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DE10302636A1 - Injektionssystem - Google Patents

Injektionssystem

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Publication number
DE10302636A1
DE10302636A1 DE10302636A DE10302636A DE10302636A1 DE 10302636 A1 DE10302636 A1 DE 10302636A1 DE 10302636 A DE10302636 A DE 10302636A DE 10302636 A DE10302636 A DE 10302636A DE 10302636 A1 DE10302636 A1 DE 10302636A1
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DE
Germany
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injection system
injection
filling state
detecting
substance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10302636A
Other languages
English (en)
Inventor
Rainer Kuth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DE10302636A priority Critical patent/DE10302636A1/de
Priority to CNA031412033A priority patent/CN1471980A/zh
Priority to JP2003160420A priority patent/JP2004008798A/ja
Priority to US10/456,071 priority patent/US7181263B2/en
Publication of DE10302636A1 publication Critical patent/DE10302636A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/168Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
    • A61M5/16831Monitoring, detecting, signalling or eliminating infusion flow anomalies
    • A61M5/1684Monitoring, detecting, signalling or eliminating infusion flow anomalies by detecting the amount of infusate remaining, e.g. signalling end of infusion
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Abstract

Ein Injektionssystem (1, 1A, 1C) für radiologische Untersuchungen mit einem handbetätigten Injektor (3, 3A, 3B, 3C) zur kontrollierten manuellen Injektion einer Substanz (9, 9B, 9C) in einen Patienten (11) weist Mittel (4, 12, 4A, 21, 17C, 31) zum Erfassen des Füllungszustands eines mit der zu injizierenden Substanz (9, 9B, 9C) gefüllten Behälters (31) auf. Zur Erfassung des Füllungszustands kann zum einen das im Behälter (31) eingenommene Volumen der Substanz (9, 9B, 9C) direkt gemessen werden oder es kann zum anderen indirekt durch eine Messung der Lage eines Bauteils (5) der Injektionsvorrichtung (1, 1A, 1C) bestimmt werden, wobei die Lage mit dem eingenommenen Volumen korreliert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Injektionssystem für radiologische Untersuchungen mit einem handbetätigten Injektor.
  • Bei radiologischen Untersuchungen werden oft in Flüssigkeit gelöste Kontrastmittel verabreicht. Diese sogenannte Bolusinjektion ermöglicht einen stärkeren Kontrast bei der Aufnahme von Geweben mit einem radiologischen Untersuchungsgerät. Neben der Verbesserung des Kontrasts kann man bei einer zeitlich wohl definierten Bolusinjektion aus der zeitlichen Abfolge, mit der sich das Kontrastmittel im Gewebe verteilt, Hinweise beispielsweise auf Störungen der Blutgewebeschranken erhalten. Grundlegend für eine Reproduzierbarkeit und eine hohe Qualität dieser Technik ist die zeitliche Koordination, d. h. das Timing, von der Bolusinjektion und dem Start der Messungen mit dem radiologischen Untersuchungsgerät. In den meisten Fällen wird die Bolusinjektion vom Arzt mit einer Spritze manuell durchgeführt. Der Zeitpunkt der Injektion wird dann per Zuruf an den Bediener des radiologischen Untersuchungsgeräts übermittelt. Des weiteren werden maschinelle Injektoren verwendet, welche sich über ein Terminal ansteuern lassen. Diese haben den Nachteil, dass Komplikationen zu spät erkannt werden, da die automatisierte Bolusinjektion im Allgemeinen am Patienten nicht direkt überwacht wird. Komplikationen, die während einer Injektion auftreten können, sind beispielsweise ein Leck im oder ein Abriss des Injektionsschlauchs.
  • Aus DE 196 47 701 A1 ist eine Vorrichtung zur Kontrastdichteregulierung bekannt. Die Vorrichtung besteht aus einem Sensor, der mit einer Verarbeitungseinheit verbunden ist. Der Sensor kann die Kontrastmittelkonzentration oder die Kontrastdichte in einzelnen Arealen des Körpers feststellen. Ein Mess- und Sollwertvergleich wird in einen Steuerimpuls umgewandelt, der an ein Pumpsystem weitergeleitet wird.
  • In DE 34 19 347 C2 ist eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Ausgeben einer desinfizierenden, sterilen, physiologischen Flüssigkeit angegeben, die auch bei zunehmender Entleerung einen gleichbleibenden Druck auf die Flüssigkeit ausübt.
  • Aus DE 15 66 585 ist ein Einspritzgerät für Röntgenkontrastmittel gegeben, das ein konstante Spritzleistung aufweist, die unabhängig von der Geometrie, von der Viskosität und vom Strömungswiderstand des ausgespritzten Mittels ist.
  • Aus DE 41 23 441 A1 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration von zumindest einer in einem organischen Gewebe vorliegenden Substanz mit einer von einem Mikroprozessor gesteuerten Pump- und Saugeinrichtung.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Injektionssystem mit einem handbetätigten Injektor anzugeben, mit dem eine verbesserte zeitliche Koordination einer Bolusinjektion mit dem Start einer Messung mit dem radiologischen Untersuchungsgerät gegeben ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Injektionssystem für radiologische Untersuchungen mit einem handbetätigten Injektor zur kontrollierten manuellen Injektion einer Substanz in einen Patienten, wobei Mittel zum Erfassen des Füllungszustands eines mit der zu injizierenden Substanz gefüllten Behälters vorhanden sind. Dies erlaubt eine sichere und von verbaler Kommunikation unabhängige Synchronisierung einer z. B. von einem in einer Flüssigkeit gelösten Kontrastmittel unterstützten radiologischen Untersuchung mit dem Füllungszustand des Behälters. So kann ein Signal z. B. zu einem Zeitpunkt erzeugt werden, an dem die Mittel zum Erfassen des Füllungszustands erfassen, dass ein Füllungszustand eingenommen oder nicht mehr eingenommen wird. Die Erfindung ermöglicht so eine in ihrem Ablauf kontrollierte manuelle Injektion, bei der der zeitliche Verlauf der Abgabe der zu injizierenden Substanz festgehalten wird. Die zu injizierende Substanz kann dabei beispielsweise ein Kontrastmittel oder ein Medikament sein.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Injektionssystems zeichnet sich dadurch aus, dass die Mittel zum Erfassen des Füllungszustands einen Wegpunkt erfassen, den ein Bauteil des Injektors beim Entleeren des Behälters durchläuft. Dies hat den Vorteil, dass z. B. unabhängig von der Geschwindigkeit der Entleerung nur die Bewegung eines Bauteils durch einen oder mehrere Wegpunkte festzuhalten ist. Dabei steht die Bewegung des Bauteils mit der Entleerung des Behälters in Verbindung. Z. B. kann das Bauteil die Entleerung direkt bewirken oder es kann in baulicher Verbindung mit einem die Entleerung bewirkenden Bauteil stehen, so dass die Bewegungen beider Bauteile korrelieren.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Injektionssystems nimmt die zu injizierende Substanz im Behälter aufgrund des Injektionsvorgangs vorrübergehend ein Volumen ein, dessen Größe von den Mitteln zum Erfassen des Füllungszustands erfasst wird. Dies hat den Vorteil, dass z. B. ein die radiologische Untersuchung durchführendes bildgebendes Untersuchungsgerät eingesetzt werden kann, um das vorrübergehend eingenommene Volumen zu bestimmen. Dies hat den weiteren Vorteil, dass die Information über den Füllungszustand direkt in der jeweiligen Bildgebung, z. B. in einer MR-Aufnahme, vorhanden ist.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung umschließt der Behälter ein Markierungsvolumen, das eine Verbindung mit einer Zuleitung aufweist, welche die Substanz vom Injektor zum Patienten führt, wobei insbesondere der Füllungszustand des Markierungsvolumens vom auf die Substanz ausgeübten Druck abhängt.
  • Die Trennung des Behälters vom Injektor hat den Vorteil, dass beide unabhängig voneinander positioniert werden können. Der bei der Injektion auf die Substanz ausgeübte Druck bedingt den Füllungszustand des Markierungsvolumens. Auf diese Weise korreliert der Füllungszustand mit dem Injektionsvorgang, so dass auch hier ein Erfassen des Füllungszustands eine verbesserte zeitliche Koordination einer Injektion mit dem Start einer Messung mit dem radiologischen Untersuchungsgerät ermöglicht.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung weisen die Mittel zum Erfassen des Füllungszustands einen Markierer auf, der das mit der zu injizierenden Substanz gefüllte Markierungsvolumen umfasst und in dem das Markierungsvolumen durch eine auf Druck reagierende Membran von einem Gasreservoir getrennt ist. Dabei dient das Gasreservoir zum einen als Ausgleichsvolumen, dass eine Änderung des Füllungszustands im Markierungsvolumen ermöglicht, und zum anderen verdeutlicht es durch den in der Bildgebung erhöhten Kontrast zwischen Substanz und Gas die Auswertung des Füllungszustands.
  • In einer Weiterbildung ist der Markierer im Abbildungsbereich eines die radiologische Untersuchung durchführenden Geräts, insbesondere eines CT- oder MR-Geräts, derart angeordnet, dass eine Änderung des Füllungszustands des mit der zu injizierenden Substanz gefüllten Markierungsvolumens mithilfe des Geräts erfassbar ist. Kann der Abbildungsbereich variabel eingestellt werden, so kann es zum einen vorteilhaft sein, mehrere Markierer zu benutzen, um jeden möglichen Abbildungsbereich benutzen zu können, oder es mag zum anderen günstiger sein, den Markierer mit dem sich ändernden Abbildungsbereich mitzuführen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildungsform sind die Mittel zum Erfassen des Füllungszustands zum Erfassen mehrerer verschiedener Füllungszustände ausgebildet, um den zeitlichen Verlauf der Injektion, insbesondere den Anfang und/oder das Ende der Injektion, zu erfassen. Aus dem zeitlichen Verlauf kann beispielsweise auf die Dauer des Injektionsvorgangs geschlossen werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildungsform ist der Behälter ein Reservoir des Injektors. Dies hat den Vorteil, dass die Mittel zum Erfassen des Füllungszustands als Einheit mit dem Injektor aufgebaut werden kann.
  • In einer Weiterbildung ist der Injektor als Kolbenpumpe, ausgebildet ist. Ein Beispiel für eine Kolbenpumpe ist z. B. eine Injektionsspritze.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildungsform umfassen die Mittel zum Erfassen des Füllungszustands einen Schalter, der ein Verlassen eines Anfangsfüllungszustands oder ein Einnehmen eines Endfüllungszustands erkennt.
  • In einer Weiterbildung erfasst der Schalter eine Anfangsposition oder eine Endposition eines Kolbens der Kolbenpumpe, welche insbesondere zu Beginn bzw. am Ende der Injektion vom Kolben eingenommen werden.
  • In einer besonderen Ausführungsform umfassen die Mittel zum Erfassen des Füllungszustands ein Zeitglied zur Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Injektion, insbesondere zur Messung der Zeit zwischen Beginn und Ende der Injektion. Dies erlaubt ein Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Injektion durch und hat den Vorteil, dass man die verschiedenen Zeitpunkte und Zeitintervalle des Injektionsvorgangs, wie z. B. dem Zeitintervall zwischen Beginn und Ende der Injektion, als elektronische Information vorliegen hat.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfassen die Mittel zum Erfassen des Füllungszustands faseroptische und/oder magnetische und/oder pneumatische und/oder pneumatisch-dynamische Schalter. Derartige Schalter können auf einfache Weise robust, leicht sterilisierbar oder entsorgbar ausgeführt werden, um das Injektionssystem für den klinischen Alltag geeignet auszubilden. Des Weiteren benötigen sie keine elektrischen Kabel oder ferromagnetische Bauteile, die bei radiologischen Untersuchungsgeräten zu Störungen, z. B. in der Bildqualität, führen können. Eine Ausnahme bildet der magnetische Schalter, der bei einem Magnetresonanzgerät nicht oder nur außerhalb des Störbereichs verwendet werden kann. Zusätzlich ist es günstig Schalter oder Sensoren zu verwenden, die ohne lokale Energieversorgung im Aufnahmebereich auskommen. Dies ist bei Schaltern, die auf pneumatischen oder hydraulischen Prinzipien beruhen, der Fall.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Mittel zum Erfassen einen Signalausgang für Steuerdaten, insbesondere zur Steuerung eines radiologischen Untersuchungsgeräts. Am Signalausgang liegt z. B. Information über den Injektionsvorgang (Start-, Endzeit, Dauer) vor, die direkt an ein radiologisches Untersuchungsgerät weitergeleitet werden kann.
  • In einer anderen Ausführungsform umfassen die Mittel zum Erfassen des Füllungszustands Mittel zum Weiterleiten von Informationen über die Abgabe der injizierten Substanz an eine Kontrolleinheit. Dies ermöglicht z. B. bei einer Abweichung des zeitlichen Verlaufs einer Injektion vom Standardablauf eine Ausgabe eines Warnsignals.
  • Eine weitere Anwendung des Injektionssystem betrifft Mehrfachinjektionen von beispielsweise gleichen oder verschiedenen Medikamenten, mit denen eine verbesserte Wirkung erzielt werden kann. Dabei erfolgt die zeitliche Koordination der Injektionen mit Hilfe der Kontrolleinheit und speziellen Zeitgliedern.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführung wird das Injektionssystems zusammen mit einem radiologischen Untersuchungsgerät, insbesondere mit einem Magnetresonanztomographie-Gerät, verwendet.
  • Es folgt die Erläuterung von drei Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 8. Es zeigen:
  • Fig. 1 eine Übersicht über ein Injektionssystem für radiologische Untersuchungen mit einem handbetätigten Injektor, der Mittel zum Erfassen des Injektionsvorgangs in Form von zwei Schaltern umfasst,
  • Fig. 2 einen Injektor mit einem faseroptischen Schalter zum Erfassen des Endes einer Injektion,
  • Fig. 3, 4 und 5 ein weiteren Injektor mit einer Kombination bestehend aus pneumatischem und pneumatisch-dynamischem Schalter, und
  • Fig. 6, 7 und 8 eine alternative Ausführung eines Injektionssystems mit einem Markierer, der innerhalb des Abbildungsbereichs eines Untersuchungsgeräts liegt.
  • In Fig. 1 ist ein Injektionssystem 1 zum kontrollierten Einspritzen einer Substanz 9, vorzugsweise eines Kontrastmittels für radiologische Untersuchungen, dargestellt. Es umfasst einen handbetätigten Injektor 3 und eine Kontrolleinheit 4. Der Injektor 3 ist aus einem Kolben 5 und einem Zylinder 7 in Form einer Injektionsspritze aufgebaut.
  • Die zu injizierende Substanz 9 befindet sich in einem Behälter (Reservoir), der von Kolben und Zylinder des Injektors 3gebildet wird. Die Substanz wird durch Einführen des Kolbens 5 in den Zylinder 7 über eine Zuleitung 10 intravenös in den Patienten 11 gespritzt. Die Position des Kolbens 5 bestimmt somit den Füllungszustand des Behälters. Am Injektor 3 ist an zwei Wegpunkten des Zylinders 7 je ein Schalter 12 befestigt, die jeweils mit der Kontrolleinheit 4 verbunden sind und die der Kontrolleinheit 4 mitteilen, dass der Kolben 5 einen der Wegpunkte erreicht hat und dass das Reservoirs entsprechend gefüllt ist. Die Schalter 12 können z. B. Magnetschalter sein, die durch einen Metallring am Kolben ausgelöst werden.
  • Die Kontrolleinheit 4 umfasst ein Zeitglied 14, das das Zeitintervall zwischen der Passage der beiden Wegpunkte misst, und bewertet, ob das Zeitintervall in den Toleranzgrenzen liegt. Ist dies der Fall, liegt an einem Signalausgang 15 der Kontrolleinheit 4 ein Signal an, das die Startzeit der Injektion enthält und das an ein bildgebendes medizinisches Untersuchungsgerät 17 übermittelt wird.
  • In Fig. 2 ist ein Injektionssystem 1A mit einem Injektor 3A und einem faseroptischen Schalter dargestellt, der vorzugsweise mit einem Magnetresonanzgerät verwendet werden kann. Der faseroptische Schalter besteht aus einem Lichtleiter 21, einer Lichtquelle 23 und einem Lichtsensor 25. In der Kontrolleinheit 4A wird das Licht der Lichtquelle 23 in den Lichtleiter 21 eingekoppelt. Von dort führt der Lichtleiter 21 an die dem Ausgang des Injektors 3A zugewandte Seite. Dort durchquert das Licht den Zylinder 7A mit der zu injizierenden Substanz mit bekannten Verlusten und wird anschließend vom zweiten Teil des Lichtleiters 21 zum Lichtsensor 25, der sich ebenfalls in der Kontrolleinheit 4A befindet, übertragen. Sobald der Kolben 5A das Ende des Zylinders 7A erreicht, blockiert er die Übermittlung des Lichts zum Lichtsensor 25. Dies erzeugt ein elektronisches Signal in der Kontrolleinheit 4A mit der Information, dass der Kolben 5A den Behälter des Injektors 3A vollkommen ausfüllt. Es ist entsprechend keine Substanz mehr vorrätig und die Injektion ist beendet. Weitere faseroptische Schalter können zur Überprüfung weiterer Wegpunkte des Kolbens 5A am Injektor 3A angebracht sein, so dass auch hier wieder der zeitabhängige Füllungszustand und damit der Ablauf der Injektion erfasst werden kann.
  • In den Fig. 3 bis 5 ist eine Variante eines Injektors 3B mit einer Kombination aus einem pneumatischen und einem pneumatisch-dynamischen Schalter dargestellt. Diese Schalter bestehen aus je einem Gas gefüllten Reservoir 29 bzw. 30, das Druckveränderungen während des Injektionsvorgangs ausgesetzt ist. Die Druckveränderungen werden über Gas gefüllte Zuleitungen entweder statisch (pneumatischer Schalter) oder dynamisch (pneumatisch-dynamischer Schalter) gemessen. Die Zuleitungen zu den beiden Drucksensitiven Schalterreservoiren 29 und 30 sowie die Sensoren in der Kontrolleinheit sind der Übersichtlichkeit wegen nicht eingezeichnet.
  • Fig. 3 gibt den Füllungszustand der Reservoire zu Beginn einer Injektion wieder. Beide Reservoire stehen unter dem Druck des Ausgangszustands und sind somit in Wartestellung. Das Reservoir 29 ist am Kolben 5B derart angeordnet, dass, falls beispielsweise zum Einschieben des Kolbens 5B in den Zylinder 7B mit einem Daumen ein Druck auf den Kolben 5B ausgeübt wird, dieser Druck auch auf das Reservoir 29 ausgeübt wird. Der pneumatisch-dynamische Schalter erfasst somit das Merkmal, dass der Kolben 5B eingeschoben wird, d. h. dass sich der Füllungszustand des Kolbens 7B ändert.
  • Fig. 4 gibt die Situation zu einem Zeitpunkt kurz nach Injektionsbeginn wieder. Dabei ist das Füllungsvolumen des Schalterreservoirs 29 des pneumatisch-dynamischen Schalters durch den Druck des Daumens beim Eindrücken des Kolbens 7B reduziert. Da sich der pneumatisch-dynamischen Schalter zuvor in Wartestellung befand, bedeutet die an die Kontrolleinheit übermittelte und dort registrierte Druckänderung, dass das Ausgangsfüllungsvolumen nicht mehr vorliegt und dass somit die Injektion begonnen hat.
  • In Fig. 5 ist die Situation am Ende der Injektion dargestellt. Mit Anschlag des Kolbens 5B erhöht sich der Druck im torusförmigen Schalterreservoir 30 und wird mit einem Drucksensor in ein elektrisches Signal umgewandelt, dass die Information beinhaltet, dass der Kolben 5B am Anschlag ist, d. h. dass keine Substanz zur Injektion mehr im Behälter vorhanden ist und dass somit die Injektion beendet ist.
  • Anstelle der auf der pneumatischen Wirkungsweise beruhenden Schalter können in einem leicht abgewandelten System hydraulische Schalter verwendet werden.
  • In den Fig. 6 bis 8 ist eine alternative Ausführung eines Injektionssystems 1C mit einem Markierer 31 dargestellt, wobei der Markierer 31 innerhalb des Abbildungsbereichs eines bildgebenden medizinischen Untersuchungsgeräts 17C, z. B. eines Magnetresonanztomographie-Geräts, angeordnet ist. Der Markierer 31 ist beispielsweise an der Patientenliege des medizinischen Untersuchungsgeräts 17C befestigt, so dass er sich immer an der gleichen bekannten Stelle in beispielsweise verschiedenen Magnetresonanztomographie-Aufnahmen befindet.
  • Der Markierer 31 umfasst einen Behälter mit einem Markierungsvolumen 31C, der in Verbindung zur Zuleitung 100 steht und mit der zu injizierenden Substanz 9C gefüllt ist. Die Ausdehnung des Markierungsvolumens 31C hängt vom Druck ab, der in der Zuleitung 100 während des Injektionsvorgangs vorliegt.
  • Der Markierer 31 umfasst zusätzlich einem Gasreservoir 35, das durch eine auf Druck reagierende Membran 33 von der zu injizierende Substanz 9D getrennt ist. Das Gasreservoirs 35 erzeugt einen guten Kontrast um das Markierungsvolumens 31A beispielsweise bei einer Magnetresonanzaufnahme und erleichtert so die Auswertung des Füllungszustands. Aus der Größe des Volumens des Gasreservoirs 35 kann zusätzlich indirekt auf den Füllungszustand des Markierers 31 geschlossen werden.
  • In Fig. 6 ist der Füllungszustand des Markierungsvolumens 31C im Markierer 31 vor Beginn der Injektion gezeigt. Das Gasreservoir 35 nimmt den größten Teil des Markierungsvolumens 31C ein. Da kein Druck auf die Substanz 100 ausgeübt wird, ist die Membran 33 im entspannten Zustand.
  • In Fig. 7 ist eine Momentaufnahme des Injektionsvorgangs dargestellt. Eine flüssige Substanz 9C wird durch Druck auf den Kolben 5C injiziert. Der Druck wird auf die Flüssigkeit 9C übertragen, so dass in der Zuleitung 100 ebenfalls ein erhöhter Druck vorliegt. Die Membran 33 gibt so lange nach, bis die Kraft aufgrund des Drucks im komprimierten Gasreservoir 35 und die Spannkraft aufgrund der Ausdehnung der Membran 33 mit der Kraft des erhöhten Drucks auf die Substanz 9C im Gleichgewicht steht.
  • In Fig. 8 ist der Füllungszustand des Markierungsvolumens 31C im Markierer nach der Injektion gezeigt. In der Zuleitung 100 liegt aufgrund des Drucks im Gefäß ein leichter Überdruck vor, der wieder entsprechend durch die entgegenwirkende Kräfte im Markierer 31 kompensiert wird. Der Füllungszustand des Markierers 31 mit der in der Zuleitung verbliebenden Substanz 9C ist etwas größer wie der Füllungszustand vor der Injektion.
  • Die Ausdehnung und damit der Füllungszustand können in Aufnahmen des medizinischen Untersuchungsgeräts 17C festgehalten werden und erlauben eine nachträgliche Auswertung der zeitlichen Beziehung zwischen Injektion und Aufnahme.
  • Zusätzlich kann z. B. mit dem medizinischen Untersuchungsgerät 17C der Bereich des Abbildungsbereichs selektiv ausgelesen werden, in dem sich der Markierer 31 befindet. Die Information über die Größe des Markierungsvolumens 31A und damit über den Füllungszustand des Markierers 31 kann so mittels Bildverarbeitung zeitgleich zur Injektion automatisiert verfolgt und zur Steuerung des medizinischen Untersuchungsgeräts 17C benutzt werden.
  • Das Injektionssystem 1C stellt somit eine vielseitige Variante zur Erfassung des Injektionsvorgangs dar, da das Untersuchungsgerät 17C dazu benutzt wird, räumliche Ausmaße und Änderungen eines mit der zu injizierenden Substanz 9C gefüllten Behälters zu detektieren und festzuhalten, d. h. z. B. die Aufnahmen des Untersuchungsgeräts entsprechend zu markieren.
  • Die Änderungen des Füllzustands im Markierer 31 können alternativ auch mit den oben beschriebenen Schaltern gemessen werden, indem z. B. Lageänderungen der Membran anstelle der Lageänderung des Kolbens detektiert werden.
  • In den Fig. 1 bis 8 wurden Beispiele zur Erfassung des Füllungszustands eines mit der zu injizierenden Substanz 9, 9B, 9C gefüllten Behälters 31 gezeigt. Dabei wurde zum einen das im Markierer 31 eingenommen Volumen der Substanz 9C direkt gemessen. Zum anderen wird der Füllungszustand durch Messen der Lage eines Bauteils 5, 5A, 5B der Injektionsvorrichtung 1, 1a, 1B, dessen Lage mit dem eingenommenen Volumen korreliert, indirekt bestimmt.

Claims (19)

1. Injektionssystem (1, 1A, 1C) für radiologische Untersuchungen mit einem handbetätigten Injektor (3, 3A, 3B, 3C) zur kontrollierten manuellen Injektion einer Substanz (9, 9B, 9C) in einen Patienten (11), dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (4, 12, 4A, 21, 17C, 31) zum Erfassen des Füllungszustands eines mit der zu injizierenden Substanz (9, 9B, 9C) gefüllten Behälters (31) vorhanden sind.
2. Injektionssystem (1, 1A, 1C) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (4, 12, 4A, 21, 17C, 31) zum Erfassen des Füllungszustands einen Wegpunkt erfassen, den ein Bauteil (5) des Injektors (3) beim Entleeren des Behälters durchläuft.
3. Injektionssystem (1, 1A, 1C) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zu injizierende Substanz (9, 9B, 9C) im Behälter (31) aufgrund des Injektionsvorgangs vorrübergehend ein Volumen einnimmt, dessen Größe von den Mitteln (4, 12, 4A, 21, 17C, 31) zum Erfassen des Füllungszustands erfasst wird.
4. Injektionssystem (1, 1A, 1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (31) ein Markierungsvolumen (31C) umschließt, das eine Verbindung mit einer Zuleitung (10C) aufweist, welche die Substanz (9C) vom Injektor (3C) zum Patienten (11) führt, wobei insbesondere der Füllungszustand des Markierungsvolumens (31C) vom auf die Substanz (9C) ausgeübten Druck abhängt.
5. Injektionssystem (1, 1A, 1C) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (4, 12, 4A, 21, 17C, 31) zum Erfassen des Füllungszustands einen Markierer (31) aufweisen, der das mit der zu injizierenden Substanz gefüllte Markierungsvolumen (31C) umfasst und indem das Markierungsvolumen (31C) durch eine auf Druck reagierende Membran (33) von einem Gasreservoir (35) getrennt ist.
6. Injektionssystem (1, 1A, 1C) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Markierer (31) im Abbildungsbereich eines die radiologische Untersuchung durchführenden Geräts (17), insbesondere eines CT- oder MR-Geräts, derart angeordnet ist, dass eine Änderung des Füllungszustands des mit der zu injizierenden Substanz (9C) gefüllten Markierungsvolumens (31C) mithilfe des Geräts (17) erfassbar ist.
7. Injektionssystem (1, 1A, 1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (4, 12, 4A, 21, 17C, 31) zum Erfassen des Füllungszustands zum Erfassen mehrerer Füllungszustände ausgebildet sind, um den zeitlichen Verlauf der Injektion, insbesondere den Anfang und/oder das Ende der Injektion, zu erfassen.
8. Injektionssystem (1, 1A, 1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (3, 31) ein Reservoir des Injektors (3, 3A, 3B) ist.
9. Injektionssystem (1, 1A, 1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (3, 3A, 3B, 3C) als Kolbenpumpe ausgebildet ist.
10. Injektionssystem (1, 1A, 1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (4, 12, 4A, 21, 17C, 31) zum Erfassen des Füllungszustands einen Schalter (12) umfassen, der ein Verlassen eines Anfangsfüllungszustands oder ein Einnehmen eines Endfüllungszustands erkennt.
11. Injektionssystem (1, 1A, 1C) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (12) eine Anfangsposition oder eine Endposition eines Kolbens (5) der Kolbenpumpe erfasst, welche insbesondere zu Begin bzw. am Ende der Injektion vom Kolben (5) eingenommen werden.
12. Injektionssystem (1, 1A, 1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (4, 12, 4A, 21, 17C, 31) zum Erfassen des Füllungszustands ein Zeitglied (14) zur Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Injektion, insbesondere zur Messung der Zeit zwischen Beginn und Ende der Injektion, umfassen.
13. Injektionssystem (1, 1A, 1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (4, 12, 4A, 21, 17C, 31) zum Erfassen des Füllungszustands einen oder mehrere faseroptische Schalter (20) umfassen.
14. Injektionssystem (1, 1A, 1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (4, 12, 4A, 21, 17C, 31) zum Erfassen des Füllungszustands einen oder mehrere magnetische Schalter umfassen.
15. Injektionssystem (1, 1A, 1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (4, 12, 4A, 21, 17C, 31) zum Erfassen des Füllungszustands einen oder mehrere pneumatisch-dynamische Schalter umfassen.
16. Injektionssystem (1, 1A, 1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (4, 12, 4A, 21, 17C, 31) zum Erfassen des Füllungszustands einen oder mehrere pneumatische Schalter umfassen.
17. Injektionssystem (1, 1A, 1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (4, 12, 4A, 21, 17C, 31) zum Erfassen des Füllungszustands einen Signalausgang (15) für Steuerdaten umfassen, insbesondere zur Steuerung eines radiologischen Untersuchungsgeräts (17).
18. Injektionssystem (1, 1A, 1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (4, 12, 4A, 21, 17C, 31) zum Erfassen des Füllungszustands Mittel zum Weiterleiten von Informationen über die Abgabe der injizierten Substanz (9) an eine Kontrolleinheit (13) eines Untersuchungsgeräts (17) umfassen.
19. Injektionssystem (1, 1A, 1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Injektionssystem (1, 1A, 1C) zusammen mit einem radiologischen Untersuchungsgerät (17), insbesondere mit einem Magnetresonanztomographie-Gerät, verwendet wird.
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