CN110606227B - 一种全自动核素分装系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动核素分装系统，包括用于输入用户信息和核素原液信息的第一终端，接收第一终端输入的用户信息和核素原液信息并计算核素原液分装信息的数据端，和接收数据端计算的核素原液分装信息并对核素原液进行分装的第二终端；其中，第一终端和第二终端通过WiFi进行通信。本发明公开一种全自动核素分装系统及方法，消除误差，精确分装；消除注射用针筒内部的空气，方便医生注射；无线传输远程操作及监控；精确计算病人所需注射放射性药物量，使得核素成像的效果达到最佳。

Description

一种全自动核素分装系统及方法

技术领域

本发明涉及核素自动分装领域，尤其涉及一种全自动核素分装系统及方法。

背景技术

由于放射性药物在医学诊断和治疗中有着非常重要的作用，因此在医院也会经常使用放射性药物，但是放射性药物具有很强的辐射，医护人员如果长期暴露在强辐射的环境下，会对身体带来很大的威胁，甚至出现生命危险。

目前，放射性药物，如放射性诊断剂F-18，通常是采用自动分装设备进行分装、活度标定，再由人工进行注射。存在以下缺陷：

1、分装精度不高，目前的主流分装产品分装精度只能达到95％左右；

2、传统的计算用户需要注射核素活度和浓度线性模型仍然存在一定的误差，导致放射性核素成像时的效果不够理想，最终影响医护人员对用户病情的分析；

3、传统的针筒分装方法，针筒内会存在一定量的空气，医生对用户进行注射时还需将里面的气体排出，再进行注射，操作繁琐；

4、目前的分装仪器大都采用有线通信的方式控制分装仪器，不能实现远距离远程监控分装仪器，因此不能最大限度的减少受辐射的可能性。

5、传统的分装系统只有单一的分装功能，功能过于单一化，不能同时完成患者所需注射核素的计算和原液的分装功能，减少医生的工作量。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中分装精度不高和功能单一，进行针筒分装注射时仍需要排除空气，注射核素活度和浓度线性模型存在一定的误差从而导致放射性核素成像时的效果不够理想，无法远程控制等问题，提供了一种全自动核素分装系统及方法，消除误差，精确分装；消除注射用针筒内部的空气，方便医生注射；无线传输远程操作及监控；精确注射放射性药物量，使得核素现象的效果达到最佳。

为实现上述目的，本发明提供了一种全自动核素分装系统，包括用于输入用户信息和核素原液信息的第一终端，接收第一终端输入的用户信息和核素原液信息并计算核素原液分装信息的数据端，和接收数据端计算的核素原液分装信息并对核素原液进行分装的第二终端；其中，第一终端和第二终端通过WiFi进行通信。

进一步地，第二终端实现药瓶分装和针筒分装两种方式，包括主控模块、WiFi收发模块、放射性活度检测模块、结果打印模块以及原液分装模块，其中，主控模块分别与WiFi收发模块、放射性活度检测模块、结果打印模块和原液分装模块连接。

进一步地，原液分装模块包括原液储存装置、分装管路、药瓶分装装置和针筒分装装置；其中，原液储存装置通过分装管路分别与药瓶分装装置和针筒分装装置连接；其电路连接关系为：单片机分别与主控模块、五个电控三通阀、带分装针筒的推动器、带原液抽取针筒的推动器和气泡传感器相连接。

进一步地，分装管路包括5个电控三通阀、气泡传感器、空气过滤网和生理盐水袋；其中5个电控三通阀包括720-1#电控三通阀、720-2#电控三通阀、720-3#电控三通阀、720-4#电控三通阀、720-5#电控三通阀；720-1#电控三通阀的端口3与720-2#电控三通阀的端口1之间通过输液软管相连接；720-2#电控三通阀的端口3与720-3#电控三通阀的端口1之间通过输液软管相连接；720-3#电控三通阀的端口3与720-4#电控三通阀的端口1通过输液软管相连；720-4#电控三通阀的端口3与720-5#电控三通阀的端口1通过输液软管相连接；生理盐水袋与720-3#电控三通阀的端口2通过软管相连接；空气过滤网与720-4#电控三通阀的端口2通过软管相连接；气泡传感器的输入端与720-5#电控三通阀的端口3通过软管相连接。

进一步地，原液储存装置为原液瓶，用来存储原液；原液瓶与分装管路的720-1#电控三通阀端口2通过软管相连接。

进一步地，药瓶分装装置包括带原液抽取针筒的推动器和分装瓶，主要完成将原液存储装置中的原液通过分装管路按需抽取至分装瓶内；带原液抽取针筒的推动器与分装管路的720-1#电控三通阀端口1通过软管相连接，分装瓶与分装管路720-2#电控三通阀的端口2通过软管相连接。

进一步地，针筒分装装置包括带分装针筒的推动器和注射用针筒，主要完成将药瓶分装装置的分装瓶内的分装液通过分装管路抽取至注射用针筒内；带分装针筒的推动器与分装管路的720-5#电控三通阀端口2通过软管相连接，注射用针筒与分装管路气泡传感器输出端通过软管相连接。

进一步地，数据端包括信息输入模块、用户注射信息计算模块、分装信息计算模块、信息输出模块和信息存储模块；第一终端输入的用户信息和核素原液信息输入模块，信息输入模块将用户信息输入至用户注射信息计算模块，通过训练好的基于BP神经网络的核素分装计算模型计算得出用户需要注射的核素活度和浓度，再将用户需要注射的核素活度和浓度信息以及原液基本信息输入至分装信息计算模块计算出需要分装原液的量和进行分装的时间，最终通过分装信息输出模块将分装信息传输给第一终端；信息存储模块用于存储用户信息、原液信息和分装信息。

进一步地，基于BP神经网络包括四层，具体为：第一层为输入层，第二层和第三次为隐含层，第四层为输出层。

在本发明的较佳实施方式中，本发明提供了一种全自动核素分装系统的方法，包括以下步骤：

在第一终端输入用户信息和核素原液信息，然后获取由数据端计算并输出分装信息；

安装所需的分装器材，并检查分装管路和分装器材是否有漏液的情况；

确认第一终端接收到的分装信息，选择分装方式；

第一终端通过WiFi与第二终端通信，第二终端执行分装操作；

根据分装操作的结果，打印分装结果；

使用生理盐水自动清洗分装管路。

技术效果

1)采用高精度的电机，以及精确计算出分装管道中存在的误差，使得分装误差能保证在2％内；

2)能够很好消除注射用针筒内部的气体，方便医生对用户注射；

3)采用无线传输的方式可远程控制仪器，方便操作人员远程监控原液分装模块；

4)根据个体差异以深度学习方法训练出基于BP神经网络的核素分装计算模型，能够精准计算每个用户需要注射放射性的药物量，使得核素显像的效果达到最佳。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的一种全自动核素分装系统的系统框架示意图；

图2是本发明的一个较佳实施例的一种全自动核素分装系统的第二终端的硬件结构示意图；

图3是本发明的一个较佳实施例的一种全自动核素分装系统的数据端的结构示意图；

图4是本发明的一个较佳实施例的一种全自动核素分装系统的第二终端的示意图；

图5是本发明的一个较佳实施例的一种全自动核素分装系统的BP神经网络图；

图6是本发明的一个较佳实施例的一种全自动核素分装系统的分装方法流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供了一种全自动核素分装系统，包括用于输入用户信息和核素原液信息的第一终端，接收第一终端输入的用户信息和核素原液信息并计算核素原液分装信息的数据端，和接收数据端计算的核素原液分装信息并对核素原液进行分装的第二终端；其中，第一终端和第二终端通过无线WiFi进行通信。其中，第一终端是手机或平板电脑，主要完成人机交互的功能，包括用户基本信息和原液基本信息的输入，实现与数据端之间的信息传输，以及控制第二终端实现核素原液分装操作。数据端是根据输入的用户基本信息和核素原液信息以基于BP神经网络的核素分装计算模型计算出每个人需要注射的核素活度和浓度，从而计算出原液分装的基本信息，以及存储用户、原液和分装的信息；第一终端与数据端以网络通信的方式进行通信；第一终端与第二终端之间通过WiFi的方式进行通信，以完成对第二终端远距离无线操控。

其中，第二终端硬件部分包括主控模块(I.MX6Q Plus处理器)、无线WiFi收发模块、放射性活度检测模块、结果打印模块以及原液分装模块，其中，主控模块分别与WiFi收发模块、放射性活度检测模块、结果打印模块和原液分装模块连接。本发明公开采用的主控模块是I.MX6Q Plus处理器，I.MX6Q Plus处理器主要应用于医疗、汽车、显示和工业控制等领域。该主控模块上应有：两个普通串口，分别是接收端101e和发送端101f，以及接收端101b和发送端101a；二个USB接口为101c和101d。

原液分装模块包括原液存储装置、分装管路、药瓶分装装置和针筒分装装置，从电路控制的角度看，主要四个部分组合而成：一是STM32F407单片机模块；二是电控三通阀模块；三是带针筒的推动器模块；四是气泡传感器模块。其中电控三通阀模块由5个电控三通阀组成，从而可自动控制5个三通阀端口之间的导通情况，带针筒的推动器模块由带原液抽取针筒的推动器和带分装针筒的推动器组成，从而可自动控制针筒活塞上下移动。

本发明的原液分装模块STM32F407单片机模块主要完成对电控三通阀和带针筒的推动器的控制，气泡传感器数据的读取以及与主控模块的信息交换。

电控三通阀模块由三通阀和舵机组成；三通阀旋转开关指到三个端口之一时，这个端口与另外两个端口连接就会被阻断，三通阀另外两个端口的管道就会导通，形成通路，此分装仪器需要5个电控三通阀，通过控制这些阀门可以在原液存储装置、药瓶分装装置、生理盐水袋和针筒分装装置这间形成指定的通路。

带针筒的推动器模块主要由步进电机、压力传感器、光电开关传感器和针筒组成，STM32F407处理器控制步进电机转动，从而控制针筒的活塞在针筒内往复运动，以此实现对原液、生理盐水和空气的抽取和推送；其中压力传感器和光电传感器用于定位针筒的零点(针筒的零刻度点)；此仪器分装针筒和原液抽取针筒需要推动器。

气泡传感器能检测经过传感器的软管里面气体的情况，从而判断软管内何时有液体流过。

具体的，从药瓶分装的整个过程来看，药瓶分装主要包括分装管路、原液存储装置和药瓶分装装置。

具体的，从针筒分装的整个过程来看，针筒分装主要包括分装管路、原液存储装置、药瓶分装装置和针筒分装装置。

由上述可见，无论是药瓶分装还是针筒分装，都需要用到药瓶分装装置；因此，分装瓶不仅在药瓶分装时起到分装的作用，还能在针筒分装时起到分装过度的作用，提高分装瓶的利用率，保证一套装置即可以作为药瓶分装使用，也可以作为针筒分装使用。

以下是本发明第二终端的机械结构连接关系为：原液抽取针筒与1#电控三通阀的端口1相连接，1#电控三通阀的端口2与原液瓶相连接，端口3与2#电控三通阀的端口1相连接；2#电控三通阀的端口2与分装瓶相连接，端口3与3#电控三通阀的端口1相连接；3#电控三通阀的端口2与生理盐水袋相连接，端口3与4#电控三通阀的端口1相连接；4#电控三通阀的端口2与空气过滤网相连接，端口3与5#电控三通阀的端口1相连接；5#电控三通阀的端口2与分装针筒相连接，端口3与气泡传感器输入端口相连接；气泡传感器的输出端口与注射用针筒相连接。

本发明公开的结果打印模块与主控模块的USB接口101d相连接，将本次分装过程中的基本信息进行打印输出。

本发明公开的无线收发模块与主控模块的串口101a和101b相连接。WiFi发送模块将分装注射过程中的状态信息以及结果发送至手机或者平板实时显示。WiFi接收模块将手机或平板发送过来的命令和分装信息传送给主控模块，以达到远程控制仪器的目的。

本发明的放射性活度检测模块与主控模块之间通过USB接口101c相连接，采用专门的放射性检测仪器，检测分装瓶中药物的放射能，并将检测到的放射值实时传输至主控模块。

另外，数据端包括信息输入模块、用户注射信息计算模块、分装信息计算模块、信息输出模块和信息存储模块；第一终端输入的用户信息(待注射核素种类、年龄、体重、性别、血压、心率和预定的注射时间)和核素原液信息(活度、体积和活度测定时间)输入信息输入模块，信息输入模块将用户信息输入至用户注射信息计算模块，通过训练好的基于BP神经网络的核素分装计算模型计算得出用户需要注射的核素活度和浓度，再将用户需要注射的核素活度和浓度信息以及原液基本信息输入至分装信息计算模块计算出需要分装原液的量和进行分装的时间，最终通过分装信息输出模块将分装信息传输给第一终端；信息存储模块用于存储用户信息、原液信息和分装信息。

BP神经网络模型中病人注射核素种类、年龄、体重、血压、心率和性别作为输入数据，数据经过神经网络的中间层进行加权计算后传递给输出端，最终得出病人需要注射核素的活度和浓度。基于BP神经网络包括四层，具体为：第一层为输入层，第二层和第三次为隐含层，第四层为输出层。单个神经元输出值为

(其中l表示神经网络的第几层，st表示第l层的神经元个数)，单个神经元输入值为

每个神经元的激励函数为f(.)这里选用正切双曲线函数

第l层第i个神经元输入偏置为

第l-1层第j个神经元与第l层第i个神经元之间的连接权值为

输出端误差函数为

(其中m表示训练样本数，E(i)表示第i个样本的训练误差，n表示输出层的神经元个数，y_k表示输出层第k个神经元的输出值，d_k表示输出层第k个神经元的输出理想值)；每个神经元的输出与输入关系是：

权值和偏置跟新关系式：

(其中α(0，1)为学习速率)，

BP神经网络计算跟新过程为：

1)随机生成BP神经网络的权值和偏置；

2)依次带入每个样本的参数，并求出每个样本输出的平均误差E(i)，最后求出整个训练要本总的平均误差E；

3)利用

和

跟新神经网络上所有的连接线权值和神经元的偏置；

4)输入测试样本，测试训练结果；如果测试效果优良，停止训练；如果效果不理想，加大训练样本数，继续训练，找到最佳的训练样本模型。

本发明公开的分装信息计算模块，主要是通过原液信息、用户需要注射核素的活度和浓度和注射时间计算出需要分装的原液量，以及进行分装的时间。

本发明公开的分装信息输出模块，主要完成与第一终端的通信，将计算出的分装信息传送给第一终端。

本发明公开的信息存储模块，主要是将用户信息、分装信息和原液信息进行云存储，方便医院查询，便于管理。

本发明公开有两种原液分装方式，药瓶分装和针筒分装；药瓶分装指的是仅仅将原液分装至分装瓶中，针筒分装指的是将原液分装至注射用针筒中。

在本发明的较佳实施方式中，本发明提供了一种全自动核素分装系统的方法，包括以下步骤：

在第一终端输入用户信息和核素原液信息，然后获取由数据端计算并输出分装信息；

安装所需的分装器材，并检查分装管路和分装器材是否有漏液的情况；

确认第一终端接收到的分装信息，选择分装方式；

第一终端通过WiFi与第二终端通信，第二终端执行分装操作；

根据分装操作的结果，打印分装结果；

使用生理盐水自动清洗分装管路。

其中，将核素原液分装至分装瓶的方法，即药瓶分装，主要包括以下步骤：

1)第二终端根据需要分装的核素原液量计算核素原液抽取针筒需要移动的距离；

2)通过控制720-1#电控三通阀使得原液瓶与原液抽取针筒之间形成通路，并通过控制原液抽取针筒的推动器将核素原液抽取至原液抽取针筒中；

3)通过控制720-1#电控三通阀和720-2#电控三通阀使得原液抽取针筒与分装瓶之间形成通路，并控制原液抽取针筒的推动器将原液抽取针筒中的分装液体推送至分装瓶；

4)通过控制720-4#电控三通阀和720-5#电控三通阀使得分装针筒与空气过滤网之间形成通路，并控制分装针筒抽取一定量的空气；

5)通过控制720-2#电控三通阀、720-3#电控三通阀、720-4#电控三通阀和720-5#电控三通阀使得分装针筒与分装瓶之间形成通路，将分装针筒内空气注射至分装瓶内，使得残留在管道内的核素原液能够尽可能的进入分装瓶内；

6)通过放射性活度测量仪实时测量分装瓶内药物的活度，若未达到所要求的分装药物的活度，通过计算得出还需补充的核素原液体积，重复上述2)、3)、4)和5)的步骤，直到分装瓶中的药物活度达到所需药物的活度为止；

7)根据患者需要分装的核素浓度判断分装瓶的药物是否需要加水稀释，若需要稀释，则控制720-3#电控三通阀、720-4#电控三通阀和720-5#电控三通阀使得分装针筒与生理盐水瓶之间形成通路，并抽取所需要的生理盐水；

8)控制720-2#电控三通阀、720-3#电控三通阀、720-4#电控三通阀和720-5#电控三通阀使得分装针筒与分装瓶之间形成通路，通过控制带推动器的分装针筒将针筒内的生理盐水注射至分装瓶中。

将核素原液分装至注射用针筒的方法，即针筒分装，主要包括以下步骤：

1)第二终端根据需要分装的核素原液量计算核素原液抽取针筒需要移动的距离；

2)通过控制720-1#电控三通阀使得原液瓶与原液抽取针筒之间形成通路，并通过控制带原液抽取针筒的推动器将核素原液抽取至原液抽取针筒中；

3)通过720-1#电控三通阀和720-2#电控三通阀使得原液抽取针筒与分装瓶之间形成通路，并控制带原液抽取针筒的推动器将原液抽取针筒中的溶液推送至分装瓶；

4)通过控制720-4#电控三通阀和720-5#电控三通阀使得分装针筒与空气过滤网之间形成通路，并控制带分装针筒的推动器抽取一定量的空气；

5)通过720-2#电控三通阀、720-3#电控三通阀、720-4#电控三通阀和720-5#电控三通阀使得分装针筒与分装瓶之间形成通路，并通过控制带分装针筒的推动器将分装针筒内空气推送至分装瓶内，从而使得残留在管道内的核素原液能够尽可能的进入分装瓶内；

6)通过放射性活度测量仪实时测量分装瓶内药物的活度，若未达到所要求的分装药物的活度，通过计算得出还需补充的原液体积，重复上述2)、3)、4)和5)的步骤，直到分装瓶中的药物活度达到所需药物的活度为止；

7)根据患者需要分装的核素浓度判断分装瓶的药物是否需要加水稀释，若需要稀释，则控制720-3#电控三通阀、720-4#电控三通阀和720-5#电控三通阀使得分装针筒与生理盐水瓶之间形成通路，并控制带分装针筒的推动器抽取所需要的生理盐水；

8)通过控制720-4#电控三通阀和720-5#电控三通阀使得分装针筒与空气过滤网之间形成通路，并控制带分装针筒的推动器抽取一定量的空气；

9)控制720-2#电控三通阀、720-3#电控三通阀、720-4#电控三通阀和720-5#电控三通阀使得分装针筒与分装瓶之间形成通路，并通过控制带分装针筒的推动器的将针筒内的生理盐水和空气注射至分装瓶中；

10)控制720-2#电控三通阀、720-3#电控三通阀、720-4#电控三通阀和720-5#电控三通阀使得分装针筒与分装瓶之间形成通路，并通过控制带推动器的分装针筒将分装瓶内的分装液抽取至分装针筒；

11)控制720-5#电控三通阀使得分装针筒与注射用针筒之间形成通路，并通过控制带分装针筒的推动器将针筒内的分装注射至注射用针筒中；

12)通过720-4#电控三通阀和720-5#电控三通阀使得分装针筒与空气过滤网之间形成通路，并通过控制带分装针筒的推动器抽取一定量的空气；

13)通过控制720-5#电控三通阀使得分装针筒与注射用针筒之间形成通路，并通过控制带分装针筒的推动器将分装针筒内空气注射至注射用针筒内，使得残留在管道内的原液能够尽可能的进入注射用针筒内；

14)根据气泡传感器的检测值，通过控制带分装针筒的推动器将注射用针筒内的气体抽取出。

因此，本发明公开具有的有益效果：

1)采用高精度的电机，以及精确计算出分装管道中存在的误差，使得分装误差能保证在2％内。

2)能够很好消除注射用针筒内部的气体，方便医生对用户注射。

3)采用无线传输的方式可远程控制仪器，方便操作人员远程监控仪器。

4)由于传统的计算患者所需注射核素量的方式是通过简单的线性模型进行计算，不能精准计算每个患者需要的核素量；因此，此系统根据个体差异以深度学习方法训练出基于BP神经网络的核素分装计算模型，能够精准计算每个患者需要注射放射性的药物量，使得核素显像的效果达到最佳。

5)患者所需核素计算以及原液分装一体化，全部由该系统完成，减少医护人员的工作量，提高分装效率。

6)解决传统核素分装领域机械结构由单片机直接计算分装结果精度不足的问题，改由云端通过算法进行计算，再传入单片机执行机械控制的方式。该方式更适合当今医学信息管理潮流，今后可与患者个人病历系统整合，在个性化准确核素分装的同时实现痕迹管理，帮助优化云端算法。

以下将举两个具体实施例，来说明本发明公开的具体结果和方法。

实施例一：

如图1和图2所示，一种全自动核素分装系统框图，包括客户端(610)和数据端(620)，从左至右分别是：第二终端(611)，第一终端(612)以及数据端(620)；第二终端(611)与数据端(620)通过网络通信的方式进行信息传输，第一终端(612)将用户基本信息(待注射核素种类、年龄、体重、性别、血压、心率和预定的注射时间)和原液基本信息(活度、体积和活度测定时间)传输给信息输入模块(621)，信息输入模块(621)将用户部分信息(待注射核素种类、年龄、体重、性别、血压和心率)输入至用户注射信息计算模块(622)，通过训练好的基于BP神经网络的核素分装计算模型计算得出用户需要注射的核素活度和浓度，再将用户需要注射的核素活度和浓度信息以及原液基本信息输入至分装信息计算模块(623)计算出需要分装原液的量和进行分装的时间，最终通过分装信息输出模块(624)将分装信息传输给第一终端(612)；信息存储模块主要存储用户信息、原液信息和分装信息；第一终端(612)与第二终端(611)之间通过WiFi的方式进行信息传输，第一终端(612)可发送控制指令给第二终端(611)操作第二终端(611)进行分装操作。

如图2所示，本实施例中的的数据端(620)结构简图包括信息输入模块(621)、用户注射信息计算模块(622)、分装信息计算模块(623)、信息输出模块(624)和信息存储模块(625)。

如图3所示，本文基于云服务的智能分装注射仪的硬件系统主要包括：主控模块(I.MX6Q Plus处理器)(100)，与主控模块(100)的101a和101b串口相连接的无线WiFi收发模块(500)；与主控模块(100)的101cUSB接口相连接的放射性活度检测模块(400)；与主控模块(100)的USB接口101d相连接的结果打印模块(300)；与主控模块(100)的101e和101f相连接的原液分装模块(200)。

其中原液分装模块(200)由STM32F407单片机模块(230)、带针筒的推动器模块(210)、电控三通阀(220)和气泡传感器(240)组成。

如图4所示，本放射性药物分装注射仪器(第二终端)的机械结构平面图从右至左分别是：生理盐水袋(710)、五个电控三通阀(720-1#、720-2#、720-3#、720-4#、720-5#)、分装瓶(730)、原液瓶(740)、原液抽取针筒(750)、注射用针筒(760)、气泡传感器(770)、空气过滤网(780)和分装针筒(790)。

实施例二：本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：

如图5所示，为云服务智能判决平台(620)的BP神经网络模型，输入端为病人的心率、血压、身高、体重、年龄，性别和待注射核素种类，BP神经网络模型输出端是用户需要注射核素的活度和浓度。

原液分装注射模块(200)包括：STM32F407单片机模块(230)，电控三通阀模块(220)，带针筒的推动器模块(210)和气泡传感器。

STM32F407单片机模块(230)用于对执行分装过程的所有步进电机和舵机的控制，以实现对药物的分装功能；STM32F407单片机模块(230)的串口231a和串口231b分别与主控模块(200)的串口101e和101f相连接，实现两者之间的相互通信，将主控模块(100)的一些控制指令传递给STM32F407单片机模块(230)去执行。

电控三通阀模块(220)主要包括三通阀门和舵机，三通阀旋转开关指到三个端口之一时，这个端口与另外两个端口连接就会被阻断，三通阀另外两个端口的管道就会导通，形成对应的通路，STM32F407单片机(230)通过控制舵机的转动角度从而控制阀门开关旋转，以实现三通阀任意两个端口的相互连通；

带针筒的推动器模块(210)主要包括步进电机、压力传感器、注射器和光电开关传感器，压力传感器和光电开关传感器主要用于在仪器开机时寻找针筒的零点(针筒的零刻度点)以及对针筒管路是否出现堵塞进行实时判定；步进电机用于推动注射器活塞移动指定的距离。

结果打印模块(300)通过USB端口101d与主控模块(100)相连接，将每次分装、用户和原液基本信息打印出来。

放射性活度检测模块(400)与主控模块的101cUSB接口相连接，实时检测分装瓶内药物的放射值。

WiFi收发模块(500)与主控模块的串口101a和101b相连接，实现手机或者平板与主控模块(100)之间的通信，以达到远距离控制仪器的效果。

如图6所示：为实现核素自动分装操作步骤：

1：输入用户基本信息和原液基本信息，获取用户的分装信息(需要分装原液量和分装时间)；

2：安装所需的分装器材，比如原液瓶，分装瓶，针筒以及分装管路等；

3：检测分装管路和器材是否出现漏液的情况；

4：确认输入的分装基本信息；

5：选择分装方式是针筒分装还是药瓶分装；

6：执行分装操作；

7：打印分装结果；

8：使用生理盐水自动清洗管路。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种全自动核素分装系统，其特征在于，包括用于输入用户信息和核素原液信息的第一终端，接收所述第一终端输入的所述用户信息和所述核素原液信息并计算核素原液分装信息的数据端，和接收所述数据端计算的所述核素原液分装信息并对核素原液进行分装的第二终端；其中，所述第一终端和所述第二终端通过WiFi进行通信；所述第二终端实现药瓶分装和针筒分装两种方式，包括主控模块、WiFi收发模块、放射性活度检测模块、结果打印模块以及原液分装模块，其中，所述主控模块分别与所述WiFi收发模块、所述放射性活度检测模块、结果打印模块和所述原液分装模块连接；所述原液分装模块包括原液储存装置、分装管路、药瓶分装装置和针筒分装装置；其中，所述原液储存装置通过所述分装管路分别与所述药瓶分装装置和所述针筒分装装置连接；所述分装管路包括5个电控三通阀、气泡传感器、空气过滤网和生理盐水袋；其中5个电控三通阀包括第一电控三通阀、第二电控三通阀、第三电控三通阀、第四电控三通阀、第五电控三通阀；所述第一电控三通阀的第三端口与所述第二电控三通阀的第一端口之间通过输液软管相连接；所述第二电控三通阀的第三端口与所述第三电控三通阀的第一端口之间通过输液软管相连接；所述第三电控三通阀的第三端口与所述第四电控三通阀的第一端口通过输液软管相连；所述第四电控三通阀的第三端口与所述第五电控三通阀的第一端口通过输液软管相连接；生理盐水袋与所述第三电控三通阀的第二端口通过软管相连接；空气过滤网与所述第四电控三通阀的第二端口通过软管相连接；气泡传感器的输入端与所述第五电控三通阀的第三端口通过软管相连接。

2.如权利要求1所述的一种全自动核素分装系统，其特征在于，所述原液储存 装置为原液瓶；所述原液瓶与所述分装管路的第一电控三通阀的第二端口通过软管相连接。

3.如权利要求1所述的一种全自动核素分装系统，其特征在于，所述药瓶分装装置包括带原液抽取针筒的推动器和分装瓶，所述带原液抽取针筒的推动器与所述分装管路的第一电控三通阀的第一端口通过软管相连接，所述分装瓶与所述分装管路的第二电控三通阀的第二端口通过软管相连接。

4.如权利要求1所述的一种全自动核素分装系统，其特征在于，所述针筒分装装置包括带分装针筒的推动器和注射用针筒，所述带分装针筒的推动器与所述分装管路的第五电控三通阀的第二端口通过软管相连接，所述注射用针筒与所述分装管路的气泡传感器的输出端通过软管相连接。

5.如权利要求1所述的一种全自动核素分装系统，其特征在于，所述数据端包括信息输入模块、用户注射信息计算模块、分装信息计算模块、信息输出模块和信息存储模块；所述第一终端输入的用户信息和核素原液信息输入所述信息输入模块，信息输入模块将用户信息输入至用户注射信息计算模块，通过训练好的基于BP神经网络的核素分装计算模型计算得出用户需要注射的核素活度和浓度，再将用户需要注射的核素活度和浓度信息以及原液基本信息输入至分装信息计算模块计算出需要分装原液的量和进行分装的时间，最终通过分装信息输出模块将分装信息传输给第一终端；信息存储模块用于存储用户信息、原液信息和分装信息。

6.如权利要求5所述的一种全自动核素分装系统，其特征在于，通过训练好的基于BP神经网络的核素分装计算模型计算得出用户需要注射的核素活度和浓度中所述基于BP神经网络包括四层，具体为：第一层为输入层，第二层和第三次为隐含层，第四层为输出层。

7.一种使用如权利要求1-6任一所述的全自动核素分装系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

在第一终端输入用户信息和核素原液信息，然后获取由数据端计算并输出分装信息；

安装所需的分装装置，并检查分装管路和分装装置是否有漏液的情况；

确认第一终端接收到的分装信息，选择分装方式；

第一终端通过WiFi与第二终端通信，第二终端执行分装操作；

根据分装操作的结果，打印分装结果；

使用生理盐水自动清洗分装管路。

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