CN113666321A - 一种放射性核素离子分配系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种放射性核素离子分配系统，包括原液装置、多通阀、废液收集装置、稀释水装置、注射泵、二通阀、气体装置，所述多通阀上设置有与所述原液装置的核素离子输出端连通的核素离子接收端口、与所述废液收集装置连通的废液排出端口、与所述稀释水装置连通的稀释水接收端口、与所述二通阀连通的注射端口以及若干个核素离子分装端口，所述注射泵连通所述二通阀，所述二通阀连通所述气体装置。本发明通过原液装置和稀释水装置的设置，可根据需要对核素离子原液进行任意比例的稀释以分装给不同的合成器使用，大大节约了资源。通过废液收集装置和稀释水装置的设置，可对多通阀及所有管路进行清洗，避免其内残留核素离子造成下次分装不准确。

Description

一种放射性核素离子分配系统
技术领域
本发明属于医学实验设备技术领域，具体为一种放射性核素离子分配系统。
背景技术
采用放射性核素进行标记获得的放射性标记药物，是最常用的PET放射性药物(亦称显像剂)，已广泛用于肿瘤、心血管疾病及神经精神疾病的PET显像研究，这使得放射性核素离子的需求量及定量标记需求不断增大。18F、11C、13N等放射性核素一般均是通过回旋加速器制造，然后通过化学合成模块(也称合成器)将这些放射性核素标记到不同的化学底物上，合成最终的供临床使用的各种放射性药物。由于正电子放射性药物具有放射性高、半衰期短的特性，因此全部使用微量试剂通过化学合成模块全自动合成。
例如18F放射性核素，回旋加速器通过18O(p,n)18F核反应，应用小体积[18O]H2O靶，用一定的质子束流连续轰击靶。用气动方式将18F-F-传输到自动化化学合成模块中，18F-F-被吸附到QMA柱上，等待被淋入反应管中，进行后续的合成反应。自动化合成模块，依据模块不同所用的靶水量(H2 18O)是固定的，约为2-5mL，而自动化合成模块传出的放射性反应核素18F-F-均未经过处理，每次传靶后只能进行一次反应，使得每次的18F-F-只能合成一种显像剂，这就造成了极大的浪费。
目前针对氟离子的分量使用，大部分医院使用的合成模块为新一代产品，具有系统集成度高，合成过程稳定，生产时间较短，产率较早期产品明显提高等显著特点。所以，大部分加速器中心皆存在核素实际需求量小于设备最大产量的问题，或在不同合成模块上合成两种显像剂需要加速器开机两次的问题，这两种情况都造成了资源的浪费，最大原因在于加速器传靶靶水(H2 18O)皆是一次性传出，无法分出多余的核素或无法将靶水分给不同的合成模块使用。
中国专利文献CN203568823U公开了一种自动化氟离子分装装置，包括顺次连接的收集瓶、第一控制阀、第二控制阀、定量注射泵以及收集分配阀，所述收集分配阀沿轴向设有若干可独立启动的通路，所述通路分别与对应的分装瓶相连接，实现氟离子溶液的计量分装。
然而上述中国专利文献公开的氟离子分装装置，设置有多个控制阀，其结构复杂，控制也不方便。此外，现有的放射性核素离子分装装置在进行一次分装工作后分配阀内残留的液体无法排出，从而会影响到计量的精确度。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种放射性核素离子分配系统，以解决上述背景技术中提出结构复杂、残液影响计量精确度的问题。
为解决上述技术问题本发明所提供的技术方案是：
一种放射性核素离子分配系统，包括原液装置、多通阀、废液收集装置、稀释水装置、注射泵、二通阀、气体装置，所述多通阀上设置有与所述原液装置的核素离子输出端连通的核素离子接收端口、与所述废液收集装置连通的废液排出端口，与所述稀释水装置连通的稀释水接收端口、与所述二通阀连通的注射端口以及若干个核素离子分装端口，所述注射泵连通所述二通阀，所述二通阀连通所述气体装置。
采用上述技术方案，打开多通阀上的核素离子接收端口、稀释水接收端口和注射端口，注射泵依次通过二通阀和多通阀从原液装置中抽取放射性核素离子原液、从稀释水装置中抽取稀释水并抽取一定的助推空气后，关闭核素离子接收端口、稀释水接收端口和注射端口、打开任一核素离子分装端口，将注射泵中的原液、稀释水和助推空气推入相应分装通道，然后将二通阀常闭口打开，使得气体装置内的压缩气体逸出并推动稀释原液，将稀释原液运送至合成器中。所有分装工作结束后，可以随时打开稀释水接收端口和注射端口，使得注射泵能够抽取稀释水对多通阀及与多通阀连接的所有管路依次进行清洗，该清洗过程建议在分装结束后进行，若在分装前进行清洗，则需要在清洗结束后更换原液装置，避免清洗废液进入至原液装置中。优选地，原液装置、废液收集装置、稀释水装置，优选为密封的容器以避免污染，如带有橡胶塞的西林瓶。
进一步地，所述原液装置容量为10～30ml，所述废液收集装置容量为1000ml。
进一步地，所述核素离子分装端口连接合成器。
更进一步地，所述合成器的数量大于等于三。也就是至少支持3台合成器的传输，也就是说多通阀至少是六通阀。合成器用于进一步将分得的放射性核素离子合成为药品。
更进一步地，所述合成器置于热室内，所述热室之间设有启闭安全连锁装置。
更进一步地，所述启闭安全连锁装置为警报铃或警示灯。也就是每次分装后，只有一台合成器处于工作中，其他合成器被打开将会有警示灯亮起或者警报铃响起。
进一步地，所述注射泵上设置有剂量校准器。
更进一步地，所述剂量校准器的最大测量值为20Ci，也就是剂量校准器最大可测量20Ci的放射性核素离子。
进一步地，所述二通阀与所述气体装置之间设置有比例调节阀，可以调节传输气体压力。
进一步地，所述原液装置的核素离子输入端与回旋加速器连通。
进一步地，所述多通阀和所述二通阀的阀芯均采用蓝宝石材质，耐腐蚀，耐磨损。
进一步地，所述放射性核素离子分配系统的电力要求为电压110～220V，功率300W，系统气体要求为气体压力至少70Psi。
进一步地，所述原液装置内设有活度计和液位传感器，通过活度计测量放射性核素离子的活度，通过液位传感器测量液体高度。
进一步地，所述气体装置内为压缩空气、氮气、氩气中的一种。其中，优选氮气或氩气，压缩空气为过滤后的清洁空气。
进一步地，还包括控制器，所述控制器的输出端均分别与所述多通阀上核素离子接收端口、废液排出端口、稀释水接收端口、注射端口以及若干个核素离子分装端口、所述注射泵、所述二通阀、所述气体装置、所述原液装置、所述废液收集装置、所述稀释水装置电性连接，所述控制器的输入端均分别与所述活度计、所述液位传感器、所述安全连锁装置、所述剂量校准器、所述比例调节阀电性连接。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过原液装置和稀释水装置的设置，可根据需要对原液进行任意比例的稀释以分装给不同的合成器使用，大大节约了资源，提高核素离子的使用效率。
2、本发明通过废液收集装置和稀释水装置的设置，可对多通阀及所有管路进行清洗，避免手工清洗的操作繁琐以及易出错，保证的传输管线的洁净卫生问题，避免残留核素离子造成下次分装不准确。
附图说明
图1为实施例1一种放射性核素离子分配系统原理示意图；
图2为实施例2一种放射性核素离子分配系统控制器连接示意图；
图3为实施例3一种放射性核素离子分配系统结构示意图；
图4为实施例3内部结构示意图。
图中：1、原液装置；2、多通阀；201、核素离子接收端口；202、废液排出端口；203、稀释水接收端口；204、注射端口；205、核素离子分装端口；3、废液收集装置；4、稀释水装置；5、注射泵；6、二通阀；7、气体装置；8、合成器；9、回旋加速器；10、热室；11、安全连锁装置；12、剂量校准器；13、比例调节阀；14、槽型光电开关红外感应器；15、控制器；16、活度计；17、液位传感器；18、箱体；19、顶板；20、注射器支架；21、上压板；22、压板；23、步进电机安装板；24、放置板；25、挂钩；26、导管；27、通槽；28、丝杆；29、步进电机；30、丝杆安装块；31、导轨；32、滑块；33、传感器安装调节板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
实施例1
一种放射性核素离子分配系统，如图1所示，包括原液装置1、多通阀2、废液收集装置3、稀释水装置4、注射泵5、二通阀6、气体装置7，多通阀2上设置有与原液装置1的核素离子输出端连通的核素离子接收端口201、与废液收集装置3连通的废液排出端口202、与稀释水装置4连通的稀释水接收端口203、与二通阀6连通的注射端口204以及三个核素离子分装端口205，注射泵5连通二通阀6，二通阀6通过比例调节阀13连通气体装置7，气体装置7内为压缩氩气。核素离子分装端口205连接合成器8。合成器8数量为三个，多通阀2为六通阀。合成器8置于热室10内，热室10之间设有启闭安全连锁装置11，启闭安全连锁装置11为警报铃或警示灯。注射泵5上设置有剂量校准器12，剂量校准器12的最大测量值为20Ci。原液装置1的核素离子输入端与回旋加速器9连通。多通阀2和二通阀6的阀芯均采用蓝宝石材质。
工作时，打开多通阀2上的核素离子接收端口201、稀释水接收端口203和注射端口204，注射泵5依次通过二通阀6和多通阀2从原液装置1中抽取原液、从稀释水装置4中抽取稀释水并抽取一定的助推空气后，关闭核素离子接收端口201、稀释水接收端口203和注射端口204、打开任一核素离子分装端口205，将注射泵5中的原液、稀释水和助推空气推入相应分装通道，然后将二通阀6常闭口打开，使得气体装置7内的压缩氩气通过比例调节阀13调控释放以推动稀释原液进行传输，将稀释原液送入至合成器8中。助推空气的使用可使得注射泵5推送稀释液后其内无液体残留，分装剂量控制准确，助推空气可从与废液收集装置3连通的废液排出端口202处获取。所有分装结束以及合成器8已经工作完毕并将成品药物传输至分装热室后，打开稀释水接收端口203和注射端口204，使得注射泵5能够抽取稀释水对多通阀2及与多通阀2连接的所有管路进行清洗，最后关闭稀释水接收端口203，打开废液排出端口202，使得注射泵5能够将清洗废液推送至废液收集装置3中。该清洗过程建议在分装结束后进行，若在分装前进行清洗，则需要在清洗结束后更换原液装置1。
实施例2
一种放射性核素离子分配系统，与实施例1的区别在于，原液装置1内设有活度计16和液位传感器17，多通阀2为八通阀，多通阀2的核素离子分装端口205为四个，分别连接合成器8。二通阀6直接连通气体装置7，气体装置7内为压缩氮气。还包括控制器15，如图2所示，控制器15的输出端均分别与多通阀2上核素离子接收端口201、废液排出端口202、稀释水接收端口203、注射端口204以及四个核素离子分装端口205、注射泵5、二通阀6、气体装置7、原液装置1、废液收集装置3、稀释水装置4电性连接，控制器15的输入端均分别与活度计16、液位传感器17、安全连锁装置11、剂量校准器12电性连接。
活度计16、液位传感器17、安全连锁装置11、剂量校准器12可分别将其获得的信号传递给控制器15，控制器15根据接收到的信号将指令传递给多通阀2上的各个端口、注射泵5、二通阀6、气体装置7、原液装置1、废液收集装置3、稀释水装置4以进行相应的稀释或分装或清洗工作。
实施例3
一种放射性核素离子分配系统，其装置结构示意图如图3、4所示，包括箱体18，箱体18外部安装有多通阀2、二通阀6、顶板19、放置板24、挂钩25，箱体18内部安装有控制箱，控制箱与顶板19对立的面板上安装有丝杆安装块30、导轨31、传感器安装调节板33。顶板19上安装有注射器支架20，注射泵5中部通过上压板21及螺栓安装在注射器支架20上，注射泵5上端通过压板22及螺栓安装在步进电机安装板23上，步进电机安装板23另一端穿过箱体18上的通槽27安装在滑块32上，滑块32滑动连接在导轨31上，步进电机安装板23下方安装有步进电机29和丝杆28，丝杆28的两端安装在丝杆安装块30上，丝杆安装块30和传感器安装调节板33之间安装有槽型光电开关红外感应器9。放置板24上置有原液装置1和废液收集装置3，挂钩25上挂有稀释水装置4。原液装置1、废液收集装置3、稀释水装置4、注射泵5、二通阀6、多通阀2和合成器8之间通过导管26连通。二通阀6上还通过导管26连接有气体装置7(图中未示出)。其中，原液装置1为1个带有橡胶塞的西林瓶，容量为10～30ml；废液收集装置3为1个带有橡胶塞的西林瓶，容量为1000ml，合成器8数量为3个(图中未完全示出)；稀释水装置4为稀释水袋。系统的电力要求为电压110～220V，功率300W，系统气体要求为气体压力至少70Psi。优选地，输液用的导管26两端均连接有鲁尔接头，鲁尔接头另一端连接西林瓶或多通阀2的端口或二通阀6的端口或稀释水装置4的端口，鲁尔接头的使用使得导管26为螺纹连接，便于导管26的更换。与西林瓶连接的输液用的导管26上均连接有针头，针头穿过橡胶塞伸入至西林瓶内，以抽取液体。西林瓶上还连接有用于排气的导管26，用于排气的导管26一端穿过橡胶塞伸入至西林瓶内，另一端通过过滤器连通大气，用于排气的导管26的设置使得西林瓶内气压与大气压一致，既便于注射泵5抽取液体或释放液体，也便于避免大气污染液体(鲁尔接头、针头、用于排气的导管26、过滤器均为现有的，不多做赘述，图3中也均未示出)。
步进电机29转动，带动丝杆28转动，进而使得步进电机安装板23在滑块32和导轨31的纵向限定下带动注射泵5上下运动以进行抽放工作，也就是原液、气体和稀释水的获取以及稀释液的分装工作，槽型光电开关红外感应器9的设置可精确获取并控制步进电机29的移动距离也就是步进电机安装板23的移动距离，进而可精确控制注射泵5的抽放量。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种放射性核素离子分配系统，包括原液装置(1)、多通阀(2)、废液收集装置(3)、稀释水装置(4)、注射泵(5)、二通阀(6)、气体装置(7)，所述多通阀(2)上设置有与所述原液装置(1)的核素离子输出端连通的核素离子接收端口(201)、与所述废液收集装置(3)连通的废液排出端口(202)、与所述稀释水装置(4)连通的稀释水接收端口(203)、与所述二通阀(6)连通的注射端口(204)以及若干个核素离子分装端口(205)，所述注射泵(5)连通所述二通阀(6)，所述二通阀(6)连通所述气体装置(7)。
2.根据权利要求1所述的一种放射性核素离子分配系统，其特征在于，所述核素离子分装端口(205)连接合成器(8)。
3.根据权利要求2所述的一种放射性核素离子分配系统，其特征在于，所述合成器(8)数量大于等于三。
4.根据权利要求2所述的一种放射性核素离子分配系统，其特征在于，所述合成器(8)置于热室(10)内，所述热室(10)之间设有启闭安全连锁装置(11)。
5.根据权利要求4所述的一种放射性核素离子分配系统，其特征在于，所述启闭安全连锁装置(11)为警报铃或警示灯。
6.根据权利要求1所述的一种放射性核素离子分配系统，其特征在于，所述注射泵(5)上设置有剂量校准器(12)。
7.根据权利要求7所述的一种放射性核素离子分配系统，其特征在于，所述剂量校准器(12)的最大测量值为20Ci。
8.根据权利要求1所述的一种放射性核素离子分配系统，其特征在于，所述二通阀(6)与所述气体装置(7)之间设置有比例调节阀(13)。
9.根据权利要求1所述的一种放射性核素离子分配系统，其特征在于，所述原液装置(1)的核素离子输入端与回旋加速器(9)连通。
10.根据权利要求1所述的一种放射性核素离子分配系统，其特征在于，所述多通阀(2)和所述二通阀(6)的阀芯均采用蓝宝石材质。
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