(57)【要約】  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。
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【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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請求項１記載の薬液注入装置。
【請求項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請求項１記載の薬液注入装置。
【請求項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請求項１〜３のいずれかに記載の薬液注入装置。
【請求項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請求項１〜４のいずれかに記載の薬液注入装置。
【請求項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請求項１〜５のいずれかに記載の薬液注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。【０００５】
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。【０００６】
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。
【特許文献１】特開２００４−１１３４７５号公報
【特許文献２】特開２００４−２９８５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、次の事項に関する。【０００９】
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。【００１０】
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。【００１１】
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。【００１２】
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。【００１３】
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。【００１４】
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。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明が適用される透視撮像システムの１例を示す図である。
【図２】注入装置の１例の外観を示す斜視図である。
【図３】注入装置の注入ヘッドに薬液シリンジを装着する状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の構成の１例を示すブロック図である。
【図５】入力を受け付ける画面であり、注入速度が縦軸で注入時間が横軸の方眼画面が表示されている様子を示す図である。
【図６】方眼画面にポイントが入力され、直線で結ばれた状態を表示している画面を示す図である。
【図７】本発明の１例による曲線補正がされた注入グラフを示す図である。
【図８】入力ポイントを結ぶ直線に対して、近似がゆるい曲線補正の例を示す図である。
【図９】入力ポイントを結ぶ直線に対して、許容される程度まで近似された曲線補正の例を示す図である。
【図１０】従来の注入プロトコルの１例を示す図である。
【図１１】従来の注入プロトコルの１例を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
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
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜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。【００１９】
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。【００２０】
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。【００２１】
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。【００２２】
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。【００２３】
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。【００２４】
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。【００２５】
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。【００２６】
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。【００２７】
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。【００２８】
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。【００２９】
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。【００３０】
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。【００３１】
＜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。【００３２】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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