CN208246786U - 一种核素标记机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种核素标记机器人，包括：机器人及可拆卸式地设置在机器人上的卡套；所述机器人包括：机器人上身、移动底座和两个机器人手臂，所述移动底座顶部具有一平台，所述平台上具有与卡套相匹配的卡槽，两个所述机器人手臂分别为抓取手臂、吸头手臂，所述机器人上身还设有设摄像头及活性检测组件，且所述活性检测组件通过升降臂连接于机器人上身上。本实用新型提供的核素标记机器人，能够实现核素的自动标记、成品转移、废液收集等工作，无需人工操作，从而避免了操作者受到放射性元素的辐射伤害，同时，大大提高了操作效率，以及操作精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗技术领域，尤其涉及一种能够自动完成核素标记的机器人。
背景技术
核医学是目前临床应用较成熟的分子影像学技术，是精准医学不可或缺的重要手段。它是“放射性核素”在医药领域的成功应用，具有灵敏度高、适用面广等特点，既可用于疾病诊断，又可用于内照射治疗。诊断时，通过特定的影像设备追踪核素发射的射线，可无创、系统地提供生物体内分子水平的代谢、功能信息，较形态学变化更早阐明生理、病理变化，为疾病的早诊、早治、机制研究、疗效预测及评价等提供客观、真实指标。治疗时，通过不同射程的射线，可实现局灶的高效治疗，减少对正常及周边组织的损害。目前核医学已成为筛查和治疗恶性肿瘤的重要手段。除肿瘤领域应用之外，核医学还在内分泌、心血管、神经系统、骨骼、呼吸等疾病诊治上发挥着重要作用。
核医学诊治要达到精准，其前提是两大要素：1)影像设备；2)分子探针。近年来核医学影像设备高速发展，已从功能单一的单光子发射计算机断层显像(SPECT)、正电子发射计算机断层显像(PET)发展到融合功能及解剖学影像的SPECT/CT、PET/CT、PET/MR。截止2015年底，我国已有SPECT(含SPECT/CT)774台，较2013年增加17.5％；PET(含PET/CT)240台，较2013年增加22.4％；新增6台PET/MR；SPECT和PET检查总数分别为210万和46万例。而3亿人口的美国，已有2100台PET，年检查量200万例；核医学2100万例/7200单位。相较发达国家，我国核医学还有很大的提升空间。国家十三五规划纲要已将研制国产设备(PET-CT/MRI、SPECT/SPECT-CT等核医学成像系统整机)作为重点列入。国内东软、联影、明峰等企业已陆续推出高端医疗器械PET/CT，拟打破跨国企业(GPS)垄断，并已尝试进入复旦大学附属中山医院等三甲医院临床应用。可以预计高端核医学影像设备的普及指日可待。
相比于影像设备的高速发展，“分子探针”是制约核医学发展的另一要素。没有分子探针，核医学影像设备就“瞎”了，更谈不上精准。核医学的分子探针其特色就是将放射性核素连接到靶向主体上，俗称“标记”。探针注入生物体内后，靶向主体与病变部位特异性靶点结合，影像设备可以动态追踪核素发出的射线从而实时监测分子水平的功能变化。因此“标记”是分子探针中的重中之重。
如何将核素定位定量连接到靶向主体上，但不改变靶向主体的生物活性及稳定性，才能保证分子探针的特异性。同时要考虑到核素具有“放射性”，所以为避免对操作人员的辐照，要遵守“时间，距离，屏蔽”三大防护原则。综上所述，标记策略的制定直接影响探针的临床应用。
但现有技术中，对于核素的标记工作仍然是人工操作，而在此过程中，操作者必须承受放射性辐射，对操作者的身体造成不可免避的严重伤害。同时，人工操作不仅效率低，而且精度也不高。
实用新型内容
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种核素标记机器人，其特征在于，包括：机器人及可拆卸式地设置在机器人上的卡套；
所述机器人包括：机器人上身、移动底座和两个机器人手臂，所述机器人上身设置于移动底座上，两个所述机器人手臂分别安装于机器人上身的两边，所述移动底座顶部具有一平台，所述平台上具有与卡套相匹配的卡槽，两个所述机器人手臂分别为抓取手臂、吸头手臂，所述抓取手臂端部具有可活动的夹具，所述吸头手臂端部具有吸嘴，所述机器人上身还设有设摄像头及活性检测组件，且所述活性检测组件通过升降臂连接于机器人上身上；
所述卡套上设有置物槽、吸头槽、加热槽和过滤组件，且所述卡套上还设有一环形凹槽，且所述环形凹槽底部镂空，中间具有一凸台，所述凸台中间具有碳棒。
进一步改进为，所述吸头槽为多个，用于放置吸头，且所述吸头与吸头手臂上的吸嘴相匹配。
进一步改进为，所述置物槽为多个，用于放置靶液瓶、乙醇瓶和水瓶。
进一步改进为，所述平台上具有与环形凹槽相匹配的通孔，所述平台内部与通孔对应处放置有废液瓶。
进一步改进为，所述过滤组件底部连通平台内部，且与平台内的成品瓶位置相对应。
进一步改进为，所述抓取手臂的端部还设有一开盖器。
进一步改进为，所述移动底座上设有激光雷达。
进一步改进为，所述移动底座上外周均匀设有多个距离传感器。
进一步改进为，所述移动底座上底部侧面还有设有缓冲垫。
进一步改进为，所述移动底座上设有三维深度传感器。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型提供的核素标记机器人，能够实现核素的自动标记、成品转移、废液收集等工作，无需人工操作，从而避免了操作者受到放射性元素的辐射伤害，同时，大大提高了操作效率，以及操作精度。
2、本实用新型提供的核素标记机器人，通过可更换的卡套，能够实现多核素多药物标记，探索建立可移动、自主识别核素完成标记、日间可重复多核素多药物标记、普适性强的机器人，以代替人在放射性特殊环境下操作，最大限度地降低操作人员工作强度和辐照剂量，满足临床对放射性药物多样化的迫切需求，减化对环境、防护等配套设施的要求，降低人力成本及放射性药物营运成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的核素标记机器人结构示意图；
图2是本实用新型的核素标记机器人侧面结构示意图；
图3是本实用新型的卡套结构示意图。
附图标记说明：
100-机器人，200-卡套，110-机器人上身，120-移动底座，130-机器人手臂，121-平台，122-卡槽，131-抓取手臂，1311-夹具，1312-开盖器，132-吸头手臂，111-摄像头，112-活性检测组件，113-升降臂，1121-屏蔽罩，210-置物槽，220-吸头槽，230-加热槽，240-过滤组件，250-环形凹槽，251-凸台，252-碳棒，260-二维码，1-第一吸头，2-第二吸头，3-第三吸头，4-靶液瓶，5-乙醇瓶，6-水瓶，7-反应瓶，1211-废液出口，1212-成品出口，123-激光雷达，124-距离传感器，125-缓冲垫，126-三维深度传感器。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
在实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。
如图1和图2所示，本实用新型提供的一种核素标记机器人，其特征在于，包括：机器人100及可拆卸式地设置在机器人上的卡套200；
所述机器人包括：机器人上身110、移动底座120和两个机器人手臂130，所述机器人上身110设置于移动底座120上，移动底座120下具有电机驱动的万向移动轮，两个所述机器人手臂130分别安装于机器人上身110的两边，每个机器人手臂130的各个关节部位均具有6自由度机械臂伺服电机，且每个机器人手臂130上具有6个伺服电机，以使其能够向各个方向、各个角度移动和转动，所述移动底座120顶部具有一平台121，所述平台121上具有与卡套200相匹配的卡槽122，卡槽122上具有电源连接接头，卡套200上具有与电源连接接头相匹配的接口，或者卡槽、卡套上的电源连接方式可对调；两个所述机器人手臂130分别为抓取手臂131、吸头手臂132，所述抓取手臂131端部具有可活动的夹具1311，所述吸头手臂132端部具有吸嘴，本实施例中吸嘴因工作流程及作用，具体为三个，所述机器人上身还设有设摄像头111及活性检测组件112，摄像头111用于实时监控卡套200位置、卡套200上各个部件和试剂瓶的位置，以及两个机器人手臂130的位置，进而控制器根据摄像头111获取的信息控制机器人手臂移动，并作出相应动作，且所述活性检测组件112通过升降臂113连接于机器人上身110上，所述活性检测组件112包括放射性活度检测模块和屏蔽罩1121，放射性活度检测模块在屏蔽罩1121内，所述屏蔽罩1121罩设在卡套200上的环形凹槽250上，用于屏蔽射线，以提高活度检测的准确性；
如图3所示，所述卡套200上设有置物槽210、吸头槽220、加热槽230和过滤组件240，且所述卡套上还设有一环形凹槽250，且所述环形凹槽250底部镂空，中间具有一凸台251，所述凸台251中间具有碳棒252，碳棒252为活动式插入到凸台251上，凸台251的上端边缘为弧形，以便于液体向下流入到废液瓶中。加热槽230内放置有反应瓶7，且加热槽230的底部和/或侧壁具有加热器，以保持加热槽恒温加热。所述过滤组件240为0.22μm无菌滤膜，用于对成品液进行过滤。
在另一实施例中，卡套200上还具有二维码260，机器人通过摄像头读取二维码，进而获取到该卡套上具体为哪种核素等信息。具体地，二维码对应信息有：核素种类、标记前体种类，以及所需的标记过程，如反应时间温度等，可归类为标记方案。
进一步改进为，所述吸头槽220为多个，用于放置吸头，且所述吸头与吸头手臂上的吸嘴相匹配。本实施例中，吸头槽为三个，三个吸头槽中分别放置着第一吸头1、第二吸头2和第三吸头3。
进一步改进为，所述置物槽210为多个，用于放置靶液瓶4、乙醇瓶5和水瓶6。
进一步改进为，所述平台121上具有与环形凹槽250相匹配的通孔，所述平台121内部与通孔对应处放置有废液瓶。平台121侧面具有废液出口1211，当废液瓶满了后，可从废液出口1211处取出。
进一步改进为，所述过滤组件240底部连通平台内部，且与平台内的成品瓶位置相对应。平台内具有一个轮盘式成品瓶架，用于放置多个成品瓶，同时，具有用于举升成品瓶的举升组件，当成品瓶内装好成品后，举升组件将成品瓶通过平台上的成品出口1212举升出来，由抓取手臂抓取，将成品瓶放入到铅罐内。
进一步改进为，所述抓取手臂131的端部还设有一开盖器1312。开盖器用于打开靶液瓶、乙醇瓶、水瓶、反应瓶的盖子。
进一步改进为，所述移动底座120上设有激光雷达123。用于对机器人移动路线进行实时检测，当检测到当前规划的移动路线上具有障碍物，则重新对移动路线进行规划。
进一步改进为，所述移动底座120上外周均匀设有多个距离传感器124。
进一步改进为，所述移动底座120上底部侧面还有设有缓冲垫125。当机器人碰触到障碍物时，能够起到缓冲作用。
进一步改进为，所述移动底座120上设有三维深度传感器126。用于实时检测监测范围内周围环境的多点距离。
机器人的操作流程及步骤简述如下：
(1)机器人100移动到卡套200面前，通过抓取手臂131131把卡套200抓取到机器人的卡槽内，识别二维码260，确认标记何种核素。
(2)机器人移动到核素分配装置(用于钼锝发生器，锗镓发生器；回旋加速器生产的核素可以直接传送到标记房间内；89Zr可进口购置)面前，然后发出无线信号，核素分装装置开始核素的自动分装。
(3)通过抓取手臂131把分装好的靶液瓶4放在机器人上卡套200的规定位置。
(4)吸头手臂自动安装吸头，把第一吸头1、第二吸头2、第三吸头3安装到手臂的固定位置。
(5)通过开盖器1312打开水6、乙醇5、反应瓶7的盖子。
(6)通过吸头手臂132上的第一吸头1吸取水6滴入靶液瓶4稀释，然后用第一吸头1吸取，并滴入反应瓶7。
(7)通过加热槽230加热反应瓶7。
(8)通过吸头手臂132上的第二吸头2吸取反应瓶7的液体注入碳棒252。
(9)通过吸头手臂132上的第三吸头3吸取水6注入碳棒252进行清洗。
(10)活性检测组件112下降对清洗过的碳棒(C18小柱)252进行活度检测。
(11)卡套200下方是一个圆盘型成品瓶库及废液回收瓶，在通过碳棒纯化过程中，碳棒下方连接废液瓶，经过碳棒淋洗的液体全部回流至废液瓶。
(12)纯化淋洗完成，抓取手臂131抓取碳棒，放在过滤组件240上。
(13)通过吸头手臂132上的第三吸头3吸取乙醇5淋洗碳棒252，并经过过滤组件240的滤膜灭菌。
(14)过滤组件240下方连接成品瓶库，灭菌后的产品直接注入成品瓶。
(15)成品瓶由成品出口1212弹出。
(16)吸头手臂自动把第一吸头1、第二吸头2、第三吸头3卸回卡套200的固定位置。
(17)机器人移动到卡套及回收仓面前，通过抓取手臂131把卡套200抓取到卡套回收仓的的卡套回收口。
(18)机器人移动到传递窗，通过抓取手臂131把成品瓶由成品出口1212拿出，并放入传递窗中的铅罐。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种核素标记机器人，其特征在于，包括：机器人及可拆卸式地设置在机器人上的卡套；
所述机器人包括：机器人上身、移动底座和两个机器人手臂，所述机器人上身设置于移动底座上，两个所述机器人手臂分别安装于机器人上身的两边，所述移动底座顶部具有一平台，所述平台上具有与卡套相匹配的卡槽，两个所述机器人手臂分别为抓取手臂、吸头手臂，所述抓取手臂端部具有可活动的夹具，所述吸头手臂端部具有吸嘴，所述机器人上身还设有设摄像头及活性检测组件，且所述活性检测组件通过升降臂连接于机器人上身上；
所述卡套上设有置物槽、吸头槽、加热槽和过滤组件，且所述卡套上还设有一环形凹槽，且所述环形凹槽底部镂空，中间具有一凸台，所述凸台中间具有碳棒。
2.根据权利要求1所述的核素标记机器人，其特征在于，所述吸头槽为多个，用于放置吸头，且所述吸头与吸头手臂上的吸嘴相匹配。
3.根据权利要求1所述的核素标记机器人，其特征在于，所述置物槽为多个，用于放置靶液瓶、乙醇瓶和水瓶。
4.根据权利要求1所述的核素标记机器人，其特征在于，所述平台上具有与环形凹槽相匹配的通孔，所述平台内部与通孔对应处放置有废液瓶。
5.根据权利要求1所述的核素标记机器人，其特征在于，所述过滤组件底部连通平台内部，且与平台内的成品瓶位置相对应。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的核素标记机器人，其特征在于，所述抓取手臂的端部还设有一开盖器。
7.根据权利要求1所述的核素标记机器人，其特征在于，所述移动底座上设有激光雷达。
8.根据权利要求7所述的核素标记机器人，其特征在于，所述移动底座上外周均匀设有多个距离传感器。
9.根据权利要求8所述的核素标记机器人，其特征在于，所述移动底座上底部侧面还有设有缓冲垫。
10.根据权利要求1所述的核素标记机器人，其特征在于，所述移动底座上设有三维深度传感器。
Priority Applications (1)
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| CN201820564917.8U CN208246786U (zh) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | 一种核素标记机器人 |
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|---|---|---|---|
| CN201820564917.8U CN208246786U (zh) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | 一种核素标记机器人 |
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|---|---|---|---|---|
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-
2018
- 2018-04-20 CN CN201820564917.8U patent/CN208246786U/zh active Active
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108436883A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-08-24 | 江苏省原子医学研究所 | 一种核素标记机器人 |
| CN108436883B (zh) * | 2018-04-20 | 2024-01-02 | 江苏省原子医学研究所 | 一种核素标记机器人 |
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