全自动造影注射仪注射速度自适应调整装置与调整方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种全自动造影注射仪注射速度自适应调整装置与调整方法，实现注射速率与注射压力的匹配，保证完成注射总量的同时，达到预期的血管显示效果，且不会对患者的血管壁造成伤害，结构设计科学严谨；包括：压力检测模块、蠕动泵、控制模块、显示模块、驱动器以及流速检测模块；依据极限速率调整公式组，快速速率调整公式组以及各参数的组合设计，避免了造影过程的不良反应，在注射压力异常时，对注射速率进行控制与调整，从而保证了注射效果；利用压力变化反馈来调整注射速率，提高注射安全、减少不良反应、保证造影效果。保证造影效果。保证造影效果。

【技术实现步骤摘要】
全自动造影注射仪注射速度自适应调整装置与调整方法


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，尤其是全自动造影注射仪注射速度自适应调整装置与调整方法。

技术介绍

[0002]在辅助医学影像造影的造影剂自动注射装置领域中，注射装置需根据病灶类型与病灶部位进行注射速率、注射总量与注射压力的前置设置，而后方能进行造影剂的自动注射；其中：注射速率是指每秒注射的造影剂数量；注射总量是指一次注射结束后，所注射的造影剂总量；注射压力采用磅压力每平方英寸(PSI)代表，是指注射造影剂时所产生的允许压力值；注射装置配套的所有导管，均标注有能够承受多少压力的数值标记，如果实际使用过程中，注射压力超出导管标注的数值时，则会产生导管破裂，造成严重医疗事故。
[0003]为了降低导管破裂引发的严重后果，现有技术对造影剂自动注射装置进行了诸多改进，研发改进方式主要集中在注射速率与注射总量、延迟方式对注射效果的影响等方面；
[0004]而实际使用环境中，注射速率和注射压力限值的正确关系的建立十分重要，不仅影响患者的造影效果，且与血管造影介入检查安全密切相关；一旦血管堵塞或注射通路不畅造成注射压力增大，现有技术在遇到这种情况时为了避免不良后果，其注射速率往往直接降低至安全值；而当注射压力减小时，又直接快速提高注射速率；这种控制方式影响造影剂注射效果，还会引发患者血管壁的严重不良反应。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了全自动造影注射仪注射速度自适应调整装置与调整方法，实现注射速率与注射压力的匹配，保证完成注射总量的同时，达到预期的血管显示效果，且不会对患者的血管壁造成伤害，结构设计科学严谨。
[0006]本专利技术全自动造影注射仪注射速度自适应调整装置与调整方法，其中：
[0007]全自动造影注射仪注射速度自适应调整装置，包括：
[0008]包括：压力检测模块、蠕动泵、控制模块、显示模块、驱动器以及流速检测模块；所述控制模块包括：处理器；
[0009]作为一种举例说明，所述驱动器为运动驱动器。
[0010]所述压力检测模块的输出端与所述控制模块的一端电连接；所述蠕动泵连接到所述驱动器的输出上；所述控制模块第二端与所述驱动器一端连接，用于接收驱动器的位置信息，并控制所述驱动器执行运行指令，从而驱动所述蠕动泵动作；所述显示模块的一端与所述控制模块的第三端电连接；所述流速检测模块与所述控制模块的第四端电连接；
[0011]所述压力检测模块用于检测输送管路的注射压力值；
[0012]所述蠕动泵用于带动注射管路实现注射液的输送；
[0013]所述控制模块内置有调节算法，用于控制所述驱动器，驱动蠕动泵的动作控制；所述控制模块还用于压力值的接收、调节算法的执行以及各种逻辑关系的处理；
[0014]所述显示模块用于输入工作参数，用户还可通过所述显示模块观察当前注射状态参数；
[0015]所述流速检测模块用于检测输送管路的注射液注射速率；
[0016]全自动造影注射仪注射速度自适应调整装置的调整方法，包括：
[0017]步骤一、用户通过显示模块，输入注射速率、注射压力正常值区间、注射压力上限、注射压力下限以及注射总量参数；
[0018]作为一种举例说明，所述注射压力正常值区间位于所述注射压力上限与所述注射压力下限之间，且注射压力正常值区间小于所述注射压力上限与所述注射压力下限之间的区间范围；
[0019]作为一种举例说明，所述注射压力正常值区间位于：注射压力上限的0.95倍与注射压力下限的1.05倍之间。
[0020]步骤二、注射启动后，蠕动泵进行注射液输送，压力检测模块检测到当前输送管路的实时压力值，控制模块接收到实时压力值后，采用调节算法调节蠕动泵控制注射速率，使得检测到的实时压力值维持在无风险状态，保持注射量不受影响，优化了注射时间；
[0021]作为一种举例说明，所述无风险状态是指当前输送管路的实时压力值处于所述注射压力上限与注射压力下限之间。
[0022]步骤三、所述调节算法架构设计包括：
[0023]设注射总量为S，注射速率为V，线性速率上升时间为t，全部注射时间为T，注射压力正常值区间为P，注射压力上限为Pmax，注射压力下限为Pmin；
[0024]步骤四、注射中，当压力检测模块检测到输送管路实时压力值高于所述注射压力上限Pmax的0.95倍或低于所述注射压力下限Pmin的1.05倍时，根据公式一至公式四(极限速率调整公式组)调整注射速率V；
[0025]利用标定设备进行系统标定，建立注射压力P和注射速率V的拟合关系式：
[0026]作为一种举例说明，所述标定设备为压力表；
[0027]所述P与V的分段函数表示为：
[0028][0029]其中，Pi为第i次测量的压力值，Vi为第i次测量的注射速率值，Px为用于拟合运算的注射压力值；a0,a1,a2,b0,b1,b2，c0,c1,c2等均为拟合系数；
[0030]拟合系数的计算方法包括,在每个分段函数公式内进行3组测试并记录P和V的数值，
[0031][0032][0033][0034]b0,b1,b2，c0,c1,c2计算方法与上述计算公式同理；
[0035]测试不同注射速率下的压力值，并分别计算分段函数中的拟合系数；将此作为系统参数存储在控制模块中；
[0036]作为一种举例说明，实时造影注射时，影响注射速率的因素较多，包括：输送管路的管径、压力限定(即不同输送管路规格等)、对比剂状态、输送管路长度等；
[0037]步骤五、当所述压力检测模块检测到输送管路实时压力值处于所述注射压力正常值区间内时，依据公式五至公式七(快速速率调整公式组)调整注射速率V；依据快速速率调整公式组，快速恢复到注射速率V；此举保证了后期的造影效果；
[0038]由于流速(流速是液体的流动速度，注射速率是蠕动泵的运行速率)被多种因素影响，不能保证当前注射速率即为设定的注射速率V，假设当前注射速率与设定的注射速率V间，速率误差值为e,则：
[0039]e＝VGoal
‑
Vnow；
ꢀꢀꢀ
公式五
[0040]其中：VGoal为设定的注射速率，Vnow为当前注射速率；
[0041]Vnew+＝Kp*(e(k)
‑
e(k
‑
1))+Ki*e(k)+Kd*(e(k)
‑
2*e(k
‑
1)+e(k
‑
2))；
ꢀꢀꢀ
公式六
[0042]其中：Kp∈(1,20)，Ki∈(0,5)，Kd设为0，Vnew为更新的注射速率，e(k)为第k次计算的速率误差值。
[0043]Vnow＝Vnew
ꢀꢀꢀ
公式七
[0044]作为一种举例说明，加入误差阈值，设为0.1；比较速率误差值e与误差阈值，当速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.全自动造影注射仪注射速度自适应调整装置，其特征在于，包括：压力检测模块、蠕动泵、控制模块、显示模块、驱动器以及流速检测模块；所述压力检测模块的输出端与所述控制模块的一端电连接；所述蠕动泵连接到所述驱动器的输出上；所述控制模块第二端与所述驱动器一端连接，用于接收驱动器的位置信息，并控制所述驱动器执行运行指令，从而驱动所述蠕动泵动作；所述显示模块的一端与所述控制模块的第三端电连接；所述流速检测模块与所述控制模块的第四端电连接；所述压力检测模块用于检测输送管路的注射压力值；所述蠕动泵用于带动注射管路实现注射液的输送；所述控制模块内置有调节算法，用于控制所述驱动器，驱动蠕动泵的动作控制；所述控制模块还用于压力值的接收、调节算法的执行以及各种逻辑关系的处理；所述显示模块用于输入工作参数，用户还可通过所述显示模块观察当前注射状态参数；所述流速检测模块用于检测输送管路的注射液注射速率。2.根据权利要求1所述的全自动造影注射仪注射速度自适应调整装置，其特征在于，所述驱动器为运动驱动器。3.根据权利要求1所述的全自动造影注射仪注射速度自适应调整装置，其特征在于，所述控制模块包括：处理器。4.全自动造影注射仪注射速度自适应调整装置的调整方法，其特征在于，包括：步骤一、用户通过显示模块，输入注射速率、注射压力正常值区间、注射压力上限、注射压力下限以及注射总量参数；步骤二、注射启动后，蠕动泵进行注射液输送，压力检测模块检测到当前输送管路的实时压力值，控制模块接收到实时压力值后，采用调节算法调节蠕动泵控制注射速率，使得检测到的实时压力值维持在无风险状态，保持注射量不受影响，优化了注射时间；所述无风险状态是指当前输送管路的实时压力值处于所述注射压力上限与注射压力下限之间；步骤三、所述调节算法架构设计包括：设注射总量为S，注射速率为V，线性速率上升时间为t，全部注射时间为T，注射压力正常值区间为P，注射压力上限为Pmax，注射压力下限为Pmin；步骤四、注射中，当压力检测模块检测到输送管路实时压力值高于所述注射压力上限Pmax的0.95倍或低于所述注射压力下限Pmin的1.05倍时，根据公式一至公式四调整注射速率V；利用标定设备进行系统标定，建立注射压力P和注射速率V的拟合关系式：所述P与V的分段函数表示为：其中，Pi为第i次测量的压力值，Vi为第i次测量的注射速率值，Px为用于拟合运算的注射压力值；a0,a1,a2,b0,b1,b2，c0,c1,c2等均为拟合系数；拟合系数的计算方法包括,在每个分段函数公式内进行3组测试并记录P和V的数值，
b0,b1,b2，c0,c1,c2计算方法与上述计算公式同理；测试不同注射速率下的压力值，并分别计算分段函数中...

【专利技术属性】
技术研发人员：周国余，黄迦文，赵宇祺，刘超，郑路，
申请(专利权)人：吉林省安特麦迪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：