用于活体成像和其他应用的血液流动控制系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及血液流动控制系统、装置和方法，具体为用于人体的成像系统，例如X 射线和相关的断层成像系统。
【背景技术】
[0002] 人体内部的图像是用于W图片、印刷照片和屏幕显示的形式提供图形信息的确立 已久的工具，W由技术人员进行随后的阐释。
[0003] 对于许多目的而言，血液流动相关状态的检测是运样的图像的重要部分。为了提 高血液流动状况的检测，众所周知，将造影剂注射进入血流可增加信息。
[0004] 运样的方法的熟知的例子是计算机断层(CT)血管造影术，计算机断层(CT)血管造 影术被普遍接收为用于疑似患有肺栓塞和其他血管和实质病变的患者的检查。CT的优势是 明显的:它普遍可使用，该方法快速，并且它对血流中的结节、栓子和凝块高度敏感。
[000引为了提高由CT扫描仪生成的图像的图像质量，更加众所周知的是，扫描过程中通 常经由上肢的静脉通路（如经由手背或经由肘部静脉）的造影制剂的注入增强血管腔隙和 身体内的其他液体。可替换地，也众所周知，将造影物质注射进入下肢。众所周知，造影增强 的血液通过上腔静脉（SVC)流动进入右屯、房，然而与此同时，非造影的血液从下腔静脉 (IVC)到达右屯、房。明显地，在一种被称为团注造影剂的瞬断的作用下，IVC的非造影血液相 对造影增强的SVC的比例影响右屯、房/屯、室、左屯、房/屯、室和肺动脉(PA)和所有后续动脉(例 如，冠状动脉、颈动脉和脑动脉和更多远端动脉）中造影剂的稀释。该稀释潜在地影响整个 调查的诊断性能和质量。
[0006] 如下文参考文献所列，已经发表了几项关于通气活动对血液流动的作用的研究。
[0007] US-B 6631716建议设置无视患者呼吸的规定的肺容积。未描述做磁共振成像 (MRI)或CT时的吸气与呼气的协调，并且未提及造影物质。
【发明内容】
[0008] 据此，下列内容被视作本发明的目标:提供特定具体的专用装置及其用途、具有提 高的和标准化的流量精度W及血液流动控制的增强性的扫描系统和方法、造影增强血液流 动（灌注、首过增强、肿瘤血管供应、损伤和各种组织)成像的稀释和增强性能，具体与通过 肺动脉或其他动脉和静脉W及其他在屯、脏远端的血管的血管流动(灌注、首过增强、动脉增 强、血管内的血栓栓塞物质、血管间隙和损伤供给、肿瘤和正常组织)相关。
[0009] 因此，根据该发明的方面，提供一种控制和/或标准化人体内物质分布的方法，包 括W下步骤:将呼吸阻力装置应用于身体的呼吸系统，W及通过呼吸状态(特征在于人体呼 吸系统和呼吸阻力装置之间的受控交互）的选取，将物质注射至体内并控制或标准化体内 物质的分布。
[0010] 在另一方面中，提供一种活体获取人体内部部分的一系列图像的方法，其使用成 像系统并且包括W下步骤:相对于成像系统对定位身体、将呼吸阻力装置应用于人体的呼 吸系统、在吸气、吸气或抽吸阶段(在此阶段期间，身体对抗呼吸阻力装置所提供的阻力，实 行抽吸)执行图像获取步骤。可替换地或另外，在呼气阶段执行该图像获取步骤。
[0011] 成像系统可为使用X射线成像方法的扫描仪、使用磁共振成像或超声成像方法的 扫描仪，包括例如用于血管造影的扫描仪、CT扫描仪、MR和基于正电子发射的变形，如PET/ CT或SPECT/CT、PET/MRI或超声扫描仪。
[0012] 所述呼吸阻力装置优选地包括内容积，该内容积具有朝向身体的呼吸系统的生理 开口（鼻、口）的开口或多个开口，且基本上没有或仅有很小的朝向环境的开口或漏口。容积 和开口的尺寸经过选取，从而正常的未经训练的患者可在装置的内容积内实现欠压(在对 抗阻力的抽吸或吸气情况下)或过压(在对抗阻力的呼气或者充气(valsalva)的情况下）， 并且优选地，在图像获取期间维持运样的压力，例如优选地，在1到60秒之间，和优选地，在5 到45秒之间，和优选地，在5到30秒之间，维持运样的压力。对于运样的欠压的优选压力范围 为从-ImmHg到-SOmmHg和优选地，到-60mmHg和优选地，到-40mmHg，更加优选地，从-SmmHg 到-20mmHg。对于过压，优选范围为从+IOmmHg至+SOmmHg，更加优选地，+IOmmHg至+30mmHg， 压力OmmHg被规定为等于大气压。
[0013] 在优选的实施方式中，所述呼吸阻力装置包括可取代地和一次性使用的咬口 (mouth piece)，W将装置的内容积和身体的呼吸系统连接。该咬口可为例如管或改良管， 例如具有楠圆或圆形横截面或具有具体设计的末端，从而当应用于嘴部时易于使用。但是， 在其中最好包括身体呼吸系统的所有开口的情况下，咬口的形状也可像面具。
[0014] 咬口优选地紧密贴合从而牢固贴合于阻力装置。咬口也可符合规定的空间，用于 咬口和阻力装置之间的空气的进或出。咬口最好与阻力装置形成整体。
[0015] 在进一步优选的实施方式中，呼吸阻力装置包括或禪接至传感器，该传感器用于 测量指示装置的内容积内的压力的参数。测量可W数字形式或声学或光学信号或符号显 示，优选地，在操作中指示吸气/吸气/抽吸或呼气/呼气/充气是否分别将会在密度上增加 或减少，从而实现最优和/或稳定状态的压力。
[0016] 呼吸阻力装置最好与图像获取系统的图像获取并行或结合操作，并且优选地，也 与用于注射造影剂或其他诊断物质进入身体的静脉血管的注射系统并行或结合。但是所述 装置也可在不注射补充造影制剂的情况下被使用。如果执行造影注制剂入，优选地，在吸气 或抽吸动作的情况下，使用进入上肢或下肢的注射，在呼气或充气情况下，使用进入下肢的 血管的注射。选择运两个或=个并行操作的定时，从而在实际图像获取或任何其他注入步 骤期间，所有操作同时有效(在体内和外部良好协调）。
[0017] 在变形中，呼吸阻力装置和图像获取装置链接。该链接可W数据通信链接的形式 或将呼吸阻力装置的组件部分或全部并入图像获取系统和/或注射系统的形式来实现。
[0018] 该发明进一步的方面包括呼吸阻力装置、呼吸阻力装置和图像获取系统的结合， 优选地，与注射系统W及使用上述方法和/或装置或者装置和扫描系统的结合所获取的任 何图像结合。
[0019] 该发明在提高增强与图像获取方面特别有用，该增强与图像获取与肺动脉或在身 体其余部分的其他动脉和静脉(灌注、首过血管增强、肿瘤血管供应、损伤和各种组织、栓塞 物质的检测）的血管造影的各个步骤相关。
[0020] 该发明可进一步被用在用于物质的注入(优选地，静脉内的）的方法和装置中，运 是为了控制和标准化身体内运样的物质的分布和/或浓度。
[0021] 该发明的呼吸阻力装置可一般用来通过限定的呼吸状态，根据任何医疗或技术条 件的各个需求(例如，增加从各个血管到屯、脏的右屯、房的血液供应或增强肺动脉或除肺动 脉外的血管的血液流动内注射物质的浓度的任务)影响来自上肢、上腔静脉或下肢、下腔静 脉的血液供应的分布和/或标准化。运可扩展至多个应用，例如通过上肢或下肢外周静脉的 药物注射、创伤手术、外科或任何与血液供应相关的适应症。
[0022] 所述方法、装置和系统W及它们的用途具体能够控制和标准化血液流动，从而在 动脉和/或静脉(例如，肺动脉、脑血管、脏器血管或四肢血管或人体或动物体内的其他血 管）内执行高造影密度。标准化的血液流动增加上述血管内的造影密度，从而增加使用如上 提到的成像系统所得到的图像的图像质量。另一方面，所述方法、装置和系统W及它们的用 途可允许减少造影物质的量。
[0023] W下描述和图示更加详细地描述本发明的上述和其他方面W及更具优势的实施 方式和应用。
【附图说明】
[0024] 图IA是根据本发明的实例的呼吸限制装置的示意横断面；
[0025] 图IB是图IA中呼吸限制装置的变形的示意横断面；
[0026] 图IC示出根据本发明的实例的另一简化呼吸限制装置的示意横断面；
[0027] 图2示意性地示出在图像获取期间的不同呼吸状态；
[0028] 图3是指示依据多个呼吸状态的来自上腔静脉与来自下腔静脉的流量之间的混合 比的测试结果的图表；
[0029] 图4示出根据本发明的实例的多个步骤。
【具体实施方式】
[0030] 图IA中示出示例性呼吸阻力装置10。该装置具有主体11，该主体由弹性材料（例 如，特氣绝⑧或不诱钢或其他类似材料)制成。该主体为一次性使用咬口 12提供盖和底座。 该咬口和主体通过简单形式的装配彼此连接，从而咬口可通过直接插入和抽取动作，易连 接至主体和从主体移除;优选地，不包含扭转或使用工具。任何相似的形式或连接方法可为 适用的。
[0031] 咬口 12基本上具有管状、中空形状，具有适于插入患者口中的近端开口 121，和提 供进入主体11的流动连接的远端开口 122。
[0032] 但是，应当明确的是，主体11和咬口的材料、尺寸和形状可变化很大，而仍然保持 提供对抗自由呼吸的阻力的功能。例如，可能更加符合人体工程学地塑造近端开口的形状 或使得横断面具有更加楠圆的圆周。但是，运样的或类似的更改可被视为完全在普通技术 人员的范围内。
[0033] 进一步安装至主体11的是压力感测装置13,该压力感测装置可为例如与处理电路 一起集成于娃衬底上的压阻式传感器。