JP2004008798A - 注入装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ボーラス注入と放射線検査装置による測定の開始との時間的協調を改善する。
【解決手段】患者(11)に物質(9,9B,9C)を制御しながら手動注入するための手動操作式注入器(3、3A,3B,3C)を備えた放射線検査用注入装置(1、1A,1C)は、注入すべき物質(9,9B,9C)を充填した容器(31)の充填状態を検出するための充填状態検出手段(4,12,4A,21,17C,31)を有する。充填状態を検出するために、容器(31)内に占める物質(9,9B,9C)のボリュームを直接的に測定するか注入装置(1、1A,1C)の構成部分(5)の位置を測定することにより間接的に測定するかのいずれかが可能であり、構成部分の位置は占められているボリュームと相関する。
【選択図】 図1
【解決手段】患者(11)に物質(9,9B,9C)を制御しながら手動注入するための手動操作式注入器(3、3A,3B,3C)を備えた放射線検査用注入装置(1、1A,1C)は、注入すべき物質(9,9B,9C)を充填した容器(31)の充填状態を検出するための充填状態検出手段(4,12,4A,21,17C,31)を有する。充填状態を検出するために、容器(31)内に占める物質(9,9B,9C)のボリュームを直接的に測定するか注入装置(1、1A,1C)の構成部分(5)の位置を測定することにより間接的に測定するかのいずれかが可能であり、構成部分の位置は占められているボリュームと相関する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手動操作式注入器を備えた放射線検査用注入装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
放射線検査では液体に溶解した造影剤が投与されることが多い。このいわゆるボーラス注入は、放射線検査装置による組織撮像時に比較的強いコントラストを作り出す。コントラストが改善されるだけでなく、造影剤が組織内に配分される時間的順序からボーラス注入の時間が決められるので、例えば血液組織関門の障害に関する示唆を得ることができる。この技術の再現性および高い質の基礎には、ボーラス注入と放射線検査装置による測定の開始との時間的協調すなわちタイミングがある。多くの場合、このボーラス注入は医師によって注射器により手動で実施される。この場合、注入の時点は放射線検査装置の操作者への呼びかけにより伝達される。そのほかに、端末器を通じて制御される機械式注入器も使用される。この種の注入器は、自動化されたボーラス注入が一般に患者側で直接的に監視されないので、トラブルが生じた場合発見が遅れてしまうという欠点を持つ。注入中に発生する可能性のあるトラブルは例えば注入管の漏出もしくは注入管の断裂である。
【0003】
造影密度調節装置はすでに公知である(例えば、特許文献1参照)。この装置は投与ユニットに接続されているセンサから成る。このセンサは身体の各領域における造影剤濃度もしくは造影密度を測定することができる。測定値と目標値との比較は制御パルスへ変換され、これがポンプ装置へ伝送される。
【0004】
空になりつつある場合にも一定の圧力を液体に及ぼす殺菌性の無菌生理学的液体を連続的に供給する装置は公知である(例えば、特許文献2参照)。
【0005】
注入剤の形状、粘度および流動抵抗に依存しない一定の注入能力を有する、X線造影剤用の注入装置も公知である(例えば、特許文献3参照)。
【0006】
身体組織中に存在する少なくとも1つの物質の濃度を、マイクロプロセッサによって制御されるポンプ・吸入装置により測定する装置が公知である(例えば、特許文献4参照)。
【0007】
【特許文献1】
独国特許出願公開第19647701号明細書
【特許文献2】
西独特許第3419347号明細書
【特許文献3】
独国特許第1566585号明細書
【特許文献4】
西独特許出願公開第4123441号明細書
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ボーラス注入と放射線検査装置による測定の開始との時間的協調の改善が得られる、手動操作式注入器を備えた注入装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この課題は、患者に物質を制御しながら手動注入するための手動操作式注入器を備えた放射線検査用注入装置において、注入すべき物質を充填した容器の充填状態を検出するための充填状態検出手段が設けられていることによって解決される。これは、例えば液体に溶解した造影剤によって支援される放射線検査と容器の充填状態との、確実なかつ口頭でのコミュニケーションに依存しない同期化を可能にする。例えば、充填状態検出手段が充填状態にあるかもはやないかを検出する時点に信号が発生される。従って、本発明によれば、注入すべき物質の投与の時間経過が記録されるような、経過を制御されている手動注入が可能になる。この場合、注入すべき物質は例えば造影剤もしくは薬剤であってよい。
【0010】
この注入装置の有利な実施態様は、充填状態検出手段が、容器が空になる際に注入器の構成部分が通過する通過点を検出することを特徴とする。これは、例えば空になる速度に依存せずに、1つもしくは複数の通過点を通過する構成部分の動きのみを記録することができるという利点を持つ。この場合、構成部分の動きは容器が空になることと結びついている。例えば、構成部分は空になることを直接引き起こすことができる、あるいは空になることを引き起こす構成部分と構造上結びついているので、その結果2つの構成部分の動きが相関する。
【0011】
この注入装置の望ましい実施態様では、容器内の注入すべき物質が注入過程に基づいて一時的に、大きさが充填状態検出手段によって検出されるボリュームをとる。これは、一時的に占められるボリュームを測定するために例えば放射線検査を実施する画像検査装置を使用できるという利点を持つ。また、これは充填状態に関する情報が、例えばMR撮像におけるそのつどの像形成において直接得られるという別の利点も持つ。
【0012】
望ましい別の実施態様では、容器が物質を注入器から患者へ搬送する管と結合しているマーキングボリュームを含み、マーキングボリュームの充填状態は物質に作用する圧力に依存している。
【0013】
容器が注入器から分離されていることは、両者が互いに依存しないで位置決めされるという利点を持つ。注入時に物質に作用する圧力はマーキングボリュームの充填状態に関係する。このようにして、充填状態は注入過程と相関するので、ここでも充填状態を検出することが注入と放射線検査装置による測定の開始との時間的協調の改善を可能にする。
【0014】
有利な別の実施態様では、充填状態検出手段が、注入すべき物質を充填したマーキングボリュームを含みこのマーキングボリュームが圧力に反応する膜によりガスリザーバから分離されているマーカを有する。この場合、ガスリザーバは第1にマーキングボリュームにおける充填状態の変更を可能にする補償ボリュームとして役立ち、第2に像形成において物質と気体との間のコントラストを増強することにより充填状態の評価を明瞭化する。
【0015】
別の実施態様ではマーカが、放射線検査装置(特にCT装置もしくはMR装置)の撮像領域内に、注入すべき物質を充填したマーキングボリュームの充填状態の変更が放射線検査装置により検出可能であるように配置されている。撮像領域を可変に設定できる場合、一方では複数のマーカを用いて可能性のある各撮像領域を利用できると有利であり、他方では変化する撮像領域と一緒にマーカを移動させるとより有利である。
【0016】
有利な別の実施態様では、充填状態検出手段が複数の種々の充填状態を検出するために形成され、注入の時間的経過、特に注入の開始および/または終了を検出することができる。時間的経過からは例えば注入過程の持続時間を推測できる。
【0017】
有利な別の実施態様では、容器が注入器のリザーバである。これは、充填状態検出手段を注入器と一体のユニットとして構成できるという利点を持つ。
【0018】
別の実施態様では、注入器がピストンポンプとして形成されている。ピストンポンプの例としては例えば注射器がある。
【0019】
有利な別の実施態様では、充填状態検出手段が、初期充填状態からの出発もしくは終期充填状態への到達を検知するスイッチを含む。
【0020】
別の実施態様では、このスイッチが特に注入の開始時ないしは終了時にピストンによりとられる、ピストンポンプのピストンの初期位置もしくは終期位置を検出する。
【0021】
特別な実施態様では、充填状態検出手段が、注入の時間的経過を評価するための、特に注入の開始から終了までの時間を測定するための時限要素を含む。これは、注入の時間的経過の評価を完全に可能にし、かつ、注入過程の種々の時点および時間間隔、例えば注入の開始から終了までの時間間隔を電子情報として入手できるという利点を持つ。
【0022】
有利な実施態様では、充填状態検出手段が光ファイバー式スイッチ、磁気スイッチ、空気圧スイッチ、空気圧動的(pneumatic−dynamic)スイッチの少なくとも1つを含む。この種のスイッチは頑丈かつ容易に殺菌可能もしくは廃棄可能であるように簡単に製造可能であるので、注入装置を日常的臨床用に適するように作成することができる。さらに、この種のスイッチは放射線検査の場合に例えば像品質における妨害を生じるような電気ケーブルもしくは強磁性構造部品を必要としない。例外は磁気スイッチであるが、この磁気スイッチは磁気共鳴装置では使用されないかもしくは妨害領域の外でしか使用されない。また、撮像領域への局部的なエネルギー供給なしに済ますことのできるスイッチもしくはセンサを使用することも有利である。これは、空気圧もしくは液圧原理に基づくスイッチの場合である。
【0023】
有利な実施態様では、充填状態検出手段が、特に放射線検査装置を制御するための制御データ用信号出力手段を含む。信号出力手段から出力される信号には例えば、放射線検査装置へ直接的に伝送できる、注入過程に関する情報(開始時点、終了時点、持続時間)がある。
【0024】
その他の実施態様では、充填状態検出手段が注入物質の投与に関する情報を制御ユニットへ伝送する手段を含む。これは、例えば注入の時間経過が標準的経過からずれた場合に警報信号を発することを可能にする。
【0025】
この注入装置の別の適用例は、効き目の改善を達成可能な例えば同一のもしくは異なった薬剤を複数回注入する場合に関する。この場合、制御ユニットを用いた注入と特別な時限要素との時間的協調が行われる。
【0026】
特に有利な実施態様では、この注入装置が放射線検査装置、特に磁気共鳴トモグラフィ装置と一緒に用いられる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下において本発明の3つの実施例について図1〜8に基づいて説明する。
【0028】
図1には、物質(特に放射線検査用の造影剤)9を制御しながら注入する注入装置1が示されている。この注入装置1は手動操作式注入器3および制御ユニット4を含む。注入器3は注射器の形でピストン5およびシリンダ7から構成されている。
【0029】
注入すべき物質9は、注入器3のピストンおよびシリンダから形成されている容器(リザーバ)内に存在する。物質はピストン5をシリンダ7内へ挿入することにより管10を通じて患者11の静脈内へ注入される。従って、ピストン5の位置は容器の充填状態を決定する。注入器3にはピストン5が通過するシリンダ7の2つの通過点に各1個のスイッチ12が固定されており、これらはいずれも制御ユニット4に接続され、ピストン5が通過点の1つに到達したことおよびリザーバが相応に充填されていることを制御ユニット4へ伝送する。スイッチ12は例えばピストンにおける金属リングにより作動される磁気スイッチであってもよい。
【0030】
制御ユニット4は2つの通過点を通過する間の時間間隔を測定する時限要素14を含み、この時間間隔が許容限界内にあるか否かを評価する。許容限界内にある場合、制御ユニット4の信号出力手段15に注入の開始時点を含む信号が与えられ、この信号が画像検査装置17へ伝送される。
【0031】
図2には注入器3Aおよび特に磁気共鳴装置と一緒に用いることのできる光ファイバー式スイッチを備えた注入装置1Aが示されている。光ファイバー式スイッチは光導体21、光源23および光センサ25から成る。制御ユニット4Aにおいて光源23の光は光導体21に入射する。そこから光導体21は注入器3Aの出口側へ到達する。そこで光は、注入すべき物質を有するシリンダ7Aを横断する結果既知の消失が生じ、続いて光導体21の第2の部分から、やはり制御ユニット4A内に存在する光センサ25へ伝搬される。ピストン5Aがシリンダ7Aの終端部に到達したら直ちにピストン5Aは光センサ25への光の伝送を遮断する。これは制御ユニット4Aにおいて、ピストン5Aが注入器3Aの容器を完全に充填したという情報を有する電子信号を発生させる。従って、物質はもはや貯蔵されておらず、注入は終了している。別の光ファイバー式スイッチをピストン5Aの別の通過点を検査するために注入器3Aに取り付けることも可能であるので、ここでも時間に依存した充填状態が再び検出され、それによって注入経過も検出される。
【0032】
図3〜5には空気圧スイッチと空気圧動的スイッチとを併用した注入器3Bの変形が示されている。このスイッチはそれぞれガスを充填され注入過程中の圧力変化に曝されているリザーバ29,30から成る。圧力変化はガスを充填した管を通じて静的(空気圧スイッチ)又は動的(空気圧動的スイッチ)に測定される。圧力に感応するこれら2つのスイッチリザーバ29,30への管ならびに制御ユニット内のセンサは見やすくするために図には記入されていない。
【0033】
図3は注入開始時点におけるリザーバの充填状態を示している。2つのリザーバは初期状態の圧力下にあり、従って待機状態にある。空気圧動的スイッチのリザーバ29はピストン5Bで例えば親指によりシリンダ7B内へピストン5Bを挿入するためにピストン5Bに圧力が作用する場合に、この圧力がリザーバ29にも作用するように配置されている。このため、空気圧動的スイッチはピストン5Bが挿入された、すなわちシリンダ7Bの充填状態が変化したという徴候を検出する。
【0034】
図4は注入開始直後の時点における状態を示している。この場合、空気圧動的スイッチのリザーバ29の充填ボリュームはピストン5Bの挿入時の親指の圧力により減少させられている。空気圧動的スイッチは予め待機状態にあったので、制御ユニットへ伝送されそこで記録される圧力変化は、初期充填ボリュームがもはや存在しないこと、従って注入が開始されたことを意味する。
【0035】
図5には注入の終了時における状態が示されている。ピストン5Bがリザーバ30に当接することによって、空気圧スイッチのトーラス状リザーバ30内の圧力が上昇し、この圧力は圧力センサにより電気的信号に変換される。この信号はピストン5Bが空気圧スイッチのリザーバ30に当接している、すなわち注入すべき物質がもはや容器内に存在せず、従って注入が終了しているという情報を含む。
【0036】
やや変更された装置では、空気圧作用に基づくスイッチの代わりに液圧スイッチを使用できる。
【0037】
図6〜8には他の実施例としてマーカ31を有する注入装置1Cが示されている。この場合、マーカ31は医用画像検査装置17C、例えば磁気共鳴トモグラフィ装置の撮像領域内に配置されている。マーカ31は例えば医用検査装置17Cの患者寝台板に固定されており、従ってマーカ31は例えば種々の磁気共鳴トモグラフィ撮像において常に同一の既知の位置に存在することになる。
【0038】
マーカ31は、管10Cと結合し注入すべき物質9Cを充填しているマーキングボリューム31Cを備えた容器を含む。マーキングボリューム31Cの大きさは、注入過程中に管10C内に存在する圧力に依存する。
【0039】
マーカ31はそのほかに、圧力に反応する膜33により、注入すべき物質9Dから分離されているガスリザーバ35を含む。このガスリザーバ35は例えば磁気共鳴撮像の場合にマーキングボリューム31Aの周囲に良好なコントラストを作り出し、それによって充填状態の評価を容易にする。また、ガスリザーバ35のボリュームの大きさからマーカ31の充填状態も間接的に推測できる。
【0040】
図6には注入の開始前のマーカ31内のマーキングボリューム31Cの充填状態が示されている。ガスリザーバ35はマーキングボリューム31Cの大部分を占めている。物質9Cに圧力が作用しないので、膜33は弛緩した状態にある。
【0041】
図7には注入過程の瞬間撮像が示されている。液体物質9Cはピストン5Cへの圧力により注入される。この圧力は液体物質9Cに伝達され、その結果管10C内の圧力も上昇する。膜33は、圧縮されたガスリザーバ35内の圧力に基づく力と、物質9Cに作用する圧力の力による膜33の拡張に基づく張力とが平衡を保つまでたわむ。
【0042】
図8には注入後のマーカ内のマーキングボリュームの充填状態が示されている。管10C内には血管内の圧力に基づいて僅かに過圧が存在し、この過圧はマーカ31内の反作用力により再び相応に補償される。管内に残存する物質9Cを有するマーカ31の充填状態は注入前の充填状態よりやや大きい。
【0043】
大きさ、従って充填状態は、医用検査装置17Cの撮像において記録することができ、注入と撮像との間の時間的関係の事後評価を可能にする。
【0044】
さらに、例えば医用検査装置17Cによりマーカ31が存在する撮像領域を選択的に読み出すこともできる。従って、マーキングボリューム31Cの大きさ、従ってマーカ31の充填状態に関する情報は画像処理により、注入と同時に自動的に追跡でき、医用検査装置17Cの制御のために利用することができる。
【0045】
従って、注入装置1Cは注入過程を検出するための多面的な変形となる。というのは,注入すべき物質9Cを充填した容器の空間的寸法および変化を検出し記録するために、すなわち例えば検査装置の撮像を相応にマーキングするために検査装置17Cを利用できるからである。
【0046】
マーカ31内の充填状態の変化は代替的に、例えばピストンの位置変化の代わりに膜の位置変化を検出することによって、上述のスイッチを用いても測定できる。
【0047】
図1〜8には注入すべき物質9,9B,9Cを充填した容器31の充填状態を検出する例が示されている。この場合、第1にマーカ31において占められる、物質9Cのボリュームが直接的に測定されている。第2に充填状態は注入装置1,1A,1Bの構成部分5,5A,5Bの、占められているボリュームと相関する位置を測定することにより間接的に決定される。
【図面の簡単な説明】
【図1】注入過程の検出手段を2つのスイッチの形で含む手動操作式注入器を備えた放射線検査用の注入装置の概略図。
【図2】注入の終了を検出するための光ファイバー式スイッチを備えた注入器の概略図。
【図3】空気圧スイッチと空気圧動的スイッチとを併用した別の注入器の概略図。
【図4】空気圧スイッチと空気圧動的スイッチとを併用した別の注入器の概略図。
【図5】空気圧スイッチと空気圧動的スイッチとを併用した別の注入器の概略図。
【図6】放射線検査装置の撮像領域内に存在するマーカを備えた注入装置の他の実施例の概略図。
【図7】放射線検査装置の撮像領域内に存在するマーカを備えた注入装置の他の実施例の概略図。
【図8】放射線検査装置の撮像領域内に存在するマーカを備えた注入装置の他の実施例の概略図。
【符号の説明】
1 注入装置
3 注入器
4 制御ユニット
5 ピストン
7 シリンダ
9 注入すべき物質
10 管
11 患者
12 スイッチ
14 時限要素
15 信号出力手段
17 磁気共鳴トモグラフィ装置
21 光導体
23 光源
25 光センサ
29 空気圧動的スイッチのリザーバ
30 空気圧スイッチのリザーバ
31 マーカ
33 膜
35 ガスリザーバ
【発明の属する技術分野】
本発明は、手動操作式注入器を備えた放射線検査用注入装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
放射線検査では液体に溶解した造影剤が投与されることが多い。このいわゆるボーラス注入は、放射線検査装置による組織撮像時に比較的強いコントラストを作り出す。コントラストが改善されるだけでなく、造影剤が組織内に配分される時間的順序からボーラス注入の時間が決められるので、例えば血液組織関門の障害に関する示唆を得ることができる。この技術の再現性および高い質の基礎には、ボーラス注入と放射線検査装置による測定の開始との時間的協調すなわちタイミングがある。多くの場合、このボーラス注入は医師によって注射器により手動で実施される。この場合、注入の時点は放射線検査装置の操作者への呼びかけにより伝達される。そのほかに、端末器を通じて制御される機械式注入器も使用される。この種の注入器は、自動化されたボーラス注入が一般に患者側で直接的に監視されないので、トラブルが生じた場合発見が遅れてしまうという欠点を持つ。注入中に発生する可能性のあるトラブルは例えば注入管の漏出もしくは注入管の断裂である。
【0003】
造影密度調節装置はすでに公知である(例えば、特許文献1参照)。この装置は投与ユニットに接続されているセンサから成る。このセンサは身体の各領域における造影剤濃度もしくは造影密度を測定することができる。測定値と目標値との比較は制御パルスへ変換され、これがポンプ装置へ伝送される。
【0004】
空になりつつある場合にも一定の圧力を液体に及ぼす殺菌性の無菌生理学的液体を連続的に供給する装置は公知である(例えば、特許文献2参照)。
【0005】
注入剤の形状、粘度および流動抵抗に依存しない一定の注入能力を有する、X線造影剤用の注入装置も公知である(例えば、特許文献3参照)。
【0006】
身体組織中に存在する少なくとも1つの物質の濃度を、マイクロプロセッサによって制御されるポンプ・吸入装置により測定する装置が公知である(例えば、特許文献4参照)。
【0007】
【特許文献1】
独国特許出願公開第19647701号明細書
【特許文献2】
西独特許第3419347号明細書
【特許文献3】
独国特許第1566585号明細書
【特許文献4】
西独特許出願公開第4123441号明細書
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ボーラス注入と放射線検査装置による測定の開始との時間的協調の改善が得られる、手動操作式注入器を備えた注入装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この課題は、患者に物質を制御しながら手動注入するための手動操作式注入器を備えた放射線検査用注入装置において、注入すべき物質を充填した容器の充填状態を検出するための充填状態検出手段が設けられていることによって解決される。これは、例えば液体に溶解した造影剤によって支援される放射線検査と容器の充填状態との、確実なかつ口頭でのコミュニケーションに依存しない同期化を可能にする。例えば、充填状態検出手段が充填状態にあるかもはやないかを検出する時点に信号が発生される。従って、本発明によれば、注入すべき物質の投与の時間経過が記録されるような、経過を制御されている手動注入が可能になる。この場合、注入すべき物質は例えば造影剤もしくは薬剤であってよい。
【0010】
この注入装置の有利な実施態様は、充填状態検出手段が、容器が空になる際に注入器の構成部分が通過する通過点を検出することを特徴とする。これは、例えば空になる速度に依存せずに、1つもしくは複数の通過点を通過する構成部分の動きのみを記録することができるという利点を持つ。この場合、構成部分の動きは容器が空になることと結びついている。例えば、構成部分は空になることを直接引き起こすことができる、あるいは空になることを引き起こす構成部分と構造上結びついているので、その結果2つの構成部分の動きが相関する。
【0011】
この注入装置の望ましい実施態様では、容器内の注入すべき物質が注入過程に基づいて一時的に、大きさが充填状態検出手段によって検出されるボリュームをとる。これは、一時的に占められるボリュームを測定するために例えば放射線検査を実施する画像検査装置を使用できるという利点を持つ。また、これは充填状態に関する情報が、例えばMR撮像におけるそのつどの像形成において直接得られるという別の利点も持つ。
【0012】
望ましい別の実施態様では、容器が物質を注入器から患者へ搬送する管と結合しているマーキングボリュームを含み、マーキングボリュームの充填状態は物質に作用する圧力に依存している。
【0013】
容器が注入器から分離されていることは、両者が互いに依存しないで位置決めされるという利点を持つ。注入時に物質に作用する圧力はマーキングボリュームの充填状態に関係する。このようにして、充填状態は注入過程と相関するので、ここでも充填状態を検出することが注入と放射線検査装置による測定の開始との時間的協調の改善を可能にする。
【0014】
有利な別の実施態様では、充填状態検出手段が、注入すべき物質を充填したマーキングボリュームを含みこのマーキングボリュームが圧力に反応する膜によりガスリザーバから分離されているマーカを有する。この場合、ガスリザーバは第1にマーキングボリュームにおける充填状態の変更を可能にする補償ボリュームとして役立ち、第2に像形成において物質と気体との間のコントラストを増強することにより充填状態の評価を明瞭化する。
【0015】
別の実施態様ではマーカが、放射線検査装置(特にCT装置もしくはMR装置)の撮像領域内に、注入すべき物質を充填したマーキングボリュームの充填状態の変更が放射線検査装置により検出可能であるように配置されている。撮像領域を可変に設定できる場合、一方では複数のマーカを用いて可能性のある各撮像領域を利用できると有利であり、他方では変化する撮像領域と一緒にマーカを移動させるとより有利である。
【0016】
有利な別の実施態様では、充填状態検出手段が複数の種々の充填状態を検出するために形成され、注入の時間的経過、特に注入の開始および/または終了を検出することができる。時間的経過からは例えば注入過程の持続時間を推測できる。
【0017】
有利な別の実施態様では、容器が注入器のリザーバである。これは、充填状態検出手段を注入器と一体のユニットとして構成できるという利点を持つ。
【0018】
別の実施態様では、注入器がピストンポンプとして形成されている。ピストンポンプの例としては例えば注射器がある。
【0019】
有利な別の実施態様では、充填状態検出手段が、初期充填状態からの出発もしくは終期充填状態への到達を検知するスイッチを含む。
【0020】
別の実施態様では、このスイッチが特に注入の開始時ないしは終了時にピストンによりとられる、ピストンポンプのピストンの初期位置もしくは終期位置を検出する。
【0021】
特別な実施態様では、充填状態検出手段が、注入の時間的経過を評価するための、特に注入の開始から終了までの時間を測定するための時限要素を含む。これは、注入の時間的経過の評価を完全に可能にし、かつ、注入過程の種々の時点および時間間隔、例えば注入の開始から終了までの時間間隔を電子情報として入手できるという利点を持つ。
【0022】
有利な実施態様では、充填状態検出手段が光ファイバー式スイッチ、磁気スイッチ、空気圧スイッチ、空気圧動的(pneumatic−dynamic)スイッチの少なくとも1つを含む。この種のスイッチは頑丈かつ容易に殺菌可能もしくは廃棄可能であるように簡単に製造可能であるので、注入装置を日常的臨床用に適するように作成することができる。さらに、この種のスイッチは放射線検査の場合に例えば像品質における妨害を生じるような電気ケーブルもしくは強磁性構造部品を必要としない。例外は磁気スイッチであるが、この磁気スイッチは磁気共鳴装置では使用されないかもしくは妨害領域の外でしか使用されない。また、撮像領域への局部的なエネルギー供給なしに済ますことのできるスイッチもしくはセンサを使用することも有利である。これは、空気圧もしくは液圧原理に基づくスイッチの場合である。
【0023】
有利な実施態様では、充填状態検出手段が、特に放射線検査装置を制御するための制御データ用信号出力手段を含む。信号出力手段から出力される信号には例えば、放射線検査装置へ直接的に伝送できる、注入過程に関する情報(開始時点、終了時点、持続時間)がある。
【0024】
その他の実施態様では、充填状態検出手段が注入物質の投与に関する情報を制御ユニットへ伝送する手段を含む。これは、例えば注入の時間経過が標準的経過からずれた場合に警報信号を発することを可能にする。
【0025】
この注入装置の別の適用例は、効き目の改善を達成可能な例えば同一のもしくは異なった薬剤を複数回注入する場合に関する。この場合、制御ユニットを用いた注入と特別な時限要素との時間的協調が行われる。
【0026】
特に有利な実施態様では、この注入装置が放射線検査装置、特に磁気共鳴トモグラフィ装置と一緒に用いられる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下において本発明の3つの実施例について図1〜8に基づいて説明する。
【0028】
図1には、物質(特に放射線検査用の造影剤)9を制御しながら注入する注入装置1が示されている。この注入装置1は手動操作式注入器3および制御ユニット4を含む。注入器3は注射器の形でピストン5およびシリンダ7から構成されている。
【0029】
注入すべき物質9は、注入器3のピストンおよびシリンダから形成されている容器(リザーバ)内に存在する。物質はピストン5をシリンダ7内へ挿入することにより管10を通じて患者11の静脈内へ注入される。従って、ピストン5の位置は容器の充填状態を決定する。注入器3にはピストン5が通過するシリンダ7の2つの通過点に各1個のスイッチ12が固定されており、これらはいずれも制御ユニット4に接続され、ピストン5が通過点の1つに到達したことおよびリザーバが相応に充填されていることを制御ユニット4へ伝送する。スイッチ12は例えばピストンにおける金属リングにより作動される磁気スイッチであってもよい。
【0030】
制御ユニット4は2つの通過点を通過する間の時間間隔を測定する時限要素14を含み、この時間間隔が許容限界内にあるか否かを評価する。許容限界内にある場合、制御ユニット4の信号出力手段15に注入の開始時点を含む信号が与えられ、この信号が画像検査装置17へ伝送される。
【0031】
図2には注入器3Aおよび特に磁気共鳴装置と一緒に用いることのできる光ファイバー式スイッチを備えた注入装置1Aが示されている。光ファイバー式スイッチは光導体21、光源23および光センサ25から成る。制御ユニット4Aにおいて光源23の光は光導体21に入射する。そこから光導体21は注入器3Aの出口側へ到達する。そこで光は、注入すべき物質を有するシリンダ7Aを横断する結果既知の消失が生じ、続いて光導体21の第2の部分から、やはり制御ユニット4A内に存在する光センサ25へ伝搬される。ピストン5Aがシリンダ7Aの終端部に到達したら直ちにピストン5Aは光センサ25への光の伝送を遮断する。これは制御ユニット4Aにおいて、ピストン5Aが注入器3Aの容器を完全に充填したという情報を有する電子信号を発生させる。従って、物質はもはや貯蔵されておらず、注入は終了している。別の光ファイバー式スイッチをピストン5Aの別の通過点を検査するために注入器3Aに取り付けることも可能であるので、ここでも時間に依存した充填状態が再び検出され、それによって注入経過も検出される。
【0032】
図3〜5には空気圧スイッチと空気圧動的スイッチとを併用した注入器3Bの変形が示されている。このスイッチはそれぞれガスを充填され注入過程中の圧力変化に曝されているリザーバ29,30から成る。圧力変化はガスを充填した管を通じて静的(空気圧スイッチ)又は動的(空気圧動的スイッチ)に測定される。圧力に感応するこれら2つのスイッチリザーバ29,30への管ならびに制御ユニット内のセンサは見やすくするために図には記入されていない。
【0033】
図3は注入開始時点におけるリザーバの充填状態を示している。2つのリザーバは初期状態の圧力下にあり、従って待機状態にある。空気圧動的スイッチのリザーバ29はピストン5Bで例えば親指によりシリンダ7B内へピストン5Bを挿入するためにピストン5Bに圧力が作用する場合に、この圧力がリザーバ29にも作用するように配置されている。このため、空気圧動的スイッチはピストン5Bが挿入された、すなわちシリンダ7Bの充填状態が変化したという徴候を検出する。
【0034】
図4は注入開始直後の時点における状態を示している。この場合、空気圧動的スイッチのリザーバ29の充填ボリュームはピストン5Bの挿入時の親指の圧力により減少させられている。空気圧動的スイッチは予め待機状態にあったので、制御ユニットへ伝送されそこで記録される圧力変化は、初期充填ボリュームがもはや存在しないこと、従って注入が開始されたことを意味する。
【0035】
図5には注入の終了時における状態が示されている。ピストン5Bがリザーバ30に当接することによって、空気圧スイッチのトーラス状リザーバ30内の圧力が上昇し、この圧力は圧力センサにより電気的信号に変換される。この信号はピストン5Bが空気圧スイッチのリザーバ30に当接している、すなわち注入すべき物質がもはや容器内に存在せず、従って注入が終了しているという情報を含む。
【0036】
やや変更された装置では、空気圧作用に基づくスイッチの代わりに液圧スイッチを使用できる。
【0037】
図6〜8には他の実施例としてマーカ31を有する注入装置1Cが示されている。この場合、マーカ31は医用画像検査装置17C、例えば磁気共鳴トモグラフィ装置の撮像領域内に配置されている。マーカ31は例えば医用検査装置17Cの患者寝台板に固定されており、従ってマーカ31は例えば種々の磁気共鳴トモグラフィ撮像において常に同一の既知の位置に存在することになる。
【0038】
マーカ31は、管10Cと結合し注入すべき物質9Cを充填しているマーキングボリューム31Cを備えた容器を含む。マーキングボリューム31Cの大きさは、注入過程中に管10C内に存在する圧力に依存する。
【0039】
マーカ31はそのほかに、圧力に反応する膜33により、注入すべき物質9Dから分離されているガスリザーバ35を含む。このガスリザーバ35は例えば磁気共鳴撮像の場合にマーキングボリューム31Aの周囲に良好なコントラストを作り出し、それによって充填状態の評価を容易にする。また、ガスリザーバ35のボリュームの大きさからマーカ31の充填状態も間接的に推測できる。
【0040】
図6には注入の開始前のマーカ31内のマーキングボリューム31Cの充填状態が示されている。ガスリザーバ35はマーキングボリューム31Cの大部分を占めている。物質9Cに圧力が作用しないので、膜33は弛緩した状態にある。
【0041】
図7には注入過程の瞬間撮像が示されている。液体物質9Cはピストン5Cへの圧力により注入される。この圧力は液体物質9Cに伝達され、その結果管10C内の圧力も上昇する。膜33は、圧縮されたガスリザーバ35内の圧力に基づく力と、物質9Cに作用する圧力の力による膜33の拡張に基づく張力とが平衡を保つまでたわむ。
【0042】
図8には注入後のマーカ内のマーキングボリュームの充填状態が示されている。管10C内には血管内の圧力に基づいて僅かに過圧が存在し、この過圧はマーカ31内の反作用力により再び相応に補償される。管内に残存する物質9Cを有するマーカ31の充填状態は注入前の充填状態よりやや大きい。
【0043】
大きさ、従って充填状態は、医用検査装置17Cの撮像において記録することができ、注入と撮像との間の時間的関係の事後評価を可能にする。
【0044】
さらに、例えば医用検査装置17Cによりマーカ31が存在する撮像領域を選択的に読み出すこともできる。従って、マーキングボリューム31Cの大きさ、従ってマーカ31の充填状態に関する情報は画像処理により、注入と同時に自動的に追跡でき、医用検査装置17Cの制御のために利用することができる。
【0045】
従って、注入装置1Cは注入過程を検出するための多面的な変形となる。というのは,注入すべき物質9Cを充填した容器の空間的寸法および変化を検出し記録するために、すなわち例えば検査装置の撮像を相応にマーキングするために検査装置17Cを利用できるからである。
【0046】
マーカ31内の充填状態の変化は代替的に、例えばピストンの位置変化の代わりに膜の位置変化を検出することによって、上述のスイッチを用いても測定できる。
【0047】
図1〜8には注入すべき物質9,9B,9Cを充填した容器31の充填状態を検出する例が示されている。この場合、第1にマーカ31において占められる、物質9Cのボリュームが直接的に測定されている。第2に充填状態は注入装置1,1A,1Bの構成部分5,5A,5Bの、占められているボリュームと相関する位置を測定することにより間接的に決定される。
【図面の簡単な説明】
【図1】注入過程の検出手段を2つのスイッチの形で含む手動操作式注入器を備えた放射線検査用の注入装置の概略図。
【図2】注入の終了を検出するための光ファイバー式スイッチを備えた注入器の概略図。
【図3】空気圧スイッチと空気圧動的スイッチとを併用した別の注入器の概略図。
【図4】空気圧スイッチと空気圧動的スイッチとを併用した別の注入器の概略図。
【図5】空気圧スイッチと空気圧動的スイッチとを併用した別の注入器の概略図。
【図6】放射線検査装置の撮像領域内に存在するマーカを備えた注入装置の他の実施例の概略図。
【図7】放射線検査装置の撮像領域内に存在するマーカを備えた注入装置の他の実施例の概略図。
【図8】放射線検査装置の撮像領域内に存在するマーカを備えた注入装置の他の実施例の概略図。
【符号の説明】
1 注入装置
3 注入器
4 制御ユニット
5 ピストン
7 シリンダ
9 注入すべき物質
10 管
11 患者
12 スイッチ
14 時限要素
15 信号出力手段
17 磁気共鳴トモグラフィ装置
21 光導体
23 光源
25 光センサ
29 空気圧動的スイッチのリザーバ
30 空気圧スイッチのリザーバ
31 マーカ
33 膜
35 ガスリザーバ
Claims (19)
- 患者(11)に物質(9,9B,9C)を手動注入するための手動操作式注入器(3,3A,3B,3C)を備えた放射線検査用注入装置(1,1A,1C)において、注入すべき物質(9,9B,9C)を充填した容器(31)の充填状態を検出するための充填状態検出手段(4,12,4A,21,17C,31)が設けられていることを特徴とする注入装置。
- 充填状態検出手段(4,12,4A,21,17C,31)が、容器が空になる際に注入器(3)の構成部分(5)が通過する通過点を検出することを特徴とする請求項1記載の注入装置。
- 容器(31)内の注入すべき物質(9,9B,9C)が注入過程に基づいて一時的に、大きさが充填状態検出手段(4,12,4A,21,17C,31)によって検出されるボリュームを占めることを特徴とする請求項1又は2記載の注入装置。
- 容器(31)が、物質(9C)を注入器(3C)から患者(11)へ搬送する管(10C)と結合しているマーキングボリューム(31C)を含み、マーキングボリューム(31C)の充填状態は物質(9C)に作用する圧力に依存することを特徴とする請求項1乃至3の1つに記載の注入装置。
- 充填状態検出手段(4,12,4A,21,17C,31)が、注入すべき物質を充填したマーキングボリューム(31C)を含みこのマーキングボリューム(31C)が圧力に反応する膜(33)によりガスリザーバ(35)から分離されているマーカ(31)を有することを特徴とする請求項4記載の注入装置。
- マーカ(31)が、放射線検査装置(17)の撮像領域内に、注入すべき物質(9C)を充填したマーキングボリューム(31C)の充填状態の変化が放射線検査装置(17)により検出可能であるように配置されていることを特徴とする請求項5記載の注入装置。
- 充填状態検出手段(4,12,4A,21,17C,31)が複数の充填状態を検出するために形成され、注入の開始および/または終了を検出できることを特徴とする請求項1乃至6の1つに記載の注入装置。
- 容器(3,31)が注入器(3,3A,3B)のリザーバであることを特徴とする請求項1乃至7の1つに記載の注入装置。
- 注入器(3,3A,3B、3C)がピストンポンプとして形成されていることを特徴とする請求項1乃至8の1つに記載の注入装置。
- 充填状態検出手段(4,12,4A,21,17C,31)が、初期充填状態からの出発もしくは終期充填状態への到達を検知するスイッチ(12)を含むことを特徴とする請求項1乃至9の1つに記載の注入装置。
- スイッチ(12)が、注入の開始時点ないしは終了時点にピストン(5)によってとられる、ピストンポンプのピストン(5)の初期位置もしくは終期位置を検出することを特徴とする請求項10記載の注入装置。
- 充填状態検出手段(4,12,4A,21,17C,31)が、注入の開始から終了までの時間経過を測定するための時限要素(14)を含むことを特徴とする請求項1乃至11の1つに記載の注入装置。
- 充填状態検出手段(4,12,4A,21,17C,31)が1つもしくは複数の光ファイバー式スイッチ(20)を含むことを特徴とする請求項1乃至12の1つに記載の注入装置。
- 充填状態検出手段(4,12,4A,21,17C,31)が1つもしくは複数の磁気スイッチを含むことを特徴とする請求項1乃至13の1つに記載の注入装置。
- 充填状態検出手段(4,12,4A,21,17C,31)が1つもしくは複数の空気圧動的スイッチを含むことを特徴とする請求項1乃至14の1つに記載の注入装置。
- 充填状態検出手段(4,12,4A,21,17C,31)が1つもしくは複数の空気圧スイッチを含むことを特徴とする請求項1乃至15の1つに記載の注入装置。
- 充填状態検出手段(4,12,4A,21,17C,31)が、放射線検査装置(17)を制御するための制御データ用信号出力手段(15)を含むことを特徴とする請求項1乃至16の1つに記載の注入装置。
- 充填状態検出手段(4,12,4A,21,17C,31)が、注入された物質(9)の投与に関する情報を放射線検査装置(17)の制御ユニット(13)へ伝送する手段を含むことを特徴とする請求項1乃至17の1つに記載の注入装置。
- 注入装置(1,1A,1C)が磁気共鳴トモグラフィ装置(17)と一緒に用いられることを特徴とする請求項1乃至18の1つに記載の注入装置。
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