铷洗脱系统的控制的制作方法
【专利说明】铷洗脱系统的控制
[0001]与相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年9月5日提交的美国临时申请号61/697，244的利益，所述临时申请的全部公开内容通过参考并入本文。
技术领域
[0003]本申请总的来说涉及核医学，并且具体来说涉及铷洗脱控制系统。
【背景技术】
[0004]正如本领域中公知的，铷(82Rb)作为正电子发射断层扫描(PET)示踪剂用于心肌灌注(血液流动)的非侵入性测量。
[0005]PET技术的最新改进引入了 3-维正电子发射断层扫描(3D PET)。尽管3D PET技术可能在具有疑似冠状动脉疾病的患者中允许更有效的诊断和预后，但3D PET的灵敏性要求非常准确地控制82Rb活性向正被评估的患者的递送。
[0006]图1和2示出了用于心肌灌注成像的常规铷洗脱系统。正如可以在图1中看到的，洗脱系统包括无菌盐水溶液(例如0.9%氯化钠注射液)的储液器4、泵6和锶-铷(82SiV82Rb)发生器8。在运行中，泵使盐水溶液从储液器4流出并通过发生器8以洗脱82Rb。从发生器8输出的活性溶液然后经患者出口 10供应到患者(未示出)。
[0007]当系统2不在使用中时，发生器8内的82Rb量积累，直至在82Rb生产(即82Sr衰变)速率与82Rb衰变速率之间达到平衡。结果，从发生器8流出的活性盐水中的82Rb活性水平倾向于遵循图2a中的实线所示的“浓注(bolus) ”曲线12。具体来说，在82Rb洗脱“运行”开始时，随着积累的82Rb从发生器8被冲出，活性水平快速升高并达到峰值。随后，活性水平下降回到基本上恒定的值。在运行期间获得的最高活性水平Amax(浓注峰值)取决于发生器8积累的82Rb的量，因此一般是系统的最近使用历史的函数，即原则上是当前的82Rb生产速率、在上次洗脱运行结束时剩余的积累82Rb的量(如果存在的话)、以及自上次运行起的闲置时间的函数。浓注尾部的总体上恒定的水平取决于82Rb的生产速率和由泵6产生的盐水流速。
[0008]正如在本领域中公知的，82Rb由82Sr的放射活性衰变产生，因此在任何特定时间82Rb的生产速率是剩余的82Sr的质量的函数。正如应该认识到的，该值将随着发生器8的使用寿命减小(指数地)。结果是由图2a的虚线所示出的一组浓注曲线，其对洗脱系统性能随着发生器8使用寿命的变化进行作图。
[0009]由于发生器8中可能的82Rb的高活性水平，因此希望限制在任何给定的洗脱运行期间递送到患者的总活性剂量。因此，(对于任何给定的流速来说)达到该最高容许剂量所需的总洗脱时间，随着装载在发生器8中的82Sr的寿命而变，正如可以在图2b中看到的，其中在两种情况下，由每条曲线下的面积所代表的总活性是相等的。
[0010]这种方法的限制，特别是对于3D PET成像来说，在于在短时间段内高活性速率的递送倾向于降低图像质量。在相对长的时间段内提供低活性速率是优选的。结果，用户需要考虑发生器的年龄及其最近的使用历史这影响浓注峰值和尾部水平的两者，来估算获得可能的最佳图像质量的盐水流速。随着82Sr衰变，这种估算必须在发生器8的整个寿命中不断进行调整。
[0011]控制82Rb洗脱系统使其能够不依赖于82SiV82Rb发生器的状态在所需时间段内供应所需的活性水平，这存在许多难题，其中有些难题是公知的。
[0012]发明概述
[0013]因此，本发明的目的是提供用于控制82Rb洗脱系统的技术。
[0014]本发明的实施方式被提供用于评估82Rb洗脱系统的状态。在实施方式中，系统启动包括通过放射性同位素发生器进行流体洗脱的评估。当所述评估开始时，可以测量度量。该度量可以是从所述发生器洗脱的流体中82Rb、82Sr或85Sr的浓度，从所述发生器洗脱的所述流体的体积，或流过所述系统的至少一部分的所述流体的压力。如果所述评估完成，可以采取几个步骤。在所述评估的基础上可以在用户界面上产生输出，其推荐行动过程或不采取行动。可以将所述评估结果的指示储存在存储单元中。另外，可以将所述评估结果的指示通过通信网络上传到另一台计算机。如果所述评估由于被中断而没有成功完成，则可以暂停所述系统的82SiV82Rb发生器，以阻止用户在所述82Rb洗脱系统的这些质量控制机制周围进行最终运行。
[0015]附图简述
[0016]从下面的详细描述并结合附图，本发明的其他特点和优点将变得明显，在所述附图中:
[0017]图1是示意示出了常规铷洗脱系统的主要元件的框图；
[0018]图2a和2b是示出了图1的洗脱系统的代表性性能的曲线图；
[0019]图3示意示出了本发明的实施方式的铷洗脱系统的主要元件的框图；
[0020]图4示出了可以在图3的洗脱系统中使用的两个夹紧式阀的排列方式；
[0021]图5示意示出了可以在图3的洗脱系统中使用的正电子检测器；
[0022]图6a_6d示意示出了图3的铷洗脱系统各个运行状态；
[0023]图7a_7c示意示出了用于控制图3的铷洗脱系统的第一种算法；并且
[0024]图8a_8c示意示出了用于控制图3的铷洗脱系统的第二种算法。
[0025]图9是示意示出了本发明的另一种实施方式的铷洗脱系统的主要元件的框图。
[0026]图9A、9B和9C是示出了本发明的另一种实施方式的铷洗脱系统的实施方式的图。
[0027]图10是示出了用于评估通过铷洗脱系统的发生器柱的体积流量的示例性操作的流程图。
[0028]图11是示出了用于铷洗脱系统的定期质量检查评估的示例性操作的流程图。
[0029]图12是示出了用于检测铷洗脱系统中的装置功能故障的示例性操作的流程图。
[0030]图13是示出了用于铷洗脱系统的活性监测的示例性操作的流程图。
[0031]图14是示意示出了在关闭铷洗脱系统的泵中使用的主要元件的框图。
[0032]应该指出，在整个附图中，类似的特点用类似的指称数字识别。
[0033]说明性实施方式的详细描述
[0034]本发明提供了一种铷(82Rb)洗脱和控制系统，在所述系统中，可以基本上不依赖于82SiV82Rb发生器的状况控制递送到患者的82Rb活性速率。代表性实施方式在下面参考图3_8进彳丁描述。
[0035]在图3的实施方式中，洗脱系统包括无菌盐水溶液(例如0.9%氯化钠注射液)的储液器4，用于以所需流速从储液器4通过5中的发生器管线抽取盐水的泵6，用于使盐水液流在锶-铷(82SV82Rb)发生器8与绕过发生器8的旁路管线18之间按比例分配的发生器阀16，位于发生器和旁路液流汇合处的汇合点22下游的正电子检测器20，以及用于控制活性盐水向患者出口 10和废液储液器26的供应的患者阀24。控制器28连接到泵6、正电子检测器20以及阀16和24，以按照所需控制算法控制洗脱系统14，正如将在下面更详细描述的。
[0036]如果需要，锶-铷(82SV82Rb)发生器8可以按照美国专利号8，071，959来构建。在这样的情况下，泵6可以是低压泵例如蠕动泵。然而，也可以使用其他类型的发生器。同样地，也可以使用其他类型的泵，只要所选的泵适合于医疗应用并且能够维持通过发生器的所需盐水流速即可。
[0037]发生器和患者阀16、24可以以各种不同方式构建。原则上，发生器阀可以被提供成能够使盐水液流在发生器8与旁路管线18之间按比例分配的任何适合的阀16排列方式。如果需要，发生器阀可以整合有分支点30，盐水液流在所述分支点处分开。或者，可以如图3中所示将发生器阀16置于分支点30的下游。在使用柔性(例如硅)管路输送盐水液流的实施方式中，发生器阀16可以被提供成图4中示出的类型的一个或多个常规的“夹紧式”阀。使用夹紧式阀的好处在于它能够以可便利地重复的方式控制盐水液流，并且在盐水溶液与阀的部件之间没有直接接触。与患者阀24的设计相关的因素基本上与上面对发生器阀16所讨论的相同，区别在于通过患者阀24的盐水液流带有(或必须被假定带有)放射活性82Rb。因此，尽管可以为患者阀24选择任何适合的阀设计，但避免活性盐水溶液与阀部件之间的直接接触是特别有益的。因此，对于患者阀24来说夹紧式阀是优选的。
[0038]正如可以在图5中看到的，正电子检测器20可以被方便地提供成紧邻携带活性盐水溶液的进料管线33放置的闪烁计数器32，与闪烁计数器32光偶联的光子计数器34，以及围绕闪烁计数器32和光子计数器34的辐射防护屏36。闪烁计数器32可以由一段长度的荧光光纤提供，所述光纤吸收由82Rb衰变产生的β (e+)辐射来产生光子。光子计数器34 (其可以是例如由Hamamatsu制造的H7155检测器)检测入射光子，并产生与每个检测到的光子相对应的检测信号38。可以用铅(Pb