銣洗脫系統(tǒng)的控制的制作方法
【專利說明】銣洗脫系統(tǒng)的控制
[0001]與相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年9月5日提交的美國臨時申請?zhí)?1/697，244的利益，所述臨時申請的全部公開內容通過參考并入本文。
技術領域
[0003]本申請總的來說涉及核醫(yī)學，并且具體來說涉及銣洗脫控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0004]正如本領域中公知的，銣(82Rb)作為正電子發(fā)射斷層掃描(PET)示蹤劑用于心肌灌注(血液流動)的非侵入性測量。
[0005]PET技術的最新改進引入了 3-維正電子發(fā)射斷層掃描(3D PET)。盡管3D PET技術可能在具有疑似冠狀動脈疾病的患者中允許更有效的診斷和預后，但3D PET的靈敏性要求非常準確地控制82Rb活性向正被評估的患者的遞送。
[0006]圖1和2示出了用于心肌灌注成像的常規(guī)銣洗脫系統(tǒng)。正如可以在圖1中看到的，洗脫系統(tǒng)包括無菌鹽水溶液(例如0.9%氯化鈉注射液)的儲液器4、泵6和鍶-銣(82SiV82Rb)發(fā)生器8。在運行中，泵使鹽水溶液從儲液器4流出并通過發(fā)生器8以洗脫82Rb。從發(fā)生器8輸出的活性溶液然后經患者出口 10供應到患者(未示出)。
[0007]當系統(tǒng)2不在使用中時，發(fā)生器8內的82Rb量積累，直至在82Rb生產(即82Sr衰變)速率與82Rb衰變速率之間達到平衡。結果，從發(fā)生器8流出的活性鹽水中的82Rb活性水平傾向于遵循圖2a中的實線所示的“濃注(bolus) ”曲線12。具體來說，在82Rb洗脫“運行”開始時，隨著積累的82Rb從發(fā)生器8被沖出，活性水平快速升高并達到峰值。隨后，活性水平下降回到基本上恒定的值。在運行期間獲得的最高活性水平Amax(濃注峰值)取決于發(fā)生器8積累的82Rb的量，因此一般是系統(tǒng)的最近使用歷史的函數(shù)，即原則上是當前的82Rb生產速率、在上次洗脫運行結束時剩余的積累82Rb的量(如果存在的話)、以及自上次運行起的閑置時間的函數(shù)。濃注尾部的總體上恒定的水平取決于82Rb的生產速率和由泵6產生的鹽水流速。
[0008]正如在本領域中公知的，82Rb由82Sr的放射活性衰變產生，因此在任何特定時間82Rb的生產速率是剩余的82Sr的質量的函數(shù)。正如應該認識到的，該值將隨著發(fā)生器8的使用壽命減小(指數(shù)地)。結果是由圖2a的虛線所示出的一組濃注曲線，其對洗脫系統(tǒng)性能隨著發(fā)生器8使用壽命的變化進行作圖。
[0009]由于發(fā)生器8中可能的82Rb的高活性水平，因此希望限制在任何給定的洗脫運行期間遞送到患者的總活性劑量。因此，(對于任何給定的流速來說)達到該最高容許劑量所需的總洗脫時間，隨著裝載在發(fā)生器8中的82Sr的壽命而變，正如可以在圖2b中看到的，其中在兩種情況下，由每條曲線下的面積所代表的總活性是相等的。
[0010]這種方法的限制，特別是對于3D PET成像來說，在于在短時間段內高活性速率的遞送傾向于降低圖像質量。在相對長的時間段內提供低活性速率是優(yōu)選的。結果，用戶需要考慮發(fā)生器的年齡及其最近的使用歷史這影響濃注峰值和尾部水平的兩者，來估算獲得可能的最佳圖像質量的鹽水流速。隨著82Sr衰變，這種估算必須在發(fā)生器8的整個壽命中不斷進行調整。
[0011]控制82Rb洗脫系統(tǒng)使其能夠不依賴于82SiV82Rb發(fā)生器的狀態(tài)在所需時間段內供應所需的活性水平，這存在許多難題，其中有些難題是公知的。
[0012]發(fā)明概述
[0013]因此，本發(fā)明的目的是提供用于控制82Rb洗脫系統(tǒng)的技術。
[0014]本發(fā)明的實施方式被提供用于評估82Rb洗脫系統(tǒng)的狀態(tài)。在實施方式中，系統(tǒng)啟動包括通過放射性同位素發(fā)生器進行流體洗脫的評估。當所述評估開始時，可以測量度量。該度量可以是從所述發(fā)生器洗脫的流體中82Rb、82Sr或85Sr的濃度，從所述發(fā)生器洗脫的所述流體的體積，或流過所述系統(tǒng)的至少一部分的所述流體的壓力。如果所述評估完成，可以采取幾個步驟。在所述評估的基礎上可以在用戶界面上產生輸出，其推薦行動過程或不采取行動?？梢詫⑺鲈u估結果的指示儲存在存儲單元中。另外，可以將所述評估結果的指示通過通信網(wǎng)絡上傳到另一臺計算機。如果所述評估由于被中斷而沒有成功完成，則可以暫停所述系統(tǒng)的82SiV82Rb發(fā)生器，以阻止用戶在所述82Rb洗脫系統(tǒng)的這些質量控制機制周圍進行最終運行。
[0015]附圖簡述
[0016]從下面的詳細描述并結合附圖，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得明顯，在所述附圖中:
[0017]圖1是示意示出了常規(guī)銣洗脫系統(tǒng)的主要元件的框圖；
[0018]圖2a和2b是示出了圖1的洗脫系統(tǒng)的代表性性能的曲線圖；
[0019]圖3示意示出了本發(fā)明的實施方式的銣洗脫系統(tǒng)的主要元件的框圖；
[0020]圖4示出了可以在圖3的洗脫系統(tǒng)中使用的兩個夾緊式閥的排列方式；
[0021]圖5示意示出了可以在圖3的洗脫系統(tǒng)中使用的正電子檢測器；
[0022]圖6a_6d示意示出了圖3的銣洗脫系統(tǒng)各個運行狀態(tài)；
[0023]圖7a_7c示意示出了用于控制圖3的銣洗脫系統(tǒng)的第一種算法；并且
[0024]圖8a_8c示意示出了用于控制圖3的銣洗脫系統(tǒng)的第二種算法。
[0025]圖9是示意示出了本發(fā)明的另一種實施方式的銣洗脫系統(tǒng)的主要元件的框圖。
[0026]圖9A、9B和9C是示出了本發(fā)明的另一種實施方式的銣洗脫系統(tǒng)的實施方式的圖。
[0027]圖10是示出了用于評估通過銣洗脫系統(tǒng)的發(fā)生器柱的體積流量的示例性操作的流程圖。
[0028]圖11是示出了用于銣洗脫系統(tǒng)的定期質量檢查評估的示例性操作的流程圖。
[0029]圖12是示出了用于檢測銣洗脫系統(tǒng)中的裝置功能故障的示例性操作的流程圖。
[0030]圖13是示出了用于銣洗脫系統(tǒng)的活性監(jiān)測的示例性操作的流程圖。
[0031]圖14是示意示出了在關閉銣洗脫系統(tǒng)的泵中使用的主要元件的框圖。
[0032]應該指出，在整個附圖中，類似的特點用類似的指稱數(shù)字識別。
[0033]說明性實施方式的詳細描述
[0034]本發(fā)明提供了一種銣(82Rb)洗脫和控制系統(tǒng)，在所述系統(tǒng)中，可以基本上不依賴于82SiV82Rb發(fā)生器的狀況控制遞送到患者的82Rb活性速率。代表性實施方式在下面參考圖3_8進彳丁描述。
[0035]在圖3的實施方式中，洗脫系統(tǒng)包括無菌鹽水溶液(例如0.9%氯化鈉注射液)的儲液器4，用于以所需流速從儲液器4通過5中的發(fā)生器管線抽取鹽水的泵6，用于使鹽水液流在鍶-銣(82SV82Rb)發(fā)生器8與繞過發(fā)生器8的旁路管線18之間按比例分配的發(fā)生器閥16，位于發(fā)生器和旁路液流匯合處的匯合點22下游的正電子檢測器20，以及用于控制活性鹽水向患者出口 10和廢液儲液器26的供應的患者閥24?？刂破?8連接到泵6、正電子檢測器20以及閥16和24，以按照所需控制算法控制洗脫系統(tǒng)14，正如將在下面更詳細描述的。
[0036]如果需要，鍶-銣(82SV82Rb)發(fā)生器8可以按照美國專利號8，071，959來構建。在這樣的情況下，泵6可以是低壓泵例如蠕動泵。然而，也可以使用其他類型的發(fā)生器。同樣地，也可以使用其他類型的泵，只要所選的泵適合于醫(yī)療應用并且能夠維持通過發(fā)生器的所需鹽水流速即可。
[0037]發(fā)生器和患者閥16、24可以以各種不同方式構建。原則上，發(fā)生器閥可以被提供成能夠使鹽水液流在發(fā)生器8與旁路管線18之間按比例分配的任何適合的閥16排列方式。如果需要，發(fā)生器閥可以整合有分支點30，鹽水液流在所述分支點處分開?；蛘?，可以如圖3中所示將發(fā)生器閥16置于分支點30的下游。在使用柔性(例如硅)管路輸送鹽水液流的實施方式中，發(fā)生器閥16可以被提供成圖4中示出的類型的一個或多個常規(guī)的“夾緊式”閥。使用夾緊式閥的好處在于它能夠以可便利地重復的方式控制鹽水液流，并且在鹽水溶液與閥的部件之間沒有直接接觸。與患者閥24的設計相關的因素基本上與上面對發(fā)生器閥16所討論的相同，區(qū)別在于通過患者閥24的鹽水液流帶有(或必須被假定帶有)放射活性82Rb。因此，盡管可以為患者閥24選擇任何適合的閥設計，但避免活性鹽水溶液與閥部件之間的直接接觸是特別有益的。因此，對于患者閥24來說夾緊式閥是優(yōu)選的。
[0038]正如可以在圖5中看到的，正電子檢測器20可以被方便地提供成緊鄰攜帶活性鹽水溶液的進料管線33放置的閃爍計數(shù)器32，與閃爍計數(shù)器32光偶聯(lián)的光子計數(shù)器34，以及圍繞閃爍計數(shù)器32和光子計數(shù)器34的輻射防護屏36。閃爍計數(shù)器32可以由一段長度的熒光光纖提供，所述光纖吸收由82Rb衰變產生的β (e+)輻射來產生光子。光子計數(shù)器34 (其可以是例如由Hamamatsu制造的H7155檢測器)檢測入射光子，并產生與每個檢測到的光子相對應的檢測信號38?？梢杂勉U(Pb