JP5117376B2 - 薬液注入装置 - Google Patents
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Description
本発明は、被験者に薬液を注入する薬液注入装置に関し、特に、薬液として造影剤と生理食塩水とを注入する薬液注入装置に関する。
現在、医療用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、アンギオ装置、ＣＴアンギオ装置、ＭＲＡ(MR Angio)装置等が知られている。
上述のような装置を使用するとき、よりよい透視画像を得る目的で、造影剤および生理食塩水を被験者に注入することが行われる。造影剤は粘ちゅうな液体であることから、注入を自動的に実行する薬液注入装置が実用化されている。例えば、特許文献１（特開２００４−１９４７２１号公報）には、造影剤が充填されたシリンジと生理食塩水が充填されたシリンジの２つを搭載し、２つのシリンジを独立して動作させる駆動機構により、造影剤を生理食塩水で任意の割合に希釈しながら注入する装置が記載されている。
一方、特許文献２（特開２００４−１１３４７５号公報）には、造影剤の注入速度を時間経過と共に変化させることで、最適な造影度が得られることが記載されている。
しかしながら、検査部位、目的により、最適な造影剤の注入パターンが明確に知られているわけではなかった。例えばＸ線アンギオ装置にて心臓を診断するとき、造影剤は血流に乗って全身に分布するが、右心房・右心室と左心房・左心室に到達する時間に差が生じる。このため、心房中隔、心室中隔等を診断しようとするとき、アンギオ装置による診断が難しい問題があった。
特開２００４−１９４７２１号公報
特開２００４−１１３４７５号公報
本発明は、このような状況に鑑み、特定の部位の透視画像の撮影に対して最適な造影剤の注入パターンを注入できる薬液注入装置を提供することを目的とする。
本発明は、次の事項に関する。
１．少なくとも、造影剤が充填されたシリンジおよび希釈剤が充填されたシリンジの２つのシリンジを搭載し、これら２つのシリンジを独立して動作させる少なくとも２つのピストン駆動機構を備えた、心臓のＸ線画像診断に使用されるアンギオグラフィ用の注入装置において、
前記造影剤および前記希釈剤の各注入速度を時間経過で表した注入プロトコルの設定を行うプロトコル設定手段と、
設定された注入プロトコルに対応して、前記２つのピストン駆動機構の動作を制御する速度制御手段とを有し、
前記プロトコル設定手段が、
（ａ）注入開始後時間Ｔ１までの間は、造影剤および希釈剤の各注入速度が一定であって、かつ、前記造影剤の注入速度が前記希釈剤の注入速度より大きく、
（ｂ）時間Ｔ１から時間Ｔ２までの間は、前記造影剤の注入速度が単調減少し前記希釈剤の注入速度が単調増大し、
（ｃ）時間Ｔ２経過時においては、前記希釈剤の注入速度が前記造影剤の注入速度より大きくなるような注入プロトコル（以下、クロス注入プロトコルという。）の設定を受け付けることができ、
さらに、前記クロス注入プロトコルを記憶しているプロトコル記憶手段を有していることを特徴とする注入装置。
２．前記プロトコル記憶手段には、前記クロス注入プロトコルの基本パターンが記憶されており、前記プロトコル設定手段の読み出し動作に対応して読み出されることを特徴とする上記記載の注入装置。
３．前記造影剤の注入速度は、Ｔ１からＴ２まで直線的に減少し、
前記希釈剤の注入速度は、Ｔ１からＴ２まで直線的に増加することを特徴とする上記記載の注入装置。
４．前記希釈剤の注入速度が、注入開始から時間Ｔ１経過時まで０ｍｌ／秒であり、
前記造影剤の注入速度が、時間Ｔ２において、０ｍｌ／秒であることを特徴とする上記記載の注入装置。
５．前記造影剤の注入速度と前記希釈剤の注入速度の和が、注入開始から時間Ｔ２経過時まで一定であることを特徴とする上記記載の注入装置。
６．さらに、
時間Ｔ２の後、前記希釈剤として生理食塩水の注入を継続する、上記記載の注入装置。
前記造影剤および前記希釈剤の各注入速度を時間経過で表した注入プロトコルの設定を行うプロトコル設定手段と、
設定された注入プロトコルに対応して、前記２つのピストン駆動機構の動作を制御する速度制御手段とを有し、
前記プロトコル設定手段が、
（ａ）注入開始後時間Ｔ１までの間は、造影剤および希釈剤の各注入速度が一定であって、かつ、前記造影剤の注入速度が前記希釈剤の注入速度より大きく、
（ｂ）時間Ｔ１から時間Ｔ２までの間は、前記造影剤の注入速度が単調減少し前記希釈剤の注入速度が単調増大し、
（ｃ）時間Ｔ２経過時においては、前記希釈剤の注入速度が前記造影剤の注入速度より大きくなるような注入プロトコル（以下、クロス注入プロトコルという。）の設定を受け付けることができ、
さらに、前記クロス注入プロトコルを記憶しているプロトコル記憶手段を有していることを特徴とする注入装置。
２．前記プロトコル記憶手段には、前記クロス注入プロトコルの基本パターンが記憶されており、前記プロトコル設定手段の読み出し動作に対応して読み出されることを特徴とする上記記載の注入装置。
３．前記造影剤の注入速度は、Ｔ１からＴ２まで直線的に減少し、
前記希釈剤の注入速度は、Ｔ１からＴ２まで直線的に増加することを特徴とする上記記載の注入装置。
４．前記希釈剤の注入速度が、注入開始から時間Ｔ１経過時まで０ｍｌ／秒であり、
前記造影剤の注入速度が、時間Ｔ２において、０ｍｌ／秒であることを特徴とする上記記載の注入装置。
５．前記造影剤の注入速度と前記希釈剤の注入速度の和が、注入開始から時間Ｔ２経過時まで一定であることを特徴とする上記記載の注入装置。
６．さらに、
時間Ｔ２の後、前記希釈剤として生理食塩水の注入を継続する、上記記載の注入装置。
本発明によれば、特定の部位の透視画像の撮影に対して最適な造影剤の注入パターンを注入できる薬液注入装置を提供することができる。
特に本発明によれば、Ｘ線アンギオ装置による心臓のＸ線画像診断に最適な注入装置を提供することができる。
１００ 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
１３０ ピストン駆動機構
２００Ｃ、２００Ｐ シリンジ
２１０ シリンダ
２２０ ピストン
２３０ 連結チューブ
４１０ プロトコル設定手段
４２０ 入力手段
４３０ プロトコル記憶手段
４４０ 速度制御手段
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４４０ 速度制御手段
本発明の１実施形態を図面を参照して以下に説明する。注入装置が使用される透視撮像システムは、注入装置１００と透視撮像装置であるＸ線アンギオ装置（図示していない）を有しており、注入装置１００とアンギオ装置とは有線または無線接続されている。
注入装置１００は、例えば図１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。
この注入ヘッド１１０は、図２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。シリンジ２００Ｃには、アンギオ用の造影剤が充填され、シリンジ２００Ｐには希釈剤として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。
ここで、ピストン駆動機構および制御機構等の一般的構成は、公知の構成を採用することができる。
図３に、本発明の注入装置により実行される注入プロトコルの1例を示す。ＶＡは、造影剤の注入速度の時間経過を示し、ＶＢは、生理食塩水の注入速度の時間経過を示す。本発明の注入装置により実行されるクロス注入プロトコルは、前述のとおり、時間Ｔ１経過時において、造影剤の注入速度ＶＡが希釈剤の注入速度ＶＢより大きく、時間Ｔ１から時間Ｔ２までの間で、造影剤の注入速度が単調減少し、前記希釈剤の注入速度が単調増大し、時間Ｔ２経過時において、希釈剤の注入速度ＶＢが造影剤の注入速度ＶＡより大きくなる。
図３は、クロス注入プロトコルの好ましい実施形態を示したものであり、造影剤は、注入開始から時間Ｔ１までの間、一定の注入速度ＶＡ１にて注入される。一方、生理食塩水は時間Ｔ１までの間、一定の注入速度ＶＢ１が維持されるが、特に好ましい実施形態では、ＶＢ１は０ｍｌ／秒（注入されていない。）である。時間Ｔ１に達したとき、造影剤の注入速度が、直線的に減少し、一方、生理食塩水の注入速度が直線的に増加し、途中で速度ＶＡと速度ＶＢが逆転し、時間Ｔ２に達した時点では、造影剤の注入速度はＶＡ２まで低下し、生理食塩水の注入速度はＶＢ２まで上昇している。ここで特に好ましい形態ではＶＡ２は０ｍｌ／秒（注入終了。）である。さらに、Ｔ１からＴ２の間で、ＶＡ＋ＶＢ＝一定となることも好ましい。尚、Ｔ２の後、生理食塩水の注入は引き続き続けてもよいし、停止してもよい。
このようなクロス注入プロトコルは、特に心臓のＸ線画像診断に好ましく使用される。特に、心房中隔、心室中隔などをアンギオ装置にて検査しようとするとき、造影剤が右心房・右心室に達する時間と左心房・左心室に達する時間で時間差が生じる。血管から注入された造影剤は血流に乗って右心房、右心室を通過し、肺動脈、肺、肺静脈を通って左心房、左心室に到達する。そこで、従来のプロトコルに従って初めに造影剤のみを一定速度で注入し、比較的短い時間で造影剤の注入を止め、生理食塩水の注入に切り替えると、はじめの段階では、右心房および右心室のみの造影度が上昇し、造影剤が肺を通過後に左心房、左心室に達してＸ線診断が可能になったときには、右心房、右心室からはすでに造影剤が排出されて造影の効果がなくなってしまう場合がある。一方、造影剤のみを一定の注入速度で長く注入を行うと、造影剤は血液と混じりながら循環するので、先に左心房、左心室に達した造影剤濃度と後から右心房、右心室に達した造影剤の濃度に差が生じ、心房中隔または心室中隔の両側で造影度が異なり、心臓中隔の診断が難い場合もある。
しかし、クロス注入プロトコルを使用すると、心臓中隔の両側で実質的に差のない造影度を達成することが可能になる。典型的な例では、ＶＡ１からＶＡ２までの造影剤の注入速度の低下は、例えば０．０５〜２ｍｌ／秒／秒、好ましくは０．１〜１ｍｌ／秒／秒、さらに好ましくは０．２〜０．７ｍｌ／秒／秒程度である。一方、ＶＢ１からＶＢ２までの希釈剤の注入速度の増加は、例えば０．０５〜２ｍｌ／秒／秒、好ましくは０．１〜１ｍｌ／秒／秒、さらに好ましくは０．２〜０．７ｍｌ／秒／秒程度である。ある特定の造影剤を使用したときの具体的なクロス注入プロトコルの例を次の表に示す。この表の例は、図３のプロトコルに対応する。また、注入速度、注入量は、体重等の被験者の特性も考慮して決められる。
本発明の注入装置は、このようなクロス注入プロトコルを実施するための構成を有する。即ち、１実施形態において、図４のブロック図に示すように、注入装置は、入力手段４２０を有し、プロトコルの選択等の入力を受け付ける。入力手段４２０は、図１の注入制御ユニット１０１に備えられたメイン操作パネル１０３に対応する。入力手段４２０によりクロス注入プロトコルが選択されると、プロトコル設定手段４１０は、プロトコル記憶手段４３０を参照し、クロス注入プロトコルの基本パターンを呼び出す。選択または入力画面が、表示部１０４に表示されるので、例えば、Ｔ１、Ｔ２、ＶＡ１、ＶＢ１、ＶＡ２、ＶＢ２等の必要なパラメータのセットが設定されるように入力する。ここで、プロトコル設定手段４１０およびプロトコル記憶手段４３０は、注入制御ユニット１０１の機能としてハードウェアおよび／またはソフトウェアにより内蔵されている。また、クロス注入プロトコルのパターンを、入力装置から直接入力してもよく、例えば、特開2004-298549号公報に記載されているように、クロス注入プロトコルのパターンを、タッチパネルに対してペン入力で描くことで、入力することもできる。
クロス注入プロトコルのパターンがこのようにして決められると、このパターンがデータとして速度制御手段４４０に送られる。速度制御手段４４０も、注入制御ユニット１０１の機能としてハードウェアおよび／またはソフトウェアとして内蔵されている。あるいは、その機能の全部または一部が注入ヘッド１１０側に備えられていてもよい。この速度制御手段４４０は、２つのピストン駆動機構１３０（図２も参照のこと）を、クロス注入プロトコルを実行するように前進させて、注入が行われる。
このとき、シリンジの容量、特に断面積等のシリンジ情報は、例えば入力手段４２０から入力されるか、またはシリンジに備えられたシリンジ情報（例えばＩＣチップ等による）を、注入ヘッド１１０に備えられている認識システムで認識することで、予め取得済みであるため、シリンジ断面積を考慮して速度制御手段４４０が、ピストン駆動機構１３０の前進速度をきめる。
以上、説明した中で、本発明のシステムを構成する「手段」は、専用の機構であっても、また他の手段を兼ねていても良いし、さらにコンピュータシステム上の論理的な構成であってもよい。これらの具体的構成は、本明細書を参照することにより、当業者は容易に構成することができる。
本発明は、特定の部位の透視画像の撮影に対して最適な造影剤の注入パターンを注入できる薬液注入装置を提供することができる。
Claims (6)
- 少なくとも、造影剤が充填されたシリンジおよび希釈剤が充填されたシリンジの２つのシリンジを搭載し、これら２つのシリンジを独立して動作させる少なくとも２つのピストン駆動機構を備えた、心臓のＸ線画像診断に使用されるアンギオグラフィ用の注入装置において、
前記造影剤および前記希釈剤の各注入速度を時間経過で表した注入プロトコルの設定を行うプロトコル設定手段と、
設定された注入プロトコルに対応して、前記２つのピストン駆動機構の動作を制御する速度制御手段とを有し、
前記プロトコル設定手段が、
（ａ）注入開始後時間Ｔ１までの間は、造影剤および希釈剤の各注入速度が一定であって、かつ、前記造影剤の注入速度が前記希釈剤の注入速度より大きく、
（ｂ）時間Ｔ１から時間Ｔ２までの間は、前記造影剤の注入速度が単調減少し前記希釈剤の注入速度が単調増大し、
（ｃ）時間Ｔ２経過時においては、前記希釈剤の注入速度が前記造影剤の注入速度より大きくなるような注入プロトコル（以下、クロス注入プロトコルという。）の設定を受け付けることができ、
さらに、前記クロス注入プロトコルを記憶しているプロトコル記憶手段を有していることを特徴とする注入装置。 - 前記プロトコル記憶手段には、前記クロス注入プロトコルの基本パターンが記憶されており、前記プロトコル設定手段の読み出し動作に対応して読み出されることを特徴とする請求項１記載の注入装置。
- 前記造影剤の注入速度は、Ｔ１からＴ２まで直線的に減少し、
前記希釈剤の注入速度は、Ｔ１からＴ２まで直線的に増加することを特徴とする請求項１または２に記載の注入装置。 - 前記希釈剤の注入速度が、注入開始から時間Ｔ１経過時まで０ｍｌ／秒であり、
前記造影剤の注入速度が、時間Ｔ２において、０ｍｌ／秒であることを特徴とする請求項３記載の注入装置。 - 前記造影剤の注入速度と前記希釈剤の注入速度の和が、注入開始から時間Ｔ２経過時まで一定であることを特徴とする請求項３または４に記載の注入装置。
- さらに、
時間Ｔ２の後、前記希釈剤として生理食塩水の注入を継続する、請求項１〜５のいずれかに記載の注入装置。
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