CN108354622B - 一种基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置，设置有进液口的第一腔室、设置有出液口的第二腔室，以及连通所述第一腔室和所述第二腔室的连接结构；液体由所述进液口进入至所述第一腔室后，经所述连接结构进入至所述第二腔室，最后经所述出液口流出。本发明还提供一种基于正电子发射断层扫描的水生生物检测系统。
Description
技术领域
本发明涉及生物检测结构，尤其涉及一种基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置及系统。
背景技术
水生生物的药物代谢动力学评估对于环境评估、水生生物代谢具有重要意义。相关技术中，通常通过荧光显微镜成像法或光声检测法对水生生物进行成像检测，通过监测水生生物对特定成分(如钙离子)的动态吸收过程，实现对水生生物的药物代谢动力学评估。
通过荧光显微镜成像法对水生生物进行二维成像检测，通常集中于活体钙离子成像领域，在进行检测时，需要借助钙离子成像相关的蛋白指示剂，如aequorin、GCaMP以及CaMPARI等。上述蛋白指示剂需要对模式生物进行基因编辑，并在生物体内进行筛选和表达，因此，需要成熟的检测设备和专业技术人员基于水生生物的发光来检测水生生物信号。
通过光声检测法对水生生物进行三维成像检测时，采用特殊的圆球状超声检测探头阵列对斑马鱼幼体进行活体检测，但是检测最大的三维体积限制在1000mm3之内。
正电子发射断层扫描(Positron Emission Tomography，PET)方法目前已应用于小型哺乳动物的三维成像领域；但是，对水生生物进行成像及检测时，由于维持水生生物生存的水环境是自由移动的，将核素标记的探针分子进入水生生物体内后，会由于鳃式呼吸、排泄等原因将核素标记分子泄露在水中，难以区分水生生物和水体中放射性活度信号。应用PET方法对水生生物进行成像检测，是基于特定核素标记分子的动态成像数据，基于所述动态成像数据实现对水生生物进行药物代谢动力学评估。虽然应用PET方法对小型水生生物进行成像检测的灵敏度高，但是对容纳水生生物的检测容器的构造、性能及加工要求都很高。因此，亟需一种加工简便、性能及构造满足用于水生生物成像检测的检测容器。
发明内容
为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供了一种基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置及系统，能至少解决现有技术中存在的上述问题。
本发明实施例提供了一种基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置，包括：
设置有进液口的第一腔室、设置有出液口的第二腔室，以及连通所述第一腔室和所述第二腔室的连接结构；所述连接结构实现所述第一腔室和所述第二腔室的物理隔离；
液体由所述进液口进入至所述第一腔室后，经所述连接结构进入至所述第二腔室，最后经所述出液口流出。
上述方案中，所述连接结构为一连接管；
所述连接管的第一端插入至所述第一腔室的第一端面上的第一通孔，以实现所述连接管与所述第一腔室的连通；
所述连接管的第二端插入至所述第二腔室的第二端面上的第二通孔，以实现所述连接管与所述第二腔室的连通。
上述方案中，所述第一腔室的第一端面开设有第一开口，所述第二腔室的第二端面开设有第二开口；
所述第一开口与所述第二开口通过一连接台进行连接。
上述方案中，所述连接台上设置有第一凹槽；
所述连接结构为第一隔离网，所述第一隔离网插入至所述第一凹槽。
上述方案中，所述第一腔室的第一端面为第二隔离网，所述第二腔室的第二端面为第三隔离网；
所述第二隔离网和所述第三隔离网为所述第一腔室和所述第二腔室之间的连接腔室的两个端面。
本发明实施例还提供了一种基于正电子发射断层扫描的水生生物系统，包括：基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置、作用于所述基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置的扫描成像仪及屏蔽装置；其中，
所述基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置包括：设置有进液口的第一腔室、设置有出液口的第二腔室、连通所述第一腔室和所述第二腔室的连接结构以及流体泵；所述连接结构实现所述第一腔室和所述第二腔室的物理隔离；
液体在所述流体泵的作用下，由所述进液口进入至所述第一腔室后，经所述连接结构进入至所述第二腔室，最后经所述出液口流出；
所述流体泵置于所述屏蔽装置内。
上述方案中，所述连接结构为一连接管；
所述连接管的第一端插入至所述第一腔室的第一端面上的第一通孔，以实现所述连接管与所述第一腔室的连通；
所述连接管的第二端插入至所述第二腔室的第二端面上的第二通孔，以实现所述连接管与所述第二腔室的连通。
上述方案中，所述第一腔室的第一端面开设有第一开口，所述第二腔室的第二端面开设有第二开口；
所述第一开口与所述第二开口通过一连接台进行连接。
上述方案中，所述连接台上设置有第一凹槽；
所述连接结构为第一隔离网，所述隔离网插入至所述第一凹槽。
上述方案中，所述第一腔室的第一端面为第二隔离网，所述第二腔室的第二端面为第三隔离网；
所述第二隔离网和所述第三隔离网为所述第一腔室和所述第二腔室之间的连接腔室的两个端面。
实施本发明实施例提供的基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置及系统，所述基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置包括设置有进液口的第一腔室、设置有出液口的第二腔室，以及连通所述第一腔室和所述第二腔室的连接结构；液体由所述进液口进入至所述第一腔室后，经所述连接结构进入至所述第二腔室，最后经所述出液口流出。如此，通过在所述第一腔室与所述第二腔室之间设置连接结构，实现了所述第一腔室与所述第二腔室之间的物理隔离，以及所述第一腔室与所述第二腔室之间的液体流通，满足水生生物成像检测时对检测装置的要求；并且，本发明实施例提供的基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置便于加工。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置的组成结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置的组成结构示意图；
图3为本发明实施例二提供的连接结构示意图；
图4为本发明实施例三提供的基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置的组成结构示意图；
图5为本发明实施例四提供的基于正电子发射断层扫描的水生生物检测系统的组成结构示意图一；
图6为本发明实施例四提供的基于正电子发射断层扫描的水生生物检测系统的组装示意图二；
图7为本发明实施例四提供的基于正电子发射断层扫描的水生生物检测系统的组装示意图三；
图8为本发明实施例提供的基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置与扫描成像仪的位置示意图；
图9为本发明实施例五提供的基于正电子发射断层扫描的水生生物方法的处理流程示意图；
图10为本发明实施例不同时间点获取的数据示意图；
图11为本发明实施例对参考腔室和生物腔室的检测数据示意图；
图12为本发明实施例检测第25分钟获得的成像示意图；
图13为本发明实施例成像分割示意图；
图14为本发明实施例参考腔室和生物腔室的放射活性度随时间的变化示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
相关技术中，荧光显微镜成像法可以对自由移动的斑马鱼幼体进行钙离子成像，斑马鱼幼体被限制在一个只能让斑马鱼幼体横向游动的容器内，使得整个容器可以在荧光显微镜系统下进行钙离子成像。但是，荧光显微镜成像法只能针对小型的、透明的水生生物(如身体透明的幼年期斑马鱼)的成像检测；而成年期的斑马鱼则因为不透明及体积过大不适用于荧光显微镜成像法。并且，由于荧光显微镜成像法有限的穿透深度和视野，使得荧光显微镜成像法只能观测到体积小于1mm3的研究对象。因此，荧光显微镜成像法能够检测的对象范围比较小，对检测对象的条件要求也比较苛刻。
荧光显微镜成像法对自由移动的斑马鱼的位置进行成像和示踪时，要对形成的图像进行处理和数据分析，不仅数据处理过程复杂，而且消耗时间长。另外，由于要对检测对象特定的局部位置进行成像和处理，因此要求检测器的分辨率非常高，至少能对小型水生生物体的具体组织部位进行清晰的成像。同时，由于水生生物是自由移动的，因此要求检测器具有较宽的视野。然而，对于显微成像来说，检测器具有高分辨率和大视野是相互矛盾的；当检测器兼顾分辨率和视野时，又会限制可以检测的对象的范围。
荧光显微镜成像法只能实现二维成像，对于每个二维成像的检测数据，实际上均是三维水生生物的投影，因此，需要谨慎地阐释获取的检测数据，使得荧光显微镜成像法的适用范围进一步被压缩。
利用光声检测法进行水生生物检测，虽然能够很好地兼顾检测器的体积和分辨率的问题，但是在进行检测时也需要找到具有光声对比的对象；如果找到的光声对比的对象的光声响应的信号分辨不足，也会影响检测结果。
基于上述问题，本发明实施例提出了利用PET方法对水生生物进行成像检测，以及利用PET方法对水生生物进行成像检测时所应用的基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置、系统。
实施例一
参见图1，图1为本发明实施例一提供的基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置的组成结构示意图，包括：
第一腔室1，所述第一腔室1设置有进液口3；其中，所述进液口3可设置于所述第一腔室1的一个端面上。
第二腔室2，所述第二腔室2设置有出液口4；其中，所述出液口4可设置于所述第二腔室2的一个端面上。
连接结构5，用于连通所述第一腔室1和所述第二腔室2，并实现所述第一腔室1和所述第二腔室2的物理隔离。
本发明实施例中，所述连接结构5为一连接管，所述连接管的第一端插入至所述第一腔室1的第一端面上的第一通孔6，以实现所述连接管与所述第一腔室1的连通。
所述连接管的第二端插入至所述第二腔室2的第二端面上的第二通孔7，以实现所述连接管与所述第二腔室2的连通。
这里，所述连接管的两端可以为鲁尔接头，所述连接管通过鲁尔接头插入至所述第一腔室1和所述第二腔室2。所述进液口3和所述出液口4也可以通过鲁尔接头与外部的容器连接。
在一优选实施例中，插入至所述第一腔室1的鲁尔接头与管路连接的一端可放置筛网膜，插入至所述第二腔室2的鲁尔接头与管路连接的一端可放置筛网膜。如此，在进行水生生物检测时，放置水生生物在两个腔室内流动。
本发明实施例中，所述进液口3内插入一进液管，所述进液管的一端与容纳液体的容器连接，液体在流体泵的作用下，经所述进液口3进入所述第一腔室1，再经所述连接结构5进入所述第二腔室2。
本发明实施例中，所述出液口4内插入一出液管，所述出液管的一端与液体回收容器连接，所述第二腔室2内的液体经所述出液管流出至所述液体回收容器，实现对所述液体的回收。
利用本发明实施例图1所示的基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置进行水生生物成像检测时，将所述基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置放置于正电子断层扫描成像仪的腔室内；携带有信号源分子的液体由所述进液口3进入至所述第一腔室1后，经所述连接结构5进入至所述第二腔室2，最后经所述出液口4流出。在此检测过程中，在第二腔室2内容置有待检测的活体生物，如斑马鱼，第一腔室1和第二腔室2的周围环境条件相同，第一腔室1和第二腔室2内的液体成分完全相同；因此，将第一腔室1作为参考腔室，第二腔室2作为样本腔室，通过将第二腔室2的检测结果与第一腔室2的检测结果进行比对，得到待检测生物对信号源分子的吸收和代谢情况，以实现对生物的药物代谢动力学的评估。
这里，所述信号源分子为标记的分子或离子，如钙离子等。
本发明实施例中，通过将所述第一腔室1和所述第二腔室2隔离，即将参考腔室和样本腔室隔离，可实现正电子断层扫描成像仪对第一腔室1和第二腔室2独立的进行成像检测，便于提取所述第一腔室1内的信号和第二腔室2内的信号。
实施例二
参见图2所示本发明实施二提供的基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置的组成结构示意图，所述基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置包括：
第一腔室1，所述第一腔室1设置有进液口3；其中，所述进液口3可设置于所述第一腔室1的一个端面上。
第二腔室2，所述第二腔室2设置有出液口4；其中，所述出液口4可设置于所述第二腔室2的一个端面上。
连接结构5，用于连通所述第一腔室1和所述第二腔室2，并实现所述第一腔室1和所述第二腔室2的物理隔离。
本发明实施例中，所述连接结构的示意图，如图3所示，所述第一腔室1的第一端面7开设有第一开口8，所述第二腔室2的第二端面9开设有第二开口10；所述第一开口8与所述第二开口10通过一连接台11进行连接，所述连接结构为第一隔离网13，所述第一隔离网13插入至所述连接台11上。
在一实施例中，还可在所述连接台11上设置第一凹槽，所述第一隔离网13插入至所述第一凹槽上。
所述第一开口8的形状和所述第二开口9的形状可以相同，也可以不同。相应的，所述第一开口8的大小和所述第二开口9的大小也可以不同。当所述第一开口8的大小和所述第二开口9的大小不同时，所述第一隔离网11的大小至少与所述第一开口8和所述第二开口9中两者尺寸更大的相同；也就是说，若所述第一开口8的尺寸大于所述第二开口9的尺寸，所述第一隔离网11至少能够覆盖所述第一开口8。当所述第一开口8的大小等于所述第二开口9的大小时，所述第一隔离网11的大小至少要等于所述第一开口8或所述第二开口9的大小；或者所述第一隔离网11的尺寸大于所述第一开口8或所述第二开口9的大小。
此时，所述第一隔离网11用于实现所述第一腔室1和所述第二腔室2之间的物理隔离，同时，由于所述第一隔离网11的结构为网状，因此所述第一腔室1和所述第二腔室2之间的液体可通过所述第一隔离网11进行流通。
利用本发明实施例图2所示的基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置进行水生生物成像检测时，将所述基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置放置于正电子断层扫描成像仪的腔室内；携带有信号源分子的液体由所述进液口3进入至所述第一腔室1后，经所述第一隔离网11进入至所述第二腔室2，最后经所述出液口4流出。在此检测过程中，在第二腔室2内容置有待检测的活体生物，如斑马鱼，第一腔室1和第二腔室2的周围环境条件相同，第一腔室1和第二腔室2内的液体成分完全相同；因此，将第一腔室1作为参考腔室，第二腔室2作为样本腔室，通过将第二腔室2的检测结果与第一腔室2的检测结果进行比对，得到待检测生物对信号源分子的吸收和代谢情况，以实现对生物的药物代谢动力学的评估。
这里，所述信号源分子为标记的分子或离子，如钙离子等。
本发明实施例中，通过将所述第一腔室1和所述第二腔室2隔离，即将参考腔室和样本腔室隔离，可实现正电子断层扫描成像仪对第一腔室1和第二腔室2独立的进行成像检测，便于提取所述第一腔室1内的信号和第二腔室2内的信号。
实施例三
参见图4所示本发明实施三提供的基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置的组成结构示意图，所述基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置包括：
第一腔室1，所述第一腔室1设置有进液口3；其中，所述进液口3可设置于所述第一腔室1的一个端面上。
第二腔室2，所述第二腔室2设置有出液口4；其中，所述出液口4可设置于所述第二腔室2的一个端面上。
连接结构5，用于连通所述第一腔室1和所述第二腔室2，并实现所述第一腔室1和所述第二腔室2的物理隔离。
本发明实施例中，所述第一腔室1的第一端面7为第二隔离网12，所述第二腔室2的第二端面9为第三隔离网13；
所述第二隔离网12和所述第三隔离网13为所述第一腔室1和所述第二腔室2之间的连接腔室的两个端面。
利用本发明实施例图4所示的基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置进行水生生物成像检测时，将所述基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置放置于正电子断层扫描成像仪的腔室内；携带有信号源分子的液体由所述进液口3进入至所述第一腔室1后，经所述第二隔离网12和所述第三隔离网13，进入至所述第二腔室2，最后经所述出液口4流出。在此检测过程中，在第二腔室2内容置有待检测的活体生物，如斑马鱼，第一腔室1和第二腔室2的周围环境条件相同，第一腔室1和第二腔室2内的液体成分完全相同；因此，将第一腔室1作为参考腔室，第二腔室2作为样本腔室，通过将第二腔室2的检测结果与第一腔室2的检测结果进行比对，得到待检测生物对信号源分子的吸收和代谢情况，以实现对生物的药物代谢动力学的评估。
这里，所述信号源分子为标记的分子或离子，如钙离子等。
本发明实施例中，通过将所述第一腔室1和所述第二腔室2隔离，即将参考腔室和样本腔室隔离，可实现正电子断层扫描成像仪对第一腔室1和第二腔室2独立的进行成像检测，便于提取所述第一腔室1内的信号和第二腔室2内的信号。
实施例四
基于上述实施例一、实施例二和实施例三，本发明实施例四还提供一种基于正电子发射断层扫描的水生生物系统，本发明实施例四提供的基于正电子发射断层扫描的水生生物系统的组成结构，如图5和图6所示，包括：基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置01、作用于所述基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置01的扫描成像仪02及屏蔽装置03；其中，
所述基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置01包括：设置有进液口3的第一腔室1、设置有出液口4的第二腔室2、连通所述第一腔室1和所述第二腔室2的连接结构5以及流体泵06；所述连接结构5实现所述第一腔室1和所述第二腔室2的物理隔离；
液体在所述流体泵06的作用下，由所述进液口3进入至所述第一腔室1后，经所述连接结构5进入至所述第二腔室2，最后经所述出液口4流出；
所述流体泵06置于所述屏蔽装置03内；所述流体泵06向液体输出第一动力，以使所述液体经所述进液口3流入所述第一腔室1。
本发明实施例中，所述扫描成像仪02的功能至少可由正电子扫描成像仪、或荧光分子断层扫描仪、或三维超声扫描仪、或三维光声检测仪、或单光子发射计算机断层成像仪、或核磁共振成像仪、或契仑科夫辐射断层扫描成像仪实现。
在一实施例中，以所述基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置的组成结构与实施例一所示的基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置结构相比较，增加了流体泵06为例，所述流体泵06置于所述屏蔽装置03内。
利用本发明实施例图5和图6所示的基于正电子发射断层扫描的水生生物系统进行水生生物成像检测时，将所述基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置放置于扫描成像仪02的腔室内；携带有信号源分子的液体由所述进液口3进入至所述第一腔室1及所述第二腔室2，最后经所述出液口4流出。在此检测过程中，在第二腔室2内容置有待检测的活体生物，如斑马鱼，第一腔室1和第二腔室2的周围环境条件相同，第一腔室1和第二腔室2内的液体成分完全相同；因此，将第一腔室1作为参考腔室，第二腔室2作为样本腔室，通过将第二腔室2的检测结果与第一腔室2的检测结果进行比对，得到待检测生物对信号源分子的吸收和代谢情况，以实现对生物的药物代谢动力学的评估。
这里，所述信号源分子为标记的分子或离子，如钙离子等。
所述屏蔽装置03，防止携带有信号源分子的液体和经所述出液口流出的非也中的放射信号对PET扫描成像仪的干扰，即降低背景噪音；同时，也能够降低操作者所接受的放射剂量。
本发明实施例中，所述屏蔽装置可设计为可移动的形式，如可移动推车，所述推车的各边由厚度3厘米的铅构成；所述屏蔽装置还可设计为层式结构，以所述屏蔽装置为可移动推车为例，所述可移动推车包括两层，其中一层用于放置流体泵，另一层用于放置扫描成像仪的显示装置，如显示器。所述屏蔽装置内还放置有容纳携带有信号源分子的液体容纳装置，以及容纳经所述出液口流出废液的废液收集装置。
本发明实施例中，所述液体容纳装置和所述废液收集装置是两个独立的装置，分别容纳携带有信号源分子的液体和废液。
在另一实施例中，本发明实施例提供的基于正电子发射断层扫描的水生生物系统的组装示意图，如图7所示，携带有信号源分子的液体和经出液口流出的废液可容纳在同一个液体容纳装置中，如此，即可实现了液体的循环利用；即经出液口流出的废液再经进液口流入第一腔室。
本发明实施例中，通过将所述第一腔室1和所述第二腔室2隔离，即将参考腔室和样本腔室隔离，可实现正电子断层扫描成像仪对第一腔室1和第二腔室2独立的进行成像检测，便于提取所述第一腔室1内的信号和第二腔室2内的信号。
在另一实施例中，以所述基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置的组成结构与实施例二所示的基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置结构为例，所述基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置与所述扫描成像仪的位置示意图，如图8所示，所述基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置位于所述扫描成像仪的检测腔室内。
本发明实施例提供的基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置和系统中，第一腔室(参考腔室)和第二腔室(生物腔室)处于相同的检测环境中；并且，由于第一腔室(参考腔室)和第二腔室(生物腔室)内的液体是连通的，因此第一腔室(参考腔室)和第二腔室(生物腔室)内的液体成分相同，使得第一腔室(参考腔室)可用于预测和评估第二腔室(生物腔室)内的液体中核素探针活度的输入值。这样，便可利用对第二腔室(生物腔室)的检测值去除预测的第二腔室(生物腔室)内的液体中核素探针活度的输入值；从而准确、有效地动态监测生物对核素探针的吸收和代谢情况。
实施例五
基于上述基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置，本发明实施例五还提供一种基于正电子发射断层扫描的水生生物检测方法，以所述生物为水生生物(如斑马鱼)为例，所述方法的处理流程，如图9所示，包括以下步骤：
步骤S101，记录水生生物的重量。
本发明实施例中，对待检测的水生生物进行称重，并记录称重获得的水生生物的重量。
步骤S102，将水生生物置于基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置中的生物腔室。
这里，所述生物腔室是指用于放置待测生物的腔室。
需要说明的是，将水生生物放置于基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置之前，首先，需连接基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置的管路，并通过流体控制系统将浓度为75％的消毒酒精按照管路的流体路径，灌注至水生生物装置内部的管路和腔室，以实现对基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置腔室以及管路的消毒。其次，在对基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置消毒之后，用超纯水对基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置进行冲洗，避免在基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置的腔室及管路残留酒精；用超纯水对基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置进行冲洗的次数可根据实际情况灵活更改，以冲洗至基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置内部无任何酒精残留为准。最后，用稀释有核素探针分子的浓度为0.9％的生理盐水溶液对基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置进行冲洗和浸润；针对不同的水生生物，对应的核素探针分子不同，相应的用于对基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置进行冲洗和浸润的溶液也不同。其中，核素探针为小体积的高浓度液体。
本发明实施例中，在将水生生物置于基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置中的一个腔室之后，需对基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置进行密封。对基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置进行密封之后，还可以再用释有核素探针的浓度为0.9％的生理盐水溶液对基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置进行浸润，以进一步提高对基于水生生物的检测结果对水生生物进行药物代谢动力学评估的精度。
步骤S103，配制核素探针分子溶液，并将配制的核素探针分子溶液注入基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置的参考腔室。
本发明实施例中，在将配制的核素探针分子溶液注入基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置的参考腔室时，可根据基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置的体积、核素的半衰期、检测时间等设置液体的驱动速度。
由于基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置的参考腔室与生物腔室之间能够实现液体的流通，因此参考腔室内的核素探针分子溶液将流入生物腔室。以总的检测时间是30分钟为例，生物腔室和参考腔室中均没有生物，图10为检测的第7分钟、第11分钟和第15分钟的成像示意图。获取检测的第21分钟至第30分钟之间的10组数据，对获取的10组数据进行定量分析，参见图11，每组数据中实线所示为参考腔室的检测值，虚线所示为生物腔室的检测值。可以看出，在没有生物放入生物腔室时，参考腔室的检测值和生物腔室的检测值基本是一致的。
这里，注入的核素探针分子溶液与步骤S102中对基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置进行浸润的溶液含有的核素探针分子相同；因此，在对水生生物进行检测的过程中引入的变量仅仅是核素探针分子，并且核素探针分子会被相同的溶剂所稀释；水生生物在接触到核素探针分子之后，便会代谢。
步骤S104，利用PET方法对水生生物进行成像检测，获得成像数据。
在一实施例中，对水生生物进行静态检测，即将已经稀释到目标浓度的核素探针分子溶液置于基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置中，并进行PET的测量扫描，获取参考数据。在数分钟后，如3分钟至5分钟，将待测的水生生物置于基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置中，记录测量时间，以及测量过程中的生物成像数据。
在另一实施例中，对水生生物进行动态检测，即在基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置中注入核素探针分子溶液，并利用流体泵实现核素探针分子溶液的动态传输。
溶液的注入类型也包括两种：一种是整个过程在基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置内均注入核素探针分子溶液，另一种是注入核素探针分子溶液一定时间后，再注入浸润溶液。
步骤S105，对成像数据进行处理，得到核素探针的药物代谢动力学的动力学参数。
这里，对成像数据进行图像重建，将重建后的图像进行图像分割，分离出参考图像和生物图像。通过至少三次测量基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置中未容纳生物的检测数据，计算延迟和分散方程在这套系统中有效的参数，得到修正的延迟和分散方程；通过得到的修正的延迟和分散方程，预测在基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置中容纳有生物的检测数据中生物腔室中的动态输入值。通过去除模型预测的核素探针的动态输入值，可以从生物腔室的检测数据中提取出生物本体对核素探针的动态吸收曲线。计算参考腔室的时间变化数据和生物腔室的时间变化数据，再利用动力学模型对参考腔室的时间变化数据和生物腔室的时间变化数据进行拟合，得到所测核素探针的药物代谢动力学的动力学参数。
当生物腔室中放入生物(如斑马鱼)时，检测第25分钟获得的成像示意图，如图12所示，左侧为参考腔室的成像图，右侧为生物腔室的成像图。对图12所示的成像图进行分割，得到如图13所示的成像分割示意图。
本发明实施例中，计算得到的参考腔室的放射性活度随时间的变化数据和生物腔室的放射性活度随时间的变化数据，如图14所示，图14中横坐标为时间，纵坐标为放射性活度；其中，图14中实线为参考腔室放射性活度随时间的变化数据，虚线为生物腔室的放射性活度随时间的变化数据；可以看出，放射性活度先从参考腔室进入逐渐填满并趋于饱和，然后再进入到动物腔室中，放射性活度在测量过程中逐渐增加。
本发明实施例中，在执行步骤S105之后，取出基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置中的水生生物，将水生生物用浸润溶液冲洗、纱布滤干后放入有浸润溶液的试管中，转移到γ计数器(Gamma counter)中进行放射性活度的测量。将基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置中的液体收集到废液收集装置中；再将废液收集装置中的液体置于废液收集和屏蔽装置中进行衰变处置。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置，其特征在于，包括：
设置有进液口的第一腔室、设置有出液口的第二腔室，以及连通所述第一腔室和所述第二腔室的连接结构；所述连接结构实现所述第一腔室和所述第二腔室的物理隔离；
液体由所述进液口进入至所述第一腔室后，经所述连接结构进入至所述第二腔室，最后经所述出液口流出；所述液体为携带有信号源分子的液体，所述第二腔室内容置有待检测的活体生物；
其中，所述连接结构为位于所述第一腔室与所述第二腔室之间的第一隔离网，所述第一腔室的第一端面开设有第一开口，所述第二腔室的第二端面开设有第二开口；所述第一开口与所述第二开口通过一连接台进行连接；
或者，所述连接结构为连接腔室，所述连接腔室的两个端面分别是所述第一腔室的第二隔离网和所述第二腔室的第三隔离网；所述第一腔室的第一端面为第二隔离网，所述第二腔室的第二端面为第三隔离网；所述第二隔离网和所述第三隔离网为所述第一腔室和所述第二腔室之间的连接腔室的两个端面。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述连接台上设置有第一凹槽；
所述第一隔离网插入至所述第一凹槽。
3.一种基于正电子发射断层扫描的水生生物系统，其特征在于，包括：基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置、作用于所述基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置的扫描成像仪及屏蔽装置；
其中，所述基于正电子发射断层扫描的水生生物检测装置包括：设置有进液口的第一腔室、设置有出液口的第二腔室、连通所述第一腔室和所述第二腔室的连接结构以及流体泵；所述连接结构实现所述第一腔室和所述第二腔室的物理隔离；
液体在所述流体泵的作用下，由所述进液口进入至所述第一腔室后，经所述连接结构进入至所述第二腔室，最后经所述出液口流出；所述液体为携带有信号源分子的液体，所述第二腔室内容置有待检测的活体生物；
其中，所述连接结构为位于所述第一腔室与所述第二腔室之间的第一隔离网，所述第一腔室的第一端面开设有第一开口，所述第二腔室的第二端面开设有第二开口；所述第一开口与所述第二开口通过一连接台进行连接；
或者，所述连接结构为连接腔室，所述连接腔室的两个端面分别是所述第一腔室的第二隔离网和所述第二腔室的第三隔离网；所述第一腔室的第一端面为第二隔离网，所述第二腔室的第二端面为第三隔离网；所述第二隔离网和所述第三隔离网为所述第一腔室和所述第二腔室之间的连接腔室的两个端面；
所述流体泵置于所述屏蔽装置内。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述连接台上设置有第一凹槽；
所述第一隔离网插入至所述第一凹槽。
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