CN107462915A - 一种放射性药物活度实时测算方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种放射性药物活度实时测算方法及系统，涉及获取放射性药物活度技术领域。该系统包括：数据录入模块，用于录入放射性药物初始信息和当前信息，其中所述放射性药物初始信息包括放射性药物初始活度、初始体积和活度检测时间，当前信息包括当前时间、用户需要的活度；处理模块，用于根据所述放射性药物初始信息与当前信息，计算用户需要放射性药物的体积；显示模块，用于将用户需要放射性药物的体积进行显示。本发明根据同位素衰减规律用活度测算代替了现场的活度测量过程，操作人员可以根据计算出的药物体积一次性抽取，不再需要现场反复测量活度，从而减少了从业人员与放射性同位素的接触时间，降低了从业人员职业受照剂量。

Description

一种放射性药物活度实时测算方法及系统

技术领域

本发明涉及获取放射性药物活度技术领域，特别涉及一种放射性药物活度实时测算方法及系统。

背景技术

放射性药物是指含有放射性同位素的供医学诊断和治疗的一类特殊制剂，是核医学的重要组成部分。放射性药物具有放射性和不恒定性，在临床应用时要实时评估其即时活度。放射性药物自生产厂家发出之前，一般由厂家测量放射性活度，然后将活度测量的时间、活度和药品体积标注于随行文件或标签上，某一批次放射性药物一般需要用于数十个患者。由于患者所接受的检查项目、体重、年龄不尽相同，因此所需要的放射性药品的量也各有区别，因此需要在到达临床科室后及应用于特定患者的时刻，由放射工作人员根据每个特定患者的放射性活度用量，利用自备活度计进行检测分发，然后应用到相应的患者或受检者身上。。在上述临床人工操作过程中，从业人员需要用注射器从储源罐吸取一定量的药液，在活度计中测量其活度值，然后通过调整其药液体积并不断重复测量其活度值才可能使其符合个体患者用量。大量实践表明，上述现场对放射性药品活度的检测或定量取用环节，最为繁琐，直接接触放射性药品的时间最长，对放射工作人员的个人剂量贡献也最大。因此，最大限度地简化上述环节，是降低放射工作人员职业照射量的关键。

发明内容

针对现有技术不足，提出一种放射性药物活度实时测算方法及系统。

一种放射性药物活度实时测算系统，其中，包括：

数据录入模块，用于录入放射性药物初始信息与当前信息，其中所述放射性药物初始信息包括放射性药物初始活度、活度检测时间、初始体积，当前信息包括当前时间、用户需要的活度；

处理模块，用于根据所述放射性药物初始信息与所述当前信息，计算所述当前时间的当前活度，并结合所述用户需要的活度计算所述用户需要的活度的放射性药物的体积；

显示模块，用于将用户需要放射性药物的体积进行显示。

上述的放射性药物活度实时测算系统，其中，所述数据录入模块为文字识别录入系统模块，用于通过识别带有所述放射性药物初始信息的图片获取所述放射性药物初始信息。

上述的放射性药物活度实时测算系统，其中，所述数据录入模块通过二维码扫描系统或电子标签扫描系统，获取所述放射性药物初始信息，或通过手动输入所述放射性药物初始信息。

上述的放射性药物活度实时测算系统，其中，所述显示模块还包括：显示所述放射性药物基本信息、所述放射性药物活度信息与所述放射性药物的取用信息。

上述的放射性药物活度实时测算系统，其中，所述处理模块中计算用户需要放射性药物的体积的步骤为：

在t时刻的放射性药物活度为：

A_t＝A₀e^-λt

其中A_t为t时刻的放射性药物活度；A₀为放射性药物初始活度；λ为放射性药物的衰变常数；e为自然底数；t为当前时刻与初始活度检测时刻的差。

当在t时刻需要为用户提取活度为A_t1的放射性药物时，计算用户需要放射性药物的体积的公式为：

L₁＝A_t1/[(A₀/L₀)e^-λt]

其中L₀为初始体积，L₁为活度为A_t1的放射性药物的体积，A_t1为用户需要的活度。

本发明还提供一种放射性药物活度实时测算方法，其中，包括：

步骤1，录入放射性药物初始信息与当前信息，其中所述放射性药物初始信息包括放射性药物初始活度、活度检测时间、初始体积，当前信息包括当前时间、用户需要的活度；

步骤2，根据所述放射性药物初始信息与所述当前信息，计算所述当前时间的当前活度，并结合所述用户需要的活度计算所述用户需要的活度的放射性药物的体积；

步骤3，将用户需要放射性药物的体积进行显示。

上述的放射性药物活度实时测算方法，其中，所述步骤1为通过识别带有所述放射性药物初始信息的图片获取所述放射性药物初始信息。

上述的放射性药物活度实时测算方法，其中，所述步骤1通过二维码扫描系统或电子标签扫描系统，获取所述放射性药物初始信息，或通过手动输入所述放射性药物初始信息。

上述的放射性药物活度实时测算方法，其中，所述步骤3还包括：显示所述放射性药物基本信息、所述放射性药物活度信息与所述放射性药物的取用信息。

上述的放射性药物活度实时测算方法，其中，所述步骤2中计算用户需要放射性药物的体积的步骤为：

在t时刻的放射性药物活度为：

A_t＝A₀e^-λt

其中A_t为t时刻的放射性药物活度；A₀为放射性药物初始活度；λ为放射性药物的衰变常数；e为自然底数；t为当前时刻与初始活度检测时刻的差。

当在t时刻需要为用户提取活度为A_t1的放射性药物时，计算用户需要放射性药物的体积的公式为：

L₁＝A_t1/[(A₀/L₀)e^-λt]

其中L₀为初始体积，L₁为活度为A_t1的放射性药物的体积，A_t1为用户需要的活度。

由以上方案可知，本发明的优点在于：

本发明根据放射性同位素衰减规律用活度测算代替了现场的活度测量过程。利用本发明，只要一次性输入某批次放射性药品的初始放射性活度、活度检测时间及药物体积，然后在每位患者用药前输入当前的时间和需要的药物活度，就可以马上测算出该患者需要的药液体积，操作人员可以根据计算出的药液体积一次性抽取应用，不再需要现场反复测量活度及对药物体积的反复调整，从而大大简化了从业人员操作放射性同位素的步骤，减少了从业人员与放射性同位素的接触时间，降低了职业照射。

附图说明

图1为放射性药物活度实时测算系统框架图；

图2为数据录入模块示意图；

图3为显示模块框架图；

图4为本发明方法流程图。

其中附图标记为：

步骤1-3；

100为处理模块、101为数据录入模块、102为显示模块、103为电源模块、101-1为文字识别录入系统或二维码扫描系统或电子标签系统模块。

具体实施方式

本发明系统包括处理模块100、显示模块102、数据录入模块101、电源模块103，其中所述数据录入模块也可以为文字识别录入系统模块或二维码扫描系统或电子标签系统101-1。某一批次放射性药物一般可以用于数十个患者，由于患者所接受的检查项目、体重、年龄不尽相同，因此所需要的放射性药品的量也各有区别。当一批次放射性药品抵达核医学科后，该系统可以通过数据录入模块101一次性将厂家所给出的放射性药品活度、检测时间及药品体积输入系统的处理模块100，然后在应用于每位患者时，只需输入当前时间及该相应患者需使用的放射性药物活度值，系统的处理模块100会自动计算出需取用的放射性同位素的药品体积并在显示模块102中显示。

处理模块100，用于根据所述放射性药物初始活度、活度检测时间、药物体积与所述当前时间，计算所述当前时间下的当前活度，并根据所述用户需要的活度，计算用户需要放射性药物的体积，具体实现方式如下所示：

对于特定放射性核素，其衰减规律只与放射性核素的种类有关，不受外界物理、化学、生物等环境的影响。因此，可以根据其衰减规律推算其某一个时刻的活度值或取一定活度药物的体积。按照放射性药物中同位素的指数衰减律：

在t时刻的放射性活度为：

A_t＝A₀e^-λt (1)

其中A_t为t时刻的放射性药物活度。A₀为：0时间的放射性药物活度，此处可将厂家检测放射性药物活度的时刻设为0时间，即放射性药物初始活度。λ为与放射性药物中同位素相联系的一个常数，每一个放射性药物中的同位素都有自己的λ值；e为自然底数，e约等于2.7183；t为当前时刻与初始活度检测时刻的差。

当厂家检测活度为A₀，初始体积为L₀ml的放射性药品运抵核医学科，在t时刻欲应用于患者时，此时的放射性药物活度通过式(1)的计算，应为A_t。

第一个患者需要放射性药物时：

此时，如果欲取活度为A_t1的药品用于第一个患者，根据活度浓度的定义，则应取药品体积L₁：

L₁＝A_t1/(A_t/L₀) (2)

将式(1)代入式(2)

L₁＝A_t1/(A₀e^-λt/L₀)

即：L₁＝A_t1/[(A₀/L₀)e^-λt] (3)

第二个患者需要放射性药物时：

如果在t₁时刻，欲取活度为A_t2的药品用于第二个患者，则应取药品体积L₂。此时，应考虑在此期间的放射性药物中同位素活度变化，其活度推算仍应用厂家提供的初始数据，同时，还应考虑到药品体积的变化。

第二名患者用药前，药品的总体积L₀₁为：

L₀₁＝L₀-L₁ (4)

对于一定活度浓度的放射性药品，同一时间放射性药品的活度与其体积成正比。因此，体积为L₀₁ml的放射性药品在厂家检测时的活度A₀₁为：

A₀₁＝A₀(L₀-L₁)/L₀ (5)

则根据式(1),在对第二个患者用药时，此时放射性药品的总活度为：

A_t1＝A₀₁e^-λt1 (6)

那么在t₁时刻，欲取活度为A_t2的药品用于第二个患者，则应取药品体积L₂为：

L₂＝A_t2/[A_t1/(L₀-L₁)] (7)

代入式(6)L₂＝A_t2/[A₀₁e^-λt1/(L₀-L₁)] (8)

代入式(5)

L₂＝A_t2/[(A₀/L₀)e^-λt1] (9)

可见式(9)同式(3)，在t₁时刻取活度为A_t2的药品的体积，只与初始药物的活度浓度和取用的相对时间有关。

第三个患者需要放射性药物时：

第三名患者用药前，药品总体积为L₀₂为：

L₀₂＝L₀-L₁-L₂ (10)

根据放射性药品的活度与其体积成正比的规律,体积为L₀₂ml的放射性药品在厂家检测时的活度A₀₂为：

A₀₂＝A₀(L₀-L₁-L₂)/L₀ (11)

则根据式(1),此时放射性药品的总活度为：

A_t2＝A₀₂e^-λt2 (12)

那么在t₂时刻，欲取活度为A_t3的药品用于第三个患者，则应取药品体积L₃为：

L₃＝A_t3/[A_t2/(L₀-L₁-L₂)] (13)

代入式(12)

L₃＝A_t3/[A₀₂e^-λt2/(L₀-L₁-L₂)] (14)

代入式(11)

L₃＝A_t3/[(A₀/L₀)e^-λt2] (15)

(15)等同于式(9)和式(3)。

从活度浓度的角度也能很容易推导出相同的结论：

从式(1)，如果等号两边均除以一个初始体积L₀，可以导出：

A_t/L₀＝(A₀/L₀)e^-λt (16)

即放射性药物活度浓度也遵循同样的指数衰减规律。如果在t时刻，从活度为A_t、体积为L₀的药物中取出活度为A_t1体积为L₁的药液，由于其药物活度浓度是一致的，则有：

A_t/L₀＝A_t1/L₁＝(A₀/L₀)e^-λt (17)

同样可以得出：

L₁＝A_t1/[(A₀/L₀)e^-λt] (18)

可见，式(18)与式(3)、式(9)、式(15)是一致的。即在某一时刻取一定活度的药品的体积，只与初始药物的活度浓度和取用相对时间有关。

以上各式中的λ为放射性药物中同位素的衰变常数，其与另一个常数半衰期T_1/2，具有确定的关系，半衰期即放射性原子核数衰减到原来数目一半所需的时间，由半衰期的定义，它与λ的关系可以用式(19)推导得出：

N＝1/2N₀＝N₀e^-λT _1/2 (19)

其中N₀为t＝0时刻的原子核数，N为衰减到一半时的原子核数。因此：

T_1/2＝In2/λ＝0.693/λ (20)

放射性同位素的半衰期T_1/2可以在很多资料中查到，由T_1/2可以根据式(20)方便地推导出λ值。

以下为临床核医学常用的放射性同位素及其物理常数表。

临床核医学常用的放射性同位素及其物理常数表

核素	T1/2	核素	T1/2	核素	T1/2
						51Cr	27.7d	113mIn	1.66h	198Au	2.69d
59Fe	45.1d	125I	60.1d	201TI	3.04d
						67Ga	78h	131I	8.04d	123I	13.2h
99mTc	6.02h	169Er	9.30d	18F	1.83h

其中，h为小时；d为天。

综上所述，在某一时刻取一定活度的放射性药物的体积，与放射性药物的初始活度浓度及取用药物的相对时间有关，而与药物体积的变化无关。因此，只要已知放射性药物出厂活度、出厂检测时间和初始体积，就可以计算出在任何时刻取用一定活度的放射性药物体积。

按照上述原理，每用于一个新患者，都可用厂家初始活度和体积校准到当时时刻的药品活度，然后用当时的药品活度浓度计算特定患者需要取用的药品体积。

以下为本发明放射性药品活度实时测算系统的实施例，如下所示：

如图1所示：本发明的系统包括处理模块100、显示模块102、数据录入模块101、电源模块103，其中数据录入模块101也可以为文字识别(OCR)录入系统模块101-1、二维码扫描系统或电子标签系统模块。文字识别(OCR)录入系统模块101-1由数字图像采集装置、OCR文字识别软件组成，可以将放射性药物的名称、生产厂家、放射性药物出厂活度、活度检测时间、出厂药物体积等资料通过图片识别和转换，一次性输入处理模块100，其过程是将摄像后的图片文件转为可编辑的word文档，再根据需要分门别类地输入处理模块100中。文字识别录入系统模块101-1还可以是二维码扫描系统、电子标签扫描系统，通过扫描一次性将放射性药物信息输入处理模块100中。

上述资料还可以脱离文字识别(OCR)录入系统模块101-1或二维码扫描系统、电子标签扫描系统模块，通过数据录入模块101手动输入。如图2所示，数据录入模块101主要采用根据录入需求设计的键盘，可以将放射性药物的名称、生产厂家、放射性药物出厂活度、活度检测时间、出厂药物体积以及当前时间等资料输入处理模块100，所述数据录入模块101还包括1个选择键与录入项目选择键，其中选择键包括选择放射性药物名称、选择放射性药物生产厂家，录入项目选择键包括选择放射性药物出厂活度、活度检测时间、放射性药物出厂体积、目前需要放射性药物活度、以及当前时间等项目，首先通过录入项目选择键选定录入项目，然后根据具体信息在键盘上进行录入。

通过数据录入模块101将上述信息输入处理模块100后，此时处理模块100结合同位素衰减数据库中的常数，计算出应取用的放射性药物体积。

如图3所示，显示模块102可显示放射性药物基本信息、放射性药物活度信息和放射性药物取用信息三个部分。放射性药物基本信息包括放射性药物名称和生产厂家；放射性药物活度信息包括放射性药物出厂活度、活度检测时间、药物出厂体积；放射性药物取用信息部分包括计时器、输入的当前时间、输入的当前需用放射性药物活度以及计算出的应取用的药物体积。

如图4所示，本发明还提出一种放射性药物活度实时测算方法，包括：

步骤1，录入放射性药物初始信息与当前信息，其中所述放射性药物初始信息包括放射性药物初始活度、活度检测时间、初始体积，当前信息包括当前时间、用户需要的活度；初始信息为该批次药物的信息，事先一次性录入即可，

在应用于某个患者时，只需录入当前信息。

步骤2，根据所述放射性药物初始信息与所述当前信息，计算所述当前时间的当前活度，并结合所述用户需要的活度计算所述用户需要的活度的放射性药物的体积；

步骤3，将用户需要放射性药物的体积进行显示。

所述步骤1为通过识别带有所述放射性药物初始信息的图片获取所述放射性药物初始信息；或通过扫描药物所带二维码或电子标签获取放射性药物初始信息。或通过手动输入所述放射性药物初始信息和当前信息。

所述步骤3还包括：显示所述放射性药物基本信息、所述放射性药物活度信息与所述放射性药物的取用信息。

所述步骤2中计算用户需要放射性药物的体积的步骤为：

在t时刻的放射性药物活度为：

A_t＝A₀e^-λt

其中A_t为t时刻的放射性药物活度；A₀为放射性药物初始活度；λ为放射性药物的衰变常数；e为自然底数，e约等于2.7183；t为当前时刻与初始活度检测时刻的差。

当在t时刻需要为用户提取活度为A_t1的放射性药物时，计算用户需要放射性药物的体积的公式为：

L₁＝A_t1/[(A₀/L₀)e^-λt]

其中L₀为初始体积，L₁为活度为A_t1的放射性药物的体积，A_t1为用户需要的活度。

Claims (10)

1.一种放射性药物活度实时测算系统，其特征在于，包括：

数据录入模块，用于录入放射性药物初始信息与当前信息，其中所述放射性药物初始信息包括放射性药物初始活度、活度检测时间、初始体积，当前信息包括当前时间、用户需要的活度；

处理模块，用于根据所述放射性药物初始信息与所述当前信息，计算所述当前时间的当前活度，并结合所述用户需要的活度计算所述用户需要的活度的放射性药物的体积；

显示模块，用于将用户需要放射性药物的体积进行显示。

2.如权利要求1所述的放射性药物活度实时测算系统，其特征在于，所述数据录入模块为文字识别录入系统模块，用于通过识别带有所述放射性药物初始信息的图片获取所述放射性药物初始信息。

3.如权利要求1所述的放射性药物活度实时测算系统，其特征在于，所述数据录入模块通过二维码扫描系统或电子标签扫描系统，获取所述放射性药物初始信息，或通过手动输入所述放射性药物初始信息。

4.如权利要求1所述的放射性药物活度实时测算系统，其特征在于，所述显示模块还包括：显示所述放射性药物基本信息、所述放射性药物活度信息与所述放射性药物的取用信息。

5.如权利要求1所述的放射性药物活度实时测算系统，其特征在于，所述处理模块中计算用户需要放射性药物的体积的步骤为：

在t时刻的放射性药物活度为：

A_t＝A₀e^-λt

其中A_t为t时刻的放射性药物活度；A₀为放射性药物初始活度；λ为放射性药物的衰变常数；e为自然底数；t为当前时刻与初始活度检测时刻的差。

当在t时刻需要为用户提取活度为A_t1的放射性药物时，计算用户需要放射性药物的体积的公式为：

L₁＝A_t1/[(A₀/L₀)e^-λt]

其中L₀为初始体积，L₁为活度为A_t1的放射性药物的体积，A_t1为用户需要的活度。

6.一种放射性药物活度实时测算方法，其特征在于，包括：

步骤1，录入放射性药物初始信息与当前信息，其中所述放射性药物初始信息包括放射性药物初始活度、活度检测时间、初始体积，当前信息包括当前时间、用户需要的活度；

步骤2，根据所述放射性药物初始信息与所述当前信息，计算所述当前时间的当前活度，并结合所述用户需要的活度计算所述用户需要的活度的放射性药物的体积；

步骤3，将用户需要放射性药物的体积进行显示。

7.如权利要求6所述的放射性药物活度实时测算方法，其特征在于，所述步骤1为通过识别带有所述放射性药物初始信息的图片获取所述放射性药物初始信息。

8.如权利要求6所述的放射性药物活度实时测算方法，其特征在于，所述步骤1通过二维码扫描系统或电子标签扫描系统，获取所述放射性药物初始信息，或通过手动输入所述放射性药物初始信息。

9.如权利要求6所述的放射性药物活度实时测算方法，其特征在于，所述步骤3还包括：显示所述放射性药物基本信息、所述放射性药物活度信息与所述放射性药物的取用信息。

10.如权利要求6所述的放射性药物活度实时测算方法，其特征在于，所述步骤2中计算用户需要放射性药物的体积的步骤为：

在t时刻的放射性药物活度为：

A_t＝A₀e^-λt

其中A_t为t时刻的放射性药物活度；A₀为放射性药物初始活度；λ为放射性药物的衰变常数；e为自然底数；t为当前时刻与初始活度检测时刻的差。

当在t时刻需要为用户提取活度为A_t1的放射性药物时，计算用户需要放射性药物的体积的公式为：

L₁＝A_t1/[(A₀/L₀)e^-λt]

其中L₀为初始体积，L₁为活度为A_t1的放射性药物的体积，A_t1为用户需要的活度。