铷洗脱系统的控制的制作方法_2

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)构建的防护屏36起到为闪烁计数器32和光子计数器34屏蔽周围的γ和β辐射的作用。在某些实施方式中,辐射防护屏36在闪烁光纤32附近厚度约为1/2英寸,并且可以从闪烁光纤32扩展(在两个方向上)至少5倍的进料管线33的外径。这种排列方式有效地抑制周围的γ和β辐射沿着进料管线33所通过的通道侵入。结果,寄生光子被抑制,并且光子计数器34计数光子的速率将与闪烁计数器32附近的活性盐水溶液的82Rb活性浓度成正比。在图示的实施方式中,对预定时间段内检测到的光子数目进行计数(例如通过控制器28),并将计数值Cdet用作与82Rb活性浓度成正比的活性参数。如果需要,可以凭经验确定活性参数Cdrt与82Rb活性浓度之间的比例常数K。
[0039]在操作中,可以控制泵6和阀16、24以将盐水溶液按照各种不同运行模式导流通过系统14,正如可以在图6a_6d中看到的。因此,在例如图6a中示出的系统的“旁路至废液”模式中,发生器和患者阀16、24被放置成将全部盐水液流导流通过旁路管线18并进入废液储液器26中。这种运行模式适合于在即将开始洗脱运行之前初始化系统14。
[0040]图6b示出了系统14的“患者管线冲洗”模式,在所述模式中发生器和患者阀16、24被放置成将盐水液流导流通过旁路管线18并通过患者出口 10流出。这种运行模式可以在洗脱运行之前使用,以填充患者管线40 (即从中驱除空气),为将患者出口插入到例如患者的静脉中做准备。在洗脱运行结束时也可以使用这种模式,以将残留在患者管线40内的任何82Rb活性冲洗到患者中,由此确保患者接受PET成像所需的全部活性剂量。
[0041]图6c示出了系统10的“等待阈值”模式,在所述模式中发生器和患者阀16、24被放置成将盐水液流导流通过发生器8并进入废液储液器26。这种运行模式在开始洗脱运行期间是适合的,此时82Rb浓度从零增加,但是尚未达到所需水平。将82Rb浓注12的这个先导部分冲洗到废液储液器26,避免了将患者暴露于非必需的82Rb活性,并允许密切控制递送到患者的总活性剂量。
[0042]图6d示出了系统14的“洗脱”模式,在所述模式中通过来自于正电子检测器20的控制回路42主动控制发生器阀16,以使盐水液流按比例通过发生器8和旁路管线18两者。然后在发生器8的下游(22处)将发生器8和旁路盐水液流重新合并,以产生具有所需82Rb活性浓度的活性盐水溶液。患者阀24被放置成将活性盐水溶液导向患者出口 10。
[0043]在上面的描述中,每种运行模式根据在进行洗脱运行以支持患者的PET成像中的相关步骤来描述。然而,应该认识到,这种上下文不是必需的。因此,例如,一种或多种上面的运行模式可用于帮助系统的校准,在这种情况下将患者出口 10连接到常规剂量校准器(未示出)内的收集小瓶而不是患者。
[0044]正如从上面的讨论应该认识到的,洗脱系统的每种运行模式受到在软件控制下运行的控制器单元28控制。结果,根据需要,可以执行广泛的各种自动化过程。因此,例如,洗脱运行可以在用户输入的目标参数的基础上完全自动化,这允许用户避免不必要的辐射暴露。同样地,可以自动化所需的系统校准和82Sr泄漏检测方案,这确保了一致性并限制用户的辐射暴露。基于软件的洗脱系统控制的另一个益处是可以容易地维护来自于每次洗脱运行的数据记录,这不仅辅助系统诊断,而且可用于确保为PET成像指定的洗脱参数(例如洗脱浓度和持续时间)令人满意。
[0045]如上所述,在“洗脱”运行模式(图6d)中,通过来自于正电子检测器20的控制回路42主动控制发生器阀16,以使盐水液流按比例通过发生器8和旁路管线18两者。将相应的发生器和旁路盐水液流在发生器8下游重新合并,产生具有所需82Rb活性浓度的活性盐水溶液。优选地,使用在控制器28中执行的适合的软件来实施控制回路42。用于实施控制回路42的代表性算法在下面参考图7和8进行描述。
[0046]在图7的实施方式中,控制器28实施基于阈值的控制算法,在所述算法中通过实测活性浓度与所需活性浓度的比较来控制发生器阀16。如果实测浓度高于所需浓度,则发生器阀16将盐水液流导向旁路管线18而不是发生器8,反之亦然。
[0047]总的来说,洗脱运行被设计成产生目标82Rb活性浓度,所述活性浓度服从所需时间函数CM(t)。在图7的实施方式中,CM(t)是具有预定的恒定活性浓度Cm和持续时间(Vt1)的方波函数,正如可以通过图7b的虚线看到的。这些参数可以使用用户界面44(图3)通过明确的用户输入来提供,或者可以从其他用户输入的参数例如总活性剂量和盐水流速来计算。正如应该认识到的,目标活性曲线CM(t)不一定是方波函数,如果需要也可以使用其他曲线例如斜坡函数。
[0048]在某些实施方式中,目标活性曲线CM(t)可以定义患者出口 10处的所需82Rb活性浓度。在这样的情况下,可以在所选的流速和患者供应管线长度的基础上计算调整过的目标曲线C’M(t),以将正电子检测器20与患者出口 10之间的患者供应管线40中的预期82Rb衰变(以及因此活性的损失)考虑在内。这种排列方式的优点在于它允许用户指定递送到患者的活性的量(活性浓度或总剂量),并且控制回路42将考虑到系统14内的82Rb衰变来运行,以匹配这一技术参数。
[0049]图7a是示出了可以在图7的实施方式中使用的代表性的基于阈值的阀控制算法的流程图。为了便于图示,图7a的流程图只示出了控制回路。与各种运行模式之间的转变相关的过程步骤和阈值,未被示出。
[0050]在洗脱运行的准备中,用户输入用于洗脱的目标参数。这些参数可以包括下列参数中的任三个:总活性剂量,目标活性浓度,洗脱持续时间和盐水流速。从输入的参数可以计算剩余的参数,并且如果需要,获得调整过的目标曲线c’ M(t)(步骤S2)。
[0051]在洗脱运行开始时,任选地使用“旁路至废液”步骤来冲洗管线并填充患者管线40。然后,控制器28打开发生器阀16 (在图7b中的h时间),以将洗脱系统14置于“等待阈值”模式下。在这个时间段中,由正电子检测器检测到的活性水平将开始跟随“自然”浓注曲线12(图2a)的前缘斜线上升。在此期间,患者阀24保持关闭,使得从发生器8洗脱的任何活性被通往废液储液器26。当检测到的活性浓度Cdrt超过目标值Cm时,控制器28打开患者阀24 (在图7b中的h时间),并转到“洗脱”运行模式。
[0052]在洗脱模式期间,控制器28反复地获得更新的浓度参数Cdet (在S4中),其指示了正电子检测器处的即时活性浓度。然后将浓度参数Cdrt与所需浓度Cm进行比较。如果Cdrt低于所需浓度Cm(在S6中),发生器阀16被打开(在S8中),以使盐水流过发生器8以洗脱82Rb活性。如果Cdet高于所需浓度C M(在SlO中),发生器阀16被关闭(在S12中),以使盐水流过旁路管线18。正如可以在图7b中看到的,由于响应延迟,这一操作的结果是以目标浓度Cm(或C’M)为中心的锯齿状活性浓度曲线46。洗脱运行结束时(图7b中的七2时间),控制器28关闭发生器阀16并将洗脱系统14置于“患者管线冲洗”模式下,这结束了82Rb活性从发生器8的洗脱,并将患者管线40内任何残留的82Rb活性冲洗到患者中。
[0053]图7c示出了作为上述过程的结果递送到患者的活性浓度曲线。正如可以从图7c看到的,在“等待阈值”模式期间UtTt1)没有82Rb活性被递送到患者。在“洗脱”模式期间(trt2),活性浓度46遵循目标浓度Cm(或C’M)为中心的锯齿状图案。最后,在“患者管线冲洗”模式中(t2之后),随着82Rb洗脱被终止并且残留的活性从患者供应管线40冲出,活性浓度快速下降。
[0054]正如应该认识到的,递送的活性浓度遵从目标曲线Cm (t)的准确性极大地依赖于汇合点22与正电子检测器20之间的管线容积。在某些情况下,可以接受与目标曲线CM(t)的相对大的偏离。然而,控制回路响应使得差异不能被减小到超过一定限制。结果,在图7的实施方式中不能消除目标曲线CM(t)与递送浓度曲线46 (图7c)之间的“误差”。克服了这种限制的脉冲宽度调制技术在下面参考图8进行描述。
[0055]图8的实施方式与图7的实施方式的差异主要在于控制发生器阀16的方式。在图7的实施方式中,根据检测到的活性浓度Cdrt与所需活性浓度之间的比较来打开或关闭发生器阀16。相反,在图8的实施方式中,发生器阀以预定频率连续不断地打开和关闭。可以使用任何所需频率,这主要取决于发生器阀16的物理性质。在某些实施方式中,可以使用I至1Hz之间的频率(例如5Hz)。为了控制盐水液流在发生器8与旁路管线18之间的按比例分配,改变阀16的占空比。因此,例如,“O”的占空比可能具有引导全部盐水液流通过旁路管线18的效果,“100”的占空比引导全部盐水液流通过发生器8。这些限值之间的占空比根据占空比值将盐水液流在发生器8与旁路管线18之间分配。盐水液流可以在发生器8与旁路管线18之间分配的精确度
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