用于活體成像和其他應(yīng)用的血液流動控制系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及血液流動控制系統(tǒng)、裝置和方法，具體為用于人體的成像系統(tǒng)，例如X 射線和相關(guān)的斷層成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 人體內(nèi)部的圖像是用于W圖片、印刷照片和屏幕顯示的形式提供圖形信息的確立 已久的工具，W由技術(shù)人員進行隨后的闡釋。
[0003] 對于許多目的而言，血液流動相關(guān)狀態(tài)的檢測是運樣的圖像的重要部分。為了提 高血液流動狀況的檢測，眾所周知，將造影劑注射進入血流可增加信息。
[0004] 運樣的方法的熟知的例子是計算機斷層(CT)血管造影術(shù)，計算機斷層(CT)血管造 影術(shù)被普遍接收為用于疑似患有肺栓塞和其他血管和實質(zhì)病變的患者的檢查。CT的優(yōu)勢是 明顯的:它普遍可使用，該方法快速，并且它對血流中的結(jié)節(jié)、栓子和凝塊高度敏感。
[000引為了提高由CT掃描儀生成的圖像的圖像質(zhì)量，更加眾所周知的是，掃描過程中通 常經(jīng)由上肢的靜脈通路（如經(jīng)由手背或經(jīng)由肘部靜脈）的造影制劑的注入增強血管腔隙和 身體內(nèi)的其他液體?？商鎿Q地，也眾所周知，將造影物質(zhì)注射進入下肢。眾所周知，造影增強 的血液通過上腔靜脈（SVC)流動進入右屯、房，然而與此同時，非造影的血液從下腔靜脈 (IVC)到達右屯、房。明顯地，在一種被稱為團注造影劑的瞬斷的作用下，IVC的非造影血液相 對造影增強的SVC的比例影響右屯、房/屯、室、左屯、房/屯、室和肺動脈(PA)和所有后續(xù)動脈(例 如，冠狀動脈、頸動脈和腦動脈和更多遠端動脈）中造影劑的稀釋。該稀釋潛在地影響整個 調(diào)查的診斷性能和質(zhì)量。
[0006] 如下文參考文獻所列，已經(jīng)發(fā)表了幾項關(guān)于通氣活動對血液流動的作用的研究。
[0007] US-B 6631716建議設(shè)置無視患者呼吸的規(guī)定的肺容積。未描述做磁共振成像 (MRI)或CT時的吸氣與呼氣的協(xié)調(diào)，并且未提及造影物質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 據(jù)此，下列內(nèi)容被視作本發(fā)明的目標:提供特定具體的專用裝置及其用途、具有提 高的和標準化的流量精度W及血液流動控制的增強性的掃描系統(tǒng)和方法、造影增強血液流 動（灌注、首過增強、腫瘤血管供應(yīng)、損傷和各種組織)成像的稀釋和增強性能，具體與通過 肺動脈或其他動脈和靜脈W及其他在屯、臟遠端的血管的血管流動(灌注、首過增強、動脈增 強、血管內(nèi)的血栓栓塞物質(zhì)、血管間隙和損傷供給、腫瘤和正常組織)相關(guān)。
[0009] 因此，根據(jù)該發(fā)明的方面，提供一種控制和/或標準化人體內(nèi)物質(zhì)分布的方法，包 括W下步驟:將呼吸阻力裝置應(yīng)用于身體的呼吸系統(tǒng)，W及通過呼吸狀態(tài)(特征在于人體呼 吸系統(tǒng)和呼吸阻力裝置之間的受控交互）的選取，將物質(zhì)注射至體內(nèi)并控制或標準化體內(nèi) 物質(zhì)的分布。
[0010] 在另一方面中，提供一種活體獲取人體內(nèi)部部分的一系列圖像的方法，其使用成 像系統(tǒng)并且包括W下步驟:相對于成像系統(tǒng)對定位身體、將呼吸阻力裝置應(yīng)用于人體的呼 吸系統(tǒng)、在吸氣、吸氣或抽吸階段(在此階段期間，身體對抗呼吸阻力裝置所提供的阻力，實 行抽吸)執(zhí)行圖像獲取步驟?？商鎿Q地或另外，在呼氣階段執(zhí)行該圖像獲取步驟。
[0011] 成像系統(tǒng)可為使用X射線成像方法的掃描儀、使用磁共振成像或超聲成像方法的 掃描儀，包括例如用于血管造影的掃描儀、CT掃描儀、MR和基于正電子發(fā)射的變形，如PET/ CT或SPECT/CT、PET/MRI或超聲掃描儀。
[0012] 所述呼吸阻力裝置優(yōu)選地包括內(nèi)容積，該內(nèi)容積具有朝向身體的呼吸系統(tǒng)的生理 開口（鼻、口）的開口或多個開口，且基本上沒有或僅有很小的朝向環(huán)境的開口或漏口。容積 和開口的尺寸經(jīng)過選取，從而正常的未經(jīng)訓(xùn)練的患者可在裝置的內(nèi)容積內(nèi)實現(xiàn)欠壓(在對 抗阻力的抽吸或吸氣情況下)或過壓(在對抗阻力的呼氣或者充氣(valsalva)的情況下）， 并且優(yōu)選地，在圖像獲取期間維持運樣的壓力，例如優(yōu)選地，在1到60秒之間，和優(yōu)選地，在5 到45秒之間，和優(yōu)選地，在5到30秒之間，維持運樣的壓力。對于運樣的欠壓的優(yōu)選壓力范圍 為從-ImmHg到-SOmmHg和優(yōu)選地，到-60mmHg和優(yōu)選地，到-40mmHg，更加優(yōu)選地，從-SmmHg 到-20mmHg。對于過壓，優(yōu)選范圍為從+IOmmHg至+SOmmHg，更加優(yōu)選地，+IOmmHg至+30mmHg， 壓力OmmHg被規(guī)定為等于大氣壓。
[0013] 在優(yōu)選的實施方式中，所述呼吸阻力裝置包括可取代地和一次性使用的咬口 (mouth piece)，W將裝置的內(nèi)容積和身體的呼吸系統(tǒng)連接。該咬口可為例如管或改良管， 例如具有楠圓或圓形橫截面或具有具體設(shè)計的末端，從而當(dāng)應(yīng)用于嘴部時易于使用。但是， 在其中最好包括身體呼吸系統(tǒng)的所有開口的情況下，咬口的形狀也可像面具。
[0014] 咬口優(yōu)選地緊密貼合從而牢固貼合于阻力裝置。咬口也可符合規(guī)定的空間，用于 咬口和阻力裝置之間的空氣的進或出。咬口最好與阻力裝置形成整體。
[0015] 在進一步優(yōu)選的實施方式中，呼吸阻力裝置包括或禪接至傳感器，該傳感器用于 測量指示裝置的內(nèi)容積內(nèi)的壓力的參數(shù)。測量可W數(shù)字形式或聲學(xué)或光學(xué)信號或符號顯 示，優(yōu)選地，在操作中指示吸氣/吸氣/抽吸或呼氣/呼氣/充氣是否分別將會在密度上增加 或減少，從而實現(xiàn)最優(yōu)和/或穩(wěn)定狀態(tài)的壓力。
[0016] 呼吸阻力裝置最好與圖像獲取系統(tǒng)的圖像獲取并行或結(jié)合操作，并且優(yōu)選地，也 與用于注射造影劑或其他診斷物質(zhì)進入身體的靜脈血管的注射系統(tǒng)并行或結(jié)合。但是所述 裝置也可在不注射補充造影制劑的情況下被使用。如果執(zhí)行造影注制劑入，優(yōu)選地，在吸氣 或抽吸動作的情況下，使用進入上肢或下肢的注射，在呼氣或充氣情況下，使用進入下肢的 血管的注射。選擇運兩個或=個并行操作的定時，從而在實際圖像獲取或任何其他注入步 驟期間，所有操作同時有效(在體內(nèi)和外部良好協(xié)調(diào)）。
[0017] 在變形中，呼吸阻力裝置和圖像獲取裝置鏈接。該鏈接可W數(shù)據(jù)通信鏈接的形式 或?qū)⒑粑枇ρb置的組件部分或全部并入圖像獲取系統(tǒng)和/或注射系統(tǒng)的形式來實現(xiàn)。
[0018] 該發(fā)明進一步的方面包括呼吸阻力裝置、呼吸阻力裝置和圖像獲取系統(tǒng)的結(jié)合， 優(yōu)選地，與注射系統(tǒng)W及使用上述方法和/或裝置或者裝置和掃描系統(tǒng)的結(jié)合所獲取的任 何圖像結(jié)合。
[0019] 該發(fā)明在提高增強與圖像獲取方面特別有用，該增強與圖像獲取與肺動脈或在身 體其余部分的其他動脈和靜脈(灌注、首過血管增強、腫瘤血管供應(yīng)、損傷和各種組織、栓塞 物質(zhì)的檢測）的血管造影的各個步驟相關(guān)。
[0020] 該發(fā)明可進一步被用在用于物質(zhì)的注入(優(yōu)選地，靜脈內(nèi)的）的方法和裝置中，運 是為了控制和標準化身體內(nèi)運樣的物質(zhì)的分布和/或濃度。
[0021] 該發(fā)明的呼吸阻力裝置可一般用來通過限定的呼吸狀態(tài)，根據(jù)任何醫(yī)療或技術(shù)條 件的各個需求(例如，增加從各個血管到屯、臟的右屯、房的血液供應(yīng)或增強肺動脈或除肺動 脈外的血管的血液流動內(nèi)注射物質(zhì)的濃度的任務(wù))影響來自上肢、上腔靜脈或下肢、下腔靜 脈的血液供應(yīng)的分布和/或標準化。運可擴展至多個應(yīng)用，例如通過上肢或下肢外周靜脈的 藥物注射、創(chuàng)傷手術(shù)、外科或任何與血液供應(yīng)相關(guān)的適應(yīng)癥。
[0022] 所述方法、裝置和系統(tǒng)W及它們的用途具體能夠控制和標準化血液流動，從而在 動脈和/或靜脈(例如，肺動脈、腦血管、臟器血管或四肢血管或人體或動物體內(nèi)的其他血 管）內(nèi)執(zhí)行高造影密度。標準化的血液流動增加上述血管內(nèi)的造影密度，從而增加使用如上 提到的成像系統(tǒng)所得到的圖像的圖像質(zhì)量。另一方面，所述方法、裝置和系統(tǒng)W及它們的用 途可允許減少造影物質(zhì)的量。
[0023] W下描述和圖示更加詳細地描述本發(fā)明的上述和其他方面W及更具優(yōu)勢的實施 方式和應(yīng)用。
【附圖說明】
[0024] 圖IA是根據(jù)本發(fā)明的實例的呼吸限制裝置的示意橫斷面；
[0025] 圖IB是圖IA中呼吸限制裝置的變形的示意橫斷面；
[0026] 圖IC示出根據(jù)本發(fā)明的實例的另一簡化呼吸限制裝置的示意橫斷面；
[0027] 圖2示意性地示出在圖像獲取期間的不同呼吸狀態(tài)；
[0028] 圖3是指示依據(jù)多個呼吸狀態(tài)的來自上腔靜脈與來自下腔靜脈的流量之間的混合 比的測試結(jié)果的圖表；
[0029] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實例的多個步驟。
【具體實施方式】
[0030] 圖IA中示出示例性呼吸阻力裝置10。該裝置具有主體11，該主體由彈性材料（例 如，特氣絕⑧或不誘鋼或其他類似材料)制成。該主體為一次性使用咬口 12提供蓋和底座。 該咬口和主體通過簡單形式的裝配彼此連接，從而咬口可通過直接插入和抽取動作，易連 接至主體和從主體移除;優(yōu)選地，不包含扭轉(zhuǎn)或使用工具。任何相似的形式或連接方法可為 適用的。
[0031] 咬口 12基本上具有管狀、中空形狀，具有適于插入患者口中的近端開口 121，和提 供進入主體11的流動連接的遠端開口 122。
[0032] 但是，應(yīng)當(dāng)明確的是，主體11和咬口的材料、尺寸和形狀可變化很大，而仍然保持 提供對抗自由呼吸的阻力的功能。例如，可能更加符合人體工程學(xué)地塑造近端開口的形狀 或使得橫斷面具有更加楠圓的圓周。但是，運樣的或類似的更改可被視為完全在普通技術(shù) 人員的范圍內(nèi)。
[0033] 進一步安裝至主體11的是壓力感測裝置13,該壓力感測裝置可為例如與處理電路 一起集成于娃襯底上的壓阻式傳感器。