用于检测流体注入器装置的管路中的流体类型的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年6月17日提交的美国临时专利申请No.63/212,055的权益，其公开内容通过引用其整体并入本文。

技术领域

本公开涉及用于注入造影介质以进行造影增强医学成像过程的流体注入器和装置的领域。具体而言，描述了用于检测流体注入器装置的流体管路套件中的空气和流体类型(造影剂和生理盐水)以及流体浓度的系统和方法的实施例。

背景技术

在许多医疗诊断和治疗过程中，医疗从业者向患者注入一种或多种医疗流体。近年来，已经开发了许多用于医疗流体(例如成像造影介质溶液(通常简称为“造影剂”)、冲洗剂(例如生理盐水或林格氏乳酸)和其它医疗流体)的加压注入的注入器致动的针筒和动力流体注入器用于成像过程，例如心血管血管造影术(CV)、计算机断层扫描(CT)、超声波、磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)和其它成像过程。通常，这些流体注入器被设计成以预设的压力、持续时间和/或流速递送预设量的流体。

通常，流体注入器具有至少一个驱动构件，如活塞，其连接至针筒，例如通过与柱塞或针筒的近端壁上的接合特征连接。可选地，流体注入器可以包括一个或多个蠕动泵，用于从流体储器注入医疗流体。针筒可包括刚性筒体，其中针筒柱塞可滑动地设置在筒体内。驱动构件相对于筒体的纵向轴线在近侧和/或远侧方向上驱动柱塞，以分别将流体吸入针筒筒体或从针筒筒体递送流体。在某些应用中，医疗流体在高达300psi的流体压力下被注入到血管系统中，用于CT成像过程，或者高达1200psi，例如用于CV成像过程。

在将造影剂和冲洗流体两者注入到患者体内的某些注入期间，重要的是，系统和用户识别哪个针筒包含造影剂并且哪个针筒包含冲洗剂并且使用正确的造影剂，以确保在注入过程中的正确点注入准确量的造影剂和冲洗流体，以最小化或消除造影剂的过度注入，简化注射设置，并确保使用正确的造影剂浓度。需要新的方法和设备来验证被装载到对应的针筒中的流体的类型和浓度，并允许注入系统清楚地指示哪个针筒包含哪个注入流体，因为某些注入流体是昂贵的，并且如果不正确地施用会对患者造成伤害。

发明内容

鉴于上述需求，本公开提供了用于在医疗流体注入过程期间检测流体管线中的内容物的系统、设备和方法。本公开的某些实施例涉及流体注入器系统。该系统包括：至少一个注入器，用于加压和递送来自至少一个流体储器的至少一种流体，至少一个流体路径段，其在体相流体储器和连接到至少一个注入器的针筒之间提供流体连通，以及沿着至少一个流体路径段布置的至少一个传感器。至少一个传感器包括：发射器，被配置为使光发射穿过至少一个流体路径段，和检测器，其被配置为接收发射穿过至少一个流体路径段的光，并基于所接收的光的至少一个属性生成电信号。该系统还包括至少一个处理器，其被编程或配置成基于由检测器生成的电信号来确定以下至少一个：存在于流体路径段中的至少一种流体的特性、流体路径段中的至少一种流体的浓度和流体路径段的至少一个属性。

在一些实施例中，发射器布置在流体路径段的第一侧，检测器布置在流体路径段的第二侧，并且流体路径段的第二侧与流体路径段的第一侧成大约180°相对。

在一些实施例中，该流体注入器系统还包括分别用于递送第一流体和第二流体的第一流体储器和第二流体储器。该系统还包括与第一流体储器流体连通的第一流体路径段，与第二流体储器流体连通的第二流体路径段，和第一传感器和第二传感器。第一流体路径段与第一传感器相关联，并且第二流体路径段与第二传感器相关联。

在一些实施例中，该流体注入器系统还包括与第一流体储器流体连通的第一体相流体容器和与第二流体储器流体连通的第二体相流体容器。第一传感器布置成在第一流体储器的填充操作期间检测从第一体相流体容器进入第一流体储器的流体，并且第二传感器布置成在第二流体储器的填充操作期间检测从第二体相流体容器进入第二流体储器的流体。

在一些实施例中，至少一个处理器被编程或配置为基于由第一和第二传感器生成的电信号来确定：填充第一流体储器的流体最初旨在填充第二流体储器，并且填充第二流体储器的流体最初旨在填充第一流体储器。

在一些实施例中，至少一个处理器被编程或配置成执行选自以下的操作：响应于确定填充第一流体储器的流体最初旨在填充第二流体储器，停止填充操作，以及调整注入协议以确保注入参数被更新以切换第一流体储器和第二流体储器的特性，使得第一流体与第一流体储器相关联，并且第二流体与第二流体储器相关联。

在一些实施例中，至少一个处理器被编程或配置为改变注入协议，方式是：配置第一流体储器以注入最初旨在由第二流体储器注入的流体，以及配置第二流体储器以注入最初旨在由第一流体储器注入的流体。

在一些实施例中，至少一个处理器被编程或配置成调整图形用户界面的显示或照亮与流体储器相关联的光源，以指示第一流体储器包含最初旨在由第二流体储器注入的流体，并且第二流体储器包含最初旨在由第一流体储器注入的流体。

在一些实施例中，该流体注入器还包括歧管。该歧管包括：至少一个流体路径段、连接到至少一个流体储器的针筒尖端的入口端口、连接到患者管线的出口端口和连接到体相流体储器的填充端口。

在一些实施例中，至少一个处理器被编程或配置成基于至少一个流体路径段中的流体的特性和流体的浓度中的至少一个来确定至少一个流体储器的最佳填充速率。

在一些实施例中，最佳填充速率包括填充至少一个流体储器的最快速度，最快速度在流体进入至少一个流体储器时使引入流体的气泡最少。

在一些实施例中，检测器被配置为当至少一个流体路径段包含造影介质时输出第一电压信号。检测器被配置为当流体路径段包含生理盐水时输出第二电压信号。至少一个处理器被编程或配置成基于第一电压信号和第二电压信号之间的差来确定至少一个流体路径段中的注入流体的特性。

在一些实施例中，检测器被配置为当至少一个流体路径段包含空气时输出第三电压信号。至少一个处理器被编程或配置成基于第三电压信号、第一电压信号和第二电压信号之间的差来确定至少一个流体路径段中有空气。

在一些实施例中，当检测器确定流体路径段包含空气时，检测器被配置为向用户提供体相流体储器为空的警报。

在一些实施例中，至少一个处理器被编程或配置为：基于由至少一个传感器生成的电信号确定至少一个流体路径段中的造影介质的浓度以及增加在注入过程期间注入的生理盐水的比例，以稀释递送给患者的造影介质的浓度。

在一些实施例中，至少一个处理器被编程或配置为：基于由至少一个传感器生成的电信号确定流体路径段中造影介质的浓度以及在注入过程期间降低盐水的注入速率，以增加递送给患者的造影介质的浓度。

在一些实施例中，发射器布置成垂直于流体流动方向使光发射穿过至少一个流体路径段。

在一些实施例中，至少一个处理器被编程或配置成基于电信号确定至少一个流体路径段存在于发射器和检测器之间。

在一些实施例中，发射器被配置成发射紫外光谱上的光。

在一些实施例中，所发射的光可以具有从大约300nm到大约400nm的波长。

在一些实施例中，发射器被配置成发射红外光谱上的光。

在一些实施例中，所发射的光可以具有从大约700nm到大约2000nm的波长。

在一些实施例中，发射器被配置成发射可见光谱上的光。

在一些实施例中，所发射的光可以具有从大约400nm到大约700nm的波长。

在一些实施例中，至少一个处理器被编程或配置为以第一发射器电流驱动发射器，第一发射器电流被配置为如果第一流体存在于流体路径段中，则使检测器饱和。

在一些实施例中，至少一个处理器被编程或配置为以大于第一发射器电流的第二发射器电流驱动发射器，第二发射器电流被配置为如果第二流体存在于流体路径段中，则使检测器饱和。

本公开的其他实施例涉及用于确定在流体注入器系统的至少一个流体路径段中流动的流体的一种或多种流体属性的方法。该方法包括：从至少一个传感器的发射器使光发射穿过至少一个流体路径段，用第一近侧传感器的检测器检测已经穿过至少一个流体路径段的光，和基于由检测器生成的电信号，确定以下至少一个：存在于流体路径套件中的注入流体的特性、流体路径套件中的注入流体的浓度和流体路径段的至少一个属性。

在一些实施例中，发射器布置在流体路径段的第一侧，检测器布置在流体路径段的第二侧，并且流体路径段的第二侧与流体路径段的第一侧成大约180°相对。

在一些实施例中，流体注入器系统包括：分别用于递送第一流体和第二流体的第一流体储器和第二流体储器、与第一流体储器流体连通的第一流体路径段、与第二流体储器流体连通的第二流体路径段、以及第一传感器和第二传感器。第一流体路径段与第一传感器相关联，并且第二流体路径段与第二传感器相关联。

在一些实施例中，流体注入器系统还包括：与第一流体储器流体连通的第一体相流体容器，和与第二流体储器流体连通的第二体相流体容器。第一传感器布置成在第一流体储器的填充操作期间检测进入第一流体储器的流体，并且第二传感器布置成在第二流体储器的填充操作期间检测进入第二流体储器的流体。

在一些实施例中，该方法进一步包括：基于由第一和第二传感器生成的电信号来确定：填充第一流体储器的流体最初旨在填充第二流体储器，并且填充第二流体储器的流体最初旨在填充第一流体储器。

在一些实施例中，该方法还包括响应于确定填充第一流体储器的流体最初旨在填充第二流体储器，停止填充操作。

在一些实施例中，该方法还包括调整注入协议以确保注入参数被更新以切换第一流体储器和第二流体储器的特性，使得第一流体与第一流体储器相关联，并且第二流体与第二流体储器相关联。

在一些实施例中，该方法还包括至少一个处理器被编程或配置为改变注入协议，方式是：配置第一流体储器以注入最初旨在由第二流体储器注入的流体，以及配置第二流体储器以注入最初旨在由第一流体储器注入的流体。

在一些实施例中，该方法还包括调整图形用户界面的显示或照亮与流体储器相关联的光源，以指示第一流体储器包含最初旨在由第二流体储器注入的流体，并且第二流体储器包含最初旨在由第一流体储器注入的流体。

在一些实施例中，流体注入器系统还包括歧管。歧管包括：至少一个流体路径段、连接到至少一个流体储器的针筒尖端的入口端口、连接到患者管线的出口端口和连接到体相流体储器的填充端口。

在一些实施例中，该方法还包括基于至少一个流体路径段中的流体的特性和流体的浓度中的至少一个来确定至少一个流体储器的最佳填充速率。

在一些实施例中，最佳填充速率包括填充至少一个流体储器的最快速度，最快速度在流体进入至少一个流体储器时使引入流体的气泡最少。

在一些实施例中，检测器被配置为当至少一个流体路径段包含造影介质时输出第一电压信号。检测器被配置为当流体路径段包含生理盐水时输出第二电压信号。该方法还包括基于第一电压信号和第二电压信号之间的差来确定至少一个流体路径段中的注入流体的特性。

在一些实施例中，检测器被配置为当至少一个流体路径段包含空气时输出第三电压信号。该方法还包括基于第三电压信号、第一电压信号和第二电压信号之间的差来确定流体路径段中有空气。

在一些实施例中，该方法还包括当检测器确定流体路径段包含空气时，向用户提供体相流体储器为空的警报。

在一些实施例中，该方法还包括：基于由至少一个传感器生成的电信号确定至少一个流体路径段中的造影介质的浓度；以及增加在注入过程期间注入的生理盐水的比例，以稀释递送给患者的造影介质的浓度。

在一些实施例中，该方法还包括：基于由至少一个传感器生成的电信号确定至少一个流体路径段中造影介质的浓度；以及在注入过程期间降低盐水的注入速率，以增加递送给患者的造影介质的浓度。

在一些实施例中，发射器布置成垂直于通过至少一个流体路径段的流体流动方向发射光。

在一些实施例中，该方法还包括基于电信号确定至少一个流体路径段存在于发射器和检测器之间。

在一些实施例中，发射器被配置成发射紫外光谱上的光。

在一些实施例中，所发射的光可以具有从大约300nm到大约400nm的波长。

在一些实施例中，发射器被配置成发射红外光谱上的光。

在一些实施例中，所发射的光可以具有从大约700nm到大约2000nm的波长。

在一些实施例中，发射器被配置成发射可见光谱上的光。

在一些实施例中，所发射的光可以具有从大约400nm到大约700nm的波长。

在一些实施例中，该方法还包括以第一发射器电流驱动发射器，第一发射器电流被配置为如果第一流体存在于流体路径段中，则使检测器饱和。

在一些实施例中，该方法还包括以大于第一发射器电流的第二发射器电流驱动发射器，第二发射器电流被配置为如果第二流体存在于流体路径段中，则使检测器饱和。

本公开的其他方面或示例在以下编号条款中描述：

条款1.流体注入器系统，包括：至少一个注入器，用于加压和递送来自至少一个流体储器的至少一种流体；至少一个流体路径段，其在体相流体储器和连接到至少一个注入器的针筒之间提供流体连通；沿着至少一个流体路径段布置的至少一个传感器，至少一个传感器包括：发射器，被配置为使光发生穿过至少一个流体路径段；和检测器，其被配置为接收发射穿过至少一个流体路径段的光，并基于所接收的光的至少一个属性生成电信号；和至少一个处理器，其被编程或配置成基于由检测器生成的电信号来确定以下至少一个：存在于流体路径段中的至少一种流体的特性；流体路径段中的至少一种流体的浓度；和流体路径段的至少一个属性。

条款2.根据条款1所述的流体注入器系统，其中发射器布置在流体路径段的第一侧，其中检测器布置在流体路径段的第二侧，并且其中流体路径段的第二侧与流体路径段的第一侧成大约180°相对。

条款3.根据条款1或2所述的流体注入器系统，进一步包括：分别用于递送第一流体和第二流体的第一流体储器和第二流体储器；与第一流体储器流体连通的第一流体路径段；与第二流体储器流体连通的第二流体路径段；和第一传感器和第二传感器，其中第一流体路径段与第一传感器相关联，并且第二流体路径段与第二传感器相关联。

条款4.根据条款1-3中任一项所述的流体注入器系统，进一步包括：与第一流体储器流体连通的第一体相流体容器；和与第二流体储器流体连通的第二体相流体容器，其中，第一传感器布置成在第一流体储器的填充操作期间检测从第一体相流体容器进入第一流体储器的流体，并且其中，第二传感器布置成在第二流体储器的填充操作期间检测从第二体相流体容器进入第二流体储器的流体。

条款5.根据条款1-4中任一项所述的流体注入器系统，其中，至少一个处理器被编程或配置为基于由第一和第二传感器生成的电信号来确定：填充第一流体储器的流体最初旨在填充第二流体储器；并且填充第二流体储器的流体最初旨在填充第一流体储器。

条款6.根据条款1-5中任一项所述的流体注入器系统，其中，至少一个处理器被编程或配置成执行选自以下的操作：响应于确定填充第一流体储器的流体最初旨在填充第二流体储器，停止填充操作；以及调整注入协议以确保注入参数被更新以切换第一流体储器和第二流体储器的特性，使得第一流体与第一流体储器相关联，并且第二流体与第二流体储器相关联。

条款7.根据条款1-6中任一项所述的流体注入器系统，其中，至少一个处理器被编程或配置为改变注入协议，方式是：配置第一流体储器以注入最初旨在由第二流体储器注入的流体，以及配置第二流体储器以注入最初旨在由第一流体储器注入的流体。

条款8.根据条款1-7中任一项所述的流体注入器系统，其中，至少一个处理器被编程或配置成调整图形用户界面的显示或照亮与流体储器相关联的光源，以指示第一流体储器包含最初旨在由第二流体储器注入的流体，并且第二流体储器包含最初旨在由第一流体储器注入的流体。

条款9.根据条款1-8中任一项所述的流体注入器系统，还包括歧管，其中歧管包括：至少一个流体路径段；连接到至少一个流体储器的针筒尖端的入口端口；连接到患者管线的出口端口；和连接到体相流体储器的填充端口。

条款10.根据条款1-9中任一项所述的流体注入器系统，其中，至少一个处理器被编程或配置成基于至少一个流体路径段中的流体的特性和流体的浓度中的至少一个来确定至少一个流体储器的最佳填充速率。

条款11.根据条款1-10中任一项所述的流体注入器系统，其中，最佳填充速率包括填充至少一个流体储器的最快速度，最快速度在流体进入至少一个流体储器时使引入流体气泡最少。

条款12.根据条款1-11中任一项所述的流体注入器系统，其中，检测器被配置为当至少一个流体路径段包含造影介质时输出第一电压信号，其中，检测器被配置为当流体路径段包含生理盐水时输出第二电压信号，并且其中，至少一个处理器被编程或配置成基于第一电压信号和第二电压信号之间的差来确定至少一个流体路径段中的注入流体的特性。

条款13.根据条款1-12中任一项所述的流体注入器系统，其中，检测器被配置为当至少一个流体路径段包含空气时输出第三电压信号，并且其中，至少一个处理器被编程或配置成基于第三电压信号、第一电压信号和第二电压信号之间的差来确定至少一个流体路径段中有空气。

条款14.根据条款1-13中任一项所述的流体注入器系统，其中，当检测器确定流体路径段包含空气时，检测器被配置为向用户提供体相流体储器为空的警报。

条款15.根据条款1-14中任一项所述的流体注入器系统，其中，至少一个处理器被编程或配置为：基于由至少一个传感器生成的电信号确定至少一个流体路径段中的造影介质的浓度，以及增加在注入过程期间注入的生理盐水的比例，以稀释递送给患者的造影介质的浓度。

条款16.根据条款1-15中任一项所述的流体注入器系统，其中，至少一个处理器被编程或配置为：基于由至少一个传感器生成的电信号确定流体路径段中造影介质的浓度，以及在注入过程期间降低盐水的注入速率，以增加递送给患者的造影介质的浓度。

条款17.根据条款1-16中任一项所述的流体注入器系统，其中，发射器布置成垂直于流体流动方向使光发射穿过至少一个流体路径段。

条款18.根据条款1-17中任一项所述的流体注入器系统，其中，至少一个处理器被编程或配置成基于电信号确定至少一个流体路径段存在于发射器和检测器之间。

条款19.根据条款1-18中任一项所述的流体注入器系统，其中，发射器被配置成发射紫外光谱上的光。

条款20.根据条款1-19中任一项所述的流体注入器系统，其中所发射的光具有从大约300nm到大约400nm的波长。

条款21.根据条款1-20中任一项的流体注入器系统，其中，发射器被配置成发射红外光谱上的光。

条款22.根据条款1-21中任一项所述的流体注入器系统，其中所发射的光具有从大约700nm到大约2000nm的波长。

条款23.根据条款1-22中任一项所述的流体注入器系统，其中，发射器被配置成发射可见光谱上的光。

条款24.根据条款1-23中任一项所述的流体注入器系统，其中，所发射的光具有从大约400nm到大约700nm的波长。

条款25.根据条款1-24中任一项所述的流体注入器系统，其中，至少一个处理器被编程或配置为以第一发射器电流驱动发射器，其中，第一发射器电流被配置为如果第一流体存在于流体路径段中，则使检测器饱和。

条款26.根据条款1-25中任一项所述的流体注入器系统，其中至少一个处理器被编程或配置为以大于第一发射器电流的第二发射器电流驱动发射器，其中第二发射器电流被配置为如果第二流体存在于流体路径段中，则使检测器饱和。

条款27.用于确定在流体注入器系统的至少一个流体路径段中流动的流体的一种或多种流体属性的方法，方法包括：通过至少一个流体路径段从至少一个传感器的发射器发射光；用第一近侧传感器的检测器检测已经穿过至少一个流体路径段的光；基于由检测器生成的电信号，确定以下至少一个：存在于流体路径套件中的注入流体的特性；流体路径套件中的注入流体的浓度；和流体路径段的至少一个属性。

条款28.根据条款27所述的方法，其中，发射器布置在流体路径段的第一侧，其中检测器布置在流体路径段的第二侧，并且其中流体路径段的第二侧与流体路径段的第一侧成大约180°相对。

条款29.根据条款27至28所述的方法，其中，流体注入器系统包括：分别用于递送第一流体和第二流体的第一流体储器和第二流体储器；与第一流体储器流体连通的第一流体路径段；与第二流体储器流体连通的第二流体路径段；以及第一传感器和第二传感器，其中，第一流体路径段与第一传感器相关联，并且第二流体路径段与第二传感器相关联。

条款30.根据条款27-29中任一项所述的方法，其中，流体注入器系统还包括：与第一流体储器流体连通的第一体相流体容器；和与第二流体储器流体连通的第二体相流体容器，其中，第一传感器布置成在第一流体储器的填充操作期间检测进入第一流体储器的流体，并且其中第二传感器布置成在第二流体储器的填充操作期间检测进入第二流体储器的流体。

条款31.根据条款27-30中任一项所述的方法，进一步包括：基于由第一和第二传感器生成的电信号来确定：填充第一流体储器的流体最初旨在填充第二流体储器的；并且填充第二流体储器的流体最初旨在填充第一流体储器的。

条款32.根据条款27-31中任一项所述的方法，还包括响应于确定填充第一流体储器的流体最初旨在填充第二流体储器，停止填充操作。

条款33.根据条款27-32中任一项所述的方法，还包括调整注入协议以确保注入参数被更新以切换第一流体储器和第二流体储器的特性，使得第一流体与第一流体储器相关联，并且第二流体与第二流体储器相关联。

条款34.根据条款27-33中任一项所述的方法，还包括至少一个处理器被编程或配置为改变注入协议，方式是：配置第一流体储器以注入最初旨在由第二流体储器注入的流体，以及配置第二流体储器以注入最初旨在由第一流体储器注入的流体。

条款35.根据条款27-34中任一项所述的方法，还包括调整图形用户界面的显示或照亮与流体储器相关联的光源，以指示第一流体储器包含最初旨在由第二流体储器注入的流体，并且第二流体储器包含最初旨在由第一流体储器注入的流体。

条款36.根据条款27-35中任一项所述的方法，其中流体注入器系统还包括歧管，其中歧管包括：至少一个流体路径段；连接到至少一个流体储器的针筒尖端的入口端口；连接到患者管线的出口端口；和连接到体相流体储器的填充端口。

条款37.根据条款27-36中任一项所述的方法，还包括基于至少一个流体路径段中的流体的特性和流体的浓度中的至少一个来确定至少一个流体储器的最佳填充速率。

条款38.根据条款27-37中任一项所述的方法，其中，最佳填充速率包括填充至少一个流体储器的最快速度，最快速度在流体进入至少一个流体储器时使引入流体的气泡最少。

条款39.根据条款27-38中任一项所述的方法，其中检测器被配置为当至少一个流体路径段包含造影介质时输出第一电压信号，其中检测器被配置为当流体路径段包含生理盐水时输出第二电压信号，并且其中方法还包括基于第一电压信号和第二电压信号之间的差来确定至少一个流体路径段中的注入流体的特性。

条款40.根据条款27-39中任一项所述的方法，其中，检测器被配置为当至少一个流体路径段包含空气时输出第三电压信号，并且其中，方法还包括基于第三电压信号、第一电压信号和第二电压信号之间的差来确定流体路径段中有空气。

条款41.根据条款27-40中任一项所述的方法，还包括当检测器确定流体路径段包含空气时，向用户提供体相流体储器为空的警报。

条款42.根据条款27-41中任一项的方法，进一步包括：基于由至少一个传感器生成的电信号确定至少一个流体路径段中的造影介质的浓度，以及增加在注入过程期间注入的生理盐水的比例，以稀释递送给患者的造影介质的浓度。

条款43.根据条款27-42中任一项所述的方法，进一步包括：基于由至少一个传感器生成的电信号确定至少一个流体路径段中造影介质的浓度，以及在注入过程期间降低盐水的注入速率，以增加递送给患者的造影介质的浓度。

条款44.根据条款23-43中任一项所述的方法，其中，发射器布置成垂直于通过至少一个流体路径段的流体流动方向发射光。

条款45.根据条款27-44中任一项所述的方法，还包括基于电信号确定至少一个流体路径段存在于发射器和检测器之间。

条款46.根据条款27-45中任一项所述的方法，其中，发射器被配置成发射紫外光谱上的光。

条款47.根据条款27-46中任一项所述的方法，其中，所发射的光具有从大约300nm到大约400nm的波长。

条款48.根据条款27-47中任一项所述的方法，其中，发射器被配置成发射红外光谱上的光。

条款49.根据条款27-48中任一项所述的方法，其中，所发射的光具有从大约700nm到大约2000nm的波长。

条款50.根据条款27-49中任一项所述的方法，其中，发射器被配置成发射可见光谱上的光。

条款51.根据条款27-50中任一项所述的方法，其中，所发射的光具有从大约400nm到大约700nm的波长。

条款52.根据条款27-51中任一项所述的方法，还包括以第一发射器电流驱动发射器，其中，第一发射器电流被配置为如果第一流体存在于流体路径段中，则使检测器饱和。

条款53.根据条款27-52中任一项所述的流体注入器系统，还包括以大于第一发射器电流的第二发射器电流驱动发射器，其中，第二发射器电流被配置为如果第二流体存在于流体路径段中，则使检测器饱和。

在结合附图回顾以下各种示例的详细说明，本文详细描述的各种示例的更多细节和优点将变得清晰。

附图说明

图1为根据本公开的实施例的流体注入器系统的透视图；

图2为根据本公开的实施例的流体注入器系统的示意图；

图3为根据本公开的实施例的传感器模块的前横截面视图；

图4为与充液流体路径段相关联的图3的传感器模块的前横截面视图；

图5为图3的传感器模块的前横截面视图

图6为根据本公开的实施例的歧管和歧管壳体模块的前视图；

图7为根据本公开的实施例的针筒尖端、流体路径段和传感器模块的侧横截面视图；

图8A为根据本公开的实施例的使用红外辐射的流体路径段中的各种流体的传感器输出电压的直方图；

图8B为针对使用红外辐射的流体路径段中的各种类型造影剂的来自图8A的传感器输出电压的标准偏差的图；

图9为根据本公开的实施例的使用红外辐射的流体路径段中的各种造影介质浓度的传感器平均输出电压的图；

图10为根据本公开的实施例的使用紫外线辐射的流体路径段中的各种造影介质浓度的传感器平均输出电压的图；

图11为根据本公开的实施例的使用紫外线辐射的流体路径段中的各种造影介质浓度的传感器平均输出电压的图；

图12为根据本公开的实施例的流体路径段中各种造影介质的相对电磁透射图；

图13为根据本公开的实施例的流体路径段中各种造影介质的相对电磁透射图；

图14为根据本公开的实施例的流体路径段中各种造影介质的相对电磁透射图；

图15为根据本公开的实施例的流体路径段中各种造影介质的相对电磁透射图；

图16为偏心流体路径段的前横截面视图；

图17为具有通风气流的流体路径段的侧横截面视图；

图18为具有表面光洁度的流体路径段的侧横截面视图；

图19为非圆形流体路径段的前横截面视图；

图20为具有缕状物的流体路径段的前横截面视图；

图21A-21H为示出根据本公开的实施例的作为发射器电流的函数的检测器输出电压的图；

图22为针对针筒盖的各种条件和配置的传感器输出电压随时间的图；

图23为根据本公开的实施例的传感器的电路示意图；和

图24为根据本公开的实施例的针筒尖端、歧管和传感器模块的透视图。

具体实施方式

如本文所用，单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数对象，除非上下文另有明确规定。空间或方向术语，例如“左”、“右”、“内”、“外”、“上”、“下”等，与附图中所示的本发明相关，并且不被认为是限制性的，因为本公开可以采取各种可选的方向。

说明书和权利要求中使用的所有数字应理解为在所有情况下由术语“约”修饰。术语“约”意味着包括所述值的正负25％，例如所述值的正负10％。然而，这不应该被认为是对等效原则下的任何数值分析的限制。除非另有说明，否则本文公开的所有范围或比率应理解为涵盖起始值和终止值以及其中包含的任何和所有子范围或子比率。例如，规定的范围或比率“1至10”应该被认为包括最小值1和最大值10之间的任何和所有子范围或子比率；也就是说，所有子范围或子比率都以最小值1或更大值开始，以最大值10或更小值结束。本文公开的范围和/或比率代表特定范围和/或比率的平均值。术语“第一”、“第二”等并不旨在指任何特定的顺序或时序，而是指不同的条件、属性或元素。

此处参考的所有文档均“通过引用”其整体“并入”全文。

术语“至少”与“大于或等于”同义。术语“不大于”与“小于或等于”同义。如本文所用，“至少一个”与“一个或多个”同义。例如，短语“A、B和C中的至少一个”表示A、B或C中的任何一个，或者A、B或C中的任何两个或更多个的任意组合。例如，“A、B和C中的至少一个”包括单独A；或单独B；或单独C；或A和B；或A和C；或B和C；或A、B和C全部。

术语“包括”与“包含”同义。

当相对于针筒使用时，术语“近侧”是指针筒中最靠近活塞元件的部分，用于与针筒的端壁接合并从针筒中递送流体。当相对于流体路径使用时，术语“近侧”是指当流体路径与注入器系统连接时，流体路径中最靠近注入器系统的部分。当相对于针筒使用时，术语“远侧”是指针筒中最靠近递送喷嘴的部分。当相对于流体路径使用时，术语“远侧”是指当流体路径与注入器系统连接时，流体路径中最靠近患者的部分。术语“径向”是指垂直于在近端和远端之间延伸的针筒的纵向轴线的横截平面中的方向。术语“圆周”是指围绕针筒的侧壁的内表面或外表面的方向。术语“轴向”是指沿着针筒的纵向轴线在近端和远端之间延伸的方向。

应理解的是，本公开可假定替代变化和步骤顺序，除非明确规定相反的情况。还应当理解，附图中示出的以及下面说明书中描述的特定设备和过程仅仅是本公开的示例性方面。因此，与本文公开的示例相关的具体尺寸和其他物理特性不应被认为是限制性的。

参考附图，其中相同的附图标记在多个视图中表示相同的零件，本公开提供了用于在流体填充操作期间检测和分析流体路径段的流体含量的系统、组件、设备和方法。首先参照图1和图2，示出了双针筒流体注入器系统2000的实施例。流体注入器系统2000被配置成用于从相应的流体储器10A、10B注入两种医疗流体，流体储器10A、10B在附图中被示为针筒。在一些实施例中，第一流体储器10A包含用于血管造影术(CV)、MRI、PET或计算机断层扫描(CT)注入过程的成像造影介质，并且第二流体储器10B包含冲洗流体，例如生理盐水或林格氏乳酸。如本领域技术人员将会理解的，造影流体通常是规定浓度的造影剂化合物的水溶液。不同浓度的各种造影剂化合物在本领域是已知的。流体从流体储器10A、10B通过一系列流体路径元件注入，这些流体路径元件将流体储器10A、10B连接到插入到患者脉管系统中的导管110。流体注入器系统2000还可以包括体相流体储器19A和19B，用于分别用成像造影介质和冲洗流体填充和再填充相应的针筒10A、10B。系统2000包括流体路径套件，该流体路径套件包括与第一针筒10A的尖端或喷嘴16A流体连通的第一针筒管线208A、与第一体相流体储器19A流体连通的第一填充管线216A、以及与导管110流体连通的第一患者管线210A。在一些实施例中，第一针筒管线208A、第一填充管线216A和/或第一患者管线210A在歧管500或T形连接件处流体连接(参见例如图6和24)。流体路径套件还包括与第二针筒10B的尖端或喷嘴16B流体连通的针筒管线208B、与第二体相流体储器19B流体连通的填充管线216B、以及与导管110流体连通的患者管线210B。在一些实施例中，针筒管线208B、填充管线216B和/或患者管线210B在歧管或T形连接件处流体连接(参见例如图6和图24)。流体路径套件的布置允许流体经由第一填充管线216A和第一针筒管线208A从第一体相流体储器19A被抽取到第一针筒10A中。流体可以从第一针筒10A经由第一针筒管线208A、患者管线210A和导管110注入到患者体内。类似地，流体可以经由第二填充管线216B和第二针筒管线208B从第二体相流体储器19B被抽取到第二针筒10B中。流体可以从第二针筒10B经由第二针筒管线208B、第二患者管线210B和导管110注入到患者体内。针筒管线208A、208B、填充管线216A、216B和出口管线210A、210B可以由柔性管路制成，尽管其各个部分，例如鲁尔连接器、传感器区域和混合腔室可以是刚性的。虽然图1和2中所示的流体注入器12被示出具有第一造影剂针筒和第二冲洗流体针筒，但是在某些注入过程中，可以仅使用造影剂，而没有相关的冲洗流体。根据这些实施例，流体注入器12可以仅与第一针筒10A和相关联的第一体相储器19A以及用于将造影剂注入到患者体内的流体路径组件接合。在这种单一的流体注入过程期间，流体注入器12的冲洗侧可以是空的。可选地，配置成仅与单个针筒接合的流体注入器(未示出)可利用本文所述的传感器模块和方法的各种实施例。

美国专利No.5,383,858、7,553,294、7,666,169、8,945,051、10,022,493、以及国际PCT申请No.PCT/US2013/061275、PCT/US2018/034613、PCT/US2020/049885、PCT/US2021/035273、PCT/US2021/029963、PCT/US2021/018523、PCT/US2021/037623、PCT/US2021/037574、和PCT/US2021/045298中描述了包括针筒、管路和流体路径组件、截止阀、夹管阀、控制器和空气检测器的合适的非限制性动力注入器系统的更多细节和示例，这些专利的公开内容通过引用其整体并入本文。

继续参考图1和图2，注入器系统2000包括分别与每个针筒10A、10B相关联的第一活塞13A和第二活塞13B。活塞13A、13B中的每一个被配置成驱动相应注射器10A、10B的筒体内的相应柱塞14A、14B。流体注入器系统2000包括与系统2000的各种组件电子通信的控制器900以执行注入过程。特别地，控制器900可包括至少一个处理器，该处理器被编程或配置成致动注入器系统2000的活塞13A、13B和各种其他组件，以根据用于注入过程的编程协议递送医疗流体，包括例如监测被吸入针筒10A、10B中的一种或多种流体的至少一个流体属性，并确定流体特性和流体浓度中的至少一个。控制器900然后可以基于流体特性和流体浓度中的至少一个来调整注入协议的至少一个参数，例如在注入协议中切换针筒特性，使得正确的流体被正确的针筒10识别并且使用正确的注入参数，改变显示器，使得显示器上的针筒图像正确地表示针筒中的正确流体，切换与针筒相关联的一个或多个光发射器(例如LED灯)的颜色，以显示与正确的流体类型相关联的正确的光颜色(例如，蓝色表示生理盐水，绿色表示造影剂，红色表示空气)，在显示器上指示造影剂的浓度，当不正确的造影剂浓度被装载到造影剂针筒中时，调整注入协议以注入正确的造影剂和生理盐水的比率，并且向用户提供在流体填充操作期间已经发生一个或多个错误的警报，该错误例如是：不正确的流体填充到针筒中、由于只有空气已经被吸入针筒中而使体相流体储器变空、不正确的造影剂浓度、改变的注入协议等。控制器900可以包括计算机可读介质，例如存储器，在其上可以存储一个或多个注入协议，用于由至少一个处理器执行。控制器900配置成致动活塞13A、13B，以在注射器10A、10B内往复移动柱塞14A、14B，从而执行和停止注入过程。流体注入器系统2000还可以包括至少一个图形用户界面(GUI)11，通过该界面，操作者可以与控制器900相互作用，以观察注入过程的状态并控制注入过程。以类似的方式，如果流体注入系统2000包括一个或多个泵，例如蠕动泵，相关联的控制器900可以操作流体注入器的各种组件，例如这里描述的空气传感器模块，以确保正确的流体类型基于相关联的体相流体储器流过正确的流体路径元件，并且如果流体类型不正确，控制器900可以基于用特定流体泵识别的实际流体对注入协议进行必要的调整和通知。

控制器900可被编程或配置成执行填充操作，在填充操作期间，将与每个针筒10A、10B相关联的活塞13A、13B向注射器10A、10B的近端抽回，以将注入流体F(例如，成像造影介质或冲洗流体)分别从体相流体容器19A、19B吸入针筒10A、10B。在这种填充操作期间，控制器900可被编程或配置成选择性地致动各种阀、旋塞阀或夹具(例如夹管夹具)以经由填充管线216A和216B在相应的针筒10A、10B和体相容器19A、19B之间建立流体连通，来控制用适当的注入流体F填充针筒10A、10B。如本文所述，在填充操作期间，流过填充管线216A、216B的流体由本文所述的流体传感器监测，以识别填充管线216A或216B中的流体的一种或多种属性，并且如果需要，控制器900可以对系统、注入协议等进行必要的调整，或者基于填充管线216A或216B中的流体的一个或多个属性的识别来警告用户。

在填充操作和灌注操作后(通过使流体从针筒流过流体路径元件，从针筒和各种流体路径元件中移除过量空气)，控制器900可编程或配置为执行流体递送操作，在此过程中，与针筒10A、10B中的一个或两个相关联的活塞13A、13B向针筒的远端移动，以将注入流体F以指定的流速和时间分别注入到第一患者管线210A和第二患者管线210B中，以递送期望量的流体F。控制器900可被编程或配置成选择性地致动各种阀、旋塞阀和/或夹管夹具，以通过患者管线210A，210B在针筒10A，10B和患者之间建立流体连通。患者管线210A、210B最终在连接到导管110之前合并，例如在如PCT国际申请No.PCT/US2021/019507中所述的湍流混合腔室，其公开内容以其整体并入本文。

根据各种实施例，系统2000包括一个或多个传感器和/或传感器模块，其被配置为检测与每个针筒10A、10B相关的流体路径元件中的空气和/或流体，例如填充管线216A、216B。如图1和2所示，第一传感器模块300A布置成与第一针筒尖端16A可操作地连通，并且第二传感器模块300B布置成与第二针筒尖端16B可操作地连通。替代地或附加地，第一和第二传感器模块300A、300B可以与填充管线216A、216B相关联。传感器模块300A、300B与控制器900电子通信，使得控制器900可以基于由传感器模块300A、300B传输的信号来确定流体路径段570(与流体管线208A、208B、216A和/或216B相关联)的流体内容物的至少一个属性。例如，基于由传感器模块300A、300B传输的信号，控制器900可以被配置为确定流体路径段570中的流体的特性、流体路径段570中的医疗流体的浓度、流体路径段570中空气的存在、流体路径段570的灌注状态、流体路径段的属性(例如，吸收、折射率、管路尺寸和/或制造缺陷)及其任意组合。图1和2示出了与针筒尖端16A、16B相关联的传感器模块300A、300B。然而，在其他实施例中，传感器模块300A、300B可以与流体路径套件的基本上任何组件相关联，包括针筒管线208A、208B、填充管线216A、216B或患者管线210A、210B。在一些实施例中，系统2000还可以包括第三传感器模块300C，其功能类似于第一和第二传感器模块300A、300B，位于患者管线210A、210B的汇合点的下游。

参考图3-5，在一些实施例中，每个传感器模块300A、300B、300C可包括一个或多个传感器310，每个传感器包括发射器312和收集器或检测器314，如图3所示。发射器312和检测器314相互间隔开，限定了间隙G，可操作地相关联的流体路径段570位于该间隙G中。发射器312被配置成向检测器314发射预定波长的电磁辐射ER(例如光)。电磁辐射ER必须穿过流体路径段570才能到达检测器314。流体路径段570中的流体和在一些实施例中流体路径段570本身的结构吸收和/或折射由发射器312生成的一定量的电磁辐射ER，从而防止该量的电磁辐射ER到达检测器314。此外，由于流体和流体路径段570的折射率，流体路径段570的内容和在一些实施例中流体路径段570本身的结构导致电磁辐射ER在到达检测器314之前发散或会聚。测量的吸收和/或折射的差可用于区分空的传感器310与其中流体路径段570已经被可操作地插入到传感器310的场中的传感器，其中流体路径段570仅包含空气。在某些实施例中，来自传感器310的信号可以进一步指示流体路径段570是否已经正确地插入传感器310中。一旦流体路径段570被正确地安装在传感器模块300A、300B、300C内，传感器模块300A、300B、300C然后可以使用测量的折射差来确定流体路径段570是否包含液态流体(造影剂或水性冲洗流体)或空气。

在一些实施例中，发射器312可为一个或多个发光二极管(LED)或液晶，其配置为发射预定波长(或波长范围)的电磁辐射ER，但其它发射器光源也在本公开的范围内。在某些实施例中，取决于待测量的流体，发射器312能够发射多于一个波长的电磁辐射ER。例如，取决于流体注入过程的要求，发射器312可以被配置成发射第一波长的光和发射第二或其他波长的光。检测器314可以是能够将一定量的接收光转换成电信号的任何检测器，例如光电晶体管、光敏电阻或光电二极管。在各种实施例中，取决于发射器312发射的波长，检测器314可以被配置成测量不同特定波长的接收的电磁辐射ER的量。控制器900可以被配置成控制由发射器312发射并由检测器314检测的光的波长。在一些实施例中，发射器312被配置成发射红外(IR)光谱上的电磁辐射，例如在大约700纳米(nm)和大约2000nm之间。在一些实施例中，发射器312被配置成发射紫外(UV)光谱上的电磁辐射，例如在大约10nm和大约400nm之间。在特定实施例中，由发射器312发射的电磁辐射可以具有从大约700nm到大约2000nm的波长，在一些实施例中从大约1440nm到大约1460nm的波长，并且在特定实施例中大约1450nm的波长。在其他实施例中，由发射器312发射的电磁辐射可以具有在IR光谱内从大约750nm到大约950nm的波长，或者在另一个实施例中从大约800nm到大约900nm的波长，在一些实施例中从大约880nm到大约900nm的波长，并且在特定实施例中大约890nm的波长。在其他实施例中，由发射器312发射的电磁辐射可以具有在IR光谱内从大约300nm到大约400nm的波长，或者在另一实施例中从大约350nm到大约400nm的波长，在一些实施例中从大约390nm到大约400nm的波长，并且在特定实施例中大约395nm的波长。在一些实施例中，发射器312可以被配置成发射声能，例如超声波、能量，并且检测器314可以被配置成检测声能。前述波长(例如IR和UV波长)的电磁辐射相对于其他成像协议(例如超声波)具有优势，因为电磁辐射不需要流体路径段570和传感器310之间的声学耦合(例如压缩接触)。

电磁辐射的特定波长可基于注入过程中使用的流体F和流体路径段570的结构属性进行选择。特别地，可以选择电磁辐射的(多个)波长，其为各种相关流体提供检测器314的输出信号的最大差异。例如，发射器312可以被选择和/或配置成发射具有在通过生理盐水和造影介质的透射中表现出最大差异的波长的电磁辐射。在一些实施例中，发射器312可以被配置成发射多个波长的电磁辐射(同时或以交替脉冲的方式)以提高传感器310的灵敏度。例如，发射器312可以被配置成发射被优化的用于区分生理盐水和造影介质的第一波长的电磁辐射，并且发射被优化的用于区分造影介质的浓度的第二波长的电磁辐射。

在一些实施例中，可选择电磁辐射的(多个)波长，以最小化因素对传感器性能的不利影响，例如电磁辐射发射器312和检测器314的对准，流体路径套件570与发射器312和检测器314的对准；流体路径段570的外侧壁的材料和几何形状；和检测器314暴露在环境光下。也可以选择发射器312和检测器314之间的间隙G的跨度，以最大化检测器314对于各种流体的输出信号的差异。例如，对标称外径为0.188英寸的标准管的经验测试发现，就检测器314区分管路中的空气、造影剂和生理盐水的能力而言，0.228英寸的间隙G优于0.188英寸和0.208英寸的间隙G。(参见图8A和8B)

图3示出了间隙G中没有流体路径段，因此电磁辐射ER必须仅穿过间隙G中的空气才能到达检测器314。图4示出了放置在间隙G中与传感器310操作关联的流体路径段570。图4中的流体路径段570填充有注入流体F，如在注入过程的填充操作期间所预期的，其中流体从体相流体储器19A、19B移动到针筒10A、10B。注入流体F的折射率可导致穿过流体路径段570的电磁辐射ER在到达检测器314之前会聚，从而导致由检测器314接收和测量的信号强度增加。此外，注入流体F(例如溶解在水溶液中的溶质分子，通常为生理盐水冲洗流体或成像造影剂)吸收由发射器312生成的一些电磁辐射ER，防止一些电磁辐射ER到达检测器314。图5示出了与传感器310操作关联地放置在间隙G中的流体路径段570，其中流体路径段570填充气，如在灌注流体路径段570或开始针筒10A、10B的填充操作之前所预期的，或者如果在注入过程期间注入流体F中存在气泡，这可能发生。空气的折射率导致穿过流体路径段570的电磁辐射ER在到达检测器314之前发散，从而导致检测器314接收和测量的信号强度降低。

此外，与充气的流体路径段570相关的吸收将比充液的流体路径段570(图4)吸收更少的光，但与流体路径段570不在间隙G(图3)中的情况相比，由于流体路径段侧壁的聚合材料对光的吸收，吸收更多的光。在特定实施例中，发射器312和检测器314之间的内容物的光吸收可导致检测器314测量的信号强度的差。例如，在不存在流体路径段570的图3中，光可以从发射器312自由地传递到传感器310的检测器314，而信号强度只有最小的降低，因为空气对来自发射器312的光只有最小的吸收(这可以被考虑到任何计算中)。当充满流体的流体路径段570被插入传感器310时，从发射器312传递到检测器314的光信号被流体路径段570的侧壁的分子组成以及流体路径段570内的流体的吸收所衰减。在流体路径段570填充有空气的情况下，从发射器312传递到检测器314的光信号被流体路径570的侧壁的分子组成的吸收所衰减(没有被流体路径中或大气泡中的未灌注空气吸收)。根据各种实施例，检测器312能够使用由流体路径内的不同液体导致的光衰减的差异来区分不同的造影介质类型或浓度；或者流体路径段570内的造影介质和生理盐水。

检测器314配置为基于检测到的电磁辐射ER的信号强度向控制器900传输输出信号(例如，输出电压)。因此，输出信号将根据间隙G中的内容物的折射率和吸收属性而不同，从而允许控制器900确定流体路径段570是否不存在(图3)，流体路径段570是否存在并且填充有医疗流体F(图4)，或者流体路径段570是否存在并且至少部分填充有空气(图5)。在各种实施例中，控制器900可以基于检测器314的输出信号来确定流体的类型(例如，从市场上可买到的造影介质溶液的已知数据库)和/或流体的稀释比(即，双流注入期间造影介质与生理盐水的比)。特别地，患者管线210A、210B的汇合点下游的传感器模块300C(图2)可以被配置成测量来自第一针筒10A的造影剂被来自第二针筒10B的生理盐水的稀释。为了产生可靠的结果，选择和布置发射器312、检测器314和流体路径段570，使得由检测器314生成的输出信号在流体类型之间足够不同，使得传感器310能够区分不同的造影剂类型和/或不同的稀释比。例如，如果传感器310旨在区分造影介质和生理盐水，则发射器312、检测器314和流体路径段570被选择和布置成使得当生理盐水存在于流体路径段570中时检测器314的输出电压范围不与当造影介质存在于流体路径段570中时检测器314的输出电压范围重叠。类似地，如果传感器310旨在区分造影介质类型，则发射器312、检测器314和流体路径段570被选择和布置成使得当流体路径段570中存在特定造影剂类型时检测器314的输出电压范围不与当流体路径段570中存在不同造影介质类型时检测器314的输出电压范围重叠。

图23示出了根据本公开的实施例的传感器310的电气示意图。如本文所述，传感器310包括发射器312和检测器314，它们布置成使得检测器314接收来自发射器312的电磁辐射，其中，所接收的电磁辐射被流体路径段570及其内容物的吸收和/或折射所改变。发射器312和检测器314由各自的电源320、321供电。电源320、321可以是5伏电源，其可以是独立设备或控制器900的输出。与发射器312相关联的电源320允许控制器900通过调节供应的电流来校准发射器312。电源321向检测器314提供与传感器310的结果输出电压的稳定性相关的固定参考电压。发射器312可以包括发射一种或多种特定波长的电磁辐射的一个或多个LED，限流电阻器322串联放置以维持通过(多个)LED的适当正向电流。检测器314可以是一个或多个具有相关传感器电阻器324的光电晶体管、光敏电阻或光电二极管。传感器电阻器324将检测器314响应于检测电磁辐射而生成的电流转换成输出电压信号326，以传递给控制器900。

参考图6，在一些实施例中，传感器模块300A、300B可设置在与流体注入器12相关联的歧管壳体模块220中。歧管壳体模块220可以限定接收通道222，用于可移除地接收流体路径套件的歧管500。歧管500可以是用作第一针筒管线208A、第一患者管线210A和第一填充管线216A(图2)的接头的可弃式组件。具体地，歧管500可包括连接到针筒管线208A或与其一体形成的第一入口端口510、连接到患者管线210A或与其一体形成的第一出口端口512，以及连接到填充管线216A或与其一体形成的第一填充端口514。类似地，歧管500可用作第二针筒管线208B的接头、第二患者管线210B的接头和第二填充管线216B的接头(图2)。歧管500可包括连接到针筒管线208B或与其一体形成的第二入口端口520、连接到患者管线210B或与其一体形成的第二出口端口522、以及连接到填充管线216B或与其一体形成的第二填充端口524。歧管500限定了与每个填充端口514、524相邻的相应流体路径段570，该流体路径段570被配置成可操作地定位在相应传感器模块300A、300B的发射器312和检测器314之间。

歧管500可包括至少一个连接梁550，其与接收通道222一起，对歧管500进行定向和定位，并对流体路径段570与传感器模块300A、300B进行正确分度和相接。因此，歧管500被设计成允许用户快速且准确地将管路套件安装到歧管壳体模块220中，使得流体流动路径的空气检测区域被正确地插入到传感器模块300A、300B的读取部分中。例如，在为新的注入过程准备流体注入器系统2000时，用户可以简单地将针筒管线208A、208B连接到针筒10A、10B，将歧管500扣入歧管壳体模块220，并将填充管线216A、216B连接到体相流体源19A、19B(例如通过将填充管线216A、216B刺入相应的体相流体源19A、19B)，并且流体路径套件应该准备好灌注。在某些情况下，歧管500和歧管壳体模块220可以包括互补闩锁组件，例如在至少一个连接梁550上，以将歧管500与歧管壳体模块220可释放地接合。在某些实施例中，歧管500和相关联的流体路径组件可以是可弃式组件，其被配置为在单个注入过程中使用或者用于单个患者的一系列注入过程。在其他实施例中，歧管500和相关联的流体路径组件可以是流体路径套件的多次使用部分的可弃式组件，其可以在被丢弃之前，例如在设定次数的注射或24小时的使用之后，在几次流体注入过程中与多个单次使用部分结合使用。

流体路径段570均包括侧壁530，其配置为当流体路径段570与传感器模块300A、300B操作关联设置时，允许电磁辐射从发射器312通向检测器314。每个侧壁530对于发射器312生成的预定波长的电磁辐射ER至少是部分透明的。侧壁530可以由至少部分透明的材料制成，例如聚合物、玻璃、透明复合材料、晶体或其他合适的材料。在某些实施例中，侧壁530可以由具有预定折射率的塑料材料构成，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)或聚丙烯(PP)。在一些实施例中，侧壁530的折射率更接近于水的折射率，而不是空气的折射率。在一些实施例中，侧壁530可以是刚性的，使得侧壁530不能偏转，这可能改变电磁辐射ER通过流体路径段570的路径，并导致不可靠的传感器读数。在某些实施例中，侧壁530可以是弯曲的，围绕流体路径段570的外表面周向延伸。在其他实施例中，侧壁530可以具有一个或多个基本平坦的外表面和内表面。一个或多个基本平坦的表面可以定位成使得从发射器312到检测器314的电磁辐射路径穿过一个或多个基本平坦的表面。根据这些实施例，当电磁辐射束穿过第一流体路径段570时，一个或多个基本平坦的表面可以最小化或消除该表面对电磁辐的射束的任何聚焦或散焦透镜效应。在其他实施例中，侧壁530可以包括或充当透镜，以集中或分散穿过流体路径段570的电磁辐射。例如，侧壁530可以具有一个或多个平坦表面，其可以比弯曲表面更可预测地传输光，并且在一些实施例中，侧壁530可以是方形管。在一些实施例中，侧壁530可以具有表面光洁度，以集中或分散穿过流体路径段570的电磁辐射。

参考图6，歧管500可包括一个或多个止回阀，如分别位于填充端口514、524的止回阀516、526。止回阀516、526可用于在加压注入期间防止流体回流到体相流体储器19A、19B中。在一些实施例中，附加的止回阀或主动控制阀(例如，旋塞阀、夹管阀等)可以位于入口端口510、520、出口端口512、522和填充端口514、524中的任何一个，以选择性地控制通过歧管500的流体流动。

歧管500可以包括一个或多个编码标识符580，例如条形码、QR码、RFID标签等，例如位于至少一个连接梁550或流体路径壁上。流体注入器12可以具有与歧管壳体模块220相关联的适当定位的读取器280，例如条形码读取器、QR码读取器、RFID读取器。在歧管500与歧管壳体模块220正确接合时，读取器读取编码的标识符580以确定歧管500和相关联的流体路径元件的一个或多个属性，例如以下至少一项：歧管500被正确插入，用于注入过程的正确的歧管500，歧管500和相关联的流体路径组件的制造日期在要求的时间范围内，以及确定歧管500的制造商是否是被认可的制造商。如果控制器900确定编码的标识符指示歧管500可能存在问题，则控制器900可以警告用户并要求在可以执行流体注入过程之前纠正该问题。

继续参考图6，歧管壳体模块220可包括附加传感器模块300X、300Y，其与邻近相应入口端口510、520的流体路径段相关联。附加的传感器模块300X、300Y通常可以在结构上类似于传感器模块300A、300B。然而，附加传感器模块300X、300Y的各种属性可以不同于传感器模块300A、300B，以便于不同的功能。例如，附加的传感器模块300X、300Y可以被特别配置用于气泡检测和分析，如在2022年2月25日提交的PCT国际申请PCT/US2022/017812中所描述的，每个申请的公开内容通过该引用并入本文。在PCT国际申请PCT/US2022/017812中示出了歧管500和歧管壳体模块220的结构和功能的更多细节。

参考图7，传感器模块300A、300B的一个实施例与对应的针筒尖端16A、16B操作关联，以便在填充操作期间检测进入对应针筒10A、10B的流体路径段570中的流体。针筒尖端16A、16B本身可以用作与传感器310对准的流体路径段，或者单独的流体路径段570可以附接到针筒尖端16A、16B并与传感器310对准。流体路径段570包括侧壁530，其可以类似于结合图6描述的侧壁，其对于发射器312生成的电磁辐射的波长至少部分透明。侧壁530可以由具有预定折射率的塑料材料构成，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)或聚丙烯(PP)。在一些实施例中，侧壁530的折射率更接近于水的折射率，而不是空气的折射率。在一些实施例中，侧壁530可以是刚性的，使得侧壁530不能偏转，这可能改变电磁辐射ER通过流体路径段570的路径，并导致不可靠的传感器读数。在一些实施例中，侧壁530可以包括或充当透镜，以折射和集中或分散穿过流体路径段570的电磁辐射。在一些实施例中，侧壁530可以具有表面光洁度，以集中或分散穿过流体路径段570的电磁辐射。传感器模块300A、300B可以围绕针筒尖端16A、16B自由旋转，以允许操作者自由定位传感器模块300A、300B，例如，以避免接收大量环境光的特定方位。滤光器318可以设置在发射器312和检测器314之间，以防止环境光影响检测器314的测量。

发射器312和检测器314可布置在流体路径段570的大直径段Dw中。这种布置迫使发射器312发射的电磁辐射行进穿过相对大直径的流体，从而允许电磁辐射被流体更多地吸收和/或折射。经验测试表明，较大直径的流体所允许的较大吸收增加了不同流体类型之间检测器输出信号的差异。因此，电磁辐射穿过的流体路径段570的直径的增加可以导致控制器900对流体路径段570内的流体属性的更可靠和改进的确定。在一些经验测试的实施例中，增加流体路径段570的直径以平方关系强调吸收的差异；即，流体路径段直径的小的增加对电磁辐射的流体吸收具有相对较大的影响。

传感器模块300A、300B可包括与发射器312关联的准直孔350和/或与检测器314关联的准直孔352。与发射器312相关联的准直孔径350可以将离开发射器312的电磁辐射限制为朝向检测器314的基本上直的轨迹。与检测器314相关联的准直孔径352可以限制检测器314的外围视场，使得只有来自发射器312方向的电磁辐射可以到达检测器314。因此，准直孔径352可以屏蔽检测器314免受环境光源的影响。在一些实施例中，准直孔350、352的长度可以小于直径。在一些实施例中，准直孔350、352的长度可以大于直径。

传感器模块300A、300B可包括一个或多个附加传感器410、410’，配置成提供对流体路径段570的进一步分析。附加传感器410、410’通常在结构上可以类似于传感器310，因此这里描述的传感器310的任何特征可以等同地应用于附加传感器410、410’。然而，附加传感器410、410’的各种属性可以不同于传感器310，以便于不同的功能。例如，附加传感器410、410’可以被特别配置用于气泡检测和分析。在PCT国际申请PCT/US2022/017812中提出了用于确定气泡检测和分析的附加传感器的示例。附加传感器410、410’的相应发射器412、412’可以被配置成发射与传感器310相同或不同波长的电磁辐射。在图7所示的实施例中，附加传感器410、410’位于传感器310的下游。在其他实施例中，附加传感器410、410’可以位于传感器310的上游，或者位于流体路径套件中完全不同的位置。传感器310和附加传感器410、410’可以被配置成区分流体路径段570中的空气和流体(例如，生理盐水和造影介质)。在一些实施例中，附加传感器410、410’可以被配置为与控制器900协同工作，以检测流体路径段570中的气泡，确定检测到的气泡的流速，和/或确定检测到的气泡的体积。控制器900可以被配置成基于由近侧检测器414和远侧检测器414’检测到的气泡之间的时间偏移来确定这种检测到的气泡的流速。

参考图24，在另一个实施例中，包括流体路径段670的歧管600可附接至每个针筒尖端16A、16B，并且传感器模块300A、300B可与歧管600的流体路径段670操作关联放置。歧管600和相关联的侧壁630可以通过如PCT国际申请PCT/US2021/018523中所述的夹持接合机构夹持到或以其他方式接合针筒10A、10B的尖端16A、16B上的对应特征，该申请的公开内容通过该引用并入本文。歧管600包括入口端口610，该入口端口610被配置用于连接到针筒尖端16A、16B，具有或不具有(如图所示)中间柔性管道(即，对应的针筒管线208A、208B)。歧管600还包括出口端口612和填充端口614，出口端口612被配置用于连接到对应的患者管线210A、210B，填充端口614被配置用于连接到对应的填充管线216A、216B。流体路径段670包括侧壁630，其可以基本上类似于结合图6和图7示出和描述的侧壁530。

参考图1、图2、图6、图7和图24，在某些实施例中，传感器模块300A、300B可用于在血管造影(CV)或计算机断层扫描(CT)过程期间检测填充管线216A、216B内的总空气量，所述过程适用于在使用期间从体相流体储器19A、19B重新填充针筒10A、10B。如本文所述，传感器模块300A、300B可用于区分流体路径段570中的注入流体F和空气，区分MR、CV或CT注入过程中常见的两种类型的注入流体(即，造影类型和生理盐水)，区分造影介质的类型和/或浓度，确定流体路径段570是否已经插入传感器模块300A、300B，以及确定流体路径段570本身的存在与否。特别地，控制器900可以被配置成基于检测器314的输出信号自动识别每个针筒10A、10B的流体内容物。控制器900可向操作者显示针筒10A、10B的内容物，例如通过GUI 11上的消息或图形或通过与流体类型相关联的颜色(例如，绿色或紫色用于造影剂，蓝色用于生理盐水或其他冲洗溶液)。例如，GUI 11可以图形地描绘针筒10A、10B，根据针筒10A、10B的内容物以预定颜色示出每个针筒。假设针筒10A、10B按照预期被填充，其中第一针筒10A包含造影介质，并且第二针筒10B包含生理盐水，GUI 11可以用绿色或紫色示出第一针筒10A，并且用蓝色示出第二针筒10B。应当理解，可以使用其他颜色来表示某些流体类型，并表示传感器模块300A、300B何时检测到空气。

在一些实施例中，控制器900可照亮针筒10A、10B或系统2000的其他部分，以指示由传感器模块300A、300B和控制器900确定的针筒10A、10B的内容物。例如，控制器900可照亮光学连接到每个针筒10A、10B的光源，其中针筒10A、10B充当光管以显示指示针筒10A、10B的填充内容物的颜色(例如，绿色用于造影剂，并且蓝色生理用于盐水)。如美国申请公开No.2017/0056603中所述，柱塞14A、14B可以是背光的，以指示由传感器模块300A、300B确定的针筒10A、10B的内容，该申请的公开内容通过引用其整体并入本文。

在一些实施例中，控制器900可配置为向操作者传达警告，例如在图形用户界面11上或以警告警报(例如，听觉或视觉)的形式，如果流体布置相对于规定注入协议的要求存在错误。在一些实施例中，控制器900可以利用视觉指示，例如光显示器来指示在传感器模块300A、300B的操作位置中没有流体路径段570(例如，黄色警告光)，在流体路径段570中存在空气(例如，红色停止注入光)，在流体路径段570中存在生理盐水(蓝光)，或者在流体路径段570中存在造影介质(例如，绿光)。在某些实施例中，如果在流体路径段570中检测到空气，则控制器900可以被配置成禁用注入过程，直到执行清洗操作并且在管路中没有检测到更多的空气为止，或者由控制器900自动地或者在操作者的指导下。

在一些实施例中，控制器900可配置为在注入前或注入期间检测到故障时，执行安全检查和/或调整注入过程的参数。例如，控制器900经由与第一针筒10A相关联的传感器模块300A，可以在填充操作期间监测流体路径段570，在填充操作中，造影介质从体相流体储器19A被抽取到针筒10A中。控制器900可以监测传感器模块300A的检测器314的输出信号，以确定第一针筒10A是否确实正在接收造影介质或者相反正在被填充生理盐水，例如因为操作者不正确地将体相流体储器19A、19B连接到错误的针筒10A、10B。类似地，控制器900可监测传感器模块300B的检测器314的输出信号，以确定旨在填充生理盐水的第二针筒10B是否替代地填充有造影介质。如果任一或两个条件为真，则控制器900可以通过显示在GUI 11上的消息警告操作者，和/或自动停止填充过程。在一些实施例中，控制器900被配置为继续填充过程并调整注入协议和GUI显示，使得第一针筒10A被显示为生理盐水针筒(即，通过在GUI上突出显示蓝色的针筒)，并且控制器使用为生理盐水编程并最初旨在由第二针筒10B注入的参数从针筒10A注入生理盐水。以类似的方式，控制器900可以调整注入协议和GUI显示，使得第二针筒10A被显示为造影剂针筒(即，通过在GUI上突出显示绿色的针筒)，并且控制器使用为造影剂注入而编程并最初旨在由第一针筒10A注入的参数从针筒10B注入造影剂。在这样的实施例中，控制器900可以被配置为更新GUI的显示，以指示哪个针筒递送哪个医疗流体的这种颠倒。即使针筒10A、10B被不正确地填充，也能够继续进行注入过程，这可以减少浪费，因为不正确装载的注入流体不需要被丢弃，并且填充操作不需要重复。

在一些实施例中，如果传感器模块300A检测到第一针筒10A中的造影介质浓度不同于注入协议所需的浓度，则控制器900可配置成调整造影介质与生理盐水的注入比率。如果控制器900基于传感器模块300A的输出信号确定针筒10A中的造影介质比注入协议中规定的浓度更高，则控制器900可以警告操作者和/或自动增加在过程期间注入的生理盐水的比例，以稀释递送给患者的造影介质的浓度。类似地，在双流过程中，控制器900可以在注入过程期间降低生理盐水的注入速率，以增加造影介质的浓度，例如，如果第一针筒10A中的造影介质的浓度低于注入协议中规定的浓度。

根据各种实施例，当传感器模块300A、300B中的一个或两个中不存在流体路径段时，控制器900可将对应检测器314产生的结果输出信号用作校准点，控制器900可对照该校准点评估检测器314的后续输出信号。当流体路径段570包含空气或气泡时，例如由于侧壁530对光的吸收或散射，通过流体路径段出现较低水平的光透射，使得较少的光到达检测器314，导致较低的检测器输出电压。或者，当流体存在于流体路径段570中时，流体光吸收属性和/或折射率导致光在行进穿过流体路径段570时被吸收和/或折射，导致与流体路径段570中的空气相比，到达检测器314的光水平甚至更低。流体的类型影响光传输属性。例如，由于溶解在水溶液中的溶质(盐)，生理盐水吸收/折射到检测器314的第一光量大于由充气的流体路径段570吸收/折射的光量，导致第一电压读数低于空气或没有流体路径段570时的第一电压读数。由于溶解在水溶液中的溶质(造影剂分子)的类型，造影介质吸收/折射到检测器134的第二光量大于由生理盐水或充气的流体路径段570或无流体路径吸收/折射的光量，导致较低的电压读数。虽然前面的描述将增加的光透射与检测器314的较高电压输出相关联，并且将较大的光吸收与较低的电压输出相关联，但是这种关系是驱动传感器310的实际电路的函数，使得一些实施例可以在较高的光透射率下表现出检测器的电压输出的降低。

如本文所述，根据某些实施例，检测器314的灵敏度还可区分不同类型的造影剂和/或不同浓度的相同造影介质。例如，由于溶解在溶液中的溶质的量不同，不同浓度的相同造影介质将具有不同的密度，导致不同的折射率和/或不同的光吸收量。这样，流体将允许不同水平的电磁辐射到达检测器314，导致不同的检测器输出电压信号。在一些实施例中，控制器900可以被校准或者可以被配置为参考与不同造影介质类型或不同造影介质浓度的输出电压相关联的数据库，例如在被编程到控制器900中的查找数据库中。控制器900因此能够确定第一针筒10A中的造影介质的品牌、类型和/或浓度(或者在第二针筒10B被意外填充造影介质的情况下在第二针筒10B中)，并且根据需要更新GUI或者警告用户不正确的造影剂或不正确的造影介质浓度已经被装载到针筒10A中。

在一些实施例中，控制器900可确定流体路径段中的流体类型，以优化针筒10A、10B的填充时间。通过识别填充流体管线216A、216B中的流体类型，控制器900可以为针筒10A、10B设定预定的安全填充速率，即进入针筒10A、10B的流速，其最小化针筒填充时间，同时减少由于流体进入注入器的过量流速而在流体中生成的气泡的出现。例如，控制器900可以存储和利用空气检测的结果，并将它们与特定的填充速度相关联，从而可以确定最佳填充速率(最快速度)，该最佳填充速率防止或减少将气泡引入针筒10A、10B中的流体。例如，生理盐水的预定安全填充速率可能高于造影介质的预定安全填充速率。

参考图8A，直方图2100显示了检测器314对与传感器310可操作关联的流体路径段570中各种流体的经验观察输出电压。图8A和8B中使用的光的波长是890nm。电压是在外径为0.188英寸的管路中用发射器312生成的红外光测量的，并且其中传感器间隙G为0.228英寸。发现0.228英寸的间隙G是在0.188英寸管中获得信号微分的最佳尺寸。从图8A中可以理解，对于空管(即，流体路径段570中只有空气)，检测器314的观察到的输出电压落在0伏至0.25伏的范围内。对于无管(即，流体路径段570没有定位成与传感器310操作关联)的检测器314的观察到的输出电压落在1伏至1.25伏的范围内。检测器314对于流体路径段中的生理盐水的观察到的输出电压落在3.75伏到4.25伏的范围内。并且用于流体路径段570中的造影剂的检测器314的观察输出电压落在4.75伏到5伏的范围内。由流体路径段570中的各种流体(或没有流体)表现出的电压输出的聚集说明传感器310可以基于检测器314的输出电压可靠地区分这些流体类型。

参考图8B，图2150显示了流体路径段570中各种流体的多次测试测量中检测器输出电压的标准偏差，再次使用红外光和0.228英寸的间隙G，如图8A所示。显示数据的流体包括生理盐水(分析了三组数据)和以下市售造影介质溶液：

参考图9，图表2200显示了水、造影介质以及水和造影介质的50：50溶液的经验观察到的检测器输出信号电压，同样是发射器312在1450nm下工作。在该实施例中，流体路径段570中水的平均检测器输出电压在150毫伏(mV)和200mV之间，流体路径段570中造影剂和水的50∶50溶液的平均检测器输出电压在200mV和250mV之间，并且流体路径段570中造影介质的平均检测器输出电压在250mV和300mV之间。

参考图10，图表2300显示了在发射器312生成395nm紫外光谱电磁辐射的实施例中，水、造影介质以及水和造影介质的50：50溶液的经验观察到的检测器输出信号电压。在该实施例中，流体路径段570中水的平均检测器输出电压在1600mV和1800mV之间，流体路径段570中造影介质和水的50∶50溶液的平均检测器输出电压在1400mV和1600mV之间，并且流体路径段570中造影介质的平均检测器输出电压大约为1200mV。

参考图11，图表2400显示了造影介质与水的各种稀释比的经验观察到的检测器输出信号电压，同样在发射器312在约395nm的UV光谱上生成电磁辐射的实施例中。在该实施例中，流体路径段570中100％造影介质的平均检测器输出电压约为1200mV，并且平均检测器输出电压在75％造影剂、50％造影剂、25％造影剂和0％造影剂(100％水)时逐渐增加。因此，在该实施例中，溶液中造影介质的百分比对检测器314的输出电压具有相反的影响。

图8A-11仅显示了少量实施例的数据，以及传感器310的具体配置。如图8A-11所示，当检测相同的流体时，可以使用不同类型的发射器312或检测器314、与发射器312或检测器314相关联的不同电路、发射器312和检测器314之间的不同间隙、不同的管路直径、不同的电磁辐射强度和/或不同的光学透镜或滤光器的其他配置可以产生不同的输出电压。例如，在一些实施例中，如果流体路径段不存在，检测器314可以输出大约1.609伏的电压，如果流体路径段充满空气，则输出大约0.609伏的电压，如果流体路径段充满生理盐水，则输出大约3.43伏的电压，如果流体路径段充满造影介质，则输出大约4.65伏的电压。在其他实施例中，如果流体路径段不存在，检测器314可以输出大约5.0伏的电压，如果流体路径段填充有空气，则输出大约2.5伏的电压，如果流体路径段填充有造影介质，则输出大约1.0伏的电压。可以通过校准(例如，改变图23的传感器电路中的电阻器322、324)在一定程度上操纵检测器输出电压，以产生具有更高灵敏度的输出电压。

参考图12-15，图表2500-2800显示了通过各种市售造影介质溶液的电磁辐射的各种经验观察到的透射百分比，作为发射器312生成的波长的函数。首先参考图12，图表2500示出了通过10毫米(mm)玻璃试管中的各种稀释的

在给定波长下相对透射率的差可用于区分生理盐水(类似于水)和造影剂，以及造影剂与水的各种稀释度。具体而言，检测器314检测穿过流体路径段570中的流体透射的电磁辐射，因此各种稀释物的透射百分比的差导致到达检测器314的电磁辐射的量不同。因此，对于在给定波长下具有不同透射百分比的水和造影剂稀释物，检测器314生成的结果输出信号将是不同的。通过使用以预定波长(例如大约379nm)发射电磁辐射的发射器312，控制器900能够基于检测器314的输出信号确定在流体路径段570中存在大约哪个稀释比的

参考图13，图表2600显示了波长在350和450nm之间的电磁辐射通过各种市售造影介质溶液的透射百分比，所述造影介质溶液包括

参考图16-20，显示了与传感器310相关的流体路径段中可能存在的各种管路几何形状和制造缺陷。图16示出了偏心率，其中流体路径段的内腔580与侧壁530不同心。图17示出了通风气流，其中侧壁530的内径和/或外径在从近侧到远侧的方向上逐渐变细。图18示出了应用于侧壁530的表面光洁度582。如本文所述，某些表面光洁度可能有意操纵穿过侧壁530的电磁辐射的会聚和/或发散。但是，其他表面光洁度和/或不一致的表面光洁度可能会对传感器读数产生不利影响。图19示出了椭圆形管，其中侧壁530的内径和/或外径是非圆形的。图20示出了侧壁530中的缕状物584，例如基底材料中的内含物或在制造期间赋予的模制线。图16-20中所示的每个特征都可能导致穿过流体路径段的电磁辐射以意想不到的方式表现，这可能导致来自检测器314的虚假且不可靠的输出信号。在经验测试中，区分不同类型的造影介质需要最大的灵敏度，因此图16-20中所示的管路不规则性的类型可能对这种类型的区分具有最显著的影响。或者，区分空气和造影介质、空气和生理盐水以及造影介质和生理盐水需要较低的灵敏度，因此图16-20的管路不规则性对这些确定的影响较小或可以忽略。

在一些实施例中，控制器900可配置为在注入和/或针筒填充过程之前执行测试测量，以确定这些几何特征/缺陷的存在以及这些几何特征/缺陷对来自检测器314的输出信号的潜在影响。控制器900可以使用测试测量的结果来校准检测器314和/或基于造影剂注入流体路径和冲洗流体路径中的一个或两个中的特征/缺陷的影响来计算一个或多个校正因子。在填充和/或注入过程期间，控制器900可将校正因子应用于来自检测器314的输出信号，以补偿制造特征/缺陷。

可能影响传感器读数的另一个制造问题是侧壁530的内径不同于预期值。这可能是由于制造公差和/或使用第三方流体路径套件组件造成的。侧壁530的不期望的内径会特别影响气泡体积的计算，因为控制器900可以利用对应于内径的预定直径常数来将检测到的气泡长度转换成体积。如果侧壁530的实际内径不同于预定的直径常数，气泡体积的计算可能不准确。在一些实施例中，控制器900可以被配置成在注入过程之前执行测试测量，以基于空的流体路径段的检测到的折射来建立侧壁外径、内径和厚度。基于测试测量，控制器900可以对来自检测器314的后续输出信号应用校正因子。

参考图21A-21H，在一些实施例中，控制器900可配置成操纵发射器312生成的电磁辐射的强度和/或波长，以提高灵敏度和/或从传感器310收集附加信息。特别地，控制器900可以增加到发射器312的电流，使得发射器312以高强度发射光，或者减少到发射器312的电流，使得发射器312以较低强度发射光。在一些实施例中，控制器900可以以已知使检测器314饱和的预定强度给发射器312供电。当检测器314处于其饱和极限时，检测器314的输出电压处于最大值，并且来自发射器312的光强度的进一步增加将不会从检测器314产生更高的输出电压。图21A-21D示出了对于传感器310的任意实施例，作为发射器电流的函数的检测器输出电压。如图21A所示，检测器314具有对应于最小输出电压的暗电平和对应于最大输出电压的饱和极限。图21A示出了第一发射器电流702，其被选择来产生在检测器314的暗电平和饱和极限之间的第一检测器输出电压802。图21B示出了大于第一发射器电流702的第二发射器电流704，从而导致检测器314产生大于第一输出电压802的第二检测器输出电压804。在这种情况下，第二检测器输出电压804仍然低于检测器314的饱和极限。图21C示出了大于第二发射器电流704的第三发射器电流706，从而导致检测器314产生大于第二检测器输出电压804的第三检测器输出电压806。在这种情况下，第三发射器电流706产生足够的光强度，使得检测器314饱和，因此第三检测器输出电压806处于饱和极限。图21D示出了大于第三发射器电流706的第四发射器电流708。由于检测器314已经达到其情况极限，由第四发射器电流708产生的第四检测器输出电压808基本上等于第三检测器输出电压806。发射器电流的进一步增加同样不会导致检测器314的输出电压增加。

给定检测器314的饱和极限基本恒定。因为发射器312和检测器314之间的内容物的折射和吸收特性影响到达检测器314的光的量和/或强度，所以流体路径段(以及流体路径段本身)中的流体的折射和吸收特性将确定到达检测器314的饱和极限所需的发射器电流。控制器900可以利用检测器314的已知饱和极限来区分流体，例如空气、生理盐水和造影剂，并且区分造影剂的类型和/或浓度。例如，控制器900可以用足以使检测器314饱和的电流驱动发射器312，如果在流体路径段中仅存在空气的话。如果检测器输出电压实际上响应于该发射器电流达到饱和极限，则控制器900可以确定在流体路径段中仅存在空气。然而，如果检测器输出电压响应于该发射器电流没有达到饱和极限，则控制器900可以确定存在另一种流体。在一些实施例中，控制器900可以继续调节到发射器312的电流，以进一步推断流体路径段中流体的类型和/或浓度。例如，如果流体路径段中的流体包括小于预定比率的造影剂与生理盐水，则控制器900可以用足以使检测器314饱和的电流驱动发射器312。如果检测器输出电压响应于该发射器电流达到饱和极限，则控制器900可以确定流体路径段中的流体具有小于预定的造影剂与生理盐水的比率

图21E-21H示出了通过递增发射器电流确定流体路径段的流体内容物的方法。在图21E中，控制器900以第五发射器电流750驱动发射器312，第五发射器电流750对应于即使在流体路径段中仅存在空气也不会使检测器314饱和的已知电流。在该发射器电流下，与空气850相关的检测器输出电压、与第一造影剂溶液852相关的检测器输出电压、与第二造影剂溶液854相关的检测器输出电压以及与第三造影剂溶液856相关的检测器输出电压都低于检测器314的饱和极限。然而，与空气850相关联的检测器输出电压与与造影剂溶液852、854、856相关联的检测器输出电压充分不同，使得控制器900能够基于检测器314的实际测量的检测器输出电压推断出流体路径段中存在空气。注意，在第五发射器电流750下，与第二造影剂溶液和第三造影剂溶液854、856相关联的检测器输出电压基本上处于检测器314的暗电平，因此控制器900不能有效地在第五发射器电流750下区分第二和第三造影剂溶液854、856。

参考图21F，控制器900可增加发射器312的电流，以提高区分流体的能力，尤其是第一、第二和第三造影剂溶液852、854、856。为此，控制器900可以以大于第五发射器电流750的第六发射器电流752驱动发射器312。在第六发射器电流752下，与空气850相关的检测器输出电压处于检测器314的饱和极限。与第二造影剂溶液854相关的检测器输出电压已经移出暗电平，因此在检测器314的有效分辨率内。在第六发射器电流752下，基于检测器314的实际输出电压，控制器900能够特别区分第一和第二造影剂溶液852、852。此外，通过消除的方法，可以消除造影剂溶液856，就好像仍然落在暗电平内一样。

参考图21G，控制器900可再次增加发射器312的电流，以提高区分流体的能力，尤其是第二和第三造影剂溶液854、856。在第七发射器电流754下，与空气850和第一造影剂溶液852相关的检测器输出电压处于检测器314的饱和极限。与第三造影剂溶液856相关的检测器输出电压已经移出暗电平。此外，与第二和第三造影剂溶液854、856相关联的检测器输出电压之间的扩展已经增加，使得与第六发射器电流752相比，在第七发射器电流754下第二和第三造影剂溶液854、856之间的区分更容易和/或更可靠。

控制器900可再次将发射器312的电流增加至第八发射器电流758。在八个发射器电流758下，与空气850、第一造影剂溶液852和第二造影剂溶液854相关的检测器输出电压处于检测器314的饱和极限。因此，如果检测器314的实际检测器输出电压是低于饱和极限的任何值，控制器900能够确定第三造影剂溶液856存在于流体路径段中。控制器900可以被配置成以预定的时间间隔递增地调制驱动发射器312的电流，以分析流体路径段的流体内容物，如结合图21A-21H所述。

参考图22，图中显示了探测器314的示例性输出信号的曲线图，用于与三种不同内径(0.122英寸的针筒盖“A”、0.165英寸的针筒盖“B”和0.210英寸的针筒盖“C”)的针筒尖端16A、16B(如图7或图24所示)操作关联的传感器310。针对三种不同条件，对每个针筒盖“A”、“B”和“C”执行测试：针筒盖不与传感器模块300A、300B操作关联；针筒盖，其与传感器模块300A、300B可操作地关联，并且填充有空气；并且针筒盖与传感器模块300A、300B可操作地关联，并且填充有水。来自检测器314的输出信号允许控制器900区分这三种状态，而不管针筒盖的内径如何。在对所有三种针筒盖直径进行的测量中，与传感器不操作关联的针筒盖的平均输出信号的范围从4.110伏到4.111伏；充有空气的针筒盖的平均输出信号范围从2.120伏到2.665伏；并且装满水的针筒盖的平均输出信号范围从1.102伏到1.283伏。对于图22所示的测试结果，发射器312在1450nm的波长下操作。

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