WO1998020919A1 - Device to obtain constant density of contrast agents in tissues and organs - Google Patents

Device to obtain constant density of contrast agents in tissues and organs Download PDF

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WO1998020919A1
WO1998020919A1 PCT/EP1997/006259 EP9706259W WO9820919A1 WO 1998020919 A1 WO1998020919 A1 WO 1998020919A1 EP 9706259 W EP9706259 W EP 9706259W WO 9820919 A1 WO9820919 A1 WO 9820919A1
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WO
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sensor
contrast
processing unit
contrast medium
pump
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PCT/EP1997/006259
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German (de)
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Inventor
Werner Krause
Ulrich Speck
Original Assignee
Schering Ag
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES 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
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/007—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests for contrast media

Definitions

  • the invention relates to a device with which the type of contrast medium injection (volume, injection speed) can be controlled so that the contrast medium application is optimized for the individual patient.
  • the diagnostic devices can be, for example, a computer tomograph (CT), a magnetic resonance tomograph (MRT) or an ultrasound device.
  • contrast media are currently being used in computer tomography in a volume of 0.5 to 2 ml / kg at a rate of 1 to 5 ml / sec. injected intravenously. This leads to an increase in density in the vessels and tissues, to a brief maximum in density and then to a very rapid decrease.
  • Controlled infusion is particularly valuable in ultrasound scans because of the length of the procedure.
  • Controls are disadvantageous in that the contrast medium does not flow through the vessels with the same density.
  • the image quality is controlled by the doctor, so that in addition to the stress of evaluating the image, the stress occurs, ensuring a sufficient, but not too strong, flow of contrast medium in the vessels.
  • a device for contrast regulation in contrast agent diagnostics in particular in target tissues of humans and animals, comprising the following elements:
  • the sensor is connected to the processing unit and conveys the measured value via the contrast medium
  • the setpoint generator is connected to the processing unit and specifies at least one concentration limit or density limit value;
  • the processing unit is connected to the pump system and transmits a value which regulates the pump power.
  • the device is useful in diagnosing animals, preferably mammals, and most preferably humans.
  • the sensors can be conventional CT, MRI and ultrasound diagnostic devices, which can determine the concentration of contrast media or the contrast density in individual areas of the body.
  • a device according to the invention is preferred in which the pump system comprises an injection machine with a pump.
  • These are commercially available devices in which syringes or cartridges are inserted into a pressing device. The Injektomat then pushes the plunger in the syringe or cartridge towards the outlet.
  • the compressive force can take various forms, preferably a stamp which is moved in the direction of the syringe by a thread. There is also a hydraulic one Force possible.
  • a mechanical pump is described particularly well in EP 0 584 531 (Reilly et al., Filing date July 21, 1993).
  • the pumping system could also be a system in which the medium is moved by gravity and the flow is regulated only by a valve system.
  • Injectomats which represent a peristaltic pump are also preferred. These are also devices that are offered in a variety of forms on the market.
  • a device according to the invention is particularly preferred in which the pump system has a valve which regulates the inflow of contrast agent alone or in combination with the pump.
  • a valve is particularly advantageous if this valve can be used for fine adjustment.
  • high pressures are required to apply the contrast media. It is the order of the day to produce pressures from 1 to 15 bar, which must be generated mechanically.
  • a valve is able to respond to these fluctuations much faster than would be possible with another mechanical pumping device and an electric motor.
  • the device according to the invention shown so far represents a control loop in which the imaging device is not included. It is therefore advantageous if the sensor is connected to a computer tomograph, a magnetic resonance tomograph and / or ultrasound device in order to display the imaging contrast agent in the aforementioned devices and the aforementioned device via a subtraction technique, unit with the Sensor is connected.
  • a computer tomograph eds. R. FELIX et al. International Workshop Berlin, January 20 - 22, 1983
  • the Injektomat injects contrast media, for example at a constant volume per unit of time, for example 2 ml / s, until the upper density limit value is reached in the target tissue or target organ.
  • the rate of injection is then reduced until the contrast density has dropped to the lower limit. Now the injection rate is increased again. The faster and the finer the regulation takes place, the more visible oscillation around the limit values can be avoided.
  • a density window of, for example, 100 ⁇ 5 HU is selected for the evaluation. This means that tissues or organs with a density greater than 105 HU and less than 95 HU are "not visible", ie a highly specific representation of all areas with a density of 95 to 105 HU is possible.
  • DSA technique See Contrast Media in Digital Radiography, eds. R. FELIX et al. International Workshop Berlin, January 20 - 22, 1983) In this procedure, an X-ray is taken before and after the injection . The two pictures are then subtracted from each other in the hope that the patient has not moved in the meantime.
  • FIG. 1 shows the device according to the invention in the form of a circuit diagram and Figure 2 shows the plot of contrast density against time.
  • FIG. 1 shows a schematic circuit of the device according to the invention, which comprises a sensor 1, a pump system 2, a setpoint generator 3 and a processing unit 4.
  • the sensor 1 moves over and / or around a body 5 of a patient.
  • the sensor 1 transmits its pulse values to a computer 7, which gives an image of the body or a target tissue including the contrast medium on a monitor 8.
  • a line for pulses branches off from the connection between sensor 1 and computer 7, which leads to processing unit 4, which in turn leads via lines to setpoint generator 3 in the form of a keyboard or other input systems (pen-controlled or voice-controlled systems are conceivable) and pump system 2 in Form of an injector is connected.
  • the task of the processing unit 4 is to compare a predetermined target value, which comes from the keyboard 3, with the measured value from the sensor 1. If the actual values from the sensor 1 do not meet the target values from the keyboard 3, the processing unit 4 transmits a manipulated variable to the pump system 2, which consists of a motor 9, a plunger 10 and a syringe 12 with a stopper 11.
  • the motor 9 drives the plunger 10 forward, which presses on the stopper 11 of the syringe 12. Fine adjustment is accomplished by means of a valve 13.
  • the valve 13 interrupts the tube 14, which extends from the syringe 12 to the injection needle or catheter 15, which are placed in the patient or animal.
  • FIG. 2 shows a diagram in which the contrast density in the target tissue is plotted with respect to time.
  • the injection of the contrast medium begins at time t 0 . It penetrates the target tissue, the density increases. Finally, the level of density is reached, which is marked with the letter A on the y-axis. This is the upper setpoint.
  • the manipulated variable namely the pump system 2
  • the pump system 2 is caused in such a way that less contrast medium is conveyed per unit of time. Due to the lowering of the flow rate of the contrast medium, the contrast density in the target tissue drops and the second limit value, which is marked with the letter B, is reached. As a result, the pump system 2 is caused to have an increased activity (flow rate).
  • the density of the contrast medium remains between t ⁇

Abstract

The invention relates to a device to regulate contrast density, specially of an x ray contrast agent. The device comprises a sensor (1) which is coupled to the processing unit (4). The measured values and the set values stemming from a set value indicator (3) are compared in said processing unit (4) and transformed into a control pulse, which is transferred to a pumping system (2). The device is aimed at substantially improving the diagnostic method. A constant density of the x ray contrast agent can be achieved in defined target tissues, thereby allowing the attending physician to have a clearer and more precise image of the target tissue.

Description

Vorrichtung zur Erzielung von konstanten Device for obtaining constant
Dichten von Kontrastmitteln in Geweben und OrganenDensity of contrast media in tissues and organs
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der die Art der Kontrastmittelinjektion (Volumen, Injektionsgeschwindigkeit) so gesteuert werden kann, daß die Kontrastmittelapplikation für den individuellen Patienten optimiert wird. Bei den Diagnostikgeräten kann es sich zum Beispiel um einen Computer-Tomographen (CT), einen Magnet-Resonanz-Tomographen (MRT) oder ein Ultraschallgerät handeln. Die internationale Anmeldung nimmt die Hinterlegung der deutschen Patentanmeldung DE 196 47 701 mit dem Anmeldetag vom 8. November 1996 in Anspruch.The invention relates to a device with which the type of contrast medium injection (volume, injection speed) can be controlled so that the contrast medium application is optimized for the individual patient. The diagnostic devices can be, for example, a computer tomograph (CT), a magnetic resonance tomograph (MRT) or an ultrasound device. The international application claims filing of German patent application DE 196 47 701 with the filing date of November 8, 1996.
Bei der Suche nach Erkrankungen von Gefäßen oder auch Tumoren werden in der Computer-Tomographie zur Zeit Kontrastmittel in einem Volumen von 0,5 bis 2 ml/kg mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 5 ml/sec. intravenös injiziert. Dabei kommt es zu einem Dichteanstieg in den Gefäßen und den Geweben, zu einem kurzzeitigen Maximum der Dichte und anschließend zu einem sehr raschen Abfall. Für den Radiologen ist es jedoch erstrebenswert, in den interessierenden Zielgeweben eine möglichst konstante Konzentration an Kontrastmittel, und dabei eine konstante Röntgendichte für einen gewissen Zeitraum zu erzielen. Das gleiche Problem besteht in ähnlicher Form auch bei der MRT- und Ultraschalluntersuchung. Bei der Ultraschalluntersuchung ist eine gesteuerte Infusion wegen der Dauer des Vorgangs besonders wertvoll.When searching for diseases of vessels or tumors, contrast media are currently being used in computer tomography in a volume of 0.5 to 2 ml / kg at a rate of 1 to 5 ml / sec. injected intravenously. This leads to an increase in density in the vessels and tissues, to a brief maximum in density and then to a very rapid decrease. For the radiologist, however, it is desirable to achieve a concentration of contrast medium that is as constant as possible in the target tissues of interest, and to achieve a constant X-ray density for a certain period of time. The same problem exists in a similar form in the MRI and ultrasound examination. Controlled infusion is particularly valuable in ultrasound scans because of the length of the procedure.
In der internationalen Patentanmeldung WO 96/32887 mit internationalem Anmeldetag vom 19. April 1996 wird ein Angiographie - Injektorsystem beschrieben, bei dem der behandelnde Arzt die Flußrate des Kontrastmittels steuert. Dabei wird der Vorschub des Stopfens der Kartusche durch einen Computer gesteuert, wobei der behandelnde Arzt elektrische Impulse je nach Einschätzung der Bildqualität an den Computer gibt. Um ohne steuernden Eingriff des Arztes einen möglichst gleichmäßigen oder alternativ pulsierenden Fluß durch die Kanüle zu erzielen, wird der Druck in der Spritze durch Sensoren gemessen und entsprechend gesteuert. Um einen wechselnden Druck zu gewinnen, wird der Druckwechsel in der Spritze mit den Druckwellen in den Arterien synchronisiert, wobei Ableitung und Verarbeitungen des Elektrokardiogramms als Steuerungseinheit dienen. Bei all diesenIn international patent application WO 96/32887 with the international filing date of April 19, 1996, an angiography injector system is described in which the attending physician controls the flow rate of the contrast medium. The advance of the plugging of the cartridge is controlled by a computer, the treating doctor giving electrical impulses to the computer depending on the assessment of the image quality. In order to achieve the most uniform or alternatively pulsating flow through the cannula without the intervention of the doctor, the pressure in the syringe is measured by sensors and controlled accordingly. In order to gain a changing pressure, the pressure change in the syringe with the pressure waves in the Arteries synchronized, with the derivation and processing of the electrocardiogram serving as a control unit. With all of these
Steuerungen ist nachteilig, daß das Kontrastmittel in nicht gleicher Dichte durch die Gefäße strömen. Die Bildqualität wird vom Arzt gesteuert, so daß neben der Belastung, das Bild auszuwerten, die Belastung auftritt, einen ausreichenden, nicht jedoch zu starken Fluß an Kontrastmittel in den Gefäßen sicher zu stellen.Controls are disadvantageous in that the contrast medium does not flow through the vessels with the same density. The image quality is controlled by the doctor, so that in addition to the stress of evaluating the image, the stress occurs, ensuring a sufficient, but not too strong, flow of contrast medium in the vessels.
Es stellt sich somit die Aufgabe, in den Gefäßen, Geweben und / oder Organen die Kontrastdichte möglichst über einen ausreichend langen Zeitraum konstant zu halten. Auch wenn möglicherweise geringe Schwankungen auftreten, sollen diese jedoch in einem definierbaren und für die Diagnostik ausreichend kleinen Bereich verlaufen.It is therefore the task of keeping the contrast density in the vessels, tissues and / or organs as constant as possible over a sufficiently long period of time. Even if there may be slight fluctuations, these should, however, run in a definable and sufficiently small range for diagnostics.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Kontrastregulierung bei der Kontrastmitteldiagnostik, insbesondere in Zielgeweben von Menschen und Tieren, umfassend die folgenden Elemente:The object is achieved by a device for contrast regulation in contrast agent diagnostics, in particular in target tissues of humans and animals, comprising the following elements:
(i) einen Sensor zur Aufnahme eines Meßwertes, der von dem zu untersuchenden Bereich des Patienten, der Person oder des Wesens stammt;(i) a sensor for recording a measured value which originates from the region of the patient, person or being to be examined;
(ii) ein Pumpsystem zur Abgabe von Kontrastmittel;(ii) a pump system for the delivery of contrast agent;
(iii) einen Sollwertgeber für die Vorgabe von mindestens einem(iii) a setpoint generator for the specification of at least one
Grenzmeßwert oder einem Meßwertintervall; und (iv) eine Verarbeitungseinheit, welche Meßwert und Sollwert vergleicht und einen Steuerimpuls zur kontrollierten Abgabe vonLimit measured value or a measured value interval; and (iv) a processing unit which compares the measured value and the target value and a control pulse for the controlled delivery of
Kontrastmittel an das Pumpsystem übermittelt; wobei zwischen den Elementen (i) bis (iv) folgende Verknüpfungen bestehen:Contrast medium transmitted to the pump system; where the following links exist between elements (i) to (iv):
(v) der Sensor ist mit der Verarbeitungseinheit verbunden und vermittelt den Meßwert über das Kontrastmittel;(v) the sensor is connected to the processing unit and conveys the measured value via the contrast medium;
(vi) der Sollwertgeber ist mit der Verarbeitungseinheit verbunden und gibt mindestens einen Konzentrationsgrenzwert oder Dichtegrenzwert an; (vii) die Verarbeitungseinheit ist mit dem Pumpsystem verbunden und übermittelt einen Wert, welcher die Pumpleistung regelt. Mit dieser Vorrichtung sind eine Vielzahl von Vorteilen verbunden. Für den Radiologen oder für den mit der Diagnostik beauftragten Arzt ist es erstrebenswert, daß ein Gefäß oder Organ während einer möglichst langen Phase eine konstante Menge an Kontrastmittel enthält, beziehungsweise eine konstante Kontrastdichte aufweist. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es nun möglich, eine gleichmäßige Kontrastmitteldichte in einem Gefäß oder Organ zu erzielen. Gerade die konstante Intensität, mit der die mit Kontrastmittel gefüllten Gefäße oder Organe abgebildet werden, gestatten dem Radiologen eine bessere Interpretation der vorliegenden Daten. Es ist nicht mehr wie in der Vergangenheit erforderlich, intensiv den richtigen Zeitpunkt für die Auslösung der Messung festzulegen.(vi) the setpoint generator is connected to the processing unit and specifies at least one concentration limit or density limit value; (vii) the processing unit is connected to the pump system and transmits a value which regulates the pump power. A multitude of advantages are associated with this device. It is desirable for the radiologist or for the doctor commissioned with the diagnosis that a vessel or organ contains a constant amount of contrast medium or has a constant contrast density for as long a phase as possible. With the aid of the device according to the invention it is now possible to achieve a uniform contrast medium density in a vessel or organ. It is precisely the constant intensity with which the vessels or organs filled with contrast medium are imaged that allow the radiologist to better interpret the available data. It is no longer necessary, as in the past, to intensively determine the right time to trigger the measurement.
Die Vorrichtung ist bei der Diagnose von Tieren, bevorzugt von Säugern und am meisten bevorzugt von Menschen verwendbar.The device is useful in diagnosing animals, preferably mammals, and most preferably humans.
Bei den Sensoren sind verschiedene Geräte in Benutzung. So kann es sich um übliche CT-, MRI- und Ultraschalldiagnostikgeräte handeln, welche von sich aus die Konzentration an Kontrastmitteln, beziehungsweise die Kontrastdichte in einzelnen Arealen des Körpers feststellen können.Various devices are used for the sensors. For example, it can be conventional CT, MRI and ultrasound diagnostic devices, which can determine the concentration of contrast media or the contrast density in individual areas of the body.
Mit Hilfe des erreichbaren, konstanten Dichteanstieges ist es möglich, eine hochspezifische Darstellung des Zielgewebes zu erzielen. Dieses geschieht dadurch, daß bei der Auswertung ein sehr enges Dichtefenster ausgewählt wird, das so beschaffen ist, daß die Dichte im Zielgewebe während der Plateauphase genau in diesem Fenster liegt. Alle anderen Körperstrukturen haben eine andere (höhere oder niedrigere) Dichte und werden deshalb nicht dargestellt. Das Erzielen eines Dichte - Plateaus über einen bestimmten Zeitraum ist jedoch vorzugsweise über die gezielte Steuerung einer Kontrastmittel-Infusionspumpe möglich.With the help of the achievable, constant increase in density, it is possible to achieve a highly specific representation of the target tissue. This is done by selecting a very narrow density window during the evaluation, which is such that the density in the target tissue lies precisely in this window during the plateau phase. All other body structures have a different (higher or lower) density and are therefore not shown. However, it is preferably possible to achieve a density plateau over a certain period of time by specifically controlling a contrast medium infusion pump.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung bei der das Pumpsystem einen Injektomaten mit einer Pumpe umfaßt. Hierbei handelt es sich um kommerziell erhältliche Geräte, bei denen Spritzen oder Kartuschen in eine Preßvorrichtung eingelegt werden. Anschließend drückt der Injektomat den Kolben in der Spritze oder Kartusche in Richtung Auslaß. Die Druckkraft kann in verschiedener Form erfolgen, bevorzugt ist ein Stempel, der durch ein Gewinde in Richtung der Spritze bewegt wird. Ebenfalls ist auch eine hydraulische Krafteinwirkung denkbar. Besonders gut ist eine solche mechanische Pumpe in der EP 0 584 531 (Reilly et al., Anmeldetag 21.07.1993) beschrieben. Das Pumpsystem könnte auch ein System sein, bei dem das Medium durch die Schwerkraft bewegt wird und der Fluß lediglich durch ein Ventilsystem geregelt wird.A device according to the invention is preferred in which the pump system comprises an injection machine with a pump. These are commercially available devices in which syringes or cartridges are inserted into a pressing device. The Injektomat then pushes the plunger in the syringe or cartridge towards the outlet. The compressive force can take various forms, preferably a stamp which is moved in the direction of the syringe by a thread. There is also a hydraulic one Force possible. Such a mechanical pump is described particularly well in EP 0 584 531 (Reilly et al., Filing date July 21, 1993). The pumping system could also be a system in which the medium is moved by gravity and the flow is regulated only by a valve system.
Bevorzugt sind auch Injektomaten, die eine Peristaltikpumpe darstellen. Auch hierbei handelt es sich um Geräte, welche in vielfältiger Form im Markt angeboten werden.Injectomats which represent a peristaltic pump are also preferred. These are also devices that are offered in a variety of forms on the market.
Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der das Pumpsystem über ein Ventil verfügt, welches alleine oder in Kombination mit der Pumpe den Kontrastmittelzufluß reguliert. Ein Ventil ist gerade dann besonders vorteilhaft, wenn durch dieses Ventil eine Feinregulierung vorgenommen werden kann. Für die Applikation der Kontrastmittel sind in einigen Fällen hohe Drücke erforderlich. So ist es in der Tagesordnung, Drücke von 1 bis 15 bar zu produzieren, welche mechanisch erzeugt werden müssen. Für die Kontrastdichteregulierung in den Blutgefäßen ist jedoch ein sehr schnelles Reagieren auf Dichteschwankungen erforderlich. Ein Ventil ist viel schneller in der Lage, auf diese Schwankungen zu reagieren, als es für eine andere mechanische Pumpvorrichtung und einen Elektromotor möglich wäre. Selbstverständlich ist es für den mechanischen Teil des Stempels dann erforderlich, den Druck auf einen maximalen Arbeitsdruck reduzieren zu können. Andernfalls käme es zu einer Zerstörung des Gerätes, wenn bei einer Bewegung des Stempels und einem Verschließen des Ventils die Bewegung des Stempels nicht unterbrochen würde.A device according to the invention is particularly preferred in which the pump system has a valve which regulates the inflow of contrast agent alone or in combination with the pump. A valve is particularly advantageous if this valve can be used for fine adjustment. In some cases, high pressures are required to apply the contrast media. It is the order of the day to produce pressures from 1 to 15 bar, which must be generated mechanically. For the contrast density regulation in the blood vessels, however, a very quick reaction to density fluctuations is necessary. A valve is able to respond to these fluctuations much faster than would be possible with another mechanical pumping device and an electric motor. Of course, it is then necessary for the mechanical part of the stamp to be able to reduce the pressure to a maximum working pressure. Otherwise, the device would be destroyed if the movement of the plunger were not interrupted when the plunger was moved and the valve was closed.
Die bisher dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung stellt einen Regelkreis dar, bei dem das bildgebende Gerät nicht mitumfaßt ist. Vorteilhaft ist es daher, wenn der Sensor mit einem Computer-Tomographen, einem Magnet-Resonanz- Tomographen und/oder Ultraschallgerät verbunden ist, um in den zuvor genannten Geräten das bildgebende Kontrastmittel darzustellen und das zuvor genannte Gerät über eine Subtraktionstechnik, -einheit mit dem Sensor verbunden ist. (vgl. Contrast Media in Digital Radiography, eds. R. FELIX et al. International Workshop Berlin, January 20 - 22, 1983) In der Praxis sieht es für den behandelnden Arzt derart aus, daß er eine maximale Kontrastdichte und eine minimale Kontrastdichte einstellt. Erstrebenswerterweise ist der Abstand beider Werte klein zu halten. Zu Beginn des Diagnostikverfahrens injiziert der Injektomat Kontrastmittel zum Beispiel mit einer konstanten Volumen pro Zeiteinheit, so 2 ml/s, bis im Zielgewebe oder Zielorgang der obere Dichtegrenzwert erreicht wird. Anschließend wird die Injektionsgeschwindignkeit reduziert, bis die Kontrastdichte auf den unteren Grenzwert gefallen ist. Nun wird die Injektionsrate wieder erhöht. Je schneller und je feiner die Regulation erfolgt, umso mehr läßt sich ein sichtbares Oszillieren um die Grenzwerte vermeiden. Für den Radiologen ergibt sich nun die Situation, daß er ein Blutgefäß vorliegen hat, welches mit einer konstanten Menge an Kontrastmittel gefüllt ist.The device according to the invention shown so far represents a control loop in which the imaging device is not included. It is therefore advantageous if the sensor is connected to a computer tomograph, a magnetic resonance tomograph and / or ultrasound device in order to display the imaging contrast agent in the aforementioned devices and the aforementioned device via a subtraction technique, unit with the Sensor is connected. (cf. Contrast Media in Digital Radiography, eds. R. FELIX et al. International Workshop Berlin, January 20 - 22, 1983) In practice, it is the case for the attending physician that he sets a maximum contrast density and a minimum contrast density . The distance is desirable to keep both values small. At the beginning of the diagnostic procedure, the Injektomat injects contrast media, for example at a constant volume per unit of time, for example 2 ml / s, until the upper density limit value is reached in the target tissue or target organ. The rate of injection is then reduced until the contrast density has dropped to the lower limit. Now the injection rate is increased again. The faster and the finer the regulation takes place, the more visible oscillation around the limit values can be avoided. The situation now arises for the radiologist that he has a blood vessel which is filled with a constant amount of contrast medium.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Auswertung der diagnostischen Messung. Dies wird im weiteren beschrieben. Für die Auswertung wird ein Dichtefenster von zum Beispiel 100 ±5 HU ausgewählt. Dies bedeutet, daß Gewebe oder Ogane mit einer Dichte größer als 105 HU und kleiner als 95 HU "nicht sichtbar" sind, also eine hochspezifische Darstellung aller Bereiche mit einer Dichte von 95 bis 105 HU möglich ist. Ein ähnlihes Verfahren stellt die DSA-Technik dar. (vgl. Contrast Media in Digital Radiography, eds. R. FELIX et al. International Workshop Berlin, January 20 - 22, 1983) Bei diesem Verfahren wird vor und nach der Injektion eine Röntgenaufnahme gemacht. Anschließend werden die beiden Bilder voneinander abgezogen, in der Hoffnung, daß der Patient sich in der Zwischenzeit nicht bewegt hat. Das ist jedoch auszuschließen, da zwischen der ersten und der zweiten Aufnahme einigen Minuten vergehen und der Patient atmen muß. Entsprechend sind die Bilder nicht immer scharf. Hinzu kommt, daß zwei Röntgenaufnahmen nötig sind (eine vor und eine nach der Injektion). Mit der neuen Technik entfällt die Aufnahme vor der Injektion. Nur während der Plateau - Zeit werden Aufnahmen gemacht.Another aspect of the invention relates to the evaluation of the diagnostic measurement. This is described below. A density window of, for example, 100 ± 5 HU is selected for the evaluation. This means that tissues or organs with a density greater than 105 HU and less than 95 HU are "not visible", ie a highly specific representation of all areas with a density of 95 to 105 HU is possible. A similar procedure is the DSA technique. (See Contrast Media in Digital Radiography, eds. R. FELIX et al. International Workshop Berlin, January 20 - 22, 1983) In this procedure, an X-ray is taken before and after the injection . The two pictures are then subtracted from each other in the hope that the patient has not moved in the meantime. However, this can be ruled out because a few minutes pass between the first and the second exposure and the patient has to breathe. Accordingly, the images are not always sharp. In addition, two x-rays are required (one before and one after the injection). With the new technology, there is no need for pre-injection. Images are only taken during the plateau period.
Die bevorzugte erfindungsgemäße Vorrichtung ist in den folgenden Figuren beispielhaft abgebildet:The preferred device according to the invention is shown by way of example in the following figures:
Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in Form eines Schaltungsschemas und Figur 2 zeigt die Auftragung der Kontrastdichte gegen die Zeit. In der Figur 1 ist eine schematische Schaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu sehen, die einen Sensor 1 , ein Pumpsystem 2, einen Sollwertgeber 3 und eine Verarbeitungseinheit 4 umfaßt. Der Sensor 1 bewegt sich über und / oder um einen Körper 5 eines Patienten. Auf der anderen Seite des Sensors 1 bezogen auf den Körper 5 befindet sich eine Strahlungsquelle 6, die sich jeodch auch um den Patienten bewegen kann. Der Sensor 1 leitet seine Impulswerte an einen Computer 7 weiter, der auf einem Monitor 8 ein Bild von dem Körper beziehungsweise einem Zielgewebe einschließlich des Kontrastmittels gibt. Von der Verbindung zwischen Sensor 1 und Computer 7 zweigt eine Leitung für Impulse ab, die zur Verarbeitungseinheit 4 führt, welche wiederum über Leitungen mit dem Sollwertgeber 3 in Form eines Keyboards oder anderer Eingabesysteme (denkbar sind stiftgesteuerte oder sprachgesteuerte Systeme) und dem Pumpsystem 2 in Form eines Injektomaten verbunden ist. Die Aufgabe der Verarbeitungseinheit 4 besteht darin, einen vorgegebenen Sollwert, welcher von dem Keyboard 3 stammt, mit dem Meßwert aus dem Sensor 1 abzugleichen. Erfüllen die Ist-Werte aus dem Sensor 1 nicht die Soll-Werte aus dem Keyboard 3, so leitet die Verarbeitungseinheit 4 eine Stellgröße an das Pumpsystem 2, welches aus einem Motor 9, einem Stempel 10 und einer Spritze 12 mit Stopfen 11 besteht. Der Motor 9 treibt den Stempel 10 vorwärts, welcher auf den Stopfen 11 der Spritze 12 drückt. Mittels eines Ventils 13 wird eine Feinregulierung bewerkstelligt. Das Ventil 13 unterbricht den Schlauch 14, der sich von der Spritze 12 bis zur Injektionsnadel oder Katheter 15 erstreckt, welche in dem Patienten oder dem Tier plaziert sind.Figure 1 shows the device according to the invention in the form of a circuit diagram and Figure 2 shows the plot of contrast density against time. FIG. 1 shows a schematic circuit of the device according to the invention, which comprises a sensor 1, a pump system 2, a setpoint generator 3 and a processing unit 4. The sensor 1 moves over and / or around a body 5 of a patient. On the other side of the sensor 1 with respect to the body 5 there is a radiation source 6, which, however, can also move around the patient. The sensor 1 transmits its pulse values to a computer 7, which gives an image of the body or a target tissue including the contrast medium on a monitor 8. A line for pulses branches off from the connection between sensor 1 and computer 7, which leads to processing unit 4, which in turn leads via lines to setpoint generator 3 in the form of a keyboard or other input systems (pen-controlled or voice-controlled systems are conceivable) and pump system 2 in Form of an injector is connected. The task of the processing unit 4 is to compare a predetermined target value, which comes from the keyboard 3, with the measured value from the sensor 1. If the actual values from the sensor 1 do not meet the target values from the keyboard 3, the processing unit 4 transmits a manipulated variable to the pump system 2, which consists of a motor 9, a plunger 10 and a syringe 12 with a stopper 11. The motor 9 drives the plunger 10 forward, which presses on the stopper 11 of the syringe 12. Fine adjustment is accomplished by means of a valve 13. The valve 13 interrupts the tube 14, which extends from the syringe 12 to the injection needle or catheter 15, which are placed in the patient or animal.
In der Figur 2 wird ein Diagramm dargestellt, bei dem die Kontrastdichte im Zielgewebe in bezug auf die Zeit aufgetragen wird. Zum Zeitpunkt t0 beginnt die Injektion des Kontrastmittels. Es dringt in das Zielgewebe ein, die Dichte erhöht sich. Schließlich wird das Niveau der Dichte erreicht, welches auf der y-Achse mit dem Buchstaben A gekennzeichnet ist. Hierbei handelt es sich um den oberen Sollwert. Nachdem der Sensor den Ist-Wert festgestellt hat, welcher dem Soll-Wert entspricht, wird die Stellgröße, nämlich das Pumpensystem 2 so beeinflußt, daß weniger Kontrastmittel pro Zeiteinheit gefördert wird. Aufgrund Senkung der Flußrate des Kontrastmittels sinkt die Kontrastdichte im Zielgewebe ab, und der zweite Grenzwert, welcher mit dem Buchstaben B gekennzeichnet ist, wird erreicht. Dadurch wird das Pumpsystem 2 zu einer erhöhten Aktivität (Flußrate) veranlaßt. Zwischen den beiden Grenzwerten A und B oszilliert die Dichte des Kontrastmittels bis der Zeitpunkt 12 erreicht wird. Hier wird die Injektion beendet. Aufgrund der Figur 2 ist ersichtlich, welcher Vorteil in der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt: Die Dichte des Kontrastmittels bleibt während der gesamten Beobachtungsphase zwischen t<| und t2 konstant, ein klareres Bild des Zielgewebes ist dadurch möglich, Störeinflüsse, die bei einer Bolus-Applikation auftreten, werden hierdurch vermieden. FIG. 2 shows a diagram in which the contrast density in the target tissue is plotted with respect to time. The injection of the contrast medium begins at time t 0 . It penetrates the target tissue, the density increases. Finally, the level of density is reached, which is marked with the letter A on the y-axis. This is the upper setpoint. After the sensor has determined the actual value, which corresponds to the target value, the manipulated variable, namely the pump system 2, is influenced in such a way that less contrast medium is conveyed per unit of time. Due to the lowering of the flow rate of the contrast medium, the contrast density in the target tissue drops and the second limit value, which is marked with the letter B, is reached. As a result, the pump system 2 is caused to have an increased activity (flow rate). Between the two limit values A and B oscillates the density of the contrast medium until time 12 is reached. Here the injection is stopped. The advantage of the device according to the invention can be seen from FIG. 2: the density of the contrast medium remains between t < | during the entire observation phase and t2 constant, a clearer picture of the target tissue is possible, interferences that occur with a bolus application are avoided.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zur Kontrastregulierung bei der Kontrastmitteldiagnostik, umfassend die folgenden Elemente: (i) einen Sensor (1) zur Aufnahme eines Meßwertes, der von dem zu untersuchenden Bereich des Patienten, der Person oder des Wesens stammt; (ii) ein Pumpsystem (2) zur Abgabe von Kontrastmittel; (iii) einen Sollwertgeber (3) für die Vorgabe von mindestens einem Grenzmeßwert oder einem Meßwertintervall; und1. A device for contrast regulation in contrast agent diagnostics, comprising the following elements: (i) a sensor (1) for recording a measured value that comes from the area of the patient, person or person to be examined; (ii) a pump system (2) for dispensing contrast medium; (iii) a setpoint generator (3) for specifying at least one limit measurement value or a measurement value interval; and
(iv) eine Verarbeitungseinheit (4), welche Meßwert und Sollwert vergleicht und einen Steuerimpuls zur kontrollierten Abgabe von Kontrastmittel an das Pumpsystem (2) übermittelt; wobei zwischen den Elementen (i) bis (iv) folgende Verknüpfungen bestehen:(iv) a processing unit (4) which compares the measured value and the target value and transmits a control pulse for the controlled delivery of contrast medium to the pump system (2); where the following links exist between elements (i) to (iv):
(v) der Sensor (1) ist mit der Verarbeitungseinheit (4) verbunden und vermittelt den Meßwert über das Kontrastmittel; (vi) der Sollwertgeber (3) ist mit der Verarbeitungseinheit (4) verbunden und gibt mindestens einen Konzentrationsgrenzwert oder Dichtegrenzwert an;(v) the sensor (1) is connected to the processing unit (4) and conveys the measured value via the contrast medium; (vi) the setpoint generator (3) is connected to the processing unit (4) and specifies at least one concentration limit value or density limit value;
(vii) die Verarbeitungseinheit (4) ist mit dem Pumpsystem (2) verbunden und übermittelt einen Wert, welcher die Pumpleistung regelt.(vii) the processing unit (4) is connected to the pump system (2) and transmits a value which regulates the pump power.
2. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Pump- System (2) einen Injektomaten mit einer Pumpe umfaßt.2. Device according to one of the preceding claims, wherein the pump system (2) comprises an injector with a pump.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Injektomat einen Stempel aufweist, der in eine Spritze oder Kartusche (12) den Stopfen (11 ) mindestens in der zur Nadel (15) oder zum Auslaß weisenden Richtung be- wegt.3. The device according to claim 2, wherein the injector has a stamp which moves the stopper (11) into a syringe or cartridge (12) at least in the direction facing the needle (15) or the outlet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Injektomat eine Peristaltikpumpe ist.4. The device according to claim 2, wherein the injector is a peristaltic pump.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Pumpsystem (2) über ein Ventil (13) verfügt, welches alleine oder in Kombination mit der Pumpe den Kontrastmittelzufluß reguliert. 5. The device according to claim 3 or 4, wherein the pump system (2) has a valve (13) which regulates the contrast medium inflow alone or in combination with the pump.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Ventil (13) ein Feinregulie- rungsventil ist.6. The device according to claim 5, wherein the valve (13) is a fine control valve.
7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Sensor (1) mit einem Computer-Tomographen (CT) (7 und 8), einem Magnetresonanztomographen (MRT) und / oder Ultraschallgerät verbunden ist, um in den zuvor genannten Geräten das bildgebende Kontrastmittel darzustellen.7. Device according to one of the preceding claims, wherein the sensor (1) with a computer tomograph (CT) (7 and 8), a magnetic resonance tomograph (MRT) and / or ultrasound device is connected to the imaging contrast agent in the aforementioned devices to represent.
8. Vorrichtung nach Anspruch einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Sensor (1) mit einem Computer-Tomographen (CT) (7 und 8), einem Magnetresonanztomographen (MRT) und / oder Ultraschallgerät verbunden ist, um in den zuvor genannten Geräten das bildgebende Kontrast- mittel darzustellen und das zuvorgenannte Gerät über eine Subtraktionstechnik-Einheit mit dem Sensor (1) verbunden ist. 8. The device according to claim 1, wherein the sensor (1) is connected to a computer tomograph (CT) (7 and 8), a magnetic resonance tomograph (MRT) and / or ultrasound device in order to use the imaging in the aforementioned devices Represent contrast medium and the aforementioned device is connected to the sensor (1) via a subtraction technology unit.
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