Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА КОНТРАСТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к области получения изображений в медицине путем ввода контрастных средств и более конкретно ввода разбавленных контрастных средств в различной концентрации, как это делается для рентгенографии, сканеров компьютерной томографии и получения изображений методом ядерного магнитного резонанса.

Уровень техники

В настоящее время уже известно использование шприцевых инъекторов, способных производить параллельный ввод из двух шприцев контрастного средства одновременно с солевым раствором для разбавления контрастного средства. Такие устройства описаны в патентных документах US 7267667 и US 5911252.

В патентном документе US 2007/213848 описан механизм чередующегося ввода (путем включения/выключения клапана) радиоактивной композиции в солевом растворе. При этом механизм относится к методу элюции (а не разбавления) радиоактивной композиции в солевом растворе. Этот метод элюции, - точнее контроля элюции, - позволяет контролировать активность радиоактивной композиции. Если она слишком низка на уровне детектора, солевой раствор проникает в содержащую радиоактивную композицию емкость и отбирает определенное количество посредством элюции. Когда измеряемая детектором активность возвращается к желаемой величине, клапан закрывается, и солевой раствор проходит по байпасу.

Раскрытие изобретения

В соответствии с изобретением решение указанной выше проблемы заключается во вводе путем инъекции контрастного средства в подлежащий анализу орган таким образом, что концентрация контрастного средства изменяется по времени и/или в зависимости от области исследуемого органа в момент получения изображений.

Изобретение дает много преимуществ, в частности в отношении того, что можно осуществлять такие модификации концентрации в органе в точный момент получения изображений без необходимости наличия двух используемых параллельно инъекторов, а также в снижении затрат и снижении риска для пациента (а именно ошибки и/или заражения).

Следует отметить, что изобретение отличается от решения по патентному документу US 2007/213848 тем, что концентрацию контрастного средства изменяют путем чередования инъекций солевого раствора и контрастного средства таким образом, что смесь, а следовательно, и желаемую концентрацию, получают перед ее поступлением в сердце.

Кроме того, изобретение может применяться для усиления сигнала выхода жидкости из сосудов в ткани, например, с помощью ультразвукового датчика, расположенного ниже точки инъекции по потоку, вследствие изменения природы или концентрации вводимой жидкости. При этом можно обеспечивать попадание вводимой жидкости в соответствующий сосуд и исключить случайный выход в ткани при удалении инъекционной иглы из вены пациента во время инъекции. В случае использования детектора выхода жидкости в ткани, поскольку его сигнал является по существу постоянным, иногда становится невозможным установить степень верности сигнала (положительную погрешность или даже отрицательную погрешность). Путем модификации природы жидкости в ходе инъекции (с соответствующим изменением измеряемого сигнала) и путем установления соответствия измеренного изменения по отношению к последовательности инъекции можно убедиться в хорошем функционировании детектора выхода жидкости в ткани и сделать из этого вывод о нормальном потоке инъекции без какого-либо выхода в ткани. При отсутствии сигнала измерения, изменяющегося в функции частоты инъекции двух чередующихся жидкостей, можно сделать вывод о неудачном расположении измерительного зонда или о выходе жидкости в ткани и в этих двух случаях прервать инъекцию.

Краткий перечень чертежей

Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будут подробно описаны примеры осуществления изобретения. На чертежах:

Фиг.1А, 1В и 1С изображают пример интерфейса программирования инъектора, показывая различные возможные концентрации, причем на фиг.1А показаны варианты выбора между вводом контрастного средства, солевого раствора или разбавителя "Diluject"; на фиг.1 В показаны возможности разбавления (15%, 20%, 25% или 30%); и на фиг.1С показана фаза разбавления на диаграмме.

Фиг.2А и 2В представляют изображения, полученные при разбавлении в концентрации 15% с расходом 4 мл/с, и демонстрируют оптимальное разбавление в сердце с разницей в данном примере между концентрацией в правых и левых отделах сердца.

Фиг.3А-3С представляют примеры циклов ввода с различными режимами разбавления (на фиг.3А фиксированное разбавление, на фиг.3В разбавление с переменным расходом и частотой, на фиг.3С два примера разбавления с различным расходом).

фиг.4А и 4В изображают инъектор, обеспечивающий осуществление изобретения.

Осуществление изобретения

Одной из задач изобретения является разбавление контрастного средства (либо путем использования двух различных контрастных средств, либо путем использования контрастного средства и солевого раствора или любого другого раствора, который не оказывает воздействия на контрастное средство в ходе исследования, такого как нейодированный фармацевтический раствор) до его появления в являющемся объектом органе с целью улучшения получения информации относительно анатомии и функционирования подлежащего анализу органа (в случае исследования сердца это осмотр перегородки, коронарных сосудов, лучшее вычисление фракции выброса с учетом знания того, что для этого левые отделы сердца предпочтительно заполняют контрастным средством, а правые отделы заполняют разбавленным раствором контрастного средства) либо одновременно, либо в соответствующий момент получения изображений данного органа (вначале левых отделов, а затем правых отделов сердца).

Для решения указанных задач в соответствии с изобретением предпочтительно в вену пациенты вводят путем инъекции фазы контрастного средства поочередно с фазами инъекции солевого раствора или контрастного средства более слабой концентрации для получения смеси различных фаз, которая может формироваться в сердечно-сосудистой системе пациента до поступления в сердце или в подлежащий анализу орган. Изобретение может успешно использоваться для получения изображений сканером компьютерной томографии или для получения изображений методом ядерного магнитного резонанса. Для эффективного разбавления необходимо, чтобы частота была достаточно высокой, чтобы смесь могла сформироваться в сердечно-сосудистой системе пациента до поступления в намеченный орган. В отношении сердца желательно иметь частоту, достаточно близкую к частоте сердечных сокращений, в типовом случае порядка 1 Гц, однако частота может быть эффективной в диапазоне от 5 до 0,2 Гц.

Таким образом, можно обойтись без двойного инъектора и осуществлять разбавление непосредственно в теле пациента с использованием одного инъектора, связанного с двумя типами растворов различной концентрации (один раствор контрастного средства и один солевой раствор), что снижает затраты и требует меньшего числа соединений и манипуляций, всегда связанных с риском асептики и ошибок.

В типовом случае можно выбирать желаемую концентрацию разбавления в сердце (например, концентрацию 15%, 20%, 25% или 30%, то есть при концентрации 25% эти 25% будет составлять контрастное средство, а остальные 75% солевой раствор). В случае разбавления до концентрации 25% можно выбрать, например, фазу 1 мл контрастного средства, а затем фазу 3 мл солевого раствора, при этом две фазы представляют цикл, который повторяется в функции общего объема, который желают ввести (так, например, в описанном примере для ввода 20 мл выполняют 5 последовательных циклов). В данном случае расход является одним и тем же для солевого раствора и раствора контрастного средства (например, 4 л/с).

Альтернативно можно также изменять расход для получения того же эффекта разбавления при модифицированном объеме. Так, в описанном выше примере можно заменить фазу 3 мл солевого раствора фазой 1,5 мл с наполовину сниженным расходом (то есть 2 мл/с вместо 4 мл/с). Можно также выбрать изменение расхода раствора контрастного средства и осуществлять другие комбинации для получения эффекта модификации содержания контрастного средства в намеченном органе. Можно также выбрать изменение соответствующих расходов и/или объемов солевого раствора и контрастного средства в каждом цикле, например, прогрессивным образом, чтобы получать динамические изображения с переменной концентрацией в ходе исследования и/или чтобы получать изображения в соответствии с алгоритмами, которые могут принимать любую подходящую математическую форму.

Для реализации такого устройства предпочтительно используют процессор, способный управлять очередностью между двумя емкостями, например, путем управления открытием и закрытием зажимов, расположенных между каждой из емкостей и инъектором (например, перистальтической кассетой).