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申请/专利权人:吉林省安特麦迪科技有限公司
摘要:本发明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。
主权项: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;还包括基于所述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: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的拟合系数;将此作为系统参数存储在控制模块中;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;由于流速被多种因素影响,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:e=VGoal-Vnow;公式五其中:VGoal为设定的注射速率,Vnow为当前注射速率;Vnew+=Kp*ek-ek-1+Ki*ek+Kd*ek-2*ek-1+ek-2;公式六其中:Kp∈1,20,Ki∈0,5,Kd设为0,Vnew为更新的注射速率,ek为第k次计算的速率误差值;Vnow=Vnew公式七加入误差阈值,设为0.1;比较速率误差值e与误差阈值,当速率误差值e大于误差阈值的,执行公式六至公式七操作;当速率误差值e小于误差阈值的,直接执行公式七操作;步骤六、所述线性速率上升时间t是指:注射速度从0到达到注射速率V的时间,线性速率上升时间t的设置是为了防止导管头在某一血管开口,因突然快速注射造影剂,致使导管头移动,达不到显示该血管的目的;线性速率上升时间t=Va,a控制在10mls2以内,以免导管头移动,从而获得t值;利用S=at2+VT-2t,即可获得理论的全部注射时间T值;步骤七、当血管发生堵塞时,注射速率发生变化,为了保证注射总量S,注射时间T将要调整;更改的注射时间为T+△t,其中:△t=Vnew-Va;如果注射速率N次降速后,输送管路压力值仍处在无风险状态之外,则停止注射。
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