KR20160133451A - 실시간 핵 동위체 검출 - Google Patents
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Abstract
대응하는 페어런트 동위체의 방사성 붕괴로부터 도터 방사성 동위체를 배출하는 방사성 동위체 발생기, 예컨대 82Sr/82Rb 방사성 동위체 발생기 또는 68Ge/68Ga 방사성 동위체 발생기는 의료 이미징 적용을 위한 방사성 동위체를 발생시키기 위해 사용될 수 있다. 일부 예에서, 감마선 검출기는 발생기로부터 흐르는 방사성 용리액에서 나오는 감마선을 검출하기 위해 위치된다. 검출된 감마선에 기초하여, 용리액 내의 도터 방사성 동위체의 활동 및 용리액 내의 페어런트 방사성 동위체의 활동이 결정될 수 있다. 적용에 따라, 도터 방사성 동위체의 활동 및 페어런트 방사성 동위체의 활동은 예를 들어 용리액이 용리액에 대한 결정된 활동 정보에 기초하여 환자 투여로부터 전환될 수 있도록 실질적 실시간으로 결정될 수 있다.
Description
상호 참조
본 출원은 2014년 3월 13일에 출원된 미국 특허 가출원 번호 61/952,270에 대한 우선권을 주장하며, 그것의 전체 내용은 본원에 참조로 포함된다.
본 개시는 핵 동위체에 관한 것으로, 특히 핵 동위체를 검출하고 정량화하는 것에 관한 것이다.
핵 의학은 치료 및 진단 이미징을 위한 방사성 재료를 이용한다. 양전자 방출 단층 촬영(PET)은 방사성 의약품의 선량을 이용하는 진단 이미징의 하나의 타입이다. 방사성 의약품의 선량은 PET 스캔 절차 전에 또는 동안에 환자로 주사되거나 주입될 수 있다. 방사성 의약품의 주입된 선량은 환자의 목표 기관의 세포에 의해 흡수되고 방사선을 방출할 수 있다. PET 스캐너는 기관의 이미지를 발생시키기 위해 방출된 방사선을 검출할 수 있다. 예를 들어, 심근과 같은 체 조직을 이미징하기 위해, 환자에게 루비듐-82(즉, 82Rb)가 주사되거나 주입될 수 있다. 루비듐-82는 칼륨과 유사한 생리적 흡수를 나타낼 수 있고, 따라서 칼륨 경로 다음의 심근으로 취해질 수 있다.
루비듐-82는 스트론튬-루비듐 발생기(82Sr/82Rb 발생기)를 사용하는 핵 의학 절차를 위해 발생될 수 있다. 루비듐-82는 스트론튬-82의 방사성 붕괴 생성물이다. 전형적으로, 스트론튬-루비듐 발생기는 용리제가 동작 동안에 배수되는 발생기 칼럼에 결합되는 스트론튬을 포함한다. 스트론튬-82가 루비듐-82로 붕괴되므로, 루비듐-82는 발생기 칼럼으로부터 배출되고 용리제에 진입할 수 있다. 용리액으로 칭해지는 최종 스트림은 환자로 주사되거나 주입될 수 있다. 용리액에 존재하는 상이한 핵 동위체를 정확하게 및 적시에 감시할 수 있는 것은 그러한 방사성 동위체 발생기의 안전하고 효과적인 사용을 보장하는 것을 도울 수 있다.
일반적으로, 본 개시는 조사중의 샘플, 예컨대 루비듐 동위체 발생기로부터 용리되는 용리액의 샘플에서 상이한 방사성 동위체를 검출하고 정량화하는 시스템 및 기술에 관한 것이다. 일부 예에서, 감마선 검출기는 용리액의 플로잉 스트림에 인접하여 위치되고 플로잉 스트림에서 나오는 감마선 방출을 검출하기 위해 사용된다. 감마선 검출기가 감마선 방출을 검출하도록, 용리액 내의 82Rb의 활동 및/또는 82Sr의 활동이 실질적 실시간으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 검출기를 지나는 용리액에서의 82Sr의 활동은 82Sr의 상승된 활동이 용리액에서 검출되었으면, 용리액이 환자로 주입되는 것 없이 폐기물 병으로 전환될 수 있도록 충분히 빠르게 결정될 수 있다.
일부 예에서, 82Rb의 활동 및 82Sr의 활동은 2개의 동위체에 의해 방출되는 중복 감마선 스펙트럼을 분해함으로써 결정된다. 예를 들어, 82Rb는 511 킬로 전자 볼트(keV) 및 776 keV의 에너지 범위에서 감마선을 방출하는 것으로 공지되어 있다. 85Sr은 514 keV의 에너지 범위에서 감마선을 방출하는 것으로 공지되어 있고 동위체 비율을 통해 82Sr과 관련된다. 대부분의 감마선 검출기의 실제 분해능 제한을 고려하면, 511 keV 내지 514 keV 에너지 범위에서 방출되는 감마선은 82Rb 또는 85Sr에 분명히 기인할 수 없다. 그러나, 본 개시의 일부 예에 따르면, 511 keV 범위에서 82Rb에 의해 방출되는 감마선은 샘플에서 82Rb 및 82Sr의 양을 빠르게 결정하기 위해 514 keV 범위에서 85Sr에 의해 방출되는 감마선으로부터 분해될 수 있다.
개시된 시스템 및 기술이 82Sr/82Rb 발생기에 양호한 적용가능성을 갖지만, 시스템 및 기술은 그러한 발생기 상에 구현되는 것에 제한되지 않는다. 오히려, 개시된 시스템 및 기술은 대응하는 페어런트 동위체의 방사성 붕괴로부터 도터 방사성 동위체를 배출하는 방사성 동위체 발생기로부터 용리되는 임의의 원하는 방사성 동위체를 검출하고 정량화하기 위해 사용될 수 있다. 일부 구성에서, 감마선 검출기는 방사성 동위체 발생기로부터 하류에, 예를 들어 용리액의 플로잉 스트림에 인접하여 위치되고, 용리액에서 나오는 감마선 방출을 검출하기 위해 사용된다. 감마선 검출기가 감마선 방출을 검출하므로, 용리액 내의 도터 방사성 동위체, 페어런트 방사성 동위체, 및/또는 다른 방사성 동위체의 활동이 결정될 수 있다.
실제로, 감마 검출기를 지나 방사성 동위체 발생기로부터 흐르는 용리액에 존재하는 페어런트 방사성 동위체는 도터 방사성 동위체로부터 페어런트 방사성 동위체를 분해하는 것이 곤란하도록 충분히 작은 활동을 갖고 및/또는 감마 방출이 결핍될 수 있다. 이러한 상황에서 방사성 동위체를 분해하는 것을 돕기 위해, 도터 방사성 동위체는 용리액에 의해 방출되는 감마 스펙트럼을 측정하기 전에 페어런트 방사성 동위체로부터 분리될 수 있다. 일 예에서, 용리액은 도터 방사성 동위체가 구조를 지나 흐르게 하는 것을 허용하면서 페어런트 방사성 동위체를 우선적으로 결합하도록 구성되는 축적기 구조에 걸쳐 통과된다. 예를 들어, 방사성 동위체 발생기에 사용되는 칼럼과 동일 또는 유사한 재료로 형성되는 제2 발생기 칼럼은 방사성 동위체 발생기의 하류에 위치될 수 있다. 그러나, 페어런트 방사성 동위체로 적재되는 방사성 동위체 발생기 칼럼과 달리, 제2 발생기 칼럼은 페어런트 방사성 동위체가 실질적으로 또는 전적으로 없을 수 있다(하지만, 페어런트 방사성 동위체는 시간에 따라 제2 발생기 칼럼 상에 축적될 수 있음). 감마 검출기는 제2 발생기 칼럼 내의 및/또는 발생기 칼럼을 통해 흐르는 액체와 같은, 제2 발생기 칼럼에서 나오는 감마 방출을 측정하기 위해 위치될 수 있다.
축적기 구조로 구성될 때, 방사성 동위체 발생기로부터 배출되는 용리액은 구조에 걸쳐 초기에 흐를 수 있다. 페어런트 방사성 동위체는 용리액이 구조에 걸쳐 흐르고 있음에 따라 용리액으로부터 축적기 구조상에 축적(예를 들어, 결합)될 수 있다. 이러한 프로세스 동안에, 용리액에 의해 방출되는 감마 방사선은 감마 검출기에 의해 측정될 수 있다. 도터 방사성 동위체의 활동은 존재하는 임의의 페어런트 방사성 동위체의 활동보다 상당히 더 큰 것으로 전형적으로 기대되므로, 감마 검출기에 의해 측정되는 감마 방사선은 도터 방사성 동위체 및 그것으로부터 결정되는 도터 방사성 동위체의 활동에 기인할 수 있다. 방사성 동위체 발생기로부터 용리를 종결한 후에, 축적기 구조는 축적기 구조로부터 잔여 용리액/도터 방사성 동위체를 제거하기 위해 용리제와 같은 높이가 될 수 있다. 그 후에, 축적기 구조로부터 방출되는 감마 방사선 및/또는 축적기 구조 내의 또는 축적기 구조에 걸쳐 흐르는 용리제는 감마 검출기에 의해 측정될 수 있다. 페어런트 방사성 동위체(또는 그것의 붕괴 생성물)의 활동은 존재하는 임의의 잔여 도터 방사성 동위체의 활동보다 더 큰 것으로 전형적으로 기대되므로, 감마 검출기에 의해 측정되는 감마 방사선은 페어런트 방사성 동위체 및 그것으로부터 결정되는 페어런트 방사성 동위체의 활동에 기인할 수 있다.
일 예에서, 용리 시스템이 설명되며, 용리 시스템은 용리제에 의한 용리를 통해 82Rb를 발생시키도록 구성되는 82Sr/82Rb 발생기, 용리제를 82Sr/82Rb 발생기에 공급하도록 구성되는 용리제 라인, 82Sr/82Rb 발생기로부터 용리되는 용리액을 수용하고 용리액을 환자 라인 및 폐기물 라인 중 하나에 운반하도록 구성되는 용리액 라인, 및 용리액 라인에 인접하여 위치되고 용리액 라인을 통해 흐르는 용리액으로부터 방출되는 감마선을 검출하도록 구성되는 감마선 검출기를 포함한다. 예시적 시스템은 또한 감마선 검출기에 통신 결합되고 용리액 라인을 통해 흐르는 용리액에 의해 방출되는 감마 방사선을 나타내는 데이터를 수신하고, 수신된 데이터에 기초하여 용리액에서 82Rb의 활동을 결정하고, 수신된 데이터에 기초하여 82Sr 및/또는 85Sr의 활동을 결정하도록 구성되는 컨트롤러를 포함한다.
다른 예에서, 방법이 설명되며, 방법은 루비듐 동위체 발생기로부터 용리되는 용리액에 의해 방출되는 핵 방사선을 나타내는 데이터를 수신하는 단계, 상기 데이터의 수신에 의해 실질적 실시간으로 상기 수신된 데이터에 기초하여 용리액에서 82Rb의 활동을 결정하는 단계, 및 데이터의 수신에 의해 실질적 실시간으로 수신된 데이터에 기초하여 용리액에서 82Sr 및/또는 85Sr의 활동을 결정하는 단계를 포함한다.
다른 예에서, 교정 방법이 설명되며, 교정 방법은 공지된 활동을 갖고 감마선 스펙트럼의 776 keV 라인의 영역에서 방출되는 제1 동위체로부터 감마선 검출기를 통해 감마 방사선을 검출하는 단계 및 776 keV 라인의 영역에서의 제1 동위체의 검출된 활동을 제1 동위체에 대한 공지된 활동으로 나눔으로써 776 keV 라인에 대한 효율 인자를 결정하는 단계를 포함한다. 예시적 방법은 또한 공지된 활동을 갖고 감마선 스펙트럼의 511 keV 라인 및 514 keV 라인의 영역에서 방출되는 제2 동위체로부터 감마선 검출기를 통해 감마 방사선을 검출하는 단계 및 511 keV 라인 및 514 keV 라인의 영역에서의 제2 동위체의 검출된 활동을 제2 동위체에 대한 공지된 활동으로 나눔으로써 감마선 스펙트럼의 511 keV 라인 및 514 keV 라인에 대한 효율 인자를 결정하는 단계를 포함한다. 예는 또한 감마선 검출기와 연관되는 메모리에 776 keV 라인에 대한 결정된 효율 인자 및 511 keV 라인 및 514 keV에 대한 결정된 효율 인자를 저장하는 단계를 포함한다.
다른 예에서, 방사성 동위체 발생기, 용리제 라인, 용리액, 라인, 감마선 검출기, 및 컨트롤러를 포함하는 용리 시스템이 설명된다. 방사성 동위체 발생기는 용리제에 의한 용리 동안에 도터 방사성 동위체를 방출하는 것에 의해 도터 방사성 동위체를 함유하는 용리액을 생성하도록 구성되며, 도터 방사성 동위체는 방사성 동위체 발생기 내에 포함되는 페어런트 방사성 동위체의 방사성 붕괴로부터 생성된다. 용리제 라인은 용리제를 방사성 동위체 발생기에 공급하도록 구성된다. 용리액 라인은 방사성 동위체 발생기로부터 용리되는 용리액을 수용하고 운반하도록 구성된다. 감마선 검출기는 방사성 동위체 발생기에 의해 배출되는 방사성 동위체, 및 그것의 붕괴 생성물로부터 방출되고, 용리액 라인을 통해 방사성 동위체 발생기로부터 운반되는 감마선을 검출하기 위해 위치된다. 컨트롤러는 감마선 검출기에 통신 결합되고 방사성 동위체 발생기에 의해 배출되는 방사성 동위체 및 그것의 붕괴 생성물에 의해 방출되는 감마 방사선을 나타내는 데이터를 수신하도록 구성된다. 컨트롤러는 수신된 데이터에 기초하여 용리액에서 도터 방사성 동위체의 활동을 결정하고 수신된 데이터에 기초하여 용리액에서 페어런트 방사성 동위체의 활동을 결정하도록 더 구성된다.
하나 이상의 예의 상세는 아래의 첨부 도면 및 설명에 진술된다. 다른 특징, 목적, 장점은 설명 및 도면, 및 청구항으로부터 분명할 것이다.
도 1은 방사성 동위체를 발생시킬 수 있는 예시적 방사성 동위체 발생기 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 방사성 동위체 발생기 시스템을 사용하여 발생할 수 있는 예시적 감마선 스펙트럼의 플롯이다.
도 3은 도 1의 방사성 동위체 발생기 시스템에서 개별 동위체의 활동을 측정하기 위해 사용될 수 있는 예시적 기술의 흐름도이다.
도 4는 검출기를 교정하기 위해 사용될 수 있는 예시적 기술의 흐름도이다.
도 5는 방사성 동위체를 발생시킬 수 있는 다른 예시적 방사성 동위체 발생기 시스템의 블록도이다.
도 6은 도 5의 방사성 동위체 발생기 시스템에서 개별 동위체의 활동을 측정하기 위해 사용될 수 있는 예시적 기술의 흐름도이다.
도 2는 도 1의 방사성 동위체 발생기 시스템을 사용하여 발생할 수 있는 예시적 감마선 스펙트럼의 플롯이다.
도 3은 도 1의 방사성 동위체 발생기 시스템에서 개별 동위체의 활동을 측정하기 위해 사용될 수 있는 예시적 기술의 흐름도이다.
도 4는 검출기를 교정하기 위해 사용될 수 있는 예시적 기술의 흐름도이다.
도 5는 방사성 동위체를 발생시킬 수 있는 다른 예시적 방사성 동위체 발생기 시스템의 블록도이다.
도 6은 도 5의 방사성 동위체 발생기 시스템에서 개별 동위체의 활동을 측정하기 위해 사용될 수 있는 예시적 기술의 흐름도이다.
일반적으로, 본 개시는 샘플 내의 상이한 방사성 동위체의 실시간 검출 및 정량화에 관한 것이다. 설명된 시스템 및 기술은 대응하는 페어런트 동위체의 방사성 붕괴를 통해 도터 방사성 동위체를 배출하는 방사성 동위체 발생기로부터 용리되는 임의의 원하는 방사성 동위체를 검출하고 정량화하기 위해 구현될 수 있다. 예를 들어, 상이한 적용에서, 방사성 동위체 발생기는 치료를 위한 양전자 방출기, 광 방출기, 또는 입자 방출기를 생성할 수 있다. 페어런트 방사성 동위체는 전형적으로 용리제가 동작 동안에 배수되는 발생기 칼럼에 결합된다. 페어런트 방사성 동위체가 붕괴되므로, 페어런트 방사성 동위체보다 덜 강하게 발생기 칼럼에 결합되는 하나 이상의 도터 방사성 동위체가 생성된다. 그 결과, 도터 방사성 동위체는 발생기를 통해 흐르는 용리제로 배출되는 것에 의해 도터 방사성 동위체를 함유하는 용리액을 생성할 수 있다.
용리액에 존재하는 상이한 핵 동위체를 정확하게 및 적시에 감시할 수 있는 것은 방사성 동위체 발생기의 안전하고 효과적인 사용을 보장하는 것을 도울 수 있다. 본원의 일부 예에 설명되는 기술에 따르면, 방사성 동위체 발생기에 의해 생성되는 용리액은 용리액에 존재하는 도터 방사성 동위체의 활동, 용리액에 존재하는 페어런트 방사성 동위체의 활동, 및/또는 관심의 하나 이상의 다른 방사성 동위체의 활동을 결정하기 위해 실시간으로 감시된다. 하나의 적용에서, 예를 들어 방사성 동위체 발생기 시스템은 방사성 동위체 발생기의 하류에 위치되는 감마 검출기를 포함한다. 감마 검출기는 용리액이 동작 동안에 흐르는 흐름 경로에서 나오는 감마 방사선을 수용하기 위해 위치될 수 있다. 감마 검출기는 용리액 경로로부터 감마 방사선을 측정할 수 있다. 방사성 동위체 발생기에 의해 생성되는 용리액에 존재하는 하나 이상의 방사성 동위체의 활동은 감마 검출기에 의해 검출되는 감마 방사선의 크기 및 특성(예를 들어, 에너지 라인, 붕괴 속도)에 기초하여 정량화될 수 있다. 일부 구성에서, 방사성 동위체 발생기 시스템은 방사성 동위체 발생기 시스템에 의해 검출되는 방사성 동위체의 타입 및/또는 수량에 기초하여 실시간으로 능동 제어된다. 예를 들어, 방사성 동위체 발생기 시스템은 시스템에 의해 생성되는 용리액에 존재하는 것으로 검출되는 방사성 동위체의 타입 및/또는 수량에 기초하여, 환자 투입 절차를 자동으로 금지하거나 허용할 수 있다.
본 개시의 예는 상이한 방사성 동위체의 실시간 검출 및 정량화를 설명하지만, 검출 및 정량화를 위한 실제 시간 척도는 실제로 변화될 수 있다. 예를 들어, 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 본 개시에 따른 방사성 동위체 발생기 시스템은 액체 냉각 감마 검출기, 실온 감마 검출기, 고체 상태 감마 검출기 등을 포함하는 여러 가지 상이한 감마 검출기를 사용하여 구현될 수 있다. 감마 검출기에 의해 발생되는 감마 스펙트럼의 분해능은 시스템을 위해 선택되는 감마 검출기의 타입 및 감마 검출기를 구현하기 위해 선택되는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 구성에 따라 변화될 수 있다. 따라서, 이루어지는 방사성 동위체 측정의 정밀도 및 속도는 방사성 동위체 발생기 시스템의 구성 및 시스템의 동작 환경, 구현의 비용, 및 운영자의 전문성과 같은 인자를 고려하는 시스템을 구현하는데 필요한 실제 설계 선택에 따라 실제로 변화될 수 있다.
본원에 설명되는 시스템 및 기술을 구현할 때 이루어질 수 있는 임의적 설계 선택에도 불구하고, 일부 예에서, 시스템은 루비듐 발생기를 사용하여 구현된다. 동작 중에, 하나 이상의 방사성 동위체를 함유하는 샘플은 루비듐 발생기에 의한 용리를 통해 발생된다. 예를 들어, 용리제가 82Sr/82Rb 발생기를 통해 통과될 때, 방사성 붕괴 생성물로서 스트론튬-82로부터 발생하는 루비듐-82는 용리제로 용리되어, 방사성 용리액을 발생시킬 수 있다. 용리액은 루비듐-82 외에 동위체를 함유할 수 있으며, 동위체의 수 및 크기는 예를 들어 발생기의 동작 성능에 기초하여 변화된다. 예를 들어, 발생기가 루비듐-82의 선량을 발생시키기 위해 사용되므로, 스트론튬-82 및/또는 스트론튬-85는 발생기로부터 배출되고 또한 용리액에 진입할 수 있다. 다른 예로서, 세슘-131은 오염물로서 미량으로 용리액에 진입할 수 있다. 따라서, 용리액으로부터 측정되는 방사능의 전체 양은 임의의 하나의 특정 동위체에 기인하지 않을 수 있지만 그 대신에 용리액 내의 상이한 동위체 각각으로부터 방출되는 방사능의 합산량일 수 있다.
본 개시의 일부 예에 따르면, 샘플 내의 복수의 상이한 동위체 각각에 기인하는 측정된 방사능의 양을 결정하기 위해 용리액 샘플로부터 측정된 방사능을 분해하도록 사용될 수 있는 기술이 설명된다. 예를 들어, 기술은 예를 들어 루비듐-82 및 스트론튬-82의 농도를 결정하기 위해 용리액 내의 루비듐-82에 기인하는 활동의 양 및 용리액 내의 스트론튬-82의 활동의 양을 정량화하도록 사용될 수 있다. 상이한 활동의 정량화는 예를 들어 환자 투여 및/또는 방사성 동위체 발생기 동작이 실질적 실시간으로 조정될 수 있도록 용리액의 전체 방사능을 측정함으로써 실질적 실시간으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상이한 활동의 정량화는 용리액 내의 복수의 상이한 동위체 각각에 의해 제공되는 활동의 양을 구별하기 위해 용리액 내의 동위체 중 하나(예를 들어, 루비듐-82)가 완전히 붕괴되는 것을 대기할 필요 없이 이루어질 수 있다.
일 예에서, 기술은 용리액 샘플에 의해 방출되는 감마선으로부터 감마선 스펙트럼을 발생시키는 것 및 스펙트럼의 상이한 부분과 연관되는 활동의 양을 결정하는 것을 수반한다. 예를 들어, 루비듐-82는 감마선 스펙트럼의 511 keV 라인 및 스펙트럼의 776 keV 라인에서 방사선 광선을 방출한다. 따라서, 스펙트럼의 511 keV 라인 및 776 keV 라인에서 방출되는 방사능의 양을 측정함으로써, 2개의 라인에서의 활동은 루비듐-82 및 결정되는 루비듐-82의 전체 활동에 기인하는 것으로 가정될 수 있다. 그러나, 스트론튬-85가 또한 존재할 때, 스트론튬-85에 의해 방출되는 감마선은 루비듐-82의 정확한 결정을 방해할 수 있다. 스트론튬-85는 루비듐-82의 511 keV 라인에 인접하는 감마선 스펙트럼의 514 keV 라인에서 방사성 광선을 방출한다. 실제로, 대부분의 감마선 검출기는 스펙트럼의 514 keV 라인으로부터 511 keV 라인에서 방출되는 활동을 구별하기에 충분한 분해능을 제공할 수 없어, 511 keV 라인에서의 루비움-82의 활동의 양이 514 keV 라인에서의 스트론튬-85의 활동의 양과 구별되는 것을 방해한다.
스펙트럼의 511 내지 514 keV 영역에서 활동 간섭을 극복하기 위해, 기술은 우선 스펙트럼의 776 keV 라인에서 루비듐-82의 활동을 결정하고 그 다음에 이러한 활동을 사용하여 511 keV 라인에서 루비듐-82의 대응하는 활동을 결정할 수 있다. 예를 들어, 기술은 스펙트럼의 776 keV 라인에서 루비듐-82의 활동을 결정하고 그 다음에 이러한 활동에 분기 강도 인자를 곱하여 511 keV 라인에서 활동을 결정할 수 있다. 분기 강도 인자는 루비듐-82의 공지된 핵 성질에 기초하여 776 keV 라인에서의 루비듐-82의 활동을 511 keV 라인에서의 동위체의 활동에 관련시키는 인자일 수 있다. 그 다음, 루비듐-82의 전체 활동은 776 keV 라인에 대한 결정된 활동을 511 keV 라인에 대한 결정된 활동과 합산함으로써 결정될 수 있다. 게다가, 511 keV 라인에서의 루비듐-82의 활동의 지식으로, 이러한 활동은 스트론튬-85의 활동을 식별하기 위해 감마선 스펙트럼의 511 내지 514 keV 영역에서 측정되는 루비듐 및 스트론튬의 조합된 활동으로부터 차감될 수 있다. 스트론튬-82의 활동은 스트론튬-85의 활동 및 스트론튬-85의 활동을 스트론튬-82의 활동에 관련시키는 비율을 사용하여 더 식별될 수 있다. 이러한 방식으로, 루비듐-82, 스트론튬-85, 및/또는 스트론튬-82의 활동은 조사중의 샘플에서 결정될 수 있다.
루비듐-82, 스트론튬-85, 및/또는 스트론튬-82의 각각의 활동은 산출을 수행하는 전자 처리 디바이스가 감마선 측정 데이터를 수신하고 데이터를 처리할 수 있으므로 신속히 결정될 수 있다. 실제로, 활동은 예를 들어 루비듐-82 및 스트론튬-82의 활동이 조사중의 샘플에 의해 전체 감마선 방출을 측정하는 것과 동시에 실질적으로 결정될 수 있도록 실질적 실시간(예를 들어, 전체 방출을 검출하고 측정한 후의 30초 미만, 예컨대 10초 미만, 5초 미만, 2초 미만, 또는 1초 미만)으로 결정될 수 있다.
감마선 스펙트럼의 상이한 라인에서의 활동이 정확하게 구별되고 결정될 수 있는 것을 보장하는 것을 돕기 위해, 감마선 검출기는 사용 전에 교정될 수 있다. 예를 들어, 감마선 검출기는 효율 인자로 언급될 수 있는 교정 인자를 발생시키기 위해 교정될 수 있으며, 교정 인자는 그 다음에 감마선 검출기와 연관되는 메모리에 저장된다. 효율 인자는 용리를 통해 방사성 동위체를 발생시키는 발생기를 포함하는 방사성 동위체 발생기 시스템 내의 감마선 검출기의 설치 전에 발생될 수 있거나 발생되지 않을 수 있다. 동작 중에, 상이한 효율 인자는 조정된 활동 측정 데이터를 발생시키기 위해 감마선 스펙트럼 내의 상이한 라인에서 이루어지는 활동 측정에 적용될 수 있다.
일 예에서, 교정 기술은 감마선 스펙트럼의 776 keV 라인에서 또는 주위에서(예를 들어, + 또는 - 5 keV의 범위 내에서) 방출되고 공지된 활동을 갖는 제1 동위체로부터 감마 방사선을 측정하는 것을 수반한다. 776 keV 라인에서 또는 주위에서 감마선 검출기에 의해 측정되는 활동은 제1 효율 인자를 발생시키기 위해 동위체의 공지된 활동으로 나누어질 수 있다. 그 다음, 제1 효율 인자는 라인에 대한 조정된 활동 측정을 발생시키기 위해 776 keV 라인에서 감마선 검출기에 의해 이루어지는 후속 활동 측정에 적용될 수 있다.
일부 부가 예에서, 감마선 검출기는 감마선 스펙트럼의 511 내지 514 keV 라인의 영역에서 방출되고 공지된 활동을 갖는 제2 동위체로부터 감마 방사선을 측정하기 위해 사용된다. 511 내지 514 keV 라인에서 또는 주위에서(예를 들어, + 또는 - 5 keV의 범위 내에서) 감마선 검출기에 의해 측정되는 활동은 제2 효율 인자를 발생시키기 위해 동위체의 공지된 활동으로 나누어질 수 있다. 그 다음, 제2 효율 인자는 라인에 대한 조정된 활동 측정을 발생시키기 위해 511 내지 514 keV 라인에서 감마선 검출기에 의해 이루어지는 후속 활동 측정에 적용될 수 있다.
효율 인자가 동작 동안 감마선 검출기에 대해 결정되거나 감마선 검출기 활동 측정에 적용되는지에 관계없이, 상이한 방사성 동위체 종에 대해 이루어지는 활동 측정은 방사성 동위체 발생기 시스템에서 다양한 목적을 위해 저장되고 및/또는 사용될 수 있다. 일부 적용에서, 감마선 검출기는 82Sr/82Rb 발생기와 동일한 물리적 위치에, 예를 들어 감마선 검출기로부터 측정을 수신하고 또한 82Sr/82Rb 발생기의 동작을 제어하는 전자 통합 시스템의 일부로서 설치될 수 있다. 예를 들어, 감마선 검출기는 82Sr/82Rb 발생기로부터 배출되는 용리액의 플로잉 스트림에서 나오는 감마 방사선을 검출하기 위해 위치될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 82Sr/82Rb 발생기로부터 발생되는 용리액의 샘플은 (예를 들어, 감마선 검출기에 의해 이루어지는 측정상에서 주기적 선형성 / 불변성 체크를 수행하기 위해) 시간 기간 동안 감마선 검출기의 정면에서 정지될 수 있다. 어느 하나의 적용에서, 감마선 검출기에 의해 발생되는 데이터는 예를 들어 82Sr/82Rb 발생기의 동작을 감시하고 및/또는 평가하기 위해 82Sr/82Rb 발생기와 연관되는 메모리에 저장되고 및/또는 소외 위치에 전자적으로 송신될 수 있다. 부가 예에서, 82Sr/82Rb 발생기 시스템에 동작 가능하게 결합되는 컨트롤러는 감마선 검출기에 의해 발생되는 데이터에 기초하여 시스템의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러는 하나 이상의 개별 동위체의 활동을 메모리에 저장되는 하나 이상의 임계값과 비교하고 비교에 기초하여 시스템의 동작을 제어할 수 있다. 상이한 예에서, 컨트롤러는 사용자 경보(예를 들어, 시각, 문자, 가청 사용자 경보)를 개시하고, 용리액을 발생시키는 것을 중단하기 위해 용리제 펌프를 폐쇄하고, 및/또는 동위체에 대한 측정된 활동이 임계값을 초과한 것을 결정하는 것에 응답하여 용리를 환자 라인으로부터 폐기물 병에 연결되는 폐기물 라인으로 전환하기 위해 전환기 밸브를 제어하거나 반대도 또한 같을 수 있다.
도 1은 본 개시에 따른 시스템 및 방법을 사용하여 상이한 방사성 동위체가 검출되고 정량화될 수 있는 예시적 방사성 동위체 발생기 시스템(10)을 예시하는 블록도이다. 방사성 동위체 발생기 시스템(10)은 용리제 저장소(12), 용리제 펌프(14), 방사성 동위체 발생기(16), 및 폐기물 병(18)을 포함한다. 용리제 펌프(14)는 용리제 저장소(12)로부터 용리제를 수용하고, 용리제를 가압하고, 가압된 용리제를 용리제 라인(20)으로 배출한다. 제1 전환기 밸브(22)는 방사성 동위체 발생기 입구 라인(24) 및 방사성 동위체 발생기 우회 라인(26) 중 하나로 용리제의 흐름을 제어한다. 방사성 동위체 발생기 우회 라인(26)을 통해 흐르는 용리제는 방사성 동위체 발생기(16)를 우회하고 환자 라인(28)으로 직접 흐를 수 있으며, 환자 라인은 환자에 연결될 수 있다. 제2 전환기 밸브(30)는 환자 라인(28) 또는 폐기물 라인(32) 중 하나로 방사성 동위체 발생기(16) 내의 용리에 의해 발생되는 용리액의 흐름을 제어한다. 폐기물 라인(32)은 폐기물 병(18)에 연결된다.
동작 동안에, 방사성 동위체 발생기(16)는 용리를 통해 방사성 동위체를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 방사성 동위체 발생기(16)는 제2 주석 산화물 또는 주석 산화물과 같은 지지 재료상에 결합되는 스트론튬-82를 포함하는 82Sr/82Rb 발생기일 수 있다. 루비듐-82는 스트론튬-82의 도터 붕괴 생성물이고 스트론튬보다 지지 재료에 덜 강하게 결합된다. 용리제 저장소(12)로부터의 가압된 용리제가 방사성 동위체 발생기를 통해 통과되므로, 용리제는 용리액을 발생시키기 위해 루비듐-82를 방출할 수 있다. 예를 들어, 용리제가 염류(NaCl) 용액일 때, 염류 내의 나트륨 이온은 루비듐-82 클로라이드 용액을 용리하기 위해 발생기에서 루비듐을 대체할 수 있다.
다른 예에서, 방사성 동위체 발생기(16)는 루비듐-82 외에 상이한 타입의 도터 붕괴 생성물을 발생시킬 수 있다. 방사성 동위체 발생기(16)에 의해 생성되는 상이한 타입의 도터 붕괴 생성물은 발생기 지지 재료 위로 적재되는 페어런트 방사성 동위체의 타입을 선택함으로써 제어될 수 있다. 방사성 동위체 발생기(16)로 사용될 수 있는 예시적 타입의 방사성 동위체 발생기는 99Mo/99mTc(도터 붕괴 생성물 테크네튬-99m을 생성하기 위해 지지 재료상에 결합되는 페어런트 몰리브덴-99); 90Sr/90Y(도터 붕괴 생성물 이트륨-90을 생성하기 위해 지지 재료상에 결합되는 페어런트 스트론튬-90); 188W/188Re(도터 붕괴 생성물 레늄-188을 생성하기 위해 지지 재료상에 결합되는 페어런트 텅스텐-188); 및 68Ge/68Ga(도터 붕괴 생성물 갈륨-90을 생성하기 위해 지지 재료상에 결합되는 페어런트 게르마늄-68)를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 방사성 동위체 발생기(16)로 사용될 수 있는 또 다른 타입의 방사성 동위체 발생기는 42Ar/42K; 44Ti/44Sc; 52Fe/52mMn; 72Se/72As; 83Rb/83mKr; 103Pd/103mRh; 109Cd/109mAg; 113Sn/113mIn; 118Te/118Sb; 132Te/132I; 137Cs/137mBa; 140Ba/140La; 134Ce/134La; 144Ce/144Pr; 140Nd/140Pr; 166Dy/166Ho; 167Tm/167mEr; 172Hf/172Lu; 178W/178Ta; 1910s/191mIr; 1940s/194Ir; 226Ra/222Rn; 및 225Ac/213Bi를 포함한다.
82Sr/82Rb 발생기의 동작과 유사하게, 용리제 저장소(12)로부터의 가압된 용리제는 도터 붕괴 생성물을 용리제로 배출하는 것에 의해 도터 붕괴 생성물을 함유하는 용리액을 발생시키도록 방사성 동위체 발생기를 통해 통과된다. 사용되는 용리제의 타입은 방사성 동위체 발생기(16)를 위해 사용되는 페어런트 방사성 동위체 및 지지 재료의 특성에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 68Ge/68Ga 발생기의 경우에, 염산 용액(예를 들어, 0.1 내지 1 M HCl)을 용리제로 사용한다.
도 1의 예에서의 방사성 동위체 발생기 시스템(10)은 또한 핵 방사선 검출기(34) 및 컨트롤러(36)를 포함한다. 검출기(34)는 방사성 동위체 발생기(16)에 의해 발생되는 용리액에서 나오는 감마선을 검출하는 감마선 검출기일 수 있다. 컨트롤러(36)는 34에 의해 검출되는 감마선 방사선의 양 및 타입(예를 들어, 스펙트럼 분포)을 나타내는 검출기(34)에 의해 발생되는 데이터를 수신할 수 있다. 컨트롤러(36)는 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 검출기(34)가 감마선 방출을 검출한 용리액에서 상이한 동위체의 활동을 결정하기 위해 데이터를 더 처리할 수 있다. 컨트롤러(36)는 또한 환자 투여 절차를 개시하고 제어하는 것, 시스템에서 다양한 밸브 및 펌프(들)를 제어하는 것, 검출기(34)로부터 신호를 수신하고 처리하는 것 등을 포함하는 방사성 동위체 발생기 시스템(10)의 전체 동작을 관리할 수 있다.
도 1에 예시되어 있지 않지만, 컨트롤러(36)는 컨트롤러(36)와 통신 결합 구성요소 사이에서 전자 제어 신호 및 정보를 송신하고 수신하기 위해 시스템(10)의 다양한 펌프(들), 밸브, 및 다른 구성요소에 (예를 들어, 유선 또는 무선 연결을 통해) 통신 결합될 수 있다. 시스템(10)의 다양한 구성요소는 방사성 동위체 발생기 카트, 예컨대 미국 특허 번호 7,862,534에 설명된 구성을 갖는 카트 상에 및/또는 내에 포함될 수 있으며, 그것의 전체 내용은 본원에 참조로 포함된다. 예를 들어, 방사성 동위체 발생기 시스템(10)은 투입 절차가 수행되고 있는 수술실 주위에서 이동 가능하도록 이동 가능 카트(예를 들어, 시스템의 구성요소가 장착되는 베이스 프레임 및 휠을 가짐) 상에 장착될 수 있다.
예시된 예에서, 검출기(34)는 방사성 동위체 발생기(16)의 배출과 제2 전환기 밸브(30) 사이의 위치에서 용리액으로부터 방출되는 방사선을 검출하기 위해 위치된다. 특히, 검출기(34)는 방사성 동위체 배출 라인(38)을 통해 흐르는 용리액에 의해 방출되는 방사선을 검출하기 위해 위치되는 것으로 예시된다. 검출기(34)는 라인 내의 용리액에서 나오는 방사선을 검출하기 위해 배출 라인(38)에 인접하여, 예컨대 배출 라인의 외부 표면에 인접하여, 및 일부 예에서 외부 표면과 물리적으로 접촉하여 위치될 수 있다. 예를 들어, 검출기(34)는 배출 라인(38)의 외부 표면으로 5인치 미만, 예컨대 2인치 미만, 1인치 미만, 1/4인치 미만, 또는 1/32인치 미만에 위치될 수 있다. 다른 예에서, 검출기(34)는 배출 라인(38) 내의 용리액으로부터 방사선을 검출하기 위해 위치되지 않을 수 있지만 시스템(10) 내의 다른 위치에서 방사선을 측정하기 위해 위치될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 대해 설명되는 바와 같이, 검출기(34)는 방사성 동위체 발생기(16)로부터 하류에 위치되는 축적기 구조로부터 방사선을 검출하기 위해 위치될 수 있다.
동작 동안에, 검출기(34)는 배출 라인(38)을 통해 흐르고 및/또는 배출 라인 내에 정지되는 용리액의 샘플에서 나오는 감마선 방출을 검출할 수 있다. 검출기(34)는 감마선 방사선 신호를 검출하고 처리하기 위해 여러 가지 상이한 구성요소, 예컨대 펄스 분류기(예를 들어, 멀티채널 분석기), 증폭기, 속도 미터, 피크 위치 안정기 등을 포함할 수 있다. 일 예에서, 검출기(34)는 신틸레이션 검출기를 포함한다. 다른 예에서, 검출기(34)는 고체 상태 반도체 검출기를 포함한다.
검출기(34)를 위해 선택되는 감마선 검출기의 특정 타입은 예를 들어, 검출기의 요구된 분해능, 시스템에서 검출기를 실제로 구현하는 물리적 요건(예를 들어, 냉각 요건), 검출기를 동작시키는 개인의 예상된 전문성 등과 같은 다양한 인자에 기초하여 변화될 수 있다. 일부 적용에서, 검출기(34)는 신틸레이터 타입 검출기, 예컨대 비교적 낮은 분해능 알칼리 할라이드(예를 들어, NaI, CsI) 또는 비스무드 게르마네이트(예를 들어, Bi4Ge3012 또는 BGO)이다. 다른 적용에서, 검출기(34)는 더 높은 Z 금속 종을 포함한다. 일 예는 루테튬 옥시오쏘실리케이트, Lu2(SiO4)O(Ce) 또는 LSO이며, 그것은 BGO보다 분해능이 약간 더 좋지만, 그것의 비교적 높은 고유 방사선 때문에 제한된 적용가능성을 가질 수 있다. 다른 예로서, 검출기(34)는 세륨 도핑된 란타늄, 예컨대 LaCl3(Ce) 또는 LaBr3(Ce)일 수 있다.
다른 적용에서, 검출기(34)는 고체 상태 반도체 타입 검출기, 예컨대 평면 게르마늄 검출기이다. 예를 들어, 다른 예로서, 검출기(34)는 고체 상태 반도체 타입 텔루르화물 검출기, 예컨대 카드뮴-텔루르화물 또는 카드뮴-아연-텔루르화물 반도체 검출기일 수 있다. 검출기(34)는 검출기의 분해능을 증가시키기 위해 실온에서 동작될 수 있거나 실온 아래에서(예를 들어, 방사성 동위체 발생기 시스템(10)으로 포함되는 냉각 디바이스에 의해) 냉각될 수 있다.
검출기(34)는 감마선 분광 데이터를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 검출기는 검출기 용적에서 발생하기 위해 감마 상호작용을 대기하는 패시브 재료를 포함할 수 있다. 예시적 상호작용은 광전 효과, 콤프턴 효과, 및 쌍 생성일 수 있다. 감마선이 콤프턴 상호작용 또는 쌍 생성을 겪을 때, 예를 들어 에너지의 일부는 스펙트럼 내의 배경 속도가 1 카운트만큼 증가하도록, 흡수되는 것 없이 검출기 용적에서 빠져나올 수 있다. 이러한 카운트는 감마선의 전체 에너지에 대응하는 채널 아래의 채널에 나타날 수 있다.
검출기(34)에 의해 생성되는 전압 펄스는 검출기와 연관되는 멀티채널 분석기에 의해 형상될 수 있다. 멀티채널 분석기는 검출기에 의해 생성되는 작은 전압 신호를 취하고, 그것을 가우스 또는 사다리꼴 형상으로 재형상화하고, 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 멀티채널 분석기에 의해 제공되는 채널의 수는 변화될 수 있지만, 일부 예에서, 512, 1024, 2048, 4096, 8192, 또는 16384 채널 중 하나로부터 선택된다. 채널의 수의 선택은 시스템의 분해능, 연구되는 에너지 범위, 및 시스템의 처리 능력에 의존할 수 있다.
감마선 방출을 검출하는 것에 응답하여 검출기(34)에 의해 발생하는 데이터는 피크를 포함하는 감마선 스펙트럼의 형태일 수 있다. 피크는 분석중의 용리액 샘플 내의 상이한 동위체에 의해 방출되는 상이한 에너지 레벨에 대응할 수 있다. 이러한 피크는 또한 광학 분광술과의 유사성에 의해 라인으로 칭해질 수 있다. 피크의 폭은 검출기의 분해능에 의해 결정될 수 있으며, 피크의 수평 위치는 감마선의 에너지이고 피크의 영역은 감마선의 강도 및/또는 검출기의 효율에 의해 결정된다.
도 2는 82Sr/82Rb 발생기를 통해 발생되는 용리액에 의해 방출되는 감마선 방사선을 측정하는 것에 응답하여 발생될 수 있는 예시적 감마선 스펙트럼의 플롯이다. 이러한 예에 도시된 바와 같이, 감마선 스펙트럼은 500 내지 520 keV의 에너지 범위 내의 제1 피크(50) 및 760 내지 780의 에너지 범위 내의 제2 피크(52)를 포함한다. 82Sr/82Rb 발생기를 사용하여 발생하는 용리액은 루비듐-82의 일부 양뿐만 아니라 스트론튬-85의 일부 양을 갖는 것으로 예상될 수 있다. 루비듐-82는 2개의 상이한 에너지 범위, 즉 511 keV 라인 및 776 keV 라인에서 감마 방사선을 방출하는 것으로 공지되어 있다. 게다가, 스트론튬-85는 514 keV 라인에서 감마 방사선을 방출하는 것으로 공지되어 있다. 따라서, 스펙트럼 내의 제1 피크(50)는 스트론튬-85의 514 keV 라인뿐만 아니라 루비듐-82의 511 keV 라인에 의해 방출되는 감마 방사선의 조합된 양을 나타낼 수 있다. 대조적으로, 스펙트럼 내의 제2 피크(52)는 루비듐-82의 776 keV 라인에 의해 방출되는 감마 방사선의 양을 나타낼 수 있다.
도 2의 예시적 스펙트럼에 도시된 바와 같이, 제1 피크(50)는 511 keV 및 514 keV 에너지 라인 둘 다를 포함하는 단일의 중단되지 않는 피크 자체로 드러날 수 있다. 이것은 검출기의 분해능이 511 keV 라인 및 514 keV 라인을 개별적으로 분해하도록 요구되는 분해능 아래에 있을 때 발생할 수 있다. 실제로, 소수의 상용 가능한 검출기는 제1 피크(50)가 2개의 개별 피크 자체로 드러나도록 514 keV로부터 511 keV 라인을 적절히 분해할 수 있으며, 그 중 하나는 511 keV 라인을 포함하고 그 중 다른 것은 514 keV 에너지 라인을 포함한다. 따라서, 그러한 피크에서 방출되는 단일 동위체와 연관되는 활동을 결정하기 위해 피크 아래의 영역이 통합되는 간단한 스펙트럼 분석은 이러한 검출기를 사용할 때 수행될 수 없다. 오히려, 511 keV 라인에서 루비듐-82에 의해 방출되는 방사선은 514 keV 라인에서 스트론튬-85에 의해 방출되는 방사선의 스펙트럼 분석을 방해한다. 유사하게, 514 keV 라인에서 스트론튬-85에 의해 방출되는 방사선은 511 keV 라인에서 루비듐-82에 의해 방출되는 방사선을 방해한다.
도 3은 분석중의 샘플에서 복수의 방사성 동위체 각각에 대한 활동을 결정하기 위해 감마선 방출 간섭을 분해하기 위해 사용될 수 있는 예시적 기술의 흐름도이다. 예를 들어, 도 3의 기술은 방사성 동위체 발생기(16)에 의해 발생되는 용리액의 샘플에서, 다른 동위체 중에 스트론튬-82의 활동, 스트론튬-85의 활동, 및/또는 루비듐-82의 활동을 결정하기 위해 도 1의 방사성 동위체 발생기 시스템(10)에 의해 사용될 수 있다. 예시적 기술에서, 컨트롤러(36)는 용리액으로부터 검출기(34)에 의해 검출되는 감마 방사선을 나타내는 감마선 분광 데이터(예를 들어, 크기, 분포)를 검출기(34)로부터 수신(100)한다. 용리액이 배출 라인(38)을 통해 흐름에 따라 검출기(34)는 감마 방사선을 검출할 수 있고, 컨트롤러(36)는 감마 방사선을 수신할 수 있다. 예를 들어, 용리제 펌프(14)는 25 ml/min 내지 75 ml/min(예를 들어, 50 min/min) 범위의 속도로 방사성 동위체 발생기(16)를 통해 용리제를 펌핑할 수 있어, 25 ml/min 내지 75 ml/min 범위의 용리액 흐름 속도를 야기한다. 검출기(34)는 이러한 속도로 배출 라인(38)을 통해 흐르는 용리액에 의해 방출되는 감마선을 연속적으로 검출할 수 있다. 용리액 내의 방사성 동위체의 농도가 변화되므로, 검출기(34)는 용리액으로부터 감마 방사선을 변화시키는 것을 검출할 수 있다. 다른 예에서, 검출기(34)는 액체 동위체의 플로잉 소스로부터 방사선을 검출하지 않고 오히려 동위체의 고정 용적으로부터 방사선을 검출한다. 예를 들어, 용리액은 검출기의 정면에서 용리액의 비이동 용적을 유지하기 위해 검출기(34)의 정면에(예를 들어, 제2 전환기 밸브(30)를 폐쇄함으로써) 고정적으로 위치될 수 있다. 이것은 예를 들어 시스템상에서 주기적 선형성 / 불변성 체크를 수행하기 위해 유용할 수 있다.
검출기(34)로부터 감마선 분광 데이터를 수신하면, 컨트롤러(36)는 제2 피크(52)(도 2) 및 스펙트럼의 776 keV 라인과 연관되는 활동의 양을 결정(102)할 수 있다. 일반적으로, 활동은 베크렐(Bq) 또는 퀴리(Ci)로 보고될 수 있고, 특정 동위체의 조성 및 용리액 내의 동위체의 농도의 함수이다. 776 keV 피크와 연관되는 활동의 양을 결정하기 위해, 컨트롤러(36)는 776 keV 피크를 포함하는 관심의 영역을 식별하고 영역을 피크 아래에 통합할 수 있다. 관심의 영역은 관심의 피크를 포함하고 피크 영역이 대응하는 활동을 결정하기 위해 통합되는 영역을 제한하는 2개의 상이한 에너지 라인 사이에 정의되는 영역일 수 있다.
예를 들어, 피크가 감마선 스펙트럼(예를 들어, 특정 방사성 핵종을 나타냄)에 형성될 때, 피크는 연속체에 상주하고 피크 바로 아래에 연속체의 이벤트를 포함할 수 있다. 연속체 이벤트를 포함하는 피크의 이러한 에너지 영역은 일반적으로 관심의 영역으로 칭해진다. 관심의 영역의 시작 및 종료 지점은 2차 도함수를 수행하는 알고리즘을 사용함으로써, 또는 충분히 고정적으로 중요한 데이터가 이용 가능하면, 스펙트럼의 시각적 검사에 의해 결정될 수 있다.
특정 에너지 라인과 연관되는 방사성 핵종의 활동을 결정하기 위해, 관심의 영역 내의 연속체는 피크 내의 모든 이벤트로부터 차감될 수 있다. 이러한 동작(피크 내의 모든 이벤트로부터 연속체를 차감함)은 순 피크 적분을 산출하는 것으로 언급되고 컨트롤러(36)에 의해 수행될 수 있다.
도 2는 연속체(56) 위로 연장되는 관심의 영역(54)을 갖는 제2 피크(52) 및 연속체 위로 연장되는 관심의 영역(58)을 갖는 제1 피크(50)를 도시한다. 분광술에서, 모든 에너지를 검출기에 부여하는 광자는 스펙트럼에서 "광 피크"(통상적으로 단지 피크로 칭해짐)를 형성한다. 그러나, 주로 콤프턴 산란으로부터의 산란된 이벤트는 광자 에너지의 완전한 흡수가 검출기에서 일어나지 않기 때문에 발생하고 이러한 불완전 에너지 이벤트는 스펙트럼에서 최고 피크 에너지에서 최저 에너지까지 관찰된다. 스펙트럼을 통해 진행되는 이벤트의 이러한 거의 매끄러운 곡선은 전형적으로 연속체로 칭해진다. 때때로 연속체는 또한 배경으로 언급되며, 배경은 산출 활동의 목적을 위하여 컨트롤러(36)에 의해 차감될 수 있다.
도 3을 더 참조하면, 컨트롤러(36)는 776 keV 피크를 포함하는 관심의 영역에서 순 피크 적분 카운트를 결정(102)할 수 있다. 컨트롤러(36)는 컨트롤러와 연관되는 메모리에 루비듐-82의 776 keV 라인의 활동으로서 이러한 결정된 활동을 저장(104)할 수 있다. 그 후에, 컨트롤러(36)는 동위체의 776 keV 라인의 결정된 활동 및 분기 강도 인자에 기초하여 루비듐-82의 511 keV 라인의 활동을 결정(106)할 수 있다. 루비듐-82에 의해 방출되는 감마 방사선은 공지된 비율로 511 keV 라인과 776 keV 라인 사이에 분기되는 것으로 공지된다. 분기 강도 인자로 언급될 수 있는 이러한 비율은 컨트롤러(36)와 연관되는 메모리에 저장될 수 있다. 루비듐-82의 분기 강도 인자는 전형적으로 776 keV 라인 / 511 keV 라인에 대해 거의 1:13인 것으로 보고된다. 그 결과, 컨트롤러(36)는 루비듐-82의 776 keV 라인에 대해 결정되는 활동에 분기 강도 인자(예를 들어, 13)를 곱할 수 있다. 그 다음, 컨트롤러는 컨트롤러와 연관되는 메모리에 루비듐-82의 511 keV 라인의 활동으로서 이러한 결정된 활동을 저장(108)할 수 있다. 일부 예에서, 컨트롤러(36)는 루비듐의 776 keV 라인에 대한 결정된 활동을 511 keV 라인에 대한 결정된 활동과 합산(110)함으로써 조사중의 용리액 샘플에서 루비듐-82의 활동에 대한 전체 양을 결정한다.
도 3의 예시적 기술은 제1 피크(50)(도 2) 및 스펙트럼의 511 내지 514 keV 라인과 연관되는 활동의 양을 결정(112)하는 것을 더 포함한다. 컨트롤러(36)는 776 keV 피크에 대해 상기 논의된 바와 같이, 511 내지 514 keV 피크를 포함하는 관심의 영역을 식별하고, 식별된 관심의 영역에 대한 순 피크 적분 카운트를 결정할 수 있다. 컨트롤러(36)가 스펙트럼의 511 내지 514 keV 라인과 연관되는 활동의 양을 식별하면, 컨트롤러는 결정에 기초하여 용리액에서 스트론튬-85의 양을 결정(114)할 수 있다. 상기 논의된 바와 같이, 511 keV 및 514 keV 라인을 포함하는 제1 피크(50) 내의 활동의 양은 루비듐-82의 511 keV 라인 및 스트론튬-85의 514 keV 라인으로부터의 조합된 활동일 수 있다. 컨트롤러(36)는 스펙트럼의 511 내지 514 keV 라인에 대해 활동의 전체 양으로부터 루비듐-82의 511 keV 라인에 대한 활동의 양을 차감(114)할 수 있다(예를 들어, 도 3의 단계(106)에 대해 설명된 바와 같음). 컨트롤러(36)는 조사중의 용리액에서 루비듐-85의 활동으로서 최종 값을 저장할 수 있다.
일부 예에서, 컨트롤러(36)는 스트론튬-85의 결정된 활동에 기초하여 스트론튬-82의 활동을 더 결정(116)한다. 스트론튬-82의 활동은 공지된 동위체 비율로 스트론튬-85의 활동과 관련되며, 스트론튬-85의 활동은 컨트롤러(36)와 연관되는 메모리에 저장될 수 있다. 컨트롤러(36)는 용리액에서 스트론튬-82의 활동을 결정하기 위해 스트론튬-85의 활동에 저장된 비율을 곱함으로써 스트론튬-82의 활동을 결정할 수 있다. 일부 예에서, 컨트롤러는 용리액에서 스트론튬 활동의 전체 양을 식별하기 위해 스트론튬-85의 결정된 활동을 스트론튬-82의 결정된 활동과 합산(118)한다.
원하는 경우, 컨트롤러(36)는 검출기(34)로부터 수신되는 감마선 분광 데이터에 기초하여 용리액에서 다른 동위체와 연관되는 활동의 양을 식별(120)할 수 있다. 컨트롤러(36)는 스펙트럼에서 다른 피크를 포함하는 관심의 영역(들)을 식별하고 피크(들)에 대한 순 피크 적분 카운트를 결정할 수 있다. 각각의 피크는 특정 방사성 동위체에 대응할 수 있고, 상이한 피크와 상이한 동위체 사이의 대응은 컨트롤러와 연관되는 메모리에 저장될 수 있다.
일 예로서, 컨트롤러(36)는 용리액(만약 있다면)에서 세슘-131에 의해 제공되는 활동의 양을 식별할 수 있다. 세슘-131은 32 keV 라인에서 감마 방사선을 방출하고 용리액 내의 오염물일 수 있다. 컨트롤러(36)는 32 keV 피크를 포함하는 관심의 영역을 식별하고 관심의 식별된 영역에 대한 순 피크 적분 카운트를 결정하여 세슘-131과 연관되는 활동의 양을 결정할 수 있다.
방사성 동위체 발생 시스템(10)의 동작 동안에 검출기(34)에 의해 이루어지는 활동 측정이 정확한 것을 보장하는 것을 돕기 위해, 검출기는 교정될 수 있다. 검출기는 시스템(10)에서의 사용 중에 주기적으로 교정되고 및/또는 시스템(예를 들어, 시스템(10)이 상주하는 시설로부터 물리적으로 원격인 시설)에서의 설치 및 사용 전에 교정될 수 있다.
도 4는 방사성 동위체 발생기 시스템(10)에서 나중에 사용되는 검출기(34)와 같은 검출기를 교정하기 위해 사용될 수 있는 예시적 기술의 흐름도이다. 예시적 기술에서, 공지된 활동을 갖고 스펙트럼의 776 keV 라인에서 또는 주위에서(예를 들어, + 또는 - 5 keV의 범위 내에서) 감마선을 방출하는 동위체는 검출기가 방출된 방사선을 검출(150)하도록 검출기(34) 전에 위치된다. 일 예에서, 동위체는 액체 세슘-134이며, 액체 세슘-134는 스펙트럼의 774 keV 라인에서 방출된다. 동위체는 시간 기간 동안 검출기 전에 고정적으로 위치될 수 있거나 검출기를 지나 흐르게 될 수 있다. 예를 들어, 검출기(34)가 시스템(10)에서 라인을 통해 흐르는 용리액으로부터의 방사능을 측정하기 위해 사용될 때, 검출기(34)는 검출기를 지나 공지된 활동을 갖는 동위체를 흐르게 함으로써(예를 들어, 용리액이 동작에서 검출기를 지나 흐르는 것과 동일한 속도로) 교정될 수 있다.
공지된 활동을 갖는 동위체에서 나오는 방사선을 검출한 후에, 교정 프로세스와 연관되는 컨트롤러(또는 다른 예에서, 검출기(34) 자체)는 샘플로부터 발생되는 감마선 스펙트럼에서 776 keV 피크를 포함하는 관심의 영역을 식별할 수 있다. 관심의 영역은 시스템(10)의 동작 동안에 루비듐-82의 776 keV 라인과 연관되는 활동을 결정하기 위해 나중에 사용되는 동일한 관심의 영역일 수 있다. 컨트롤러는 공지된 활동을 갖는 동위체에 대한 776 keV 라인에서 또는 주위에서 검출기(34)에 의해 측정되는 활동의 양을 결정하기 위해 관심의 영역에 대한 순 피크 적분 카운트를 결정할 수 있다.
그 후에, 컨트롤러는 776 keV 라인에서 검출기(34)에 대한 효율 인자(예를 들어, 교정 인자)를 결정(152)할 수 있다. 컨트롤러는 776 keV 라인에서 또는 주위에서의 동위체의 검출된 활동(예를 들어, 관심의 776 keV 영역에 걸쳐 동위체에 대해 측정되는 순 피크 적분)을 동위체에 대한 776 keV 라인에서 또는 주위에서의 공지된 활동으로 나눌 수 있다. 컨트롤러는 검출기(34)와 연관되는 메모리에 이러한 효율 인자를 저장(154)할 수 있으며, 효율 인자는 시스템(10)의 동작 동안에 참조될 수 있다.
예를 들어, 시스템(10)의 동작 동안에 루비듐-82의 776 keV 라인의 활동을 측정한 후에(예를 들어, 관심의 776 keV 영역에 걸쳐 순 피크 적분 카운트를 결정한 후에), 측정된 활동은 효율 인자를 사용하여 조정될 수 있다. 컨트롤러(36)는 루비듐-82에 대한 776 keV 라인에 걸쳐 측정되는 순 피크 적분 카운트를 776 keV 라인에 대한 검출기의 효율 인자로 나눌 수 있다. 그 다음, 이러한 조정된 활동은 도 3에 대해 설명되는 바와 같이 후속 활동 산출에 사용될 수 있다.
도 4를 더 참조하면, 예시적 기술은 검출기가 방출된 방사선을 검출(156)하도록 공지된 활동을 갖고 스펙트럼의 511 keV 라인에서 또는 주위에서(예를 들어, + 또는 - 5 keV의 범위 내에서) 감마 방사선을 방출하는 제2 동위체를 검출기(34) 전에 위치시키는 것을 더 포함한다. 일 예에서, 동위체는 액체 나트륨-22이며, 액체 나트륨-22는 스펙트럼의 511 keV 라인에서 방출된다. 동위체는 시간 기간 동안 검출기 전에 고정적으로 위치될 수 있거나 검출기를 지나서 흐르게 될 수 있다.
공지된 활동을 갖는 동위체에서 나오는 방사선을 검출한 후에, 교정 프로세스와 연관되는 컨트롤러(또는 다른 예에서, 검출기(34) 자체)는 샘플로부터 발생되는 감마선 스펙트럼에서 511 keV 피크를 포함하는 관심의 영역을 식별할 수 있다. 관심의 영역은 시스템(10)의 동작 동안에 루비듐-82의 511 keV 라인 및 스트론튬-85의 514 keV 라인을 포함하는 활동을 결정하기 위해 나중에 사용되는 동일한 관심의 영역일 수 있다. 컨트롤러는 공지된 활동을 갖는 동위체에 대한 511 keV 라인에서 검출기(34)에 의해 측정되는 활동의 양을 결정하기 위해 관심의 영역에 대한 순 피크 적분 카운트를 결정할 수 있다.
그 후에, 컨트롤러는 511 keV 라인에서 또는 주위에서 검출기(34)에 대한 효율 인자(예를 들어, 교정 인자)를 결정(154)할 수 있다. 이러한 효율 인자는 511 keV 라인 및 514 keV 라인 둘 다를 포함하는 영역에서 검출기의 효율을 나타낼 수 있다. 컨트롤러는 511 keV 라인에서의 동위체의 검출된 활동(예를 들어, 관심의 511 keV 및 514 keV 영역에 걸쳐 동위체에 대해 측정된 순 피크 적분)을 동위체에 대한 511 keV 라인에서 또는 주위에서의 공지된 활동으로 나눌 수 있다. 컨트롤러는 검출기(34)와 연관되는 메모리에 이러한 효율 인자를 저장(158)할 수 있으며, 효율 인자는 시스템(10)의 동작 동안에 참조될 수 있다.
예를 들어, 시스템(10)의 동작 동안에 루비듐-82의 511 keV 라인 및 스트론튬-85의 514 keV 라인의 활동을 측정한 후에(예를 들어, 관심의 511 keV 및 514 keV 영역에 걸쳐 순 피크 적분 카운트를 결정한 후에), 측정된 활동은 효율 인자를 사용하여 조정될 수 있다. 컨트롤러(36)는 511 내지 514 keV 라인을 포함하는 순 피크 적분 카운트를 511 keV 라인에 대한 검출기의 효율 인자로 나눌 수 있다. 그 다음, 이러한 조정된 활동은 도 3에 대해 설명된 바와 같이, 후속 활동 산출에 사용될 수 있다.
검출기(34)에 관한 교정 기술은 공지된 활동을 갖고 동작 동안에 검출기를 나중에 측정되는 에너지에 감마 방사선을 방출하는 부가 동위체를 사용하여 반복(162)될 수 있다. 일 예로서, 검출기(34)는 시스템(10)에서 세슘-131의 활동을 측정하기 위해 사용되는 32 keV 라인에 대해 교정될 수 있다. 교정 동안에, 공지된 활동을 갖고 스펙트럼의 32 keV 라인에서 또는 주위에서 감마 방사선을 방출하는 동위체는 검출기가 방출된 방사선을 검출하도록 검출기(34) 전에 위치될(예를 들어, 검출기를 통과하여 흐르게 될) 수 있다. 액체 세슘-137은 32 keV에서 다중선을 갖고 교정 동위체로 사용될 수 있다. 공지된 활동을 갖는 동위체에서 나오는 방사선을 검출한 후에, 교정 프로세스와 연관되는 컨트롤러(또는 다른 예에서, 검출기(34) 자체)는 샘플로부터 발생되는 감마선 스펙트럼에서 32 keV 피크를 포함하는 관심의 영역을 식별할 수 있다. 관심의 영역은 세슘-131에 대한 32 keV 라인의 활동을 결정하기 위해 나중에 사용되는 동일한 관심의 영역일 수 있다. 컨트롤러는 관심의 영역에 대한 순 피크 적분 카운트를 결정하고, 측정된 순 피크 적분 활동을 공지된 활동과 비교하면, 검출기를 위한 32 keV에 대한 효율 인자를 결정할 수 있다. 이러한 효율 인자는 컨트롤러(36)와 연관되는 메모리에 저장되고 시스템(10)의 동작 동안에 참조될 수 있다.
도 1을 더 참조하면, 시스템(10)은 다수의 상이한 방식으로 검출기(34)를 통해 컨트롤러(36)에 의해 감시되고 및/또는 결정되는 방사성 동위체 활동 정보를 저장하고 및/또는 사용할 수 있다. 일 예에서, 컨트롤러(36)는 시스템과 연관되는 메모리에 방사성 동위체 발생기(16)의 동작 동안에 발생되는 활동 데이터를 저장한다. 메모리는 동일한 물리적 위치 발생기에 있을 수 있거나 물리적 원격 위치에 있을 수 있다. 데이터는 방사성 동위체 발생기(16)를 포함하는 시스템(10)의 동작 성능 및 무결성이 감시되고 평가되는 것을 허용할 수 있다. 일부 부가 예에서, 컨트롤러(36)는 검출기(34)를 통해 결정되는 방사능 데이터에 기초하여 시스템(10)을 능동 제어할 수 있다.
예를 들어, 컨트롤러(36)는 시스템(10)에 의해 발생하는 용리액 내의 특정 동위체 또는 동위체의 조합에 대한 측정된 활동을 메모리에 저장되는 하나 이상의 임계값과 비교할 수 있다. 임계값(들)은 임의의 시간에 투여될 수 있는 동위체의 최대량과 관련될 수 있다. 그러한 임계값의 예는 투여되는 루비듐-82의 0.01 μCi/mCi의 최대 스트론튬-82 선량 및/또는 투여되는 루비듐-82의 0.1 μCi/mCi의 최대 스트론튬-85 선량을 포함할 수 있다. 예를 들어, 임계값은 투여되는 루비듐-82의 0.02 μCi/mCi의 최대 스트론튬-82 선량 및/또는 투여되는 루비듐-82의 0.2 μCi/mCi의 최대 스트론튬-85 선량을 포함할 수 있다. 임계값(들)은 또한 환자 투여 절차와 같은, 주어진 시간 기간에 걸쳐 투여될 수 있는 동위체의 최대량과 관련될 수 있다. 그러한 임계값의 일 예는 단일 환자의 투여 절차의 과정에 걸쳐 2220 MBq(60 mCi)의 루비듐-82의 선량일 수 있다.
컨트롤러(36)는 임계값이 초과될 때 다양한 조치를 취할 수 있다. 일 예로서, 컨트롤러(36)는 사용자 경보(예를 들어, 시각, 텍스트, 가청 사용자 경보)를 개시할 수 있다. 다른 예로서, 컨트롤러(36)는 용리액을 발생시키는 것을 중단하기 위해 용리제 펌프(14)를 폐쇄할 수 있다. 또 다른 예로서, 컨트롤러(36)는 용리를 환자 라인(28)으로부터 폐기물 라인(32)으로 전환하기 위해 제2 전환기 밸브(30)를 제어할 수 있다.
다양한 부가 조치는 시스템(10)을 사용하여 수행될 수 있다. 일 예로서, 주기적 불변성 체크는 검출기에 인접하여 교정 소스를 위치시킴으로써, 검출기(34)를 포함하는 시스템(10) 상에 수행될 수 있다. 예를 들어, 661.7 keV 라인에서 방출되는 세슘-137의 소스는 검출기(34)에 인접하여 위치될 수 있다. 주기적으로(예를 들어, 매일), 시스템(10)은 동위체로부터 방출되는 활동을 측정하고, 시스템과 연관되는 메모리에 저장되는 동위체의 반감기를 참조하면, 시스템이 교정되고 적절히 기능하는지를 판단할 것이다.
다른 예로서, 주기적(예를 들어, 분기별) 선형성 체크는 예를 들어 샘플이 적어도 하나의 자릿수 활동(예를 들어, 수개의 반감기)에 걸쳐 붕괴함에 따라 루비듐-82의 샘플을 용리하고 샘플을 고정적으로 검출기(34) 정면에 유지함으로써, 검출기(34)를 포함하는 시스템(10) 상에 수행될 수 있다. 시스템(10)은 예를 들어 시스템이 적절히 기능 하는지를 식별하기 위해 붕괴 과정에 걸쳐 검출기(34)에 의해서 이루어지는 활동 측정의 선형성을 결정할 수 있다.
도 1에 대해 상기 논의된 바와 같이, 방사성 동위체 발생기(16)는 환자로의 주입을 위한 루비듐-82 외에 도터 붕괴 생성물을 생성하기 위해 여러 가지 상이한 페어런트 방사성 동위체로 구성될 수 있다. 상이한 페어런트-도터 방사성 동위체 쌍을 사용할 때, 상이한 시스템 배열 및 기술은 상이한 동위체로부터 감마선 방출을 분해하고 및/또는 분석중의 샘플에서 복수의 방사성 동위체 각각에 대한 활동을 결정하기 위해 사용될 수 있다.
도 5는 본 개시에 따른 시스템 및 방법을 사용하여 상이한 방사성 동위체가 검출되고 정량화되는 다른 예시적 방사성 동위체 발생기 시스템(200)을 예시하는 블록도이다. 도 1에서의 방사성 동위체 발생기 시스템(10)에 대한 도 5에서의 방사성 동위체 발생기 시스템(200)의 유사한 참조 숫자는 유사한 요소를 언급한다. 도시된 바와 같이, 방사성 동위체 발생기 시스템(200)은 이전에 설명된 용리제 저장소(12), 용리제 펌프(14), 및 방사성 동위체 발생기(16)를 포함한다. 용리제 펌프(14)는 용리제 저장소(12)로부터 용리제를 수용하고, 용리제를 가압하고, 가압된 용리제를 용리제 라인(20)을 통해 방사성 동위체 발생기(16)로 배출한다.
방사성 동위체 발생기 시스템(200)은 또한 방사성 동위체 발생기(16)로부터 하류에 위치되는 방사성 동위체 축적기 구조(202)를 포함한다. 방사성 동위체 축적기 구조(202)는 용리액을 방사성 동위체 발생기(16)로부터 용리 라인(204)을 통해 수용한다. 용리액은 방사성 동위체 축적기 구조(202)에 걸쳐 및/또는 이 구조를 통해 흐르고 하류 처리 또는 환자 주입을 위해 라인(206)을 통해 배출된다. 게다가, 방사성 동위체 발생기 시스템(200)은 방사성 동위체 발생기(16) 및 축적기 구조(202) 중 하나로 용리제의 흐름을 제어하는 전환기 밸브(22)를 포함한다. 방사성 동위체 발생기 우회 라인(26)을 통해 흐르는 용리제는 방사성 동위체 발생기(16)를 우회하고 축적기 구조(202)로 직접 흐를 수 있다.
동작 동안에, 방사성 동위체 발생기(16)는 상기 논의된 바와 같이, 용리를 통해 방사성 동위체를 발생시킬 수 있다. 방사성 동위체 발생기(16)는, 동작 동안에 용리제가 흐르는 원주 형상 지지 재료와 같은 지지 재료상에 결합되는 페어런트 방사성 동위체를 포함한다. 페어런트 방사성 동위체는 방사성 동위체의 방사성 붕괴를 통해 생성되는 도터 붕괴 생성물보다 지지 재료에 더 강하게 결합될 수 있다. 그 결과, 용리제 저장소(12)로부터의 가압된 용리제가 방사성 동위체 발생기(16)를 통해 통과될 때, 용리제는 도터 붕괴 생성물을 함유하는 용리액을 발생시키기 위해 도터 붕괴 생성물을 배출할 수 있다.
방사성 동위체 발생기(16)에 의해 생성되는 용리액에 존재하는 다양한 방사성 동위체를 검출하고 및/또는 정량화하기 위해, 방사성 동위체 발생기 시스템(200)은 또한 도 1에 대해 더 설명되는 바와 같이, 방사선 검출기(34)를 포함한다. 검출기(34)는 방사성 동위체 발생기(16)에 의해 발생되는 용리액에서 나오는 감마선을 검출하는 감마선 검출기일 수 있다. 검출기(34)는 도 1에 대해 상기 논의된 검출기 중 임의의 것을 사용하여 구현될 수 있다. 동작 중에, 컨트롤러(36)는 검출기(34)에 의해 검출되는 감마선 방사선의 양 및 타입(예를 들어, 스펙트럼 분포)을 나타내는 검출기(34)에 의해 데이터를 수신하고 그것으로부터 방사성 동위체 발생기(16)에 의해 생성되는 용리액에 존재하는 다양한 방사성 동위체의 활동을 결정할 수 있다.
방사성 동위체 발생기(16)에 의해 발생되는 용리액에서 바람직하게 식별되고 및/또는 정량화될 수 있는 방사성 동위체 중 하나는 발생기 내에 포함되는 페어런트 방사성 동위체이다. 방사성 동위체 발생기(16) 내의 페어런트 방사성 동위체는 용리 동안에 발생기에 포함되는 지지 재료에 결합을 유지하도록 의도되어, 도터 방사성 동위체만을 용리제로 배출한다. 이것은 페어런트 방사성 동위체가 대응하는 도터 방사성 동위체보다 더 긴 반감기를 갖고, 환자로 주입되면, 도터 방사능보다 더 길게 환자에게 지속되는 방사능의 소스를 제공하기 때문이다. 그러나 실제로, 소량의 페어런트 방사성 동위체는 용리제로 배출될 수 있으며, 소량의 페어런트 방사성 동위체는 연속적 용리가 계속되면서 각각의 용리가 시간에 따라 증가하는 동안에 배출된다. 이러한 이유로, 임의의 페어런트 방사성 동위체가, 존재하면, 허용가능 임계값을 초과하지 않는 것을 보장하도록 방사성 동위체 발생기(16)에 의해 생성되는 용리액에 존재하는 페어런트 방사성 동위체의 양을 검출하고 정량화하는 것은 유용할 수 있다.
식별하고 및/또는 정량화하는 것이 바람직하지만, 검출기(34)를 지나 방사성 동위체 발생기(16)로부터 흐르는 용리액에 존재하는 페어런트 방사성 동위체는 도터 방사성 동위체로부터 페어런트 방사성 동위체를 분해하는 것이 곤란하도록 충분히 작은 활동을 갖고 및/또는 감마 방출이 결핍될 수 있다. 이러한 상황에서 방사성 동위체를 분해하는 것을 돕기 위해, 도터 방사성 동위체는 용리액에 의해 방출되는 감마 스펙트럼을 측정하기 전에 페어런트 방사성 동위체로부터 분리될 수 있다. 도 5의 예에서, 방사성 동위체 발생기 시스템(200)은 방사성 동위체 발생기(16)로부터 수용되는 용리액에 존재하는 임의의 페어런트 방사성 동위체를 검출하고 정량화하는 것을 돕기 위해 축적기 구조(202)를 포함한다.
축적기 구조(202)는 페어런트 방사성 동위체가 용리액으로부터 끌어당겨지고 구조에 결합되도록 라인(204)을 통해 수용되는 용리액에 존재하는 임의의 페어런트 방사성 동위체를 우선적으로 결합하는 구조(예를 들어, 재료)일 수 있다. 역으로, 용리액에 존재하는 도터 방사성 동위체는 구조에 실질적으로 결합되는 것 없이 축적기 구조(202)를 넘어가고 및/또는 통과하는 것에 의해, 도터 방사성 동위체로부터 축적기 구조(202) 내의 페어런트 방사성 동위체의 적어도 일부를 농축하고 분리할 수 있다. 축적기 구조(202) 내의 도터 방사성 동위체로부터 농축되고 분리되면, 검출기(34)는 페어런트 방사성 동위체(또는 그것의 도터 붕괴 생성물)에서 나오는 감마 방사선을 측정하여, 페어런트 방사성 동위체의 활동이 정량화되는 것을 허용할 수 있다.
축적기 구조(202)는 발생기 시스템 내의 페어런트 방사성 동위체가 우선적으로 도터 방사성 동위체에 걸쳐 우선적으로 결합하는 임의의 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 축적기 구조(202)는 페어런트 방사성 동위체가 놓이고 결합되는 방사성 동위체 발생기(16) 내의 지지 재료와 동일 또는 유사한 재료로 제조될 수 있다. 다양한 구성에서, 지지 재료 및/또는 축적기 구조(202)는 제2 주석 산화물, 주석 산화물, 유기 매트릭스, 또는 또 다른 재료일 수 있다.
축적기 구조(202)는 페어런트 방사성 동위체를 우선적으로 결합하는 재료를 포함하는 라인(204 및 206)과 유체 연통하는 둘러싸인 캐비티를 제공할 수 있다. 그러한 재료는 비다공성 또는 다공성일 수 있다. 일부 예에서, 축적기 구조(202)는 방사성 동위체 발생기(16)로부터 하류에 위치되는 제2 발생기 칼럼을 사용하여 구현된다. 제2 발생기 칼럼은 방사성 동위체 발생기(16) 내의 발생기 칼럼과 동일 또는 유사할 수 있다(그러나 시스템(200)의 시작 시에 페어런트 방사성 동위체가 없으며, 페어런트 방사성 동위체는 시간에 따라 제2 칼럼 상에 축적된다).
축적기 구조(202) 상에 또는 내에 축적되는 하나 이상의 방사성 동위체를 검출하기 위해, 검출기(34)는 구조로부터 방출되는 방사선을 검출하기 위해 위치될 수 있다. 도 5의 예에서, 검출기(34)는 축적기 구조(202)에 캡처되는 페어런트 방사성 동위체로부터 방출되는 방사선을 검출하기 위해 위치되는 것으로 예시된다. 다른 예에서, 검출기(34)는 축적기 구조(202)를 넘어가거나 통과하고 축적된 페어런트 방사성 동위체를 픽업하는 액체로부터 방출되는 감마 방사선을 검출하기 위해 축적기 구조(202)의 하류와 같은 다른 위치에 위치될 수 있다.
동작 동안에, 검출기(34)는 축적기 구조(202) 내에서 및/또는 축적기 구조의 하류에서 축적된 페어런트 방사성 동위체(또는 그것의 붕괴 생성물)에서 나오는 감마선 방출을 검출할 수 있다. 컨트롤러(36)는 검출기(34)에 의해 검출되는 감마선 방사선의 양 및 타입(예를 들어, 스펙트럼 분포)을 나타내는 검출기(34)에 의해 발생되는 데이터를 수신할 수 있다. 컨트롤러(36)는 검출기(34)가 감마선 방출을 검출한 용리액에서 상이한 동위체의 활동을 결정하기 위해 데이터를 더 처리할 수 있다.
방사성 동위체 발생기 시스템(200)의 동작 동안에, 컨트롤러(36)는 축적기 구조(202)를 통해 흐르는 용리액을 발생시키기 위해 시스템을 제어할 수 있다. 컨트롤러(36)는 용리제 펌프(14)에게 용리제를 용리제 저장소(12)로부터 방사성 동위체 발생기(16)를 통해 용리제 라인(20)을 경유하여 펌핑하라고 명령할 수 있다. 가압된 용리제가 방사성 동위체 발생기(16)를 통해 흐르므로, 발생기 내의 지지 재료상에 결합되는 페어런트 방사성 동위체의 방사성 붕괴에 의해 발생되는 도터 방사성 동위체는 지지 재료를 남기고 용리제에 진입하여, 용리액을 생성할 수 있다. 용리액은 방사성 동위체 발생기(16)로부터 라인(206)을 통해 배출되고 축적기 구조(202)를 통해 흐른 후에, 축적기 구조(202)로부터 라인(206)을 통해 배출된다. 예를 들어, 용리제 펌프(14)는 25 ml/min 내지 75 ml/min(예를 들어, 50 min/min) 범위의 속도로 방사성 동위체 발생기(16) 및 축적기 구조(202)를 통해 용리제를 펌핑하여, 25 ml/min 내지 75 ml/min 범위의 용리액 흐름 속도를 야기할 수 있다.
용리액이 방사성 동위체 발생기(16)로부터 배출되고 있고 축적기 구조(202)를 통해 흐르고 있으므로, 컨트롤러(36)는 용리액으로부터 검출기(34)에 의해 검출되는 감마 방사선을 나타내는 감마선 분광 데이터(예를 들어, 크기, 분포)를 검출기(34)로부터 수신할 수 있다. 용리액이 축적기 구조(202)를 통해 흐름에 따라 검출기(34)는 감마 방사선을 검출할 수 있고, 컨트롤러(36)는 감마 방사선을 수신할 수 있다. 검출기(34)는 용리 동안에 구조를 통해 흐르는 용리액에 의해 방출되는 감마선을 연속적으로 검출할 수 있다.
검출기(34)로부터 감마선 분광 데이터를 수신하면, 컨트롤러(36)는 용리액에서 하나 이상의 방사성 동위체(예를 들어, 도터 방사성 동위체)와 연관되는 활동의 양을 결정할 수 있다. 관심의 방사성 동위체와 연관되는 활동의 양을 결정하기 위해, 컨트롤러(36)는 관심의 방사성 동위체가 방출하는 에너지 라인을 포함하는 관심의 영역을 식별하고 피크 아래의 영역을 통합할 수 있다. 관심의 영역은 관심의 피크를 포함하고 피크 영역이 대응하는 활동을 결정하기 위해 통합되는 영역을 제한하는 2개의 상이한 에너지 라인 사이에 정의되는 영역일 수 있다.
용리액이 축적기 구조(202)를 통해 흐르고 있고 컨트롤러가 용리액에서 방사성 동위체(예를 들어, 도터 방사성 동위체)의 활동을 결정하고 있는 동안, 페어런트 방사성 동위체는 축적기 구조(202) 상에 또는 내에 축적되고 있을 수 있다. 용리액에서 그러한 페어런트 방사성 동위체의 활동을 결정하기 위해, 컨트롤러(36)는 용리를 중단하기 위해 시스템(200)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(36)는 용리제의 흐름을 방사성 동위체 발생기(16)로부터 우회 라인(26)을 통해 축적기 구조(202)로 재지향시키기 위해 전환기 밸브(22)를 제어할 수 있다. 우회 라인(26)을 통해 축적기 구조(202)로 직접 흐르는 용리제는 축적기 구조(202)를 통해 잔여 용리액(및 도터 방사성 동위체)을 푸시할 수 있다.
축적기 구조(202)(예를 들어, 적어도 5 ml 용리제, 예컨대 적어도 10 ml 용리제를 가짐)를 적절히 같은 높이로 한 후에, 컨트롤러(36)는 축적기 구조(202)에서 나오는 감마 방사선 및/또는 구조 내의 또는 구조를 통해 흐르는 용리제의 양을 측정하기 위해 감마 검출기(34)를 제어할 수 있다. 용리액에 존재하는 도터 방사성 동위체가 축적기 구조(202)를 통해 배수되었으므로, 검출기(34)에 의해 측정되는 실질적으로 임의의 방사능은 축적기 구조상에 축적되는 페어런트 방사성 동위체(또는 그것의 붕괴 생성물)에 기인하는 것에 의해, 용리액에 존재하는 페어런트 방사성 동위체의 양의 표시를 제공할 수 있다.
예를 들어, 컨트롤러(36)는 축적기 구조(202)로부터 검출기(34)에 의해 검출되는 감마 방사선 및/또는 구조 내의 또는 구조를 통해 흐르는 용리제를 나타내는 감마선 분광 데이터(예를 들어, 크기, 분포)를 검출기(34)로부터 수신할 수 있다. 검출기(34)로부터 감마선 분광 데이터를 수신하면, 컨트롤러(36)는 방사선을 방출하는 하나 이상의 방사성 동위체(예를 들어, 페어런트 방사성 동위체)와 연관되는 활동의 양을 결정할 수 있다. 관심의 방사성 동위체와 연관되는 활동의 양을 결정하기 위해, 컨트롤러(36)는 관심의 방사성 동위체(예를 들어, 페어런트 방사성 동위체 또는 그것의 붕괴 생성물)가 방출하는 에너지 라인을 포함하는 관심의 영역을 식별하고 피크 아래의 영역을 통합할 수 있다. 관심의 영역은 관심의 피크를 포함하고 피크 영역이 대응하는 활동을 결정하기 위해 통합되는 영역을 제한하는 2개의 상이한 에너지 라인 사이에 정의되는 영역일 수 있다.
컨트롤러(36)가 측정된 감마 방사선의 크기에 기초하여 페어런트 방사성 동위체의 활동을 결정하면, 컨트롤러(36)는 방사성 동위체 발생기(16)에 의해 발생되는 용리액에 존재하는 페어런트 방사성 동위체의 양을 결정하기 위해 측정된 활동을 조정할 수 있다. 감마 방사선을 방출하는 축적기 구조(202) 상에 또는 내에 캡처되는 페어런트 방사성 동위체의 양은 방사성 동위체 발생기 시스템(200)의 수명에 따라 변화될 수 있다. 초기에, 축적기 구조(202)는 초기 용리 후에 축적기 구조(202)로부터 측정되는 실질적으로 임의의 감마 방사선이 방사성 동위체 발생기(16)로부터 배출되는 페어런트 방사성 동위체에 기인할 수 있도록 페어런트 방사성 동위체를 포함하지 않을 수 있다. 시간에 따라, 페어런트 방사성 동위체는 후속 용리 동안에, 축적기 구조(202) 상에 캡처되는 페어런트 방사성 동위체에 의해 방출되는 감마 방사선의 일부가 이전 용리 동안에 캡처되는 페어런트 방사성 동위체에 기인할 수 있고 용리액에 존재하는 페어런트 방사성 동위체의 활동이 정량화되도록 요구되는 현재 흐름(run) 동안에 캡처되는 페어런트 방사성 동위체에 다른 부분이 기인할 수 있도록 축적기 구조(202) 상에 축적될 수 있다. 이러한 이유로, 컨트롤러(36)는 현재 용리 흐름과 대조적으로 이전 용리 흐름에 기인하는 페어런트 방사성 동위체의 퍼센티지에 비례하는 양만큼 페어런트 방사성 동위체의 측정된 활동을 감소시킬 수 있다.
컨트롤러(36)는 또한 축적기 구조(202)의 캡처 효율을 설명하기 위해 페어런트 방사성 동위체의 측정된 활동을 증가시킬 수 있다. 축적기 구조(202)는 페어런트 방사성 동위체를 구조에 우선적으로 결합할 수 있지만, 구조는 방사성 동위체 발생기(16)에 의해 발생되는 용리액에 존재하는 모든 페어런트 방사성 동위체를 캡처 가능하지 않을 수 있다. 따라서, (이전 용리 흐름으로부터 임의의 레거시 페어런트 방사성 동위체를 확인하도록 임의로 조정되는 바와 같이) 측정된 감마 방사선에 기초하여 용리액 샘플에 있는 것으로 결정되는 페어런트 방사성 동위체의 양은 축적기 구조(202)의 캡처 효율을 반영하도록 상향 조정될 수 있다. 최종 값은 분석되는 용리액에서 페어런트 방사성 동위체의 측정된 활동으로서 설정될 수 있다.
도 6은 도 5의 예에 따른 시스템에서 페어런트 방사성 동위체, 도터 방사성 동위체, 및/또는 임의의 다른 원하는 방사성 동위체를 검출하고 정량화하기 위해 사용될 수 있는 예시적 기술의 흐름도이다. 예를 들어, 도 6의 기술은 게르마늄-68 및/또는 갈륨-68의 활동을 결정하도록 도 1의 방사성 동위체 발생기 시스템(200)에 의해 사용될 수 있다. 이러한 적용에서, 방사성 동위체 발생기(16)는 68Ge의 방사성 붕괴로부터 68Ga를 생성하는 68Ge/68Ga 발생기일 수 있다.
예시적 기술에서, 컨트롤러(36)는 용리제 펌프(14)를 제어하여 가압된 용리제(예를 들어, HCl 용액)를 방사성 동위체 발생기(16)를 통해 펌핑해서, 라인(204)으로부터 배출되는 갈륨-68 및 게르마늄-68을 함유하는 용리액을 생성(300)한다. 용리액은 축적기 구조(202)에 걸쳐 및/또는 축적기 구조를 통해 흘러서, 게르마늄-68의 일부가 축적기 구조에 결합되게 한다. 하나의 구성에서, 축적기 구조(202)는 화학 칼럼이다(예를 들어, 발생기 칼럼이 게르마늄으로 적재되는 것을 제외하고 방사성 동위체 발생기(16) 내의 발생기 칼럼과 동일한 형상 및/또는 구성을 갖는 반면에 화학 칼럼은 기동 시에 게르마늄이 없음). 화학 칼럼은 용리액으로부터 게르마늄-68를 제거하고 및/또는 주입을 위한 용리액의 pH를 중화하는 기능을 할 수 있다. 예를 들어, 축적 구조(202)는 용리액으로부터 게르마늄-68을 제거하는 이온 교환 부재일 수 있다. 화학 칼럼은 용리액과 반응하는 시약을 포함하는 화학 유리병 또는 화학 카세트로부터 하류에 위치되거나 그것의 일부를 형성할 수 있다. 화학 칼럼에 결합되는 게르마늄-68의 양은 칼럼에 결합되는 갈륨-68의 양보다 더 클 수 있다.
용리 동안에, 컨트롤러(36)는 축적기 구조(202)를 통해 및/또는 축적기 구조에 걸쳐 흐르는 용리액으로부터 검출기(34)에 의해 검출되는 감마 방사선을 나타내는 감마선 분광 데이터(예를 들어, 크기, 분포)를 검출기(34)로부터 수신(302)한다. 검출기(34)는 축적기 구조(202)를 통해 흐르는 용리액에 의해 방출되는 감마선을 연속적으로 또는 주기적으로 검출할 수 있다. 용리액 내의 방사성 동위체의 농도가 변화되므로, 검출기(34)는 용리액으로부터 감마 방사선을 변화시키는 것을 검출할 수 있다.
검출기(34)로부터 감마선 분광 데이터를 수신하면, 컨트롤러(36)는 갈륨-68과 연관되는 활동의 양을 결정(304)할 수 있다. 갈륨-68은 스펙트럼의 511 keV 라인에서 방출된다. 대조적으로, 게르마늄-68은 감마 스펙트럼 내에서 방출되지 않는다. 따라서, 용리액으로부터 감마 검출기(34)에 의해 측정되는 실질적으로 임의의 또는 모든 감마 방사선은 갈륨-68에 기인할 수 있다. 갈륨-68과 연관되는 활동의 양을 결정하기 위해, 컨트롤러(36)는 511 keV 피크를 포함하는 관심의 영역을 식별하고 피크 아래의 영역을 통합할 수 있다. 관심의 영역은 관심의 피크를 포함하고 피크 영역이 대응하는 활동을 결정하기 위해 통합되는 영역을 제한하는 2개의 상이한 에너지 라인 사이에 규정되는 영역일 수 있다. 컨트롤러(36)는 이러한 결정된 활동을 갈륨-68의 활동으로서 저장할 수 있다.
원하는 양의 용리액을 발생시킨 후에, 도 6의 기술은 용리를 종결하는 것 및 축적기 구조(202)를 임의로 같은 높이로 하는 것(306)을 포함한다. 일 예에서, 컨트롤러(36)는 용리제의 흐름을 방사성 동위체 발생기(16)로부터 우회 라인(26)을 통해 축적기 구조(202)로 재지향시키기 위해 전환기 밸브(22)를 제어한다. 우회 라인(26)을 통해 축적기 구조(202)로 직접 흐르는 용리제는 축적기 구조(202)를 통해 잔여 용리액(및 그 안에 포함되는 갈륨-68)을 푸시할 수 있다. 이것은 방사성 동위체 발생기(16) 내부에 생성되고 흐름 용리제를 통해 축적기 구조(202)로 운반되는 갈륨-68 방사성 핵종으로부터 방출되는 잔여 감마선 방출을 감소시킬 수 있다. 다른 예에서, 도 6의 기술은 축적기 구조(202)를 같은 높이로 하는 것 없이 용리를 종결시킴으로써(예를 들어, 용리제 펌프(14)의 동작을 중단함으로써) 수행될 수 있다.
축적기 구조(202)로의 용리액의 흐름을 정지시킨 후에, 도 6의 기술에서의 컨트롤러(36)는 축적기 구조(202)에 존재하는 방사성 동위체로부터 검출기(34)에 의해 검출되는 감마 방사선을 나타내는 감마선 분광 데이터(예를 들어, 크기, 분포)를 검출기(34)로부터 다시 수신(308)한다. 게르마늄-68이 감마 스펙트럼에서 자체 방출되지 않지만, 게르마늄은 갈륨-68로 붕괴되며, 갈륨-68은 상기 논의된 바와 같이 511 keV 라인에서 방출된다. 방사성 동위체 발생기(16)로부터 갈륨-68의 흐름은 종결되었으므로(및 축적기 구조(202)는 잔여 갈륨-68을 제거하기 위해 임의로 같은 높이로 되므로), 갈륨-68에 의해 방출되고 검출기(34)에 의해 검출되는 감마 방사선은 축적기 구조(202)에 의해 캡처되는 게르마늄-68의 붕괴 생성물로서 기인할 수 있다.
검출기(34)로부터 감마선 분광 데이터를 수신하면, 컨트롤러(36)는 그것의 붕괴 생성물 갈륨-68에 기인하는 활동의 양을 측정함으로써 게르마늄-68과 연관되는 활동의 양을 결정(310)할 수 있다. 게르마늄-68과 연관되는 활동의 양을 결정하기 위해, 컨트롤러(36)는 511 keV 피크를 포함하는 관심의 영역을 식별하고 피크 아래의 영역을 통합할 수 있다. 컨트롤러(36)는 이러한 통합으로부터 축적기 구조(202)에 의해 용리액으로부터 캡처되는 게르마늄-68로부터 붕괴되는 갈륨-68과 연관되는 활동의 양을 결정할 수 있다.
방사성 동위체 발생기(16)에 의해 생성되는 용리액에서 게르마늄-68의 활동을 결정하기 위해, 컨트롤러(36)는 갈륨-68의 측정된 활동을 대응하는 게르마늄-68 활동으로 변환(310)할 수 있다. 예를 들어, 메모리에 저장되는 데이터를 참조하면, 컨트롤러(36)는 방사성 동위체 발생기(16)로부터 생성되는 용리액에서 갈륨-68의 측정된 활동을 게르마늄-68의 활동으로 변환하기 위해 갈륨-68으로의 게르마늄-68의 붕괴 속도, 용리액으로부터 게르마늄-68을 캡처하고 결합할 시의 축적기 구조(202)의 효율, 및 이전 용리 흐름(그러한 게르마늄의 붕괴에 대해 조정되는 바와 같음) 동안에 캡처되는 게르마늄-68에 기인하는 임의의 갈륨-68의 존재를 설명할 수 있다.
방사성 동위체 발생기(16)에 의해 발생되는 용리액에서 갈륨-68 및/또는 게르마늄-68의 활동을 결정한 후에, 시스템(200)은 다수의 상이한 방식으로 방사성 동위체 활동 정보를 저장하고 및/또는 사용할 수 있다. 일 예에서, 컨트롤러(36)는 시스템과 연관되는 메모리에 방사성 동위체 발생기(16)의 동작 동안에 발생되는 활동 데이터를 저장한다. 메모리는 동일한 물리적 위치 발생기에 있을 수 있거나 물리적 원격 위치에 있을 수 있다. 데이터는 방사성 동위체 발생기(16)를 포함하는 시스템(200)의 동작 성능 및 무결성이 감시되고 평가되는 것을 허용할 수 있다. 일부 부가 예에서, 컨트롤러(36)는 검출기(34)를 통해 결정되는 방사능 데이터에 기초하여 시스템(200)을 능동 제어할 수 있다.
예를 들어, 컨트롤러(36)는 시스템(200)에 의해 발생되는 용리액 내의 특정 동위체(예를 들어, 68Ge, 68Ga) 또는 동위체의 조합에 대한 측정된 활동을 메모리에 저장되는 하나 이상의 임계값과 비교할 수 있다. 임계값(들)은 임의의 시간에 투여될 수 있는 동위체의 최대량을 제공할 수 있다. 컨트롤러(36)는 임계값이 초과될 때 다양한 조치를 취할 수 있다. 일 예로서, 컨트롤러(36)는 사용자 경보를 개시할 수 있다. 다른 예로서, 컨트롤러(36)는 방사성 동위체 발생기(16)로부터 하류 프로세스를 제어하여 그것으로부터 발생되는 용리액이 환자로 주입되는 것을 방지할 수 있다.
도 6의 예시적 기술은 게르마늄-갈륨 방사성 동위체 발생기에 대해 설명되었지만, 도 5의 시스템(200)의 구성 및 도 6의 기술은 그러한 예시적 발생기에 제한되지 않는다는 점이 이해되어야 한다. 그러한 시스템 및 기술은 본원에 설명되는 것을 포함하는 임의의 원하는 방사성 동위체 발생기를 사용하여 구현될 수 있다.
더욱이, 도 5의 기술은 방사성 동위체 발생기(16)의 동작과 함께 설명되었지만, 기술은 독립 적용에 제한되는 것이 아니라 도 1 내지 도 4에 대해 논의된 것을 포함하는, 본원에 설명되는 다른 시스템 및 기술과 함께 구현될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 예를 들어, 도 5의 기술을 실행하기 전에, 방사성 동위체 발생기(16)는 도 4에 대해 상기 논의된 바와 같이, 511 keV 라인에서 또는 주위에서 방출되는 교정 소스를 사용하여 교정될 수 있다.
본 개시에 개시되는 기술은 적어도 부분적으로, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 그것의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술의 다양한 양태는 하나 이상의 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 또는 임의의 다른 등가 집적 또는 이산 로직 회로뿐만 아니라, 그러한 구성요소의 임의의 조합을 포함하는, 하나 이상의 프로세서 내에 구현될 수 있다. 용어 "프로세서"는 단독으로 또는 다른 로직 회로, 또는 임의의 다른 등가 회로와 함께, 전술한 로직 회로 중 어느 것을 일반적으로 언급한다. 하드웨어를 포함하는 제어 유닛은 또한 본 개시의 기술 중 하나 이상을 수행할 수 있다.
그러한 하드웨어, 소프트웨어, 및 펌웨어는 본원에 설명되는 다양한 동작 및 기능을 지원하기 위해 동일한 디바이스 내에 또는 가별 디바이스 내에 구현될 수 있다. 게다가, 설명된 유닛, 모듈 또는 구성요소 중 어느 것은 개별이지만 상호 운영 로직 디바이스로서 함께 또는 개별적으로 구현될 수 있다. 모듈 또는 유닛으로써의 상이한 특징의 묘사는 상이한 기능 양태를 강조하도록 의도되고 그러한 모듈 또는 유닛이 개별 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소에 의해 실현되어야 하는 것을 반드시 암시하는 것은 아니다. 오히려, 하나 이상의 모듈 또는 유닛과 연관되는 기능성은 개별 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소에 의해 수행되거나, 공통 또는 개별 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소 내에 통합될 수 있다.
본 개시에 설명되는 기술은 또한 명령어를 포함하는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체와 같은 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로 구체화되거나 인코딩될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 내장되거나 인코딩되는 명령어는 예를 들어 명령어가 실행될 때, 프로그램가능 프로세서, 또는 다른 프로세서가 방법을 수행하게 할 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 프로그램가능 판독 전용 메모리(PROM), 소거가능 프로그램가능 판독 전용 메모리(EPROM), 전기적 소거가능 프로그램가능 판독 전용 메모리(EEPROM), 플래시 메모리, 하드 디스크, CD-ROM, 플로피 디스크, 카세트, 자기 매체, 광 매체, 또는 다른 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리 형태를 포함할 수 있다.
다양한 예가 설명되었다. 이러한 및 다른 예는 이하의 청구항의 범위 내에 있다.
Claims (43)
- 용리제에 의한 용리를 통해 82Rb를 발생시키도록 구성되는 82Sr/82Rb 발생기;
상기 용리제를 상기 82Sr/82Rb 발생기에 공급하도록 구성되는 용리제 라인;
상기 82Sr/82Rb 발생기로부터 용리되는 용리액을 수용하고 상기 용리액을 환자 라인 및 폐기물 라인 중 적어도 하나에 운반하도록 구성되는 용리액 라인;
상기 용리액 라인에 인접하여 위치되고 상기 용리액 라인을 통해 흐르는 용리액으로부터 방출되는 감마선을 검출하도록 구성되는 감마선 검출기; 및
상기 감마선 검출기에 통신 결합되고 상기 용리액 라인을 통해 흐르는 용리액에 의해 방출되는 감마 방사선을 나타내는 데이터를 수신하고, 상기 수신된 데이터에 기초하여 상기 용리액에서 82Rb의 활동을 결정하고, 상기 수신된 데이터에 기초하여 82Sr의 활동을 결정하도록 구성되는 컨트롤러를 포함하는 용리 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 적어도,
상기 수신된 데이터로부터 감마선 스펙트럼을 발생시킴으로써;
776 keV 라인에서 82Rb의 활동을 설정하기 위해 상기 감마선 스펙트럼의 776 keV 라인과 연관되는 관심의 영역에서 순 피크 적분 카운트를 결정함으로써;
상기 776 keV 라인에서의 82Rb의 활동에 분기 강도 인자를 곱하여 상기 감마선 스펙트럼의 511 keV 라인에서 82Rb의 활동을 결정함으로써; 및
상기 776 keV 라인에서의 82Rb의 결정된 활동 및 511 keV 라인에서의 82Rb의 결정된 활동을 합산함으로써 상기 수신된 데이터에 기초하여 상기 82Rb의 활동을 결정하도록 구성되는 시스템. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 776 keV 라인과 연관되는 순 피크 적분 카운트를 결정하는 것은 상기 776 keV 라인과 연관되는 순 피크 적분 카운트를 상기 776 keV 라인에 대한 효율 인자로 나누는 것을 포함하는 시스템.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 776 keV 라인에 대한 효율 인자는 134Cs의 샘플에 대한 상기 검출기에 의해 774 keV 라인에서 측정되는 활동을 상기 134Cs의 샘플에 대한 공지된 활동으로 나누는 비율을 포함하는 시스템.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 적어도,
상기 감마선 스펙트럼의 511 keV 라인 및 514 keV 라인과 연관되는 관심의 영역에서 순 피크 적분 카운트를 결정함으로써;
상기 514 keV 라인에서 85Sr의 활동을 설정하기 위해 상기 511 keV 라인 및 514 keV 라인과 연관되는 결정된 순 피크 적분으로부터 상기 511 keV 라인에서의 82Rb의 결정된 활동을 차감함으로써; 및
상기 85Sr의 설정된 활동에 82Sr의 활동을 상기 85Sr의 활동에 관련시키는 비율을 곱함으로써 상기 수신된 데이터에 기초하여 상기 82Sr의 활동을 결정하도록 구성되는 시스템. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 511 keV 라인 및 상기 514 keV 라인과 연관되는 순 피크 적분 카운트를 결정하는 것은 상기 511 keV 라인 및 상기 514 keV 라인과 연관되는 순 피크 적분 카운트를 상기 511 keV 라인 및 상기 514 keV 라인에 대한 효율 인자로 나누는 것을 포함하는 시스템.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 511 keV 라인 및 상기 514 keV 라인의 효율 인자는 22Na의 샘플에 대한 상기 검출기에 의해 상기 511 keV 라인 및 상기 514 keV 라인에서 측정되는 활동을 상기 22Na의 샘플에 대한 공지된 활동으로 나누는 비율을 포함하는 시스템.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 수신된 데이터에 기초하여 상기 용리액에서 131Cs의 활동을 결정하도록 더 구성되는 시스템.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 적어도 상기 감마선 스펙트럼의 32 keV 라인과 연관되는 관심의 영역에서 순 피크 적분 카운트를 결정함으로써 상기 수신된 데이터에 기초하여 상기 131Cs의 활동을 결정하도록 구성되는 시스템.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 32 keV 라인과 연관되는 순 피크 적분 카운트를 결정하는 것은 상기 32 keV 라인과 연관되는 순 피크 적분 카운트를 상기 32 keV 라인에 대한 효율 인자로 나누는 것을 포함하는 시스템.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 82Sr/82Rb 발생기를 통해 상기 용리제를 펌핑하도록 구성되는 펌프, 및 상기 용리액을 상기 환자 라인 또는 상기 폐기물 라인 중 하나에 지향하도록 구성되는 전환기 밸브를 더 포함하는 시스템.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 감마선 검출기가 25 ml/min 내지 75 ml/min 범위의 속도로 흐르는 용리액으로부터 방출되는 감마선을 검출하기 위해 25 ml/min 내지 75 ml/min 범위의 속도로 상기 82Sr/82Rb 발생기를 통해 용리제를 펌핑하도록 펌프를 제어하는 시스템.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 환자 투여 절차 동안에 82Rb의 누적 활동을 결정하도록 더 구성되는 시스템.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 82Rb의 누적 활동을 메모리에 저장되는 임계값과 비교하도록 더 구성되는 시스템.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임계값은 2220 MBq(60 mCi)의 임계값을 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 누적 활동이 2220 MBq를 초과하는 것을 결정할 때, 상기 컨트롤러는 용리액을 환자에게 전달하는 것을 중단하기 위해 상기 시스템을 제어하는 시스템.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 82Sr의 결정된 활동 및 85Sr의 결정된 활동을 메모리에 저장되는 임계값과 비교하도록 더 구성되는 시스템.
- 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임계값은 82Rb의 0.02 μCi / mCi의 82Sr 임계값 및 82Rb의 0.2 μCi / mCi의 85Sr 임계값을 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 82Sr의 결정된 활동 또는 상기 85Sr의 결정된 활동이 대응하는 임계값을 초과하는 것을 결정할 때, 상기 컨트롤러는 용리액을 환자에게 전달하는 것을 중단하기 위해 상기 시스템을 제어하는 시스템.
- 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감마선 검출기는 카드뮴-아연-텔루르화물 반도체 검출기를 포함하는 시스템.
- 루비듐 동위체 발생기로부터 용리되는 용리액에 의해 방출되는 핵 방사선을 나타내는 데이터를 수신하는 단계;
상기 데이터의 수신에 의해 실질적 실시간으로 상기 수신된 데이터에 기초하여 상기 용리액에서 82Rb의 활동을 결정하는 단계; 및
상기 데이터의 수신에 의해 실질적 실시간으로 상기 수신된 데이터에 기초하여 상기 용리액에서 82Sr의 활동을 결정하는 단계를 포함하는 방법. - 제19항에 있어서, 상기 데이터를 수신하는 단계는 라인을 통해 감마선 검출기를 경유하여 흐르는 용리액으로부터 감마선 방사선을 검출하는 단계를 포함하고, 실질적 실시간으로 상기 용리액에서 상기 82Rb의 활동 및 상기 82Sr의 활동을 결정하는 단계는 상기 감마선 방사선을 검출한 후에 10초 미만에 상기 82Rb의 활동 및 상기 82Sr의 활동을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
- 제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 82Rb의 활동을 결정하는 단계는,
상기 수신된 데이터로부터 감마선 스펙트럼을 발생시키는 단계;
776 keV 라인에서 82Rb의 활동을 설정하기 위해 상기 감마선 스펙트럼의 776 keV 라인과 연관되는 관심의 영역에서 순 피크 적분 카운트를 결정하는 단계;
상기 776 keV 라인에서의 82Rb의 활동에 분기 강도 인자를 곱함으로써 상기 감마선 스펙트럼의 511 keV 라인에서 82Rb의 활동을 결정하는 단계; 및
상기 776 keV 라인에서의 82Rb의 결정된 활동 및 511 keV 라인에서의 82Rb의 결정된 활동을 합산하는 단계를 포함하는 방법. - 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 82Sr의 활동을 결정하는 단계는,
상기 감마선 스펙트럼의 511 keV 라인 및 514 keV 라인과 연관되는 관심의 영역에서 순 피크 적분 카운트를 결정하는 단계; 및
상기 514 keV 라인에서 85Sr의 활동을 설정하기 위해 상기 511 keV 라인 및 상기 514 keV 라인과 연관되는 결정된 순 피크 적분으로부터 511 keV 라인에서의 82Rb의 결정된 활동을 차감하는 단계; 및
상기 85Sr의 설정된 활동에 82Sr의 활동을 상기 85Sr의 활동에 관련시키는 비율을 곱하는 단계를 포함하는 방법. - 제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 776 keV 라인과 연관되는 순 피크 적분 카운트를 상기 776 keV 라인에 대한 효율 인자로 나누는 단계 및 상기 511 keV 라인 및 상기 514 keV 라인과 연관되는 순 피크 적분 카운트를 상기 511 keV 라인 및 상기 514 keV 라인에 대한 효율 인자로 나누는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 데이터의 수신에 의해 실질적 실시간으로 상기 수신된 데이터에 기초하여 상기 용리액에서 131Cs의 활동을 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제19항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 82Rb의 결정된 활동 및 상기 82Sr의 결정된 활동 중 하나에 기초하여 상기 루비듐 동위체 발생기로부터 용리액의 흐름을 제어하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제19항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용리액의 흐름을 제어하는 단계는 상기 82Sr의 결정된 활동 또는 상기 82Rb의 결정된 활동이 임계값을 초과하면 상기 용리액을 폐기물 병으로 전환하는 단계 또는 용리액의 발생을 종결하는 단계 중 하나를 포함하는 방법.
- 공지된 활동을 갖고 감마선 스펙트럼의 776 keV 라인의 영역에서 방출되는 제1 동위체로부터 감마선 검출기를 통해 감마 방사선을 검출하는 단계;
상기 776 keV 라인의 영역에서의 제1 동위체의 검출된 활동을 상기 제1 동위체에 대한 공지된 활동으로 나눔으로써 상기 776 keV 라인에 대한 효율 인자를 결정하는 단계;
공지된 활동을 갖고 상기 감마선 스펙트럼의 511 keV 라인 및 514 keV 라인의 영역에서 방출되는 제2 동위체로부터 상기 감마선 검출기를 통해 감마 방사선을 검출하는 단계;
상기 511 keV 라인 및 상기 514 keV 라인의 영역에서의 제2 동위체의 검출된 활동을 상기 제2 동위체에 대한 공지된 활동으로 나눔으로써 상기 감마선 스펙트럼의 511 keV 라인 및 514 keV 라인의 효율 인자를 결정하는 단계; 및
상기 감마선 검출기와 연관되는 메모리에 상기 776 keV 라인에 대한 결정된 효율 인자 및 상기 511 keV 라인 및 상기 514 keV에 대한 결정된 효율 인자를 저장하는 단계를 포함하는 교정 방법. - 제27항에 있어서, 상기 제1 동위체는 134Cs이고 상기 제2 동위체는 22Na인 방법.
- 제27항 또는 제28항에 있어서, 상기 776 keV 라인에 대한 효율 인자를 결정하는 단계는 상기 제1 동위체의 검출된 활동을 결정하기 위해 상기 감마선 스펙트럼의 776 keV 라인과 연관되는 관심의 영역에서 순 피크 적분 카운트를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 511 keV 라인 및 상기 514 keV 라인에 대한 효율 인자를 결정하는 단계는 상기 제2 동위체의 검출된 활동을 결정하기 위해 상기 감마선 스펙트럼의 511 keV 라인 및 514 keV 라인과 연관되는 관심의 영역에서 순 피크 적분 카운트를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
- 제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
공지된 활동을 갖고 상기 감마선 스펙트럼의 32 keV 라인의 영역에서 방출되는 제3 동위체로부터 상기 감마선 검출기를 통해 감마 방사선을 검출하는 단계;
상기 32 keV 라인의 영역에서의 제3 동위체의 검출된 활동을 상기 제3 동위체에 대한 공지된 활동으로 나눔으로써 상기 32 keV 라인에 대한 효율 인자를 결정하는 단계; 및
상기 감마선 검출기와 연관되는 메모리에 상기 32 keV 라인에 대한 결정된 효율 인자를 저장하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제27항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3 동위체는 22Na를 포함하는 방법.
- 제27항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 32 keV 라인에 대한 효율 인자를 결정하는 단계는 상기 제3 동위체의 검출된 활동을 결정하기 위해 상기 감마선 스펙트럼의 32 keV 라인과 연관되는 관심의 영역에서 순 피크 적분 카운트를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
- 제27항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 25 ml/min 내지 75 ml/min 범위의 속도로 상기 감마선 검출기를 지나 상기 제1 동위체 및 상기 제2 동위체를 순차적으로 통과시키는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제27항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감마선 검출기는 카드뮴-아연-텔루르화물 반도체 검출기를 포함하는 방법.
- 용리제에 의한 용리 동안에 도터 방사성 동위체를 배출하여 상기 도터 방사성 동위체를 함유하는 용리액을 생성하도록 구성되는 방사성 동위체 발생기로서, 상기 도터 방사성 동위체는 상기 방사성 동위체 발생기 내에 포함되는 페어런트 방사성 동위체의 방사성 붕괴로부터 생성되는 방사성 동위체 발생기;
상기 용리제를 상기 방사성 동위체 발생기에 공급하도록 구성되는 용리제 라인;
상기 방사성 동위체 발생기로부터 용리되는 용리액을 수용하고 운반하도록 구성되는 용리액 라인;
상기 방사성 동위체 발생기에 의해 배출되는 방사성 동위체, 및 그것의 붕괴 생성물로부터 방출되고, 상기 용리액 라인을 통해 상기 방사성 동위체 발생기로부터 운반되는 감마선을 검출하도록 위치되는 감마선 검출기; 및
상기 감마선 검출기에 통신 결합되고 상기 방사성 동위체 발생기에 의해 배출되는 방사성 동위체 및 그것의 붕괴 생성물에 의해 방출되는 감마 방사선을 나타내는 데이터를 수신하고, 상기 수신된 데이터에 기초하여 상기 용리액에서 상기 도터 방사성 동위체의 활동을 결정하고, 상기 수신된 데이터에 기초하여 상기 용리액에서 상기 페어런트 방사성 동위체의 활동을 결정하도록 구성되는 컨트롤러를 포함하는 용리 시스템. - 제35항에 있어서, 상기 방사성 동위체 발생기는 99Mo/99 mTc 발생기, 68Ge/68Ga 발생기, 및 82Sr/82Rb 발생기 중 하나를 포함하는 시스템.
- 제35항 또는 제36항에 있어서, 상기 방사성 동위체 발생기로부터 하류에 위치되고 상기 용리액 라인과 유체 연통하는 축적기 구조를 더 포함하며, 상기 축적기 구조는 도터 방사성 동위체보다 더 많은 양의 페어런트 방사성 동위체를 캡처하도록 구성되는 시스템.
- 제35항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사성 동위체 발생기는 상기 페어런트 방사성 동위체로 적재되는 발생기 칼럼을 포함하고 상기 축적기 구조는 상기 페어런트 방사성 동위체가 없는 제2 칼럼을 포함하는 시스템.
- 제35항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사성 동위체 발생기는 68Ge/68Ga 발생기를 포함하고, 상기 도터 방사성 동위체는 68Ga이고, 상기 페어런트 방사성 동위체는 68Ge이고, 상기 컨트롤러는 적어도,
상기 감마선 검출기를 지나 흐르는 용리액으로부터 방출되는 감마 방사선을 나타내는 감마선 검출기로부터 수신되는 데이터로부터 제1 감마선 스펙트럼을 발생시킴으로써;
상기 용리액에서 상기 68Ga의 활동을 설정하기 위해 상기 감마선 스펙트럼의 511 keV 라인에 걸쳐 순 피크 적분 카운트를 결정함으로써;
상기 축적기 구조상에 캡처되는 68Ge로부터 붕괴되는 68Ga로부터 방출되는 감마 방사선을 나타내는 감마선 검출기로부터 수신되는 데이터로부터 제2 감마선 스펙트럼을 발생시킴으로써;
상기 축적기 구조상에 캡처되는 68Ge로부터 붕괴되는 68Ga의 활동을 설정하기 위해 상기 감마선 스펙트럼의 511 keV 라인에 걸쳐 순 피크 적분 카운트를 결정함으로써; 및
상기 용리액에서 상기 68Ge의 활동을 결정하기 위해 68Ge로부터 붕괴되는 68Ga의 설정된 활동을 조정함으로써 상기 용리액에서 상기 68Ga의 활동을 결정하고 상기 용리액에서 상기 68Ge의 활동을 결정하도록 구성되는 시스템. - 제35항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 적어도,
상기 수신된 데이터로부터 감마선 스펙트럼을 발생시킴으로써;
상기 도터 방사성 동위체가 방출하는 감마선 스펙트럼의 일부에 걸쳐 순 피크 적분 카운트를 결정하는 것에 의해, 상기 도터 방사성 동위체의 활동을 설정함으로써; 및
상기 페어런트 방사성 동위체가 방출하는 감마선 스펙트럼의 일부에 걸쳐 순 피크 적분 카운트를 결정하는 것에 의해, 상기 페어런트 방사성 동위체의 활동을 설정함으로써 상기 도터 방사성 동위체의 활동을 결정하고 상기 수신된 데이터에 기초하여 상기 페어런트 방사성 동위체의 활동을 결정하도록 구성되는 시스템. - 제35항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 휠을 갖는 베이스 프레임을 더 포함하며, 상기 방사성 동위체 발생기, 용리제 라인, 용리액 라인, 감마선 검출기, 및 컨트롤러는 이동가능하도록 상기 배이스 프레임 상에 장착되는 시스템.
- 제35항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 도터 동위체 및 상기 페어런트 동위체의 결정된 활동 중 하나에 기초하여 상기 방사성 동위체 발생기로부터 용리액의 흐름을 제어하도록 더 구성되는 시스템.
- 제35항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 도터 동위체의 결정된 활동 또는 상기 페어런트 동위체의 결정된 활동이 임계값을 초과하면 용리액의 흐름을 폐기물 병으로 전환하는 것 또는 용리액의 발생을 종결하는 것 중 하나에 의해 상기 용리액의 흐름을 제어하도록 구성되는 시스템.
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