JPWO2007116891A1 - Chemical injection device - Google Patents
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Abstract
ディスプレイ上に実際に可能な注入プロトコルを表示し、表示された注入速度グラフに従う正確な注入が可能な薬液注入装置が開示される。薬液注入装置(100)は、薬液注入手段(135)と、薬液の注入速度を縦軸、注入時間を横軸で示す注入グラフを表示する表示手段(120)と、薬液の注入グラフを入力するための入力手段(121)と、入力された注入グラフを解析して、前記注入速度が許容変化率を超えるグラフ上の範囲を、許容値以下になるように前記範囲の前後を含めて曲線補正する曲線補正手段(123)とを有する。Disclosed is a chemical injection device that displays the actual possible injection protocol on a display and is capable of accurate injection according to the displayed injection rate graph. The chemical injection device (100) receives a chemical injection means (135), a display means (120) for displaying an injection graph indicating the injection speed of the chemical liquid on the vertical axis, and an injection time on the horizontal axis, and a chemical injection chart. And the input means (121) for analyzing the input injection graph, and correcting the curve including the range before and after the above range so that the range on the graph where the injection rate exceeds the allowable change rate is less than the allowable value Curve correcting means (123).
Description
本発明は、医療用透視撮像装置と共に使用され、透視画像を撮像する被験者に薬液を注入する薬液注入装置に関する。 The present invention relates to a medical fluid injector that is used together with a medical fluoroscopic imaging device and injects a chemical into a subject who captures a fluoroscopic image.
現在、医療用の透視撮像装置としては、X線CT(Computed
Tomography)スキャナ、MRI(Magnetic
Resonance Imaging)装置、PET(Positron
Emission Tomography)装置、超音波診断装置、CTアンギオ装置、MRA(MR Angio)装置等が知られている。Currently, X-ray CT (Computed
Tomography) scanner, MRI (Magnetic)
Resonance Imaging), PET (Positron)
Emission Tomography) devices, ultrasonic diagnostic devices, CT angio devices, MRA (MR Angio) devices, and the like are known.
上述のような装置を使用するとき、良好な透視画像を得るため、またはその他の目的のため、被験者に造影剤、放射線物質、生理食塩水などの薬液を注入することがしばしば行われる。また、これらの薬液を注入するための薬液注入装置も実用化されている。例えば、造影剤を注入する際には、CT装置のスキャン期間内に最適なCT値が得られるように、造影剤の注入を複数のフェーズに分割して、フェーズごとに注入速度を変化させたり、造影剤濃度を変化させたりすることが試みられている。 When using a device as described above, it is often performed to inject a medical solution such as a contrast medium, a radioactive substance, and physiological saline into a subject in order to obtain a good fluoroscopic image or for other purposes. In addition, a chemical liquid injector for injecting these chemical liquids has been put into practical use. For example, when injecting a contrast agent, the contrast agent injection is divided into a plurality of phases so that an optimal CT value can be obtained within the scanning period of the CT apparatus, and the injection rate is changed for each phase. Attempts have been made to change the contrast agent concentration.
例えば特開2004−113475号公報(特許文献1)には、注入速度が変化するフェーズを有する多段注入が記載されている。また、特開2004−298549号公報(特許文献2)には、横軸が時間で縦軸が注入速度を表しているタッチパネルとなっているディスプレイ上に、ペン入力装置を用いて注入グラフを自由曲線で描くことで、造影剤の注入速度の時間に対する変化(以下、注入プロトコルという)を決定する方法が記載されている。また、特許文献2では、複数の通過ポイントを入力すると、その複数のポイントを順番に通過する自由曲線を生成することも記載されている。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-113475 (Patent Document 1) describes multistage injection having a phase in which the injection rate changes. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-298549 (Patent Document 2) freely displays an injection graph using a pen input device on a display having a touch panel in which the horizontal axis indicates time and the vertical axis indicates the injection speed. A method of determining a change in contrast agent injection speed with time (hereinafter referred to as an injection protocol) by drawing a curve is described. Patent Document 2 also describes that when a plurality of passing points are input, a free curve that sequentially passes the plurality of points is generated.
しかし、例えば図10に示すように、第1フェーズの注入速度から第2フェーズの注入速度が不連続に変化する場合、注入装置のモータが注入速度グラフのとおり正確に追随することは不可能である。図11の注入プロトコルの場合は、第1フェーズから第2フェーズに変わるときの速度は連続であるが、加速度が不連続であるためにモータが急激に減速しなければならない。特許文献2のように曲線で注入プロトコルを決めても、曲線の曲率半径が小さいとモータに大きな負荷がかかる。 However, as shown in FIG. 10, for example, when the injection speed of the second phase changes discontinuously from the injection speed of the first phase, it is impossible for the motor of the injection device to accurately follow the injection speed graph. is there. In the case of the injection protocol of FIG. 11, the speed when changing from the first phase to the second phase is continuous, but since the acceleration is discontinuous, the motor must decelerate rapidly. Even if the injection protocol is determined by a curve as in Patent Document 2, if the curvature radius of the curve is small, a large load is applied to the motor.
このように、注入速度の急激な変化にモータが追随しないと、過剰の注入が生じたり、または注入不足が生じたりして、薬液の注入が不正確になる。また、注入プロトコルのグラフ表示と実際の注入に差が生じることに加え、造影剤が有効に使用されずに無駄が生じる問題がある。また、モーターに対して過剰の負荷がかかるので消費電流も大きくなる問題がある。
本発明は、従来技術をさらに改良するためになされたものであり、ディスプレイ上に実行可能な注入プロトコルを表示することで、表示された注入速度グラフに従う正確な注入が可能な薬液注入装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to further improve the prior art, and provides a chemical solution injection device capable of performing accurate injection according to a displayed injection rate graph by displaying an executable injection protocol on a display. The purpose is to do.
本発明は、次の事項に関する。 The present invention relates to the following matters.
1. 薬液注入手段と、
薬液の注入速度を縦軸、注入時間を横軸で示す注入グラフを表示する表示手段と、
薬液の注入グラフを入力するための入力手段と、
入力された注入グラフを解析して、前記注入速度が許容変化率を超えるグラフ上の範囲を、許容値以下になるように前記範囲の前後を含めて曲線補正する曲線補正手段と
を有することを特徴とする薬液注入装置。1. Chemical injection means;
Display means for displaying an injection graph showing the injection speed of the chemical solution on the vertical axis and the injection time on the horizontal axis;
An input means for inputting a chemical injection graph;
Analyzing the input injection graph, and having a curve correction means for correcting the curve on the graph in which the injection rate exceeds the allowable change rate, including before and after the range, so as to be equal to or less than the allowable value. A chemical injection device.
2. 前記注入速度の許容変化率は、注入速度の時間微分で与えられる注入加速度で設定されることを特徴とする上記1記載の薬液注入装置。
2. 2. The chemical liquid injector according to
3. 前記注入速度の許容変化率は、グラフ上の曲率半径で設定されることを特徴とする上記1記載の薬液注入装置。 3. 2. The chemical injection device according to 1 above, wherein the allowable change rate of the injection speed is set by a curvature radius on a graph.
4. 前記表示手段は、注入グラフの目盛りを兼ねる方眼画面を表示し、前記注入グラフの入力が、前記方眼画面上の点を指定することにより行われ、入力された注入グラフが折れ線として与えられることを特徴とする上記1〜3のいずれかに記載の薬液注入装置。 4). The display means displays a grid screen that also functions as a scale of an injection graph, the input of the injection graph is performed by designating a point on the grid screen, and the input injection graph is given as a line 4. The chemical injection device according to any one of 1 to 3 above.
5. 入力された注入グラフと、曲線補正された注入グラフとの表示切替手段を有することを特徴とする上記1〜4のいずれかに記載の薬液注入装置。
5). 5. The chemical injection device according to any one of the
6. 造影剤を収容するシリンジと生理食塩水を収容するシリンジの2つを搭載し、それぞれの注入グラフに対して曲線補正手段を有することを特徴とする上記1〜5のいずれかに記載の薬液注入装置。 6). The liquid medicine injection according to any one of the above 1 to 5, which is equipped with a syringe containing a contrast medium and a syringe containing a physiological saline, and has a curve correcting means for each injection graph. apparatus.
本発明の注入装置によれば、ディスプレイ上に実際に可能な注入プロトコルを表示することで、表示された注入速度グラフに従う正確な注入が可能な薬液注入装置を提供することができる。従って、注入精度が高く、造影剤が有効に使用され、モーターに対する負荷も小さくすることができる。 According to the injection device of the present invention, by displaying an actually possible injection protocol on the display, it is possible to provide a chemical solution injection device capable of accurate injection according to the displayed injection rate graph. Therefore, the injection accuracy is high, the contrast agent is effectively used, and the load on the motor can be reduced.
100 薬液注入装置
101 注入制御ユニット
102 ケーブル
103 メイン操作パネル
104 表示部
107 ハンドユニット
108 ケーブル
110 注入ヘッド
111 スタンド
112 アーム
113 ヘッド本体
114 凹部
120 表示手段
121 入力手段
123 曲線補正手段
130 ピストン駆動機構
131 注入制御手段
132 造影剤注入機構
133 生理食塩水注入機構
135 注入手段
200C、200P シリンジ
210 シリンダ
220 ピストン
230 連結チューブ
300 CTスキャナ
301 スキャナ本体
302 制御ユニット
1000 透視撮像システム100 Chemical Injection Device 101
<実施形態1>
本発明の1実施形態を図面を参照して以下に説明する。図1に示すように、本発明の薬液注入装置が使用される透視撮像システム1000は、薬液注入装置100と透視撮像装置であるCTスキャナ300とを有しており、この薬液注入装置100とCTスキャナ300とが有線接続されている。CTスキャナ300は、スキャナ本体301と制御ユニット302を有している。<
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a
薬液注入装置100は、例えば図2に示すように、スタンド111に連結されたアーム112の上部に注入ヘッド110が装着され、別体となっている注入制御ユニット101に、ケーブル102によって接続されている。注入制御ユニット101は、メイン操作パネル103、表示部104、さらにケーブル108で接続されたハンドユニット107等を備えている。
For example, as shown in FIG. 2, the
この注入ヘッド110は、図3に示すように、ヘッド本体113の上面にシリンジ保持機構として、2つの凹部114が形成されており、この凹部114に2つのシリンジ200Cおよび200Pが装着される。シリンジ200C、Pは、シリンダ210とピストン220を有している。例えばシリンジ200Cには、薬液としてCT用の造影剤が充填され、シリンジ200Pには生理食塩水が充填される。ヘッド本体113に装着された2つのシリンジの先端は、連結チューブ230により接続される。また、独立に移動できるピストン駆動機構130によりそれぞれのシリンジのピストン220が押されて、造影剤の注入、生理食塩水の注入、加えて両者の同時注入が可能になる。
As shown in FIG. 3, the
ピストン駆動機構および制御機構等の一般的構成は、特許文献1、2等に記載された公知の構成を採用することができる。
As a general configuration such as a piston drive mechanism and a control mechanism, known configurations described in
図4に本発明の薬液注入装置の構成のブロック図を示す。図5〜図9に、メイン操作パネルの表示部104の画面を示す。図4と図5〜図9を用いて本発明の構成を説明する。尚、図4により説明する手段または機構は、上記の図1〜3で説明した構成の少なくとも一部、または少なくとも一部の組み合わせとして存在している。また、ハードウェアとして存在しても、論理的な構成として存在するものも含まれる。
FIG. 4 shows a block diagram of the configuration of the chemical liquid injector of the present invention. 5 to 9 show screens of the
本実施形態では、メインパネルの表示部104は、表示手段120と入力手段121を兼ねており、注入速度の入力を受け付ける初期画面では、図5に示すように注入速度が縦軸で注入時間が横軸の方眼画面を表示している。表示部は、好ましくはタッチパネルになっており、例えばペン入力により、特定の経過時間における注入速度を入力することができる。
In the present embodiment, the
本形態では、注入速度の時間経過をポイントで指定して入力する。複数のポイントが入力されると、図6に示すように、ポイントが直線で順次結ばれる。表示手段120から曲線補正手段123にデータが送られ、曲線補正手段123は、折れ線で示された注入グラフを曲線に修正する演算を行う。作業者による、例えば「曲線補正」のアイコンのクリック、またはスイッチの押下を注入装置が受けると、画面が切り替わり、図7に示すように、曲線補正された注入グラフを表示する。
In this embodiment, the time lapse of the injection rate is designated and input in points. When a plurality of points are input, the points are sequentially connected by straight lines as shown in FIG. Data is sent from the
直線から曲線の補正にあたっては、曲線補正手段内の演算機能が、入力された注入グラフを解析して、注入速度の変化率が許容される変化率以下になるように、折れ線の角の丸めが行われる。「丸め」の程度については、少なくともモータが追随できる範囲に丸めがおこなわれ、好ましくはモータに対する負荷と消費電力も考慮して調整することが好ましい。 When correcting a curve from a straight line, the calculation function in the curve correction means analyzes the input injection graph and rounds the corners of the broken line so that the change rate of the injection rate is less than the allowable change rate. Done. The degree of “rounding” is rounded at least within a range that can be followed by the motor, and is preferably adjusted in consideration of the load on the motor and power consumption.
具体的には、注入速度の時間微分で得られる注入加速度の絶対値が、モータの能力を考慮して決められる所定の値以下となるように、曲線補正が行われることが好ましい。また、注入加速度の絶対値が連続であるか、不連続であればその不連続の値が所定の値以下となるように曲線補正が行われることも好ましい。特に好ましくは、注入加速度の絶対値が連続である。注入加速度の絶対値が連続で、かつ注入加速度の絶対値が所定の値以下となるように曲線補正が行われることが極めて好ましい。あるいは、注入グラフ上での最大曲率が、モータの能力をあらかじめ考慮して決められる所定の値以下となるように、曲線補正が行われてもよい。これらの主としてモータの性能にも依存する許容変化率は、予め曲線補正手段123に記憶されるように設定されていることが好ましいが、入力により変更できるようになっていてもよい。
Specifically, the curve correction is preferably performed so that the absolute value of the injection acceleration obtained by time differentiation of the injection speed is equal to or less than a predetermined value determined in consideration of the motor capability. Further, if the absolute value of the injection acceleration is continuous or discontinuous, it is also preferable that the curve correction is performed so that the discontinuous value is equal to or less than a predetermined value. Particularly preferably, the absolute value of the injection acceleration is continuous. It is extremely preferable that the curve correction is performed so that the absolute value of the injection acceleration is continuous and the absolute value of the injection acceleration is not more than a predetermined value. Alternatively, the curve correction may be performed so that the maximum curvature on the injection graph is equal to or less than a predetermined value determined in consideration of the motor capability in advance. The allowable change rate that mainly depends on the performance of the motor is preferably set in advance so as to be stored in the
折れ線から曲線への修正変換は、好ましくはスプライン曲線補間で行われる。この曲線補正方法では、図7に示すように、折れ線の頂点は通らないようにして補間がなされる。尚、入力されたポイントを結んだ折れ線を、単にスプライン曲線補間すると、図8のように、入力されたポイントから大きく離れるよう場合があるが、曲線補正手段内の演算機能により、例えば、図9のように入力されたポイントの近傍に仮想ポイントVpを設定し、仮想ポイントVpも含めて、スプライン曲線を得るようにしてもよい。このとき仮想ポイントを入力ポイントに近づけすぎると、注入速度の変化率が許容される変化率を超えるので、注入速度の変化率が許容される変化率以下になるように、適宜離す必要がある。 The correction conversion from a polyline to a curve is preferably performed by spline curve interpolation. In this curve correction method, as shown in FIG. 7, interpolation is performed so that the vertex of the broken line does not pass. Note that if the polygonal line connecting the input points is simply spline curve interpolated, it may be far away from the input points as shown in FIG. As described above, a virtual point Vp may be set in the vicinity of the input point, and a spline curve including the virtual point Vp may be obtained. At this time, if the virtual point is too close to the input point, the rate of change of the injection rate exceeds the allowable rate of change, so it is necessary to separate the rate so that the rate of change of the injection rate is less than the allowable rate of change.
このようにして、曲線補正が行われた後、注入開始の指令(画面上のスタートアイコンのクリックまたはスタートスイッチの押下)を受けると、表示手段120から注入手段135内の注入制御手段131に注入データが送られ、注入制御手段131に制御されて造影剤注入機構132が働き、実際の薬液注入が、表示部に表示された注入プロトコル通りに実施される。ここでは、造影剤について説明したが、好ましい形態では、生理食塩水についても、表示部にポイントで入力され、ポイントを結んだ折れ線の注入グラフを曲線補正し、生理食塩水注入機構133により注入される。
After the curve correction is performed in this way, when an injection start command (clicking on the start icon on the screen or pressing the start switch) is received, the injection is injected from the
以上説明した実施形態1の機能に加えて、本発明の装置はさらに付加的な機能を有していてもよい。 In addition to the functions of the first embodiment described above, the apparatus of the present invention may further have additional functions.
例えば、折れ線で表示される入力された注入グラフと、曲線補正された注入グラフとの表示切替手段を有することも好ましい。また、入力されたポイントを変更する手段をさらに有することも好ましい。これら、例えば、すでに入力されたポイントを表示画面上でドラッグして変更することで実施される。 For example, it is also preferable to have display switching means between an input injection graph displayed as a broken line and a curve-corrected injection graph. It is also preferable to further include means for changing the input point. For example, these points are implemented by dragging and changing points already input on the display screen.
<実施形態2>
実施形態1では、ポイントを入力して、各ポイントを直線で結んだが、特許文献2のように、注入グラフが曲線で入力されてもよい。この形態における曲線補正は、曲線補正手段内の演算機能が、実施形態1と同様に、入力された注入グラフを解析して、注入速度の変化率が許容される変化率以下になるように、鋭角となっている曲線の丸めが行われる。その丸めの程度も実施形態1で説明したように、具体的には、注入速度の時間微分で得られる注入加速度の絶対値が、所定の値以下となるように、曲線補正が行われることが好ましい。注入加速度の絶対値が連続で、かつ注入加速度の絶対値が所定の値以下となるように曲線補正が行われることが極めて好ましい。あるいは、注入グラフ上での最大曲率が、モータの能力をあらかじめ考慮して決められる所定の値以下となるように、曲線補正が行われてもよい。<Embodiment 2>
In the first embodiment, points are input and the points are connected with straight lines. However, as in Patent Document 2, an injection graph may be input with a curve. The curve correction in this mode is such that the calculation function in the curve correction unit analyzes the input injection graph as in the first embodiment so that the change rate of the injection rate is equal to or less than the allowable change rate. Rounded curves with sharp angles are performed. As described in the first embodiment, the degree of rounding may be specifically corrected so that the absolute value of the injection acceleration obtained by time differentiation of the injection speed is not more than a predetermined value. preferable. It is extremely preferable that the curve correction is performed so that the absolute value of the injection acceleration is continuous and the absolute value of the injection acceleration is not more than a predetermined value. Alternatively, the curve correction may be performed so that the maximum curvature on the injection graph is equal to or less than a predetermined value determined in consideration of the capability of the motor in advance.
上記の説明では、CT用の造影剤注入を例にとって説明したが、本発明は、MRI用の造影剤注入、その他の薬液に注入にも適用することができる。 In the above description, CT contrast medium injection has been described as an example, but the present invention can also be applied to MRI contrast medium injection and other chemical liquid injection.
Claims (6)
薬液の注入速度を縦軸、注入時間を横軸で示す注入グラフを表示する表示手段と、
薬液の注入グラフを入力するための入力手段と、
入力された注入グラフを解析して、前記注入速度が許容変化率を超えるグラフ上の範囲を、許容値以下になるように前記範囲の前後を含めて曲線補正する曲線補正手段と
を有することを特徴とする薬液注入装置。Chemical injection means;
Display means for displaying an injection graph showing the injection speed of the chemical solution on the vertical axis and the injection time on the horizontal axis;
An input means for inputting a chemical injection graph;
Analyzing the input injection graph, and having a curve correction means for correcting the curve on the graph in which the injection rate exceeds the allowable change rate, including before and after the range, so as to be equal to or less than the allowable value. A chemical injection device.
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