[发明专利]集成医疗成像系统

说明书

发明背景

本发明一般涉及集成医疗成像系统，尤其涉及其中成像系统的一个或更多个 组件与流体注射机系统的一个或更多个组件集成的集成医疗成像系统。

提供下列信息以便帮助读者理解以下所公开的本发明及其典型使用环境。除 非在本文档中另行明确指出，否则本文中所使用的术语并非旨在被限定于任何具体 的狭义解读。本文中所阐述的参考文献可便于理解本发明或本发明的背景。本文中 所引述的所有参考文献的公开内容皆通过引用纳入于此。

用于向血管中强力注射成像造影剂的血管造影注射机于20世纪60年代首次 被开发出来。将它们联合X射线成像装备来使用以便帮助对循环系统状况进行医 疗诊断。自那时起，已经把造影注射机与使用许多类型的成像能量来诊断许多器官 中的状况联系起来使用或者构想了如此联系的使用，其中这些成像能量有例如，X 射线荧光透视、CT成像(计算机化断层扫描)、MRI(磁共振成像)、超声、核 医疗(NM)、PET(正电子发射断层扫描)、SPECT(单光子发射计算机断层扫 描)以及可见光和红外光成像。

这两种设备——流体注射机和成像系统(成像器)涉及一些交叉技术或学科 以及一些十分不同的技术或学科。流体注射机一般既涉及复杂的机电伺服控制和 组装件、反馈、以及压力限制以提供精准的平稳或时变注射，也涉及人为因素 和安全性系统以防止过度注射并减少空气注射的可能性。通常存在从空闲(编 程和/或灌注)到整装(准备好注射)到注射状态的受控进度。注射机系统一般既 涉及一些可重用的机电和电子组件又涉及一次性的无菌流体路径元件和系统组 件。成像系统或设备是成本相对较高的资本装备。成像系统中通常没有一次性组 件，除了在超声探针或其他患者接触表面的情形中的污染遮蔽物。成像器一般使用 的技术包括从线路功率到成像能量的功率转换、用以检测该成像能量的敏感性传感 器和信号放大、以及用以创生人类可理解图像的图像重构算法和软件。一些成像器 还可包括机电控制系统。在核医疗成像器包括PET和SPECT的情形中，成像造影 剂或显像剂自身提供该成像能量。其包含会衰变的放射性原子。衰变能量在最通常 的情况下最终以光子或γ射线的形式离开人体并由敏感性传感器来检测或测量。

为注射机系统和成像系统两者所共用的技术包括例如计算机化用户接口、检 错、用于数据操纵或算法实现的算术和运算、计算机或微型计算机、运动或方位控 制、线路功率调控或转换、屏蔽、环境控制、以及向外部设备进行的数据通信。

流体注射机设备或系统与成像设备或系统之间的以上和其他差别已致使流体 注射机与成像设备在物理上和职责上相分离，它们通常由不同公司或同一公司内的 不同组织来设计和制造。此分离还限制了流体注射机与成像系统之间的交互。

维持成像器与注射机的这种分离状况的另一因素是与这两种产品相关联的十 分不同的监管风险。虽然这两者均在FDA(美国食品和药物管理局)监管结构中 的第II大类里，但成像器最严重的危害在于使患者过度曝露于成像能量，这虽然 并非无关紧要，但很少是立即致命的。由此，设计和制造一种产品并且熟悉与该产 品相关联的监管要求和批准过程的公司可能就不愿意给另一种产品增加监管障碍 和风险。

目前的注射机与成像器之间的交互或协作包括造影剂注射与图像获取之间的 时序协调，这通常是由操作者适时地按压注射机和成像器上的按钮来手动进行，或 者通过由一个设备借助于简单的时间同步接口在用户选定的延迟之后触发另一设 备来进行。

美国专利No.5,840,026描述了注射机与成像器之间更紧密的协作。使用来自 图像或传感器的反馈来确定和/或调整注射以达成图像改善。该调整可以在反馈环 路中包括医生或操作者，或者可以是自动的。美国专利No.6,397,098 B1中描述了 使用各种硬件配置和通信协议来单向或双向地传达大批注射和/或图像相关数据以 增进这些系统之间的协作的系统。美国已公开专利申请No.2005/0203389 A1描述 了允许操作者从共用的控制台控制相互独立的注射机和成像器的方法、系统、和装 置。

使用相互独立的注射机和成像系统具有若干物理缺点。注射机通常是搭载在 带轮子的基座上的，如取自美国已公开专利申请No.2004/0199076 A1的图1中所 示。基座通常具有将其连接至用户接口和其他电子设备的庞杂电缆。它很难在房间 中四处移动并且可能妨碍患者或操作者够到成像器。