DE60010669T2

DE60010669T2 - Schüttelvorrichtungen und flüssigkeitsverabreichungsvorrichtungen mit solchen schüttelvorrichtungen zur anwendung bei medizinischen ultraschallaufnahmen

Info

Publication number: DE60010669T2
Application number: DE60010669T
Authority: DE
Inventors: W. Frederick TROMBLEY; E. Arthur UBER; J. Edward RHINEHART; Rosemary Almon-Martin; D. Alan HIRSCHMAN
Original assignee: Medrad Inc
Current assignee: Bayer Medical Care Inc
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2020-03-11
Also published as: CN1177622C; US20030199815A1; WO2000053242A1; US20030195463A1; US20060178628A1; DE60010669D1; AU3738100A; US7351221B2; EP1159018B1; JP2002537950A; ATE266436T1; US7060049B2; US6575930B1; EP1159018A1; US20060184102A1; CN1346287A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Schüttelvorrichtungen und Verabreichungssysteme, die solche Schüttelvorrichtungen enthalten, und insbesondere auf Schüttelvorrichtungen und Verabreichungssysteme (z.B. Injektionssysteme) zum Benutzen in Zusammenhang mit der Verabreichung eines Mehrkomponentenmediums an einen Patienten.
Bei einer Zahl von medizinischen Prozeduren ist es wünschenswert, ein Mehrkomponentenmedium in einen Patienten zu injizieren. Ein Beispiel solch einer medizinischen Prozedur ist Ultraschallabbildung.
Ultraschallabbildung erzeugt Bilder des Inneren des menschlichen Körpers durch Strahlen von Ultraschallenergie in den Körper und Analysieren der reflektierten Ultraschallenergie. Differenzen in der reflektierten Energie (z.B. Amplitude oder Frequenz) erscheinen als Unterschiede in einer Grauskala oder Farbe auf den Ausgabebildern. Wie bei anderen medizinischen Abbildprozeduren können kontrastverstärkende Fluide (oft als Kontrastmedia bezeichnet) in den Körper zum Erhöhen der Differenz in der reflektierten Energie und dadurch Vergrößern der Grauskala oder des Farbkontrastes injiziert werden, der in dem Bild (das heißt der Bildkontrast) angezeigt wird, das von dem Bediener betrachtet wird.
Für Ultraschallabbildung enthalten die gebräuchlichsten Kontrastmedia viele kleine Blasen. Die Differenz in der Dichte der Blasen, wenn mit Wasser verglichen wird, und somit ihre Differenz in der Schalldurchlässigkeit macht kleine Gasblasen hervorragende Mittel zum Streuen von Ultraschallenergie. Kleine feste Partikel können auch zum Streuen von Ultraschallenergie dienen. Solche Partikel sind typischerweise in der Größenordnung von 1 bis 10 Mikrometer (d.h. 10^–6 bis 10^–5 Meter) im Durchmesser. Diese kleinen Partikel können sicher durch das Blutgefäßsystem gehen.
Kontrastmedia, die geeignet zur Benutzung in Ultraschall sind, werden in einer Zahl von Formen geliefert. Einige dieser Kontrastmedia sind Pulver, zu denen Flüssigkeit gerade vor dem Benutzen hinzugefügt wird. Die Pulverpartikel verursachen, daß eine Gasblase sich um sie sammelt. Das Pulver muß mit einer Flüssigkeit gemischt werden, und die Mischung muß grade mit dem richtigen Betrag von Heftigkeit zum Erzielen der optimalen Erzeugung von Blasen geschüttelt werden. Eine andere Art von Kontrastmedium ist eine Flüssigkeit, die heftig mit Luft geschüttelt wird. Es gibt keine festen Partikel, die als Nucleus wirken, aber die Flüssigkeit ist eine Mischung von mehreren Flüssigkomponenten, die relativ stabile kleine Blasen herstellen. Eine dritte Art von Kontrastmedium benutzt "harte" Kugeln, die mit einem Gas gefüllt sind. Diese Kontrastmedia werden typischerweise als ein Pulver geliefert, das mit einer Flüssigkeit gemischt wird. Das Ziel ist es, die Kugeln in der Flüssigkeit zu suspendieren, ohne sie zu zerbrechen. Obwohl selbst solche Kugeln eine Hülle aufweisen, die hart im Vergleich mit einer Flüssigkeit ist, sind sie sehr klein und relativ zerbrechlich. Es ist auch möglich für die festen Partikel, daß sie selbst zum Streuen von Ultraschallenergie wirken, aber die akustischen Eigenschaften der festen Kugeln sind nicht so unterschiedlich von Wasser wie jene eines Gases, so daß die Differenz in der reflektierten Energie nicht so dramatisch ist.
Kontrastmediumpartikel verstärken auch andere Modi von Ultraschallabbildung. Wenn zum Beispiel die Partikel entlang des Blutstromes getragen werden, wird die reflektierte Energie dopplerverschoben. Diese Dopplerverschiebung erlaubt eine Schätzung der Geschwindigkeit des Blutstromes. Blasen können auch so angeregt werden, daß sie Ultraschallenergie bei der zweiten harmonischen der einfallenden Ultraschallenergie strahlen. Diese harmonische Abbildung hängt von der Nichtlinearität der Reflektoren ab. Gasblasen wirken gut als harmonische Reflektoren.
Nach der Mischung/Darstellung, wie oben beschrieben wurde, wird das Kontrastmedium auf eine Spritze oder einen anderen Behälter zum Injizieren in den Patienten aufgezogen. Typischerweise wird das Fluid in die Vene in dem Arm des Patienten injiziert. Das Blut verdünnt und trägt das Kontrastmedium durch den Körper einschließlich des Gebietes (d.h. der Bereich von Interesse oder ROI) des Körpers, der abgebildet wird.
Es ist üblicher geworden, daß ein durch einen Mikroprozessor gesteuerter angetriebener Injektor zum Injizieren des Kontrastmediums benutzt wird. Im Vergleich mit einer Handinjektion von Kontrast hat dieses den Vorteil des Aufrechterhaltens eines konsistenten Stromes über eine lange Zeit, wodurch ein konsistenter Betrag von Kontrastmedium (Zahl von Partikel) in dem Blutstrom vorgesehen wird. Wenn es zum Beispiel zu wenig Partikel gibt, gibt es einen unzureichenden Bildkontrast, und die Diagnose kann nicht angemessen durchgeführt werden. Wenn zu viele Partikel vorhanden sind, wird zuviel Energie reflektiert, was in Überstrahlen oder Sättigung des Ultraschallemp fängers resultiert. Obwohl ein angetriebener Injektor Kontrastmittel mit einer konstanten Flußrate injizieren kann, muß eine konstante Zahl von Blasen pro Volumen des injizierten Fluids vorhanden sein, um einen konstanten Bildkontrast vorzusehen. Da ein Gas ausreichend weniger dicht als Wasser und andere Flüssigkeiten ist, steigen jedoch die Gasblasen in einer Flüssigkeit. Die Rate des Anstieges hängt von dem Durchmesser der Gasblase ab. Diese Dichtedifferenz sieht ein nützliches Werkzeug zum schnellen Trennen großer Blasen vor, die während des anfänglichen Mischens erzeugt werden. Die kleinen Blasen, die für die Bildverstärkung gewünscht werden, steigen jedoch auch langsam. Feste Partikel auf der anderen Seite tendieren dazu, sich abzusetzen oder zu sinken, da die meisten Festkörper dichter als Wasser sind. Viele Minuten können verstreichen zwischen dem anfänglichen Mischen des Kontrastmediums und der Injektion in den Patienten, und/oder die Injektion selbst kann mehrere Minuten dauern. Die Konzentration der Partikel ändert sich, der Bildkontrast kann verschlechtert werden.
Aus der US 5,425,580 A kann ein Gerät zum Injizieren eines Mehrkomponentenmediums in einen Patienten entnommen werden. Das Gerät weist einen Behälter mit einer. Achse auf, der zum Aufnehmen eines Mediums betreibbar ist. Ein Druckmechanismus ist zum Unterdrucksetzen des Mediums vorgesehen. Ein Fluidteil zum Leiten des Mediums von dem Behälter zu dem Druckmechanismus oder dem Patienten kann vorgesehen sein. Während des Benutzens ist der Behälter mit einer Mischkammer zum Mischen der Komponenten des Mediums verbunden.
Aus der WO 99/27981 A, wobei die Entgegenhaltung unter Art. 54(3) EPÜ fällt, kann ein Gerät zum Injizieren eines Mehrkomponentenmediums in einen Patienten entnommen werden. Das Gerät weist einen Behälter mit einer Achse auf, der zum Aufnehmen eines Mediums betreibbar ist. Ein Druckmechanismus zum Unterdrucksetzen des Mediums ist vorgesehen. Ein Fluidteil zum Leiten des Mediums von dem Behälter zu dem Druckmechanismus oder dem Patienten ist vorgesehen. Ein Rührmechanismus ist mit dem Behälter verknüpft und übt eine Gesamtbewegung des Behälters durch Drehen des Behälters um die Achse aus.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gerät zum Injizieren eines Mehrkomponentenmediums zu entwickeln, bei dem das Mehrkomponentenmedium in einem gemischten Zustand während eines Injektionsvorganges gehalten werden kann.
Solch eine Aufgabe wird gelöst durch ein Gerät zum Injizieren eines Mehrkomponentenmediums nach Anspruch 1.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die vorliegende Erfindung sieht ein Gerät zum Verteilen eines Mehrkomponentenmediums (z.B. ein Ultraschallkontrastmedium) zum Injizieren in einen Patienten nach Anspruch 1 vor. Solch ein Gerät enthält allgemein mindestens einen ersten Behälter zum Halten des Mediums, eine Druckvorrichtung wie eine Pumpe in Fluidverbindung mit dem Behälter zum Unterdrucksetzen des Mediums und einen Schüttelmechanismus oder -vorrichtung zum Halten der Komponenten des Mediums in einem gemischten Zustand. Der Behälter und die Druckvorrichtung können getrennte Einheiten sein wie in dem Fall eines Beutels oder einer Flasche in Fluidverbindung mit einer peristaltischen oder einer anderen Art von Pumpe. Der Behälter und die Pumpe können auch als eine einzige Einheit kombiniert sein wie in dem Fall einer Spritze, wenn der Spritzenzylinder der Spritze zum Halten des Mediums wirkt und der Spritzenkolben das Medium innerhalb des Spritzenzylinders unter Druck setzt.
Die Kontrastmedia, mit denen diese Erfindung betreibbar ist, enthalten Optimalkontrastverstärkungsmittel, die mit der Energie wechselwirken, die in den Körper zum Erzeugen des Bildes gestrahlt wird. Die Energie kann Ultraschall oder elektromagnetische sein. Übliche elektromagnetische Energien enthalten Röntgenstrahlen und Licht. Die Kontrastverstärkungsmittel enthalten, sind jedoch nicht darauf begrenzt, Mikroblasen – mit oder ohne einen festen Kern oder Nucleus, Mikrokugeln mit relativ starren Hüllen, die mit Gas oder Flüssigkeit gefüllt sind, Liposome mit relativ flexiblen Hüllen, die mit Gas oder Flüssigkeit gefüllt sind, feste Mikropartikel oder Mikrokugeln einer Flüssigkeit, die nicht mit der Flüssigkeit in den Kontrastmedia mischbar ist. Jegliche Kontrastmedia, die zwei unmischbare Materialien oder verschiedene Phasen von Material beinhalten, können von dieser Erfindung profitieren. Kontrastmedia, bei denen die Moleküle des kontrastverstärkenden Materials sich in der Flüssigkeit der Kontrastmedia lösen, können von dieser Erfindung profitieren in dem Maß, daß sie aus zwei verschiedenen Phasen gemischt werden, oder in dem Maß, daß sie sich während der Lagerung oder der Benutzung trennen.
Die vorliegende Erfindung zusammen mit den begleitenden Vorteilen wird weiter durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen verstanden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A stellt eine Ausführungsform eines Verabreichungssystems dar.
1B stellt eine andere Ausführungsform eines Verabreichungssystems dar.
2 stellt eine noch andere Ausführungsform eines Verabreichungssystems dar.
3A stellt eine Ausführungsform eines Schüttelmechanismus für einen Kontrastbehälter dar.
3B stellt eine Ausführungsform eines Lagerbehälters zum Benutzen mit einem Schüttelmechanismus der vorliegenden Erfindung dar.
4 stellt eine Ausführungsform eines Schüttelmechanismus für eine Spritze dar.
5 stellt eine Ausführungsform eines Schüttelmechanismus für eine Spritze dar, bei dem die Spritze um ihre Längsachse gedreht wird.
6 stellt die Benutzung eines Schwimmteils innerhalb einer Spritze zum Überwinden von Problemen mit der Symmetrie um eine Rotationsachse dar.
7 stellt eine andere Benutzung eines Schwimmteiles innerhalb einer Spritze zum Überwinden von Problemen mit der Symmetrie um eine Rotationsachse dar.
8 stellt ein Muster einer Bewegung für einen Behälter zum Induzieren von Mischen innerhalb des Behälters dar.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung sieht eine Vorrichtung vor zum Erleichtern oder zum Verbessern der anfänglichen Erzeugung und/oder des Mischens von Kontrastmedium und zum Schütteln des Kontrastmediums zum Erhalten einer relativ gleichförmigen Verteilung des Kontrastverstärkungsmittels oder Partikel durch das flüssige Kontrastmedium vor und/oder während einer Injektionsprozedur vor. Die vorliegende Erfindung ist allgemein auf Mehrkomponentenfluide anwendbar, in denen die Komponenten nicht ganz mischbar sind und es eine Tendenz für die Komponenten gibt, sich über die Zeit zu trennen. Die vorliegende Erfindung ist auch auf mischbare oder lösbare Materialien während der anfänglichen Vorbereitungsphase anwendbar, wenn eine gleichförmige Mischung noch nicht erzeugt worden ist.
Bei dem Schüttelmechanismus oder -vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird das Kontrastmedium durch Gesamtdrehbewegung des gesamten Lagervolumens oder Behälters geschüttelt, indem das Kontrastmedium vorbereitet und/oder gehalten wird vor und/oder während der Injektion in den Patienten.
1A, 1B und 2 stellen Beispiele von angetriebenen Injektorsystemen dar, in denen der Schüttelmechanismus oder -vorrichtung der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann. Allgemein enthalten solche Injektorsysteme typischerweise eine Benutzerschnittstelle, eine Steuerungs/Leistungs quelle, ein Kontrastmediumlagervolumen und eine-Druckvorrichtung wie eine Pumpe.
In dem in 1A gezeigten Injektor auf Spritzenbasis sind das Kontrastmediumaufbewahrungsvolumen und die Druckvorrichtung in einer Spritze 10 kombiniert. In dieser Hinsicht ist das Kontrastmedium in dem Spritzenzylinder 12 enthalten und wird in dem Zylinder 12 durch einen Tauchkolben 11 unter Druck gesetzt, wie im Stand der Technik bekannt ist. Der Tauchkolben 11 gleitet innerhalb des Zylinders 12 zum Aufziehen und Ausstoßen des Kontrastmediums.
Das Injektorsystem enthält weiter einen Motor 13 und eine mechanische Anordnung 14, die Drehbewegung in lineare Bewegung zum Schieben eines Kolbens 15 gegen den Spritzentauchkolben 11 innerhalb der Spritze umwandelt. Ein Anbringungsmechanismus (nicht gezeigt), wie er in dem US-Patent 5,383,858 beschrieben ist, kann zum Anbringen der Spritze 10 in einer festen Position benutzt werden.
Eine Benutzerschnittstelle 1 enthält eine Einrichtung 3 zum Eingeben von Daten (zum Beispiel eine Tastatur) und eine Anzeige 2. Die Benutzerschnittstelle 1 ist auch bevorzugt in Kommunikationsverbindung mit einer Rückkopplung/Alarmsystem (nicht gezeigt). Die Benutzerschnittstelle 1 ist bevorzugt mit einer Steuerungs/Leistungsquelle 4 verbunden zum Ermöglichen des Benutzers zum Programmieren der Parameter einer Injektion und zum Steuern einer Injektion. Der Benutzer kann auch direkt das Mischen und Schütteln des Kontrastmediums, wie hierin beschrieben wird, ohne Benutzung einer Steuerung 4 steuern.
Zum Vervollständigen der Komponenten des Injektionssystems trägt eine Verbindungsröhre 16 das Kontrastmedium von der Spritze 10 zu einem Patienten 17. Wie allgemein ausgeübt wird, werden große Blasen bevorzugt aus dem Fluidpfad vor Verbinden mit dem Patienten entfernt.
1B stellt eine Ausführungsform eines kommerziell verfügbaren Ultraschallkontrastmediuminjektors dar, nämlich das MEDRAD PULSAR^TM-Injektorsystem, das von Medrad Inc., dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung, vertrieben wird. Die Bezugszeichen, die in Zusammenhang mit 1A definiert sind, bezeichnen den Ort der entsprechenden Elemente in 1B, obwohl nicht alle Elemente sichtbar sind.
In einer alternativen Injektorausführungsform, die in 2 gezeigt ist, wirkt ein Behälter 20 wie ein Beutel als das Kontrastmediumaufbewahrungsvolumen. Ein Motor 13' und eine peristaltische Pumpe 21 wirken zum Unterdrucksetzen des Injektionsfluides zusammen. Die Benutzerschnittstelle 1 und die Steuerungs/Leistungsquelle 4 dienen der gleichen Funktion, wie sie in Beziehung auf 1A und 1B beschrieben sind.
Die hierin offenbarten Schüttelvorrichtungen und -systeme können mit vielen Injektoren und Injektorsystemen benutzt werden, die anders als die in 1A, 1B und 2 dargestellten sind. Zum Beispiel kann eine einfache federangetriebene Spritzenpumpe, die mit einer konstanten Rate läuft, als ein Injektor benutzt werden. Die Benutzerschnittstelle kann zum Beispiel nur eine Start- und Stoppfähigkeit aufweisen. Tatsächlich ist eine externe Leistungsquelle nicht notwendig. In dieser Hinsicht könnte eine Person ein Teil des Kontrastinjektorsystemes sein und viele der oben beschriebenen Funktionen durchführen. Eine Person kann zum Beispiel manuell eine Spritze betätigen. Mechanische Injektoren sind jedoch besser geeignet zum konsistenten und genauen Durchführen von Injektionen.
Wie oben erörtert wurde, ist die erste Kategorie von Schüttelvorrichtungen der vorliegenden Erfindung durch Ausüben einer globalen oder gesamten Bewegung des Kontrastmediumspeichervolumens tätig. Die grundsätzliche Strategie ist es, das Kontrastmediumspeichervolumen zu bewegen, zu drehen oder zu schütteln. Diese Art von Schütteln ist zum Beispiel relativ einfach mit einem Beutel, der über eine Röhre mit einer peristaltischen Pumpe verbunden ist.
Im allgemeinen reicht ein einfacher hin- und hergehender Beutelhalter 22, wie in 3A gezeigt ist, aus. Bei dieser Ausführungsform ist ein Beutel 20 an dem Beutelhalter 22 angebracht. Zum Vereinfachen der Mechaniken kann die Drehung hin- und hergehend sein, wie durch einen Pfeil 24 bezeichnet ist. Die Drehung des Beutelhalters 22 kann kontinuierlich in einer Richtung sein, aber eine kontinuierliche Drehung in einer Richtung würde eine Drehverbindung in dem Fluidpfad benötigen, so daß die Röhre 26 nicht verdreht wird. Die Drehung kann um eine horizontale Achse sein. Bevorzugt ist die Drehung insgesamt 360° bei einer konstanten Rate vor der umgekehrten Richtung. Eine 180°-Drehung ist allgemein ausreichend, wenn die meiste Zeit an den Extrempositionen verbracht wird, und diese Zeit, die an den Extremen verbracht wird, relativ gleich ist. Dieser Betriebsmodus kann betrachtet werden als Drehen des Beutels 20 periodisch auf den Kopf. Die Drehung um mehr als eine Achse kann nützlich sein, wird typischerweise aber nicht benötigt.
Eine Herausforderung bei der Drehung eines einfachen Beutels ist die, daß der Fluidauslaß eines Standardbeutels an einer Kante ist. Mit dieser Art von Beutel würde die Luft herausgezogen werden, wenn er auf den Kopf gedreht wird, wenn es eine größere Menge Luft in dem Beutel gibt, anstelle des Fluids.
Dieses kann auf mehrere Weisen überwunden werden. Zum Beispiel kann man den größeren Betrag von Luft so herausdrücken, daß nur Fluid mit den Blasen oder Partikeln verbleibt. Der Beutel kann zusammenfallen, während das Fluid herausgezogen wird. Selbst wenn der Beutel auf dem Kopf steht, wird nur Fluid herausgezogen.
Ein zweites Verfahren ist in 3B dargestellt. Bei diesem Verfahren weist ein abgerundeter Beutel 20' bevorzugt eine Auslaßröhre 26 auf, die sich von der Mitte des Beutels 20' erstreckt. Innerhalb des Beutels 20' ist eine Röhre 27, die mit der Auslaßröhre 26 verbunden ist, mit einem Gewicht 28 so vorgesehen, daß das offene Ende der Röhre 27 in dem Fluid bleibt, wenn sich der Beutel 20' dreht.
In dem Falle des in 4 dargestellten Injektors auf Spritzenbasis führt das Drehen der Spritze 30 um eine Achse senkrecht zu der Längsachse A des Spritzenzylinders 32 das gewünschte Mischen durch. Es kann auch als eine Drehung des Spritzenzylinders 32 um einen Punkt P betrachtet werden. In diesem Fall ist die Drehung bevorzugt ein wenig weniger als 180°, so daß die gesamten oder großen Blasen nicht in den Halsbereich 32 der Spritze 30 kommen können und möglicherweise in den Patienten injiziert werden. Wie mit dem Beutel ist es bevorzugt, alle gesamte Luft auszustoßen, bevor die Spritze mit dem Fluidpfad zu dem Patienten verbunden wird.
Das Setzen eines Schwimmteiles 40 (siehe 3A) wie ein Gewicht oder ein Schwimmer innerhalb des Aufbewahrungsvolumens kann das Mischen verstärken, insbesondere in einem begrenzten Bereich der Bewegung. Das Gewicht oder der Schwimmer taumelt, wodurch Mischen erzeugt wird, während sich der Behälter dreht. Das Schwimmteil 40 kann so einfach sein wie eine gewichtige oder hohle Kugel oder Scheibe in dem Beutel 20 der 3A. Für eine Spritze kann das Neigen der Spritze über die Horizontale wirken, daß ein Schwimmteil zu dem anderen Ende rollt oder schwimmt. Es ist wünschenswert, Turbulenz hinter dem Schwimmteil 40 zum Erzielen eines besseren Mischens zu haben. In dieser Hinsicht kann das Schwimmteil 40 effektiver als eine Scheibe mit Loch (Löchern) darin einer Tragfläche, einer flacheren Feder oder einem asymmetrischen Festkörper sein. Die Antriebskraft für die Bewegung des Schwimmteiles 40 in dieser Ausführungsform ist die Schwerkraft. Es ist auch möglich, die Bewegung eines Schwimmteiles innerhalb des Kontrastmediums unter Benutzung von Energie anzutreiben, die nicht die Schwerkraft ist (zum Beispiel Magnetfelder oder elektromagnetische Energie). Solche Ausführungsformen werden unten erörtert.
Ein Problem kann auftreten in dem Fall der Drehbewegung des Aufbewahrungsvolumens, wenn das Aufbewahrungsvolumen relativ glatt ist und rotationssymmetrisch um die Drehachse ist. Das Problem ist das, daß viel des Volumens des Fluides weg von den Wänden sich nicht dreht. Um die Sache noch schlimmer zu machen, gibt es oft größere Blasen an der Oberseite des Aufbewahrungsvolumens, und diese Blasen können bewirken, daß die Mehrheit des Fluids relativ fest bleibt, selbst wenn sich der Aufbewahrungsvolumenbehälter dreht. Dieses Problem kann zum Beispiel auftreten, wenn eine Spritze 50 um ihre Längsachse A gedreht wird, wie in 5 dargestellt ist. Für ein angetriebenes Injektorsystem auf Spritzenbasis kann es jedoch einfacher sein, die Spritze 50 um ihre Längsachse A zu drehen, statt den ganzen Motor und die Spritzenanordnung (siehe 4) zu drehen. Wenn die Spritze 50 um ihre Längsachse A zu drehen ist, ist es bevorzugt, die Rotationssymmetrie um die Längsachse A zu unterbrechen oder zu zerstören zum Unterstützen des Zwingens des Fluides zum Drehen.
Zum Beispiel kann die Spritze so gebildet sein, daß sie einen nicht symmetrischen (z.B. einen ovalen) Querschnitt in bezug auf die Achse A aufweist. Da die entwickelten Drucke relativ niedrig sind, ist Störung und Lecken unter Druck während einer Injektion kein Problem. Bei einer anderen Ausführungsform können Speichen oder Rippen 52 auf der Innenseite der Spritze 50 befestigt sein. Speichen oder Rippen 52, wie sie in 6 dargestellt sind, können über die volle Länge des Spritzenhalses und Zylinders laufen. Bei dieser Ausführungsform würden entsprechende Schlitze in dem Tauchkolben (nicht gezeigt) gebildet sein.
Für die Einfachheit der Darstellung stellt 6 eine perspektivische Ansicht von zwei Rippen 52 dar, die ungefähr um 90° beabstandet sind. Vier oder mehr solcher Rippen können gleichförmig um das Innere des Spritzenzylinders beabstandet sein. Alternativ können die Rippen nur an dem Hals oder dem angeschrägten Vorderabschnitt 54 der Spritze 50 positioniert sein. Bei dieser Ausführungsform kann ein normaler fester Tauchkolben benutzt werden, der grade kurz vor den Rippen stoppt. Es ist auch möglich, daß die Rippen oder Speichen von dem Tauchkolben selbst vorstehen. Solche Schwimmteile können zum Beispiel aus dem gleichen Gummimaterial wie der Tauchkolben hergestellt sein und so angeordnet sein, daß sie zusammenfallen, wenn der Tauchkolben auf die Vorderseite der Spritze auftritt. Während sich die Spritze dreht, dreht sich der Tauchkolben, und die Rippen verursachen, daß sich das Fluid dreht.
Eine alternative Ausführungsform ist es, eine zusammenlegbare Schwimmteileinfügung 56 (zum Beispiel eine flache Kunststoffeder) innerhalb der Spritze 50 einzusetzen, wie in 7 dar mit der Spritze 50 oder einem anderen Behälter und verursacht, daß das Fluid ebenfalls mitgetragen wird. Wenn sich der Tauchkolben 58 nach vorn bewegt, wird das zusammenlegbare Schwimmteil 56 komprimiert.
In einer anderen Ausführungsform wird das Aufbewahrungsvolumen oder der Behälter auf eine Weise bewegt, die nicht die Drehung um eine Achse ist. Zum Beispiel kann das Aufbewahrungsvolumen auf eine Weise ähnlich zu dem Mischen der Inhalte eines Farbeimers durch die Benutzung zum Beispiel eines Motors oder einer elektromagnetischen Spule und einer Federanordnung geschüttelt werden. 8 stellt den gleichen Beutelhalterrahmen dar, wie er in 3A und 3B gezeigt ist. Bei der Ausführungsform von 8 wird jedoch der Beutelhalter 22 so bewegt, daß der Punkt C dem Pfad folgt, der durch den Pfeil benachbart dazu bezeichnet ist, und der Punkt C' folgt einem entsprechenden Pfad. Der Beutelhalter 22 wird nach oben, nach links, nach unten und nach rechts verschoben. Der Zyklus wird dann wiederholt. Diese Bewegung bewirkt eine Mischtätigkeit in dem Fluid. Wie mit anderen Schüttelmechanismen der vorliegenden Erfindung ist die Mischtätigkeit bevorzugt ausreichend heftig zum geeigneten Mischen des Fluids und Halten der Blasen gleichförmig verteilt ohne Mitreißen großer Blasen in das Fluid.
Während die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit dem Liefern eines Fluids mit suspendierten Partikeln an einen Patienten zur Benutzung als ein Ultraschallkontrastmedium erörtert worden ist, gibt es viele andere Benutzungen für die vorliegende Erfindung. Zum Beispiel kann der Rührmechanismus der vorliegenden Erfindung in Zusammenhang mit angetriebenen Medikationen benutzt werden, die schwierig zu lösen sind oder die einfach in einer Pulverform zum Erhalten ihrer Wirksamkeit, aufbewahrt werden müssen. Das gesteuerte heftige Rühren, das durch die vorliegende Erfindung vorgesehen wird, beschleunigt die Auflösung. In einigen dieser Anwendungen ist automatisches Mischen, alles was benötigt wird, da sich das Pulver in der Flüssigkeit löst, und sobald es aufgelöst ist, wird kein weiteres Schütteln benötigt. Weiter sind die Schüttelmechanismen der vorliegenden Erfindung auch geeignet zur Benutzung in nichtmedizinischen Anwendungen, in denen Mischen wünschenswert ist.

Claims

Gerät zum Injizieren eines Mehrkomponentenmediums in einen Patienten, wobei das Gerät aufweist: mindestens einen Behälter (12) mit mindestens einer Achse (A), der betreibbar ist zum Enthalten eines Mediums; einen Druckmechanismus (11) zum Unterdrucksetzen des Mediums; einen Fluidpfad (16) zum Leiten des Mediums von dem mindestens einen Behälter zu dem Druckmechanismus oder zu dem Patienten; und einen Schüttelmechanismus, der betriebsmäßig mit dem mindestens einen Behälter verknüpft ist und eine Gesamtdrehbewegung des mindestens einen Behälters um die mindestens eine Achse (A) zum Aufrechthalten der Komponenten des Mediums in einem Mischzustand ausübt; wobei der mindestens eine Behälter keine Rotationssymmetrie um die mindestens eine Achse (A) aufweist und der asymmetrische Behälter zum Verringern der Effekte der Rotationssymmetrie um die mindestens eine Achse (A) betreibbar ist.
Gerät nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Behälter einen Spritzenzylinder aufweist und der Druckmechanismus einen Spritzenkolben aufweist.
Gerät nach Anspruch 1, weiter mit einem sich frei bewegenden Objekt (40), das innerhalb des mindestens einen Behälters vorgesehen ist, zum Unterstützen beim Mischen der Komponenten des Mediums.
Gerät nach Anspruch 1, bei dem der Schüttelmechanismus zum Induzieren von Strömen innerhalb des Mediums betreibbar ist.
Gerät nach Anspruch 1, weiter mit einem Mischverstärkungselement, das verknüpft mit dem Fluidpfad betreibbar ist.
Gerät nach Anspruch 1, bei dem der Schüttelmechanismus auf einem ersten Niveau des Schüttelns und einem zweiten Niveau des Schüttelns tätig sein kann, wobei das erste Niveau einem Niveau des Schüttelns entspricht, das zum Erzeugen des Mischzustandes betreibbar ist, das zweite Niveau des Schüttelns einem weniger heftigen Niveau als das erste Niveau des Schüttelns entspricht und zum Aufrechterhalten des Mischzustandes betreibbar ist.
Gerät nach Anspruch 6, weiter mit einer Steuerung (4), die betriebsmäßig mit dem Schüttelmechanismus verknüpft ist und zum Steuern eines Überganges zwischen dem ersten Niveau des Schüttelns und dem zweiten Niveau des Schüttelns betreibbar ist.
Gerät nach Anspruch 1, bei dem der Druckmechanismus eine Pumpe aufweist.
Gerät nach Anspruch 1, weiter mit einer Steuerung (4), die betriebsmäßig mit dem Schüttelmechanismus verknüpft ist.
Gerät nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Behälter einen Beutel (20) oder eine Flasche aufweist.
Gerät nach Anspruch 8, bei dem die Pumpe eine peristaltische Pumpe (21) aufweist.