特征、流体路径和注入器的第二驱动机构以及第二流体的特征的详细信息，以计算第二流体阶段的柔度1425。然后，在步骤1430中，注入器处理器可确定第二流体阶段柔度是否大于第一流体阶段柔度。如果第二流体阶段柔度大于第一流体阶段柔度，则注入器将确定第二阶段的初始部分不需要流率调整1435，并且以第二预定流率开始第二流体阶段的注入。替代地，如果第二流体阶段柔度的计算表明第二流体阶段柔度和第一流体阶段柔度之间存在显著差异1455，则确定柔度值之间的差值(delta)并且可以基于差异来确定第二流体阶段的初始部分的中间流率1460，并确定从流体路径/导管中清除第一流体必要的中间指定时间段或注入体积，以中间校正流率开始第二流体的注入1465，并在中间指定时间段内以中间流率注入，并在中间指定时间段内体积递送结束后，将第二流体的流率增加至第二预定流率1470。

根据图14所示的流程的其他实施例，一旦进行了测量第一流体阶段的压力的步骤1415，注入器可以利用压力值以及关于第一流体储器的容量特征、流体路径、注入器的第一驱动机构以及第一流体的特征的详细信息，以计算第一流体阶段的柔度1440。计算的第一流体阶段的柔度可以直接用于指导第二流体阶段中的压力的近似1420和/或可用于确定第一流体阶段的流率1445，例如以确保该值基本上等于期望的第一预定流率。在其他实施例中，第二流体阶段的柔度1450的计算值和该值以及第一流体阶段的所计算的柔度的值1440可以被馈送到步骤1455中，以确定第一流体阶段和第二流体阶段的计算的柔度之间的差值或差异。所描述的流程是示例性且非限制性的，因为在本公开内容的范围内还有其他工作流程，其提供第一流体和第二流体流率、第二流体的初始流率、第二流体的初始流率的中间指定时间、与第一流体的注入相关的柔度、与第二流体的注入相关的柔度的值以及其他必要值，以提供具有在总流体流不包含任何明显波动的流体过渡部分的注入方案。

如上所述，在过渡阶段完成之后，以第二流体的第二预定流率恢复第二阶段的剩余部分的注入。根据本公开的替代示例，以比预定流率更快的流率注入第二阶段的剩余部分，以便补偿较慢的过渡阶段对将两个阶段注入到患者的总注入时间的影响。

尽管出于基于当前被认为是最实际和优选的示例的说明目的而详细描述了本公开，但是应当理解，这种细节仅用于该目的，而本公开并非仅限于所公开的示例，而是相反地，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 (22)

1.经由流体注入器向患者递送多阶段流体注入的方法，所述流体注入器包括两个或更多个流体储器，所述方法包括：

从至少第一流体储器注入所述流体注入的第一流体，所述第一流体具有第一粘度，其中以第一预定流率将所述第一流体递送到所述患者；

从至少第二流体储器注入所述流体注入的至少第二流体的初始部分，所述第二流体具有不同于所述第一粘度的第二粘度，其中以不同于第二预定流率的流率分布以指定中间时间间隔或中间流体体积将所述第二流体的初始部分递送到所述患者；以及

以至少等于所述第二预定流率的流率注入所述流体注入的第二流体的剩余部分。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一粘度大于所述第二粘度。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述第一流体选自由以下各项构成的组：造影介质、特定比例的所述造影介质和生理盐水的混合物，并且其中所述第二流体选自由以下各项构成的组：生理盐水、第二特定比例的所述造影介质和生理盐水的混合物。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述第二预定流率与所述第一预定流率基本上相同。

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述至少第二流体的至少所述初始部分的流率分布被以低于所述第一预定流率的流率递送。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述至少第二流体的至少所述初始部分的流率分布在所述指定中间时间间隔内被以在零与所述第二预定流率之间变化的流率递送。

7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中注入至少所述第二流体的初始部分包括在所述指定中间时间间隔内以低于所述第二预定流率的中间流率注入至少所述第二流体的初始部分，其中所述指定中间时间间隔选择为允许所述第一流体的残留部分在开始注入所述第二流体的剩余部分的步骤之前通过流体线到所述患者，其中所述指定中间时间间隔是基于系统架构：所述第一流体储器和所述第二流体储器中的至少一个的容量、所述流体线的长度、所述流体线的直径、所述流体线的体积、导管的长度、所述导管的直径、所述导管的体积及其任意组合。

8.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述流体注入的第二流体的初始部分的体积由以下中的一个或多个确定：所述第二流体储器与所述患者之间的流体线的体积容量、所述第一流体储器和所述第二流体储器中的至少一个的容量，以及注入系统柔度。

9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，还包括至少部分基于选自以下各项构成的组的一个或多个参数，由系统用户输入所述第二流体的流率分布，该组中的各项包括：注入方案的表、第一阶段流率、第二阶段流率、过渡流率、导管体积、导管直径、导管长度、所述流体储器与所述患者之间的流体线的体积、所述流体线的直径、所述流体线的长度、所述第一流体的温度、所述第二流体的温度、所述第一流体的粘度、所述第二流体的粘度、编程的要递送的所述第一流体的体积，以及编程的要递送的所述第二流体的体积。

10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述初始部分的流率分布选择为最小化在所述指定中间时间间隔内的流率偏差。

11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述初始部分的流率分布是基于以下等式计算的：

Q(过渡)＝Q(编程)–Q(调整)

其中Q(过渡)是所述第一流体到至少所述第二流体之间的过渡的预期流率分布；Q(编程)是所述第一流体和至少所述第二流体的预期流率分布；并且Q(调整)是所述第二流体的流率的必要调整，使得所述第一流体与至少所述第二流体之间的所述过渡处的Q(过渡)在导管尖端处的流率基本上相似于Q(编程)。

12.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述初始部分的流率分布是基于以下等式计算的：

Q(t)＝Q(p)-(C(1)–C(2))/t(t)，

其中Q(t)是所述中间流率，Q(p)是所述第二预定流率，C(1)是所述第一流体阶段期间的稳态系统柔度，C(2)是所述第二流体注入期间的系统柔度，并且t(t)是将与所述系统柔度(C(2))相关联的体积递送的推导的时间。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述第一流体注入期间的系统柔度包括第一柔度因数，所述第一柔度因数与以下各项中的一个或多个相关联：所述第一流体储器、第一流体递送机构，以及与所述第一流体储器可操作流体连通的管路套件，并且

所述第二流体注入期间的系统柔度包括第二柔度因数，所述第二柔度因数与以下各项中的一个或多个相关联：所述第二流体储器、第二流体递送机构，以及与所述第二流体储器可操作连通的管路套件。

14.如权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述第一流体储器是第一针筒，所述第一针筒可操作地连接到所述流体注入器的第一驱动构件，并且至少所述第二流体储器是至少第二针筒，所述至少第二针筒可操作地连接到至少所述流体注入器的第二驱动构件。

15.用于将多阶段流体注入递送到患者的流体注入器系统，所述流体注入器系统包括：

至少一个第一针筒，配置为含有所述多阶段流体注入的第一流体，所述第一流体具有第一粘度；

至少一个第一驱动构件，与所述至少一个第一针筒可操作地连接，所述至少一个第一驱动构件可操作以分配所述多阶段流体注入的第一流体；

至少一个第二针筒，配置为含有所述多阶段流体注入的第二流体，所述第二流体具有不同于所述第一粘度的第二粘度；

至少一个第二驱动构件，与所述至少一个第二针筒可操作地连接，所述至少一个第二活塞可操作以分配所述多阶段流体注入的第二流体；

流体线，连接到所述至少一个第一针筒和所述至少一个第二针筒，并且配置为进行以下中的至少一者：将所述多阶段流体注入的第一流体从所述至少一个第一针筒递送到所述患者，和将所述多阶段流体注入的第二流体从所述至少一个第二针筒递送到所述患者；以及

控制装置，配置为控制与所述至少一个第一针筒相关联的第一驱动构件的运动和与所述至少一个第二针筒相关联的至少一个第二驱动构件的运动，以控制所述多阶段流体注入的第一流体和第二流体向所述患者的递送，

其中所述控制装置配置为：控制所述第一驱动构件，从而以第一预定流率注入所述第一流体，控制所述至少一个第二驱动构件，从而以指定中间时间或中间流体体积以不同于第二预定流率的中间流率分布从所述至少一个第二针筒注入所述流体注入的至少所述第二流体的初始部分，并且以至少等于所述第二预定流率注入所述第二流体的剩余部分，其中所述第二流体具有不同于所述第一粘度的第二粘度。

16.如权利要求15所述的流体注入器系统，其中所述第一粘度大于所述第二粘度。

17.如权利要求15或16所述的流体注入器系统，其中所述第一预定流率与所述第二预定流率基本上相同。

18.如权利要求15至17中任一项所述的流体注入器系统，其中所述至少第二流体的至少所述初始部分的流率分布被以低于所述第一预定流率的流率递送，或者

其中所述至少第二流体的至少所述初始部分的流率分布在所述指定中间时间间隔内被以在零与所述第二预定流率之间变化的流率递送。

19.如权利要求15至18中任一项所述的流体注入器系统，其中所述控制装置配置为计时至少所述第二流体的初始部分的注入，包括在所述指定中间时间间隔内以低于所述第二预定流率的中间流率注入至少所述第二流体的初始部分，其中所述指定中间时间间隔选择为允许所述第一流体的残留部分在开始注入所述第二流体的剩余部分的步骤之前通过流体线到所述患者，其中所述指定中间时间间隔是基于系统架构：所述第一流体储器和所述第二流体储器中的至少一个的容量、所述流体线的长度、所述流体线的直径、所述流体线的体积、导管的长度、所述导管的直径、所述导管的体积及其任意组合。

20.如权利要求15至19中任一项所述的流体注入器系统，其中所述第一流体选自由以下各项构成的组：造影介质、特定比例的所述造影介质和生理盐水的混合物，并且其中所述第二流体选自由以下各项构成的组：生理盐水、第二特定比例的所述造影介质和生理盐水的混合物。

21.如权利要求15至20中任一项所述的流体注入器系统，其中所述初始部分的流率分布是基于以下等式计算的：

Q(过渡)＝Q(编程)–Q(调整)

其中Q(过渡)是所述第一流体到至少所述第二流体之间的过渡的预期流率分布；Q(编程)是所述第一流体和至少所述第二流体的预期流率分布；并且Q(调整)是所述第二流体的流率的必要调整，使得所述第一流体与至少所述第二流体之间的所述过渡处的Q(过渡)在导管尖端处的流率基本上相似于Q(编程)。

22.如权利要求15至20中任一项所述的流体注入器系统，其中所述初始部分的流率分布是基于以下等式计算的：

Q(t)＝Q(p)-(C(1)–C(2))/t(t)，

其中Q(t)是所述中间流率，Q(p)是所述第二预定流率，C(1)是所述第一流体阶段期间的稳态系统柔度，C(2)是所述第二流体注入期间的系统柔度，并且t(t)是将与所述系统柔度(C(2))相关联的体积递送的推导的时间。

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