CN108198644B - 一种密封放射源、密封放射源的制备装置及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种密封放射源的制备装置及制备方法，所述密封放射源包括密闭包壳和容纳在所述密闭包壳中的放射源物质，所述密闭包壳包括两个能够打开和封闭的接口。制备装置包括：配液循环管路、循环动力组件，配液循环管路包括两个包壳接口和至少一个药物接口，两个包壳接口用于分别与密闭包壳上的两个接口可拆卸式密封连接，以使密闭包壳内部与配液循环管路连通，药物接口用于将至少一个外接放射性药物容器中的放射性药物导入配液循环管路，循环动力组件用于向所述配液循环管路内提供循环动力。上述制备装置全自动制备密封放射源，无需操作人员参与，降低了操作人员的辐射风险，同时制备的放射源的活度均匀。
Description
技术领域
本发明涉及核医学技术，具体涉及一种密封放射源的制备装置及制备方法。
背景技术
PET(positron Emission Tomography，正电子发射断层成像)是核医学领域最为重要的成像设备，PET设备可包括几万个独立的探测器，每一个探测器的性能会随着时间受到温度，电压，自身寿命等因素的影响而发生漂移。为了监测和修正探测器漂移对PET设备性能的影响，在实际工作中，PET设备使用方需要利用各种放射性标准源对PET设备进行刻度。这些放射性标准源中，最为常用的是活度均匀的桶状放射源。
目前，桶状放射源获取方式有两种，一种由放射源供应商提供，用于PET设备的日常维护；另外一种利用可溶性放射性药物灌装亚克力材质空桶获得桶状放射源，该方式获得的桶装放射源可PET设备的死时间，堆积效应进行刻度。
上述第二种获取桶装放射源的过程具体说明如下：
灌装产生的桶状放射源往往需要操作人员进行手动操作。一般的操作流程为：1、操作人员测量放射性药物容器里的活度并记录时间；2、操作人员使用针管从放射性药物容器里抽取放射性药物，将抽取的放射性药物注射入目标容器里；3、操作人员测量针管残留活度并记录时间； 4、操作人员在目标容器里注水，摇晃均匀，注水到满，排除气泡等。为了保证灌装产生的桶状放射源内部放射性药物的均匀性，活度的准确性，需要放射性操作人员经过的培训并严格按照流程进行。操作本身会增加操作人员接收到的放射性剂量，产生放射性风险。同时也存在放射性活度估计不准，放射性药物污染等不安全因素。当操作人员操作不当的时候，通过对灌装产生的桶状放射源的成像检测，可以看到灌装产生的桶状放射源内放射性药物明显的不均匀。
为此，如何降低操作人员的放射性风险，提高活度定量的精准性成为当前亟需解决的问题。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明实施例提供一种密封放射源、密封放射源的制备装置及制备方法，上述制备装置全自动制备密封放射源，无需操作人员参与，降低了操作人员的辐射风险，同时制备的密封放射源的活度均匀。
第一方面，本发明实施例提供一种密封放射源，包括：密闭包壳和容纳在所述密闭包壳中的放射源物质，所述密闭包壳包括两个能够打开和封闭的接口。
第二方面，本发明实施例还提供一种密封放射源的制备装置，包括：配液循环管路、循环动力组件，
所述配液循环管路包括两个包壳接口和至少一个药物接口，所述两个包壳接口用于分别与所述密闭包壳上的两个接口可拆卸式密封连接，以使所述密闭包壳内部与所述配液循环管路连通，
所述药物接口用于将至少一个外接放射性药物容器中的放射性药物导入所述配液循环管路，
所述循环动力组件用于向所述配液循环管路内提供循环动力。
可选地，所述制备装置还包括：
插针组，所述插针组的一端连通所述外接放射性药物容器，另一端连通所述药物接口；
控制系统，所述控制系统通过所述插针组上的控制阀控制所述药物接口的打开和关闭，还用于计算密封放射源中放射源物质的活度。
可选地，所述制备装置还包括：位于所述配液循环管路上的气泡过滤器，用于将所述配液循环管路内液体的气体滤除，所述气泡过滤器设置在所述药物接口远离所述循环动力组件一侧的管路上。
可选地，所述插针组包括：
用于向所述外接放射性药物容器中注入溶剂的第一类插针；
用于将所述外接放射性药物容器中液体导入所述配液循环管路的第二类插针；
所述第一类插针的一端插入所述外接放射性药物容器内，另一端与所述药物接口连通；
所述第二类插针的一端插入所述外接放射性药物容器内，另一端与所述药物接口连通；以及
所述第一类插针上设置有用于控制所述第一类插针打开和关闭的第一控制阀；
所述第二类插针上设置有用于控制所述第二类插针打开和关闭的第二控制阀；
所述第一类插针和第二类插针之间的所述配液循环管路上设置有控制所述配液循环管路打开和关闭的第三控制阀；
所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀分别与所述控制系统连接。
可选地，还包括：控制盒；
所述配液循环管路、所述循环动力组件、所述插针组均位于所述控制盒内；
所述配液循环管路的两个包壳接口延伸在所述控制盒外。
可选地，所述循环动力组件为带有驱动机构的液体泵。
第三方面，本发明实施例还提供一种第二方面的制备装置的制备方法，包括：
步骤一、在外接放射性药物容器通过第一类插针、第二类插针与所述药物接口连通后，所述控制系统控制所述第一控制阀和所述第二控制阀打开，所述第三控制阀关闭；
步骤二、启动所述循环动力组件，使所述密封放射源和所述配液循环管路内溶剂通过所述配液循环管路进入到所述外接放射性药物容器中；
步骤三、在所述外接放射性药物容器中放射性药物溶解后，液体通过所述外接放射性药物容器、所述气泡过滤器和所述密封放射源以第一速度在所述配液循环管路中循环第一预设时间段；
步骤四、所述控制系统关闭所述第一控制阀和所述第二控制阀，打开第三控制阀，液体通过所述气泡过滤器和所述密封放射源以第二速度在所述配液循环管路中循环第二预设时间段，使所述配液循环管路中液体混合均匀。
可选地，所述方法还包括：
所述控制系统获取所述密封放射源内放射源物质的放射性活度。
可选地，所述控制系统获取所述密封放射源内放射源物质的放射性活度，包括：
所述控制系统在控制所述第一控制阀和所述第二控制阀打开，所述第三控制阀关闭时，测量活度Ainjection，并记录注入时间点；
所述控制系统获取体积Vtotal、Vfov；
所述控制系统记录计算时间点，并根据公式一获取所述放射性活度；
公式一：
其中，Afov为PET视野内的有效活度；
Ainjection为所述外接放射性药物容器内放射性药物注入所述配液循环管路时的活度；
Vtotal为所述制备装置、所述外接放射性药物容器和所述密封放射源内所有液体的体积；
Vfov为PET视野内的溶液的体积；
λ为放射性物质的半衰期系数；
T为放射性药物对应的注入时间点和放射性活度对应的计算时间点之间的时间长度。
可选地，所述第一速度小于所述第二速度。
第四方面，本发明还提供一种CT设备，包括：可调源支架、移动床，上述第二方面的制备装置；
其中，所述密封放射源安装在所述可调源支架上，所述制备装置安装在所述移动床上。
本发明实施例具有的有益效果如下：
本发明实施例的密封放射源、密封放射源的制备装置及制备方法，密封放射源的制备装置能够实现全自动制备密封放射源，降低了操作人员的放射性风险，同时提高了制备的密封放射源中放射性物质的均匀性，进而提高密封放射源作为活度定量的精准性。
上述制备装置结构简单，且方便操作，能够较大范围内推广使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一实施例提供的密封放射源的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的密封放射源的制备装置的结构示意图；
图3为图2中的插针组的结构放大示意图；
图4为本发明一实施例提供的控制系统的结构示意图；
图5为本发明一实施例提供的密封放射源的制备装置的制备方法的示意图；
图6为本发明一实施例提供的CT设备的结构示意图。
附图标记说明：
密闭包壳20、放射源物质22、密闭包壳的接口21；
控制盒11、配液循环管路12、循环动力组件13、插针组14、气泡过滤器15、外接放射性药物容器16、配液循环管路的包壳接口17；
第一类插针141、第二类插针142；
第一控制阀143、第二控制阀144、第三控制阀145；
控制系统30、射频电路31、存储器32、输入单元33、显示单元34、传感器35、音频电路36、传输模块37、处理器38、电源39。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
在以下的描述中，将描述本发明的多个不同的方面，然而，对于本领域内的普通技术人员而言，可以仅仅利用本发明的一些或者全部结构或者流程来实施本发明。为了解释的明确性而言，阐述了特定的数目、配置和顺序，但是很明显，在没有这些特定细节的情况下也可以实施本发明。在其它情况下，为了不混淆本发明，对于一些众所周知的特征将不再进行详细阐述。
本发明实施例的第一方面，本发明实施例提供一种密封放射源，如图1所示，密封放射源包括：密闭包壳20和容纳在所述密闭包壳20中的放射源物质22，所述密闭包壳20包括两个能够打开和封闭的接口21。
相对于现有技术中人工操作的密闭包壳只有一个接口，无法应用全自动制备装置，形成密封循环的结构。本实施例的密封放射源能够通过和图2中所示的配液循环管路的两个包壳接口配合，形成液体循环的全自动的放射源物质的制备装置。
具体地，本发明实施例提供一种密封放射源的制备装置，本实施例的制备装置包括：配液循环管路、循环动力组件，
所述配液循环管路包括两个包壳接口和至少一个药物接口，所述两个包壳接口用于分别与所述密闭包壳上的两个接口可拆卸式密封连接，以使所述密闭包壳内部与所述配液循环管路连通，
所述药物接口用于将至少一个外接放射性药物容器中的放射性药物导入所述配液循环管路，
所述循环动力组件用于向所述配液循环管路内提供循环动力。
如图2所示，本实施例的密封放射源的制备装置包括：配液循环管路12、循环动力组件13、插针组14和控制系统30(如图4所示)；
其中，插针组14，针组的一端连通所述外接放射性药物容器16，另一端连通所述配液循环管路12上的药物接口(图中未标出)；
控制系统，所述控制系统通过所述插针组14上的控制阀(如143、 144、145)控制所述药物接口的打开和关闭，还用于计算密封放射源中放射源物质22的活度。
在实际应用中，密封放射源内不能有气体，为此，在外接放射性药物容器16的放射性药物溶解过程中存在气泡。进而，本实施例的制备装置还包括：位于所述配液循环管路12上的气泡过滤器15，用于将所述配液循环管路12内循环液体的气体/气泡滤除。图2中所示的气泡过滤器 15设置在所述药物接口远离所述循环动力组件一侧的管路上。
结合图2和图3所示，本实施例中的插针组可包括：用于向所述外接放射性药物容器16中注入溶剂的第一类插针141；
用于将外接放射性药物容器16中液体导入所述配液循环管路12的第二类插针142；
所述第一类插针141的一端插入所述外接放射性药物容器16内，另一端与所述药物接口连通；
所述第二类插针142的一端插入所述外接放射性药物容器16内，另一端与所述药物接口连通；以及
所述第一类插针141上设置有用于控制所述第一类插针141打开和关闭的第一控制阀143；
所述第二类插针142上设置有用于控制所述第二类插针142打开和关闭的第二控制阀144；
所述第一类插针141和第二类插针142之间的所述配液循环管路12 上设置有控制所述配液循环管路12打开和关闭的第三控制阀145；
所述第一控制阀143、所述第二控制阀144、所述第三控制阀145分别与所述控制系统30连接。
上述的第一类插针和第二类插针为通孔结构，且数量均大于等于1 根以上。
在实际应用中，上述制备装置还包括：控制盒11，上述的配液循环管路12、循环动力组件13、所述插针组14均位于控制盒11内；
所述配液循环管路12的两个包壳接口17延伸在所述控制盒11外，与密封放射源的接口21密封。
需要说明的是，图2中示出的包壳接口17不限定是恰好在控制盒的边界。在实际应用中，配液循环管路12的两个包壳接口17可延伸至控制盒外，图2中仅仅是示意图，不对其限定，根据实际需要调整。当然密封放射源的接口也可以根据实际需要调整长度。
在一种可选的实现方式中，上述的循环动力组件13可为带有驱动机构的液体泵。
本实施例的密封放射源的制备装置能够实现全自动制备密封放射源，降低了操作人员的放射性风险，其结构简单，且方便操作，能够较大范围内推广使用。
举例来说，上述图2的制备装置的控制系统30可为可编程逻辑控制器。或者，上述图2所示的制备装置的控制系统还可为一种控制终端，如图4所示，该控制终端可包括：RF(Radio Frequency，射频)电路31、包括有一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器32、输入单元33、显示单元34、传感器35、音频电路36、传输模块37、包括有一个或者一个以上处理核心的处理器38、以及电源39等部件。电源可以通过电源管理系统与处理器38逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源39还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。
本实施例的控制系统在制备装置中用于控制第一、第二和第三控制阀的关闭和打开，还用于计算密封放射源内放射性物质的活度。
另外，本发明实施例还提供一种上述制备装置的制备方法，如图5 所示，本实施例的方法包括下述步骤：
501、在外接放射性药物容器通过第一类插针、第二类插针与所述药物接口连通后，所述控制系统控制所述第一控制阀和所述第二控制阀打开，所述第三控制阀关闭。
502、启动所述循环动力组件，使所述密封放射源和所述配液循环管路内溶剂通过所述配液循环管路进入到所述外接放射性药物容器中，将储存在其中的放射性药物充分稀释并溶解。
503、在所述外接放射性药物容器中放射性药物溶解后，液体通过所述外接放射性药物容器、所述气泡过滤器和所述密封放射源以第一速度在所述配液循环管路中循环第一预设时间段；
504、控制系统关闭所述第一控制阀和所述第二控制阀，打开第三控制阀，液体通过所述气泡过滤器和所述密封放射源以第二速度在所述配液循环管路中循环第二预设时间段，以使配液循环管路中的液体混合均匀。
本实施例中，第一速度可小于所述第二速度。
在具体应用中，上述配液循环管路和密封放射源可连接在一起对 PET设备进行刻度。
在具体实现过程中，还可以将混合均匀后的配液循环管路和密封放射源断开。例如，密封放射源的接口和配液循环管路的包壳接口之间可通过快速接头连接，进而在步骤504之后，可直接将密封放射源的接口和配液循环管路的包壳接口直接断开(如拔开)，此时，密封放射源的接口也不会泄露内部的液体。
进一步地，若将上述的密封放射源作为PET设备的刻度，则还需要获取密封放射源内放射源物质的放射性活度。即上述方法还可包括下述的图中未示出的步骤505：
505、控制系统获取所述密封放射源内放射源物质的放射性活度。
举例来说，控制系统在控制所述第一控制阀和所述第二控制阀打开，所述第三控制阀关闭时，测量活度Ainjection，并记录注入时间点；
所述控制系统获取体积Vtotal、Vfov；
所述控制系统记录计算时间点，并根据公式一获取所述放射性活度；
公式一：
其中，Afov为PET视野内的有效活度；
Ainjection为所述外接放射性药物容器内放射性药物注入所述配液循环管路时的活度；
Vtotal为所述制备装置、所述外接放射性药物容器和所述密封放射源内所有液体的体积；
Vfov为PET视野内的溶液的体积；
λ为放射性物质的半衰期系数；
T为放射性药物对应的注入时间点和放射性活度对应的计算时间点之间的时间长度。
本实施例的方法实现了全自动制备密封放射源，且提高了制备的密封放射源中放射性物质的均匀性，进而提高密封放射源作为活度定量的精准性。上述方法还提高了药物处理效率。
上述制备装置的制备方法可以极大的降低操作人员的辐射风险，相对于传统的手动灌装生成放射源的方式，传统人工操作为了达到良好的放射性均匀性和精准的活度，放射性操作持续时间通常需要持续几十分钟，长期反复的放射性操作会对相关人员的较为严重的健康风险。本实施例的制备装置极大地降低了放射性操作的辐射风险，操作人员的辐射剂量降低为了千分之一以下，同时提高了获得的矫正用放射源的均匀性。
再一方面，本发明还提供一种CT设备，如图6所示，CT设备包括：可调源支架、移动床，上述任意实施例所述的制备装置；
其中，所述密封放射源安装在所述可调源支架上，所述制备装置安装在所述移动床上。
控制盒可以固定在移动床上，而目标容器固定在可以调整位置的可调源支架上，操作人员将存储有外接放射性药物容器的容器插入到控制盒上后，触发自动操作按钮，制备装置自动将放射性药物从外接放射性药物容器中取出，提取到配液循环管路中循环，直到配液循环管路和密封放射源内液体混合均匀。通过控制床和可调源支架的移动，可以将配液循环管路和密封放射源中混合均匀的液体对PET设备进行刻度。
或者，还可以将控制盒与密封放射源的连接处断开，将密封放射源 (如图6中的目标容器)移到PET的中心位置，此时可以精确计算出目标容器的活度信息，开始对PET进行校验。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (12)
1.一种密封放射源的制备装置，密封放射源包括密闭包壳和容纳在所述密闭包壳中的放射源物质，所述密闭包壳包括两个能够打开和封闭的接口，其特征在于，制备装置包括：配液循环管路、循环动力组件，所述配液循环管路包括两个包壳接口和至少一个药物接口，所述两个包壳接口用于分别与所述密闭包壳上的两个接口可拆卸式密封连接，以使所述密闭包壳内部与所述配液循环管路连通，
所述药物接口用于将至少一个外接放射性药物容器中的放射性药物导入所述配液循环管路，
所述循环动力组件用于向所述配液循环管路内提供循环动力。
2.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述制备装置还包括：
插针组，所述插针组的一端连通所述外接放射性药物容器，另一端连通所述药物接口；
控制系统，所述控制系统通过所述插针组上的控制阀控制所述药物接口的打开和关闭，还用于计算密封放射源中放射源物质的活度。
3.根据权利要求2所述的制备装置，其特征在于，所述制备装置还包括：位于所述配液循环管路上的气泡过滤器，用于将所述配液循环管路内液体的气体滤除。
4.根据权利要求3所述的制备装置，其特征在于，所述插针组包括：
用于向所述外接放射性药物容器中注入溶剂的第一类插针；
用于将所述外接放射性药物容器中液体导入所述配液循环管路的第二类插针；
所述第一类插针的一端插入所述外接放射性药物容器内，另一端与所述药物接口连通；
所述第二类插针的一端插入所述外接放射性药物容器内，另一端与所述药物接口连通；以及
所述第一类插针上设置有用于控制所述第一类插针打开和关闭的第一控制阀；
所述第二类插针上设置有用于控制所述第二类插针打开和关闭的第二控制阀；
所述第一类插针和第二类插针之间的所述配液循环管路上设置有控制所述配液循环管路打开和关闭的第三控制阀；
所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀分别与所述控制系统连接。
5.根据权利要求2至4任一所述的制备装置，其特征在于，还包括：
控制盒，
所述配液循环管路、所述循环动力组件、所述插针组均位于所述控制盒内；
所述配液循环管路的两个包壳接口延伸在所述控制盒外。
6.根据权利要求1至4任一所述的制备装置，其特征在于，所述循环动力组件为带有驱动机构的液体泵。
7.根据权利要求5所述的制备装置，其特征在于，所述循环动力组件为带有驱动机构的液体泵。
8.一种基于上述4所述的制备装置的制备方法，其特征在于，包括：
步骤一、在外接放射性药物容器通过第一类插针、第二类插针与所述药物接口连通后，所述控制系统控制所述第一控制阀和所述第二控制阀打开，所述第三控制阀关闭；
步骤二、启动所述循环动力组件，使所述密封放射源和所述配液循环管路内溶剂通过所述配液循环管路进入到所述外接放射性药物容器中；
步骤三、在所述外接放射性药物容器中放射性药物溶解后，液体通过所述外接放射性药物容器、所述气泡过滤器和所述密封放射源以第一速度在所述配液循环管路中循环第一预设时间段；
步骤四、所述控制系统关闭所述第一控制阀和所述第二控制阀，打开第三控制阀，液体通过所述气泡过滤器和所述密封放射源以第二速度在所述配液循环管路中循环第二预设时间段，使所述配液循环管路中液体混合均匀。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：
步骤五、所述控制系统获取所述密封放射源内放射源物质的放射性活度。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤五，包括：
所述控制系统在控制所述第一控制阀和所述第二控制阀打开，所述第三控制阀关闭时，测量活度Ainjection，并记录注入时间点；
所述控制系统获取体积Vtotal、Vfov；
所述控制系统记录计算时间点，并根据公式一获取所述放射性活度；
公式一：
其中，Afov为PET视野内的有效活度；
Ainjection为所述外接放射性药物容器内放射性药物注入所述配液循环管路时的活度；
Vtotal为所述制备装置、所述外接放射性药物容器和所述密封放射源内所有液体的体积；
Vfov为PET视野内的溶液的体积；
λ为放射性物质的半衰期系数；
T为放射性药物对应的注入时间点和放射性活度对应的计算时间点之间的时间长度。
11.根据权利要求8-10任一所述的制备方法，其特征在于，所述第一速度小于所述第二速度。
12.一种CT设备，包括：可调源支架、移动床，其特征在于，还包括：如上权利要求1至7任一所述的制备装置；
其中，所述密封放射源安装在所述可调源支架上，所述制备装置安装在所述移动床上。
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