(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】
(54)【発明の名称】肺の機能的および構造的撮像のための貴ガス送達装置、カートリッジ、およびトリガーシステム
(51)【国際特許分類】
【FI】
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】
(86)(22)【出願日】
(85)【翻訳文提出日】
(86)【国際出願番号】
(87)【国際公開番号】
(87)【国際公開日】
(32)【優先日】
(33)【優先権主張国・地域又は機関】
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】507021757
【氏名又は名称】バイエル・ヘルスケア・エルエルシー
【氏名又は名称原語表記】Bayer HealthCare LLC
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100188558
【氏名又は名称】飯田 雅人
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【氏名又は名称】実広 信哉
(72)【発明者】
【氏名】マイケル・マクダーモット
(72)【発明者】
【氏名】フーベルトゥス・ピーチュ
(72)【発明者】
【氏名】グレゴール・ヨスト
【テーマコード(参考)】
【Fターム(参考)】
3E172AA02
3E172AA05
3E172AB14
3E172BA01
3E172BB12
3E172BB17
(57)【要約】
送達装置、カートリッジ、およびトリガーシステムは、貴ガスを使用した肺の機能的および構造的撮像のために提供される。肺の機能的および構造的撮像のために、吸入を介して吸入造影剤を患者に送達するための送達装置に接続するように構成された例示的なカートリッジは、患者に送達するための少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤を収容するリザーバと、少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤をリザーバ内に密封するクロージャと、を含んでもよい。クロージャは、カートリッジが送達装置に挿入されたときに開くように構成されてもよい。肺の機能的および構造的撮像のために吸入を介してカートリッジに収容された貴ガス造影剤を患者に送達するための送達装置、肺の機能的および構造的撮像システム、ならびに患者の肺を撮像する方法も提供される。
【特許請求の範囲】
【請求項】
肺の機能的および構造的撮像のために、吸入を介して吸入造影剤を患者に送達するための送達装置に接続するように構成されたカートリッジであって、前記カートリッジは、
前記患者に送達するための少なくとも1回分の投与量の前記吸入造影剤を収容するリザーバと、
前記少なくとも1回分の投与量の前記吸入造影剤を前記リザーバ内に密封するクロージャと
を備え、前記クロージャは、前記送達装置への前記カートリッジの挿入に応答して開くように構成されている、
カートリッジ。
【請求項】
前記吸入造影剤が貴ガスを含む、請求項1に記載のカートリッジ。
【請求項】
前記貴ガスが、超偏極ガス、キセノンガス、クリプトンガス、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つを含む、請求項2に記載のカートリッジ。
【請求項】
前記貴ガスは、CT撮像システムにおける画像のハンスフィールド単位測定値を増加させるのに十分な吸収増加をもたらすために、8より大きい原子番号を有する十分な量の原子を含む、請求項2または3に記載のカートリッジ。
【請求項】
前記リザーバは、大気圧より高い圧力まで加圧された前記少なくとも1回分の投与量の前記吸入造影剤を収容する加圧内部空間を画定する、請求項1から4のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項】
前記リザーバが、単回の肺の機能的および構造的撮像手順に有効な前記吸入造影剤の単回投与量を収容する、請求項1から5のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項】
前記カートリッジが複数回の肺の機能的および構造的撮像手順に使用され得るように、前記リザーバが前記吸入造影剤の複数回投与量を収容する、請求項1から5のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項】
前記カートリッジが使い捨ての単回使用カートリッジである、請求項1から7のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項】
前記カートリッジが複数回使用および再生利用可能である、請求項1から7のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項】
前記クロージャが、前記リザーバの加圧内部空間内の圧力を1.0atmより高い圧力に維持する圧力弁を備える、請求項1から9のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項】
肺の機能的および構造的撮像のために、吸入を介して患者に送達するための少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤を収容するリザーバを含むカートリッジに収容された造影剤を送達するための送達装置であって、
内部を画定するハウジングと、
前記ハウジングの前記内部に配置されたレセプタクルであって、前記カートリッジの少なくとも一部を前記ハウジング内に保持するために前記カートリッジに接続されるように構成されている、レセプタクルと、
前記ハウジングを通って延在する流出ポートであって、前記患者の気道と流体連通して配置されるように構成されている、流出ポートと、
前記カートリッジと前記流出ポートとの間の少なくとも1つの弁であって、前記カートリッジが前記レセプタクルに接続されたときに、前記少なくとも1つの弁は、前記カートリッジの前記リザーバの内部が前記流出ポートと流体連通していない第1の位置と、前記カートリッジの前記リザーバの前記内部が前記流出ポートと流体連通している第2の位置との間を移行して、前記少なくとも1回分の投与量の前記吸入造影剤が前記弁および前記流出ポートを通過して前記患者の前記気道に到達することを可能にするように構成されている、少なくとも1つの弁と
を備える、送達装置。
【請求項】
前記カートリッジの前記リザーバの前記内部から前記患者の前記気道に前記吸入造影剤を機械的に送達するように構成された機械的呼吸器をさらに備える、請求項11に記載の送達装置。
【請求項】
前記カートリッジのクロージャが、前記カートリッジの前記レセプタクルへの接続に応答して、前記少なくとも1回分の投与量の前記吸入造影剤が前記カートリッジの前記リザーバの前記内部に密封された閉位置から、前記少なくとも1回分の投与量の前記吸入造影剤が前記カートリッジの前記リザーバの前記内部から流れることが可能となる開位置に移行するように構成されている、請求項11または12に記載の送達装置。
【請求項】
前記少なくとも1つの弁は、前記第1の位置にあるとき、周囲空気、酸素、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つが前記弁および前記流出ポートを通過して前記患者の前記気道に到達するように構成され、前記第2の位置にあるとき、前記周囲空気、前記酸素、またはそれらの任意の組合せのうちの前記少なくとも1つが前記弁および前記流出ポートを通過して前記患者の前記気道に到達しないように構成されている、請求項11から13のいずれか一項に記載の送達装置。
【請求項】
前記弁が、前記少なくとも1回分の投与量の前記吸入造影剤の投与量を前記患者に送達するのに十分な所定の時間にわたって前記第2の位置に留まり、前記所定の時間が経過した後、前記第1の位置に自動的に戻るように構成されている、請求項14に記載の送達装置。
【請求項】
患者の肺の機能的および構造的画像を取得するように構成された撮像装置と、
前記撮像装置と電子的に通信する少なくとも1つのコントローラと
を備え、前記少なくとも1つのコントローラが、
吸入によって吸入造影剤の投与量を前記患者に送達するように送達装置を制御することと、
前記患者の前記肺内の前記吸入造影剤を用いて前記患者の少なくとも1枚の肺の機能的および構造的画像を取得するように前記撮像装置を制御することと
を行うように構成されている、肺の機能的および構造的撮像システム。
【請求項】
前記撮像装置が、吸入期間、息止め期間、および呼気期間のうちの少なくとも1つの間に、前記少なくとも1枚の肺の機能的および構造的画像を取得する、請求項16に記載の撮像システム。
【請求項】
前記吸入造影剤の前記投与量を前記患者に送達するための前記送達装置をさらに備え、前記送達装置が、
内部を画定するハウジングと、
前記ハウジングの前記内部に配置されたレセプタクルであって、カートリッジの少なくとも一部を前記ハウジング内に保持するために前記カートリッジに接続されるように構成されているレセプタクルと、
前記ハウジングを通って延在する流出ポートであって、前記患者の気道と流体連通して配置されるように構成されている流出ポートと、
前記レセプタクルと前記流出ポートとの間の弁であって、前記カートリッジが前記レセプタクルに接続されたときに、少なくとも1つの弁が、前記カートリッジの前記リザーバの内部が前記流出ポートと流体連通していない第1の位置と、前記カートリッジの前記リザーバの前記内部が前記流出ポートと流体連通している第2の位置との間を移行して、前記少なくとも1回分の投与量の前記吸入造影剤が前記弁および前記流出ポートを通過して前記患者の前記気道に到達することを可能にするように構成されている弁と
を備える、請求項16または17に記載の撮像システム。
【請求項】
前記送達装置は、前記カートリッジから前記吸入造影剤を前記患者の前記気道に機械的に送達するように構成された機械的呼吸器をさらに備え、
前記少なくとも1つのコントローラは、前記機械的呼吸器と電気的に通信しており、所定の時間に前記吸入造影剤の前記投与量が前記カートリッジから前記患者に送達されるよう、前記機械的呼吸器を作動させるように構成されている、
請求項18に記載の撮像システム。
【請求項】
前記少なくとも1つのコントローラと電気的に通信する、視覚ディスプレイ、音声出力装置、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つをさらに備え、
前記少なくとも1つのコントローラは、前記患者による前記吸入造影剤の吸入後に、前記患者に息止めの指示を与えるよう、前記視覚ディスプレイ、前記音声出力装置、またはそれらの任意の組合せのうちの前記少なくとも1つを制御するように構成されている、
請求項16から19のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項】
前記少なくとも1つのコントローラは、前記患者が所定の時間に前記送達装置を用いて前記吸入造影剤の前記投与量を吸入するべきであることを示す指示を前記患者に与えるよう、前記視覚ディスプレイ、前記音声出力装置、またはそれらの任意の組合せのうちの前記少なくとも1つを制御するようにさらに構成されている、請求項20に記載の撮像システム。
【請求項】
前記送達装置が、手持ち式手動操作吸入器を備える、請求項18から21のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項】
前記患者の血管系に血管造影剤の投与量を送達するように構成された流体注入器をさらに備える、請求項16から22のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項】
前記少なくとも1つのコントローラは、吸入によって前記吸入造影剤の前記投与量を前記患者に送達するように前記送達装置を制御することと同時に、またはそれに続いて、前記血管造影剤の前記投与量を前記患者の前記血管系に送達するよう、前記流体注入器を制御するように構成されている、請求項23に記載の撮像システム。
【請求項】
前記機械的呼吸器は少なくとも1つのセンサを含み、前記少なくとも1つのセンサは、前記患者の呼吸を監視し、前記撮像装置と電子的に通信する前記少なくとも1つのコントローラに、前記監視された前記患者の呼吸に基づくフィードバックを提供するように構成されている、請求項16から24のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項】
少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤を収容するリザーバを備えるカートリッジを収容する送達装置を用いて、前記吸入造影剤の投与量を患者に送達するステップと、
前記吸入造影剤の前記投与量の吸入の後、前記患者が息止めを行っている状態で、撮像装置を用いて、前記患者の少なくとも1枚の肺の機能的および構造的画像を取得するステップと
を含む、患者の肺を撮像する方法。
【請求項】
前記吸入造影剤の前記投与量を前記患者に送達するステップは、前記送達装置を用いて、前記吸入造影剤の全部または実質的に全部を、前記吸入造影剤の単回投与量を収容する単回使用カートリッジ用の前記リザーバから排出するステップを含む、請求項26に記載の方法。
【請求項】
前記吸入造影剤の前記投与量を前記患者に送達するステップは、前記送達装置を用いて、前記吸入造影剤の単回投与量を前記リザーバから排出するステップを含み、前記リザーバは前記吸入造影剤の複数回投与量を収容する、請求項26に記載の方法。
【請求項】
前記患者が前記吸入造影剤を吸入した後に前記患者に息止めコマンドを与えるよう、少なくとも1つのプロセッサを用いて、出力装置を制御するステップをさらに含む、請求項26から28のいずれか一項に記載の方法。
【請求項】
前記吸入造影剤の前記投与量を前記患者に送達するステップと同時に、またはそれに続いて、流体注入器を用いて、前記患者に血管造影剤を注入するステップをさらに含む、請求項26から29のいずれか一項に記載の方法。
【請求項】
前記吸入造影剤の前記投与量を前記患者に送達するステップは、前記送達装置から前記吸入造影剤の前記投与量を吸入するように前記患者に指示を与えるよう、少なくとも1つのプロセッサを用いて、視覚ディスプレイ、音声出力装置、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つを制御するステップをさらに含み、前記送達装置は手持ち式手動操作吸入器である、請求項26から30のいずれか一項に記載の方法。
【請求項】
前記吸入造影剤の前記投与量を前記患者に送達するステップは、機械的呼吸器を用いて前記吸入造影剤の前記投与量を前記患者に送達するステップを含む、請求項26から31のいずれか一項に記載の方法。
【請求項】
前記吸入造影剤の前記投与量を前記患者に送達するステップは、前記吸入造影剤の前記投与量が前記送達装置を通って前記患者へ流れることを可能にするために、少なくとも1つのプロセッサを用いて、前記送達装置の弁を第1の位置から第2の位置に移動するように制御するステップと、所定の時間が経過した後に、前記送達装置から前記患者への前記吸入造影剤の前記流れを不可能にするために、前記弁を前記第1の位置に戻すステップと、を含む、請求項32に記載の方法。
【請求項】
前記弁が前記第1の位置にあるとき、周囲空気、酸素、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つを、前記送達装置を通して前記患者に流すステップを含む、請求項33に記載の方法。
【請求項】
少なくとも1つのセンサを用いて、前記患者の呼吸を監視するステップと、
少なくとも1つのプロセッサを用いて、前記監視された前記患者の呼吸に基づくフィードバックを提供するように出力装置を制御するステップと
をさらに含む、請求項26から35のいずれか一項に記載の方法。
【請求項】
肺の機能的および構造的撮像のために、吸入を介して吸入造影剤を患者に送達するための送達装置に接続するように構成されたカートリッジであって、前記カートリッジは、
前記患者に送達するための少なくとも1回分の投与量の前記吸入造影剤を収容するリザーバと、
前記少なくとも1回分の投与量の前記吸入造影剤を前記リザーバ内に密封するクロージャと
を備え、前記クロージャは、前記送達装置がコントローラから信号を受信することに基づいて開くように構成されている、
カートリッジ。
【請求項】
前記コントローラが、撮像装置からの入力信号、ユーザ選択、所定の時間遅延、患者信号、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つに基づいて、前記信号を前記送達装置に送信するようにトリガーされる、請求項36に記載のカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【】
関連出願の相互参照
本出願は、2023年8月9日に出願された米国特許仮出願第63/518,344号明細書に関連し、その全開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【】
一般に、診断用撮像手順中に診断用造影剤組成物(「造影剤」)を送達するための送達装置およびシステムに関し、いくつかの非限定的な実施形態においては、肺撮像手順中に造影剤送達および画像走査を連携させる肺撮像のための送達装置、システム、および関連する方法
【背景技術】
【】
例えば、肺塞栓症、COPD(慢性閉塞性肺疾患)、またはIPF(特発性肺線維症)の場合、患者の肺またはその区域の換気、空気とらえこみ、物理的構造、ガス交換、および灌流状態または容量のうちの1つまたは複数を評価する医学的必要性がしばしば存在する。のこれらの医療用撮像の必要性の組合せは、以下「機能的および構造的撮像」のカテゴリに要約される。実際には、この評価は、核医学撮像技術、X線ベースの撮像技術、または磁気共鳴(MR)撮像技術を使用して行われてもよい。核医学撮像技術を使用する肺評価は、吸入SPECT剤および/または血液プールSPECT剤を用いた単一光子放射型コンピュータ断層撮影法(SPECT)を含んでもよい。X線撮像技術を使用した肺評価は、患者がキセノンガスを呼吸している間の患者の肺のコンピュータ断層撮影(CT)撮像を含んでもよい。吸入されたキセノンガスは、肺の肺胞で患者の血液に溶解するときに、例えば身体の器官または領域の機能的および構造的検査を行うために、CTを使用して撮像されてもよい。肺換気はまた、患者にF-19含有ガスまたは超偏極キセノンガスを呼吸させることによって、MR撮像を用いて評価されてもよい。肺の機能的および構造的情報はまた、例えば、ガドリニウム系静脈内注射用造影剤を使用して評価されてもよい。
【】
これらの既存の撮像モダリティは、機能、状態、および病状を含む様々な肺特性の評価にいくつかの利点を有するが、これらはまた、いくつかの不利な点を伴う。50mCiのルビジウム-82(2E+11原子)または10mCiのフッ素-18(3.5E+12原子)など、SPECTイメージング剤の典型的な投与量は、患者への追加的な放射線被曝なしに動的情報を収集することを可能にする。PETおよびSPECTを含む核医学に基づく技術は、高感度および単一線量の放射線被曝を有するが、これらの技術の欠点は、空間分解能が限られており、画像ノイズが比較的高いことである。1ミリリットル当たりヨウ素370mgを含む造影剤100mlという典型的なCT造影剤投与量は、6E+22分子の投与量に相当し、空間分解能がPETよりもはるかに高いという利点があり、時間分解能は秒の何分の1である。しかしながら、CT技術の欠点は、撮影される各画像に対して追加の放射線量が必要とされることである。MR撮像では、MRガドリニウム造影剤の投与量は、典型的には1mMol/mlの10ml(約6E+21原子のガドリニウム)である。MRは、数桁大きい感度で超偏極原子を画像化する能力を有する。例えば、超偏極キセノンを使用する撮像手順には、数ミリリットル程度の量のガスが必要である。しかし、サイクロトロンで生成される放射能と同様に、超偏極は自然に減衰し、その生成には特殊で高価な装置を必要とする。MRは一般に、患者への放射線被曝なしでCTと核医学との間の空間および時間分解能を有するが、ガドリニウム造影剤は空気中には容易に移動せず、また、周囲組織の水素原子含有量と比較して画像化する水素原子がほとんど存在しないため、MRは肺内の空気から信号を受信しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【】
これらのモダリティは、肺検査のために吸入造影剤を利用することができる。しかしながら、従来の吸入検査は複雑であり、複雑で高価な、および/またはあまり使用されない機械の使用を伴う。したがって、これらのモダリティは、換気および肺機能を評価するための一般的な臨床診療では使用されない。主流がかつては換気/灌流(VQ)SPECTであった肺塞栓症の場合でも、ヨード造影剤の静脈内注射を伴うCT血管造影が、現在では好ましいモダリティになりつつある。これらの理由から、医療撮像のための吸入造影剤の使用をより広く採用することができるように、吸入造影剤を使用する肺の機能的および構造的撮像のための便利で使いやすい送達装置、システム、および方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【】
非限定的な実施形態によれば、肺の機能的および構造的撮像のために、吸入を介して吸入造影剤を患者に送達するための送達装置に接続するように構成されたカートリッジが提供される。カートリッジは、患者に送達するための少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤を収容するリザーバと、少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤をリザーバ内に密封するクロージャと、を備え、クロージャは、送達装置へのカートリッジの挿入に応答して開くように構成されている。
【】
いくつかの非限定的な実施形態では、吸入造影剤は、超偏極ガス、キセノンガス、クリプトンガス、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つなどの貴ガスを含む。いくつかの非限定的な実施形態では、貴ガスは、CT撮像システムにおける画像のハンスフィールド単位測定値を増加させるのに十分な吸収増加をもたらすために、8より大きい原子番号を有する十分な量の原子を含む。
【】
非限定的な実施形態によれば、肺の機能的および構造的撮像のために、吸入を介して患者に送達するための少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤を収容するリザーバを含むカートリッジに収容されたガス状造影剤を送達するための送達装置が提供される。送達装置は、内部を画定するハウジングと、ハウジングの内部に配置されたレセプタクルであって、カートリッジの少なくとも一部をハウジング内に保持するためにカートリッジに接続されるように構成されているレセプタクルと、ハウジングを通って延在する流出ポートであって、患者の気道と流体連通して配置されるように構成されている流出ポートと、カートリッジと流出ポートとの間の少なくとも1つの弁であって、カートリッジがレセプタクルに接続されたときに、カートリッジのリザーバの内部が流出ポートと流体連通していない第1の位置と、カートリッジのリザーバの内部が流出ポートと流体連通している第2の位置との間を移行して、少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤が弁および流出ポートを通過して患者の気道に到達することを可能にするように構成されている、少なくとも1つの弁と、を含む。
【】
非限定的な実施形態によれば、肺の機能的および構造的撮像システムが提供される。撮像システムは、患者の肺の機能的および構造的画像を取得するように構成された撮像装置と、撮像装置と電子的に通信する少なくとも1つのコントローラと、を含み、少なくとも1つのコントローラが、吸入によって吸入造影剤の投与量を患者に送達するように送達装置を制御することと、患者の肺内の吸入造影剤を用いて患者の少なくとも1枚の肺の機能的および構造的画像を取得するように撮像装置を制御することと、を行うように構成されている。
【】
非限定的な実施形態によれば、患者の肺を撮像する方法が提供される。方法は、少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤を収容するリザーバを含むカートリッジを収容する送達装置を用いて、吸入造影剤の投与量を患者に送達することと、吸入造影剤の投与量の吸入の後、患者が息止めを行っている状態で、撮像装置を用いて、患者の少なくとも1枚の肺の機能的および構造的画像を取得することと、を含む。
【】
非限定的な実施形態によれば、肺の機能的および構造的撮像のために、吸入を介して吸入造影剤を患者に送達するための送達装置に接続するように構成されたカートリッジが提供される。カートリッジは、患者に送達するための少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤を収容するリザーバと、少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤をリザーバ内に密封するクロージャと、を含み、クロージャは、送達装置がコントローラから信号を受信することに基づいて開くように構成されている。
【】
いくつかの非限定的な実施形態では、コントローラが、撮像装置からの入力信号、ユーザ選択、所定の時間遅延、患者信号、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つに基づいて、信号を送達装置に送信するようにトリガーされる。
【】
本開示の様々な態様は、以下の項のうちの1つまたは複数によってさらに特徴付けられてもよい。
【】
第1項:肺の機能的および構造的撮像のために、吸入を介して吸入造影剤を患者に送達するための送達装置に接続するように構成されたカートリッジであって、患者に送達するための少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤を収容するリザーバと、少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤をリザーバ内に密封するクロージャと、を備え、クロージャは、送達装置へのカートリッジの挿入に応答して開くように構成されている、カートリッジ。
【】
第2項:吸入造影剤が貴ガスを含む、第1項に記載のカートリッジ。
【】
第3項:貴ガスが、超偏極ガス、キセノンガス、クリプトンガス、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つを含む、第1項または第2項に記載のカートリッジ。
【】
第4項:貴ガスは、CT撮像システムにおける画像のハンスフィールド単位測定値を増加させるのに十分な吸収増加をもたらすために、8より大きい原子番号を有する十分な量の原子を含む、第2項または第3項に記載のカートリッジ。
【】
第5項:リザーバは、大気圧より高い圧力まで加圧された少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤を収容する加圧内部空間を画定する、第1項から第4項のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【】
第6項:リザーバが、単回の肺の機能的および構造的撮像手順に有効な吸入造影剤の単回投与量を収容する、第1項から第5項のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【】
第7項:カートリッジが複数回の肺の機能的および構造的撮像手順に使用され得るように、リザーバが吸入造影剤の複数回投与量を収容する、第1項から第5項のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【】
第8項:カートリッジが使い捨ての単回使用カートリッジである、第1項から第7項のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【】
第9項:カートリッジが複数回使用および再生利用可能である、第1項から第7項のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【】
第10項:クロージャが、リザーバの加圧内部空間内の圧力を1.0atmより高い圧力に維持する圧力弁を備える、第1項から第9項のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【】
第11項:肺の機能的および構造的撮像のために、吸入を介して患者に送達するための少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤を収容するリザーバを含むカートリッジに収容された造影剤を送達するための送達装置であって、内部を画定するハウジングと、ハウジングの内部に配置されたレセプタクルであって、カートリッジの少なくとも一部をハウジング内に保持するためにカートリッジに接続されるように構成されているレセプタクルと、ハウジングを通って延在する流出ポートであって、患者の気道と流体連通して配置されるように構成されている流出ポートと、カートリッジと流出ポートとの間の少なくとも1つの弁であって、カートリッジがレセプタクルに接続されたときに、カートリッジのリザーバの内部が流出ポートと流体連通していない第1の位置と、カートリッジのリザーバの内部が流出ポートと流体連通している第2の位置との間を移行して、少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤が弁および流出ポートを通過して患者の気道に到達することを可能にするように構成されている、少なくとも1つの弁と、を備える、送達装置。
【】
第12項:カートリッジのリザーバの内部から患者の気道に吸入造影剤を機械的に送達するように構成された機械的呼吸器をさらに備える、第11項に記載の送達装置。
【】
第13項:カートリッジのクロージャが、カートリッジのレセプタクルへの接続に応答して、少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤がカートリッジのリザーバの内部に密封される閉位置から、少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤がカートリッジのリザーバの内部から流れることが可能にされる開位置に移行するように構成されている、第11項または第12項に記載の送達装置。
【】
第14項:少なくとも1つの弁は、第1の位置にあるとき、周囲空気、酸素、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つが弁および流出ポートを通過して患者の気道に到達するように構成され、第2の位置にあるとき、周囲空気、酸素、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つが弁および流出ポートを通過して患者の気道に到達しないように構成されている、第11項から第13項のいずれか一項に記載の送達装置。
【】
第15項:弁が、少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤の投与量を患者に送達するのに十分な所定の時間にわたって第2の位置に留まり、所定の時間が経過した後、第1の位置に自動的に戻るように構成されている、第14項に記載の送達装置。
【】
第16項:患者の肺の機能的および構造的画像を取得するように構成された撮像装置と、撮像装置と電子的に通信する少なくとも1つのコントローラと、を備え、少なくとも1つのコントローラが、吸入によって吸入造影剤の投与量を患者に送達するように送達装置を制御することと、患者の肺内の吸入造影剤を用いて患者の少なくとも1枚の肺の機能的および構造的画像を取得するように撮像装置を制御することと、を行うように構成されている、肺の機能的および構造的撮像システム。
【】
第17項:撮像装置が、吸入期間、息止め期間、および呼気期間のうちの少なくとも1つの間に、少なくとも1枚の肺の機能的および構造的画像を取得する、第16項に記載の肺の機能的および構造的撮像システム。
【】
第18項:吸入造影剤の投与量を患者に送達するための送達装置をさらに備え、送達装置が、内部を画定するハウジングと、ハウジングの内部に配置されたレセプタクルであって、カートリッジの少なくとも一部をハウジング内に保持するためにカートリッジに接続されるように構成されているレセプタクルと、ハウジングを通って延在する流出ポートであって、患者の気道と流体連通して配置されるように構成されている流出ポートと、カートリッジと流出ポートとの間の弁であって、カートリッジがレセプタクルに接続されたときに、カートリッジのリザーバの内部が流出ポートと流体連通していない第1の位置と、カートリッジのリザーバの内部が流出ポートと流体連通している第2の位置との間を移行して、少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤が弁および流出ポートを通過して患者の気道に到達することを可能にするように構成されている弁と、を備える、第16項または第17項に記載の肺の機能的および構造的撮像システム。
【】
第19項:送達装置は、カートリッジから吸入造影剤を患者の気道に機械的に送達するように構成された機械的呼吸器をさらに備え、少なくとも1つのコントローラは、機械的呼吸器と電気的に通信しており、所定の時間に吸入造影剤の投与量がカートリッジから患者に機械的に送達されるよう、機械的呼吸器を作動させるように構成されている、第18項に記載の撮像システム。
【】
第20項:少なくとも1つのコントローラと電気的に通信する、視覚ディスプレイ、音声出力装置、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つをさらに備え、少なくとも1つのコントローラは、患者による吸入造影剤の吸入後に、患者に息止めの指示を与えるよう、視覚ディスプレイ、音声出力装置、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つを制御するように構成されている、第16項から第19項のいずれか一項に記載の撮像システム。
【】
第21項:少なくとも1つのコントローラは、患者が所定の時間に送達装置を用いて吸入造影剤の投与量を吸入するべきであることを示す指示を患者に与えるよう、視覚ディスプレイ、音声出力装置、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つを制御するようにさらに構成されている、第20項に記載の撮像システム。
【】
第22項:送達装置が、手持ち式手動操作吸入器を備える、第18項から第21項のいずれか一項に記載の肺の機能的および構造的撮像システム。
【】
第23項:患者の血管系に血管造影剤の投与量を送達するように構成された流体注入器をさらに備える、第16項から第22項のいずれか一項に記載の撮像システム。
【】
第24項:少なくとも1つのコントローラは、吸入によって吸入造影剤の投与量を患者に送達するように送達装置を制御することと同時に、またはそれに続いてのいずれか一方で、血管造影剤の投与量を患者の血管系に送達するよう、流体注入器を制御するように構成されている、第23項に記載の撮像システム。
【】
第25項:機械的呼吸器は少なくとも1つのセンサを含み、少なくとも1つのセンサは、患者の呼吸を監視し、撮像装置と電子的に通信する少なくとも1つのコントローラに、監視された患者の呼吸に基づくフィードバックを提供するように構成されている、第16項から第24項のいずれか一項に記載の撮像システム。
【】
第26項:少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤を収容するリザーバを備えるカートリッジを収容する送達装置を用いて、吸入造影剤の投与量を患者に送達することと、吸入造影剤の投与量の吸入の後、患者が息止めを行っている状態で、撮像装置を用いて、患者の少なくとも1枚の肺の機能的および構造的画像を取得することと、を含む、患者の肺を撮像する方法。
【】
第27項:吸入造影剤の投与量を患者に送達することは、送達装置を用いて、吸入造影剤の全部または実質的に全部を、吸入造影剤の単回投与量を収容する単回使用カートリッジ用のリザーバから排出することを含む、第26項に記載の方法。
【】
第28項:吸入造影剤の投与量を患者に送達することは、送達装置を用いて、吸入造影剤の単回投与量をリザーバから排出することを含み、リザーバは吸入造影剤の複数回投与量を収容する、第26項に記載の方法。
【】
第29項:患者が吸入造影剤を吸入した後に患者に息止めコマンドを与えるよう、少なくとも1つのプロセッサを用いて、出力装置を制御することをさらに含む、第26項から第28項のいずれか一項に記載の方法。
【】
第30項:患者に吸入造影剤の投与量を吸入させることと同時に、またはそれに続いて、流体注入器を用いて患者に血管造影剤を注入することをさらに含む、第26項から第29項のいずれか一項に記載の方法。
【】
第31項:吸入造影剤の投与量を患者に送達することは、送達装置から吸入造影剤の投与量を吸入するように患者に指示を与えるよう、少なくとも1つのプロセッサを用いて、視覚ディスプレイ、音声出力装置、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つを制御することを含み、送達装置は手持ち式手動操作吸入器である、第26項から第30項のいずれか一項に記載の方法。
【】
第32項:吸入造影剤の投与量を患者に送達することは、機械的呼吸器を用いて吸入造影剤の投与量を患者に機械的に送達することを含む、第26項から第31項のいずれか一項に記載の方法。
【】
第33項:吸入造影剤の投与量を患者に送達することは、吸入造影剤の投与量が送達装置を通って患者へ流れることを可能にするために、少なくとも1つのプロセッサを用いて、送達装置の弁を第1の位置から第2の位置に移動するように制御することと、所定の時間が経過した後に、送達装置から患者への吸入造影剤の流れを不可能にするために、弁を第1の位置に戻すことと、を含む、第32項に記載の方法。
【】
第34項:弁が第1の位置にあるとき、周囲空気、酸素、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つが送達装置を通過して患者に到達する、第33項に記載の方法。
【】
第35項:少なくとも1つのセンサを用いて、患者の呼吸を監視することと、少なくとも1つのプロセッサを用いて、監視された患者の呼吸に基づくフィードバックを提供するように出力装置を制御することと、をさらに含む、第26項から第34項のいずれか一項に記載の方法。
【】
第36項:肺の機能的および構造的撮像のために、吸入を介して吸入造影剤を患者に送達するための送達装置に接続するように構成されたカートリッジであって、患者に送達するための少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤を収容するリザーバと、少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤をリザーバ内に密封するクロージャと、を備え、クロージャは、送達装置がコントローラから信号を受信することに基づいて開くように構成されている、カートリッジ。
【】
第37項:コントローラが、撮像装置からの入力信号、ユーザ選択、所定の時間遅延、患者信号、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つに基づいて、信号を送達装置に送信するようにトリガーされる、第36項に記載のカートリッジ。
【】
造影イメージング剤のこれらおよびその他の特徴および特性、ならびに構造の関連要素の動作方法および機能、部品の組合せ、および製造の経済性は、添付図面を参照して以下の説明および添付の特許請求の範囲を考慮することで、より明らかとなるであろう。以下の説明および添付の特許請求の範囲ならびに添付図面は、すべて本明細書の一部を形成し、同様の参照番号は様々な図中の対応する部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【】
【図】本開示の非限定的な実施形態による、吸入造影剤を収容するカートリッジの概略図である。
【図】本開示の非限定的な実施形態による、吸入によって患者に造影剤を送達するための送達装置の概略図である。
【図】本開示の非限定的な実施形態による、貴ガス造影イメージング剤の吸入を使用する肺の機能的および構造的撮像のためのシステムの概略図である。
【図】本開示の非限定的な実施形態による、患者の肺を撮像する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【】
しかしながら、図面は例示および説明のみを目的としていることが明確に理解されるべきである。
【】
以下、説明の目的のために、「上」、「下」、「右」、「左」、「垂直」、「水平」、「頂部」、「底部」、「横」、「縦」という用語、およびこれらの派生語は、図面において配向されている構成要素に関連するものとする。シリンジに関して使用される場合、「近位」という用語は、シリンジが流体注入器に接続するように配向されているときに、流体注入器に最も近いシリンジの部分を指す。「遠位」という用語は、シリンジおよび/またはプランジャが流体注入器に接続するように配向されているときに、流体注入器から最も離れたシリンジの部分を指す。本明細書および特許請求の範囲で使用される場合、単数形の「a」、「an」、および「the」は、文脈上他に明確に指示されない限り、複数の指示対象を含む。「CT有効量」という用語は、CT医療用撮像装置においてX線造影剤の可視化を行うのに十分なX線造影剤の量を指す。「MR有効量」という用語は、MR医療用撮像装置において可視化を行うのに十分なMR造影剤の量を指す。「気腔」という用語は、肺胞、細気管支、気管支、気管、および肺のその他すべての空気含有構造の通路および気体空間を指す。しかしながら、明示的に反対に指定されている場合を除いて、代替の変形およびステップシーケンスを想定してもよいことが理解されるべきである。添付の図面に示され、以下の明細書に記載される特定の装置およびプロセスは、本開示の単なる例示的な態様であることも理解されるべきである。したがって、本明細書に開示されている態様に関連する特定の寸法および他の物理的特性は、限定的であると見なされるべきではない。
【】
本明細書で使用される場合、「コンピューティングデバイス」という用語は、データを処理するように構成された1つまたは複数の電子デバイスを指してもよい。コンピューティングデバイスは、いくつかの例では、プロセッサ、コントローラ、1つまたは複数のディスプレイ、メモリ、入力装置、ネットワークインターフェースなど、データを受信、処理、および出力するのに必要な構成要素を含んでもよい。コンピューティングデバイスは、モバイルデバイスであってもよい。一例として、モバイルデバイスは、携帯電話(例えば、スマートフォンまたは標準的な携帯電話)、ポータブルコンピュータ(ラップトップまたはパッド)、ウェアラブルデバイス(例えば、時計、眼鏡、レンズ、衣服など)、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、および/またはその他の同様のデバイスを含んでもよい。コンピューティングデバイスはまた、デスクトップコンピュータまたは他の形態の非モバイルコンピュータであってもよい。
【】
図1~図4を参照すると、本開示の非限定的な肺の機能的および構造的撮像のために、キセノンガス(Xe)および/またはクリプトンガス(Kr)などの貴ガスを、単独で、または1つまたは複数の他のガス(例えば、酸素(O2)、空気など)との混合物として、吸入診断用造影剤組成物(本明細書では「吸入造影剤」と呼ばれる場合がある)として使用して、患者の肺の画像を取得するためのカートリッジ10、装置110、システム210、および方法400に関する。例えば、肺の気腔内に吸入造影剤(例えば、貴ガスなど)を投与した状態での肺の画像は、CT医療用撮像装置(例えば、デュアルエナジーCT撮像装置など)、MR医療用撮像装置などを使用して取得することができる。
【】
貴ガスであるキセノン(Xe)は不活性ガスであり、原子番号(54)がヨウ素(53)に近いため、そのX線吸収特性はヨウ素と非常に類似している。同様に、貴ガスであるクリプトン(Kr)もX線吸収特性を示す。キセノンガスまたはクリプトンガスなどの吸入造影剤をCT医療用撮像装置で可視化するためには、造影剤は、CT医療用撮像装置からのX線ビームを減弱させるために、周囲組織に対して十分なコントラストを有している必要がある。CT撮像の場合、減弱は、標準温度および標準圧力における材料の放射線濃度を定義するハンスフィールド単位(HU)で測定される。結果として得られる画像コントラストは、X線管の電圧(kVp)に依存する。例えば、血液に溶解したULTRAVIST(登録商標)370の1mg I/mL当たりの減弱は、140kVpで約19HU/mg I/mL、90kVpで32HU/mg I/mLである。貴ガスであるキセノンおよびクリプトンは、CT撮像用途において十分な画像コントラストをもたらすのに十分なX線減弱を有する。代替的に、ガスを超偏極させることにより、吸入造影剤をMRI活性とすることができる場合があり、本明細書に記載の手順、装置、方法および実施形態が、肺の気腔のMR撮像手順において利用されてもよい。
【】
本開示の非限定的な患者に供給される1回分または複数回分の投与量の吸入造影剤を収容する容器またはカートリッジ10、ならびに、吸入を介して容器またはカートリッジ10から1回分または複数回分の投与量のうちの1回分または複数回分を患者に供給または送達するための送達装置110、システム210、および方法300に関する。例えば、送達装置110は、貴ガスなどの吸入造影剤の正確な投与量を患者の気道に送達する、完全または部分的に自動化された電気機械装置(例えば、人工呼吸器、呼吸器、ネブライザ、別の機械的吸入装置など)とすることができる。いくつかの例では、カートリッジ10は、吸入造影剤の単回投与量が予め充填された使い捨ての単回使用カートリッジである。代替的に、カートリッジ10は、吸入造影剤の複数回投与量を収容することができ、送達装置110は、例えば、単一の患者に対する複数回の撮像手順のために、または1日の間に複数の患者に吸入造影剤の投与量を供給するために、適切なタイミングで吸入造影剤の1回分の投与量として所望の量を排出または放出するように構成することができる。
【】
本開示の非限定的な貴ガス造影イメージング剤の吸入を使用した肺の機能的および構造的撮像のためのシステム210に関するものであり、本明細書では「トリガーシステム」と呼ばれ、吸入造影剤の吸入後に患者の肺の画像を取得するために送達装置110および1つまたは複数の撮像装置を制御するように構成されている。トリガーシステム210は、例えば、手順中の適切なタイミングで息止めおよび/または息吐きの指示またはコマンドを与えることによって、撮像手順中に患者に指示または案内を与えてもよい。トリガーシステム210は、例えば、異なる身体領域のデュアルエナジーCT撮像を取得するため、または吸入造影剤の投与の前、後、もしくはそれと同時などに血管撮像用造影剤の注入を制御するために、他の造影剤注入装置および/または他の撮像システムの動作を連携させるように構成されてもよい。
【】
図1は、本開示の非限定的な実施形態による、肺の機能的および構造的撮像のために患者に送達するための貴ガス吸入造影剤を含む吸入造影剤の1回または複数回投与量を収容するカートリッジ10の概略図である。本明細書で使用される場合、カートリッジ10は、例えば送達装置110のレセプタクル116に接続されることによって、送達装置110に挿入および/または接続されるように構成された密封容器を指すことができ、カートリッジ10の内容物を開放するか、または他の方法でアクセスするための機構、および/または、患者に送達するためにカートリッジ10から貴ガスを排出または放出するための機構を備える。
【】
図1に示すように、カートリッジ10は、患者に送達するための少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤(例えば、貴ガスなど)を収容するように構成された容器、バレル、またはリザーバ12を備える。例えば、リザーバ12は、吸入造影剤の単回投与量または複数回投与量を収容する大きさの加圧内部を画定するキャニスタを備えることができる。カートリッジ10は、カートリッジ10が使用されていないとき(例えば、カートリッジ10の輸送中、保管中、または使用と使用の間)にリザーバ12を密封する、リザーバ12の開口部16の上に配置されたクロージャ14を含んでもよい。クロージャ14は、カートリッジ10が送達装置110のレセプタクル116に挿入されると自動的に開くように構成されてもよい。一例として、クロージャ14は、カートリッジが送達装置110のレセプタクル116に接続されたことに応答して、少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤がカートリッジ10のリザーバ12の内部に密封される閉位置から、少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤がカートリッジ10のリザーバ12の内部から流れることが可能になる開位置に移行するように構成されてもよい。別の例として、クロージャ14は、システムコントローラ218から制御信号を受信することに基づいて開かれるように構成されてもよい。例えば、送達装置110は、システムコントローラ218からの制御信号の受信に応答して、クロージャ14を穿刺するための機構(例えば、カニューレ、針、相補的な嵌合など)、またはカートリッジ10からクロージャ14を解放するための機構を作動させるように構成されてもよい。このような例では、システムコントローラ218は、撮像装置からの入力信号、ユーザ選択、所定の時間遅延、患者信号、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つに基づいて、制御信号を送達装置110に送信するようにトリガーされてもよい。代替的に、ユーザは、カートリッジ10を送達装置110に挿入する直前に、クロージャ14を手動で開くか、または取り外してもよい。いくつかの例では、クロージャ14は、カートリッジ10が送達装置110に挿入されると、またはシステムコントローラ218からの制御信号に応答して、穿刺または取り外される隔壁または別のバリアであり得る。代替的に、または追加的に、クロージャ14は、リザーバ12の加圧内部空間内の圧力を大気圧より高い最小圧力に維持する、圧力弁またはクラック弁などの弁を備えることができる。例えば、最小圧力は、カートリッジ10、送達装置110の構造、および/または実行される撮像手順の治療要件に応じて、1.5atm、5.0atm、10.0atm、またはそれ以上であり得る。いくつかの例では、カートリッジ10は、吸入造影剤の単回投与量または複数回投与量を収容する大きさの非加圧内部を画定するバッグまたは他の容器を含んでもよい。例えば、バッグは、リザーバ12に収容された貴ガスを送達するために圧縮または圧搾されるように構成されてもよく、またはバッグは、カートリッジ10が送達装置110に接続されているときに患者が送達装置110を通して呼吸することによって生成される負圧に応答するなど、負圧が加えられたことに応答してリザーバ12に収容された貴ガスを送達するように構成されてもよい。
【】
カートリッジ10は、肺の機能的および構造的撮像における吸入造影剤としての使用に適した任意のガスを収容するように構成されてもよい。例えば、前述したように、ガスは、キセノンガス、クリプトンガス、またはそれらの組合せなどの貴ガスであり得る。例えば、クリプトンガスはキセノンガスよりもX線に対する不透過性が低いため、クリプトンガスをキセノンの濃度と比較してより高い濃度で使用してもよい。いくつかの例では、ガスは超偏極ガスであり得る。いくつかの例では、貴ガスは、CT撮像システムにおける画像のハンスフィールド単位測定値を増加させるのに十分な吸収増加をもたらすために、8より大きい原子番号を有する十分な量の原子を含む。いくつかの例では、ガスは、酸素と、キセノンガス、クリプトンガス、またはそれらの組合せなどの貴ガスとの混合物を含んでもよい。他の例では、ガスは、空気と、キセノンガス、クリプトンガス、またはそれらの組合せなどの貴ガスとの混合物を含んでもよい。本明細書に開示されるカートリッジ、送達装置、およびシステムと共に使用される可能性がある貴ガスまたはX線不透過性を有する他のガスを含む注入可能なガス状造影剤の例は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第11,576,985号明細書に詳細に記載されている。
【】
特定の実施形態によれば、カートリッジ10は、患者に送達される吸入造影剤の単回投与量を収容する使い捨ての単回使用カートリッジ10であってもよい。他の例では、カートリッジ10は、複数の肺の機能的および構造的撮像手順中に使用するための吸入造影剤の複数回投与量を収容する再使用可能、再充填可能、および/または再生利用可能なカートリッジであり得る。本明細書で使用される場合、貴ガスの単回投与量とは、実行される撮像技術に従って適切な品質の肺の機能的および構造的画像を取得するために有効な貴ガスの量を指す。例えば、X線撮像の場合、リザーバ12内の貴ガスの投与量はCT有効量とすることができ、これは、CT医療用撮像装置においてX線造影剤の適切な視覚化をもたらすのに十分な吸入造影剤の量を意味する。同様に、MR撮像の場合、リザーバ12内の吸入造影剤の投与量はMR有効量のガスとすることができ、これは、MR医療用撮像装置において視覚化をもたらすのに十分なMR造影剤の量を意味する。
【】
図2は、カートリッジ10を受け入れ、患者124に造影剤の1回または複数回分の投与量を送達するために、カートリッジ10に収容された貴ガスなどの吸入造影剤の放出を制御する送達装置110の実施形態を示す概略図である。例えば、カートリッジ10は、撮像手順の前に送達装置110に挿入される、取り外し可能および/または交換可能なカートリッジ10であってよく、単回投与カートリッジ10の場合には、患者124の肺の機能的および構造的撮像手順の完了後に取り外される、または、複数回投与カートリッジの場合には、カートリッジ10のリザーバ12が空になったときに取り外される。いくつかの例では、カートリッジ10を送達装置110に挿入することにより、カートリッジ10のクロージャ14を自動的に開放または破断させる、すなわち第2の位置に移動させることができる。例えば、送達装置110は、リザーバ12に収容された貴ガスにアクセスするために、クロージャ14を穿刺するための機構(例えば、カニューレ、針、相補的な嵌合など)、またはクロージャ14をカートリッジ10から解放するための機構を含むことができる。
【】
図2に示すように、薬物送達装置110は、カートリッジ10の少なくとも一部を受け入れる大きさの内部を画定するハウジング112を備える。例えば、ハウジング112は、カートリッジ10をハウジング112に挿入するように構成されたポートまたは開口部114を含む円筒形、箱形、または他の形状のエンクロージャであってもよい。送達装置110は、開口部114の遠位端など、ハウジング112の内部に配置されたレセプタクル116を含んでもよく、これは、カートリッジ10およびクロージャ14の少なくとも一部をハウジング112内に保持する。例えば、レセプタクル116は、カートリッジの少なくとも一部をハウジング112内に保持するためにカートリッジに接続されるように構成されてもよい。例えば、レセプタクル116および/またはカートリッジ10は、カートリッジ10を送達装置110のレセプタクル116に接続するためのロック機能(例えば、ルアーロック機構、バヨネットロック機構、ねじロック機構など)、ならびに、クロージャ14を開くか、またはカートリッジ10のガス状内容物にアクセスし、その中に含まれる貴ガスをリザーバ12から患者124に排出するための機構(例えば、カニューレ、針、相補的な嵌合など)を含むことができる。
【】
送達装置110は、マウスピース、呼吸マスク、ノズルなどの送達機能(患者付属品126)に接続する流出ポート118をさらに備えてもよく、これは、ハウジング112を通って延在し、患者124の気道と流体連通して配置されるように構成されている。いくつかの例では、患者124は、吸入造影剤の投与量を患者の気道に直接送達するために、マウスピース、呼吸マスク、またはノズルを口の中に配置してもよい。他の例では、吸入造影剤の投与量は、例えば可撓性管128によって送達装置110の流出ポート118に接続されたマスク、鼻カニューレ、呼吸管、または同様の装置などの患者付属品126を通して患者の気道に送達することができる。
【】
送達装置110は、レセプタクル116(およびカートリッジ10)と流出ポート118との間に弁120をさらに備えてもよい。例えば、レセプタクル116は、カートリッジ10がレセプタクル116に接続または係合されると、カートリッジ10(例えば、カートリッジ10のリザーバ12の内部など)を弁120と流体連通させるように構成されてもよい。一例として、弁120は、カートリッジ10のリザーバ12の内部が流出ポート118と流体連通していない第1の位置と、カートリッジ10のリザーバ12の内部が流出ポート118と流体連通している第2の位置との間を移行して、少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤が弁120および流出ポート118を通過して患者の気道に到達することを可能にするように構成されていてもよい。例えば、弁120は、カートリッジ10のリザーバ12内の吸入造影剤の1回分または複数回分の投与量を密封する第1の位置、すなわち閉位置と、吸入造影剤の1回分または複数回分の投与量が弁120および流出ポート118を通過して患者124の気道に到達する第2の位置、すなわち開位置との間で移行するように構成されてもよい。いくつかの例では、弁120は、周囲空気(例えば、室内気、大気など)または酸素を患者124に供給することと、カートリッジ10から吸入造影剤を患者124に供給することとの間を移行するように構成することができる。例えば、図2に示すように、弁120は、閉位置にあるとき、図2の矢印A1で示すように、周囲空気または酸素が弁120および流出ポート118を通過して患者124の気道に到達するように構成することができる。弁120が開位置にあるとき、周囲空気または酸素が弁120および流出ポート118を通過することが防止されてもよい。代わりに、弁120が開位置にあるとき、吸入造影剤は、図2の矢印A2で示すように、カートリッジ10から弁120および流出ポート118を通過して患者の気道に到達する。いくつかの例では、弁120は、所定の時間だけ開位置に留まり、その後、弁120が自動的に閉じられるように構成することができる。例えば、弁120は、造影剤の単回投与量を患者124に送達するのに十分な所定の時間にわたって開き、所定の時間が経過した後、閉位置に自動的に戻ることができるように構成することができる。特定の実施形態では、弁120は、例えば吸入造影剤の投与量の濃度を制御するために、周囲空気/酸素と吸入造影剤との混合物を供給してもよい。前述したように、弁120が閉位置にある状態で、周囲空気または酸素を流出ポート118またはマウスピースを通して患者124に送達することができる。
【】
いくつかの実施形態では、弁120は、二方弁を含んでもよい。例えば、弁120の第1の入力はレセプタクル116に接続されてもよく、弁120の第2の入力は周囲空気または酸素源に接続されてもよい。いくつかの実装形態では、弁120は三方弁を含んでもよい。例えば、弁120の第1の入力はレセプタクル116に接続されてもよく、弁120の第2の入力は周囲空気に接続されてもよく、弁120の第3の入力は酸素源に接続されてもよい。このような例では、システムコントローラ218は、ユーザ入力および/または吸入造影剤送達プロトコルに従って、入力のうちの1つまたは複数と流出ポート118との接続を切り替えるように弁120を制御するために送達装置110を制御するように構成されてもよい。
【】
送達装置110は、手動で作動される装置または自動化装置であってもよい。例えば、送達装置110は、患者124などのユーザが弁120を開くための解除ボタンまたは同様の機構を押すと作動され得る手持ち式または携帯型の吸入器とすることができる。解除ボタンはまた、例えば、吸入造影剤の投与量をカートリッジ10のリザーバ12から押し出すためのピストン、プランジャ、または同様の圧縮機構を作動させてもよい。代替的に、吸入造影剤は、作動時に圧力の解放により吸入造影剤が患者に流れるように、カートリッジ10内で大気圧よりも高い圧力で加圧されてもよい。
【】
引き続き図2を参照すると、送達装置110は、呼吸器122、人工呼吸器、吸入器、ネブライザ、または同様の吸入装置などの自動化装置を含んでもよく、これは、吸入造影剤の1回分または複数回分の投与量を含む呼吸を機械的に送達するためのポンプを含むか、または加圧された吸入造影剤を患者124の気道へ送達する圧力解放を利用する。呼吸器122または同様の装置の作動時に、造影剤の投与量がカートリッジ10のリザーバ12から引き出され、1回または複数回の機械的呼吸として患者に送達され得る。
【】
図3は、本開示の非限定的な実施形態による、本開示のカートリッジ10および送達装置110と共に使用することができる肺の機能的および構造的撮像システム210を示す概略図である。前述したように、システム210は、患者124による吸入のための送達装置110からの吸入造影剤の放出、1つまたは複数の撮像装置を用いた患者の1つまたは複数の肺の画像走査、ならびに肺の機能的および構造的撮像プロセスと同時または順次に患者に対して実行されてもよい任意の他の撮像技術またはプロセスを連携させるように構成されてもよい。前述したように、システム210によって撮像された画像は、肺または患者の肺の区域の換気、空気とらえこみ、物理的構造、ガス交換、灌流状態、または容量のうちの1つまたは複数を評価するために使用されてもよい。
【】
図3に示すように、システム210は、患者124の肺の機能的および構造的画像を取得するように構成された撮像装置212を備えてもよい。例えば、撮像装置212は、X線造影剤と共に使用するためのCT医療用撮像装置、および/または、例えば超偏極貴ガスを使用するMR撮像装置とすることができる。複数の造影剤および/または患者の身体の異なる機能領域の画像を取得するために使用することができ、本明細書に開示されるシステム210および方法300と共に使用することができる例示的な撮像装置212は、Flohrらの米国特許出願公開第2022/0401588号明細書に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。システム210は、適切な造影剤を収容するカートリッジ10から吸入を介して患者124に造影剤を送達するための送達装置110をさらに備えることができる。前述したように、送達装置110は、手持ち式吸入器などの手動装置、または呼吸器122もしくは人工呼吸器などの自動送達装置とすることができる。
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いくつかの例では、システム210は、システムユーザまたは患者124から情報を受信するための、ならびにユーザおよび/または患者に指示、情報、および/またはフィードバックを与えるための、1つまたは複数のコンピュータ入出力装置をさらに備えてもよい。例えば、システム210は、ユーザが患者124および/または実行されている処置に関する情報を入力することを可能にする端末、ユーザインターフェース、キーボードまたはタッチスクリーンディスプレイなどの入力装置214を含むことができる。システム210は、システムユーザおよび/または患者124に情報および指示を与えるための視覚ディスプレイ216、音声出力コンポーネントなどの出力コンポーネントを含むことができる。
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引き続き図3を参照すると、システム210は、撮像装置212、送達装置110、および/または他のシステム210の構成要素のうちの1つまたは複数と電気的に通信する、コンピューティングデバイスまたはコンピュータプロセッサなどのコントローラ218をさらに備える。コントローラ218は、肺の機能的および構造的画像を取得するために、吸入造影剤、血管造影剤の送達、および/または画像走査を連携するように構成されてもよい。例えば、コントローラ218は、吸入造影剤の投与量が送達装置110から患者124に投与されるように構成することができる。コントローラ218は、患者124による吸入造影剤の投与量の吸入後に、撮像装置212に、患者124の肺内の吸入造影剤を用いて患者の肺の機能的および構造的画像を取得させるように構成することができる。特定の手順では、コントローラ218はまた、本明細書で説明するように、流体注入器220からの血管造影剤の注入を制御または管理するように構成されてもよい。
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いくつかの例では、患者124の1つまたは複数の肺の撮像は、吸入期間(例えば、患者124が吸入造影剤の投与量を肺に吸入している期間)、息止め期間(例えば、患者124が吸入または吐き出すことなく吸入造影剤の投与量を肺に保持している期間)、呼気期間(例えば、患者124が吸入造影剤の投与量を肺から吐き出している期間)、吸入期間の前もしくは呼気期間の後の期間(例えば、患者124が撮像装置212内にいるが、肺に吸入造影剤がないとき)、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つの間に実行することができる。さらに、いくつかの例では、コントローラ218は、撮像装置212に肺画像のシーケンスを取得または撮像させるように構成することができる。例えば、コントローラ218は、例えば肺の機能的および構造的撮像プロトコルに従って、撮像装置212に複数の画像を異なるタイミングで取得させるように構成することができる。例えば、例示的な撮像プロトコルでは、コントローラ218は、撮像装置212に、患者124による吸入造影剤の吸入の直後またはすぐ後(例えば、1秒から10秒以内)に肺の第1の画像を取得させ、他の所定の遅延時間(例えば、30秒、1分、5分、またはそれ以上の遅延)の息止め期間後に、肺の第2の画像または遅延画像を取得させて、時間の経過に伴う肺の気腔内の造影剤濃度の変化を示すように構成されてもよい。
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送達装置110が呼吸器122または人工呼吸器などの自動化または機械的送達装置である場合、コントローラ218は、肺画像が取得される前の適切なタイミングに吸入造影剤の投与量が送達されるように送達装置110を制御するように構成されてもよい。例えば、コントローラ218は、送達装置110を作動させ、造影剤が患者によって吸入されてから所定の時間(例えば、1秒、2秒、5秒、10秒、またはそれ以上)が経過した後、例えば息止め期間中に、撮像装置212に機能的および構造的画像を取得させるように構成することができる。コントローラ218は、吸入造影剤が供給されているときに、呼吸および/または息止めを行うタイミングを患者に指示する指示を、視覚ディスプレイ216または聴覚出力で患者に与えるように構成されてもよい。例えば、造影剤を吸入した後に患者124に息止めを行わせる指示を視覚ディスプレイ216に表示することができ、これにより、造影剤は少なくとも所定の時間にわたって患者の肺に留まる。
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送達装置110が手動で作動または制御される装置(例えば、手持ち式または携帯型吸入器など)である場合、吸入器を使用するタイミングについての指示を、例えば、システム210の視覚ディスプレイ216または聴覚出力装置に表示または通知することができる。例えば、コントローラ218は、「今すぐ吸入してください」または「深呼吸してください」という指示を視覚ディスプレイ216に表示して、吸入装置110を使用するタイミングを患者124に知らせるように構成することができる。また、視覚ディスプレイ216には、吸入造影剤を吸入した後、患者に息止めを行わせる指示が表示されてもよい。前述の例のように、コントローラ218は、造影剤を吸入する指示が表示されてから所定の時間(例えば、1秒、2秒、5秒、10秒、またはそれ以上)が経過した後に、撮像装置212に患者の肺の機能的および構造的画像を取得させるように構成することができる。
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引き続き図3を参照すると、システム210は、例えば、患者の血流に別の診断用血管造影剤(本明細書では「血管造影剤」と呼ぶ)を送達するための、手動操作または動力式の流体注入器220などの別の送達装置をさらに備えることができる。例えば、流体注入器220は、流体注入器220に取り付けられた容器またはシリンジから、血管造影剤(例えば、CT用造影剤、MR用造影剤、タングステンなど)の有効量を、使い捨てのセットまたはカテーテルアセンブリを介して患者124の血管系に送達するように構成することができる。動力式流体注入器220としての使用に適した例示的なシリンジおよび動力式流体注入器は、例えば、米国特許第5,383,858号明細書、米国特許第7,553,294号明細書、米国特許第7,666,169号明細書、米国特許第8,945,051号明細書、米国特許第9,173,955号明細書、米国特許第9,199,033号明細書、米国特許第10,022,493号明細書、および米国特許第10,507,319号、国際出願PCT/US2012/037491号明細書、および米国特許出願公開第2014/0027009号明細書に記載され、これらの開示は参照によりその全体が組み込まれる。
【】
いくつかの例では、血管造影剤用の流体注入器220は、マルチシリンジ注入器とすることができ、2つ以上のシリンジは、並べてまたは他の配置で配向され、注入に関連するそれぞれのピストンによって別々に作動されるプランジャを含んでもよい。流体注入器220は、血管造影剤が充填されたシリンジと、生理食塩水または別の血管造影剤などの異なる流体が充填された1つまたは複数の追加のシリンジとを受け入れるように構成することができ、流体注入器220は、生理食塩水および/または1つまたは複数の血管造影剤組成物を患者124に送達するために使用されてもよい。複数のシリンジからの流体の送達は、流体注入器220および/またはコントローラ218によって制御することができる。シリンジからの流体の流れは、流体注入器220の流体制御モジュール(図示せず)によって調整することができる。流体制御モジュールは、注入流量、持続時間、総注入量、および/または造影剤と生理食塩水との比などのユーザが選択した注入パラメータに基づいて、生理食塩水および血管造影剤などの医療用流体の患者124への送達を調整するために、流体注入器220の様々なピストン、弁、および/または流量調整構造を動作させてもよい。本システム210と共に使用するために変更されてもよい関連する多流体送達システムの他の例は、米国特許第7,553,294号明細書、米国特許第7,666,169号明細書、米国特許第9,474,857号明細書、および国際公開WO2012/155035号に記載されており、これらの開示は参照により本明細書に組み込まれる。
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コントローラ218はまた、肺の機能的および構造的撮像システム210の他の構成要素に加えて、流体注入器220と電気的に通信することもでき、流体注入器220による流体送達を送達装置110による吸入造影剤の送達と連携させるように構成することができる。例えば、コントローラ218は、吸入によって送達装置110から患者124の肺に吸入造影剤の有効投与量が投与される前、それと同時もしくは実質的に同時(例えば、1秒から5秒以内など)、またはその後に、流体注入器220に血管造影剤の有効量を患者124の血管系に送達させるように構成することができる。一例として、コントローラ218は、流体注入器220による流体送達が吸入造影剤の送達よりも早く(例えば、15分前、30分前)行われるように制御してもよく、これによって、撮像装置212は、肺が吸入造影剤で満たされ、血管造影剤が患者の血液中に十分存在する状態で、肺に吸入された造影剤および患者124の血管系内の血管造影剤のそれぞれを示す機能的および構造的画像を、1回のスキャンで取得することができる。別の例では、流体注入器220からの血管造影剤と送達装置110からの吸入造影剤との同時投与では、コントローラ218は、例えば、血管造影剤が患者124の血管系全体に拡散する際に、肺に吸入された造影剤および患者124の血管系内の血管造影剤のそれぞれを示す機能的および構造的画像を撮像装置212に取得させるように構成することができる。
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本明細書に開示されるカートリッジ10、送達装置110、およびトリガーシステム210は、患者124の肺を撮像する方法において使用されてもよい。一般に、診断用撮像手順では、患者124は、撮像プラットフォーム上に配置され、撮像手順の間、通常は仰向け、横向き、またはうつ伏せで横たわる。しかしながら、一部の肺撮像では、患者が直立姿勢にあることが望ましい場合がある。
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ここで図4を参照すると、本開示の非限定的な実施形態による、患者の肺を撮像する方法400のフローチャートが示されている。図4に示すステップは、例示のみを目的としている。いくつかの非限定的な実施形態または態様では、追加の、より少ない、異なる、および/または異なる順序のステップが使用されてもよいことが理解されるであろう。いくつかの非限定的な実施形態では、ステップは、前のステップの実行および/または完了に応じて自動的に実行されてもよい。
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図4に示すように、ステップ402において、方法400は、送達装置110を用いて、吸入造影剤の投与量を患者124に送達することを含む。例えば、少なくとも1回分の投与量の吸入造影剤を収容するリザーバ12を備えるカートリッジ10を収容する送達装置110は、吸入造影剤の投与量を患者124に送達してもよい。例えば、患者124は、本明細書に記載されるように、送達装置110を用いて吸入造影剤の投与量を吸入するように指示されてもよい。前述したように、吸入造影剤は、送達装置110に挿入された取り外し可能および/または交換可能なカートリッジ10(例えば、吸入造影剤の単回投与量を収容する単回使用の充填済みカートリッジ、造影剤の複数回投与量を収容する複数回使用カートリッジなど)に収容することができる。単回使用カートリッジの場合、方法400は、カートリッジ10のリザーバ12から貴ガスの全部または実質的に全部(例えば、所定の割合など)を患者124に排出することを含むことができる。吸入造影剤の複数回投与量を収容するカートリッジ10の場合、方法400は、所望の量(例えば、単回投与量、または複数回投与量の各投与量)の吸入造影剤が適切なタイミングでカートリッジ10のリザーバ12から排出されるように、弁120、呼吸器122、クロージャ14、および/または送達装置110またはカートリッジ10の同様の構成要素を制御することを含むことができる。
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送達装置110は、本明細書に記載されているように、自動送達装置(例えば、呼吸器122、人工呼吸器など)または手動送達装置(例えば、手持ち式吸入器など)のいずれかであり得る。自動送達装置の場合、吸入造影剤の投与量を送達することは、吸入造影剤がカートリッジ10のリザーバ12から患者124に流れるように、呼吸器122を作動させることおよび弁120を開位置に移動させることを含み得る。いくつかの例では、前述したように、弁120は、所定の時間が経過した後に自動的に閉じるように構成することができ、正しい量の吸入造影剤が患者124に送達されることを確保する。手動送達装置の場合、吸入造影剤の投与量を送達することは、適切なタイミングで、吸入器を使用するように患者に指示することおよび/または吸入器の使用において患者を補助することを含み得る。
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図4に示すように、ステップ404において、方法400は、患者に息止めを行うように指示を与えることを含む。例えば、システムコントローラ218は、視覚ディスプレイ216および/または聴覚出力装置を制御して、患者に息止めを行うように指示を与えてもよい。一例として、患者124が吸入造影剤を吸入した後、システムコントローラ218は、吸入造影剤の投与量が送達されたという通知を送達装置110から受信し、吸入造影剤が送達されたという通知を受信したことに応答して、吸入造影剤が患者の肺の気腔に留まるよう、患者に息止めを行うように指示を与えてもよい。例えば、前述したように、息止め指示またはコマンドは、視覚ディスプレイ216に表示することができ、またはシステム210の聴覚出力装置から発することができる。
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図4に示すように、ステップ406において、方法400は、例えば、吸入造影剤の投与および血管造影剤の注入の両方を組み込む撮像手順において、患者の血管系に血管造影剤を任意選択で注入することを含む。例えば、流体注入器220は、(例えば、システムコントローラ218からのコマンドに応答して、ユーザ入力に応答して、など)吸入造影剤の投与量を患者124に送達する前、それと同時もしくは実質的に同時、および/またはその後に、患者124の血管系に血管造影剤を注入してもよい。例えば、血管造影剤は、流体注入器220を作動させることによって注入することができ、これにより、血管造影剤は、流体注入器220からカテーテルセットまたはアセンブリを通過して患者の血流中に送られる。
【】
図4に示すように、ステップ408において、方法400は、患者の肺の機能的および構造的画像を取得することを含む。例えば、撮像装置212は、患者124の肺の機能的および構造的画像を取得してもよい。一例として、吸入造影剤の投与量の吸入、および任意選択の血管造影剤の注入の後、患者124が息止めを行っている状態で、撮像装置212を用いて患者124の肺の機能的および構造的画像を取得してもよい。画像は、吸入造影剤の投与量を送達する前、それと同時もしくは実質的に同時、および/またはその後、または所定の遅延(例えば、5秒から15秒の遅延など)の後に取得することができる。いくつかの例では、患者124が息止めを行っている間に、撮像装置212を使用して1つまたは複数の連続画像を収集し、吸入造影剤が時間の経過に伴って肺内でどのように展開するかを示すことができる。例えば、5秒から15秒後など、息止め段階の終了時に、撮像装置212は、患者124が1回または複数回の呼吸をする際に画像を収集し続け、吸入造影剤が肺からどのように洗い出されるかを示すことができる。特定の実施形態では、本方法は、最初の一連の肺の機能的および構造的画像が取得されてから所定の時間(例えば、1分から30分)が経過した後に、第2の一連の肺の機能的および構造的画像を取得して、所定の時間が経過した後の肺の気腔内の造影剤の量を視覚化することを含み得る。
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いくつかの例では、方法400は、所定の撮像プロトコルに従って患者の肺の複数の画像を取得することを含む。いくつかの例では、撮像プロトコルは、吸入段階、息止め段階(例えば、患者が肺内に造影剤がある状態で息を止めるとき)、および呼気段階(例えば、吸入造影剤が肺から洗い出されるとき)のそれぞれの間に画像を撮影することを含むことができる。例えば、撮像プロトコルは、吸入段階の間に患者の肺の1つまたは複数の画像を撮影することを含むことができる。撮像プロトコルは、造影剤の吸入後に約5秒から約30秒続く息止め段階などの息止め段階の間に1つまたは複数の画像を撮影することを含むことができる。撮像プロトコルは、患者124が息を吐く呼気段階の間に1つまたは複数の画像を撮影することを含んでもよい。画像は、患者の肺からガスを実質的に完全に洗い出すことができるように、所定の時間が経過した後に、および/または、2秒、5秒、10秒から約30秒などの所定の一定または可変の間隔で、息止めフレーズ後、合計時間約5分まで撮影することができる。いくつかの例では、方法はまた、1つまたは複数の高線量、高解像度のスキャンと、動的データを得るために1つまたは複数の低線量、低解像度のスキャンとを行うことを含むことができる。画像取得および分析は、例えば、PETおよびSPECTで行われるものと同様であってもよい。
【】
前述したように、撮像装置212は、使用される吸入造影剤の種類に応じて、CT医療用撮像装置および/またはMR撮像装置を含んでもよい。さらに、造影剤が肺の気腔および患者の血管系のそれぞれに供給される場合、撮像装置212は、造影剤のそれぞれを検出または視覚化するように構成することができる。例えば、撮像装置212は、肺内の貴ガスおよび患者の血流中の血管造影剤のそれぞれを視覚化する画像を取得するように構成されたデュアルエナジーCT撮像装置とすることができる。
【】
現在最も実用的で好ましい態様であると考えられているものに基づいて、例示の目的のために詳細に説明されているが、このような詳細は単にその目的のためのものであり、本開示は開示された態様に限定されるものではなく、むしろ、変更および均等な構成を包含することを意図していると理解されるべきである。例えば、可能な限り、任意の態様の1つまたは複数の特徴を、任意の他の態様の1つまたは複数の特徴と組み合わせることができることを意図していると理解されるべきである。
【符号の説明】
【】
10 カートリッジ
12 リザーバ
14 クロージャ
16 開口部
110 送達装置
112 ハウジング
114 開口部
116 レセプタクル
118 流出ポート
120 弁
122 呼吸器
124 患者
126 患者付属品
128 可撓性管
210 システム
212 撮像装置
214 入力装置
216 視覚ディスプレイ
218 システムコントローラ
220 流体注入器
【図】
【図】
【図】
【図】
【国際調査報告】