CN115836355A - 基于液压阻力控制流体注射系统的系统、方法和计算机程序产品 - Google Patents

基于液压阻力控制流体注射系统的系统、方法和计算机程序产品 Download PDF

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M.斯波恩
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A.纳普勒斯
M.麦克德莫特
A.尤伯三世
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Abstract

公开了用于控制流体注射系统的系统。该系统包括至少一个处理器,该至少一个处理器被编程或配置成确定动力注射方案的至少一个特征,其中动力注射方案的至少一个特征与动力注射方案中涉及的医疗流体相关联,基于动力注射方案的至少一个特征来确定医疗流体的粘度的估计值,基于医疗流体的粘度的估计值计算液压阻力分数,以及基于液压阻力分数确定动力注射方案中的动力流体注射器的马达的一个或多个马达控制器增益。

Description

基于液压阻力控制流体注射系统的系统、方法和计算机程序 产品
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年6月2日提交的美国临时申请No.62/704,893的权益,其全部公开内容通过引用其整体并入本文。
技术领域
本公开一般涉及用于控制流体注射系统的系统、设备、产品、装置和方法,并且在各种实施例中,涉及用于基于流体注射系统中的动力流体注射器的马达的马达控制器增益来控制流体注射系统的系统、产品和方法。
背景技术
流体注射设备(例如,医疗流体递送设备),例如动力注射器设备,可以由医疗从业者(例如医师)在医疗诊断过程和/或医疗治疗过程中使用。例如,医疗从业者可以使用流体注射设备来为患者注射一种或多种医疗流体。流体注射设备可用于在医学成像过程中加压注射医疗流体,例如放射造影流体(例如,造影剂、放射造影剂等),和/或冲洗剂(例如生理盐水),该医学成像过程例如是心血管血管造影术(CV)、计算机断层扫描(CT)、超声波、磁共振成像(MRI)和正电子发射断层扫描(PET)。在一些情况下,流体注射设备被设计成以预设流量递送预设量的医疗流体。
发明内容
因此,提供了用于控制流体注射系统的系统、设备、产品、装置和/或方法,其改进了流体注射系统中的动力流体注射器的马达的操作。在以下编号的条款中描述了进一步的非限制性实施例:
条款1:用于控制流体注射系统的方法,包括:使用至少一个处理器确定动力注射方案的至少一个特征,其中动力注射方案的至少一个特征与动力注射方案中涉及的医疗流体相关联;基于动力注射方案的至少一个特征,使用至少一个处理器确定医疗流体的粘度的估计值;基于医疗流体的粘度的估计值,使用至少一个处理器计算液压阻力分数;和基于液压阻力分数,使用至少一个处理器确定动力注射方案中的动力流体注射器的马达的一个或多个马达控制器增益。
条款2:根据条款1所述的方法,其中,确定动力注射方案的至少一个特征包括:确定流过动力流体注射器的流体路径的孔口的生理盐水的稳态特征;确定流过孔口的造影剂的稳态特征;和计算特征比率,其中,特征比率是生理盐水的稳态特征与造影剂的稳态特征的比率,其中,确定医疗流体的粘度的估计值包括:基于特征比率确定造影剂的粘度的估计值;并且其中,计算液压阻力分数包括:基于造影剂的粘度的估计值计算液压阻力分数。
条款3:根据条款1或2所述的方法,还包括:在动力流体注射器的马达上实现一个或多个马达控制器增益。
条款4:根据条款1-3中任一项所述的方法,其中,马达是动力流体注射器的泵的马达,并且其中,动力流体注射器的泵包括:配置用于驱动针筒的柱塞的活塞;或蠕动泵。
条款5:根据条款1-4中任一项所述的方法,还包括:确定特征比率是否满足阈值;并且其中计算液压阻力分数包括:基于确定特征比率满足阈值来计算液压阻力分数。
条款6:根据条款1-5中任一项所述的方法,其中确定特征比率是否满足阈值包括:确定特征比率是否满足等于1的阈值。
条款7:根据条款1-6中任一项所述的方法,其中,流过孔口的生理盐水的稳态特征包括:基于生理盐水的恒定压力流过孔口的生理盐水的稳态流量;并且其中流过孔口的造影剂的稳态特征包括:基于造影剂的恒定压力流过孔口的造影剂的稳态流量;并且其中,特征比率包括流量比率,其中,流量比率是生理盐水的稳态流量与造影剂的稳态流量的比率;并且其中,计算特征比率包括:基于生理盐水的稳态流量和造影剂的稳态流量计算流量比率。
条款8:根据条款1-7中任一项所述的方法,其中,流过孔口的生理盐水的稳态特征包括:基于生理盐水的恒定流量流过孔口的生理盐水的稳态压力;并且其中流过孔口的造影剂的稳态特征包括:基于造影剂的恒定流量流过孔口的造影剂的稳态压力;并且其中,特征比率包括压力比率,其中,压力比率是生理盐水的稳态压力与造影剂的稳态压力的比率;并且其中,计算特征比率包括:基于生理盐水的稳态压力和造影剂的稳态压力计算压力比率。
条款9:根据条款1-8中任一项所述的方法,还包括:确定动力注射方案中涉及的医疗流体的液压电容值,并且其中,确定马达控制器增益包括:基于动力注射方案中涉及的医疗流体的液压电容值来确定马达控制器增益。
条款10:根据条款1-9中任一项所述的方法,其中,确定动力注射方案的至少一个特征包括:当动力注射方案处于真空填充状态时确定动力注射方案的第一压力,其中,当动力注射方案处于真空填充状态时,关闭动力注射方案以不接收流体储器中的医疗流体;当动力注射方案处于正常填充状态时确定动力注射方案的第二压力,其中,当动力注射方案处于正常填充状态时,打开动力注射方案以接收流体储器中的医疗流体;和基于动力注射方案的第一压力和动力注射方案的第二压力计算真空填充状态和正常填充状态之间的动力注射方案的压力差;并且其中,确定医疗流体的粘度的估计值包括:基于真空填充状态和正常填充状态之间的动力注射方案的压力差来确定医疗流体的粘度的估计值。
条款11:根据条款1-10中任一项所述的方法,其中,当动力注射方案处于真空填充状态时确定动力注射方案的第一压力包括:当动力注射方案处于真空填充状态时,确定施加在泵的力组件上的稳态力;和当动力注射方案处于真空填充状态时,确定泵的力组件的移动速度。
条款12:根据条款1-11中任一项所述的方法,其中,当动力注射方案处于正常填充状态时确定动力注射方案的第二压力包括:当动力注射方案处于正常填充状态时确定施加在泵的力组件上的稳态力;和当动力注射方案处于正常填充状态时确定泵的力组件的移动速度。
条款13:根据条款1-12中任一项所述的方法,其中,确定动力注射方案的至少一个特征包括:在流体储器的多个填充操作中的流体储器的每个填充操作期间确定施加在泵的力组件上的力,其中,流体储器的每个填充操作包括为使用医疗流体填充流体储器而执行的操作;和在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间确定医疗流体通过孔口的填充流量;并且其中,确定医疗流体的粘度的估计值包括:基于在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在泵的力组件上的力和在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间通过孔口的填充流量来确定医疗流体的粘度的估计值。
条款14:根据条款1-13中任一项所述的方法,其中,确认在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在泵的力组件上的力包括:基于下列项中的至少一个来确定在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在泵的力组件上的力:泵的力组件和流体储器的壁之间的摩擦量、泵的力组件的面积、医疗流体通过其流到流体储器的管组件的长度以及医疗流体通过其流到流体储器的管组件的直径。
条款15:根据条款1-14中任一项所述的方法,还包括:基于在流体储器的多个填充操作的流体储器的每个填充操作期间施加在泵的力组件上的力和在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间医疗流体通过孔口的填充流量来执行线性回归计算;并且其中,确定医疗流体的粘度的估计值包括基于线性回归计算确定医疗流体的粘度的估计值。
条款16:根据条款1-15中任一项所述的方法,其中,确定动力注射方案的至少一个特征包括:控制动力流体注射器的泵的力组件以执行填充流体路径的操作;和确定流体路径的填充时间,其中,流体路径的填充时间包括流体路径的体积被医疗流体填充的时间量;并且其中,确定医疗流体的粘度的估计值包括基于流体路径的填充时间确定医疗流体的粘度的估计值。
条款17:根据条款1-16中任一项所述的方法,其中,控制动力流体注射器的泵的力组件以填充流体路径包括:控制动力流体注射器的泵的力组件以在填充流体路径的操作期间生成恒定压力;并且其中,计算液压阻力分数包括:基于以下至少一项的值计算液压阻力分数:恒定压力、泵的力组件的面积、在填充流体路径的操作期间泵的力组件行进的距离以及流体路径的填充时间。
条款18:根据条款1-17中任一项所述的方法,其中,确定动力注射方案的至少一个特征包括:控制动力流体注射器的泵的力组件以提供医疗流体在流体注射系统的管组件的内腔中的流体流动;控制动力流体注射器的泵的力组件以改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况;和检测与改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况相关联的特征;并且其中,确定医疗流体的粘度的估计值包括:基于与改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况相关联的特征来确定医疗流体的粘度的估计值。
条款19:根据条款1-18中任一项所述的方法,其中,控制动力流体注射器的泵的力组件以提供流体在管组件的内腔中的流体流动包括:控制动力流体注射器的泵的力组件以提供流体在管组件的内腔中的层流流动;并且其中,控制动力流体注射器的泵的力组件以改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况包括:控制动力流体注射器的泵的力组件以从流体在管组件的内腔中的层流流动转变为流体在管组件的内腔中的湍流流动。
条款20:根据条款1-19中任一项所述的方法,其中,控制动力流体注射器的泵的力组件以改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况包括:控制动力流体注射器的泵的力组件以在医疗流体中引起空化。
条款21:根据条款1-20中任一项所述的方法,其中,控制动力流体注射器的泵的力组件以改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况包括:控制动力流体注射器的泵的力组件以剪切医疗流体中存在的一个或多个空气泡。
条款22:根据条款1-21中任一项所述的方法,其中,控制动力流体注射器的泵的力组件以改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况包括:控制动力流体注射器的泵的力组件以在医疗流体中创建湍流。
条款23:根据条款1-22中任一项所述的方法,其中,确定动力注射方案的至少一个特征包括:确定流体从主动流体控制组件的高压侧流到主动流体控制组件的低压侧的时间间隔;并且其中,确定医疗流体的粘度的估计值包括基于该时间间隔确定医疗流体的粘度的估计值。
条款24:用于控制流体注射系统的系统,包括:至少一个处理器,至少一个处理器被编程或配置成:确定动力注射方案的至少一个特征,其中,动力注射方案的至少一个特征与动力注射方案中涉及的医疗流体相关联;基于动力注射方案的至少一个特征确定医疗流体的粘度的估计值;基于医疗流体的粘度的估计值计算液压阻力分数;和基于液压阻力分数确定动力注射方案中的动力流体注射器的马达的一个或多个马达控制器增益。
条款25:根据条款24所述的系统,其中,当确定动力注射方案的至少一个特征时,至少一个处理器被编程或配置成:确定流过动力流体注射器的流体路径的孔口的生理盐水的稳态特征;确定流过孔口的造影剂的稳态特征;和计算特征比率,其中,特征比率是生理盐水的稳态特征与造影剂的稳态特征的比率,其中,当确定医疗流体的粘度的估计值时,至少一个处理器被编程或配置为:基于特征比率确定造影剂的粘度的估计值;并且其中,当计算液压阻力分数时,至少一个处理器被编程或配置为:基于造影剂的粘度的估计值来计算液压阻力分数。
条款26:根据条款24或25所述的系统,其中,至少一个处理器进一步被编程或配置成:在动力流体注射器的马达上实现一个或多个马达控制器增益。
条款27:根据条款24-26中任一项所述的系统,其中,马达是动力流体注射器的泵的马达,并且其中,动力流体注射器的泵包括:配置成用于驱动针筒的柱塞的活塞;或蠕动泵。
条款28:根据条款24-27中任一项所述的系统,其中,至少一个处理器被进一步编程或配置成:确定特征比率是否满足阈值;并且其中,当计算液压阻力分数时,至少一个处理器被编程或配置为:基于确定特征比率满足阈值来计算液压阻力分数。
条款29:根据条款24-28中任一项所述的系统,其中,当确定特征比率是否满足阈值时,至少一个处理器被编程或配置为:确定特征比率是否满足等于1的阈值。
条款30:根据条款24-29中任一项所述的系统,其中,流过孔口的生理盐水的稳态特征包括:基于生理盐水的恒定压力流过孔口的生理盐水的稳态流量;和其中流过孔口的造影剂的稳态特征包括:基于造影剂的恒定压力流过孔口的造影剂的稳态流量;和其中,特征比率包括流量比率,其中流量比率是生理盐水的稳态流量与造影剂的稳态流量的比率;和其中,当计算特征比率时,至少一个处理器被编程或配置为:基于生理盐水的稳态流量和造影剂的稳态流量来计算流量比率。
条款31:根据条款24-30中任一项所述的系统,其中,流过孔口的生理盐水的稳态特征包括:基于生理盐水的恒定流量流过孔口的生理盐水的稳态压力;和其中,流过孔口的造影剂的稳态特征包括:基于造影剂的恒定流量流过孔口的造影剂的稳态压力;和其中,特征比率包括压力比率,其中压,力比率是生理盐水的稳态压力与造影剂的稳态压力的比率;和其中,当计算特征比率时,至少一个处理器被编程或配置为:基于生理盐水的稳态压力和造影剂的稳态压力来计算压力比率。
条款32:根据条款24-31中任一项所述的系统,其中,至少一个处理器被进一步编程或配置成:确定动力注射方案中涉及的医疗流体的液压电容值,并且其中,当确定马达控制器增益时,至少一个处理器被编程或配置成:基于动力注射方案中涉及的医疗流体的液压电容值来确定马达控制器增益。
条款33:根据条款24-32中任一项所述的系统,其中,当确定动力注射方案的至少一个特征时,至少一个处理器被编程或配置成:当动力注射方案处于真空填充状态时确定动力注射方案的第一压力,其中,当动力注射方案处于真空填充状态时,关闭动力注射方案以不接收流体储器中的医疗流体;当动力注射方案处于正常填充状态时确定动力注射方案的第二压力,其中,当动力注射方案处于正常填充状态时,打开动力注射方案以接收流体储器中的医疗流体;和基于动力注射方案的第一压力和动力注射方案的第二压力计算真空填充状态和正常填充状态之间的动力注射方案的压力差;和其中,当确定医疗流体的粘度的估计值时,至少一个处理器被编程或配置成:基于真空填充状态和正常填充状态之间的动力注射方案的压力差来确定医疗流体的粘度的估计值。
条款34:根据条款24-33中任一项所述的系统,其中,当在动力注射方案处于真空填充状态时确定动力注射方案的第一压力时,至少一个处理器被编程或配置成:当动力注射方案处于真空填充状态时,确定施加在泵的力组件上的稳态力;和当动力注射方案处于真空填充状态时,确定泵的力组件的移动速度。
条款35:根据条款24-34中任一项所述的系统,其中,当在动力注射方案处于正常填充状态时确定动力注射方案的第二压力时,至少一个处理器被编程或配置成:当动力注射方案处于正常填充状态时确定施加在泵的力组件上的稳态力;和当动力注射方案处于正常填充状态时确定泵的力组件的移动速度。
条款36:根据条款24-35中任一项所述的系统,其中,当确定动力注射方案的至少一个特征时,至少一个处理器被编程或配置成:在流体储器的多个填充操作中的流体储器的每个填充操作期间确定施加在泵的力组件上的力,其中,流体储器的每个填充操作包括为使用医疗流体填充流体储器而执行的操作;和在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间确定医疗流体通过孔口的填充流量;和其中,当确定医疗流体的粘度的估计值时,至少一个处理器被编程或配置为:基于在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在泵的力组件上的力和在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间通过孔口的填充流量来确定医疗流体的粘度的估计值。
条款37:根据条款24-36中任一项所述的系统,其中,当确定在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在泵的力组件上的力时,至少一个处理器被编程或配置成基于下列项中的至少一个来确定在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在泵的力组件上的力:泵的力组件和流体储器的壁之间的摩擦量、泵的力组件的面积、医疗流体通过其流到流体储器的管组件的长度以及医疗流体通过其流到流体储器的管组件的直径。
条款38:根据条款24-37中任一项所述的系统,其中,至少一个处理器进一步被编程或配置成:基于在流体储器的多个填充操作的流体储器的每个填充操作期间施加在泵的力组件上的力和在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间医疗流体通过孔口的填充流量来执行线性回归计算;和其中,当确定医疗流体的粘度的估计值时,至少一个处理器被编程或配置为:基于线性回归计算确定医疗流体的粘度的估计值。
条款39:根据条款24-38中任一项所述的系统,其中,当确定动力注射方案的至少一个特征时,至少一个处理器被编程或配置成:控制动力流体注射器的泵的力组件以执行填充流体路径的操作;和确定流体路径的填充时间,其中,流体路径的填充时间包括流体路径的体积被医疗流体填充的时间量;和其中,当确定医疗流体的粘度的估计值时,至少一个处理器被编程或配置成:基于流体路径的填充时间来确定医疗流体的粘度的估计值。
条款40:根据条款24-39中任一项所述的系统,其中,当控制动力流体注射器的泵的力组件以填充流体路径时,至少一个处理器被编程或配置成:控制动力流体注射器的泵的力组件以在填充流体路径的操作期间生成恒定压力;和其中,当计算液压阻力分数时,至少一个处理器被编程或配置成基于以下至少一项的值计算液压阻力分数:恒定压力、泵的力组件的面积、在填充流体路径的操作期间泵的力组件行进的距离以及流体路径的填充时间。
条款41:根据条款24-40中任一项所述的系统,其中,当确定动力注射方案的至少一个特征时,至少一个处理器被编程或配置成:控制动力流体注射器的泵的力组件以提供医疗流体在流体注射系统的管组件的内腔中的流体流动;控制动力流体注射器的泵的力组件以改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况;和检测与改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况相关联的特征;并且其中,当确定医疗流体的粘度的估计值时,至少一个处理器被编程或配置成:基于与改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况相关联的特征来确定医疗流体的粘度的估计值。
条款42:根据条款24-41中任一项所述的系统,其中,当控制动力流体注射器的泵的力组件以提供流体在管组件的内腔中的流体流动时,至少一个处理器被编程或配置成:控制动力流体注射器的泵的力组件以提供流体在管组件的内腔中的层流流动;和其中,当控制动力流体注射器的泵的力组件以改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况时,至少一个处理器被编程或配置成:控制动力流体注射器的泵的力组件以从流体在管组件的内腔中的层流流动转变为流体在管组件的内腔中的湍流流动。
条款43:根据条款24-42中任一项所述的系统,其中,当控制动力流体注射器的泵的力组件以改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况时,至少一个处理器被编程或配置成:控制动力流体注射器的泵的力组件以在医疗流体中引起空化。
条款44:根据条款24-43中任一项所述的系统,其中,当控制动力流体注射器的泵的力组件以改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况时,至少一个处理器被编程或配置成:控制动力流体注射器的泵的力组件以剪切医疗流体中存在的一个或多个空气泡。
条款45:根据条款24-44中任一项所述的系统,其中,当控制动力流体注射器的泵的力组件以改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况时,至少一个处理器被编程或配置成:控制动力流体注射器的泵的力组件以在医疗流体中创建湍流。
条款46:根据条款24-45中任一项所述的系统,其中,当确定动力注射方案的至少一个特征时,至少一个处理器被编程或配置成:确定从主动流体控制组件的高压侧流到主动流体控制组件的低压侧的时间间隔;和其中,当确定医疗流体的粘度的估计值时,至少一个处理器被编程或配置为:基于该时间间隔确定医疗流体的粘度的估计值。
条款47:用于控制流体注射系统的计算机程序产品,计算机程序产品包括至少一个非暂时性计算机可读介质,至少一个非暂时性计算机可读介质包括一个或多个指令,一个或多个指令在由至少一个处理器执行时使至少一个处理器:确定动力注射方案的至少一个特征,其中,动力注射方案的至少一个特征与动力注射方案中涉及的医疗流体相关联;基于动力注射方案的至少一个特征确定医疗流体的粘度的估计值;基于医疗流体的粘度的估计值计算液压阻力分数;和基于液压阻力分数确定动力注射方案中的动力流体注射器的马达的一个或多个马达控制器增益。
条款48:根据条款47所述的计算机程序产品,其中,使至少一个处理器确定动力注射方案的至少一个特征的一个或多个指令使至少一个处理器:确定流过动力流体注射器的流体路径的孔口的生理盐水的稳态特征;确定流过孔口的造影剂的稳态特征;和计算特征比率,其中,特征比率是生理盐水的稳态特征与造影剂的稳态特征的比率,其中,使至少一个处理器确定医疗流体的粘度的估计值的一个或多个指令使至少一个处理器:基于特征比率确定造影剂的粘度的估计值;和其中,使至少一个处理器计算液压阻力分数的一个或多个指令使至少一个处理器:基于造影剂的粘度的估计值来计算液压阻力分数。
条款49:根据条款47或48所述的计算机程序产品,其中,一个或多个指令进一步使至少一个处理器:在动力流体注射器的马达上实现一个或多个马达控制器增益。
条款50:根据条款47-49中任一项所述的计算机程序产品,其中,马达是动力流体注射器的泵的马达,并且其中,动力流体注射器的泵包括:配置成用于驱动针筒的柱塞的活塞;或蠕动泵。
条款51:根据条款47-50中任一项所述的计算机程序产品,其中,一个或多个指令进一步使至少一个处理器:确定特征比率是否满足阈值;和其中,使至少一个处理器计算液压阻力分数的一个或多个指令使至少一个处理器:基于确定特征比率满足阈值来计算液压阻力分数。
条款52:根据条款47-51中任一项所述的计算机程序产品,其中,使至少一个处理器确定特征比率是否满足阈值的一个或多个指令使至少一个处理器:确定特征比率是否满足等于1的阈值。
条款53:根据条款47-52中任一项所述的计算机程序产品,其中,流过孔口的生理盐水的稳态特征包括:基于生理盐水的恒定压力流过孔口的生理盐水的稳态流量;和其中流过孔口的造影剂的稳态特征包括:基于造影剂的恒定压力流过孔口的造影剂的稳态流量;和其中,特征比率包括流量比率,其中流量比率是生理盐水的稳态流量与造影剂的稳态流量的比率;和其中,使至少一个处理器计算特征比率的一个或多个指令使至少一个处理器:基于生理盐水的稳态流量和造影剂的稳态流量来计算流量比率。
条款54:根据条款47-53中任一项所述的计算机程序产品,其中,流过孔口的生理盐水的稳态特征包括:基于生理盐水的恒定流量流过孔口的生理盐水的稳态压力;和其中,流过孔口的造影剂的稳态特征包括:基于造影剂的恒定流量流过孔口的造影剂的稳态压力;其中,特征比率包括压力比率,其中压力比率是生理盐水的稳态压力与造影剂的稳态压力的比率;和其中,使至少一个处理器计算特征比率的一个或多个指令使至少一个处理器:基于生理盐水的稳态压力和造影剂的稳态压力来计算压力比率。
条款55:根据条款47-54中任一项所述的计算机程序产品,其中,一个或多个指令还使至少一个处理器:确定动力注射方案中涉及的医疗流体的液压电容值,并且其中,使至少一个处理器确定马达控制器增益的一个或多个指令使至少一个处理器:基于动力注射方案中涉及的医疗流体的液压电容值来确定马达控制器增益。
条款56:根据条款47-55中任一项所述的计算机程序产品,其中,使至少一个处理器确定动力注射方案的至少一个特征的一个或多个指令使至少一个处理器:当动力注射方案处于真空填充状态时确定动力注射方案的第一压力,其中,当动力注射方案处于真空填充状态时,关闭动力注射方案以不接收流体储器中的医疗流体;当动力注射方案处于正常填充状态时确定动力注射方案的第二压力,其中,当动力注射方案处于正常填充状态时,打开动力注射方案以接收流体储器中的医疗流体;和基于动力注射方案的第一压力和动力注射方案的第二压力计算真空填充状态和正常填充状态之间的动力注射方案的压力差;和其中,使至少一个处理器确定医疗流体的粘度的估计值的一个或多个指令使至少一个处理器:基于真空填充状态和正常填充状态之间的动力注射方案的压力差来确定医疗流体的粘度的估计值。
条款57:根据条款47-56中任一项所述的计算机程序产品,其中,使得至少一个处理器在动力注射方案处于真空填充状态时确定动力注射方案的第一压力的一个或多个指令使得至少一个处理器:当动力注射方案处于真空填充状态时,确定施加在泵的力组件上的稳态力;和当动力注射方案处于真空填充状态时,确定泵的力组件的移动速度。
条款58:根据条款47-57中任一项所述的计算机程序产品,其中,使至少一个处理器在动力注射方案处于正常填充状态时确定动力注射方案的第二压力的一个或多个指令使至少一个处理器:当动力注射方案处于正常填充状态时确定施加在泵的力组件上的稳态力;和当动力注射方案处于正常填充状态时确定泵的力组件的移动速度。
条款59:根据条款47-58中任一项所述的计算机程序产品,其中,使至少一个处理器确定动力注射方案的至少一个特征的一个或多个指令使至少一个处理器:在流体储器的多个填充操作中的流体储器的每个填充操作期间确定施加在泵的力组件上的力,其中,流体储器的每个填充操作包括为使用医疗流体填充流体储器而执行的操作;和在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间确定医疗流体通过孔口的填充流量;和其中,使至少一个处理器确定医疗流体的粘度的估计值的一个或多个指令使至少一个处理器:基于在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在泵的力组件上的力和在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间通过孔口的填充流量来确定医疗流体的粘度的估计值。
条款60:根据条款47-59中任一项所述的计算机程序产品,其中,使至少一个处理器确定在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在泵的力组件上的力的一个或多个指令,使至少一个处理器基于下列项中的至少一个来确定在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在泵的力组件上的力:泵的力组件和流体储器的壁之间的摩擦量、泵的力组件的面积、医疗流体通过其流到流体储器的管组件的长度以及医疗流体通过其流到流体储器的管组件的直径。
条款61:根据条款47-60中任一项所述的计算机程序产品,其中,一个或多个指令还使至少一个处理器:基于在流体储器的多个填充操作的流体储器的每个填充操作期间施加在泵的力组件上的力和在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间医疗流体通过孔口的填充流量来执行线性回归计算;和其中,使至少一个处理器确定医疗流体的粘度的估计值的一个或多个指令使至少一个处理器:基于线性回归计算确定医疗流体的粘度的估计值。
条款62:根据条款47-61中任一项所述的计算机程序产品,其中,使至少一个处理器确定动力注射方案的至少一个特征的一个或多个指令使至少一个处理器:控制动力流体注射器的泵的力组件以执行填充流体路径的操作;和确定流体路径的填充时间,其中,流体路径的填充时间包括流体路径的体积被医疗流体填充的时间量;和其中,使至少一个处理器确定医疗流体的粘度的估计值的一个或多个指令使至少一个处理器:基于流体路径的填充时间确定医疗流体的粘度的估计值。
条款63:根据条款47-62中任一项所述的计算机程序产品,其中,使至少一个处理器控制动力流体注射器的泵的力组件以填充流体路径的一个或多个指令使至少一个处理器:控制动力流体注射器的泵的力组件以在填充流体路径的操作期间生成恒定压力;和其中,使至少一个处理器计算液压阻力分数的一个或多个指令使至少一个处理器:基于以下至少一项的值计算液压阻力分数:恒定压力、泵的力组件的面积、在填充流体路径的操作期间泵的力组件行进的距离以及流体路径的填充时间。
条款64:根据条款47-63中任一项所述的计算机程序产品,其中,使至少一个处理器确定动力注射方案的至少一个特征的一个或多个指令使至少一个处理器:控制动力流体注射器的泵的力组件以提供医疗流体在流体注射系统的管组件的内腔中的流体流动;控制动力流体注射器的泵的力组件以改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况;和检测与改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况相关联的特征;和其中,使至少一个处理器确定医疗流体的粘度的估计值的一个或多个指令使至少一个处理器:基于与改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况相关联的特征来确定医疗流体的粘度的估计值。
条款65:根据条款47-64中任一项所述的计算机程序产品,其中,使至少一个处理器控制动力流体注射器的泵的力组件以提供流体在管组件的内腔中的流体流动的一个或多个指令,使至少一个处理器:控制动力流体注射器的泵的力组件以提供流体在管组件的内腔中的层流流动;和其中,使至少一个处理器控制动力流体注射器的泵的力组件以改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况的一个或多个指令,使至少一个处理器控制动力流体注射器的泵的力组件以从流体在管组件的内腔中的层流流动转变为流体在管组件的内腔中的湍流流动。
条款66:根据条款47-65中任一项所述的计算机程序产品,其中,使至少一个处理器控制动力流体注射器的泵的力组件以改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况的一个或多个指令,使至少一个处理器:控制动力流体注射器的泵的力组件以在医疗流体中引起空化。
条款67:根据条款47-66中任一项所述的计算机程序产品,其中,使至少一个处理器控制动力流体注射器的泵的力组件以改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况的一个或多个指令,使至少一个处理器:控制动力流体注射器的泵的力组件以剪切医疗流体中存在的一个或多个空气泡。
条款68:根据条款47-67中任一项所述的计算机程序产品,其中,使至少一个处理器控制动力流体注射器的泵的力组件以改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况的一个或多个指令,使至少一个处理器:控制动力流体注射器的泵的力组件以在医疗流体中创建湍流。
条款69:根据条款47-68中任一项所述的计算机程序产品,其中,使至少一个处理器确定动力注射方案的至少一个特征的一个或多个指令使至少一个处理器:确定流体从主动流体控制组件的高压侧流到主动流体控制组件的低压侧的时间间隔;和其中,使至少一个处理器确定医疗流体的粘度的估计值的一个或多个指令使至少一个处理器:基于该时间间隔确定医疗流体的粘度的估计值。
在参考附图考虑以下说明和所附权利要求后,本公开的这些和其他特征和特性,以及结构相关元件的操作方法和功能以及零件组合和制造经济性将变得更加明显,所有这些构成了本说明书的一部分,其中相同的附图标记表示各图中的对应零件。然而,应当明确理解,附图仅用于说明和描述的目的,并不旨在作为对本公开的限制的定义。如在说明书和权利要求中使用的,单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数对象,除非上下文另有明确规定。
附图说明
下文参照随附示意图中所示的示例性实施例,对本公开的其他优点和细节进行了更详细的说明,其中:
图1是可根据本公开的原理实现本文所述的系统、设备、产品、装置和/或方法的环境的非限制性实施例的图;
图2是图1的一个或多个系统或一个或多个设备的组件的非限制性实施例的图;
图3是用于控制流体注射系统的过程的非限制性实施例的流程图;
图4是动力流体注射器的非限制性实施例的图;
图5是动力流体注射器以及用于向患者递送医疗流体的组件的示意图;
图6是流体注射系统中优化流体递送的过程的图;
图7是图5的动力流体注射器的组件的图;
图8A是恒定压力下医疗流体的流量与时间的关系图,并且图8B是医疗流体的恒定流量下压力与时间的关系图;和
图9是多条代表造影剂的粘度值的柱塞力与填充流量的线条图。
具体实现方式
出于下文描述的目的,术语“端”、“上”、“下”、“右”、“左”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“横”、“纵”及其衍生词应与附图中取向的本公开内容相关。然而,应该理解的是,本公开可以采取各种替代的变化和步骤顺序,除非有相反的明确规定。还应当理解,附图中示出的以及下面说明书中描述的特定设备和过程仅仅是本公开的示例性实施例。因此,除非另有说明,否则与本文公开的实施例的实施例相关的具体尺寸和其他物理特征不应被视为限制性的。
本文使用的任何方面、组件、元件、结构、动作、步骤、功能、指令和/等不应被解释为关键或必要的,除非明确说明如此。此外,如本文所用,冠词“一”和“一个”旨在包括一个或多个项目,并且可以与“一个或多个”和“至少一个”互换使用。此外,如本文所用,术语“集合”旨在包括一个或多个项目(例如,相关项目、不相关项目、相关联和不相关项目的组合等)并且可以与“一个或多个”或“至少一个”互换使用。当仅打算使用一项时,使用术语“一个”或类似的语言。此外,如本文所用,术语“具有”、“有”、“含有”等旨在为开放式术语。此外,除非另有明确说明,否则短语“基于”旨在表示“至少部分基于”。在适当的上下文中,短语“基于”可以与短语“响应于”同义,其可以指示条件(例如,触发条件),在该条件发生时,步骤、操作、功能等,被执行。
在一些非限制性实施例中,在所有情况下,在说明书和权利要求书中使用的数字可以理解为被术语“约”修饰。术语“近似”、“约”和“基本上”可以指规定值的正负百分之十的范围。
如本文所用,术语“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和C中的任何一个,或者A、B和C中的任何两个或更多个的任意组合。例如,“A、B和C中的至少一个”包含一个或多个单独的A;或者一个或多个单独的B;或者一个或多个单独的C;或者一个或多个A和一个或多个B;或者一个或多个A和一个或多个C;或者一个或多个B和一个或多个C;或者一个或多个全部的A、B和C。类似地,如本文所用,术语“至少两个”与“两个或更多个”同义。例如,短语“D、E和F中的至少两个”表示D、E和F中的任何两个或多个的任何组合。
当关于诸如针筒的流体储器使用时,术语“远”可以指流体储器中最靠近患者的部分。当关于诸如注射器的流体储器使用时,术语“近”可以指最靠近注入器系统的流体储器的部分。
如本文所用,术语“通信”和“传达”可指信息(例如,数据、信号、消息、指令、命令等)的接收、接受、传输、传递、提供等。这可以指本质上是有线和/或无线的直接或间接连接。此外,即使在第一和第二单元之间可以修改、处理、中继和/或路由所发送的信息,两个单元也可以相互通信。例如,即使第一单元被动地接收信息并且不主动地向第二单元发送信息,第一单元也可以与第二单元通信。作为另一个示例,如果至少一个中间单元(例如,位于第一单元和第二单元之间的第三单元)处理从第一单元接收的信息并将处理后的信息传达给第二单元,则第一单元可以与第二单元通信。在一些非限制性实施例中,消息可以指代包括数据的网络分组(例如,数据分组等)。
如此处所使用的,术语“系统”可以指一个或多个计算设备或计算设备(例如但不限于处理器、服务器、客户端设备、软件应用和/或其他类似组件以及至少部分地由(多个)计算设备操作的一个或多个机械特征或设备)的组合。此外,如本文所使用的,对“服务器”或“处理器”的提及可指先前所述的陈述为执行先前步骤或功能的服务器和/或处理器、不同的服务器和/或处理器,和/或服务器和/或处理器的组合。例如,如在说明书和权利要求书中所用,陈述为执行第一步骤或功能的第一服务器和/或第一处理器可指陈述为执行第二步骤或功能的相同或不同服务器和/或处理器。
本文结合阈值描述了一些非限制性实施例。如本文所使用的,满足阈值可以指大于阈值或大于或等于阈值、小于阈值或小于或等于阈值的值。
如本文所用,术语造影剂包括在双流注射过程期间的造影介质溶液和造影介质与稀释剂(如生理盐水)的混合物,其中选定比率的造影剂和生理盐水例如通过造影剂泵和盐水泵的伴随操作以选定的流体递送速率和适当混合被递送至患者。在医疗成像过程期间,可以进行流体注射过程,其中使用动力流体注射器将造影介质注射到患者体内。造影介质可以增加身体内结构、器官和/或流体的对比度,从而可以产生身体的图像。在流体注射过程期间,当造影介质被注射到患者体内时,流体注射系统会遇到液压阻力,该液压阻力可以是造影介质、冲洗流体或其他医疗流体在流体路径中从动力流体注射器的储器通过导管流入患者的脉管系统的阻力。导管产生的液压阻力主要取决于诸如导管的长度和内径(ID),以及移动通过导管的医疗流体的粘度、密度和/或流量的因素。在一些情况下,可以通过增加导管的长度和/或移动通过导管的医疗流体的密度、流量和/或粘度中的一个或多个来增加液压阻力,并且可以通过增加导管的ID、减小导管的长度和/或减小医疗流体的密度、流量和/或粘度中的一个或多个来减小液压阻力。
流体注射系统所经历的液压阻力可能会影响控制,因为系统可能会使用比例、积分和微分(PID)控制。与PID控制相关联的马达控制增益可能包括将在各种设备和编程方案组合上赋予合理马达性能的值,但那些值对于在一些注射过程期间经历的液压阻力的极值可能工作良好。在某些实施例中,对于马达的精确控制可能具有挑战性的方面包括但不限于小口径导管和/或高粘性流体;这种情况可能需要相对较大的压力来使医疗流体以给定的流量移动通过导管。马达控制不精确的结果可能是马达超过或低于目标压力,这可能会引起安全问题或牺牲医疗流体的可实现压力和流量。
本公开的非限制性实施例涉及用于控制流体注射系统的系统、设备、产品、装置和/或方法。在一些非限制性实施例中,注射管理系统可以包括至少一个处理器,该处理器被编程或配置成确定动力注射方案的至少一个特征,其中,动力注射方案的至少一个特征与动力注射方案中所涉及的医疗流体相关联,可基于动力注射方案的至少一个特征确定医疗流体的粘度的估计值,可基于医疗流体的粘度的估计值计算液压阻力分数,并且可基于液压阻力分数确定动力注射方案中的动力流体注射器的马达的一个或多个马达控制器增益,其中马达被配置成往复驱动流体注射器的活塞,例如往复移动注射器的柱塞,以通过流体路径(例如流体管线和导管)吸入医疗流体或将医疗流体递送给患者。在一些非限制性实施例中,当确定动力注射方案的至少一个特征时,至少一个处理器可以被编程或配置成确定流过动力流体注射器的流体路径的孔口的生理盐水的稳态特征,该孔口诸如导管的内腔、管的内腔、针筒的远端喷嘴或蠕动泵的管路连接器,确定流过孔口的造影剂的稳态特征;并计算特征比率,其中,特征比率是生理盐水的稳态特征与造影剂的稳态特征的比率。此外,当确定医疗流体的粘度的估计值时,至少一个处理器可被编程或配置成基于特征比率确定医疗流体的粘度的估计值,并且当计算液压阻力分数时,至少一个处理器可被编程或配置成基于医疗流体的粘度的估计值计算液压阻力分数。虽然许多非限制性实施例通过使用造影介质作为医疗流体来表示,但是应当理解,其他医疗流体也可以用作注射流体介质,并且本文公开的各种实施例不限于成像造影剂。
在一些非限制性实施例中,至少一个处理器可以被进一步编程或配置成在动力流体注射器的马达上实现一个或多个马达控制器增益。在一些非限制性实施例中,马达是动力流体注射器的泵的马达,并且动力流体注射器的泵可以包括配置成用于驱动针筒的柱塞的活塞;或者可以旋转蠕动泵的可旋转组件。在一些非限制性实施例中,至少一个处理器还可被编程或配置成确定特征比率是否满足阈值,并且当计算液压阻力分数时,至少一个处理器可被编程或配置成基于确定特征比率满足阈值来计算液压阻力分数。在一些非限制性实施例中,当确定特征比率是否满足阈值时,至少一个处理器被编程或配置为确定特征比率是否满足等于1的阈值。
在一些非限制性实施例中,生理盐水流过孔口(例如导管的内腔、管的内腔、针筒的远端喷嘴或蠕动泵的管路连接器)的稳态特征包括基于生理盐水的恒定压力流过孔口的生理盐水的稳态流量,并且流过孔口的造影剂的稳态特征包括基于造影剂的恒定压力流过孔口的造影剂的稳态流量,并且特征比率包括流量比率,其中流量比率是生理盐水的稳态流量与造影剂的稳态流量的比率。当计算特征比率时,至少一个处理器被编程或配置成基于生理盐水的稳态流量和造影剂的稳态流量来计算流量比率。在一些非限制性实施例中,流过孔口的生理盐水的稳态特征包括基于生理盐水的恒定流量流过孔口的生理盐水的稳态压力,并且流过孔口的造影剂的稳态特征包括基于造影剂的恒定流量流过孔口的造影剂的稳态压力。特征比率包括压力比率,其中压力比率是生理盐水的稳态压力与造影剂的稳态压力的比率,并且当计算特征比率时,至少一个处理器被编程或配置成基于生理盐水的稳态压力和造影剂的稳态压力计算压力比率。在一些非限制性实施例中,至少一个处理器可以进一步被编程或配置成确定动力注射方案中涉及的医疗流体的液压电容值,并且当确定马达控制器增益时,至少一个处理器可以被编程或配置成基于动力注射方案中涉及的医疗流体的液压电容值来确定马达控制器增益。
在一些非限制性实施例中,当确定动力注射方案的至少一个特征时,至少一个处理器可以被编程或配置成当动力注射方案处于真空填充状态,即被关闭以不接收流体储器中的医疗流体时,确定动力注射方案的第一压力,当动力注射方案处于正常填充状态,即被打开以接收流体储器中的医疗流体时,确定动力注射方案的第二压力,以及基于动力注射方案的第一压力和动力注射方案的第二压力计算真空填充状态和正常填充状态之间的动力注射方案的压力差。当确定医疗流体的粘度的估计值时,至少一个处理器可以被编程或配置成基于在真空填充状态和正常填充状态之间的动力注射方案的压力差来确定医疗流体的粘度的估计值。
在一些非限制性实施例中,当在动力注射方案处于真空填充状态时确定动力注射方案的第一压力时,至少一个处理器可以被编程或配置成当动力注射方案处于真空填充状态时确定施加在泵的至少一个力组件(例如,活塞或转子)上的稳态力,并且当动力注射方案处于真空填充状态时确定泵的力组件的移动速度。在一些非限制性实施例中,当在动力注射方案处于正常填充状态时确定动力注射方案的第二压力时,至少一个处理器可以被编程或配置成当动力注射方案处于正常填充状态时确定施加在泵的至少一个力组件上的稳态力,并且当动力注射方案处于正常填充状态时确定泵的至少一个力组件的运动速度。在一些非限制性实施例中,当确定动力注射方案的至少一个特征时,至少一个处理器可以被编程或配置成确定在流体储器的多个填充操作中的流体储器的每个填充操作期间施加在泵的至少一个力组件上的力,其中流体储器的每个填充操作包括为使用医疗流体填充流体储器而执行的操作并且在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间确定医疗流体通过孔口的填充流量。当确定医疗流体的粘度的估计值时,至少一个处理器可以被编程或配置成基于在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在泵的力组件上的力和在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间通过孔口的填充流量来确定医疗流体的粘度的估计值。
在一些非限制性实施例中,当确定在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在泵的至少一个力组件上的力时,至少一个处理器可以被编程或配置成基于下列项中的至少一个来确定在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在泵的力组件上的力:泵的力组件和流体储器的壁之间的摩擦量、泵的力组件的面积、医疗流体通过其流到流体储器的管组件的长度以及医疗流体通过其流到流体储器的管组件的直径。在一些非限制性实施例中,至少一个处理器可以被进一步编程或配置成基于在流体储器的多个填充操作的流体储器的每个填充操作期间施加在泵的至少一个力组件上的力和在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间医疗流体通过孔口的填充流量来执行线性回归计算,并且当确定医疗流体的粘度的估计值时,至少一个处理器可以被编程或配置为基于线性回归计算来确定医疗流体的粘度的估计值。
在一些非限制性实施例中,当确定动力注射方案的至少一个特征时,至少一个处理器可以被编程或配置成控制动力流体注射器的泵的至少一个力组件以执行填充流体路径的操作并确定流体路径的填充时间,其中流体路径的填充时间包括流体路径的体积被医疗流体填充期间的时间量,并且当确定医疗流体的粘度的估计值时,至少一个处理器可被编程或配置成基于流体路径的填充时间来确定医疗流体的粘度的估计值。
在一些非限制性实施例中,当控制动力流体注射器的泵的至少一个力组件以填充流体路径时,至少一个处理器可以被编程或配置成控制动力流体注射器的泵的力组件以在填充流体路径的操作期间生成恒定压力,并且当计算液压阻力分数时,至少一个处理器可以被编程或配置为基于以下至少一项的值计算液压阻力分数:恒定压力、泵的力组件的面积、在填充流体路径的操作期间泵的力组件行进的距离以及流体路径的填充时间。在一些非限制性实施例中,当确定动力注射方案的至少一个特征时,至少一个处理器可以被编程或配置成:控制动力流体注射器的泵的至少一个力组件以提供医疗流体在流体注射系统的管组件的内腔中的流体流动,控制动力流体注射器的泵的力组件以改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况,并检测与改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况相关联的特征,并且当确定医疗流体的粘度的估计值时,该至少一个处理器可被编程或配置成基于与改变流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况相关联的特征来确定医疗流体的粘度的估计值。
在一些非限制性实施例中,当控制动力流体注射器的泵的力组件以提供在管组件的内腔中的流体流动时,至少一个处理器可以被编程或配置成控制动力流体注射器的泵的力组件,以提供流体在管组件的内腔中的层流,并且当控制动力流体注射器的泵的力组件以改变医疗流体在管组件的内腔中的流动的至少一种情况时,至少一个处理器可以被编程或配置成控制动力流体注射器的泵的力组件,以从流体在管组件的内腔中的层流转变为流体在内腔中的湍流。在一些非限制性实施例中,当控制动力流体注射器的泵的力组件以改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况,至少一个处理器可以被编程或配置成控制动力流体注射器的泵的力组件以在医疗流体中引起空化。在一些非限制性实施例中,当控制泵的力组件以改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况,至少一个处理器可以被编程或配置成控制动力流体注射器的泵的力组件以剪切医疗流体中存在的一个或多个空气泡。在一些非限制性实施例中,当控制动力流体注射器的泵的力组件以改变医疗流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况,至少一个处理器可以被编程或配置成控制动力流体注射器的泵的力组件以在医疗流体中创建湍流。在一些非限制性实施例中,当确定动力注射方案的至少一个特征时,该至少一个处理器可以被编程或配置成确定流体从主动流体控制组件的高压侧流到主动流体控制组件的低压侧的时间间隔,并且当确定医疗流体的粘度的估计值时,至少一个处理器被编程或配置为基于该时间间隔确定医疗流体的粘度的估计值。
以此方式,本公开的非限制性实施例提供了基于增益调度的使用来提高马达控制精度。使用增益调度,可以调整增益以最好地适应由流体注射系统的或连接到流体注射系统(例如,连接到动力流体注射器)的组件产生的液压阻力。以这种方式,可以改进动力流体注射器的马达的控制,从而改进递送的医疗流体的单次计量质量和体积准确性、放射图像质量和所得诊断或治疗的质量。了解液压阻力和设定点(例如,目标)两者流量允许预测压力和流速达到稳态的时间,以及预测压力和流速的稳态值的值。如果在流体注射过程开始时或接近开始时定义稳态压力,则可以更精确地控制力组件(例如,活塞或转子)的速度,以避免最大或最小压力事件,更精确地递送流体,和/或对流体注射过程期间可能发生的其他事件作出反应。此外,流体注射系统能够基于与流体注射器设置的各种组件的特性相关联的液压阻力来预测编程方案是否可实现。例如,在开始注射之前,如果编程的方案被计算为超过编程的压力极限,则可以实现用户反馈系统来警告用户。这种系统和特征将通过警告用户流体注射方案不可实现而不是简单地开始注射来使患者免于不必要的造影和/或辐射暴露。
如图1示出了示例环境100的图的实施例,在该示例环境100中可以实现本文描述的设备、系统和/或方法。环境100包括注射管理系统102、流体注射系统104、远程支持系统108和通信网络110。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102、流体注射系统104和/或远程支持系统108可以经由有线连接、无线连接或者有线和无线连接的组合来互连(例如,建立连接以进行通信)。
在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以包括能够经由通信网络110与流体注射系统104和/或远程支持系统108中的一个或多个通信的一个或多个设备。例如,注射管理系统102可以包括计算设备,例如计算机、服务器、服务器组和/或其他类似设备。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以配置为接收与注射系统(例如,流体注射系统104)相关联的数据,生成统一资源定位符(URL),和/或基于网址生成QR码。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以是流体注射系统104的组件。
在一些非限制性实施例中,流体注射系统104可以包括一个或多个能够通过通信网络110与注射管理系统102和/或远程支持系统108通信的设备。例如,流体注射系统104可以包括计算设备,例如一个或多个计算机、服务器、一组服务器和/或其他类似设备。在一些非限制性实施例中,流体注射系统104包括一个或多个注射设备(例如,一个或多个流体注射设备)。在一些非限制性实施例中,流体注射系统104被配置为向患者施用造影剂,并且在施用造影剂之前、期间和/或之后向患者施用水性流体,例如生理盐水。例如,流体注射系统104可以通过针筒和导管将一种或多种规定剂量的造影流体直接注射到患者的血流中。在一些非限制性实施例中,流体注射系统104可以被配置为通过外周插入的中央导管(PICC)和导管向患者连续施用水性流体,并且可以将一种或多种规定剂量的造影流体引入PICC并通过该导管施用给患者。在一些非限制性实施例中,流体注射系统104被配置为注射一定剂量的造影流体,然后施用特定体积的水性流体,或者可以被配置为施用造影剂和生理盐水的混合物的选定比例的“双流”混合物。
在一些非限制性实施例中,流体注射系统104可包括一个或多个示例性注射系统或注射器,其公开于:美国专利No.6,643,537;美国专利No.7,094,216;美国专利No.7,556,619;美国专利No.8,337,456;美国专利No.8,147,464;和美国专利No.8,540,698,其每个的公开内容均通过引用其整体并入本文。在一些非限制性实施例中,合适的流体注射系统包括但不限于CT流体注射系统、CV血管造影流体注射系统、MRI流体注射系统和PET流体注射系统,例如可从宾夕法尼亚州印第安诺拉的拜耳医疗保健有限责任公司获得的
Figure BDA0003977053870000231
Stellant CT注射系统、
Figure BDA0003977053870000232
Stellant FLEX CT注射系统、
Figure BDA0003977053870000233
MRXperion MR注射系统、
Figure BDA0003977053870000234
Mark 7 Arterion注射系统、
Figure BDA0003977053870000235
Intego PET输液系统或
Figure BDA0003977053870000236
Centargo CT注射系统。
在一些非限制性实施例中,流体注射系统104可以包括工作站设备,该工作站设备包括能够经由通信网络110与注射管理系统102、流体注射系统104和/或远程支持系统108中的一个或多个通信的一个或多个设备。在一些非限制性实施例中,工作站设备可以包括计算设备,例如一个或多个计算机,包括台式计算机、膝上型计算机、平板电脑、智能电话等。在一些非限制性实施例中,工作站设备可以提供用于控制流体注射系统104的操作的控制界面,包括向流体注射系统104提供输入。附加地或替代地,工作站设备可以在流体注射系统104的操作期间(例如,在实时操作期间)显示流体注射系统104的操作参数。在一些非限制性实施例中,工作站设备可以提供流体注射系统104与其他设备或系统,例如扫描仪设备(未示出)之间的互连。在一些非限制性实施例中,工作站设备可以包括由拜耳医疗保健有限责任公司提供的
Figure BDA0003977053870000237
工作站。
在一些非限制性实施例中,远程支持系统108可以包括能够经由通信网络110与注射管理系统102和/或流体注射系统104通信的一个或多个设备。例如,远程系统108可以包括计算设备,例如计算机、服务器(例如,网络服务器)、一组服务器和/或其他类似设备。在一些非限制性实施例中,远程支持系统108可以包括与注射管理系统102和/或流体注射系统104相关联的后端系统。在一些非限制性实施例中,远程支持系统108可以包括云计算系统,其将数据存储在关联的数据库中。在一些非限制性实施例中,远程支持系统108能够与流体注射系统104交互以提供功能,例如用于流体注射系统104的远程设备服务(例如,由拜耳医疗保健有限公司提供的注射系统的
Figure BDA0003977053870000238
远程设备支持服务)。在一些非限制性实施例中,远程支持系统108可以由流体注射系统104的原始设备制造商(OEM)(例如,流体注射系统104的一个或多个组件或设备的OEM)、流体注射系统104的提供商、操作流体注射系统104的成像位置或医院、分配给流体注射系统104的服务技术人员等操作或代表他们操作。
在一些非限制性实施例中,通信网络110可以包括一个或多个有线和/或无线网络。例如,通信网络110可以包括蜂窝网络、局域网(LAN)、专用网络、自组织网络、内联网、因特网、基于光纤的网络、云计算网络、短程无线通信网络(例如,蓝牙网络、近场通信(NFC)网络等),和/或这些或其他类型网络的组合。
图1所示的系统、设备和网络的数量和布置作为示例提供。与图1所示的相比,可以有额外的系统和/或设备、更少的系统和/或设备、不同的系统和/或设备、和/或不同布置的系统和/或设备。此外,图1所示的两个或更多个系统或设备可以在单个系统或单个设备内实现,或者单个系统或单个设备可以实现为多个分布式系统或设备。附加地或替代地,环境100的一组系统或一组设备(例如,一个或多个系统、一个或多个设备等)可以执行被描述为由环境100的另一组系统或另一组设备执行的一个或多个功能。
图2示出了设备200的示例组件的图。设备200可以对应于注射管理系统102、流体注射系统104和/或远程支持系统108的一个或多个设备。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102、流体注射系统104和/或远程支持系统108可以包括至少一个设备200和/或设备200的至少一个组件。设备200可以包括总线202、处理器204、存储器206、存储组件208、输入组件210、输出组件212和通信接口214中的一个或多个。
总线202可以包括允许设备200的组件之间的通信的组件。在一些非限制性实施例中,处理器204可以用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。例如,处理器204可以包括处理器、微处理器、数字信号处理器(DSP)和/或可被编程以执行功能的任何处理组件。存储器206可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和/或存储供处理器204使用的信息和/或指令的另一种类型的动态或静态存储设备(例如,闪存、磁存储器、光存储器等)。
存储组件208可以存储与设备200的操作和使用相关联的信息和/或软件。例如,存储组件208可以包括硬盘(例如,磁盘、光盘、磁光盘、固态硬盘等)、压缩盘(CD)、数字多功能光盘(DVD)、软盘、盒式磁带、磁带和/或其他类型的计算机可读介质,以及对应的驱动器。
输入组件210可以包括允许设备200接收信息的组件,例如通过用户输入(例如,触摸屏显示器、键盘、小键盘、鼠标、按钮、开关、麦克风等)。附加地,或替代地,输入组件210可以包括用于感测信息的一个或多个传感器(例如,空气传感器、温度传感器、压力传感器、编码器、加速度计、陀螺仪、致动器等)。输出组件212可以包括提供来自设备200的输出信息的组件(例如,显示器、扬声器、一个或多个发光二极管(LED)等)。
通信接口214可以包括使设备200能够与其他设备通信的类似收发器的组件,例如通过有线连接、无线连接或有线和无线连接的组合。通信接口214可以允许设备200从/向另一个设备接收或传递信息。例如,通信接口214可以包括以太网接口、光学接口、同轴接口、红外接口、射频(RF)接口、通用串行总线(USB)接口、
Figure BDA0003977053870000251
接口、蜂窝网络接口等。
设备200可以执行这里描述的一个或多个过程。设备200可以基于执行由诸如存储器206和/或存储组件208的计算机可读介质存储的软件指令的处理器204执行这些过程。
软件指令可以从另一计算机可读介质或从另一设备经由通信接口214读入存储器206和/或存储组件208。当被执行时,存储在存储器206和/或存储组件208中的软件指令可以使处理器204执行本文描述的一个或多个过程。附加地,或替代地,硬连线电路可用于代替软件指令或与软件指令结合使用以执行本文所述的一个或多个过程。因此,本文描述的实施例不限于硬件电路和软件的任何特定组合。
图2所示组件的数量和布置作为示例提供。在一些非限制性实施例中,设备200可以包括比图2中所示的额外的组件、更少的组件、不同的组件或不同布置的组件。
基于流体注射系统的各种组件的物理特性,如组件的内部几何形状和长度,如流体注射过程期间供流体流过的导管的内部几何形状和长度和/或流体注射过程中使用的医疗流体的粘度,本发明提供了关于估计流体注射系统(如流体注射系统104)的一个或多个组件经历的液压阻力的详细信息。在一些非限制性实施例中,由动力流体注射器生成的压差和流量限制(包括被动组件和/或主动组件)可用于测量流体特性,例如流体密度、流体粘度和/或空气含量(例如,流体中空气泡的体积)。
在一些非限制性实施例中,如果压力和流量已知,则还可以测量流体注射系统的物理特性,例如导管几何形状(例如,长度、内径等)、管路几何形状(例如,长度、直径、体积、粘弹性等)和流体储器特征(例如,柱塞与针筒的壁的摩擦)。对于示例性实施例,本公开使用基于针筒的流体注射系统,但是生成压力的其他方法,例如通过蠕动泵、弹性容器的变形等也落入本公开的范围内。
在一些非限制性实施例中,流体注射系统中的压力-流量关系可由方程1给出:
Figure BDA0003977053870000261
其中下标i表示瞬间,Pi是流体储器(例如,针筒)中的压力,RTOTAL,i是时间i时流体流动的总液压阻力,并且
Figure BDA0003977053870000262
是时间i时的体积流量。括号中的数量是每个术语的统一单位。进一步的细节可以在国际专利申请No.PCT/US2018/048338中找到,该申请通过引用其整体并入本文。
在一些非限制性实施例中,流体注射系统可随时间推移生成不同的压差波形。例如,流体注射系统可以生成恒定压力波形、压力线性上升的波形、压力阶跃变化的波形、多项式变化压力波形、压力指数的变化波形、正弦变化压力波形、压力脉冲波形等。如这里所使用的,正压可以是大于大气压力的压力,并且可以包括引起流体从流体注射器流向患者的压力。如本文所用,负压差可包括小于大气压力的压力,并可包括引起流体流向流体注射系统104的压力。
根据各种非限制性实施例,流体注射系统可生成跨流动限制的压差,例如流体流动路径中的内径减小。给定流动限制的已知液压阻力,可以测量流量并将其用于确定流体注射系统的一种或多种流体特征(例如,动力注射方案的特征)和/或物理特征。在一些非限制性实施例中,流动限制可以基于被动组件(例如,填充尖刺、可弃式管路、J形管、灌注管、导管等)或可以基于主动组件(例如,多位置旋塞阀、夹管阀等)。在一些非限制性实施例中,使用主动组件,液压阻力可以是可控的。例如,可以通过改变流体流过的主动组件的孔口的内径或面积来控制液压阻力。在一些非限制性实施例中,流动限制的液压阻力可能是未知的,并且可以使用已知的流量和压力来确定液压阻力。流体的流动阻力RTOTAL,i部分与粘性效应相关,并且部分与惯性或密度效应相关,如方程2所示:
RTOTAL,i=Rviscous+Rinertial (方程2)
在一些非限制性实施例中,液压阻力可能是由于层流的毛细管效应造成的,圆形横截面中的粘性流动由流体通过管道的Hagen-Poiseuille方程表示,如方程3所示:
Figure BDA0003977053870000271
其中
Figure BDA0003977053870000272
是绝对粘度,L[inch]是流动限制的长度,并且D[inch]是流动限制的直径。由于流体在与管路轴线成一定角度或垂直的方向上的显著运动,偏离层流的湍流会导致方程3变得非线性,这种运动在使流体移动通过管路组件和导管时消耗了额外的能量。
密度和惯性对液压阻力的影响可能与局部流动限制或流体路径横截面的突然变化有关,例如从流体储器的末端进入管路组件,从具有第一内径(ID)的第一管路组件转变到具有第二内径的第二管路组件,或通向患者的血管的导管的远端开口。液压阻力的分量由方程4中的Rinertial表示
Figure BDA0003977053870000273
其中
Figure BDA0003977053870000274
是流体路径中的医疗流体的密度,并且常量是与局部几何形状细节相关的术语。因为Rinertial是体积流量
Figure BDA0003977053870000275
的函数,所以压力和流量之间的总关系(例如,如方程1所定义)是非线性的。因此,流体流动横截面的变化可能具有类似于湍流的效果,该湍流是基于分子运动与流体路径成角度或垂直并导致方程3和4的非线性。在一些非限制性实施例中,取决于几何形状,Rinertial和Rviscous可能具有相似的幅度。
图3图示了用于控制流体注射系统的过程300的非限制性实施例的流程图。在一些非限制性实施例中,过程300的一个或多个步骤至少部分地由注射管理系统102执行。在一些非限制性实施例中,过程300的一个或多个步骤可至少部分地由与注射管理系统102分离的或包括注射管理系统102的另一设备或一组设备执行,该另一设备或一组设备例如流是体注射系统104和/或远程支持系统108。
如图3所示,在步骤302,过程300包括例如通过注射管理系统102确定动力注射方案的至少一个特征。在一些非限制性实施例中,该至少一个特性可包括流过流体注射系统104的流体路径的医疗流体的稳态特征。例如,至少一个特征可以包括流过流体注射系统104的流体路径的孔口的医疗流体的稳态特征。在一些非限制性实施例中,医疗流体可包括冲洗剂、造影剂和/或其组合。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可基于从一个或多个传感器(例如,定位在流体注射系统104的组件上、定位在流体注射系统104的组件内、定位在流体注射系统104的流体路径上、定位在流体注射系统104的环境附近等的一个或多个传感器)接收的数据确定动力注射方案的至少一个特征。在一些非限制性实施例中,从一个或多个传感器接收的数据可以包括由流体注射系统104执行的流体注射操作的操作参数。在一些非限制性实施例中,由流体注射系统104执行的流体注射操作的操作参数可以包括在美国专利No.7,457,804;美国专利No.7,996,381;美国专利No.8,521,716中公开的一种或多种示例性数据类型,每个专利的公开内容通过引用其整体并入于此。
在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以操作(例如,前进、缩回、旋转等)力组件(例如,柱塞、活塞、蠕动泵等)以维持流体注射系统104的流体路径中的恒定压力。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以以恒定速率操作力组件以在流体注射系统104的流体路径中生成恒定流量。在一些非限制性实施例中,当在恒定压力下操作力组件时,注射管理系统102可以测量通过流体路径的流量。在一些非限制性实施例中,当操作力组件以在流体路径中生成恒定流量时,注射管理系统102可以测量流体路径中的医疗流体的压力。
在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以确定流过流体注射系统104的流体路径的孔口的造影剂的至少一个稳态特征。在一些非限制性实施例中,在此处提及孔口的情况下,该孔口可以用毛细管代替并且可以以相同或相似的方式进行计算。附加地或可替换地,注射管理系统102可以确定流过流体注射系统104的流体路径的孔口的生理盐水的稳态特征。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以计算特征比率,其是生理盐水的稳态特征与造影剂的稳态特征的比率。
在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以确定流体注射系统104的流体路径的孔口的直径。例如,当流过孔口的医疗流体达到稳态流量(例如,当孔口直径增加时保持不变的流量)时,注射管理系统102可确定流体注射系统104的流体路径的孔口的直径。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以将流体注射系统104的流体路径的孔口的直径值存储在注射管理系统102的存储器中。根据其他实施例,孔口的直径可以被输入到流体注射系统中,例如通过用户或扫描条形码或包含与流体路径相关联的符号或数字的其他信息。
在一些非限制性实施例中,流过孔口的生理盐水的稳态特征可以包括基于生理盐水的恒定压力流过孔口的生理盐水的稳态流量。另外,流过孔口的造影剂的稳态特征可以包括基于造影剂的恒定压力流过孔口的造影剂的稳态流量。特征比率可包括流量比率,该流量比率是生理盐水的稳态流量与造影剂的稳态流量的比率。在一些非限制性实施例中,当计算特征比率时,注射管理系统102可以基于生理盐水的稳态流量和造影剂的稳态流量来计算流量比率。
在一些非限制性实施例中,流过孔口的生理盐水的稳态特征可以包括基于生理盐水的恒定流量流过孔口的生理盐水的稳态压力。此外,流过孔口的造影剂的稳态特征可以包括基于造影剂的恒定流量流过孔口的造影剂的稳态压力。特征比率可包括压力比率,其是生理盐水的稳态压力与造影剂的稳态压力的比率。在一些非限制性实施例中,当计算特征比率时,注射管理系统102可以基于生理盐水的稳态压力和造影剂的稳态压力来计算压力比率。
在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以确定动力注射方案中涉及的医疗流体的液压电容值。例如,注射管理系统102可以确定在动力注射方案中涉及的冲洗剂(例如,生理盐水)和/或造影剂的液压容量值。
在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以在动力注射方案处于真空填充状态,例如在关闭动力注射方案以不接收流体注射系统104的储器中的流体时,确定动力注射方案的第一压力。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以在动力注射方案处于正常填充状态,例如在打开动力注射方案以接收流体注射系统104的储器中的流体时,确定动力注射方案的第二压力。在一些非限制性实施例中,当在动力注射方案处于真空填充状态时确定动力注射方案的第一压力时,注射管理系统102可确定在动力注射方案处于真空填充状态时施加在动力流体注射器的泵的力组件上的稳态力,并确定力组件的移动速度。在一些非限制性实施例中,当在动力注射方案处于正常填充状态时确定动力注射方案的第二压力时,注射管理系统102可确定在动力注射方案处于正常填充状态时施加在泵的力组件上的稳态力,并确定力组件的移动速度。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可基于第一压力和第二压力计算真空填充状态和正常填充状态之间的动力注射方案的压力差。在一些非限制性实施例中,动力流体注射器的泵可以包括被配置成用于驱动针筒的柱塞的活塞和/或蠕动泵。
在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可确定在储器的多个填充操作中的流体注射系统104的储器的每个填充操作期间施加在泵的力组件(例如,活塞、柱塞、转子等)上的力。储器的每个填充操作包括用流体填充储器而执行的操作,并且注射管理系统102可以在多个填充操作的每个填充操作期间确定流体通过孔口的填充流量。在一些非限制性实施例中,当确定在储器的多个填充操作的每个填充操作期间施加在泵的力组件上的力时,注射管理系统102可以基于泵的力组件和储器壁之间(例如,柱塞和针筒壁之间)的摩擦量、医疗流体和储器壁或管壁之间的摩擦量、泵的力组件的面积、流体通过其流向储器的管的长度和/或流体通过其流向储器的管的内径,来确定在多个填充操作的每个填充操作期间施加在泵的力组件上的力。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可基于在储器的多个填充操作的储器的每个填充操作期间施加在泵的力组件上的力和在多个填充操作的每个填充操作期间流体通过孔口的填充流量来执行线性回归计算。
在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可控制流体注射系统104的动力流体注射器的泵的力组件,以执行填充流体路径的操作,并可确定流体路径的填充时间。在一些非限制性实施例中,流体路径的填充时间可包括流体路径的体积被医疗流体(例如,生理盐水、造影剂等)填充的时间量。在一些非限制性实施例中,当控制动力流体注射器的泵的力组件以填充流体路径时,注射管理系统102可以控制动力流体注射器的泵的力组件以生成恒定压力。
在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可控制流体注射系统104的动力流体注射器的泵的力组件,以提供流体注射系统的管组件(管路、导管、针等)的内腔中的流体流动,控制流体注射系统104的动力流体注射器的泵的力组件以改变流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况,并且检测与改变流体在管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况相关联的特征。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以控制动力流体注射器的泵的力组件,以提供流体在管组件的内腔中的层流。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以控制动力流体注射器的泵的力组件,以从流体在内腔中的层流转变为流体在管组件的内腔中的湍流。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以控制动力流体注射器的泵的力组件,以在医疗流体中引起空化。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以控制动力流体注射器的泵的力组件,以剪切医疗流体中存在的一个或多个空气泡。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以控制动力流体注射器的泵的力组件,以在医疗流体中创建湍流。
在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以确定流体从主动流体控制组件的高压侧(例如流动限制或孔口)流到主动流体控制组件的低压侧的时间间隔。
如图3进一步所示,在步骤304中,过程300包括确定动力注射方案中使用的医疗流体的粘度的估计值。例如,注射管理系统102可以基于动力注射方案的至少一个特征来确定动力注射方案中使用的医疗流体的粘度的估计值。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可基于特征比率(例如,生理盐水的稳态特征与造影剂的稳态特征的比率)来确定医疗流体的粘度的估计值。
在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可基于动力注射方案处于真空填充状态时的压力和动力注射方案处于正常填充状态时的压力之间的差,确定医疗流体的粘度的估计值。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可基于在流体注射系统104的流体储器的多个填充操作的每个填充操作期间施加在动力注射器设备的泵的力组件上的力和在流体储器的多个填充操作的每个填充操作期间通过流体注射系统104的孔口的填充流速来确定医疗流体的粘度的估计值。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以基于线性回归计算来确定医疗流体的粘度的估计值。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可基于流体注射系统104的流体路径的填充时间来确定医疗流体的粘度的估计值。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可基于与改变医疗流体在流体注射系统104的管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况相关联的特征来确定医疗流体的粘度的估计值。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可基于流体从主动流体控制组件的高压侧流到主动流体控制组件的低压侧的时间间隔来确定医疗流体的粘度的估计值。
在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可基于医疗流体的液压容量值(例如,动力注射方案中涉及的造影剂和/或生理盐水的液压容量值),确定动力注射方案中使用的医疗流体的粘度的估计值。
如图3进一步所示,在步骤306,过程300包括计算液压阻力分数。例如,注射管理系统102可基于医疗流体的粘度的估计值例如医疗流体的粘度的估计值和流体注射系统104的流体路径的孔口的直径值(例如,当流过孔口的医疗流体达到稳态流量时,流体注射系统104的流体路径的孔口的直径值)来计算液压阻力分数。
在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可确定特征比率是否满足阈值,且注射管理系统102可基于确定特征比率满足阈值来计算液压阻力分数。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以基于确定特征比率(例如,生理盐水的稳态特征与造影剂的稳态特征的比率)不满足阈值而放弃计算液压阻力分数。在一些非限制性实施例中,当确定特征比率是否满足阈值时,注射管理系统102可确定特征比率是否满足(例如,大于或等于)阈值,例如等于1的阈值。
在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可基于造影剂的粘度的估计值计算液压阻力分数。在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可以基于下列项中的至少一个的值来计算液压阻力分数:恒定压力(例如,在填充流体路径的操作期间生成的恒定压力)、动力流体注射器的泵的力组件的面积、在填充流体路径的操作期间泵的力组件行进的距离和/或流体路径的填充时间。
如图3中进一步所示,在步骤308中,过程300包括例如,基于液压阻力分数确定动力流体注射器的马达的一个或多个马达控制器增益。附加地或替代地,注射管理系统102可以基于动力注射方案中涉及的医疗流体的液压容量来确定一个或多个马达控制器增益。
在一些非限制性实施例中,注射管理系统102可在动力流体注射器的泵的马达上实现一个或多个马达控制器增益。例如,注射管理系统102可以调度一个或多个马达控制器增益,并且可以指示泵的马达根据一个或多个马达控制器增益中的一个或多个进行操作。
图4示出了动力流体注射器400的非限制性实施例的示意图,例如
Figure BDA0003977053870000321
Stellant FLEX CT注射系统。在一些非限制性实施例中,动力流体注射器400可以与流体注射系统104相同或相似。注射头单元401可包括外壳402和至少一个流体储器404,例如针筒。在一些非限制性实施例中,如图4所示,动力流体注射器400可以包括驱动组件(例如,力组件)以控制流体流入或流出流体储器404,例如与每个针筒404相关联的活塞,该活塞驱动针筒404的筒内的柱塞406。在一些非限制性实施例中,每个流体储器404适于在端口408处与壳体402可释放地相接。动力流体注射器400的每个流体储器404被配置成填充有至少一种医疗流体,例如成像造影介质、生理盐水等。每个流体储器404可以填充不同的医疗流体F。在一些非限制性实施例中,动力流体注射器400可以是多针筒注射器,如图所示,其中多个流体储器可以并排或以另一空间关系取向,并且由与动力流体注射器400相关联的相应活塞分开地致动。
在一些非限制性实施例中,动力流体注射器400可在医疗过程期间使用,通过驱动与带有驱动组件的流体储器404相关联的柱塞406,将至少一种医疗流体F注入患者的脉管系统。在灌注、清除和/或流体递送步骤期间,驱动组件可以移动柱塞406,以将流体F从流体储器404排出到流体路径套件412中并通过流体路径套件412。在一些非限制性实施例中,流体路径套件412可以包括至少一个管或管套件,其被配置为与每个流体储器404流体连通,以使每个流体储器404与柔性给药管和相关联的导管流体连通,用于将流体F从每个流体储器404递送到血管进入位置。
图5示出了动力流体注射器500的非限制性实施例的示意图。动力流体注射器500可以包括壳体511和一个或多个流体储器,例如针筒512。动力流体注射器500可包括控制流体流入或流出流体储器的驱动组件,例如与每个针筒512相关联的活塞513,该活塞513驱动针筒512的筒内的柱塞514。每个活塞513可以由相关联的流体致动器516,例如线性致动器、滚珠丝杠、导螺杆、齿轮齿条、泵辊等独立驱动。
本文对动力流体注射器500的描述主要针对流体储器为针筒512的实施例,并且用于控制流体流动的驱动组件包括活塞513和与针筒512可操作地相关联的柱塞514。然而,本公开将被理解为不限于这些实施例。在一些非限制性实施例中,流体注射系统可以包括作为流体储器的流体泵和作为驱动组件的泵辊。在一些非限制性实施例中,本公开所考虑和涵盖的流体注射系统可以包括作为流体储器的袋和被配置为压缩作为驱动组件的袋的压缩致动器。因此,本说明书中提到的“针筒”应理解为涵盖任何类型的流体储器,包括针筒、流体泵、袋等。在本说明书中,对“活塞”、“柱塞”和“活塞致动器”的引用同样被理解为涵盖与流体储器可操作地相关联并被配置为控制流体流入和流出流体储器的任何设备。特别地,术语“流体致动器”在本文中可用于涵盖一个或多个与流体储器可操作地相关联且被配置用于控制流体流入和流出流体储器的设备。这里使用的“流体致动器”的具体示例包括被配置为通过在针筒512内伸出和缩回活塞513来致动活塞513的活塞致动器516、被配置为通过压缩与流体泵相关联的管来致动流体泵(例如蠕动泵)的泵转子、以及被配置为压缩和/或挤压袋的压缩致动器。
在一些非限制性实施例中,动力流体注射器500可配置为在注射过程期间向患者递送至少一种医疗流体F,例如成像造影剂、生理盐水或任何所需的医疗流体。在一些非限制性实施例中,动力流体注射器500的针筒512可被配置成填充有至少一种医疗流体F。每个针筒512可填充有不同的医疗流体F。动力流体注射器500可为多针筒注射器,如图所示,其中若干流体储器可以并排或以另一空间关系取向,并且由与动力流体注射器500相关联的相应活塞分开地致动。
在一些非限制性实施例中,动力流体注射器500可在医疗过程期间使用,通过分别驱动与带有活塞513的针筒512相关联的柱塞514,将至少一种医疗流体F注射到患者的脉管系统中,大致如本文所述的动力流体注射器400所述。动力流体注射器500可包括流体路径套件570,该流体路径套件570具有至少一个管或管套件,该管或管套件被配置成与每个针筒512流体连通,以使针筒512与给药管线576流体连通。给药管线576的远端可以被配置为与导管578流体连通,导管578被配置为插入血管进入位置。这样,可以在针筒512和患者之间建立流体连通,使得医疗流体F可以从针筒512注射到患者体内。流体路径套件570可以具有沿着例如由流体路径套件570限定的流体路径定位的至少一个传感器580。至少一个传感器580可以放置在各种其他位置,例如流体路径套件570的其他流体路径、给药管线576或导管578的长度区域。传感器580可以被配置成检测流体注射操作的一个或多个操作参数。在一些非限制性实施例中,传感器580可包括空气传感器,以检测流体路径中是否存在空气。
如图5进一步所示,动力流体注射器500可包括控制器590,用于通过活塞致动器516控制活塞513的致动,并用于控制动力流体注射器500的其他组件。在一些非限制性实施例中,控制器590可以与注射管理系统102相同或相似。在一些实施例中,控制器590可以包含在外壳511内。在一些实施例中,控制器590可以远离外壳511安装,例如在与外壳511分开的房间中,使得操作者在执行诊断过程期间不暴露于辐射。在一些实施例中,控制器590可以包括多个组件(如本文所述),其中一些组件包含在外壳511内,并且一些组件远离外壳511安装。
在一些非限制性实施例中,动力流体注射器500可配置为根据一个或多个注射方案执行一个或多个注射过程,该注射方案存储在可由控制器590访问的存储器中或编程至控制器590中。在执行注射过程之前,在将流体路径套件576连接到导管578之前,可以从针筒512中排出或清除空气。在清除操作过程中,活塞513可以延伸到对应针筒512中的最远端位置,使得空气被挤出针筒512。然后可以填充针筒512和流体路径570的其他部分。在填充操作期间,活塞513可以向近端缩回,以将医疗流体F从体相流体源520抽吸到针筒512中,例如通过阀502、504。在灌注操作期间,动力流体注射器500可以被定向成使得动力流体注射器500的头部(例如,壳体511)朝上并且针筒512竖直定位,从而允许任何空气积聚在针筒512的远端。活塞513可以向远端延伸以推压柱塞514,从而从针筒512中移除空气。流体路径套件570和给药管线576也可以被灌注以移除空气,例如,进入灌注管或体相流体源520。一旦清除、填充和灌注操作完成,给药管线576可以连接到插入患者体内的导管578,并且可以开始流体注射方案。
如图5进一步所示,动力流体注射器500可包括用户输入设备540,用户输入设备540配置为允许手动控制活塞513和相关致动器516。用户输入设备540可以包括机电元件,例如可旋转旋钮、可旋转转盘、杠杆、滑块等。在一些实施例中,每个用户输入设备540可以包括被配置为接收语音命令的触摸屏或麦克风。在一些实施例中,每个用户输入设备540可以与一个针筒512相关联。每个用户输入设备540可以与控制器590电通信,使得在从用户输入设备540接收到至少一个信号时,控制器590通过相关联的致动器516致动相关联的活塞513。
在某些非限制性实施例中,用户输入装设备540可安装或嵌入外壳511上的任何位置,如外壳11的背面、侧面、顶部。在一些实施例中,每个用户输入设备540可以远离外壳511安装,例如在与壳体511分开的房间中,使得操作者可以在执行诊断过程期间从不暴露于辐射的分开的房间中控制活塞513。在一些实施例中,每个用户输入设备540可以安装或嵌入到被配置用于对患者执行诊断成像过程的扫描仪(例如,CT、CV、PET或MRI成像设备)中。
如图5进一步所示,动力流体注射器500可包括至少一个用户界面524,如图形用户界面(GUI)。用户界面124可以显示与流体注射过程相关的信息,例如注射状态或进程、当前流量、流体压力以及针筒512和连接到动力流体注射器500的体相流体源120中剩余的体积,并且编程的注射方案根据本文描述的过程是否确定超过动力流体注射器500的参数。用户界面524可以与控制器590电子通信,以允许用户输入参数并控制流体注射过程的过程。
动力流体注射器500还可包括沿流体路径套件570设置在不同位置的阀502、504、506。阀502、504、506中的每一个可以是截止阀、旋塞阀和/或流量控制阀的形式,以调节流向患者的医疗流体F的流动。阀502和504可以设置在针筒512和体相流体源520之间的流体路径套件570上。阀506可以设置在阀502和504下游的流体路径套件570上。每个阀502、504、506可由控制器590或用户控制,以调节通过流体路径套件570的流体F的流动。例如,响应于检测到流体路径套件570中的空气,控制器590可以关闭任何或所有阀502、504、506。在填充操作期间,阀502和504可以由控制器590致动,以提供针筒512和体相流体源520之间的流体连通,使得针筒512可以从体相流体源520抽取医疗流体F。阀502和504可以在填充阶段将针筒512和体相流体源520与给药管线576隔离,以防止针筒512从大气中吸入流体和/或空气。阀502和504也可以由控制器590选择性地关闭,以防止加压医疗流体F由于针筒512和流体路径套件570之间的压力和/或流体粘度的差而从流体路径套件570回流到针筒512中。
合适的非限制性动力注射器系统(包括针筒、控制器、空气检测器和/或流体路径套件)的更多细节和示例在美国专利No.5,383,858;7,553,294;7,666,169;8,945,051;10,022,493;和10,507,319中进行了描述,其公开内容通过引用其整体并入本文。
针对图5所示的动力流体注射器500,描述了本公开的非限制性实施例的其他示例。在本文的描述中,针筒512可以指针筒512a或针筒512b,除非另有说明。图6示出了提供关于下述第一示例和第二示例的细节的过程流程600的非限制性实施例的图。另外,图7示出了图5的一部分的非限制性实施例的图,其提供了关于下述第一示例和第二示例的细节。
在第一示例中,如图7所示的可变直径
Figure BDA0003977053870000361
可由阀506控制,阀506可以是旋塞阀,用于通过将阀560的运动与柱塞514在针筒512的筒内的运动相结合来测量导管578的直径φ2。尽管导管的长度和形状可能影响液压阻力的值,但是与导管的内径相比,导管的长度和形状的影响要小得多,如方程5所示,方程5是通过将方程3代入方程1而获得的:
Figure BDA0003977053870000371
其中ΔP是压差,L是管570(例如,管部件、导管等)的长度。μ是动态流体粘度,
Figure BDA0003977053870000372
是体积流速,d是管570的内径(
Figure BDA0003977053870000373
见图7)。在第一示例中,假设阀506被致动,并且第一针筒512a包含生理盐水,并且第二针筒512b包含造影剂。在第一个示例中,阀506可以开始关闭,不允许任何流体沿着由流体路径套件570、给药管线576和导管578限定的流体路径流动。控制器590可使第一针筒512a的柱塞514移动并生成恒定压力(例如,约1-5psi)。在一些非限制性实施例中,可以在整个流体注射过程中维持恒定压力。控制器590能够检测流体路径中空气的存在。与完全灌注有流体的流体路径相比,如果流体路径中包含空气,则生成恒定压力所需的柱塞位移可能更大,参见例如国际PCT公开文本WO 2019/204605,其公开内容通过引用并入于此。
控制器590可随后以小增量打开阀506,以允许流体流动,同时注射第一流体,例如盐水。当阀506打开时,控制器590可以测量流量,例如,通过记录在一段时间间隔内与马达相关联的编码器或其它流量测量设备的计数变化可以测量流量。当阀506的直径越来越大而流量保持不变时,这表明阀506已经超过了导管578的直径。控制器590可以记录检测到生理盐水稳态流量时阀506的直径。
参考第一示例,控制器590可以关闭阀506并释放关于动力流体注射器500的生理盐水针筒512a的压力。控制器590可使包含造影剂的第二针筒512b的柱塞514移动并生成恒定压力(例如,约1-5psi)。控制器590然后可以小增量打开阀506以允许造影剂流动。当阀506打开时,控制器590可以通过记录在时间间隔期间与马达相关联的编码器的计数变化来测量流速。如图8A的图所示,当阀506的直径
Figure BDA0003977053870000374
越来越大,流量保持不变时,这表明阀506已经超过导管578的直径
Figure BDA0003977053870000375
控制器590可以记录检测到造影剂稳态流量时的阀506的直径。
参考第一个示例,控制器590可关闭阀506。控制器590可以计算生理盐水与造影剂的稳态流量的流量比率,并且该流量比率可以用于提供造影剂的粘度的估计值。在一些非限制性实施例中,控制器590可以使用查找表和/或使用流量比率的内部数据库来确定造影剂的粘度的估计值。在流量比率等于1的情况下,控制器590可以确定相同的医疗流体被装载到第一针筒512a和第二针筒512b中。在流量比率小于1的情况下,控制器590可以确定装载到第一针筒512a和第二针筒512b的每一个中的医疗流体是不正确的(例如,第一针筒512a中包含造影剂,并且第二针筒512b中包含生理盐水)。在某些实施例中,控制器590可以将造影剂的粘度的估计值与已知造影剂和已知浓度的粘度进行比较;并且确定在注射方案中使用的造影剂的身份。在双流型方案中(即,在编程比率的生理盐水和造影剂在流体管线中混合并注射的情况下),控制器590可以将造影剂的粘度的估计值与生理盐水/造影剂溶液的已知粘度进行比较,以确定是否注射了正确的比率。
参考第一个示例,在某些实施例中,控制器590可基于造影剂的粘度的估计值和检测到造影剂的稳态流量时的阀506的直径来计算液压阻力分数。控制器590然后可以确定动力流体注射器500的马达的一个或多个马达控制器增益。在一些非限制性实施例中,可将一个或多个马达控制器增益调节至基于一系列液压阻力分数优化的预设值,以在注射方案期间实现造影剂和生理盐水的准确体积的施用。
在一些非限制性实施例中,在恒定压力下控制针筒512的柱塞514还可允许测量流体注射系统的各种粘弹性特性,例如液压容量(例如,蠕变、应力松弛等)。液压容量可以指弹性组件(例如针筒壁、管壁等)在施加的恒定应力下变形的趋势。此外,液压电容可以被包括作为液压阻抗的组件,其中当流体路径在从100psi到1200psi范围内的压力下加压时弹性组件趋于膨胀。由于弹性组件的膨胀,包括弹性组件的流体路径的体积增加,这可能需要改变(例如,增加振幅)发送到动力流体注射器500的马达的控制信号,以维持恒定压力并实现精确的流体递送。动力流体注射器500对于动力注射方案的操作的顺应性和相关联的精度损失因此可以基于控制信号在小时间段内的变化来恢复。
在第二示例中,关于第一示例描述的操作可以基本相同,除了控制器590可以使针筒512的柱塞514移动并生成恒定流量。如图8B的图所示,当阀506的直径
Figure BDA0003977053870000391
越来越大而压力保持不变时,这表明阀门506已经超过导管578的
Figure BDA0003977053870000392
控制器590然后可以测量作为稳态递送的医疗流体的压力,并且并且使用压力比率(例如,生理盐水的稳态压力与造影剂的稳态压力的比率)来提供造影剂的粘度的估计值。如本文所述,然后可以校正和优化在流体注射方案期间递送的流体体积的准确性。如图6所示,在恒定压力或恒定流量的情况下,可以计算液压阻力,并且可以基于液压阻力优化马达控制。通过优化马达控制,流体递送因此也可以被优化。
在第三个示例中,可在针筒512的填充操作期间使用负压差,并确定填充流体的流体粘度。参考第三个示例,针筒512可以从体相流体供应源520部分填充,并且空气可以从流体路径套件570中被清除。动力流体注射器500的流体路径可以通过阀502、504关闭系统。控制器590然后可以通过活塞513缩回柱塞514,使得在动力流体注射器500的流体路径上产生负压差。可以监控由活塞513生成的力,当达到稳态力时,控制器590可以停止活塞513的运动。控制器590可以记录活塞513的速度和稳态力。当动力流体注射器500的流体路径被隔离时,控制器590可以通过将活塞513返回到初始开始位置来释放负压差。控制器590可通过阀502或阀504打开通向体相流体供应源520的流体路径,并缩回柱塞514以填充针筒512的剩余内容物。控制器590可以记录活塞513的速度和稳态填充力。控制器590然后可以计算真空填充稳态和正常填充稳态之间的压力差,以确定造影剂的粘度。在真空顺序期间,流体压力可以是已知的(在海平面上可以是-14.7psi),因此,除了真空力之外,活塞513生成的任何载荷(即流体压力乘以柱塞514的横截面积)必须等于在该速度下通过活塞513缩回柱塞514的力的大小。力的大小可以基于摩擦加上活塞513的阻力。如方程6所示:
FR(vp)=Fvacuum+Ffriction+Fresistance=(14.7*Ap)+Ffriction+Fresistance (方程6)
其中FR是以已知速度vp缩回柱塞514的力,Ap是柱塞514的横截面积,Ffriction是与柱塞514和针筒512的壁之间的摩擦相关的力,并且Fresistance是由于管组件的几何形状、流体粘度和活塞513的速度而导致的填充阻力。方程6可应用于真空和填充顺序两者,其中Fresistance在真空顺序期间等于0,因为没有流体流入针筒512,从而允许计算Ffriction。除了估计液压阻力的好处之外,如果测得的摩擦明显小于预期,则这可能指示不期望的情况,例如制造问题,和/或用户试图重复使用超过推荐限制的针筒。在随后的填充顺序期间,方程6可用于使用已知的Ffriction计算Fresistance。将Fresistance的计算值与粘度为1cP的该压降的校准进行比较,允许确定造影剂的粘度的估计值。如本文所述,然后可以校正和优化在流体注射方案期间递送的流体体积的准确性。在生理盐水和20cP造影剂之间测得的压降差约为5psi。
在第四个示例中,确定粘度的估计值可以在针筒512的填充操作期间执行。以这种方式,可以在确定造影剂的粘度的估计值的同时减轻流向患者的造影剂的需要。在针筒512的填充顺序期间,测得的柱塞514上的力是柱塞514和针筒512的壁之间的摩擦力和柱塞514上的压差,如方程7所示:
FFill=FPlunger friction+FfillΔP (方程7)
对于一阶而言,动表面摩擦不是速度的函数,并且可以被视为在针筒512的填充操作期间的多个流速下的常数。假设针筒512中和柱塞514背面上的大气压力相同,柱塞514上的压差可由Hagen-Poiseuille方程建模,并且施加的力等于该压差乘以投影的柱塞面积APlunger,如方程8所示:
Figure BDA0003977053870000401
在已知填充顺序中所涉及的管组件的长度L、填充管内径D和投影的柱塞面积APlunger,以及恒定粘度和柱塞摩擦的情况下,等式8得出填充柱塞力和填充流量之间的线性关系。这条线的y截距可以是柱塞摩擦力,并且这条线的斜率具有除粘度之外的所有已知常数。通过以多种流量填充针筒512并测量填充力,可以生成表示柱塞力与填充流量的多条线的图。这些计算都可以由控制器590执行,并且结果被显示或用于进一步的算法计算。图9示出了表示对于造影剂的粘度μ值的柱塞力与填充流量的多条线的图的非限制性实施例的图。图9所示的柱塞力和流量图的线性回归可以提供斜率,该斜率可以用于确定造影剂的粘度的估计值。该示例反映了层流,但是该示例可以延伸到非线性和/或瞬态和/或非层流(例如湍流)流动。
在第五个示例中,可使用一个或多个检测总空气的传感器(例如,空气传感器)来确定造影剂的粘度的估计值。在一种情况下,两个传感器可以与动力流体注射器500一起使用。第一空气传感器可定位在针筒512的远端附近,并且第二空气传感器可以沿着流体路径向下定位在远端(例如,在阀506处或附近的位置处)。在时间i从针筒j流出的流量由
Figure BDA0003977053870000402
表示,并且可以通过方程9与活塞513的位移相关:
Figure BDA0003977053870000411
其中A0j,i是零压力下针筒512和柱塞514的横截面积,并且Δyj,i是柱塞514移动的距离。方程9假设活塞移动生成最小压力Δyj,i。这个条件是需要的,因为压力使弹性组件变形,例如经常用作动力流体注射器500的流体路径的一部分的管组件,使得弹性变形可以影响管组件的直径。为了确定造影剂的粘度的估计值,可以驱动柱塞514以生成恒定压力,如第一示例中那样。管组件的体积是已知的,并且可以测量填充空气传感器之间的体积的时间。测量的时间可以与填充时间和粘度之间的校准曲线进行比较。填充时间将随着液压阻力的增加而增加。一个时间常数τ是液压阻力和液压电容的乘积。可能需要五个时间常数(例如,5τ)来达到稳态,即填充时间加上释放压力的时间。液压电容的影响,如应力下的弹性变形,也得到很好的表征。因此,由于测量了压力,所以可以使用方程9来确定液压阻力。
参考第五个示例,空针筒512可安装在动力流体注射器500中,然后第二针筒512b可填充有造影剂。控制器590可以关闭阀506并且可以打开阀502、504。控制器590可致动第二针筒512b的柱塞514以使流体流向第一针筒512a。控制器590可以确定以已知流量填充第二针筒512b和第一针筒512a之间的流体路径的体积的时间量。控制器590可以基于填充流体路径的体积的时间量来确定造影剂的粘度的估计。可以执行动力流体注射器500的灌注操作,例如以从生理盐水流体路径移除造影剂并移除空气。
在第六示例中,非线性压力波形可用于对流体产生影响。这些影响可能包括将流体流动从层流转变为湍流。这样,湍流转变处的流量与流体粘度相关。可以使用诸如加速计的传感器来检测湍流以测量振动。流体速度矢量的突然变化是加速度,并且可用于识别压力-流量曲线上的湍流和层流之间的拐点。方程4识别了由于横截面的变化导致的惯性液压阻力,这可以加速流体,使得加速度计可以测量加速度。这些效果还可以包括引起流体空化以创建可检测的空气泡。空化发生时的压力或流量取决于流体粘度。这些效果还可以包括剪切现有的气泡,并使用流量和空气检测信号来确定粘度的估计。气泡在流体内剪切的流量取决于流体粘度。这些影响还可以包括随着流速的增加引起湍流的开始和持续。
在第七个示例中,可使用主动流体控制组件来确定造影剂的粘度的估计值。主动流体控制组件可能是期望的,因为主动流体控制组件允许柱塞移动和流体控制移动的不同组合。例如,旋塞可以在各种压力波形下打开或关闭,包括位置和时间之间的线性、多项式、指数和阶跃关系。然后可以测量流体流出主动流体控制组件以释放压力的时间,并与流体粘度相关联。
尽管基于目前认为最实用和优选的实施例,出于说明的目的对本公开进行了详细描述,但是应当理解,这样的详细描述仅用于该目的,并且本公开不限于所公开的实施例,但相反,旨在涵盖在所附权利要求的精神实质和范围内的修改和等同布置。例如,应当理解,本公开预期在可能的范围内,任何实施例或方面的一个或多个特征可以与任何其他实施例或方面的一个或多个特征组合。

Claims (69)

1.用于控制流体注射系统的方法,包括:
使用至少一个处理器确定动力注射方案的至少一个特征,其中,所述动力注射方案的至少一个特征与所述动力注射方案中涉及的医疗流体相关联;
基于所述动力注射方案的至少一个特征,使用所述至少一个处理器确定所述医疗流体的粘度的估计值;
基于所述医疗流体的粘度的估计值,使用所述至少一个处理器计算液压阻力分数;和
基于所述液压阻力分数,使用所述至少一个处理器确定所述动力注射方案中的动力流体注射器的马达的一个或多个马达控制器增益。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,确定所述动力注射方案的至少一个特征包括:
确定流过所述动力流体注射器的流体路径的孔口的生理盐水的稳态特征;
确定流过所述孔口的造影剂的稳态特征;和
计算特征比率,其中,所述特征比率是生理盐水的稳态特征与所述造影剂的稳态特征的比率,
其中,确定所述医疗流体的粘度的估计值包括:
基于所述特征比率确定所述造影剂的粘度的估计值;并且
其中,计算所述液压阻力分数包括:
基于所述造影剂的粘度的估计值计算所述液压阻力分数。
3.根据权利要求1或2所述的方法,还包括在所述动力流体注射器的马达上实现所述一个或多个马达控制器增益。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,所述马达是所述动力流体注射器的泵的马达,并且其中,所述动力流体注射器的泵包括:
配置用于驱动针筒的柱塞的活塞,或蠕动泵。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法,还包括确定所述特征比率是否满足阈值;
其中,计算所述液压阻力分数包括基于确定所述特征比率满足所述阈值来计算所述液压阻力分数。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,确定所述特征比率是否满足所述阈值包括确定所述特征比率是否满足等于1的阈值。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的方法,其中,流过所述孔口的生理盐水的稳态特征包括基于生理盐水的恒定压力流过所述孔口的生理盐水的稳态流量;
其中,流过所述孔口的所述造影剂的稳态特征包括基于所述造影剂的恒定压力流过所述孔口的所述造影剂的稳态流量;
其中,所述特征比率包括流量比率,其中所述流量比率是生理盐水的稳态流量与所述造影剂的稳态流量的比率;并且
其中,计算所述特征比率包括基于生理盐水的稳态流量和所述造影剂的稳态流量计算所述流量比率。
8.根据权利要求2-7中任一项所述的方法,其中,流过所述孔口的生理盐水的稳态特征包括基于生理盐水的恒定流量流过所述孔口的生理盐水的稳态压力;
其中,流过所述孔口的所述造影剂的稳态特征包括基于所述造影剂的恒定流量流过所述孔口的所述造影剂的稳态压力;
其中,所述特征比率包括压力比率,其中,所述压力比率是生理盐水的稳态压力与所述造影剂的稳态压力的比率;并且
其中,计算所述特征比率包括基于生理盐水的稳态压力和所述造影剂的稳态压力计算所述压力比率。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法,还包括确定所述动力注射方案中涉及的所述医疗流体的液压电容值,
其中,确定所述马达控制器增益包括基于所述动力注射方案中涉及的所述医疗流体的液压电容值来确定所述马达控制器增益。
10.根据权利要求1所述的方法,其中,确定所述动力注射方案的至少一个特征包括:
当所述动力注射方案处于真空填充状态时确定所述动力注射方案的第一压力,其中,当所述动力注射方案处于所述真空填充状态时,关闭所述动力注射方案以不接收流体储器中的所述医疗流体;
当所述动力注射方案处于正常填充状态时确定所述动力注射方案的第二压力,其中,当所述动力注射方案处于所述正常填充状态时,打开所述动力注射方案以接收所述流体储器中的医疗流体;和
基于所述动力注射方案的第一压力和所述动力注射方案的第二压力计算所述真空填充状态和所述正常填充状态之间的所述动力注射方案的压力差;
其中,确定所述医疗流体的粘度的估计值包括:基于所述真空填充状态和所述正常填充状态之间的所述动力注射方案的压力差来确定所述医疗流体的粘度的估计值。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,当所述动力注射方案处于所述真空填充状态时确定所述动力注射方案的第一压力包括:
当所述动力注射方案处于所述真空填充状态时,确定施加在泵的力组件上的稳态力;和
当所述动力注射方案处于所述真空填充状态时,确定所述泵的力组件的移动速度。
12.根据权利要求10或11所述的方法,其中,当所述动力注射方案处于所述正常填充状态时确定所述动力注射方案的第二压力包括:
当所述动力注射方案处于所述正常填充状态时确定施加在所述泵的力组件上的稳态力;和
当所述动力注射方案处于所述正常填充状态时确定所述泵的力组件的移动速度。
13.根据权利要求1所述的方法,其中,确定所述动力注射方案的至少一个特征包括:
在流体储器的多个填充操作中的所述流体储器的每个填充操作期间确定施加在泵的力组件上的力,其中,所述流体储器的每个填充操作包括为使用医疗流体填充所述流体储器而执行的操作;和
在所述流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间确定所述医疗流体通过孔口的填充流量;
其中,确定所述医疗流体的粘度的估计值包括基于在所述流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在所述泵的力组件上的所述力和在所述流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间通过所述孔口的所述填充流量来确定所述医疗流体的粘度的估计值。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,确认在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在所述泵的力组件上的所述力包括:
基于下列项中的至少一个来确定在所述流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在所述泵的力组件上的所述力:所述泵的力组件和所述流体储器的壁之间的摩擦量、所述泵的力组件的面积、所述医疗流体通过其流到所述流体储器的管组件的长度以及所述医疗流体通过其流到所述流体储器的所述管组件的直径。
15.根据权利要求13或14所述的方法,还包括基于在所述流体储器的多个填充操作的所述流体储器的每个填充操作期间施加在所述泵的力组件上的所述力和在所述流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间所述医疗流体通过所述孔口的填充流量来执行线性回归计算;
其中,确定所述医疗流体的粘度的估计值包括基于所述线性回归计算确定所述医疗流体的粘度的估计值。
16.根据权利要求1所述的方法,其中,确定所述动力注射方案的至少一个特征包括:
控制所述动力流体注射器的泵的力组件以执行填充流体路径的操作;和
确定所述流体路径的填充时间,其中所述流体路径的填充时间包括所述流体路径的体积被所述医疗流体填充的时间量;
其中,确定所述医疗流体的粘度的估计值包括基于所述流体路径的填充时间确定所述医疗流体的粘度的估计值。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,控制所述动力流体注射器的泵的力组件以填充所述流体路径包括:控制所述动力流体注射器的泵的力组件以在填充所述流体路径的所述操作期间生成恒定压力;和
其中,计算所述液压阻力分数包括基于以下至少一项的值计算所述液压阻力分数:所述恒定压力、所述泵的力组件的面积、在填充所述流体路径的所述操作期间所述泵的力组件行进的距离以及所述流体路径的填充时间。
18.根据权利要求1所述的方法,其中,确定所述动力注射方案的至少一个特征包括:
控制所述动力流体注射器的泵的力组件以提供所述医疗流体在所述流体注射系统的管组件的内腔中的流体流动;
控制所述动力流体注射器的泵的力组件以改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况;和
检测与改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况相关联的特征;
其中,确定所述医疗流体的粘度的估计值包括基于与改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况相关联的所述特征来确定所述医疗流体的粘度的估计值。
19.根据权利要求18所述的方法,其中,控制所述动力流体注射器的泵的力组件以提供流体在所述管组件的内腔中的流体流动包括:控制所述动力流体注射器的泵的力组件以提供流体在所述管组件的内腔中的层流流动;
其中控制所述动力流体注射器的泵的力组件以改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况包括:控制所述动力流体注射器的泵的力组件以从流体在所述管组件的内腔中的层流流动转变为流体在所述管组件的内腔中的湍流流动。
20.根据权利要求18或19所述的方法,其中,控制所述动力流体注射器的泵的力组件以改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况包括:控制所述动力流体注射器的泵的力组件以在所述医疗流体中引起空化。
21.根据权利要求18-20中任一项所述的方法,其中,控制所述动力流体注射器的泵的力组件以改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况包括:控制所述动力流体注射器的泵的力组件以剪切所述医疗流体中存在的一个或多个空气泡。
22.根据权利要求18-21中任一项所述的方法,其中,控制所述动力流体注射器的泵的力组件以改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况包括:控制所述动力流体注射器的泵的力组件以在所述医疗流体中创建湍流。
23.根据权利要求1所述的方法,其中,确定所述动力注射方案的至少一个特征包括确定流体从主动流体控制组件的高压侧流到所述主动流体控制组件的低压侧的时间间隔;和
其中,确定所述医疗流体的粘度的估计值包括基于所述时间间隔确定所述医疗流体的粘度的估计值。
24.用于控制流体注射系统的系统,包括至少一个处理器,所述至少一个处理器被编程或配置成:
确定动力注射方案的至少一个特征,其中,所述动力注射方案的至少一个特征与所述动力注射方案中涉及的医疗流体相关联;
基于所述动力注射方案的至少一个特征确定所述医疗流体的粘度的估计值;
基于所述医疗流体的粘度的估计值计算液压阻力分数;和
基于所述液压阻力分数确定所述动力注射方案中的动力流体注射器的马达的一个或多个马达控制器增益。
25.根据权利要求24所述的系统,其中,当确定所述动力注射方案的至少一个特征时,所述至少一个处理器被编程或配置成:
确定流过所述动力流体注射器的流体路径的孔口的生理盐水的稳态特征;
确定流过所述孔口的造影剂的稳态特征;和
计算特征比率,其中所述特征比率是生理盐水的稳态特征与所述造影剂的稳态特征的比率,
其中,当确定所述医疗流体的粘度的估计值时,所述至少一个处理器被编程或配置为基于所述特征比率确定所述造影剂的粘度的估计值;和
其中,当计算所述液压阻力分数时,所述至少一个处理器被编程或配置为基于所述造影剂的粘度的估计值来计算所述液压阻力分数。
26.根据权利要求24或25所述的系统,其中,所述至少一个处理器进一步被编程或配置成在所述动力流体注射器的马达上实现所述一个或多个马达控制器增益。
27.根据权利要求24-26中任一项所述的系统,其中,所述马达是所述动力流体注射器的泵的马达,并且其中,所述动力流体注射器的泵包括:配置成用于驱动针筒的柱塞的活塞;或蠕动泵。
28.根据权利要求24-27中任一项所述的系统,其中,所述至少一个处理器被进一步编程或配置成确定所述特征比率是否满足阈值;和
其中,当计算所述液压阻力分数时,所述至少一个处理器被编程或配置为基于确定所述特征比率满足所述阈值来计算所述液压阻力分数。
29.根据权利要求28所述的系统,其中,当确定所述特征比率是否满足所述阈值时,所述至少一个处理器被编程或配置为确定所述特征比率是否满足等于1的阈值。
30.根据权利要求25-29中任一项所述的系统,其中,流过所述孔口的生理盐水的稳态特征包括基于生理盐水的恒定压力流过所述孔口的生理盐水的稳态流量;
其中,流过所述孔口的所述造影剂的稳态特征包括基于所述造影剂的恒定压力流过所述孔口的所述造影剂的稳态流量;
其中,所述特征比率包括流量比率,其中,所述流量比率是生理盐水的稳态流量与所述造影剂的稳态流量的比率;和
其中,当计算所述特征比率时,所述至少一个处理器被编程或配置为基于生理盐水的稳态流量和所述造影剂的稳态流量来计算所述流量比率。
31.根据权利要求25-30中任一项所述的系统,其中,流过所述孔口的生理盐水的稳态特征包括基于生理盐水的恒定流量流过所述孔口的生理盐水的稳态压力;
其中,流过所述孔口的所述造影剂的稳态特征包括基于所述造影剂的恒定流量流过所述孔口的所述造影剂的稳态压力;
其中,所述特征比率包括压力比率,其中,所述压力比率是生理盐水的稳态压力与所述造影剂的稳态压力的比率;并且
其中,当计算所述特征比率时,所述至少一个处理器被编程或配置为基于生理盐水的稳态压力和所述造影剂的稳态压力来计算所述压力比率。
32.根据权利要求24-31中任一项所述的系统,其中,所述至少一个处理器被进一步编程或配置成确定所述动力注射方案中涉及的所述医疗流体的液压电容值,并且
其中,当确定所述马达控制器增益时,所述至少一个处理器被编程或配置成基于所述动力注射方案中涉及的所述医疗流体的所述液压电容值来确定所述马达控制器增益。
33.根据权利要求24所述的系统,其中,当确定所述动力注射方案的所述至少一个特征时,所述至少一个处理器被编程或配置成:
当所述动力注射方案处于真空填充状态时确定所述动力注射方案的第一压力,其中,当所述动力注射方案处于所述真空填充状态时,关闭所述动力注射方案以不接收流体储器中的所述医疗流体;
当所述动力注射方案处于正常填充状态时确定所述动力注射方案的第二压力,其中,当所述动力注射方案处于所述正常填充状态时,打开所述动力注射方案以接收所述流体储器中的医疗流体;和
基于所述动力注射方案的第一压力和所述动力注射方案的第二压力计算所述真空填充状态和所述正常填充状态之间的所述动力注射方案的压力差;
其中,当确定所述医疗流体的粘度的估计值时,所述至少一个处理器被编程或配置成基于所述真空填充状态和所述正常填充状态之间的所述动力注射方案的压力差来确定所述医疗流体的粘度的估计值。
34.根据权利要求33所述的系统,其中,当在所述动力注射方案处于所述真空填充状态时确定所述动力注射方案的第一压力时,所述至少一个处理器被编程或配置成:
当所述动力注射方案处于所述真空填充状态时,确定施加在泵的力组件上的稳态力;和
当所述动力注射方案处于所述真空填充状态时,确定所述泵的力组件的移动速度。
35.根据权利要求33或34所述的系统,其中,当在所述动力注射方案处于所述正常填充状态时确定所述动力注射方案的第二压力时,所述至少一个处理器被编程或配置成:
当所述动力注射方案处于所述正常填充状态时确定施加在所述泵的力组件上的稳态力;和
当所述动力注射方案处于所述正常填充状态时确定所述泵的力组件的移动速度。
36.根据权利要求24所述的系统,其中,当确定所述动力注射方案的至少一个特征时,所述至少一个处理器被编程或配置成:
在流体储器的多个填充操作中的所述流体储器的每个填充操作期间确定施加在泵的力组件上的力,其中,所述流体储器的每个填充操作包括为使用医疗流体填充所述流体储器而执行的操作;和
在所述流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间确定所述医疗流体通过孔口的填充流量;
其中,当确定所述医疗流体的粘度的估计值时,所述至少一个处理器被编程或配置为基于在所述流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在所述泵的力组件上的所述力和在所述流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间通过所述孔口的所述填充流量来确定所述医疗流体的粘度的估计值。
37.根据权利要求36所述的系统,其中,当确定在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在所述泵的力组件上的所述力时,所述至少一个处理器被编程或配置成基于下列项中的至少一个来确定在所述流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在所述泵的力组件上的所述力:所述泵的力组件和所述流体储器的壁之间的摩擦量、所述泵的力组件的面积、所述医疗流体通过其流到所述流体储器的管组件的长度以及所述医疗流体通过其流到所述流体储器的所述管组件的直径。
38.根据权利要求36或37所述的系统,其中,所述至少一个处理器进一步被编程或配置成基于在所述流体储器的多个填充操作的所述流体储器的每个填充操作期间施加在所述泵的力组件上的所述力和在所述流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间所述医疗流体通过所述孔口的填充流量来执行线性回归计算;和
其中,当确定所述医疗流体的粘度的估计值时,所述至少一个处理器被编程或配置为基于所述线性回归计算确定所述医疗流体的粘度的估计值。
39.根据权利要求24所述的系统,其中,当确定所述动力注射方案的至少一个特征时,所述至少一个处理器被编程或配置成:
控制所述动力流体注射器的泵的力组件以执行填充流体路径的操作;和
确定所述流体路径的填充时间,其中,所述流体路径的填充时间包括所述流体路径的体积被所述医疗流体填充的时间量;
其中,当确定所述医疗流体的粘度的估计值时,所述至少一个处理器被编程或配置成基于所述流体路径的填充时间来确定所述医疗流体的粘度的估计值。
40.根据权利要求39所述的系统,其中,当控制所述动力流体注射器的泵的力组件以填充所述流体路径时,所述至少一个处理器被编程或配置成控制所述动力流体注射器的泵的力组件以在填充所述流体路径的所述操作期间生成恒定压力;
其中,当计算所述液压阻力分数时,所述至少一个处理器被编程或配置成基于以下至少一项的值计算所述液压阻力分数:所述恒定压力、所述泵的力组件的面积、在填充所述流体路径的所述操作期间所述泵的力组件行进的距离以及所述流体路径的填充时间。
41.根据权利要求24所述的系统,其中,当确定所述动力注射方案的至少一个特征时,所述至少一个处理器被编程或配置成:
控制所述动力流体注射器的泵的力组件以提供所述医疗流体在所述流体注射系统的管组件的内腔中的流体流动;
控制所述动力流体注射器的泵的力组件以改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况;和
检测与改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况相关联的特征;并且
其中,当确定所述医疗流体的粘度的估计值时,所述至少一个处理器被编程或配置成基于与改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况相关联的所述特征来确定所述医疗流体的粘度的估计值。
42.根据权利要求41所述的系统,其中,当控制所述动力流体注射器的泵的力组件以提供流体在所述管组件的内腔中的流体流动时,所述至少一个处理器被编程或配置成控制所述动力流体注射器的泵的力组件以提供流体在所述管组件的内腔中的层流流动;和
其中,当控制所述动力流体注射器的泵的力组件以改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况时,所述至少一个处理器被编程或配置成控制所述动力流体注射器的泵的力组件从流体在所述管组件的内腔中的层流流动转变为流体在所述管组件的内腔中的湍流流动。
43.根据权利要求41或42所述的系统,其中,当控制所述动力流体注射器的泵的力组件以改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况时,所述至少一个处理器被编程或配置成控制所述动力流体注射器的泵的力组件以在所述医疗流体中引起空化。
44.根据权利要求41-43中任一项所述的系统,其中,当控制所述动力流体注射器的泵的力组件以改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况时,所述至少一个处理器被编程或配置成控制所述动力流体注射器的泵的力组件以剪切所述医疗流体中存在的一个或多个空气泡。
45.根据权利要求41-44中任一项所述的系统,其中,当控制所述动力流体注射器的泵的力组件以改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况时,所述至少一个处理器被编程或配置成控制所述动力流体注射器的泵的力组件以在所述医疗流体中创建湍流。
46.根据权利要求24所述的系统,其中,当确定所述动力注射方案的至少一个特征时,所述至少一个处理器被编程或配置成确定流体从主动流体控制组件的高压侧流到所述主动流体控制组件的低压侧的时间间隔;和
其中,当确定所述医疗流体的粘度的估计值时,所述至少一个处理器被编程或配置为基于所述时间间隔确定所述医疗流体的粘度的估计值。
47.用于控制流体注射系统的计算机程序产品,所述计算机程序产品包括至少一个非暂时性计算机可读介质,所述至少一个非暂时性计算机可读介质包括一个或多个指令,所述一个或多个指令在由至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器:
确定动力注射方案的至少一个特征,其中,所述动力注射方案的至少一个特征与所述动力注射方案中涉及的医疗流体相关联;
基于所述动力注射方案的至少一个特征确定所述医疗流体的粘度的估计值;
基于所述医疗流体的粘度的估计值计算液压阻力分数;和
基于所述液压阻力分数确定所述动力注射方案中的动力流体注射器的马达的一个或多个马达控制器增益。
48.根据权利要求47所述的计算机程序产品,其中,使所述至少一个处理器确定所述动力注射方案的至少一个特征的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器:
确定流过所述动力流体注射器的流体路径的孔口的生理盐水的稳态特征;
确定流过所述孔口的造影剂的稳态特征;和
计算特征比率,其中,所述特征比率是生理盐水的稳态特征与所述造影剂的稳态特征的比率,
其中,使所述至少一个处理器确定所述医疗流体的粘度的估计值的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器基于所述特征比率确定所述造影剂的粘度的估计值;和
其中,使所述至少一个处理器计算所述液压阻力分数的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器基于所述造影剂的粘度的估计值来计算所述液压阻力分数。
49.根据权利要求47或48所述的计算机程序产品,其中,所述一个或多个指令进一步使所述至少一个处理器在所述动力流体注射器的马达上实现所述一个或多个马达控制器增益。
50.根据权利要求47-49中任一项所述的计算机程序产品,其中,所述马达是所述动力流体注射器的泵的马达,并且其中,所述动力流体注射器的泵包括配置成用于驱动针筒的柱塞的活塞;或蠕动泵。
51.根据权利要求47-50中任一项所述的计算机程序产品,其中,所述一个或多个指令进一步使所述至少一个处理器确定所述特征比率是否满足阈值;和
其中,使所述至少一个处理器计算所述液压阻力分数的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器基于确定所述特征比率满足所述阈值来计算所述液压阻力分数。
52.根据权利要求51所述的计算机程序产品,其中,使所述至少一个处理器确定所述特征比率是否满足所述阈值的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器:
确定所述特征比率是否满足等于1的阈值。
53.根据权利要求48-52中任一项所述的计算机程序产品,其中,流过所述孔口的生理盐水的稳态特征包括基于生理盐水的恒定压力流过所述孔口的生理盐水的稳态流量;
其中,流过所述孔口的所述造影剂的稳态特征包括基于所述造影剂的恒定压力流过所述孔口的所述造影剂的稳态流量;
其中,所述特征比率包括流量比率,其中,所述流量比率是生理盐水的稳态流量与所述造影剂的稳态流量的比率;和
其中,使所述至少一个处理器计算所述特征比率的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器基于生理盐水的稳态流量和所述造影剂的稳态流量来计算所述流量比率。
54.根据权利要求48-53中任一项所述的计算机程序产品,其中,流过所述孔口的生理盐水的稳态特征包括基于生理盐水的恒定流量流过所述孔口的生理盐水的稳态压力;
其中,流过所述孔口的所述造影剂的稳态特征包括基于所述造影剂的恒定流量流过所述孔口的所述造影剂的稳态压力;
其中,所述特征比率包括压力比率,其中,所述压力比率是生理盐水的稳态压力与所述造影剂的稳态压力的比率;和
其中,使所述至少一个处理器计算所述特征比率的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器基于生理盐水的稳态压力和所述造影剂的稳态压力来计算所述压力比率。
55.根据权利要求47-54中任一项所述的计算机程序产品,其中,所述一个或多个指令还使所述至少一个处理器确定所述动力注射方案中涉及的所述医疗流体的液压电容值,并且
其中,使所述至少一个处理器确定所述马达控制器增益的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器基于所述动力注射方案中涉及的所述医疗流体的所述液压电容值来确定所述马达控制器增益。
56.根据权利要求47所述的计算机程序产品,其中,使所述至少一个处理器确定所述动力注射方案的所述至少一个特征的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器:
当所述动力注射方案处于真空填充状态时确定所述动力注射方案的第一压力,其中当所述动力注射方案处于所述真空填充状态时,关闭所述动力注射方案以不接收流体储器中的所述医疗流体;
当所述动力注射方案处于正常填充状态时确定所述动力注射方案的第二压力,其中当所述动力注射方案处于所述正常填充状态时,打开所述动力注射方案以接收所述流体储器中的医疗流体;和
基于所述动力注射方案的第一压力和所述动力注射方案的第二压力计算所述真空填充状态和所述正常填充状态之间的所述动力注射方案的压力差;
其中,使所述至少一个处理器确定所述医疗流体的粘度的估计值的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器基于所述真空填充状态和所述正常填充状态之间的所述动力注射方案的压力差来确定所述医疗流体的粘度的估计值。
57.根据权利要求56所述的计算机程序产品,其中,使得所述至少一个处理器在所述动力注射方案处于所述真空填充状态时确定所述动力注射方案的第一压力的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器:
当所述动力注射方案处于所述真空填充状态时,确定施加在泵的力组件上的稳态力;和
当所述动力注射方案处于所述真空填充状态时,确定所述泵的力组件的移动速度。
58.根据权利要求56或57所述的计算机程序产品,其中,使所述至少一个处理器在所述动力注射方案处于所述正常填充状态时确定所述动力注射方案的第二压力的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器:
当所述动力注射方案处于所述正常填充状态时确定施加在所述泵的力组件上的稳态力;和
当所述动力注射方案处于所述正常填充状态时确定所述泵的力组件的移动速度。
59.根据权利要求47所述的计算机程序产品,其中,使所述至少一个处理器确定所述动力注射方案的所述至少一个特征的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器:
在流体储器的多个填充操作中的所述流体储器的每个填充操作期间确定施加在泵的力组件上的力,其中所述流体储器的每个填充操作包括为使用医疗流体填充所述流体储器而执行的操作;和
在所述流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间确定所述医疗流体通过孔口的填充流量;
其中,使所述至少一个处理器确定所述医疗流体的粘度的估计值的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器基于在所述流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在所述泵的力组件上的所述力和在所述流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间通过所述孔口的所述填充流量来确定所述医疗流体的粘度的估计值。
60.根据权利要求59所述的计算机程序产品,其中,使所述至少一个处理器确定在流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在所述泵的力组件上的所述力的所述一个或多个指令,使所述至少一个处理器基于下列项中的至少一个来确定在所述流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间施加在所述泵的力组件上的所述力:所述泵的力组件和所述流体储器的壁之间的摩擦量、所述泵的力组件的面积、所述医疗流体通过其流到所述流体储器的管组件的长度以及所述医疗流体通过其流到所述流体储器的所述管组件的直径。
61.根据权利要求59或60所述的计算机程序产品,其中,所述一个或多个指令还使所述至少一个处理器基于在所述流体储器的多个填充操作的所述流体储器的每个填充操作期间施加在所述泵的力组件上的所述力和在所述流体储器的多个填充操作中的每个填充操作期间所述医疗流体通过所述孔口的填充流量来执行线性回归计算;和
其中,使所述至少一个处理器确定所述医疗流体的粘度的估计值的所述一个或多个指令,使所述至少一个处理器基于所述线性回归计算确定所述医疗流体的粘度的估计值。
62.根据权利要求47所述的计算机程序产品,其中,使所述至少一个处理器确定所述动力注射方案的至少一个特征的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器:
控制所述动力流体注射器的泵的力组件以执行填充流体路径的操作;和
确定所述流体路径的填充时间,其中,所述流体路径的填充时间包括所述流体路径的体积被所述医疗流体填充的时间量;
其中,使所述至少一个处理器确定所述医疗流体的粘度的估计值的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器基于所述流体路径的填充时间来确定所述医疗流体的粘度的估计值。
63.根据权利要求62所述的计算机程序产品,其中,使所述至少一个处理器控制所述动力流体注射器的泵的力组件以填充所述流体路径的所述一个或多个指令,使所述至少一个处理器控制所述动力流体注射器的泵的力组件以在填充所述流体路径的所述操作期间生成恒定压力;和
其中,使所述至少一个处理器计算所述液压阻力分数的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器基于以下至少一项的值计算所述液压阻力分数:所述恒定压力、所述泵的力组件的面积、在填充所述流体路径的所述操作期间所述泵的力组件行进的距离、以及所述流体路径的填充时间。
64.根据权利要求47所述的计算机程序产品,其中,使所述至少一个处理器确定所述动力注射方案的所述至少一个特征的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器:
控制所述动力流体注射器的泵的力组件以提供所述医疗流体在所述流体注射系统的管组件的内腔中的流体流动;
控制所述动力流体注射器的泵的力组件以改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况;和
检测与改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况相关联的特征;
其中,使所述至少一个处理器确定所述医疗流体的粘度的估计值的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器基于与改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况相关联的所述特征来确定所述医疗流体的粘度的估计值。
65.根据权利要求64所述的计算机程序产品,其中,使所述至少一个处理器控制所述动力流体注射器的泵的力组件以提供流体在所述管组件的内腔中的流体流动的所述一个或多个指令,使所述至少一个处理器控制所述动力流体注射器的泵的力组件以提供流体在所述管组件的内腔中的层流流动;和
其中,使所述至少一个处理器控制所述动力流体注射器的泵的力组件以改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况的所述一个或多个指令,使所述至少一个处理器控制所述动力流体注射器的泵的力组件以从流体在所述管组件的内腔中的层流流动转变为流体在所述管组件的内腔中的湍流流动。
66.根据权利要求64或65所述的计算机程序产品,其中,使所述至少一个处理器控制所述动力流体注射器的泵的力组件以改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况的所述一个或多个指令,使所述至少一个处理器控制所述动力流体注射器的泵的力组件以在所述医疗流体中引起空化。
67.根据权利要求64-66中任一项所述的计算机程序产品,其中,使所述至少一个处理器控制所述动力流体注射器的泵的力组件以改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况的所述一个或多个指令,使所述至少一个处理器控制所述动力流体注射器的泵的力组件以剪切所述医疗流体中存在的一个或多个空气泡。
68.根据权利要求64-67中任一项所述的计算机程序产品,其中,使所述至少一个处理器控制所述动力流体注射器的泵的力组件以改变所述医疗流体在所述管组件的内腔中的流体流动的至少一种情况的所述一个或多个指令,使所述至少一个处理器控制所述动力流体注射器的泵的力组件以在所述医疗流体中创建湍流。
69.根据权利要求47所述的计算机程序产品,其中,使所述至少一个处理器确定所述动力注射方案的至少一个特征的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器:
确定流体从主动流体控制组件的高压侧流到所述主动流体控制组件的低压侧的时间间隔;
其中,使所述至少一个处理器确定所述医疗流体的粘度的估计值的所述一个或多个指令使所述至少一个处理器基于所述时间间隔确定所述医疗流体的粘度的估计值。
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