CN112218668B - 流体注入器中空气检测的系统和方法 - Google Patents

Abstract

用于递送医疗流体的注入器系统可以包含限定可操作地连接到活塞的储器的至少一个注射器；以至少一个处理器，编程或配置为，基于用于检测储器中的空气的空气检查方案，确定基线值，基线值包括注入器系统的至少一个注射器的基线压缩率数据，从储器递送第一量的医疗流体；用第二量的医疗流体重填充储器；基于空气检查方案，通过收集空气检查压缩率数据对注入器系统的至少一个注射器进行空气检查加压序列；以及基于空气检查方案，将空气检查压缩率数据与基线压缩率数据进行比较，以确定储器中存在的空气的体积。

Description

流体注入器中空气检测的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2018年4月19日的美国临时专利申请No.62/659,988和提交于2018年8月28日的美国临时专利申请No.62/723,711的权益，其公开通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于检测和移除流体注入器和流体储器中的空气的系统和方法，并且特别地涉及用于检测和移除流体储器和流体注入器中的空气以在流体注入过程之前确定流体储器是否填充有医疗流体的系统和方法。

背景技术

在许多医疗诊断和治疗过程中，医疗从业者(诸如内科医师或放射医师)使用动力流体注入器对患者注入一个或多个医疗流体。近年来，已经开发了一些注入器致动的注射器和动力流体注入器来加压注入医疗流体(诸如造影溶液(通常简称为“造影”)、诸如生理盐水的冲洗剂，和其他医疗流体)，以用于诸如血管造影术、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)和其他成像过程的过程中。总体上，这些流体注入器设计为以预设压力和/或流率递送预设量的流体，从而在成像过程期间突出显示某些内部器官或身体部分，或使用冲洗剂确保造影剂的团剂的完全注入。

典型地，动力注入器具有活塞，其连接到诸如注射器的流体储器内的注射器柱塞。注射器通常包含刚性筒，且注射器柱塞可滑动地设置在筒内。活塞在相对于筒的纵向轴线的近向和/或远向方向上驱动柱塞，以将流体抽到注射器筒中或从注射器筒递送流体。

当将医疗流体抽到注射器中时，注射器完全填充有医疗流体是重要的，并且空气被从注射器移除以避免无意注入空气到患者体内。在某些过程中，如果在注入过程期间注入到脉管系统中，则即使少量的空气也可能存在问题，例如在诸如血管造影术的特定成像过程，即使注入少量的空气也可能导致并发症。相应地，期望开发用于检测流体注入器和流体储器中的空气的改善的系统和方法。

发明内容

鉴于上述需求，提供了检测和移除流体注入器和封闭流体储器中的空气的系统和方法。具体地，本申请涉及用于检测和移除以下中的空气的系统和方法：流体注入器和流体储器和/或流体路径或管路套件的至少部分(诸如，注射器)，其可能被旋塞阀或其他机构从流体通路流体隔离，以在流体注入过程之前确定填充有医疗流体的流体储器是否也可能含有不可接受量的空气或气体。

在本公开的一些示例中，用于递送医疗流体的注入器系统可以包含限定可操作地连接到活塞元件的储器的至少一个注射器，至少一个注射器包含柱塞，与储器流体连通的至少一个口，和可选的流体路径或管路套件的至少部分，其中储器配置为含有医疗流体；以及至少一个处理器，编程或配置为：基于用于检测储器中的空气的空气检查方案，确定基线值，基线值包括注入器系统的至少一个注射器和相关联的部件的基线压缩率数据，其中储器实质上填充有具有已知体积的空气的第一量的医疗流体；从储器递送已知体积的空气和第一量的医疗流体的至少部分；用第二量的医疗流体重填充储器，第二量的医疗流体可能具有未知体积的空气；基于空气检查方案，通过收集第二量的医疗流体和注入器系统的至少一个注射器的空气检查压缩率数据，进行空气检查加压序列；并且基于空气检查方案，将第二量的医疗流体的空气检查压缩率数据与基线压缩率数据进行比较，以确定储器中存在的未知体积的空气的体积。

在本公开的其他示例中，可以确定基线值以考虑到注入器系统的一个或多个部件的挠度，储器和可选的流体路径或管路套件的至少部分的顺应性，以及已知体积的空气。处理器还可以编程或配置为，基于空气检查方案，在确定基线值之前从储器清除第一量的医疗流体中的任何空气。处理器还可以编程或配置为，基于空气检查方案，在将空气检查压缩率数据与基线压缩率数据进行比较时将至少一个校正因数纳入到算法中，以考虑到以下中的至少一者的变化：一个或多个注入器系统部件的挠度和/或流体储器的顺应性，与用于基线压缩率数据的第一量医疗流体的体积相比的医疗流体的不同的体积，以及与用于基线压缩率数据的活塞的位置相比的活塞的不同的位置。处理器还可以编程或配置为，基于空气检查方案，从储器递送预注体积的第二量的医疗流体，其中预注体积的第二量的医疗流体的体积大于储器中存在的空气的体积。处理器还编程或配置为递送预注体积的第二量的医疗流体的步骤还可以包含：将预注体积优化为等于移除储器中和流体储器与出口之间的任何流体路径或管路套件中存在的空气的体积所需的第二量的医疗流体的最小体积。处理器还可以编程或配置为，基于空气检查方案，确定储器中存在的空气的体积是否超出预定体积值。在储器中的空气的体积超出预定体积值的情况下，处理器还可以编程或配置为，基于空气检查方案，在从储器递送第二量的医疗流体之前从储器清除该体积的空气和/或确定是否存在故障情况。在该体积的空气已经被从储器清除之后，处理器还可以编程或配置为，基于空气检查方案，通过从储器收集附加空气检查压缩率数据(例如对于第三或附加量的医疗流体)，并且将附加空气检查压缩率数据与基线压缩率数据进行比较，来进行附加空气检查加压序列，以确定是否有任何空气剩余在储器中。预定体积值范围可以从0.1mL至20mL。将空气检查压缩率数据与基线压缩率数据进行比较以确定储器中存在的空气的体积可以包含：使用嵌入算法以将空气检查压缩率数据与基线压缩率数据比较，以确定储器中存在的空气的体积。根据某些实施例，系统可以包含下游检测器，诸如下游空气检测器，其中下游检测器可以编程且配置为，随着预注体积的第二量的医疗流体被从储器递送，确认预注体积的第二量的医疗流体中不存在空气。至少一个注射器还可以包含与至少一个口或流体路径或管路套件相关联的至少一个阀，至少一个阀可以配置为，响应于来自至少一个处理器的一个或多个指令，在填充位置、递送位置和关闭位置之间移动。至少一个阀可以处于关闭位置，以用于确定基线压缩率数据和进行空气检查加压序列中的至少一者。

在本公开的其他示例中，检测储器中的空气的方法可以包含：确定基线值，基线值包括流体注入器系统的基线压缩率数据，流体注入器系统包括具有至少一个流体口的至少一个流体储器和可选的流体路径或管路套件，其中至少一个储器实质上填充有具有已知量的空气的第一量的医疗流体；从至少一个储器递送第一量的医疗流体；用第二量的医疗流体重填充至少一个储器；进行空气检查加压序列，包括加压至少一个储器中的第二量的医疗流体和收集空气检查压缩率数据；以及将空气检查压缩率数据与基线压缩率数据进行比较以确定至少一个储器中存在的空气的体积。

在本公开的其他示例中，确定基线值可以包含考虑到流体注入系统的一个或多个部件的挠度，至少一个储器和流体路径或管路套件的顺应性，以及已知体积的空气。方法可以包含在确定基线值之前从至少一个储器清除已知体积的空气。方法可以包含，在将空气检查压缩率数据与基线压缩率数据进行比较时将至少一个补偿因数纳入到算法中，以考虑到以下中的至少一者的变化：一个或多个流体注入器系统部件的挠度和/或流体储器的顺应性，与用于基线压缩率数据的第一量的医疗流体的体积相比的医疗流体的不同的体积，以及与用于基线压缩率数据的活塞的位置相比的活塞在流体注入器系统中的不同位置。方法可以包含从至少一个储器递送预注体积的第二量的医疗流体，其中预注体积的第二量的医疗流体的体积大于至少一个储器中存在的空气的体积。递送预注体积的第二量的医疗流体可以包含将预注体积优化为等于移除至少一个储器存在中的并从流体储器和出口之间的任何流体路径或管路套件移除存在的该体积的空气所需的第二量的医疗流体的最小体积。方法可以包含在至少一个储器中存在的空气的体积超出指定体积时确定是否存在故障情况。方法可以包含在确定基线值和进行空气检查加压序列中的至少一者之前关闭与至少一个储器的至少一个流体口相关联的流体路径。第二量的医疗流体可以不同于第一量的医疗流体。

在以下条款中的一个或多个中列举了本公开的各其他方面：

条款1.用于递送医疗流体的注入器系统，包括：至少一个注射器，限定可操作地连接到活塞的储器，所述至少一个注射器包括柱塞和与所述储器流体连通的至少一个口(portal)，所述储器配置为含有所述医疗流体；并且至少一个处理器编程或配置为：基于用于检测所述储器中的空气的空气检查方案，确定基线值，所述基线值包括所述注入器系统的至少一个注射器的基线压缩率数据，其中所述储器实质上填充有具有已知体积的空气的第一量的所述医疗流体；从所述储器递送所述第一量的所述医疗流体；用第二量的所述医疗流体重填充所述储器；基于所述空气检查方案，通过收集所述注入器系统的至少一个注射器的空气检查压缩率数据进行空气检查加压序列；并且基于所述空气检查方案，将所述空气检查压缩率数据与所述基线压缩率数据进行比较，以确定所述储器中存在的空气的体积。

条款2.根据条款1所述的注入器系统，其中确定所述基线值以考虑到所述注入器系统的一个或多个部件的挠度、所述储器和流体路径的顺应性，以及已知体积的空气。

条款3.根据条款1或2所述的注入器系统，其中所述处理器还编程或配置为，基于所述空气检查方案，在确定所述基线值之前，从所述储器清除所述第一量的所述医疗流体中的任何空气。

条款4.根据条款1至3中任一项所述的注入器系统，其中所述处理器还编程或配置为，基于所述空气检查方案，在将所述空气检查压缩率数据与所述基线压缩率数据进行比较时纳入校正因数以考虑到以下中的至少一者的变化：一个或多个注入器系统部件的挠度，与用于所述基线压缩率数据的所述第一量的所述医疗流体的体积相比的所述医疗流体的不同的体积，以及与用于所述基线压缩率数据的所述活塞的位置相比的所述活塞的不同的位置。

条款5.根据条款1至4中任一项所述的注入器系统，其中所述处理器还编程或配置为，基于所述空气检查方案，从所述储器递送预注体积的所述第二量的所述医疗流体，其中所述预注体积的所述第二量的所述医疗流体的体积大于所述储器中存在的空气的体积。

条款6.根据条款5所述的注入器系统，其中所述处理器还编程或配置为递送所述预注体积的所述第二量的所述医疗流体的步骤还包括将所述预注体积优化为等于移除所述储器中存在的所述体积的空气所需的所述第二量的所述医疗流体的最小体积。

条款7.根据条款1至6中任一项所述的注入器系统，其中所述处理器还编程或配置为，基于所述空气检查方案，确定所述储器中存在的所述空气的体积是否超出预定体积值。

条款8.根据条款7所述的注入器系统，其中，在所述储器中的所述空气的体积超出所述预定体积值的情况下，所述处理器还编程或配置为，基于所述空气检查方案，在从所述储器递送所述第二量的所述医疗流体之前从所述储器清除所述体积的空气，或确定是否存在故障情况。

条款9.根据条款8所述的注入器系统，其中，在已经从所述储器清除所述体积的空气之后，所述处理器还编程或配置为，基于所述空气检查方案，通过以下进行附加空气检查加压序列：从所述储器收集附加空气检查压缩率数据，以及将所述附加空气检查压缩率数据与所述基线压缩率数据进行比较以确定所述储器中是否剩余任何空气。

条款10.根据条款7所述的注入器系统，其中所述预定值范围为从0.1毫升至20毫升。

条款11.根据条款1至10中任一项所述的注入器系统，其中将所述空气检查压缩率数据与所述基线压缩率数据进行比较以确定所述储器中存在的所述空气的体积包括：使用嵌入算法来将所述空气检查压缩率数据与所述基线压缩率数据进行比较，从而确定所述储器中存在的所述空气的体积。

条款12.根据条款5至11中任一项所述的注入器系统，还包括下游空气检测器，其中所述下游空气检测器编程且配置为确认在所述预注体积的所述第二量的医疗流体被从所述储器递送时在所述预注体积的所述第二量的医疗流体中不存在空气。

条款13.根据条款1至12中任一项所述的注入器系统，其中所述至少一个注射器还包含与所述至少一个口相关联的至少一个阀，所述至少一个阀配置为响应于来自所述至少一个处理器的一个或多个指令在填充位置、递送位置以及关闭位置之间移动。

条款14.根据条款13所述的注入器系统，其中所述至少一个阀处于所述关闭位置，以用于确定所述基线压缩率数据和进行所述空气检查加压序列中的至少一者。

条款15.检测储器中的空气的方法，所述方法包括：确定基线值，所述基线值包括流体注入器系统的基线压缩率数据，所述流体注入器系统包括具有至少一个流体口的至少一个储器，其中所述至少一个储器实质上填充有具有已知量的空气的第一量的医疗流体；从所述至少一个储器递送所述第一量的所述医疗流体；用第二量的所述医疗流体重填充所述至少一个储器；进行空气检查加压序列，所述空气检查加压序列包括加压所述至少一个储器中的所述医疗流体和收集空气检查压缩率数据；以及将所述空气检查压缩率数据与所述基线压缩率数据进行比较以确定所述至少一个储器中存在的空气的体积。

条款16.根据条款15所述的方法，其中确定所述基线值包括考虑到所述流体注入系统的挠度、所述至少一个储器和流体路径的顺应性，以及已知体积的空气。

条款17.根据条款15或16所述的方法，还包括在确定所述基线值之前从所述至少一个储器清除已知体积的空气。

条款18.根据条款15至17中任一项所述的方法，还包括在将所述空气检查压缩率数据与所述基线压缩率数据进行比较时纳入补偿因数以考虑到以下中的至少一者的变化：一个或多个流体注入器系统部件的挠度，与用于所述基线压缩率数据所述第一量的所述医疗流体的体积相比所述医疗流体的不同的体积，以及与用于所述基线压缩率数据的所述活塞的位置相比所述流体注入器系统中的活塞的不同的位置。

条款19.根据条款15至18中任一项所述的方法，还包括从所述至少一个储器递送预注体积的所述第二量的所述医疗流体，其中所述预注体积的所述第二量的所述医疗流体的体积大于所述至少一个储器中存在的空气的体积。

条款20.根据条款19所述的方法，其中递送所述预注体积的所述第二量的所述医疗流体还包括将所述预注体积优化为等于移除所述至少一个储器中存在的所述体积的空气所需的所述第二量的所述医疗流体的最小体积。

条款21.根据条款15至20中任一项所述的方法，还包括在所述至少一个储器中存在的空气的体积超出指定体积时确定是否存在故障情况。

条款22.根据条款15至21中任一项所述的方法，还包括在确定所述基线值和进行所述空气检查加压序列中的至少一者之前，关闭与所述至少一个储器的至少一个流体口相关联的流体路径。

条款23.根据条款15至22中任一项所述的方法，其中所述医疗流体的第二量不同于所述医疗流体的第一量。

在结合附图阅读以下对各种示例的详细描述后，本文详细描述的各种示例的进一步的细节和优点将变得清楚。

附图说明

图1是根据本公开的一方面的配置为用于多流体递送系统的流体注入器的立体图；

图2是与图1的流体注入器一起使用的多流体递送系统的立体图；

图3是插入到图1的流体注入器上的接收槽中时的多流体递送系统的立体图；

图4A是根据本公开的清除端口处于打开位置的注射器的示意图；

图4B是清除端口关闭的图4A的注射器的示意图；

图4C是在本公开的空气检查方案期间获取的基线压缩率数据的图示；

图4D是图4A的注射器的示意图，注入端口处于打开位置；

图4E是图4A的注射器的示意图，注入端口处于关闭位置；

图4F是在本公开的空气检查方案期间获得的基线压缩率数据和空气检查压缩率数据的图示；

图5是空气检查方案的基线压缩率数据序列的示意性说明；

图6是空气检查方案的空气检查压缩率数据序列的示意性说明；

图7是与本公开的空气检查方案一起使用的校正因数的图示；

图8是对于多种不同电机的压力对排量(displacement)的图示；并且

图9是在不同位置处取得的压力对排量值的图示。

在图1-9中，相同符号指代相同部件和元件，视具体情况而定，除非另有说明。

具体实施方式

如本文所使用，除非上下文另外明确指出，否则单数形式的“个”和“该”包括复数指示物。空间或方向性术语，例如“左”、“右”、“内”、“外”、“上”、“下”等，如附图所示与本公开的特征相关，并且是不应将其视为限制性的，因为各种特征可以采取各种替代取向。说明书和权利要求书中使用的所有数字应理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。“约”是指所述值的正负百分之二十五，例如所述值的正负百分之十。但是，不应将其视为对等同原则下的值进行任何分析的限制。

除非另外指出，否则本文公开的所有范围或比率应理解为涵盖开始和结束值以及其中包含的任何和所有子范围或子比例。例如，所述的范围或比例“1至10”应被认为包括最小值(最大值1)和最大值(最大值10)之间(并且含端值)的任何和所有子范围或子比例；即，以最小值1或更大的值开始且以最大值10或更小的值结束的所有子范围或子比例。本文公开的范围和/或比例表示指定范围和/或比例上的平均值。

术语“第一”、“第二”等不旨在指任何特定的顺序或时序，而是指不同的条件、性质或元件。术语“至少”与“大于或等于”同义。术语“不大于”与“小于或等于”同义。本文中提及的所有文件均以其整体“以引用方式并入”。

如本文所用，“至少一个”与“一个或多个”同义。例如，短语“A、B和C中的至少一个”是指A、B或C中的任何一个，或者A、B或C中的任何两个或更多个的任意组合。例如，“至少A、B和C中的一个”包含单独的A；或单独的B；或单独的C；或A和B；或A和C；或B和C；或“A”、“B”和“C”的全部。术语“包含”与“包括”同义。

当关于例如多次使用可弃式套件(MUDS)的注射器使用时，术语“近”是指注射器的最靠近活塞元件的用于从注射器输送流体的部分。当关于流体路径使用时，术语“近”是指当流体路径与注入器系统连接时，流体路径中最接近注入器系统的部分。当关于注射器使用时，术语“远”是指注射器中最靠近递送管口的部分。当相对于流体路径使用时，术语“远”是指当流体路径与注入器系统连接时流体路径中最靠近用户的部分。术语“径向”是指在横截面中法向于在近端和远端之间延伸的注射器的纵向轴线的方向。术语“周向”是指围绕注射器的侧壁的内表面或外表面的方向。术语“轴向”是指沿着注射器的纵向轴线在近端和远端之间延伸的方向。

如本文中所使用的，术语“储器”或“流体储器”包含注射器、容器或流体路径的至少部分，例如管路套件。在本文所述的空气检测方法中可以利用可以施加力或施加排量的任意类型的储器。当用于指代流体输送部件时，术语“开放”是指系统与出口流体连接，例如通过管口或流体路径的开放端、管路部件或导管。在开放式系统中，可以通过(例如)迫使流体通过小直径流体路径来限制流体的流动，其中流量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。在用来指代流体递送部件时，术语“封闭”是指系统与出口没有流体连接或处于流体隔离，例如流体流被阀(例如旋塞阀、高裂压力阀、夹管阀、单向阀等)停止的情况。如本文所用，术语“松弛”是指机械松弛，包括空隙和机构中由以下导致的运动损失：零件之间的间隙，在施加的载荷(例如施加的压力)下的一个或多个机械部件的压缩和/或挠曲，其导致在施加力后，来自流体注入的流体加压递送的延迟。在这种情况下，储器取决于系统关闭的位置。如本文所用，术语“顺应性(compliance)”或“容度(capacitance)”是指在封闭系统或开放系统中，当封闭系统或开放系统中的流体置于压力下而导致内部容积膨胀时，流体储存器、流体路径或管路装置的体积上的增加。

然而，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。还应理解，附图中示出的以及以下说明书中描述的特定装置和过程仅仅是本公开的示例性方面。因此，与本文公开的示例有关的特定尺寸和其他物理特性不应被认为是限制性的。

本公开描述了系统和方法，该系统和方法既检测例如从0.1mL到1.0mL的少量空气，也检测大量的空气，多至并包括注射器完全充满空气的情况(例如如果在注射器的填充过程中出现问题)，从而降低了在医疗过程中(例如在进行造影剂增强的成像过程之前注入造影剂和/或生理盐水)无意中将空气注入患者体内的可能性。当为一种或多种流体注入方案准备注入器时，本公开的方法可以在用户启动之后执行或由流体注入器的处理器自动执行。

参考附图，其中相同符号在若干视图通篇指代相同零件，本公开总体上涉及医疗注入器/注入系统100(后文中“流体注入器系统100”)，例如注入器系统，包含一个或多个注射器，包含前载式注射器和卷动膜片型注射器。根据多流体注入器系统形式的流体注入器系统100的实施例说明了本公开，例如，具有MUDS 130(如图2所示)，其配置为使用流体路径(诸如管路套件和/或歧管)递送流体到患者。然而，本公开的各种方法和方案可以使用其他基于注射器的注入器系统或纳入到其他基于注射器的注入器系统中。

流体注入器系统100包含多个部件，它们在本文中单独描述。总体上，流体注入器系统100具有动力注入器施药器或装置和流体递送套件，其意图与注入器关联，以将一种或多种流体从一个或多个流体储器在压力下递送到患者体内，如本文中所描述。流体注入器系统100和与之相关联的流体递送套件的各种装置、部件和特征同样在本文中根据一个实施例详细描述。在一个示例中，MUDS 130在WO 2016/112163中公开，并且SUDS的示例在WO2015/106107中描述，两者都通过引用整体并入本文。在一系列注入过程期间或MUDS 130的使用寿命中，以下详细描述的空气检测方法可以开始于MUDS 130的初始安装和/或可以在每次填充MUDS 130中的流体储器中的一个或多个之后重复。

在其他示例中，本公开的方法可以适用于单或双注射器型前载式流体注入器系统，诸如在美国专利No.5,383,858、7,553,294、7,563,249、7,666,169、8,945,051、9,173,995、9,199,033、9,474,857和10,124,110中，美国专利申请序列No.15/305,285、15/541,573和15/568,505中，以及PCT专利公开No.WO 2016/191485和WO 2016/112163中所公开的，它们的公开通过引用整体并入本文，并且在单或双卷动膜片注射器型前载式流体注入器系统中，其示例在国际申请No.PCT/US2017/056747、WO 2016/172467和WO 2015/164783中公开，它们的公开通过引用整体并入本文。

参考图1，流体注入器系统100包含注入器外壳102，外壳102具有相对的横向侧104、远或上端106和近或下端108。外壳102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，诸如电子存储器和电子控制装置(后文中(多个)电子控制装置)，其用于控制与本文中所描述的流体注入器系统100相关联的可往复移动的活塞元件的操作。这样的活塞元件可以是经由机电驱动部件(诸如电机、音圈致动器、齿轮-齿条驱动机构、线性电机等驱动的滚珠丝杆)可往复操作的。在一些方面中，机械驱动部件、电力和动力部件以及控制部件中的至少一些可以提供在基部110上。

流体注入器系统100还包含至少一个体相(bulk)流体连接器118以与至少一个体相流体源120连接。在一些方面中，可以提供多个体相流体连接器118。至少一个体相流体源120可以配置为用于接收医疗流体，诸如生理盐水、造影溶液，或其他医疗流体，以递送到流体注入器系统100。外壳102可以具有至少一个支承构件122以在连接到流体注入器系统100时支承至少一个体相流体源120。

参考图1，流体注入器系统100包含一个或多个用户界面124，诸如图形用户界面(GUI)显示窗口。用户界面124可以显示与涉及流体注入器系统100的流体注入过程有关的信息，诸如当前流率、流体压力和连接到流体注入器系统100的至少一个体相流体源120中剩余的体积，并且可以呈现关于在一个或多个储器中存在空气的信息，如由本文中所描述的各种方法和方案所确定。在某些实施例中，一个或多个用户界面124可以是触摸屏GUI，其允许操作者输入命令和/或数据以操作流体注入器系统100。虽然用户界面124示出为在注入器外壳102上，界面124也可以是附加的远程显示器的形式或包含附加的远程显示器，其有线或无线地链接到外壳102，并且控制流体注入器系统100的机械元件。在一些方面中，用户界面124可以是平板计算机，其可拆卸地连接到外壳102并且与外壳102处于有线或无线地链接通信。流体注入器系统100还可以包含一个或多个处理器，其与流体注入器系统100电子通信且配置为控制流体注入器系统100的一个或多个功能，诸如例如，本文中所描述的任意空气检测方法步骤。此外，流体注入器系统100和/或用户界面124可以包含至少一个控制按钮126，以由流体注入器系统100的护理操作者触觉操作。在某些方面中，至少一个控制按钮126可以是键盘的部分，以由操作者输入命令和/或数据。至少一个控制按钮126可以硬线或无线地连接到与流体注入器系统100相关联的(多个)电子控制装置，以提供对(多个)电子控制装置的直接输入。至少一个控制按钮126也可以在图形上是用户界面124的部分，诸如触摸屏。在任意布置中，至少一个控制按钮126期望地对流体注入器系统100的护理操作者提供某些单独控制特征，诸如但不限于：(1)确认多患者可弃式套件已经装载或卸载；(2)发起根据本文中的各种实施例的空气检测方法或提供与之相关的信息；(3)填充/清除流体注入器系统100；(4)输入与患者和/或注入过程相关的信息和/或数据，以及(5)发起/停止注入过程。用户界面124和/或与流体注入器系统100相关联的任意电子处理单元可以有线或无线地连接到操作和/或数据储存系统，诸如医院网络系统。

参考图2，MUDS 130可以包含框架154以支承一个或多个注射器132。注射器132可以可移除地或不可移除地连接到框架154。参考图4A-4B，每个注射器132可以具有长形的、实质上圆柱形的注射器本体138，其具有前或远端140或后或近端142。注射器柱塞144设置在注射器本体138内，并且在注射器本体138内响应于与流体注入器系统100相关联的活塞元件的移动而可往复移动。注射器本体138的远端140可以是总体上圆锥形形状且渐缩到顶点或圆锥点145。注射器顶点或圆锥点145沿着注射器本体138的中心纵向轴线L定位。

继续参考图4A、图4B、图4D、图4F，每个注射器132可以具有填充端口147，其与流体路径136流体连通以用来自体相流体源120(如图2所示)的流体填充注射器内部139。每个注射器132还可以具有在顶点或圆锥点145的末端处的排放出口146。每个注射器132的排放出口146与歧管148(如图2所示)流体连通。在一些方面中，歧管148可以流体连接多个注射器132。注射器内部139与流体路径136和歧管148之间的流体连通可以由注射器132的远端145处的阀136控制。泵149(诸如用于往复地移动柱塞144的活塞元件)可以可释放地附接到注射器132的柱塞144，以通过填充端口147选择性地抽入医疗流体或通过注射器132的排放出口146排出医疗流体和/或气体。在某些方面中，歧管148还可以对注射器132提供支承，使得注射器132可以作为单个的、一体的结构操纵。在一些方面中，歧管148支承每个注射器132的远端140，而框架154支承每个注射器132的近端142。在一些方面中，歧管148的至少部分可以例如通过适当的粘合剂或焊接与至少一个注射器132单片地形成。注射器132可以布置为并排取向，或保持注射器132的相对定位的任意其他取向。

参考图3，根据另一方面图示了MUDS 130。MUDS 130可以包含并排或其他布置的多个注射器132，且每个注射器132可流体连接到体相流体源120(如图2所示)之一。每个注射器132可以与歧管148流体连通。歧管148可以单片地连接注射器132。歧管148可以具有与每个注射器132流体连通的流体通路。流体通路可以与一个或多个流体出口管线152(如图2所示)流体连通。阀136可以提供在每个流体填充管线150上，流体填充管线150从体相流体源120延伸到注射器132的填充端口147以用来自体相流体源120的流体填充注射器132。根据各种实施例，阀136的至少部分可以是例如绕每个相应的注射器132的纵向轴线L可旋转的。阀136可以在填充位置、递送位置和关闭位置之间是可操作的，填充位置用于用流体填充注射器132，递送位置用于从注射器132递送流体，关闭位置防止流体进入或离开注射器132。在一些方面中，阀136可以在第一位置与第二位置之间可旋转，在第一位置，填充端口147与注射器132流体连通而排放出口146与注射器132流体隔离，在第二位置，排放出口146与注射器132流体连通而填充端口147与注射器内部流体隔离。阀136可以具有第三位置，在第三位置，注射器132的内部与填充端口147和排放出口146两者隔离。在第一位置，阀136可以配置为用于通过流体路径134用来自体相流体源120的流体填充注射器132，而防止流体被递送到歧管148。在第二位置，阀136可以配置为用于通过排放出口146从注射器132递送流体到歧管148，而防止通过填充端口147递送流体。阀136可以配置为用于流体隔离流体储器的内部，例如，防止流体流动通过填充端口147和排放出口146，使得流体无法被递送到注射器132中或被从注射器132递送。在一些方面中，阀136可以是可旋转的，以部分地打开或部分地关闭排放出口146和/或填充端口147。在各方面中，每个注射器132上的阀136可以彼此独立地控制，例如，使得各种医疗流体可以被递送到一个或多个注射器132中和/或，同时地或按顺序地，被递送出一个或多个其他注射器132。多个注射器132的阀136可以例如通过与流体注入器系统100相关联的(多个)电子控制装置或处理器来控制。阀136可以是旋塞阀、高裂压力阀、夹管阀、单向阀，或任意相似类型的阀。

进一步参考图2，MUDS 130可移除地可连接到流体注入器系统100的外壳102。如本领域普通技术人员将理解的，可能期望由透明医疗级塑料构建MUDS 130的至少部分，以便于视觉验证已经与流体注入器系统100建立流体连接。对于确认在各种流体连接内不存在空气泡也期望视觉验证，例如，以确认在空气检测和预注序列之后，没有空气剩余在注射器或流体路径中。替代地，MUDS 130和/或门116的至少部分可以包含窗(未示出)，以可视化各种部件之间的连接。

参考图2，在一些方面中，流体出口管线152还可以连接到流体注入器系统100上的废弃物储器156。废弃物储器156期望地与注射器132分开以防止污染。在一些方面中，废弃物储器156配置为诸如在本文中所描述的流体检测方案之后接收在例如预注或清除操作期间从注射器132排出的废弃物流体和任何空气。

如本文中所使用的，电子控制装置包含处理器以执行或可操作以执行适当的定制设计或常规的软件，以进行和实现本公开的方法和系统的实施例的处理步骤，由此形成专门的和特别的计算系统。相应地，当前描述的方法和系统可以包含一个或多个电子控制装置或相似的计算装置，其具有能够储存计算机可读程序代码或指令的计算机可读储存介质，使得处理单元执行、配置或以其他方式实现后文中结合本公开讨论的方法、过程和转换数据操作。又另外，电子控制装置可以为以下形式：计算机、个人数字助理、便携式计算机、膝上式计算机、掌上计算机、移动装置、移动电话、服务器或具有必要处理硬件以适当地处理数据来有效地实现当前描述的计算机实现的方法和系统的任意其他类型的计算装置。在一个示例中，电子控制装置可以容纳在用户界面124和对应的处理器中。

对相关领域技术人员显而易见地，系统可以使用数据库，数据库物理地位于一个或多个计算机上，或可例如在互联网或云计算技术由计算机访问，其可以或可以不与它们相应的服务器相同。例如，电子控制装置上的编程软件可以控制数据库，数据库物理地储存在网络或其他的分开的处理器上，或储存在由多个流体注入系统可访问的本地或单个站点。这样的本地或单个站点可以允许随时更新其储存的且由与多个远程流体注入器相关联的处理器可访问的信息和数据。

在一些方面中，电子控制装置可以编程为使得自动重填充基于相应的注射器132中的预编程的触发最小体积而发生。例如，当注射器132中的至少一个中剩余的流体的体积少于编程的体积时，注射器重填充过程可以由电子控制装置自动地发起。与流体注入器系统100相关联的电子控制装置可以通过追踪在流体注入器系统100的操作期间从相应的注射器132分配的流体体积，确定已经达到预编程的触发最小体积。替代地，流体液位传感器可以纳入到流体注入器系统100中，并且来自这些流体液位传感器的输入可以被提供到电子控制装置，使得电子控制装置可以确定在注射器132中的至少一个中何时已经达到预编程的触发最小体积。重填充的填充体积和速率可以被预编程在电子控制装置中。自动重填充过程可以由电子控制装置自动地停止或可以手动地打断。此外，在完成流体注入过程时，注射器132中的至少一个中没有足够的流体以进行下一编程的流体注入过程，可以发起自动重填充过程。在重填充过程期间，与相应的注射器132相关联的体相流体源120中的一个或多个可能变为空的，(例如，初始地缺少充足流体来完成一个或多个注射器132的完整重填充)。流体注入器系统100可以具有指示器，诸如可以使用听觉和/或视觉指示器来向操作者指示在流体注入器系统100之前改变体相流体源120是必要的。根据各种实施例，每次流体储器或注射器被用医疗流体重填充时，可以对每个流体储器或注射器进行本文中所描述的空气检测方法和方案，以确定空气是否已经连同重填充的流体被引入到流体储器中。

参考图4A-7，根据各种实施例详细描述了在流体储器内且由电子控制装置发起的用于检测空气的方法和程序。各种特定方法的序列的非限制性示例500、600在图5和图6中示出。在方法的第一阶段中，可以确定注射器132中的至少一个的初始基线值。应理解，基线值可以对于流体注入器系统100中使用的一个、至少两个或全部注射器132确定。参考图5，根据一个示例，对于一个注射器132确定基线值。在该初始阶段中，注射器132安装在流体注入器系统100中，并且来自体相流体源120的医疗流体可以例如通过将体相流体源120与注射器132流体连接的流体路径和阀被引导到注射器132中。在步骤502，注射器132上的阀136，其在一个示例中可以是旋塞阀，被移动到第一打开位置，以允许医疗流体从体相流体源120流动到注射器132中。在步骤504，注射器132然后可以被填充到预定体积。在一个示例中，注射器132被填充到范围从50毫升至250毫升的预定体积。在步骤506，在注射器132已经被填充到预定体积之后，可以发起清除序列以移除从流体路径134抽到注射器132中的任何体相体积的空气。如图4A所示，在一个示例中，空气经由注射器134上的清除端口被从注射器132清除。在另一示例中，空气通过注射器132的远端被从注射器132清除。应理解，清除序列可以是从注射器132移除体相体积的空气的任意动作，例如，通过在远向方向上移动活塞元件以将任何体相体积的空气排出回到体相流体源120中或通过流体路径将任何体相体积的空气排出离开注射器132到废弃物储器156。还可能有存在“不可注入的”空气体积的情况，“不可注入的”空气体积不需被清除，并且可以是基线值的部分，只要其在注入医疗流体到患者体内之前被从储器移除。如图4B和图5所示，在步骤508，在已经从注射器132清除空气之后，可以用附加的医疗流体填充注射器132，直到预定体积的医疗流体被存留在注射器132中。在步骤510，处理器可以验证系统被清除了空气。替代地，在流体储器中存在的空气的体积是已知体积的某些实施例中，已知量的空气可以被纳入到算法中或被算法考虑，以确定包含流体储器或注射器的基线压缩率数据的基线值，其包含该体积的第一量的医疗流体和已知体积的空气两者的数据。

一旦已经为流体储器或注射器确定包含基线压缩率数据的基线值，流体储器或注射器132的活塞元件然后可以在远向方向上移动以从储器递送第一量的医疗流体的至少部分，包含来自流体储器的已知体积的空气(当存在时)。例如，流体注入器的活塞元件可以在远向方向上移动充足的量，以从储器排出第一量的医疗流体的至少部分和全部空气并通过任意关联的流体路径。为了确保全部已知体积的空气已经被从储器移除，可以使用诸如空气检测器的检测器。例如，与流体路径相关联的空气检测器可以监测流动通过流体路径的流体，以确定何时没有进一步的空气在流体路径中被检测到。

在步骤512和步骤514中更详细地描述基线值的确定，在注射器132已经关闭之后，注射器132和任何已知体积的空气可以被加压，直到注射器132中达到活塞元件的目标压力和/或目标排量。加压总体上通过在远向方向上移动与流体注入器相关联的活塞元件而实现。在步骤516和步骤518，可以由电子控制装置记录目标压力或目标排量作为注射器132的基线压缩率数据。在步骤520，基线方案结束。在注射器储器含有已知体积的空气连同第一量的流体的实施例中，与已知体积相关联的空气压缩率数据被纳入到基线压缩率数据中且在计算中被考虑到以确定基线值。如图4C所示，在一个示例中，流体注入器系统100的电子控制装置可以将基线压缩率数据记录为与正在测试的特定注射器132、电机和/或活塞元件相关。基线值可以对流体注入器上的每个电机和活塞元件是特定的。例如，如图8所示，根据实施例的流体注入器的三个电机和活塞元件显示不同的基线压缩率曲线。另外，包含特定电机的基线压缩率数据的基线值可能随电机的寿命改变。根据各种实施例，为考虑到随时间的改变，可以例如在插入每个新的注射器期间频繁地确定基线值。电子控制装置还可以记录在记录基线压缩率数据处的活塞元件的位置。由于注射器、电机和活塞元件的不同组合可以具有不同的压缩率数据，流体注入器系统100配置为记录和储存每个组合的基线压缩率数据。另外，由于组合将具有不同的压缩率数据，应在流体注入器系统100中每次替换新的注射器、电机和/或活塞元件时发起获得基线压缩率数据的方案，以确保使用最精确的基线压缩率数据。注射器132被加压到的压力值可以如流体注入器系统100的用户所需而改变。在一个示例中，压力值可以在5psi至300psi的范围中。在其他示例中，使用的压力值是1000kPa，其确保与流体注入器系统100相关联的噪声被克服，并且达到稳定信号的线性区。在已经记录基线压缩率数据之后，由流体注入器系统100终止基线方案。根据本方法的某些实施例，可以根据各种过程获取基线压缩率数据。在某些实施例中，可以在至少以下点进行确定或校准：a)每次注射器或流体路径安装到注入器中；b)在生产期间每个注入器系统一次，和/或c)可以例如通过使用统计评估来开发全局函数以考虑到来自全部注入器/储器/部件组合的变化。

在本公开的另一示例中，可以使用流体注入器系统100的性质的计算或之前的表征建立注射器132的基线压缩率数据，包含系统100中的任何松弛、系统100的部件的顺应性，和/或对系统100测量的之前的基线压缩率数据。根据该实施例，诸如注射器和/或流体路径的可弃式部件的历史平均可以被提供到注入器以计算基线值，并且可以与特定注入器电机的特定历史值或电机配置组合的全局历史值组合，以提供流体注入器和可弃式部件的特定配置的基线压缩率数据的全局平均，其可以用于确定流体注入器/可弃式部件配置的全局基线值。虽然该方案可能不如对具有特定注射器和/或流体路径的特定注入器确定基线值那般精确，但全局值对允许计算和检测注射器中的空气体积可以是充分精确的。例如，在诸如计算机断层扫描的某些类型的注入方案中，平均值可以提供充分精确的空气检测，以防止注入不期望的体积的空气。相比之下，在诸如血管造影术的对空气注入更敏感的其他注入方案中，精确确定基线值可能是必要的，以确保在注入医疗流体之前实质上没有空气剩余在注射器和流体路径中。

如图4D所示，在确定流体注入器系统100的基线压缩率数据之后，流体注入器系统100可以在实际注入过程之前从注射器132排出第一体积的医疗流体的至少部分和(当存在时)已知体积的空气。流体注入器100现在可以准备好用于使用第二体积的医疗流体的实际注入过程，其纳入本文中所描述的方法以在实际注入之前检测流体储器和/或流体路径中是否存在空气。如图6所示，在步骤602和步骤604，在排出过程之后，可以用来自体相流体源120的第二量的医疗流体重填充(多个)注射器132。如图4E所示，在注射器132已经被填充到预定体积的第二量的医疗流体之后，根据本文中所描述的空气检测方法和方案的实施例，由流体注入器系统100发起空气检查方案，以确保注射器132和/或注射器132中存留的医疗流体中不存在空气。概括起来，进行空气检查加压序列以收集从具有第二量的医疗流体的重填充的注射器132获取的空气检查压缩率数据，并且该值被与基线压缩率数据比较以确定是否存在空气和注射器132中的和/或储存在注射器132中的医疗流体中的空气的体积。在注射器132已经用第二体积的医疗流体填充之后，注射器132关闭。例如，阀134或旋塞阀被关闭以隔离注射器132。如果基于空气检查方案确定存在空气且确定空气的体积，则可以从如本文中所描述的储器移除或排出空气。

在步骤606和步骤608，在关闭注射器132之后，注射器132可以被加压到注射器132中的活塞元件的目标压力和/或目标排量。根据某些实施例，目标压力和/或目标排量可以与在基线方案期间所建立的相同。替代地，根据其他实施例，可以使用与基线值确定期间所使用的不同的目标压力或目标体积，并且可以将校正因数纳入到计算中，以考虑到流体体积或施加的压力上的差异。在步骤610，流体注入器系统100然后配置为例如通过使用比较算法将空气检查压缩率数据与基线压缩率数据进行比较，以基于基线压缩率数据与空气检查压缩率数据之间的差异确定存在的空气的量。在步骤612，然后由流体注入器系统100记录注射器132中的第二量的医疗流体的排量和压力作为当前重填充状态下的注射器132的空气检查压缩率数据。记录空气检查压缩率数据处的注射器132的位置储存在流体注入器系统100中。如图4F和图6所示，在步骤614，基于流体注入器系统100所记录的空气检查压缩率数据和基线压缩率数据，使用储存在流体注入器系统100中的储存的算法计算注射器132中估计的存在的空气体积。在比较空气检查压缩率数据和基线压缩率数据期间，在空气检查方案中排量和加压注射器132内的第二量的医疗流体和其中任何相关联的空气所需的力与在基线方案期间排量和加压注射器132内的第一量的医疗流体所需的力进行比较，以确定注射器132中和/或第二量的医疗流体中是否存在空气。可以存在于注射器132中的空气和其他气体比医疗流体显著地更可压缩。因此，在注射器132和/或医疗流体中存在空气的情况下，与由第一量的医疗流体和可选的已知量的空气确定的基线值的注射器相比，注射器132中的活塞元件的排量在至少部分地填充有空气的注射器132中将是不同的。例如，为了在注射器132中产生30psi的压力，空气的体积将比医疗流体被压缩更多，其将表现为与完全填充有医疗流体的注射器相比活塞的增大的行进距离。当注射器132中存在空气时，活塞元件将需要在预加压期间行进更远以达到30psi。在图4F中所示的曲线图中，注射器132或系统100中存在空气可以由基线压缩率数据线与空气检查压缩率数据线之间的差异确定。根据各种实施例，确定基线压缩率数据线与空气检查压缩率数据线之间的差异的算法可以考虑到第一量的医疗流体中存在的已知体积的空气，对于第一量的流体和第二量的流体的活塞位置和/或注射器中的流体的体积之间的差异，以及在确定基线压缩率数据线与空气检查压缩率数据线期间施加的压力之间的差异。

根据实施例，可以使用下游空气检测器153，以便训练储器空气检测算法。例如，在完成填充过程之后，可以加压储器，以便获得一些如本文中所描述的压缩率数据。从储器的流体递送可以被下游空气检测器153监测，以提供后续流体递送运动期间流体中的体积空气的测量，其中在递送通过流体路径期间由下游空气检测器153检测的空气的体积提供与相对于储器加压方法的分辨率或精度的关联。在完成流体递送运动之后，由本文中所描述的储器加压方法测量的空气的体积可以与由下游空气检测器153测量的体积进行比较。基于由两种方法获得的测量上的差异，可以确定储器加压方法的等式或校正因数并将其纳入到未来测量中，以便改善根据本公开的空气检测方法的精度。使用该方案，期望系统将随着获得更多测量而变得较不依赖下游空气检测器153，这将得到随时间发展出提高的精度的加压方法，其使用数据的实时反馈回路来改善空气检查压缩率数据与注射器中存在的空气的体积之间的关联。因此根据该实施例，在发起到患者的流体递送之前的空气检测可以随时间变得更可靠。根据某些实施例，加压算法的实时训练可以在单独流体注入器系统100的制造或初始测试期间发生，以便调节特定注入器的空气检测。此外，算法的训练可以在整个产品寿命的至少部分上发生，从而空气检测算法可以适应于系统行为上的随时间的任何改变。

在步骤620，在由流体注入器系统100确定注射器132中的空气体积之后，将确定的空气体积与阈值空气体积值比较，以确定流体注入器系统100是否可以发起流体注入方案。如果确定注射器中存在的空气的体积大于阈值空气体积，则可以触发警告，以警告用户注射器中的不期望的空气，并且可以暂停注入方案。替代地，处理器可以确定存在故障情况，例如空气体积大于阈值体积重复发生，并且处理器可以警告用户注入器可能需要维护。在一个非限制性示例中，阈值空气体积值可以是1毫升，虽然更大或更小体积的空气可以用作阈值体积，这取决于注入的类型(例如，血管造影术、MRI或计算机断层扫描)。还考虑到，在由流体注入器系统100发起不同的过程的情况下，流体注入器系统100可以使用替代阈值空气体积值。在注射器中存在的空气的体积132和/或医疗流体少于阈值空气体积值的情况下，处理器可以允许流体注入器系统100发起流体注入过程，因为注射器中存在的空气的体积132和/或医疗流体处于可接受水平。

在步骤622，在注射器中存在的空气的体积132和/或医疗流体少于阈值空气体积值的情况下，允许流体注入器系统100发起患者的注入过程。在步骤624，在注射器中存在的空气的体积132和/或医疗流体大于阈值空气体积值的情况下，可以防止流体注入器系统100发起流体注入过程，因为注射器中存在的空气的体积132和/或医疗流体对于继续注入过程过大。在一个示例中，流体注入器系统100可以发布警示信号(例如，听觉指示、视觉指示或触觉指示中的至少一个)，以向用户指示由于不可接受体积的空气存在于注射器132和/或医疗流体中已经防止了流体注入过程。在某些实施例中，当不可接受体积的空气存在于注射器132和/或医疗流体中时，流体注入器系统100可以自动地发起预注或清除序列以从流体注入器系统100移除空气，或流体注入器系统100可以向用户指示在能够发起流体注入过程之前必须由用户选择并发起预注或清除序列。预注或清除序列可以要求从系统移除空气所需的最小量的预注体积(废弃物)，由此确保空气移除同时最小化在预注或清除序列期间产生的废弃物流体的量。在完成预注或清除序列之后，处理器可以将一定量的流体从体相流体容器抽到注射器中，并且重复空气检测方案，以确保继续进行注入过程之前注射器中剩余的任何空气少于阈值体积。

一经计算空气体积，与流体注入器系统100相关联的处理器可以自动地发起特定系统动作和/或可以限制某些用户动作，这取决于已经由该方案检测到的空气的体积。例如，如果空气体积值表示储器中的空气的不期望的体积，则流体到患者体内的注入可以被禁用，直到流体注入器系统100被预注且空气被从储器和流体路径移除。此外，计算的值可以用于从流体路径高效地移除测量的空气体积。例如，如果在流体注入系统100中检测到2mL的空气，其中流体管线需要10mL来有效地预注流体路径，则流体注入器系统100可以将预注体积调整为从储器递送至少12mL，或稍微更多，以确保使用尽可能少的量的流体移除空气。用于响应于空气测量而驱动后续系统动作的阈值可以是静态值或其可以是基于用户偏好、患者历史或预先存在的条件、或脉管系统接入(动脉或静脉)可调的。根据实施例，经由储器加压测量的空气体积可以用于驱动随后的注入器行为。例如，如果测量的空气体积大于一些阈值，则注入器可以发起或要求预注流体路径，以便在允许患者注入之前移除测量的空气体积。替代地，如果重复地检测到阈值空气体积，则可能指示故障情况，其要求在能够进行附加注入过程之前维护并校正。

在已经发起并完成清除序列之后，再次发起空气检查压缩率方案以确定注射器132和/或医疗流体中是否存在任何空气。在空气剩余在流体注入器系统100中的情况下，再次发起清除过程。在根据本文中的各种方法在流体注入器系统100中没有检测到空气的情况下，可以发起并完成流体注入过程，以递送医疗流体到患者。

虽然基线压缩率数据和空气检查压缩率数据的直接比较与系统中空气的体积相关联，可能由于在记录基线压缩率数据时系统状态与在记录空气检查压缩率数据时系统状态的差异而产生测量误差。例如，在记录压缩率数据测量时注射器132中的储器的体积可能不同(例如，由于基线值确定与空气检查值确定之间的活塞元件的不同位置)，其将影响系统的压缩因子。例如，在200mL的流体存在于注射器132中时可能已经记录了系统的基线压缩率数据，但可能在仅100mL的流体存在于注射器132中时记录系统的空气检查压缩率数据。由于两个测量时注射器中的流体的体积的差异，注射器将具有不同的顺应性或容度，其必须被纳入到任意计算中。以相似方式，如图9所示，注射器132中的柱塞144的位置在获取基线压缩率数据时可以在第一位置处，但用户在获取空气检查压缩率数据时可能不希望在相同柱塞144位置处使用注射器132。因此，用户可能不希望填充注射器132到与在记录基线压缩率数据时注射器132被填充的相同的体积(例如，用户可能希望发起的注入过程可能仅需要小的体积的流体，因此用户可能不需要或希望将注射器填充到更大体积的流体)。因此，可能需要校正因数以考虑到基线压缩率数据记录与空气检查压缩率数据记录之间的系统状态的差异。

如上所指示，测量误差可能由系统状态、系统配置、系统容度或顺应性或制造可变性上的变化而产生。因此，基于特定于系统的特性或系统的弹性变化，可以用一个或多个校正因数来调整测量的空气体积，以在注射器132中测量的体积的流体下提供空气体积的精确值。在一个示例中，图7中所示的曲线图示出了，一个或多个校正因数、基线压缩率数据值和/或空气检查压缩率数据值之间的关联。如图7中所使用，“刚度因数”(或称为校正因数)可以包含与系统状态、系统配置、系统容度或顺应性或制造可变性的任意组合相关联的任意变量。在相对一致状态下进行压缩因子的测量的系统可以不需要这样的校正因数。例如，在实施例中，在压缩率数据测量之间一致地使用相同的电机、储器、储器体积等的情况下，可以不需要校正因数，并且可以增加测量分辨率。对于某些应用，压缩率数据测量之间的这样的一致性可能是不可行的。例如，注入器系统可以具有多个独特的电机，诸如两个或三个驱动电机，以及可能每天互换的独特的储器组。注入器系统中的这样的变化可能要求一个或多个校准过程预定次数以获得最优精度。此外，各种实施例为操作者的使用提供便利，诸如在测试测量可以以储器中任意体积(例如从0至300mL)的流体进行的情况，因为用户可以被允许填充该范围上的任意体积以进行注入。为了增强注入器系统的可用性，期望在储器体积的整个范围上的空气体积检测的方法。由于储器的顺应性是储器中的流体体积(例如由活塞位置所确定)的函数，因此在一个储器流体体积建立基线压缩率数据并在另一个储器流体体积测量空气检查压缩率数据可能在空气体积计算上引入变化。为了校正空气测量变化，由不同储器流体体积导致的顺应性上的差异可以被计算并使用以调整测量的空气体积。因此，在系统已经记录空气检查压缩率数据之后，一个或多个校正因数被确定并纳入到空气检查压缩率数据的计算中，以与用于系统中的空气检测的基线压缩率数据进行比较。以下提供了校正因数(z)等式的一个实施例或非限制性示例：

校正因数＝A+B*(基线压缩率位置，以mL计)–C*(空气检查压缩率位置，以mL计)

其中A、B和C是变量，其取决于用于各种基线开始体积和空气检查开始体积的特定电机和储器的刚度和顺应性。对于特定实施例，A可以是偏移值，B可以与沿着图7的基线位置轴线的斜率相关联，并且C可以与沿着图7的空气检查位置轴线的斜率相关联。在一个非限制性示例中，以上等式中的A的值范围为从-5至5，以上等式中的B的值范围为从-30至30，并且以上等式中的C的值范围为从-30至30。在一个非限制性示例中，以上等式中的A的值为0.001，以上等式中的B的值为0.009，并且以上等式中的C的值为14.611。然而，应理解，A、B和C的值将取决于正在使用的特定流体注入器系统和系统部件而改变。A、B和C的值可以储存在注入器的存储器中或以其他方式对特定基线和空气检查体积在列出变量的值的一个或多个“查找”表中可得。虽然校正因数等式示出为线性，但其他实施例可以包含非线性等式，取决于相关联的刚度因数对基线开始体积和空气检查开始体积的表面图(surfaceplot)的拟合。

根据本文中的各种实施例的本空气检测方法为流体注入器系统100提供了各种优点。特别地，流体中的空气测量在将流体注入到患者体内之前发生。该方法最小化将空气注入到患者体内的任何风险，因为如果检测到大于阈值体积的空气体积，则可以在注入发起之前暂停注入过程。相比之下，许多常规方法要求诸如空气检测器的传感器来在通过患者管线到患者的同时感测空气，并且可能难以及时停止注入过程。另外，本方法可以导致更少的废弃医疗流体，因为空气存在可以在注入之前被确定并清除。另外，优点包含提高的注入过程的效率，因为不需在中间暂停过程并将流体注入方案重设到开始。所描述的方法还前摄地起作用以防止空气注入，允许确信仅无害体积的空气存在于系统中，并且减少打断医疗注入过程的需求，由此减少患者不便和医疗流体废弃物。本方法还得益于减少响应时间的滞后。常规方法可能受动态流体路径测量的影响，例如在空气已经经过传感器之后检测并测量到空气的情况。本方法测量还不取决于流体路径阻抗、流体性质或流体动态(例如，流率、空气与流体之间的相互作用等)。所公开的方法提供稳定性和可缩放性，并且空气检测不取决于流体路径特征，诸如长度和部件。

根据各种实施例的方法还允许对每个可能的可弃式/硬件组合和配置计算或确定基线测量，并且可以校正与各种组合和注入器部件相关联的机械松弛，包含可能由于机械部件随时间磨损而造成的松弛上的增加。这允许对使用的每个可弃式用品优化空气检测精度。此外，方法实质上消除在注入器或可弃式用品制造期间引入的潜在不精确性。所描述的方法可以应用于封闭流体储器系统，其可以考虑到顺应性问题，并且提供流体注入中的改善的精度。还设想到，上述方法和方案可以用于开放系统中，其在进行基线和空气检查压缩率测量时考虑到流体流。可以对自动化注入过程或方案自动化各种方法。自动化可以最小化注入方案期间用户错误的可能性，由此提供增加的患者安全性。所公开的方法还可以用于优化从系统预注空气所需的体积。例如，通过具有困在系统内的空气的值，可以以一定时间和预注体积预注系统，其最小化流体废弃物。本方法的各种实施例可以用于任意封闭系统，诸如包含可以用于将系统封闭并流体隔离流体储器的阀的CT、CV、输液注入等。

虽然在以上描述中提供了本公开的各种示例，但是本领域技术人员可以在不脱离本公开的范围和精神的情况下对这些示例进行修改和改变。因此，前面的描述旨在是说明性的而不是限制性的。上述本文中的公开由所附权利要求书限定，并且落入权利要求书的含义和等同范围内的对本公开的所有改变均应包含在其范围内。

Claims (21)

1.用于递送医疗流体的注入器系统，包括：

至少一个注射器，限定可操作地连接到活塞的储器，所述至少一个注射器包括柱塞和与所述储器流体连通的至少一个口，所述储器配置为含有所述医疗流体；并且

至少一个处理器编程或配置为：

基于用于检测所述储器中的空气的空气检查方案，确定基线值，所述基线值包括所述注入器系统的至少一个注射器的基线压缩率数据，其中所述储器实质上填充有第一量的所述医疗流体和已知体积的空气；

从所述储器递送所述第一量的所述医疗流体；

用第二量的所述医疗流体重填充所述储器；

基于所述空气检查方案，通过收集所述注入器系统的至少一个注射器的空气检查压缩率数据进行空气检查加压序列；并且

基于所述空气检查方案，将所述空气检查压缩率数据与所述基线压缩率数据进行比较，以确定所述储器中存在的空气的体积，其中，所述处理器还编程或配置为，基于所述空气检查方案，在将所述空气检查压缩率数据与所述基线压缩率数据进行比较时纳入校正因数以考虑到以下中的至少一者的变化：一个或多个注入器系统部件的挠度，与用于确定所述基线压缩率数据的所述第一量的所述医疗流体的体积相比的所述医疗流体的不同的体积，以及与当确定所述基线压缩率数据时所述活塞的位置相比的所述活塞的不同的位置。

2.根据权利要求1所述的注入器系统，其中确定所述基线值以考虑到所述注入器系统的一个或多个部件的挠度、所述储器和流体路径的顺应性，以及所述已知体积的空气的压缩率。

3.根据权利要求1或2所述的注入器系统，其中所述处理器还编程或配置为，基于所述空气检查方案，在确定所述基线值之前，从所述储器清除所述第一量的所述医疗流体中的任何空气。

4.根据权利要求1或2所述的注入器系统，其中所述处理器被进一步编程或配置为，基于所述空气检查方案，从所述储器递送预注体积的所述第二量的所述医疗流体，其中所述预注体积的所述第二量的所述医疗流体的体积大于所述储器中存在的空气的体积。

5.根据权利要求4所述的注入器系统，其中进一步编程或配置所述处理器以递送所述预注体积的所述第二量的所述医疗流体还包括将所述预注体积优化为等于移除所述储器中存在的所述体积的空气所需的所述第二量的所述医疗流体的最小体积。

6.根据权利要求1或2所述的注入器系统，其中所述处理器还编程或配置为，基于所述空气检查方案，确定所述储器中存在的所述空气的体积是否超出预定体积值。

7.根据权利要求6所述的注入器系统，其中，在所述储器中的所述空气的体积超出所述预定体积值的情况下，所述处理器还编程或配置为，基于所述空气检查方案，在从所述储器递送所述第二量的所述医疗流体之前从所述储器清除所述体积的空气，或确定是否存在故障情况。

8.根据权利要求7所述的注入器系统，其中，在已经从所述储器清除所述体积的空气之后，所述处理器还编程或配置为，基于所述空气检查方案，通过以下进行附加空气检查加压序列：从所述储器收集附加空气检查压缩率数据，以及将所述附加空气检查压缩率数据与所述基线压缩率数据进行比较以确定所述储器中是否剩余任何空气。

9.根据权利要求6所述的注入器系统，其中所述预定体积值范围为从0.1毫升至20毫升。

10.根据权利要求1或2所述的注入器系统，其中将所述空气检查压缩率数据与所述基线压缩率数据进行比较以确定所述储器中存在的所述空气的体积包括：使用嵌入算法来将所述空气检查压缩率数据与所述基线压缩率数据进行比较，从而确定所述储器中存在的所述空气的体积。

11.根据权利要求4所述的注入器系统，还包括下游空气检测器，其中所述下游空气检测器编程且配置为确认在所述预注体积的所述第二量的医疗流体被从所述储器递送时在所述预注体积的所述第二量的医疗流体之后在流体路径中不存在其他空气。

12.根据权利要求1或2所述的注入器系统，其中所述至少一个注射器还包含与所述至少一个口相关联的至少一个阀，所述至少一个阀配置为响应于来自所述至少一个处理器的一个或多个指令在填充位置、递送位置以及关闭位置之间移动。

13.根据权利要求12所述的注入器系统，其中所述至少一个阀处于所述关闭位置，以用于确定所述基线压缩率数据和进行所述空气检查加压序列中的至少一者。

14.检测流体注入器系统中的至少一个储器中的空气的方法，所述方法包括：

确定基线值，所述基线值包括所述流体注入器系统的至少一个储器的基线压缩率数据，所述至少一个储器具有至少一个流体口，其中所述至少一个储器实质上填充有第一量的医疗流体和已知体积的空气；

从所述至少一个储器递送所述第一量的所述医疗流体；

用第二量的所述医疗流体重填充所述至少一个储器；

进行空气检查加压序列，所述空气检查加压序列包括加压所述至少一个储器中的所述医疗流体和收集空气检查压缩率数据；以及

将所述空气检查压缩率数据与所述基线压缩率数据进行比较以确定所述至少一个储器中存在的空气的体积，还包括在将所述空气检查压缩率数据与所述基线压缩率数据进行比较时纳入补偿因数以考虑到以下中的至少一者的变化：一个或多个流体注入器系统部件的挠度，与用于确定所述基线压缩率数据所述第一量的所述医疗流体的体积相比所述医疗流体的不同的体积，以及与当确定所述基线压缩率数据时活塞的位置相比所述流体注入器系统中的活塞的不同的位置。

15.根据权利要求14所述的方法，其中确定所述基线值包括考虑到所述流体注入系统的挠度、所述至少一个储器和流体路径的顺应性，以及已知体积的空气的压缩率。

16.根据权利要求14所述的方法，还包括在确定所述基线值之前从所述至少一个储器清除所述已知体积的空气。

17.根据权利要求14或15所述的方法，还包括从所述至少一个储器递送预注体积的所述第二量的所述医疗流体，其中所述预注体积的所述第二量的所述医疗流体的体积大于所述至少一个储器中存在的所述空气的体积。

18.根据权利要求17所述的方法，其中递送所述预注体积的所述第二量的所述医疗流体还包括将所述预注体积优化为等于移除所述至少一个储器中存在的所述体积的空气所需的所述第二量的所述医疗流体的最小体积。

19.根据权利要求14或15所述的方法，还包括在所述至少一个储器中存在的所述空气的体积超出预定体积值时确定是否存在故障情况。

20.根据权利要求14或15所述的方法，还包括在确定所述基线值和进行所述空气检查加压序列中的至少一者之前，关闭与所述至少一个储器的至少一个流体口相关联的流体路径。

21.根据权利要求14或15所述的方法，其中所述医疗流体的第二量不同于所述医疗流体的第一量。