(57)【要約】  2つ以上のシリンジを備える液注入器を介して患者に対する多段階液注入を実現する方法は、液注入の第1の液を少なくとも第1のシリンジから第1の既定流量で注入するステップであって、第1の液は第1の粘度を持つ、ステップと、第2の液の最初の部分を少なくとも第2のシリンジから指定時間に対する、第2の既定流量とは異なる中間流量で注入するステップであって、第2の液は第1の粘度とは異なる第2の粘度を持つ、ステップと、液注入の第2の液の残りの部分を第2の既定流量の流量で注入するステップとを含む。多段階液注入を実現するように構成されている液注入器システムが開示されている。
2020532334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
2つ以上の液リザーバを備える液注入器を介して患者に対する多段階液注入を実現する方法であって、前記方法は、
前記液注入の第1の液を少なくとも第1の液リザーバから注入するステップであって、前記第1の液は第1の粘度を持ち、前記第1の液は第1の既定流量で前記患者に輸液される、ステップと、
前記液注入の少なくとも第2の液の最初の部分を少なくとも第2の液リザーバから注入するステップであって、前記第2の液は前記第1の粘度とは異なる第2の粘度を持ち、前記第2の液の前記最初の部分は指定中間時間間隔または中間液体積に対する、第2の既定流量とは異なる流量プロファイルを用いて前記患者に輸液される、ステップと、
前記液注入の前記第2の液の残りの部分を前記第2の既定流量に少なくとも相当する流量で注入するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記第1の粘度は前記第2の粘度を超える、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記第1の液は、造影剤と、特定比率の前記造影剤と生理食塩水と、の混合物とからなる群から選択され、前記第2の液は、生理食塩水と、第2の特定比率の前記造影剤と生理食塩水との混合物と、からなる群から選択される、請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
前記第2の既定流量は前記第1の既定流量と概略同じである、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも第2の液の少なくとも前記最初の部分の前記流量プロファイルは、前記第1の既定流量未満の流量で輸液される、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも第2の液の少なくとも前記最初の部分の前記流量プロファイルは、前記指定中間時間間隔にわたってゼロと前記第2の既定流量との間で変化する流量で輸液される、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも前記第2の液の前記最初の部分を注入するステップは、前記指定中間時間間隔にわたって、前記第2の既定流量未満の中間流量で少なくとも前記第2の液の前記最初の部分を注入するステップを備え、前記指定中間時間間隔は、前記第2の液の前記残りの部分を注入する前記ステップを開始する前に、前記第1の液の残留した部分が、液ラインを通過して前記患者に渡ることを可能にするように選択され、前記指定中間時間間隔は、システム構成、すなわち前記第1の液リザーバと前記第2の液リザーバとの少なくとも一方のキャパシタンス、前記液ラインの長さ、前記液ラインの直径、前記液ラインの容積、カテーテルの長さ、前記カテーテルの直径、前記カテーテルの容積、およびこれらの任意の組み合わせに基づく、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記液注入の前記第2の液の前記最初の部分の体積が、前記第2の液リザーバと前記患者との間の液ラインの体積容量、前記第1の液リザーバと前記第2の液リザーバとの少なくとも一方のキャパシタンス、および注入システムコンプライアンスのうちの1つ以上によって決定される、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
注入プロトコルのテーブル、第1の段階の流量、第2の段階の流量、移行流量、カテーテル容積、カテーテル直径、カテーテル長さ、前記液リザーバと前記患者との間の前記液ラインの体積、前記液ラインの直径、前記液ラインの長さ、前記第1の液の温度、前記第2の液の温度、前記第1の液の粘度、前記第2の液の粘度、輸液される前記第1の液のプログラム設定された体積、および輸液される前記第2の液のプログラム設定された体積からなる群から選択される1つ以上のパラメータに少なくとも部分的に基づいて、前記第2の液の前記流量プロファイルをシステムユーザが入力するステップをさらに備える請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記最初の部分の前記流量プロファイルは、前記指定中間時間間隔にわたって流量のずれを最小にするように選択される、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記最初の部分の前記流量プロファイルは、式
Q（移行）＝Q（プログラム設定）−Q（調節済み）
に基づいて計算され、ここでQ（移行）は前記第1の液と少なくとも前記第2の液との間の移行での所望の流量プロファイルであり、Q（プログラム設定）は前記第1の液および少なくとも前記第2の液の所望の流量プロファイルであり、Q（調節済み）は前記第2の液の前記流量の必要な調節分であり、これにより前記第1の液と少なくとも前記第2の液との間の前記移行でのQ（移行）、すなわちカテーテル先端での流量がQ（プログラム設定）と略類似となるの、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記最初の部分の前記流量プロファイルは、式
Q（t）＝Q（p）−（C（1）−C（2））／t（t）
に基づいて計算され、ここでQ（t）は前記中間流量であり、Q（p）は前記第2の既定流量であり、C（1）は前記第1の液段階での定常状態システムコンプライアンスであり、C（2）は前記第2の液注入中のシステムコンプライアンスであり、t（t）は、前記システムコンプライアンス（C（2））に関連する体積を輸液する導出された時間である、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第1の液注入中の前記システムコンプライアンスは、前記第1の液リザーバ、第1の輸液機構、および前記第1の液リザーバと動作可能に流体連通する管類セットのうちの1つ以上に関連する第1のコンプライアンス係数を備え、
前記第2の液注入中の前記システムコンプライアンスは、前記第2の液リザーバ、第2の輸液機構、および前記第2の液リザーバと動作可能に連通する管類セットのうちの1つ以上に関連する第2のコンプライアンス係数を備える、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
前記第1の液リザーバは、前記液注入器の第1の駆動部材に動作可能に接続される第1のシリンジであり、少なくとも前記第2の液リザーバは少なくとも第2のシリンジであり、これは前記液注入器の少なくとも第2の駆動部材に動作可能に接続される、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
患者に対する多段階液注入を実現する液注入器システムであって、前記液注入器システムは、
前記多段階液注入の第1の液が収容されるように構成されている少なくとも1つの第1のシリンジであって、前記第1の液は第1の粘度を持つ、少なくとも1つの第1のシリンジと、
前記少なくとも1つの第1のシリンジと動作可能に接続される少なくとも1つの第1の駆動部材であって、前記少なくとも1つの第1の駆動部材は、前記多段階液注入の前記第1の液を分注するように動作可能である、少なくとも1つの第1の駆動部材と、
前記多段階液注入の第2の液が収容されように構成されている少なくとも1つの第2のシリンジであって、前記第2の液は前記第1の粘度とは異なる第2の粘度を持つ、少なくとも1つの第2のシリンジと、
前記少なくとも1つの第2のシリンジと動作可能に接続される少なくとも1つの第2の駆動部材であって、前記少なくとも1つの第2のピストンは、前記多段階液注入の前記第2の液を分注するように動作可能である、少なくとも1つの第2の駆動部材と、
前記少なくとも1つの第1のシリンジおよび前記少なくとも1つの第2のシリンジに接続され、前記少なくとも1つの第1のシリンジから前記患者への前記多段階液注入の前記第1の液と、前記少なくとも1つの第2のシリンジから前記患者への前記多段階液注入の前記第2の液と、の少なくとも一方を輸液するように構成されている液ラインと、
前記少なくとも1つの第1のシリンジに関連する前記第1の駆動部材の動きと、前記少なくとも1つの第2のシリンジに関連する前記少なくとも1つの第2の駆動部材の動きと、を制御して、前記患者に対する前記多段階液注入の前記第1の液および前記第2の液の前記輸液を制御するように構成されている制御デバイスと、
を備え、
前記制御デバイスは、第1の既定流量で前記第1の液を注入するように前記第1の駆動部材を制御し、前記液注入の少なくとも前記第2の液の最初の部分を、指定中間時間または中間液体積に対する第2の既定流量とは異なる中間流量プロファイルで、前記少なくとも1つの第2のシリンジから注入するように前記少なくとも1つの第2の駆動部材を制御し、前記第2の既定流量に少なくとも等しい前記第2の液の残りの部分を注入するように構成されており、前記第2の液は前記第1の粘度とは異なる第2の粘度を持つ、液注入器システム。
【請求項１６】
前記第1の粘度は前記第2の粘度を超える、請求項15に記載の液注入器システム。
【請求項１７】
前記第1の既定流量は前記第2の既定流量と概略同じである、請求項15または16に記載の液注入器システム。
【請求項１８】
前記少なくとも第2の液の少なくとも前記最初の部分の前記流量プロファイルは前記第1の既定流量未満の流量で輸液されるか、または
前記少なくとも第2の液の少なくとも前記最初の部分の前記流量プロファイルは、前記指定中間時間間隔にわたってゼロと前記第2の既定流量との間で変化する流量で輸液される、請求項15から17のいずれか一項に記載の液注入器システム。
【請求項１９】
前記制御デバイスは、前記指定中間時間間隔にわたって、前記第2の既定流量未満の中間流量で少なくとも前記第2の液の前記最初の部分を注入することを含んだ、少なくとも前記第2の液の前記最初の部分の注入のタイミングを設定するように構成されており、前記指定中間時間間隔は、前記第2の液の前記残りの部分を注入する前記ステップを開始する前に、前記第1の液の残留した部分が液ラインを通過して前記患者に渡ることを可能にするように選択され、前記指定中間時間間隔は、システム構成、すなわち、前記第1の液リザーバと前記第2の液リザーバとの少なくとも一方のキャパシタンス、前記液ラインの長さ、前記液ラインの直径、前記液ラインの容積、カテーテルの長さ、前記カテーテルの直径、前記カテーテルの容積、およびこれらの任意の組み合わせに基づく、請求項15から18のいずれか一項に記載の液注入器システム。
【請求項２０】
前記第1の液は、造影剤と、特定比率の前記造影剤と生理食塩水との混合物と、からなる群から選択され、前記第2の液は、生理食塩水と、第2の特定比率の前記造影剤と生理食塩水との混合物と、からなる群から選択される、請求項15から19のいずれか一項に記載の液注入システム。
【請求項２１】
前記最初の部分の前記流量プロファイルは、式
Q（移行）＝Q（プログラム設定）−Q（調節済み）
に基づいて計算され、ここでQ（移行）は前記第1の液と少なくとも前記第2の液との間の移行での所望の流量プロファイルであり、Q（プログラム設定）は前記第1の液および少なくとも前記第2の液の所望の流量プロファイルであり、Q（調節済み）は前記第2の液の前記流量の必要な調節分であり、これにより前記第1の液と少なくとも前記第2の液との間の前記移行でのQ（移行）、すなわちカテーテル先端での流量がQ（プログラム設定）と略類似となる、請求項15から20のいずれか一項に記載の液注入システム。
【請求項２２】
前記最初の部分の前記流量プロファイルは、式
Q（t）＝Q（p）−（C（1）−C（2））／t（t）
に基づいて計算され、ここでQ（t）は前記中間流量であり、Q（p）は前記第2の既定流量であり、C（1）は前記第1の液段階での定常状態システムコンプライアンスであり、C（2）は前記第2の液注入中のシステムコンプライアンスであり、t（t）は、前記システムコンプライアンス（C（2））に関連する体積を輸液する導出された時間である、請求項15から20のいずれか一項に記載の液注入システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連する出願の参照
本出願は、発明の名称が「多段階注入プロトコルにおいて移行段階を有するシステムおよび方法」であり、出願日が2017年8月31日である米国仮出願第62／552，494号の優先権を主張する。
【０００２】
開示の背景
本開示は概して液注入器を制御するシステムおよび方法に関する。特に、本開示は、移行段階を有する多段階注入プロトコルを利用して液注入器を制御するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの医療診断および治療処置では、医師などの施術者が患者に単一または複数の医療用液を注入する。近年、造影剤溶液（多くの場合に単に「コントラスト」と称する）、生理食塩水や乳酸リンゲル液等のフラッシング剤およびその他医療用液などの液の加圧注入用の注入器作動型シリンジおよび液注入器を有する多くの輸液システムが、血管造影（CV）、コンピュータ断層撮影（CT）、超音波、磁気共鳴イメージング（MRI）、陽電子放出断層撮影（PET）、およびその他画像検査などの処置での使用向けに開発されている。大まかに言えば、これらの輸液システムは、予め設定された量の液を所望の流量で輸液するように設計されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第2016／172467号パンフレット
【特許文献２】国際公開第2015／164783号パンフレット
【特許文献３】米国特許第5,383,858号明細書
【特許文献４】米国特許第7,553,294号明細書
【特許文献５】米国特許第7,666,169号明細書
【特許文献６】米国特許第9,173,995号明細書
【特許文献７】米国特許第9,199,033号明細書
【特許文献８】米国特許第9,474,857号明細書
【特許文献９】国際公開第2016／191485号パンフレット
【特許文献１０】国際公開第2016／112163号パンフレット
【特許文献１１】米国特許第6,322,535号明細書
【特許文献１２】米国特許第6,652,489号明細書
【特許文献１３】米国特許第9,173,995号明細書
【特許文献１４】米国特許第9,199,033号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
患者に輸液される液の実際の流量（すなわち輸液体積）の目標量は、所望の流量（すなわち所望の体積）に可能な限り近くなるように定められる。ただし、輸液システムの実際の実行量は、輸液システムのインピーダンスおよびキャパシタンス全体に起因する多くの因子の関数である。特定の輸液処置では、輸液システムのインピーダンスおよびキャパシタンスにより、特にある液種から別の液種に切り替わるときに、所望の流量（すなわち所望の体積）を基点として液流量超過、液流量不足（すなわち体積超過輸液や体積不足輸液）が生じ、液流の変動が生じる場合がある。
【０００６】
輸液システムの実行量の特性を評価して、液流量および輸液された体積の点で所望の実行量を実際の実行量に相関させるための様々な手法が存在するが、これらの手法は、容易に想到し得る仕方では輸液システムのインピーダンスおよび／またはキャパシタンスによる所望の実行量と実際の実行量の差とに対応していない。結論を示すと、既存の手法では、システムのインピーダンスおよび／またはキャパシタンスに起因する液の輸液不足や輸液超過に対応することができない。その結果、最適ボーラス輸注量すなわち最適注入体積よりも少なくなるおそれがあり、かつ／または輸液システムの動作後に比較的大量の液が無駄になる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一例では、2つ以上の液リザーバを備える液注入器を介して患者に対する多段階液注入を実現する方法が説明されている。方法は、液注入の第1の液を少なくとも第1の液リザーバから注入するステップであって、第1の液は第1の粘度を持ち、第1の液は第1の既定流量で患者に輸液される、ステップと、液注入の少なくとも第2の液の最初の部分を少なくとも第2の液リザーバから注入するステップであって、第2の液は第1の粘度とは異なる第2の粘度を持ち、第2の液の最初の部分は指定中間時間間隔に対する、第2の既定流量とは異なる流量プロファイルを用いて患者に輸液される、ステップと、液注入の第2の液の残りの部分を第2の既定流量に少なくとも相当する流量で注入するステップとを備えてもよい。
【０００８】
特定の実施形態では、第1の粘度は第2の粘度を超える。第1および第2の液は、造影剤、生理食塩水、乳酸リンゲル液またはその他医療用液であってもよい。特定の実施形態では、第1の液は、造影剤と、特定比率の造影剤と生理食塩水または水もしくは乳酸リンゲル液などのその他フラッシング液との混合物とからなる群から選択してもよく、第2の液は、生理食塩水または水もしくは乳酸リンゲル液などのその他フラッシング液と、第2の特定比率の造影剤と生理食塩水または水もしくは乳酸リンゲル液などのその他フラッシング液との混合物と、からなる群から選択してもよい。いくつかの態様に係れば、第2の既定流量は第1の既定流量と実質的に同じであってもよい。
【０００９】
様々な実施形態に係れば、少なくとも第2の液の最初の部分の流量プロファイルが第1の既定流量および／または第2の既定流量とは異なってもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも第2の液の少なくとも最初の部分の流量プロファイルは第1の既定流量未満の流量で輸液される。他の実施形態では、少なくとも第2の液の少なくとも最初の部分の流量プロファイルは、指定中間時間間隔にわたってゼロと第1の既定流量または第2の既定流量との間で変化する流量で輸液される。例えば、少なくとも最初の部分の流量プロファイルは低い流量から始まり、指定中間時間間隔にわたって増加してもよく、このような増加は少なくとも第2の液の最初の部分の終了までに第2の既定流量に至る。
【００１０】
ここで説明されている方法の様々な実施形態に係れば、少なくとも第2の液の最初の部分を注入するステップは、指定中間時間間隔にわたって第2の既定流量未満の中間流量で少なくとも第2の液の最初の部分を注入するステップを備えてもよく、指定中間時間間隔は、第2の液の残りの部分を注入するステップを開始する前に第1の液の残留した部分が液ラインを通過して患者に渡ることを可能にするように選択され、指定中間時間間隔は、システム構成、すなわち、第1の液リザーバと第2の液リザーバとの少なくとも一方のキャパシタンス、液ラインの長さ、液ラインの直径、液ラインの容積、カテーテルの長さ、カテーテルの直径、カテーテルの容積、およびこれらの任意の組み合わせに基づく。方法の様々な実施形態では、液注入の第2の液の最初の部分の体積が、第2の液リザーバと患者との間の液ラインの容積容量（カテーテル容積容量を適宜含む）、第1の液リザーバと第2の液リザーバとの少なくとも一方のキャパシタンス、および注入システムコンプライアンスのうちの1個または複数によって決定されてもよい。
【００１１】
特定の実施形態では、方法は、注入プロトコルのテーブル、第1の段階の流量、第2の段階の流量、移行流量、カテーテル容積、カテーテル直径、カテーテル長さ、液リザーバと患者との間の液ラインの容積、液ラインの直径、液ラインの長さ、第1の液の粘度、第2の液の粘度、第1の液の温度、第2の液の温度、輸液される第1の液のプログラム設定された体積、および輸液される第2の液のプログラム設定された体積からなる群から選択される1個または複数のパラメータに少なくとも部分的に基づいて、移行段階を含む第2の液の流量プロファイルをシステムユーザが入力するステップをさらに備えてもよい。システム製造者がテーブルを用意して、液注入器システムに関連するプロセッサにプログラミングしてもよく、システムユーザまたはその他サードパーティがテーブルを個別に発展させて、液注入システムの様々な注入プロトコルとともに利用してもよい。
【００１２】
特定の実施形態に係れば、最初の部分の流量プロファイルは、指定中間時間間隔にわたって流量のずれを最小にするように選択される。特定の実施形態では、最初の部分の流量プロファイルは、式
Q（移行）＝Q（プログラム設定）−Q（調節済み）
に基づいて計算してもよく、Q（移行）は、カテーテル先端から流出する液流を制御するように駆動部材の動きを調節（距離にわたって速度を調節）することによる、第1の液から少なくとも第2の液の間の移行にわたる所望の流量プロファイルであり、Q（プログラム設定）は少なくとも第2の液の所望の流量プロファイルであり、Q（調節済み）は、第1の液と少なくとも第2の液との間の移行でのQ（移行）の結果としてQ（プログラム設定）と実質的に同様であるカテーテルからの液流量が発生するのに必要な第2の液の流量の調節分である。他の実施形態では、最初の部分の流量プロファイルは、式
Q（t）＝Q（p）−（C（1）−C（2））／t（t）
に基づいて計算してもよく、Q（t）は中間流量であり、Q（p）は第2の既定流量であり、C（1）は第1の液段階での定常状態システムコンプライアンスであり、C（2）は第2の液注入中のシステムコンプライアンスであり、t（t）は、システムコンプライアンス（C（2））に関連する体積を輸液する導出された時間である。様々な実施形態に係れば、第1の液注入中のシステムコンプライアンスは、第1の液リザーバ、第1の輸液機構、および第1の液リザーバと動作可能に流体連通する管類セットのうちの1個または複数に関連する第1のコンプライアンス係数を備え、第2の液注入中のシステムコンプライアンスは、第2の液リザーバ、第2の輸液機構、および第2の液リザーバと動作可能に連通する管類セットのうちの1個または複数に関連する第2のコンプライアンス係数を備える。第1のリザーバおよび／または少なくとも第2のリザーバのシステムコンプライアンスを、例えば、1個または複数のリザーバとカテーテルとの間の液経路内のフローセンサを用いて測定してもよい。これの代わりに、第1のリザーバおよび／または少なくとも第2のリザーバのシステムコンプライアンスの一方または両方を、液注入器、第1または第2の液リザーバ、および第1または第2の液の係数に基づいてそれぞれ予測してもよい。
【００１３】
本開示の様々な実施形態に係れば、第1および第2の液リザーバを、シリンジ、蠕動ポンプおよび圧縮可能なバッグからなる群から個別に選択してもよい。特定の実施形態では、第1の液リザーバは、液注入器の第1の駆動部材に動作可能に接続される第1のシリンジであり、少なくとも第2の液リザーバは少なくとも第2のシリンジであり、これは液注入器の少なくとも第2の駆動部材に動作可能に接続される。
【００１４】
他の実施形態に係れば、本開示には、患者に対する多段階液注入を実現する液注入器システムが説明されている。液注入器システムは、多段階液注入の第1の液が入るように構成されている少なくとも1つの第1のシリンジであって、第1の液は第1の粘度を持つ、少なくとも1つの第1のシリンジと、少なくとも1つの第1のシリンジと動作可能に接続される少なくとも1つの第1の駆動部材であって、少なくとも1つの第1の駆動部材は、多段階液注入の第1の液を分注するように動作可能である、少なくとも1つの第1の駆動部材と、多段階液注入の第2の液が入るように構成されている少なくとも1つの第2のシリンジであって、第2の液は第1の粘度とは異なる第2の粘度を持つ、少なくとも1つの第2のシリンジと、少なくとも1つの第2のシリンジと動作可能に接続される少なくとも1つの第2の駆動部材であって、少なくとも1つの第2のピストンは、多段階液注入の第2の液を分注するように動作可能である、少なくとも1つの第2の駆動部材と、少なくとも1つの第1のシリンジおよび少なくとも1つの第2のシリンジに接続され、少なくとも1つの第1のシリンジから患者への多段階液注入の第1の液と、少なくとも1つの第2のシリンジから患者への多段階液注入の第2の液と、の少なくとも一方を輸液するように構成されている液ラインと、少なくとも1つの第1のシリンジに関連する第1の駆動部材の動きと、少なくとも1つの第2のシリンジに関連する少なくとも1つの第2の駆動部材の動きと、を制御して、患者に対する多段階液注入の第1の液および第2の液の輸液を制御するように構成されている制御デバイスと、を備えてもよい。制御デバイスは、第1の既定流量で第1の液を注入するように第1の駆動部材を制御し、液注入の少なくとも第2の液の最初の部分を指定中間時間に対する、第2の既定流量とは異なる中間流量プロファイルで少なくとも1つの第2のシリンジから注入するように少なくとも1つの第2の駆動部材を制御し、第2の既定流量に少なくとも相当する第2の液の残りの部分を注入するように構成してもよく、第2の液は第1の粘度とは異なる第2の粘度を持つ。
【００１５】
様々な実施形態に係れば、第1の粘度は第2の粘度を超える。第1および第2の液は、造影剤、生理食塩水、乳酸リンゲル液、他のフラッシング液、またはその他医療用液であってもよい。特定の実施形態では、第1の液は、造影剤と、特定比率の造影剤と生理食塩水との混合物と、からなる群から選択してもよく、第2の液は、生理食塩水と、乳酸リンゲル液と、第2の特定比率の造影剤と生理食塩水との混合物と、からなる群から選択してもよい。いくつかの態様に係れば、第2の既定流量は第1の既定流量と実質的に同じであってもよい。
【００１６】
液注入器システムの様々な実施形態では、第1の既定流量は第2の既定流量と実質的に同じであってもよい。他の実施形態では、少なくとも第2の液の少なくとも最初の部分の流量プロファイルは第1の既定流量未満の流量で輸液してもよいし、少なくとも第2の液の少なくとも最初の部分の流量プロファイルは、指定中間時間間隔にわたってゼロと第1の既定流量との間またはゼロと第2の既定流量との間で変化する流量で輸液してもよい。いくつかの実施形態に係れば、第1の既定流量は第2の既定流量を超えてもよい。
【００１７】
液注入器システムの様々な実施形態に係れば、制御デバイスは、指定中間時間間隔にわたって第2の既定流量未満の中間流量で少なくとも第2の液の最初の部分を注入することを備える、少なくとも第2の液の最初の部分の注入のタイミングを設定するように構成してもよく、指定中間時間間隔は、第2の液の残りの部分を注入するステップを開始する前に第1の液の残留した部分が液ラインを通過して患者に渡ることを可能にするように選択され、指定中間時間間隔は、システム構成、すなわち第1の液リザーバと第2の液リザーバとの少なくとも一方のキャパシタンス、液ラインの長さ、液ラインの直径、液ラインの容積、液ラインおよび関連するカテーテルのキャパシタンス、ならびにこれらの任意の組み合わせのうちの1個または複数に基づく。
【００１８】
液注入システムのいくつかの実施形態に係れば、最初の部分の流量プロファイルは、式
Q（移行）＝Q（プログラム設定）−Q（調節済み）
に基づいて計算され、Q（移行）は、カテーテル先端から流出する液流を制御するように駆動部材の動きを調節（距離にわたって速度を調節）することによる、第1の液から少なくとも第2の液の間の移行にわたる所望の流量プロファイルであり、Q（プログラム設定）は少なくとも第2の液の所望の流量プロファイルであり、Q（調節済み）は、第1の液と少なくとも第2の液との間の移行でのQ（移行）の結果としてQ（プログラム設定）と実質的に同様であるカテーテルからの液流量が発生するのに必要な第2の液の流量の調節分である。特定の実施形態に係れば、中間時間は、実質的に、第1の液の残量が液ラインから輸液されるのに要する時間、たとえば、液ラインおよびカテーテルの容積をプログラム設定された流量で割ることにより得られる時間に対する検討事項となり得る。
【００１９】
液注入器システムの他の実施形態に係れば、最初の部分の流量プロファイルは、式
Q（t）＝Q（p）−（C（1）−C（2））／t（t）
に基づいて計算され、Q（t）は中間流量であり、Q（p）は第2の既定流量であり、C（1）は第1の液段階での定常状態システムコンプライアンスであり、C（2）は第2の液注入中のシステムコンプライアンスであり、t（t）は、システムコンプライアンス（C（2））に関連する体積を輸液する導出された時間である。
【００２０】
移行段階を有する多段階注入プロトコルを利用する液注入器を制御するシステムおよび方法の様々な態様が番号を付した以下の項の1項以上に開示されている。
【００２１】
第1項．2つ以上の液リザーバを備える液注入器を介して患者に対する多段階液注入を実現する方法であって、液注入の第1の液を少なくとも第1の液リザーバから注入するステップであって、第1の液は第1の粘度を持ち、第1の液は第1の既定流量で患者に輸液される、ステップと、液注入の少なくとも第2の液の最初の部分を少なくとも第2の液リザーバから注入するステップであって、第2の液は第1の粘度とは異なる第2の粘度を持ち、第2の液の最初の部分は指定中間時間間隔または中間液体積に対する、第2の既定流量とは異なる流量プロファイルを用いて患者に輸液される、ステップと、液注入の第2の液の残りの部分を第2の既定流量に少なくとも相当する流量で注入するステップと、を備える方法。
【００２２】
第2項．第1の粘度は第2の粘度を超える、第1項に記載の方法。
【００２３】
第3項．第1の液は、造影剤と、特定比率の造影剤と生理食塩水との混合物と、からなる群から選択され、第2の液は、生理食塩水と、第2の特定比率の造影剤と生理食塩水との混合物と、からなる群から選択される、第1項または第2項に記載の方法。
【００２４】
第4項．第2の既定流量は第1の既定流量と概略同じである、第1項から第3項のいずれか一項に記載の方法。
【００２５】
第5項．少なくとも第2の液の少なくとも最初の部分の流量プロファイルは第1の既定流量未満の流量で輸液される、第1項から第4項のいずれか一項に記載の方法。
【００２６】
第6項．少なくとも第2の液の少なくとも最初の部分の流量プロファイルは、指定中間時間間隔にわたってゼロと第2の既定流量との間で変化する流量で輸液される、第1項から第5項のいずれか一項に記載の方法。
【００２７】
第7項．少なくとも第2の液の最初の部分を注入するステップは、指定中間時間間隔にわたって第2の既定流量未満の中間流量で少なくとも第2の液の最初の部分を注入するステップを備え、指定中間時間間隔は、第2の液の残りの部分を注入するステップを開始する前に第1の液の残留した部分が液ラインを通過して患者に渡ることを可能にするように選択され、指定中間時間間隔は、システム構成、すなわち第1の液リザーバと第2の液リザーバとの少なくとも一方のキャパシタンス、液ラインの長さ、液ラインの直径、液ラインの容積、カテーテルの長さ、カテーテルの直径、カテーテルの容積、およびこれらの任意の組み合わせのうちの1つ以上に基づく、第1項から第6項のいずれか一項に記載の方法。
【００２８】
第8項．液注入の第2の液の最初の部分の体積が、第2の液リザーバと患者との間の液ラインの容積容量、第1の液リザーバと第2の液リザーバとの少なくとも一方のキャパシタンス、および注入システムコンプライアンスのうちの1つ以上によって決定される、第1項から第6項のいずれか一項に記載の方法。
【００２９】
第9項．注入プロトコルのテーブル、第1の段階の流量、第2の段階の流量、移行流量、カテーテル容積、カテーテル直径、カテーテル長さ、液リザーバと患者との間の液ラインの容積、液ラインの直径、液ラインの長さ、第1の液の温度、第2の液の温度、第1の液の粘度、第2の液の粘度、輸液される第1の液のプログラム設定された体積、および輸液される第2の液のプログラム設定された体積からなる群から選択される1つ以上のパラメータに少なくとも部分的に基づいて第2の液の流量プロファイルをシステムユーザが入力するステップをさらに備える第1項から第8項のいずれか一項に記載の方法。
【００３０】
第10項．最初の部分の流量プロファイルは、指定中間時間間隔にわたって流量のずれを最小にするように選択される、第1項から第9項のいずれか一項に記載の方法。
【００３１】
第11項．最初の部分の流量プロファイルは、式
Q（移行）＝Q（プログラム設定）−Q（調節済み）
に基づいて計算され、Q（移行）は第1の液から少なくとも第2の液の間の移行での所望の流量プロファイルであり、Q（プログラム設定）は第1の液および少なくとも第2の液の所望の流量プロファイルであり、Q（調節済み）は、第1の液と少なくとも第2の液との間の移行でのQ（移行）、すなわちカテーテル先端での流量がQ（プログラム設定）と概略同様になるのに必要な第2の液の流量の調節分である、第1項から第10項のいずれか一項に記載の方法。
【００３２】
第12項．最初の部分の流量プロファイルは、式
Q（t）＝Q（p）−（C（1）−C（2））／t（t）
に基づいて計算され、Q（t）は中間流量であり、Q（p）は第2の既定流量であり、C（1）は第1の液段階での定常状態システムコンプライアンスであり、C（2）は第2の液注入中のシステムコンプライアンスであり、t（t）は、システムコンプライアンス（C（2））に関連する体積を輸液する導出された中間時間である、第1項から第10項のいずれか一項に記載の方法。
【００３３】
第13項．第1の液注入中のシステムコンプライアンスは、第1の液リザーバ、第1の輸液機構、および第1の液リザーバと動作可能に流体連通する管類セットのうちの1つ以上に関連する第1のコンプライアンス係数を備え、第2の液注入中のシステムコンプライアンスは、第2の液リザーバ、第2の輸液機構、および第2の液リザーバと動作可能に連通する管類セットのうちの1つ以上に関連する第2のコンプライアンス係数を備える、第12項に記載の方法。
【００３４】
第14項．第1の液リザーバは、液注入器の第1の駆動部材に動作可能に接続される第1のシリンジであり、少なくとも第2の液リザーバは少なくとも第2のシリンジであり、これは液注入器の少なくとも第2の駆動部材に動作可能に接続される、第1項から第13項のいずれか一項に記載の方法。
【００３５】
第15項．患者に対する多段階液注入を実現する液注入器システムであって、多段階液注入の第1の液が入るように構成されている少なくとも1つの第1のシリンジであって、第1の液は第1の粘度を持つ、少なくとも1つの第1のシリンジと、少なくとも1つの第1のシリンジと動作可能に接続される少なくとも1つの第1の駆動部材であって、少なくとも1つの第1の駆動部材は、多段階液注入の第1の液を分注するように動作可能である、少なくとも1つの第1の駆動部材と、多段階液注入の第2の液が入るように構成されている少なくとも1つの第2のシリンジであって、第2の液は第1の粘度とは異なる第2の粘度を持つ、少なくとも1つの第2のシリンジと、少なくとも1つの第2のシリンジと動作可能に接続される少なくとも1つの第2の駆動部材であって、少なくとも1つの第2のピストンは、多段階液注入の第2の液を分注するように動作可能である、少なくとも1つの第2の駆動部材と、少なくとも1つの第1のシリンジおよび少なくとも1つの第2のシリンジに接続され、少なくとも1つの第1のシリンジから患者への多段階液注入の第1の液と、少なくとも1つの第2のシリンジから患者への多段階液注入の第2の液と、の少なくとも一方を輸液するように構成されている液ラインと、少なくとも1つの第1のシリンジに関連する第1の駆動部材の動きと、少なくとも1つの第2のシリンジに関連する少なくとも1つの第2の駆動部材の動きと、を制御して、患者に対する多段階液注入の第1の液および第2の液の輸液を制御するように構成されている制御デバイスであって、制御デバイスは、第1の既定流量で第1の液を注入するように第1の駆動部材を制御し、液注入の少なくとも第2の液の最初の部分を指定中間時間または中間液体積に対する、第2の既定流量とは異なる中間流量プロファイルで少なくとも1つの第2のシリンジから注入するように少なくとも1つの第2の駆動部材を制御し、第2の既定流量に少なくとも相当する第2の液の残りの部分を注入するように構成されており、第2の液は第1の粘度とは異なる第2の粘度を持つ、制御デバイスと、を備える液注入器システム。
【００３６】
第16項．第1の粘度は第2の粘度を超える、第15項に記載の液注入器システム。
【００３７】
第17項．第1の既定流量は第2の既定流量と実質的に同じである、第15項または第16項に記載の液注入器システム。
【００３８】
第18項．少なくとも第2の液の少なくとも最初の部分の流量プロファイルは第1の既定流量未満の流量で輸液されるか、少なくとも第2の液の少なくとも最初の部分の流量プロファイルは、指定中間時間間隔にわたってゼロと第1の既定流量または第2の既定流量との間で変化する流量で輸液される、第15項から第17項のいずれか一項に記載の液注入器システム。
【００３９】
第19項．制御デバイスは、指定中間時間間隔にわたって第2の既定流量未満の中間流量で少なくとも第2の液の最初の部分を注入することを備える、少なくとも第2の液の最初の部分の注入のタイミングを設定するように構成されており、指定中間時間間隔は、第2の液の残りの部分を注入するステップを開始する前に第1の液の残留した部分が液ラインを通過して患者に渡ることを可能にするように選択され、指定中間時間間隔は、システム構成、すなわち第1の液リザーバと第2の液リザーバとの少なくとも一方のキャパシタンス、液ラインの長さ、液ラインの直径、液ラインの容積、カテーテルの長さ、カテーテルの直径、カテーテルの容積、およびこれらの任意の組み合わせに基づく、第15項から第18項のいずれか一項に記載の液注入器システム。
【００４０】
第20項．第1の液は、造影剤と、特定比率の造影剤と生理食塩水との混合物と、からなる群から選択され、第2の液は、生理食塩水と、第2の特定比率の造影剤と生理食塩水との混合物と、からなる群から選択される、第15項から第19項のいずれか一項に記載の液注入システム。
【００４１】
第21項．最初の部分の流量プロファイルは、式
Q（移行）＝Q（プログラム設定）−Q（調節済み）
に基づいて計算され、Q（移行）は第1の液から少なくとも第2の液の間の移行での所望の流量プロファイルであり、Q（プログラム設定）は第1の液および少なくとも第2の液の所望の流量プロファイルであり、Q（調節済み）は、第1の液と少なくとも第2の液との間の移行でのQ（移行）、すなわちカテーテル先端での流量がQ（プログラム設定）と概略同様になるのに必要な第2の液の流量の調節分である、第15項から第20項のいずれか一項に記載の液注入システム。
【００４２】
第22項．最初の部分の流量プロファイルは、式
Q（t）＝Q（p）−（C（1）−C（2））／t（t）
に基づいて計算され、Q（t）は中間流量であり、Q（p）は第2の既定流量であり、C（1）は第1の液注入中のシステムコンプライアンスであり、C（2）は第2の液注入中のシステムコンプライアンスであり、t（t）は、液注入の第2の液の最初の部分の体積を輸液する導出された中間時間である、第15項から第20項のいずれか一項に記載の液注入システム。
【００４３】
本開示のこれらおよび他の特徴および特性ならびに構成の関連要素および部品の組み合わせの動作方法および機能および製造の経済性は、添付の図面を参照して以下の説明および添付の請求項を考慮すれば明らかになる。添付の図面のすべては本明細書の一部を形成し、図面中、同様の参照番号は様々な図の対応する部分を示す。ただし、図面は例示および説明のみを目的としていることが当然明確に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本開示の一例に係る輸液システムの斜視図である。
【図２】図1の輸液システムとともに用いるように構成されているシリンジの断面図である。
【図３】本開示の別の例に係る輸液システムの斜視図である。
【図４】図3の輸液システムとともに用いるように構成されているシリンジの断面図である。
【図５】本開示の別の例に係る輸液システムの斜視図である。
【図６】図5の輸液システムとともに用いるように構成されている多用途使い捨てシステムの正面斜視図である。
【図７Ａ】多段階注入中の輸液システムのモータ速度の制御による移行段階を含むフロープロファイルの一実施形態を示す。
【図７Ｂ】多段階注入中の輸液システムのモータ速度の制御による移行段階を含むフロープロファイルの一実施形態を示す。
【図７Ｃ】多段階注入中の輸液システムのモータ速度の制御による移行段階を含むフロープロファイルの一実施形態を示す。
【図７Ｄ】多段階注入中の輸液システムのモータ速度の制御による移行段階を含むフロープロファイルの一実施形態を示す。
【図７Ｅ】多段階注入中の輸液システムのモータ速度の制御による移行段階を含むフロープロファイルの一実施形態を示す。
【図７Ｆ】多段階注入中の輸液システムのモータ速度の制御による移行段階を含むフロープロファイルの一実施形態を示す。
【図７Ｇ】多段階注入中の輸液システムのモータ速度の制御による移行段階を含むフロープロファイルの一実施形態を示す。
【図７Ｈ】多段階注入中の輸液システムのモータ速度の制御による移行段階を含むフロープロファイルの一実施形態を示す。
【図７Ｉ】多段階注入中の輸液システムのモータ速度の制御による移行段階を含むフロープロファイルの一実施形態を示す。
【図８】段階移行時の多段階液注入の測定流量を移行段階時の多段階注入の測定流量と比較するグラフである。
【図９】多段階液注入の第2の段階の定常状態圧力の導出法を決定するためのステップ図である。
【図１０】多段階液注入の制限および定常状態圧力を導出するための典型的なルックアップテーブルである。
【図１１】多段階液注入の定常状態圧力を導出するためのグラフ化した典型的な式である。
【図１２】キャパシタンスを計算するためのコンプライアンス方程式に対応する面のグラフ表示である。
【図１３】一実施形態に係る移行段階を含む注入プロトコルを決定するための全体ワークフローを示す図である。
【図１４】図5に示されている注入器の移行段階を含む注入プロトコルの特定の実現例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
明細書および請求項で用いられている「a」、「an」および「the」の単数形は、文脈上明確に別義を示さない限り、複数の指示対象を含む。
【００４６】
以下の説明のために、「上」、「下」、「右」、「左」、「垂直」、「水平」、「上部」、「下部」、「短手方向」、「長手方向」およびこれらの派生語は、図面で向けられているように開示に関係するものとする。
【００４７】
本発明ではこれとは別の様々な向きを想定することができるため、「左」、「右」、「内」、「外」、「上」、「下」などの空間的用語や方向的用語は限定を課すものとは見なされない。
【００４８】
明細書および請求項で用いられているすべての数は用語「約」によってすべての場合に修正されると解するものとする。用語「約」は、記載されている値のプラスまたはマイナス10パーセントの範囲を意味する。
【００４９】
別段の記載のない限り、本出願で開示されているすべての範囲または比率はこれに包含される一切の部分範囲または部分比率を含むと解するものとする。たとえば、記載されている範囲「1〜10」または比率「1／10」は1である最小値と10である最大値との間（両端を含む）の一切の部分範囲を含むと当然見なされる。すなわち、すべての部分範囲または部分比率は1以上の最小値から始まり10以下の最大値で終わる。たとえば、1〜6．1（1／6．1）、3．5〜7．8（3．5／7．8）および5．5〜10（5．5／10）などであるが、これらに限定されない。
【００５０】
用語「少なくとも」は「以上」を意味する。
【００５１】
用語「含む」は「備える」と同義である。「含む」は「からなる」と「から実質的になる」とを含む。
【００５２】
シリンジおよび／またはプランジャに関連して用いられる場合の用語「近位」は、シリンジおよび／またはプランジャが液注入器に接続されるように向けられる場合に液注入器に最も近いシリンジおよび／またはプランジャの部分を指す。用語「遠位」は、シリンジおよび／またはプランジャが液注入器に接続されるように向けられる場合に液注入器から最も遠いシリンジおよび／またはプランジャの部分を指す。用語「径方向」は、近位端と遠位端との間で延びるシリンジ、プランジャおよび／またはピストンの長手方向軸に直交する断面平面内の方向を指す。用語「周方向」は、シリンジ、プランジャおよび／またはピストンの側壁の内面または外面まわりの方向を指す。用語「軸方向」は、近位端と遠位端との間で延びるシリンジ、ピストンおよび／またはピストンの長手方向軸に沿う方向を指す。輸液構成要素に適用するのに用いる場合の用語「開放」は、たとえば、ノズルを通じたり管類構成要素やカテーテルの開放端を通じたりしてシステムが出口と流体接続することを意味する。開放システムでは、例えば管類の直径、液経路の狭窄、印加圧力、粘度などのシステム、および液の物理的パラメータによって流れが決まる小径液経路に液を流し込むことにより、液流が制限される場合がある。輸液要素に適用するのに用いる場合の用語「閉鎖」は、例えば栓、高クラッキング圧力バルブ、ピンチバルブなどのバルブによって液流が停止する箇所でシステムが出口と流体接続しないことを意味する。本出願で用いられている用語「スラック」は、部品間のギャップ、負荷時の機械的構成要素の圧縮（印加圧力などによる）、負荷時の機械的構成要素の撓み（印加圧力などによる）によって生じる機構のクリアランスやロストモーションを含む機械的なスラックを意味し、力を加えた後の液注入時からの液の加圧輸液の遅延をもたらすものである。
【００５３】
本開示では、反する記載が明記されている箇所を除き、代替例および代替ステップ列を想定してもよいと解するものとする。また、添付の図面に図示され、以下明細書に記載されている特定のデバイスおよびプロセスは本開示の典型的な実施形態にすぎないとも解するものとする。したがって、本出願で開示されている例に関連する特定の寸法および他の物理的特性は限定を課すものとは見なされない。
【００５４】
輸液システムのインピーダンスの特性を評価して、所望の輸液システム実行量と実際の輸液システム実行量との差を最小にするには、エネルギ源からのエネルギがどのようにシステムで用いられるかや、どのようにシステム内を移動するかを考慮する必要がある。輸液システムからのエネルギ出力または損失は、摩擦力による熱損失や輸液システムでなされる仕事の形態をとる場合がある。例えば、圧力下でカテーテルを通じて輸液される最中に加圧液によって運ばれるエネルギの一部は、液の抵抗加熱、摩擦加熱、または散逸加熱を通じて損失する。これに加えて、液を加圧輸液すると、ここで説明されているように、システム構成要素の体積全体の増加またはシステム構成要素に対する圧縮力の増加に関するシステムのポテンシャルエネルギも増加させる可能性がある。さらに、輸液システム内を移動する加圧液の運動エネルギが輸液システムの実行性全体に影響する可能性がある。たとえば、造影剤を移動させる慣性力と、システムに関連する容器および／または管類の膨張と、により、注入器シリンジ内のシリンジプランジャの動きと、カテーテルから患者への造影剤の動きと、の間に段階に関するずれが生じる場合がある。
【００５５】
一部の血管造影処置で1,200psi程度になる場合がある高い注入圧力に起因して、シリンジ、患者に接続される管類および液注入器の構成要素などの輸液システムの様々な構成要素の膨張、撓みや圧縮が生じる場合がある。これらは、シリンジおよび管類内の液の体積が、注入処置で輸液されるように選定された所望の量を超えるおそれがある程度に生じる場合がある。液の量のこのような増加はシステムのキャパシタンスにより発生する。システムキャパシタンスの総計（コンプライアンスや弾性とも称する）は、輸液システムの構成要素の膨大時に捕らえられる液の量（すなわち、体積超過分などの体積の変化）を表わす。一般的に、キャパシタンスは注入圧力に直接相関し、かつシリンジ内の造影剤および生理食塩水の加圧液体積に直接相関する。例えば、体積が大きくなると、伸展し得るシリンジの内面面積が大きくなる。言い換えれば、キャパシタンスは注入圧力の増加およびシリンジ内の液の体積の増加にともなって増加する。システムキャパシタンスの総計は各輸液システムに固有であり、システム内に残っている液の圧力および体積のほかに複数の因子に依存する。当該因子には、注入器の構造、シリンジ、プランジャ、シリンジの周囲の圧力ジャケットおよび患者に液を輸液する液ラインを構成するのに用いられる材料の機械的特性、シリンジ、プランジャ、圧力ジャケットの寸法、管類や圧力下で液が通過しなければならないその他オリフィスの直径ならびに温度、粘度および密度などの液特性が含まれるが、これらに限定されない。
【００５６】
液注入器のピストンによってそれぞれ独立駆動される2つ以上のシリンジを有する輸液システムなどのいくつかの輸液システムであって、粘度、温度および／または密度など特性が異なる2つ以上の異なる液を2つ以上のシリンジに個別に貯蔵する、いくつかの輸液システムでは、第1の特性を持つ第1の液の輸液の後に第1の特性とは異なる第2の特性を持つ第2の液の輸液が続く複数の段階を持つ輸液処置中に、液流量が変動する場合がある。このような輸液処置では、第1の液の輸液と第2の液の輸液との間の移行時の液流量全体が2つの液についての輸液システム内の貯蔵圧力および液流力学の差により変化すなわち変動する場合がある。たとえば、粘性の高い液には、粘性の低い液と同等の液流量を達成するのにより高い印加圧力が必要である場合がある。したがって、コントラストなどの比較的高い粘度を持つ第1の液を用いる第1の輸液段階には、目標流量を達成するのに、生理食塩水などの第1の液と比較して比較的低い粘度を持つ第2の液を用いる第2の輸液段階よりも高い印加圧力が必要である場合がある。第1の液を注入する第1の段階の後に第2の液を注入する第2の段階が続く注入では、2つの異なる液の目標流量を達成するのに必要な当該圧力差により、第1の段階と第2の段階との間の移行中に流量全体に望ましくない変動が生じる場合がある。
【００５７】
少なくとも1つのシリンジからの液流を栓またはその他流動制御部材によって閉鎖することができる閉鎖システムでは、複数のシリンジ間でのシリンジキャパシタンスの均一化がなされず、閉鎖されたシリンジにキャパシタンスが蓄えられることで、当該シリンジからの以降の輸液の流量に影響する可能性がある。これに加えて、液ライン内に残留した第1の液を第2の液によってラインから押し出す必要があり、特定の状況での押し出しには、第1の液がパージされるまで所望の圧力よりも高い圧力が必要である場合がある。第1の液の輸液から第2の液の輸液の間の移行時には、所望の圧力よりも高い結果、特に第1の液の粘性が第2の液よりも高い場合の注入時、第1の液の最後の部分が液ラインから流出する際に第2の液の流量が増加する場合がある。例えば、図8に示されているように、点線は、プログラム設定された、いくつかの所望の流量について、2．0〜30．0cP（20°C）の範囲が可能な造影剤などの高粘性液から、1．0〜1．5cP（20°C）の粘度を持つ生理食塩水などの低粘度液に変更していくとき観察される液流量変動を示す。流量についてのこれらの望ましくない変動により、例えばそれぞれの液体積に相違が生じ、それぞれの液体積の輸液が不正確になるおそれがあり、またそれぞれのボーラス輸注の一致についての問題、究極的には造影剤が注入されるときの画質についての問題が浮上する可能性がある。したがって、本技術では、液注入器からの輸液の制御を改善する必要がある。異なる物理的特性を持つ液の輸液の変更を少なくとも1回行なう液注入時に液流変動を抑制する改良システムおよび方法がさらに必要である。
【００５８】
様々な実施形態に係れば、本開示は、コントラストと生理食塩水との所定の混合物を含むイメージング用造影剤および生理食塩水フラッシュを用いる液注入プロトコルを実現するなど、液注入器を介した患者に対する多段階液注入を実現するための方法を提供する。液注入器は、シリンジ、圧縮可能なバッグ、蠕動ポンプ、およびこれらの様々な組み合わせ（少なくとも1つのシリンジおよび少なくとも1つの蠕動ポンプなど）からなる群から選択されるリザーバなどの2つ以上の液リザーバを含んでもよい。特定の実施形態では、液注入器は第1のシリンジおよび第2のシリンジを含んでもよい。他の実施形態では、液注入器は、第1のシリンジ、第2のシリンジおよび第3のシリンジを含んでもよい。いくつかの実施形態では、シリンジはローリングダイアフラムシリンジであってもよい。本方法は、少なくとも第1の液リザーバから液注入に関する第1の液を注入するステップを含んでもよく、第1の液は第1の粘度を持ち、第1の既定流量で患者に輸液され、第1の既定流量は一定の流量であってもよいし、上昇する流量であってもよい。いくつかの実施形態では、第1の液は、造影剤、生理食塩水、または造影剤と生理食塩水との所定の混合物であってもよい。特定の実施形態では、第1の液は、造影剤、または造影剤と生理食塩水との所定の混合物であってもよい。
【００５９】
方法は、ここで示されているように、移行時の液流変動を最小にするように選択された流量で少なくとも第2の液リザーバから液注入の少なくとも第2の液の最初の部分を注入するステップをさらに含んでもよい。このステップでは、第2の液は、第1の液の第1の粘度とは異なる第2の粘度を持つ。いくつかの実施形態では、例えば第1の液が造影剤であり、第2の液が生理食塩水である場合、第1の液は第2の液の粘度を超える粘度を持ってもよい。他の実施形態では、第1の液は第2の液の粘度未満の粘度を持ってもよい。さらに他の実施形態では、第1の液は第2の液の粘度と概略同じ粘度を持ってもよい。液の粘度は溶媒の単位体積あたりの溶けた溶質の量によって異なる場合がある（すなわち、溶けた溶質の濃度が高い液の粘性は、溶けた溶質の濃度が低い液よりも高くなる）。本出願の様々な実施形態に係れば、第2の液の最初の部分を指定中間時間間隔に対する、第2の既定流量とは異なる流量プロファイルを用いて患者に輸液してもよい一方で、第2の液の残り（すなわち、最初の部分の後）の体積を第2の既定流量で患者に輸液してもよい。様々な実施形態では、第2の既定流量は第1の既定流量と概略同じである。本出願で用いられる際、第2の値に適用される場合の用語「概略同じ」は、第1の値の−10％から10％の範囲を持つ（すなわち、第1の値よりも10％小さい値から第1の値よりも10％大きい値の範囲を持つ）ことを意味する。特定の実施形態では、第2の液の最初の部分の流量プロファイルは第1の既定流量未満の流量を含む。例えば、第2の液の最初の部分の流量は、第2の既定流量のそれの0％〜100％であってもよいし、第1の既定流量のそれの0％〜100％であってもよい。
【００６０】
他の実施形態では、少なくとも第2の液の最初の部分の流量を指定中間時間間隔にわたって変化する流量で輸液してもよい。例えば、一実施形態では、中間流量は、指定中間時間間隔にわたって0mL／secから第2の既定流量まで緩やかに上昇することにより変化してもよい。他の実施形態では、中間流量は、指定中間時間間隔にわたって0mL／secから移行の流量まで緩やかに上昇することにより変化してもよい。この移行の流量は、第1の既定流量および第2の既定流量の少なくとも一方よりも小さい。中間流量が0mL／secから第1の既定流量、第2の既定流量および移行の流量の少なくとも1つまでの上昇を含む他の実施形態に係れば、中間時間は、第1の既定流量での第1の液の注入中に始まり、第1の液の注入終了を過ぎて、第2の既定流量での第2の液の注入前（すなわち、指定中間時間の終わり）まで継続してもよい。
【００６１】
他の実施形態では、中間流量、すなわち注入プロトコルのテーブル、第1の段階の流量、第2の段階の流量、移行流量、カテーテル容積、カテーテル直径、カテーテル長さ、液リザーバと患者との間の液ラインの容積、液ラインの直径、液ラインの長さ、第1の液の温度、第2の液の温度、第1の液の粘度、第2の液の粘度、輸液される第1の液のプログラム設定された体積、および輸液される第2の液のプログラム設定された体積からなる群から選択される1つ以上のパラメータに少なくとも部分的に基づいて第2の液の流量プロファイルをシステムユーザが入力してもよい。例えば、中間流量を1個または複数の所定の因子に少なくとも部分的に基づいてシステムユーザが手動で入力してもよい。既定の因子の例は、圧力、体積、流量、公式およびこれらのいずれかの組み合わせのリストの1つ以上を含む1個または複数のテーブルなどの因子の既定のテーブルから提供または導出されるものであってもよい。このテーブルを閲覧したり利用したりして中間流量を決定したり計算したりすることができる。いくつかの実施形態では、プロセッサメモリから1つ以上のテーブルをユーザが呼び出し、かつ／または注入器に関連する画面に1つ以上のテーブルを表示してもよい。別の実施形態では、テーブルをメモリから注入器プロセッサが自動的に呼び出して様々な注入パラメータに基づいて中間流量案を計算してもよい。第1および／または第2の液段階の他の可能なフロープロファイルが図7A〜図7Iで詳細に説明されている。
【００６２】
様々な実施形態では、少なくとも第2の液の最初の部分を注入するステップは、指定中間時間間隔にわたって第2の既定流量未満の中間流量で少なくとも第2の液の最初の部分を注入するステップを含んでもよい。いくつかの実施形態では、指定中間時間間隔は、第2の液の残りの部分をたとえば第2の既定流量で注入するステップを開始する前に第1の液の残留した部分が液ラインを通過して患者内に渡ることを可能にするように選択される。指定中間時間間隔は1つ以上の異なる因子に基づいてもよい。例えば、指定中間時間間隔を液注入器システム構成の特徴に少なくとも部分的に基づいて選択してもよい。例えば、液注入器システム構成は、モータ、伝達装置などの第1の加圧特徴および／または第2の加圧特徴の駆動システムの特徴ならびに第1の加圧特徴および／または第2の加圧特徴にそれぞれ関連する第1および／または第2の駆動システムのその他機械的特徴を含んでもよい。このような加圧特徴の例には、1つ以上のシリンジの1個または複数のプランジャを逆進可能に動かす電動ピストンを基礎とした駆動部材の特徴、電動蠕動ポンプを基礎とした駆動システムの特徴、および圧縮可能なバッグを基礎としたシステム用の二枚貝型圧縮特徴の機械的特徴が含まれるが、これらに限定されない。様々な機械的構成要素を加圧すると、機械的構成要素が圧縮されることで、圧力を印加する液注入器の伝達装置および駆動構成要素などの機械的構成要素の圧縮および／または歪みにより加圧の力が液流にすぐには変換されない箇所で所定の量のスラックが生じる場合がある。別の因子は、システム構成のうちの少なくとも1つのキャパシタンス、第1の液リザーバと第2の液リザーバとの少なくとも一方のキャパシタンス、第1の液の圧力および／または流量、第2の液の圧力および／または流量、液ラインの長さ、液ラインの直径、液ラインの容積、カテーテルの長さ、カテーテルの直径、カテーテルの容積、ならびにこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。他の因子は、注入処置で輸液するように選択された所望の量を超えるシリンジおよび管類内の液の体積の増加が生じ得る程度のシリンジおよび管類などの液リザーバの膨張を含んでもよい。液リザーバや管類内の液の体積のこのような増加は、システムキャパシタンスの増加（すなわち、液体積容量の増加）により発生する。システムキャパシタンスの総計は各輸液システムに固有であり、システム内に残っている液の圧力および体積のほかに複数の因子に依存する。当該因子には、液特性（粘度、温度など）、注入器の構造、シリンジまたはリザーバ、プランジャ、シリンジの周囲の圧力ジャケット、患者に液を輸液する液ラインを構成するのに用いられる材料の機械的特性、シリンジ、プランジャ、圧力ジャケットの寸法、管類や圧力下で液が通過しなければならないその他オリフィスの直径ならびに温度、粘度、および密度などの液特性、が含まれるが、これらに限定されない。システムキャパシタンスにより、プログラム設定された液体積の輸液と実際の体積の輸液との間に不一致が生じる場合がある。たとえば、加圧輸液の開始時、流動させる圧力の印加中に最初の加圧によってシステム構成要素が膨大し、かつ／または力の印加中に機械的構成要素が圧縮され、対応す���液体積が患者に輸液されない場合がある。
【００６３】
様々な実施形態に係れば、第1の液は、CT造影剤、CV造影剤、MRI造影剤、PET放射性造影剤、超音波コントラストまたはこれらのいずれかの組み合わせなどの造影剤であってもよい。他の実施形態では、第1の液は、第1の指定比率の、ここで説明されているような造影剤と、生理食塩水または乳酸リンゲル液などのその他フラッシング液などの第2の液と、のデュアルフロー混合物であってもよい。さらに他の実施形態では、3液以上の液の混合物が考えられ、これらの液は、指定比率の少なくとも1液の造影剤、生理食塩水および第3の医療用液（第2の造影剤またはその他医療用液など）を含む。様々な実施形態に係れば、第2の液は医療用フラッシング剤（生理食塩水または水など）や、造影剤とフラッシング剤との混合物であってもよく、混合物は第1の指定比率とは異なる第2の指定比率の造影剤およびフラッシング剤を有する。いくつかの実施形態に係れば、フラッシング液に対するコントラストの第1の指定比率および／またはフラッシングに対するコントラストの第2の指定比率が注入プロトコルのクールにわたって変化してもよい。例えば、第1の指定比率での第1の液のデュアルフロー造影剤注入では、注入される第1の液は、第1の液の注入時間の少なくとも一部にわたって、生理食塩水に対するコントラストの比率80：20から始まって生理食塩水に対するコントラストの比率20：80まで上昇してもよい。別の例では、第2の液は第2の指定比率でのデュアルフロー上昇を含んでもよい。この例では、注入される第2の液が残りの時間にわたって注入され、注入される第2の液は生理食塩水に対する造影剤の指定比率10：90から始まって生理食塩水に対するコントラストの指定比率0：100まで上昇してもよい。他の実施形態に係れば、第2の液の最初の部分を指定中間時間にわたって指定デュアルフロー比率の第1の液および第2の液として注入してもよい。さらに他の実施形態では、第2の液の最初の部分を指定中間時間にわたって第1の液と第2の液との指定中間デュアルフロー比率から第1の液と第2の液との第2の指定中間デュアルフロー比率までの所定の傾斜で注入してもよい。注入のデュアルフロー部分で用いられる第1の液と第2の液との比率は第1の液と第2の液との任意の比率であってもよく、ここで詳述されている特定の比率は参考のためのも
のにすぎないことは、本開示を読めば、当業者であれば理解する。他のすべての可能な比率が本発明の範囲内にある。他の実施形態では、液注入の第2の液の最初の部分の体積を、第2の液リザーバと患者との間の液ラインの容積容量、第1の液リザーバと第2の液リザーバとの少なくとも一方のキャパシタンス、および注入システムコンプライアンスのうちの1個または複数によって決定してもよい。
【００６４】
本出願の様々な実施形態に係れば、最初の部分の流量プロファイルは、指定中間時間間隔にわたって流量のずれを最小にするように選択される。たとえば、図8に示されているように、第1の粘度を持つ液から第2の異なる粘度を持つ液への液移行の結果、指定中間時間間隔にわたって液流変動や、その他、意図した液流量からのずれが生じる場合がある。例えば、液流が粘性の高い第1の液から粘性の低い第2の液に移行する場合のいくつかの実施形態では、残りの第1の液を第1の既定流量で液経路から患者内に押し入れるのに必要な圧力を超える圧力まで第2の液を加圧しなければならないので、流れの変動が観察される場合がある。粘性の高い液の末尾が液経路から流出すると直ちに第2の粘性の低い液の圧力が上昇することで、液経路から流出する第2の液の液速度が急激に変動する場合がある。第2の液の最初の部分の流量を適切に選択することにより、例えばここで示されているように流量が第1の既定流量および第2の既定流量未満である流量を選択することにより、液経路から流出する第2の液の液速度の急激な増加が低減したり最小になったりほぼなくなったりする場合がある。
【００６５】
様々な実施形態に係れば、第2の液の最初の部分の流量および／または流量プロファイルを、ここで説明されている1つ以上の様々な因子を考慮に入れた式を用いて計算して、第1の液から第2の液への移行時に患者に入る液の液流量のいかなる変動やずれも最小にするように選択された算定移行流量を提供してもよい。いくつかの実施形態に係れば、最初の部分の流量および／または流量プロファイルは以下の式（1）に基づく。
Q（移行）＝Q（プログラム設定）−Q（調節済み）  （1）
式（1）に係れば、Q（移行）は、カテーテル先端から流出する液流を制御するように駆動部材の動きを調節（距離にわたって速度を調節）することによる、第1の液から少なくとも第2の液の間の移行にわたる所望の流量プロファイルであり、Q（プログラム設定）は少なくとも第2の液の所望の流量プロファイルであり、Q（調節済み）は、第1の液と少なくとも第2の液との間の移行でのQ（移行）の結果としてQ（プログラム設定）と実質的に同様であるカテーテルからの液流量が発生するのに必要な第2の液の流量の調節分である。特定の実施形態に係れば、中間時間は、実質的に第1の液の残量が液ラインから輸液されるのに要する時間、例えば液ラインおよびカテーテルの容積をプログラム設定された流量で割ることにより得られる時間に対する検討事項となり得る。液流の変動を避けるために、Q（移行）の結果としてQ（プログラム設定）と概略同様の流量が発生するように式の値を選択する。
【００６６】
他の実施形態に係れば、最初の部分の流量および／または流量プロファイルは以下の式（2）に基づく。
Q（t）＝Q（p）−（C（1）−C（2））／t（t）  （2）
式（2）に係れば、Q（t）は中間流量であり、Q（p）は第2の既定流量であり、C（1）は第1の液段階での定常状態システムコンプライアンスであり、C（2）は第2の液注入中のシステムコンプライアンスであり、t（t）は、システムコンプライアンス（C（2））に関連する体積を輸液する導出された時間である。様々な実施形態に係れば、第1の液注入中のシステムコンプライアンスは、第1の液リザーバ、第1の輸液機構、および第1の液リザーバと動作可能に流体連通する管類セットのうちの1つ以上に関連する第1のコンプライアンス係数を備え、第2の液注入中のシステムコンプライアンスは、第2の液リザーバ、第2の輸液機構、および第2の液リザーバと動作可能に連通する管類セットのうちの1つ以上に関連する第2のコンプライアンス係数を備える。第1のリザーバおよび／または少なくとも第2のリザーバのシステムコンプライアンスを、例えば1個または複数のリザーバとカテーテルとの間の液経路内のフローセンサを用いて測定してもよい。これの代わりに、第1のリザーバおよび／または少なくとも第2のリザーバのシステムコンプライアンスの一方または両方を、液注入器、第1または第2の液リザーバ、および第1または第2の液の係数に基づいてそれぞれ予測してもよい。これらの実施形態に係れば、第1の液注入中のシステムコンプライアンスは、第1の液リザーバ、第1の輸液機構、ならびに第1の液リザーバと動作可能に流体連通する管類セットおよびカテーテルのうちの1つ以上に関連する第1のコンプライアンス係数を備え、第2の液注入中のシステムコンプライアンスは、第2の液リザーバ、第2の輸液機構、ならびに第2の液リザーバと動作可能に連通する管類セットおよびカテーテルのうちの1つ以上に関連する第2のコンプライアンス係数を備える（各液リザーバに印加される圧力と各液リザーバに残っている液の体積とを含む）。これの代わりに、例えば液リザーバの膨大、機械的構成要素およびプランジャ特徴の圧縮ならびに加圧時のシステム構成要素の撓みを弛緩状態と加圧状態とを比較することで測定することにより、液注入器および関連構成要素のキャパシタンスを少なくとも部分的に光学測定してもよい。
【００６７】
ここで説明されているように、液注入器および方法の特定の実施形態では、第1の液リザーバは、液注入器の第1の駆動部材に動作可能に接続される第1のシリンジであってもよく、少なくとも第2の液リザーバは少なくとも第2のシリンジであって、これが液注入器の少なくとも第2の駆動部材に動作可能に接続されてもよい。
【００６８】
例えばいくつかの実施形態に係れば、患者に対する多段階液注入を実現する液注入器システムは、少なくとも1つの第1のシリンジおよび少なくとも1つの第2のシリンジを備えてもよい。多段階液注入の第1の液が入るように少なくとも1つの第1のシリンジを構成してもよく、第1の液は第1の粘度を持ち、注入器は、少なくとも1つの第1のシリンジと動作可能に接続される少なくとも1つの第1の駆動部材を含んでもよく、少なくとも1つの第1の駆動部材は、多段階液注入の第1の液を分注するように動作可能である。多段階液注入の第2の液が入るように少なくとも1つの第2のシリンジを構成してもよく、第2の液は第1の粘度とは異なる第2の粘度を持ち、注入器は、少なくとも1つの第2のシリンジと動作可能に接続される少なくとも1つの第2の駆動部材を含んでもよく、少なくとも1つの第2のピストンは、多段階液注入の第2の液を分注するように動作可能である。注入器は、少なくとも1つの第1のシリンジおよび少なくとも1つの第2のシリンジに流体的に接続され、少なくとも1つの第1のシリンジから患者への多段階液注入の第1の液と、少なくとも1つの第2のシリンジから患者への多段階液注入の第2の液との少なくとも一方を輸液するように構成されている液ラインをさらに含んでもよい。様々な実施形態では、注入器システムは第3のシリンジを含んでもよく、他の実施形態では、1個または複数の蠕動ポンプおよび／または1個または複数の圧縮可能なリザーバなどの他の輸液機構を含んでもよい。様々な実施形態に係れば、第1のシリンジおよび少なくとも第2のシリンジは閉鎖システムの一部であってもよい。この閉鎖システムでは、第1のシリンジおよび少なくとも第2のシリンジは、例えば第1のシリンジおよび少なくとも第2のシリンジの一方または両方を液経路から選択的かつ可逆的に隔離することができるバルブ、栓、またはその他の構造によって液経路の残りの部分から個別に隔離されるように構成されている。他の実施形態に係れば、第1のシリンジおよび／または少なくとも第2のシリンジは開放システムの一部であってもよい。この開放システムでは、第1のシリンジおよび少なくとも第2のシリンジの一方または両方は、注入処置中に液経路と流体連通するように構成されている。液注入器の様々な実施形態は、少なくとも1つの第1のシリンジに
関連する第1の駆動部材の動きと、少なくとも1つの第2のシリンジに関連する少なくとも1つの第2の駆動部材の動きと、を制御して、患者に対する多段階液注入の第1の液および第2の液の輸液を制御するように構成されている制御デバイスを含んでもよい。例えば、制御デバイスは、第1の既定流量で第1の液を注入するように第1の駆動部材を制御し、液注入の少なくとも第2の液の最初の部分を指定中間時間に対する、第2の既定流量とは異なる中間流量プロファイルで少なくとも1つの第2のシリンジから注入するように少なくとも1つの第2の駆動部材を制御し、第2の既定流量に少なくとも相当する第2の液の残りの部分を注入するように構成してもよく、第2の液は第1の粘度とは異なる第2の粘度を持つ。様々な実施形態に係れば、液注入器を動作させて、第1および／または第2のシリンジと液経路の残りの部分との流体接続を個別に開閉するようにプロセッサなどの制御デバイスを構成してもよい。
【００６９】
図1を参照して、自動液注入器すなわち動力式液注入器などの液注入器10（以下「注入器10」と称する）は、造影剤、生理食塩水溶液または任意の所望の医療用液などの液Fを充填することができる1つ以上のシリンジ12（以下「シリンジ12」と称する）と接続してこれを作動させるように構成されている。医療処置中に注入器10を用いることで、リニアアクチュエータやピストン要素などのピストン19（図2に図示）などの駆動部材を用いて各シリンジ12のプランジャ14を駆動することによって患者の体内に医療用液を注入してもよい。注入器10は、2つ、3つまたは4つ以上のシリンジを有するマルチシリンジ注入器であってもよく、数個のシリンジ12を並列の向きにしたり他の関係の向きにしたりして、注入器10に関連するそれぞれの駆動部材／ピストン19によって別々に作動させてもよい。例えば、並列や他の関係で配置され、2つの異なる液が充填される2つ以上のシリンジを用いる例では、注入器10は、シリンジ12の一方または両方から液を逐次または同時に輸液するように構成してもよい。一実施形態に係れば、液注入器10は、2つのシリンジ12aおよび12b、すなわち造影剤またはその他医療用液を輸液するための第1のシリンジ12aと、生理食塩水またはその他医学的に認められたフラッシング剤を輸液して造影剤を患者に向けてフラッシングするための第2のシリンジ12bと、を有するデュアルヘッド注入器であってもよい。他の実施形態では、液注入器10は、3つのシリンジ12、すなわち、1つまたは2つの異なる造影剤またはその他医療用液を輸液するための第1および第2のシリンジと、生理食塩水またはその他医学的に認められたフラッシング剤を輸液して造影剤を患者に向けてフラッシングするための第3のシリンジと、を有してもよい。様々な実施形態に係れば、コントラストと生理食塩水とを別々に輸液するように液注入器10を構成してもよい（例えば、特定の期間に特定の体積の生理食塩水を輸液した後に特定の期間に特定の体積のコントラストを輸液し、その後、指定期間に第2の体積の生理食塩水を輸液して管類から患者内に向けて造影剤をフラッシングする）。様々な実施形態に係れば、コントラストおよび生理食塩水を別々に輸液したり混合物として輸液したりするように液注入器10を構成してもよい（例えば、特定の期
間に特定の体積の生理食塩水を輸液した後に特定の体積のコントラストまたは指定比率のコントラストおよび生理食塩水（すなわち「デュアルフロー」プロセス）を特定の期間に輸液し、その後、指定期間に第2の体積の生理食塩水を輸液して管類から患者内に向けて造影剤をフラッシングする）。特定の注入プロトコルを注入器に専門技術者がプログラム設定して（または予め記述したプロトコルを用いて）、所望の体積の生理食塩水、造影剤、特定比率の造影剤と生理食塩水との混合物などを溶液毎に所望の流量、期間および体積で輸液してもよい。液注入器10は、シリンジ12a，bに液を充填するための少なくとも1つのバルク液源（図示略）を有してもよく、いくつかの実施形態では、液注入器10が複数のバルク液源を有し、複数のシリンジの各々に1つずつ用いて、複数のシリンジの各々に所望の液を充填してもよい。
【００７０】
液経路セット17が各シリンジ12と流体連通することで、患者のバスキュラーアクセス部位に挿入されるカテーテル（図示略）に向けて各シリンジ12から液Fを輸液するために各シリンジをカテーテルと流体連通する状態にすることができる。いくつかの実施形態では、様々なバルブ、栓、および流動調整構成を操作して、注入流量、継続時間、総注入体積、およびシリンジ12から出る液の比率（デュアルフロー注入プロトコルの各液の特定比率を含む）などのユーザが選択する注入パラメータに基づいて患者に対する生理食塩水およびコントラストの輸液を調整する液制御モジュール（図示略）によって1個または複数のシリンジ12からの液流を調整してもよい。
【００７１】
図2を参照して、モータ31によって動かされる往復駆動ピストンなどの駆動部材19は、注入器ハウジングの前端の開口を通ってそれぞれのシリンジポート13から延び、これに入るように構成してもよい。複数のシリンジを備える液注入器の実施形態では、シリンジ12毎に個別の駆動部材／ピストン19を設けてもよい。各駆動部材／ピストン19は、プランジャ14や、ローリングダイアフラムシリンジ（たとえば、PCT／US2017／056747、特許文献１、および特許文献２（これらの開示は本参照により本明細書に援用される）に記載のもの）の遠位端などのシリンジ12の少なくとも一部に動力を加えるように構成されている。駆動部材すなわちピストン19は、モータ31によって駆動されるボールねじシャフト、ボイスコイルアクチュエータ、ラック・アンド・ピニオンギアドライブ、リニアモータ、リニアアクチュエータなどの電気機械的駆動構成要素を介して往復動作可能であってもよい。モータ31は電動モータであってもよい。
【００７２】
適切な前装填式液注入器10の例は、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、および特許文献８、ならびに特許文献９、および特許文献１０に開示されている。これらの開示の全体が参照により援用される。
【００７３】
液注入器10の特定の実施形態の概略構造および機能を説明してきたが、以下、注入器10とともに用いるように構成されているシリンジ12の実施形態を図2を参照して説明する。大まかに言えば、シリンジ12は、ガラス、金属、または適切なメディカルグレードのプラスチックから形成される円筒形シリンジバレル18を有する。バレル18は、近位端20および遠位端24を有し、これらの間で側壁119がバレル18の中央を通って延びる長手方向軸15の長さに沿って延びている。いくつかの例では、遠位端24は、円筒形バレル18から遠位方向に細くなる円錐形状を持ってもよい。遠位端24からノズル22が延びている。バレル18は外面21および内面23を有し、液が入るように内部容積25が構成されている。バレル18の近位端20を、対応するピストン19すなわち駆動部材の往復運動によりバレル18を通って往復運動可能であるプランジャ14で封止してもよい。プランジャ14がバレル18を通って前進すると、プランジャ14はバレル18の内面23に寄せつけられる液密シールを形成する。
【００７４】
引き続き図2を参照して、シリンジ12の近位端20は、注入器10のシリンジポート13（図1に図示）に着脱可能に挿入されるように寸法設定されて構成されている。いくつかの例では、注入器10のシリンジポート13に着脱可能に挿入されるように構成されている挿入部30をシリンジ12の近位端20が形成する一方で、シリンジ12の残りの部分は引き続きシリンジポート13の外側にある。
【００７５】
シリンジ12は、任意の適切なメディカルグレードのプラスチックやポリマー材料、望ましくは、透明であったりほぼ半透明であったりするプラスチック材料製であってもよい。必要な引張応力および平面応力要件、水蒸気透過性および化学的／生物学的適合性を満たすようにシリンジ12の材料を選択することが望ましい。図1に示されている注入器10とともに用いられるのに適する典型的なシリンジは特許文献３、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、および特許文献１４に記載されている。これらの開示のすべての全体が参照により援用される。
【００７６】
図3に示されているようないくつかの例では、注入器10の各シリンジポート13に圧力ジャケット32を入れて保持するように注入器10を構成してもよい。図1および図3は2つのシリンジポート13を有する液注入器10を示しており、図3に示されている注入器10については、各シリンジポート13が、対応する圧力ジャケット32を有するが、液注入器10の他の例では、単一のシリンジポート13を含んだ上で対応する圧力ジャケット32を適宜含んだり、2つを超えるシリンジポート13を、対応する個数の任意に選択可能な圧力ジャケット32とともに含んだりしてもよい。圧力ジャケットを備える実施形態では、各圧力ジャケット32を、血管造影（CV）処置用のシリンジやローリングダイアフラムシリンジ34（その適切な例はPCT／US2017／056747、特許文献１、および特許文献２に記載されている）などのシリンジを収容するように構成してもよい。患者のバスキュラーアクセス部位に挿入されるカテーテル、針またはその他輸液接続部（図示略）に接続される管類を通じてシリンジ34から液を輸液するために、各ローリングダイアフラムシリンジ34の放出端に、図1に示されている液経路セット17と同様の液経路セットを流体的に接続してもよい。様々な実施形態に係れば、シリンジ12または34は、充填済みシリンジであってもよい。すなわち、シリンジ製造者によって提供されるときに造影剤や生理食塩水などの医療用液をシリンジに予め充填してもよい。いくつかの実施形態に係れば、注入処置の前に、充填済みシリンジの放出端に尖ったものを突き刺したり別様に穿刺したりして、ここで説明されているように、液をシリンジから患者に至る液ラインに吐出することを可能にすることを要してもよい。
【００７７】
図4を参照して、大まかに言えばローリングダイアフラムシリンジ34は内部容積38を決める中空本体36を含む。本体36は、前方端すなわち遠位端40と、後方端すなわち近位端42と、これらの間で延びる可撓性側壁44と、を有する。近位端42を、ここで説明されているように、シリンジ内部を加圧してシリンジ内部に液を吸い込んだり、シリンジ内部から液を吐出したりするピストンとして機能するように構成してもよい。ローリングダイアフラムシリンジ34の側壁44は、柔軟であったり曲げ易かったり撓み易かったりするがそれ自体を支持する本体を形成し、液注入器10の駆動部材すなわちピストンが作用する状態で「ローリングダイアフラム」としてそれ自体の上にめくり上げられるように構成されている。駆動部材／ピストン19を、ローリングダイアフラムシリンジ34の近位端42にある駆動部材係合部分52に解放可能に係合するように構成してもよい（その例はPCT／US2017／056747に記載されている）。動作時、側壁44は、駆動部材／ピストン19が近位端42を遠位方向に動かすと側壁44の外面が径方向内方方向に折り返されるようにめくられ、駆動部材／ピストン19が近位端42を近位方向に後退させるとめくられて折り畳まれたものを径方向外方方向に逆の仕方で広げるように構成されている。
【００７８】
引き続き図4を参照して、側壁44の後方部分すなわち近位部分は閉鎖端壁46に接続しており、側壁44の前方部分すなわち遠位部分は閉鎖端壁46の反対側にある放出ネック48を形成している。閉鎖端壁46は、側壁44のひっくり返しすなわちめくりの開始を容易にし、閉鎖端壁46の機械的強度を高め、且つ／または駆動部材／ピストン19の遠位端を受ける受け凹所を設けるように凹形状を持ってもよい。例えば、閉鎖端壁46は、駆動部材／ピストン19の同様の形状の遠位端に直接接続する受け端凹所を形成してもよい。いくつかの例では、閉鎖端壁46の形状にほぼ一致するように駆動部材／ピストン19の少なくとも一部を成形してもよいし、これの代わりに、駆動部材／ピストン19が遠位方向に動く際の駆動部材／ピストン19からの圧力により、駆動部材／ピストン19の少なくとも一部の形状にほぼ一致するように端壁46を合致させてもよい。
【００７９】
端壁46は、ほぼドーム形状の構造を持つ中央部分50と、中央部分50から近位方向に延びる駆動部材係合部分52とを有してもよい。駆動部材係合部分52は、例えば駆動部材／ピストンが後退するときに、液注入器10の駆動部材／ピストン19上の対応する係合機構と解放可能に相互に作用するように構成されている。ローリングダイアフラムシリンジ34は、任意の適切なメディカルグレードのプラスチックやポリマー材料、望ましくは透明であったりほぼ半透明であったりするプラスチック材料製であってもよい。必要な引張応力および平面応力要件、水蒸気透過性および化学的／生物学的適合性を満たすようにローリングダイアフラムシリンジ34の材料を選択することが望ましい。
【００８０】
図5を参照して、本開示の別の例に係る液注入器10が示されている。注入器10は、様々な機械的駆動構成要素、機械的駆動構成要素を駆動するのに必要な電気的構成要素および動力構成要素ならびに往復運動可能なピストン（図示略）の動作を制御するのに用いられる電子メモリおよび電子制御デバイスなどの制御構成要素を収容するハウジング54を有する。液注入器10は、液注入器10に着脱可能に接続可能な複数患者用使い捨てシステム（multi−patient disposable system）（MUDS）56をさらに有する。MUDS56は1個または複数のシリンジやポンプ58を有する。いくつかの態様では、シリンジ58の個数は液注入器10のピストンの個数に対応する。図6に示されているようないくつかの例では、MUDS56は並列配置の3つのシリンジ58a〜58cを有する。各シリンジ58a〜58cは、MUDS液経路62を介してそれぞれのバルク液源（図示略）に接続するためのバルク液コネクタ60を有する。MUDS液経路62を可撓性チューブとして形成して、バルク液コネクタ60に接続される可撓性チューブの末端に穿刺要素を設けてもよい。図5に示されている注入器10および対応するMUDS56は特許文献１０に詳細に記載されており、その開示は本参照により本明細書に援用される。
【００８１】
MUDS56は1個または複数のシリンジやポンプ58a〜58cを備えてもよい。いくつかの態様では、シリンジ58の個数は液注入器10の駆動部材／ピストンの個数に対応する。図5および図6に示されているようないくつかの例では、MUDS56は並列配置の3つのシリンジ58a〜58cを有する。各シリンジ58a〜58cは、MUDS液経路62を介してそれぞれのバルク液源（図示略）に接続するためのバルク液コネクタ60を有する。MUDS液経路62を、バルク液コネクタ60に接続される可撓性チューブとして形成して、バルク液コネクタ60の末端に穿刺要素があってもよい。
【００８２】
図6を参照して、MUDS56は、1個または複数のシリンジ58a〜58cを支持するフレーム64を有する。フレーム64にシリンジ58a〜58cを着脱可能に接続しても着脱不能に接続してもよい。各シリンジ58a〜58cは、細長いほぼ円筒形のシリンジ本体を有する。各シリンジ58a〜58cは、バルク液源からの液をシリンジ58a〜58cに充填するためのMUDS液経路62と流体連通する充填ポート66を有する。各シリンジ58a〜58cは、その遠位端の末端部分に放出出口すなわち放出管68をさらに有する。各シリンジ58a〜58cの放出出口68はマニホールド70と流体連通する。各放出出口68にはバルブ72が関連づけられ、バルブ72は、充填ポート66がシリンジ内部と流体連通する一方で放出出口68がシリンジ内部から流体隔離される充填位置と、放出出口68がシリンジ内部と流体連通する一方で充填ポート66がシリンジ内部から流体隔離される輸液位置と、の間で動作可能である。マニホールド70は、各シリンジ58a〜58cと流体連通し、かつ液を患者に輸液する頓用液経路要素（図示略）に接続されるように構成されているポート76と流体連通する液出口ライン74と流体連通する液通路を有する。
【００８３】
液注入器10、たとえば、図1、図3および図5に示されている液注入器のいずれかについての様々な実施形態では、モータ31（図2）によって駆動部材／ピストン19を遠位方向に往復駆動する動力を発生してシリンジ12，34やMUDS56内の液を放出する。モータ31は、駆動部材／ピストン19を往復運動させるように駆動部材／ピストン19に動作可能に接続されるギアおよびシャフトなどの駆動構成要素を有してもよい。入力電流や出力トルクなどの動作特性を、それに関連する流量や圧力および許容誤差に相関させるように各モータ31を較正しなければならない。ここで示されているように、特に2つ以上のモータによって駆動される2つ以上のシリンジを有する液注入器でのモータ性能特性のなんらかの変動など、液注入器10の様々な構成要素のいずれかに由来する変動や仕様外の挙動を補償する較正が望ましいといえる。たとえば、あるモータ31のモータ入力トルクの注入器出力圧力への変換が、別のモータ31では異なる場合がある。この変動は液注入器10の駆動系の許容誤差の変動によってさらに悪化するおそれがある。液注入器10の流量や圧力の正確度は、モータ31を較正するのに用いられるシステムおよび方法に直接相関する。
【００８４】
本開示の一例に係れば、図1〜図6に関して上述されている液注入器10は、第1の段階で第1の液F1を注入した後に第2の段階で第2の液F2を注入することを含む多段階液注入を行なうように構成してもよい。第1の段階では、少なくとも第1のシリンジ、例えば図1のシリンジ12aまたは図5〜図6のシリンジ58bおよび／または58cのうちの1つから第1の液F1を注入する。第2の段階では、少なくとも第2のシリンジ、例えば図1のシリンジ12bまたは図5〜図6のシリンジ58aから第2の液F2を注入する。以下、図5〜図6を参照して第1および第2のシリンジを説明する。したがって、これらを第1のシリンジ58bおよび第2のシリンジ58aと称することになる。ただし、ここで説明されているシステムおよび方法は、図1のシリンジ12a〜12b、図3〜図4に示されている2つ以上のローリングダイアフラムシリンジ34を有する注入器や、液注入システムに最小個数である2つのシリンジがあるその他一切のセットのいずれにも同様に適用可能であると解するものとする。
【００８５】
第1のシリンジ58bの第1の液F1と第2のシリンジ58aの第2の液F2とは、異なる粘度などの異なる特性を有する医療用液などの異なる液であってもよい。これの代わりに、第1の液F1と第2の液F2とは同じ液、例えば同じ医療用液である一方で、異なる濃度や温度の液であってもよいし、異なる流量で輸液される同じ液であってもよい。例えば、第1および第2の液F1，F2は、異なる粘度、温度、および／または密度のうちの1つ以上を持ってもよい。本開示の一例では、第1の液F1は、第1の粘度を持つ、ここで説明されているような造影剤であり、第2の液F2は、典型的には第1の粘度よりも低い第2の粘度を持つ生理食塩水であってもよい。いくつかの実施形態では、液注入器は、第3の液F3を含む第3のシリンジ58cを有してもよく、第3の液F3は第1の液F1および第2の液F2と同じでも異なってもよい。例えば、F3は造影剤であってもよく、当該造影剤は第1の液F1と同じであってもよいし、F3はF1とは異なる造影剤であってもよいし、F3はF1と同じコントラストタイプで異なる濃度のものであってもよい。多段階注入の第1の段階では、第1の液F1すなわちコントラストを、注入器10にプログラム設定された第1の既定流量で第1のシリンジ58bから注入してもよい。第1の既定流量での第1の液F1の輸液は、第1のシリンジ58bのプランジャをピストン19で駆動するなどして、第1のシリンジ58b内の第1の液F1に圧力を印加することにより実現される。この場合、所望の第1の既定流量を実現するのに必要な印加圧力は第1の液F1の第1の粘度の関数である。第1の液F1のコントラストの粘度は一般的に高いので、生理食塩水のようなより低い粘度を持つ液について同じ流量を実現するのに必要な印加圧力と比較して、既定流量を実現するのにより高い印加圧力が一般的には必要である。多段階注入の第1の段階に続いて、第2の段階は、第2のシリンジ58aからの第2の液F2すなわち生理食塩水の注入を含む。第2の液F2の第2の既定流量は第1の液F1の第1の既定流量と同じでも、それを超えても、それ未満でもよい。第1の既定流量と第2の既定流量とが同じになるようにしようとする液注入では、第1の液F1の第1の粘度と第2の液F2の第2の粘度との差により、第2の液F2を輸液するのに必要な圧力が第1の液F1を輸液するのに必要な圧力と異なる場合がある。本例では、同じ流量を得るために、第1の液F1すなわち造影剤に印加される圧力は、第2の液F2すなわち生理食塩水に印加される圧力よりも一般的に高い。他の例では、第2の液F2の第2の既定流量が第1の液F1の第1の既定流量と異なってもよいが、この場合も第1の液F1の既定流量と第2の液F2の既定流量とを実現するのに必要な圧力は異なる。
【００８６】
第1の液F1および第2の液F2の既定流量に関係なく、第2の段階で第2の液F2の第2の既定流量を実現するのに必要な圧力を印加すると、多段階注入の第1の段階と第2の段階とで印加される圧力の差により、液経路セット17のカテーテル先端で実際の流量に望ましくない変動が生じるおそれがある。特に、第2の段階の最初の部分で、液経路セット17内に残留した第1の液F1が第2の液F2によって輸液システムから押し出されるすなわちパージされる結果として、実際の流量に望ましくない変動が生じるおそれがある。残留した粘性の高い第1の液F1が液経路セット17内に残っているので、高い圧力により、残留する第1の液を注入している間に第2のシリンジ58bから粘性の低い第2の液F2が注入される場合がある。しかし、残留する第1の液のほぼすべてが液経路セット17から流出した後は、粘性の低い第2の液F2に印加される圧力が高く、その結果、カテーテルから流出する際に第2の液F2の流量に望ましくない変動が生じるおそれがある。本開示は、ここで説明されているような液の移行の影響を最小にする方法を提供する。これに加えて、第1のシリンジ12aと第2のシリンジ12bとが多段階注入で流体連通する、図1〜図2を参照してここで説明されている液注入器10などの開放輸液システムでは、第1のシリンジ12aおよび第2のシリンジ12bのキャパシタンスの均一化が実際の流量の望ましくない変動に寄与するおそれがある。
【００８７】
実施形態に係れば、実際の流量の望ましくない変動を緩和するために、また、より高精度に実際の流量を既定流量に合致させるために、第2の段階の最初の部分は、残留する第1の液F1が輸液システムからパージされる間に第2のシリンジ58a内の第2の液F2に印加される圧力が減少する移行段階であってもよい。
【００８８】
多段階注入の移行段階は、第2のシリンジ58aから第2の液F2を分注するように第2のシリンジ58a内のピストン19の動きを制御することを担う電子制御デバイスによって実行される。ピストン19の移動は、第2のシリンジ58a内でピストン19を移動させて第2の液F2に圧力を印加することを担う図2に示されているモータ31などのモータの作動を介して制御される。図7A〜図7Iは、移行段階と、移行段階で液変動を低減するのにここで説明されている方法を利用する以降の残りの段階と、で第1の段階の第1の液と第2の液とを注入するための流量プロファイルの限定を課さない様々な実施形態を示す。図7Aに示されているように、本開示の様々な例に係れば、電子制御デバイスは、第1の液F1を、例えば注入体10にプログラム設定された第1の既定流量で第1の段階で第1のシリンジ12aや第1のシリンジ58bから注入する速度でモータ31を動作させる。第1の段階の注入が完了した後、電子制御デバイスは移行段階、すなわち第2の段階の最初の部分でモータ31を低い速度で動作させて（これにより、第2の液F2が輸液される圧力が下がる）、第2の液F2を第2のシリンジ12bや第2のシリンジ58aから患者に第2の段階用の第2の既定流量よりも低い流量で注入する。この移行段階が完了した後、電子制御デバイスは、第2の既定流量で第2の液F2の残りを注入する速度でモータ31を動作させ、多段階注入を完了してもよい。図7Bを参照して、移行段階は、第2の液の注入がゼロ流量（ゼロピストン速度）から上昇し、第1の液の第1の段階の注入とほぼ同時に始まり、第1の段階の注入の完了後に第2の既定流量を実現するのに十分なピストン速度まで上昇する長期傾斜部を備える。図7Cを参照して、フロープロファイルは長期交差傾斜部移行段階注入プロトコルを示し、このプロトコルでは、第1の液段階のモータ速度がゼロまで下降する一方で、移行段階での第2の液のモータ速度が第2の既定流量まで上昇する。図7Dを参照して、第1の段階のモータ速度がほぼゼロになったときにほぼ始まる上昇移行段階を持つ移行段階が示されている。図7Eおよび図7Fは、短時間で第2の既定流量から始まった後、第2の液がカテーテルの端に到達したと算定される際の最適下降傾斜部を含み、最適下降傾斜部の後に、第1の液の流れの吐出が完了して
いると算定または推定された後に第2の既定段階に戻る傾斜部が続く、プログラム設定されたモータ速度を持つ移行段階を示す。図7Eでは、第2の既定流量に至る移行段階傾斜部は、第1の段階の終了前に始まるが、図7Fは、第2の既定流量に至る移行段階傾斜部が第1の段階の注入の後に始まる実施形態を示す。図7Gを参照して、移行段階での第2の液モータの速度および流量の段階的な上昇が示されている。モータ速度の段階的な上昇は、第2の既定流量に達するまで増加してもよい。図7Hを参照して、第1の液段階駆動部材のモータ速度が移行段階中に中間速度まで減少し、第1のモータ速度がほぼゼロに達すると、第2の液段階駆動部材のモータ速度が移行段階中に中間速度まで増加した後に第2の既定流量に関連する速度まで増加する。図7Iには、図7Hと同様に、第1の液段階と第2の液段階との両方の移行段階中の中間速度が含まれており、移行段階中に第1および第2の注入器モータのそれぞれ減少および増加のタイミングが重なっている。移行段階の注入の継続時間は、例えば液経路セットから残留した第1の液F1の体積分を流すのに必要な時間を計算することにより決定してもよい。多くの場合、この体積を液経路セットの液体積として計算してもよい。
【００８９】
本開示の特定の例に係れば、以下の式（2）にしたがって移行段階の低減流量を設定するように電子制御デバイスをプログラムする。
Q（t）＝Q（p）−（C（1）−C（2））／t（t）  （2）
式2で、Q（t）は移行段階での多段階液注入の低減流量である。Q（p）は第2の段階での注入の第2の既定流量である。C（1）は、第1の段階の注入中に決定される第1の段階の定常システムキャパシタンス（コンプライアンス）である。C（2）は第2の段階のシステムキャパシタンス（コンプライアンス）である。t（t）は、システムコンプライアンス（C（2））に関連する体積を輸液する導出された時間である。いくつかの例では、C（2）および／またはt（t）をルックアップテーブルから取得しても、式から導出してもよい。他の例では、C（2）およびt（t）を注入器10を用いてリアルタイムで取得しても導出してもよい。
【００９０】
移行段階での低減流量Q（t）を計算する式（2）の実行を通じて実行される方法では、異なる段階のシステムキャパシタンス（C（1）およびC（2））の知識を移行時間t（t）とともに利用し、低粘性の第2の段階のプログラム設定された流量Q（p）、すなわち既定流量も利用する。計算に入れるものには、第1の段階の第1の液F1のリアルタイム圧力（P1）と、第2の段階の第2の液F2の導出された圧力（P2）と、移行段階の導出された移行時間t（t）と、第2の段階での注入済み体積（X2）とが含まれる。
【００９１】
第2の段階の圧力（P2）と、移行段階の移行時間t（t）と、を図9のステップ図にしたがって導出してもよい。特に、移行段階流量Q（t）をどのように計算するかを決定するのに第1の液F1、この例では造影剤の第1の既定流量を用いる。第1の液F1の第1の既定流量が閾値、この例では5mL／s以下である場合、第1の液F1の注入中の定常状態圧力を測定すること、カテーテルゲージを近似すること、およびカテーテルゲージの近似値を用いて第2の液F2の定常状態圧力を推定することによって移行段階流量Q（t）を計算する。特に、流量、コントラスト圧力、生理食塩水圧力、カテーテル寸法などのシステム特徴に対する値を用意している、図10に示されている限定を課さない典型的なルックアップテーブルによって示されているように、第1の液F1の測定定常状態圧力に基づいてテーブルまたはその他計算から第2の液F2の推定定常状態圧力を導出してもよい。第1の液F1の定常状態圧力と第2の液F2の推定定常状態圧力とをそれぞれ用いて、第1の段階でのシステムキャパシタンスC（1）と第2の段階でのシステムキャパシタンスC（2）とを、特に図12を参照して後述されているように計算してもよい。その後、式（2）から移行段階流量Q（t）を計算してもよい。
【００９２】
第1の液F1の既定流量が閾値、この例では5mL／sを超える場合、移行段階流量Q（t）は、カテーテルのゲージの値を仮定すること、第2の液F2の推定定常状態圧力を計算すること、および第2の段階でのシステムのキャパシタンスC（2）を計算することにより計算される。第2の液F2の推定定常状態圧力は、既知のカテーテル寸法について流量の関数として第2の液F2の圧力を示す、図11に示されている限定を課さない典型的な式などの式から導出してもよい。第2の段階でのシステムキャパシタンスC（2）は、図12を特に参照して後述されているように計算してもよい。その後、式（2）から移行段階流量Q（t）を計算してもよい。
【００９３】
移行段階のタイミングは、液経路セット17を充満させるのに必要な体積を輸液するように設定される。いくつかの例では、この体積は管類の内径および長さに応じて5mL〜20mLであってもよい。例えば、低減流量での第2の段階の開始時の第2の液F2の場合、約12mLであってもよい。これにより、液経路セット内に残留した第1の液F1を押して低流量で液経路セット17およびカテーテルに通して、カテーテルで実際の流量に望ましくない変動が生じることなく液経路セット17およびカテーテルから流出することが可能になる。移行段階が完了した後、液Fの第2の段階の注入は、術者によってプログラム設定された第2の段階の残りの体積分を輸液するために第2の段階のプログラム設定された既定流量Q（p）に戻る。
【００９４】
式（2）を以下の手順にしたがって利用してもよい。（1）第1の段階でP1を測定する。この圧力は定常状態または第2の段階に移行する前の既定の期間のいずれかで測定するべきである。（2）入力として第2の段階のパラメータ（すなわち、用いられている第2の液F2、第2の段階の既定流量、カテーテルゲージなど）を用いてテーブルや式からP2を導出する。（3）ここで説明されているキャパシタンス方程式にP1およびX2を入れて第1の段階でのキャパシタンスから体積を導出する。（4）キャパシタンス方程式にP2およびX2を入れて第2の段階でのキャパシタンスから体積を導出する。（5）式（1）を実行して移行段階Q（t）の低減流量を求める。（6）プロトコルを修正して、液経路セット17を充満させるのに必要な体積の分、低減流量Q（t）で移行段階を実行し、移行段階の完了後に既定流量Q（p）に戻る。
【００９５】
いくつかの実施形態に係れば、キャパシタンス方程式を図12のグラフで示してもよい。典型的な液注入器の1つについてのキャパシタンス特性から、以下の式（3）にしたがって輸液不足分が得られる。
【００９６】
【数１】
2020532334.tif 000003
【００９７】
ここで、zは輸液不足体積（ミリリットル（mL）などの任意の適切な体積単位で測定してもよい）であり、yは圧力（ポンド／平方インチ（psi）などの任意の適切な圧力単位で測定してもよい）であり、xは、注入時の少なくとも1つのシリンジ内の液の体積であり、a，bおよびcは特定の面についての定数である。例えば、図12に示されている面では、a＝0．097795815、b＝−0．014798654かつc＝11．030418である。このようにして液の輸液不足体積が決定されると、患者に注入される液を適切な量だけ補正して増加して、液注入器および／または液のキャパシタンスおよびインピーダンスにより失われた体積を補償することができる。輸液不足の予測体積（すなわちz）を輸液するように算定された距離だけピストンを液注入器により大目に駆動して患者への液の正確な注入投与量を確保することができる。値「z」を「補正体積」と称してもよい。P1およびX1を式（3）のyおよびxにそれぞれ代入して、式（2）の（C1）に代入される第1の段階の補正体積を得る。P2およびX2を式（3）のyおよびxにそれぞれ代入して、式（2）の（C2）に代入される第2の段階の補正体積を得る。
【００９８】
図8は、多段階液注入の第1の段階と第2の段階との間の移行中の液経路セット17の患者カテーテル端部の測定流量に対する、上述の移行段階を利用する効果を示すグラフである。破線は、一切の移行段階が実施されなかった様々なベースライン注入流量を表わす。結果を示すと、第1の段階から第2の段階への移行中に液経路セット17のカテーテル端部で、カテーテルでの液圧力の立ち上がりに相関する測定流量の著しい増加が見られる。実線は破線と同じ流量を表わすが、多段階注入の第2の段階の最初の部分での本出願の実施形態に係る移行段階を含む。対応する一点鎖線の比較から分かるように、移行段階の実施により、液経路セット17のカテーテル端部で測定された流量の変動が大幅に低減される。
【００９９】
図13は、本開示の様々な実施形態に係る移行段階を含む注入プロトコルの全体ワークフローを示す。図13に示されているように、ステップ1310は、第1の液の第1の既定流量を含み、いくつかの実施形態では第2の液の第2の既定流量を含む、注入についての所望のフロープロファイルの入力を含む。注入が開始され（1320）、ステップ1330で、第1の注入液段階の後に後続の第2の注入液段階が続くか否かを注入器が判断する。第1の注入物段階の後に第2の液段階が続かないと注入器プロセッサが判断する場合、注入器が第1の段階の注入を完了し（1340）、その後、注入を終了する（1350）。これの代わりに、第1の注入物段階の後に第2の液段階が続くようにスケジューリングされていると注入器プロセッサが判断する場合、注入器が、現在注入されている第1の液段階のコンプライアンスを評価し（1360）、その評価に基づいて後続の第2の液段階のコンプライアンスを予測する（1370）。例えば、第2の液リザーバに関連する様々なシステム構成要素と、第1および第2の液の特性と、に基づいて予測する。コンプライアンスが予測されると、液注入器プロセッサが第2の液段階注入の最初の部分の流量に対する適切な調節を計算し（1380）、第2の液段階の最初の部分の流量を変更するのに用いられる流量調節分を注入するかを判断する。その後、注入器が第2の液段階の最初の部分のフロープロファイルを調節して（1390）計算値にし、計算された流量で中間指定期間中に第2の液の最初の部分を注入する。その後、注入器プロセッサがステップ1320に戻し、移行段階にわたる第2の液の最初の部分の注入が完了した後に第2の既定流量で第2の液段階の注入を開始するフィードバックループを行なってもよい。プロトコルが続行されると、なんらかの追加の段階を注入するか（すなわち、後続のコントラスト段階、デュアルフロー段階や生理食塩水段階）や、第2の段階の注入後に注入プロトコルを完了することができるかを注入器が判断する。
【０１００】
図14は、本開示の特定の実施形態、例えば図5に示されている注入器に係る移行段階を含む注入プロトコルのワークフローを示す。図14に示されているように、ステップ1410で、第1の既定圧力で第1の液を注入する第1の注入段階を開始する。注入器がステップ1415で第1の段階時の第1の液の圧力を測定し、第1の段階のコンプライアンスを計算（1440）してもよい。第1の液段階の測定圧力に基づいて第2の液の圧力を注入器プロセッサが近似してもよい（1420）。例えば、図11に示されているようなデータルックアップテーブルを参照して、第2の液が注入される移行段階流量および第2の既定流量を提供する第2の液の圧力を近似してもよい。これの代わりに、第2の液の圧力を注入器プロセッサが計算して（1420）、適切な式や面プロットとともに図9に示されているプロセスを用いて移行段階流量および第2の既定流量を提供してもよい。第2の圧力を近似した後、この値を、注入器の第2の液リザーバ、液経路および第2の駆動機構のキャパシタンス特徴ならびに第2の液の特徴に関する詳細情報とともに注入器が利用して、第2の液段階のコンプライアンスを計算してもよい（1425）。その後、ステップ1430で、第2の液段階のコンプライアンスが第1の液段階のコンプライアンスを超えるか否かを注入器プロセッサが判断してもよい。第2の液段階のコンプライアンスが第1の液段階のコンプライアンスを超える場合、第2の段階の最初の部分に流量調節が不要であると注入器が判断し（1435）、第2の液段階の注入を第2の既定流量で開始する。これの代わりに、第2の液段階のコンプライアンスと第1の液段階のコンプライアンスとの間に顕著な差があることを第2の液段階のコンプライアンスの計算が示す（1455）場合、コンプライアンス値間のΔが決定され、差に基づいてこれを利用して第2の液段階の最初の部分の中間流量を決定して（1460）、液経路／カテーテルから第1の液を除去するのに必要な中間指定期間すなわち注入体積を決定し、中間補正流量で第2の液の注入を開始して（1465）中間指定期間にわたって中間流量で注入し、中間指定期間にわたる体積輸液の終了後に第2の液の流量を第2の既定流量まで増加させてもよい（1470）。
【０１０１】
図14に示されているワークフローの他の実施形態に係れば、第1の液段階の圧力を測定するステップ1415が実行された後、圧力値を、注入器の第1の液リザーバ、液経路、および第1の駆動機構のキャパシタンス特徴、ならびに第1の液の特徴に関する詳細情報とともに注入器が利用して、第1の液段階のコンプライアンスを計算してもよい（1440）。第1の液段階の計算されたコンプライアンスは、第2の液段階時の圧力の近似1420の指針を提供するのに直接用いてもよいし、且つ／または第1の液段階の流量1445を決定して、例えばこの値が期待第1の既定流量にほぼ等しくなることを確実にするのに用いてもよい。他の実施形態では、第2の液段階のコンプライアンスの計算値1450をステップ1455に提供し、しかもこの値を、第1の液段階の計算されたコンプライアンスの値1440とともにステップ1455に提供して、第1の液段階と第2の液段階との計算されたコンプライアンス間のΔすなわち差を決定してもよい。第1の液流量および第2の液流量の値、第2の液の最初の流量、第2の液の最初の流量の中間指定期間、第1の液の注入に関連するコンプライアンス、第2の液の注入に関連するコンプライアンス、および液流全体でなんら顕著な変動を含まない液移行部分を有する注入プロトコルを提供するのに必要なその他値を提供する他のワークフローが本開示の範囲内に存在するので、説明されているワークフローは典型的でありかつ限定を課さないものである。
【０１０２】
上述のように、移行段階が完了した後、第2の段階の残りの部分の注入が第2の液の第2の既定流量で再開される。本開示の代替例に係れば、両方の段階を患者に注入する総注入時間に対する遅い移行段階の影響を補償するために、第2の段階の残りの部分を既定流量よりも速い流量で注入する。
【０１０３】
最も実施容易かつ好ましい例であると現在考えられているものに基づいて例示目的で本開示を詳細に説明してきたが、このような詳細は当該目的のためのものにすぎず、本開示は開示されている例に限定されず、それを超えて、修正および均等構成をカバーすることを意図していると解するものとする。たとえば、本開示では、可能な範囲で、任意の例の、1個または複数の特徴をその他一切の例の、1個または複数の特徴と組み合わせることができることを意図していると解するものとする。
【符号の説明】
【０１０４】
10  前装填式液注入器、注入体
12  シリンジ
12a  第1のシリンジ
12b  第2のシリンジ
13  シリンジポート
14  プランジャ
15  長手方向軸
17  液経路セット
18  円筒形シリンジバレル、円筒形バレル
19  ピストン、駆動部材
20  近位端
21  外面
22  ノズル
23  内面
24  遠位端
25  内部容積
30  挿入部
31  モータ
32  圧力ジャケット
34  ローリングダイアフラムシリンジ
36  中空本体
38  内部容積
40  遠位端
42  近位端
44  可撓性側壁
46  閉鎖端壁
48  放出ネック
50  中央部分
52  駆動部材係合部分
54  ハウジング
56  MUDS
58  シリンジ
58a  シリンジ
58b  シリンジ
58c  シリンジ
60  バルク液コネクタ
62  MUDS液経路
64  フレーム
66  充填ポート
68  放出出口、放出管
70  マニホールド
72  バルブ
74  液出口ライン
76  ポート
119  側壁
1310  注入についての所望のフロープロファイルを入力
1320  注入段階を開始
1330  注入段階の後に後続の段階が続くか
1340  段階完了
1350  注入終了
1360  現在の段階のコンプライアンスを評価
1370  後続の段階のコンプライアンスを予測
1380  第2の段階のフロープロファイルに対する調節を計算
1390  後続の段階のフロープロファイルを調節
1410  第1の注入段階を開始
1415  第1の段階の圧力を測定
1420  第2の段階の圧力を近似
1425  第2の段階のコンプライアンスを計算
1430  第2の段階のコンプライアンス＞第1の段階のコンプライアンスであるか？
1435  第2の段階の流量調節なし
1440  第1の段階のコンプライアンスを計算
1445  第1の段階の流量
1450  第2の段階のコンプライアンス
1455  第1の段階と第2の段階との間のコンプライアンスΔを計算
1460  第2の段階の移行流量を決定（式1）
1465  補正した流量で第2の注入段階を開始
1470  移行後、第2の段階の流量をプログラム設定された値まで増加
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図７Ｈ】
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【図７Ｉ】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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