KR20220139333A - 방사성 동위 원소 생성기 조기 돌파 검출 - Google Patents

Abstract

주입 시스템은, 용출을 통해 방사성 용출액을 생성하는 방사성 동위 원소 생성기, 방사성 동위 원소 생성기에 의해 생성된 방사성 용출액 중의 방사능을 측정하도록 구성된 방사능 검출기, 및 제어기를 포함할 수 있다. 제어기는 방사성 용출액의 방사능 프로파일을 분석하여 돌파를 나타내는 프로파일의 특성을 결정할 수 있다. 제어기는 사용자 경고를 발행하거나, 용출을 중단하거나, 분석에 기초하여 또 다른 작동을 수행할 수 있다.

Description

방사성 동위 원소 생성기 조기 돌파 검출

교차 참조

본 출원은 2020년 2월 21일자로 출원된 미국 임시특허출원 제62/979,886호의 이익을 주장하며, 이의 전체 내용은 본원에 인용되어 포함된다.

또한, 본 출원은 2019년 3월 20일자로 "RADIOISOTOPE DELIVERY SYSTEM WITH MULTIPLE DETECTORS TO DETECT GAMMA AND BETA EMISSIONS"라는 발명의 명칭으로 출원된 미국 특허 출원 공개 2020/0030522호; 2019년 3월 20일자로 "SHIELDING ASSEMBLY FOR A RADIOISOTOPE DELIVERY SYSTEM HAVING MULTIPLE RADIATION DETECTORS"라는 발명의 명칭으로 출원되어 현재는 2020년 8월 25일자로 특허 허여된 미국 특허 제10,751,432호인 미국 특허 출원 공개 2020/0016284호; 및/또는 2019년 3월 20일자로 "SYSTEMS AND TECHNIQUES FOR GENERATING, INFUSING, AND CONTROLLING RADIOISOTOPE DELIVERY"라는 발명의 명칭으로 출원된 미국 특허 출원 공개 2020/0030523호와 관련됨을 알 수 있다. 이들 출원 각각의 전체 내용은 본원에 인용되어 포함된다.

기술분야

본 개시내용은 핵의학에 사용되는 방사성 의약품에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 돌파(breakthrough)가 일어나기 전에 방사성 동위 원소 생성기로부터 부모 방사성 동위 원소 돌파를 식별하고 제어하기 위한 시스템 및 기술에 관한 것이다.

핵의학은 치료 및 진단 영상을 위해 방사성 물질을 사용한다. 양전자 방출 단층 촬영술(PET: positron emission tomography)은 방사성 의약품 투약을 활용하는 진단 영상술의 한 유형이다. 방사성 의약품 투약량은 PET 스캔 절차 전 또는 도중에 환자에게 주사되거나 주입될 수 있다. 방사성 의약품의 주입 투약량은 환자의 표적 기관의 세포에 의해 흡수되어 방사선을 방출할 수 있다. PET 스캐너는 기관의 영상을 생성하기 위해 방출된 방사선을 검출할 수 있다. 예를 들어, 심근과 같은 신체 조직을 영상화하기 위해 환자에게 루비듐-82(⁸²Rb)를 주사하거나 주입할 수 있다. 루비듐-82는 칼륨과 유사한 생리적 흡수를 나타낼 수 있으며, 따라서 칼륨 경로를 따라 심근으로 흡수될 수 있다.

루비듐-82는 스트론튬-루비듐 생성기(⁸²Sr/⁸²Rb 생성기)를 사용하여 핵의학 절차를 위해 생성될 수 있다. 루비듐-82는 스트론튬-82의 방사성 붕괴 생성물이다. 전형적으로, 스트론튬-루비듐 생성기는 생성기 컬럼에 결합된 스트론튬을 포함하고, 작동 중에 상기 생성기 컬럼을 통해서 용리액(eluant)이 분출된다. 스트론튬-82가 루비듐-82로 붕괴됨에 따라, 루비듐-82는 생성기 컬럼에서 방출되어 용리액 속으로 들어갈 수 있다. 용출액(eluate)이라고 하는 생성된 스트림을 환자에게 주사하거나 주입할 수 있다.

일반적으로, 본 발명의 일부 실시형태는 방사성 동위 원소 생성기 돌파를 예측하는 시스템 및 기술에 관한 것이다. 부모-딸 방사성 동위 원소 시스템의 경우, 방사성 동위 원소 생성기는 생성기 칼럼에 결합되거나 또는 딸 방사성 동위 원소 - 이는 반드시 부모 방사성 동위 원소에 대해 동중 원소(isobaric), 동중성자 원소(isotonic), 동여체(isodiapheric), 또는 동위 원소(isotopic)일 필요는 없음 - 로 붕괴하는 기타 구조에 결합하는 부모 방사성 동위 원소를 포함할 수 있다. 딸 방사성 동위 원소는 용리액을 사용하여 방사성 동위 원소 생성기로부터 플러싱될 수 있으며, 이에 따라 품질 관리 분석을 위한 그리고/또는 진단 영상화를 위해 환자에게 주입하기 위한 방사성 용출액을 생성할 수 있다. 시간이 지남에 따라 그리고 반복되는 용출 주기에 걸쳐, 방사성 동위 원소 생성기의 부모 방사성 동위 원소는 용출 동안 자체적으로 용리액 안으로, 예를 들어, 환자에게 도입하도록 허용되는 준위보다 높은 준위로, 방출될 수 있다. 돌파라고 하는 이러한 현상은 돌파가 일어나기 전에 검출되는 것이 바람직하다. 조기 검출을 통해, 방사성 동위 원소 생성기 시스템 및/또는 방사성 동위 원소 생성기 시스템의 제조업체, 조작자, 또는 기타 사용자는 과도한 준위의 부모 방사성 동위 원소가 있는 용출액이 환자에게 주입되는 것을 방지하기 위한 중재 조치를 취할 수 있다.

예를 들어, 딸 방사성 동위 원소를 함유하는 방사성 용출액은 결합된 부모 방사성 동위 원소를 함유하는 기질을 가로질러 용리액을 통과시킴으로써 생성될 수 있다. 부모 방사성 동위 원소가 딸 방사성 동위원소로 붕괴됨에 따라, 딸 방사성 동위 원소가 기질에서 방출되고, 그 딸 방사성 동위 원소가 흐르는 용리액 안으로 방출됨으로써, 용출을 통해 용출액이 생성될 수 있다. 방사성 동위 원소 생성기가 사용 수명의 종료 시점에 접근함에 따라, 부모 방사성 동위 원소가 결합된 기질로부터 부모 방사성 동위 원소 자체가 방출되기 시작하여, 그 부모 방사성 동위 원소가 붕괴 생성물 외에도, 생성기에 의해 생성된 흐르는 용출액 안으로 방출될 수 있게 된다. 용출액으로 들어갈 수 있게 되는 부모 방사성 동위 원소의 양은 비교적 낮게 유지될 수 있다. 그 이유는 부모 방사성 동위 원소가 딸 방사성 동위 원소의 반감기보다 훨씬 더 긴 반감기를 가지고 있어서 환자에게 주입되면 환자 내부에서 딸 방사성 동위 원소보다 더 긴 기간 동안 방사성 방출물을 생성하기 때문이다. 예를 들어, 스트론튬-루비듐 방사성 동위 원소 생성기의 경우, 다른 여러 가지 물리적/화학적 특성 외에도, 부모 스트론튬-82 방사성 동위 원소의 반감기는 약 25.5일인 반면, 딸 루비듐-82 방사성 동위 원소의 반감기는 약 76초이다.

현재 방사성 의약품 전달 시스템의 조작자는 주기적인 품질 관리 검사를 수행하여, 시스템에 의해 생성된 용출액에 허용 가능 준위를 초과한 원치 않는 방사성 동위 원소가 있는지를 결정할 수 있다. 조작자는 용출액 샘플을 생성하고, 그 샘플을 선량 교정기로 옮긴 다음, 용출액 중의 부모 방사성 동위 원소(및/또는 기타 오염 방사성 동위 원소)의 방사능을 측정할 수 있다. 원치 않는 방사성 동위 원소가 허용 가능 준위를 초과하면, 조작자는 시스템의 방사성 동위 원소 생성기를 새로 고치고/고치거나 허용 가능 품질의 용출액을 생성하는 새로운 생성기로 교체할 때까지 방사성 의약품 전달 시스템을 사용 중단할 수 있다. 용출액 품질 관리 시험 결과로 인해 방사성 의약품 전달 시스템을 계획에 없이 사용 중단하게 운용에 많은 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 방사성 의약품 전달 시스템을 사용하는 예정된 환자 절차는 일정을 변경하거나 다른 방식으로 수용하는 것이 필요할 수 있다. 또한, 방사성 의약품 전달 시스템을 사용에서 배제시킨 때와 방사성 동위 원소 생성기를 교체한 때 사이에 소정의 길이의 시간이 소요될 수 있기 때문에, 시스템을 얼마 간의 시간 동안 사용 중단 상태로 유지시킬 필요가 있을 수 있다.

본 개시내용의 일부 실시예에 따르면, 돌파가 발생할 가능성이 있는 때를 선제적이고 예측적으로 결정할 수 있는 방사성 의약품 전달 시스템이 설명된다. 이 시스템은 방사성 동위 원소 생성기에 의해 생성된 방사성 용출액의 방사능을, 예를 들어, 용출 시간 및/또는 방사성 동위 원소 생성기를 통과한 용리액 부피의 함수로 측정할 수 있다. 이는, 용출 동안 방사성 동위 원소 생성기에 의해 생성된 방사성 용출액에 대한, 일부 구현예에서 볼루스 곡선으로 지칭될 수 있는, 방사능 프로파일을 제공할 수 있다. 방사능 프로파일은 부모 방사성 동위 원소의 방사성 용출액 안으로의 돌파를 나타내는 프로파일의 하나 이상의 특성을 결정하기 위해 분석될 수 있다.

실제로, 방사성 동위 원소 생성기에 의해 생성된 방사성 용출액의 방사능 프로파일의 모양은 시간이 지남에 따라 그리고/또는 연속적인 용출들에 걸쳐 변한다. 돌파가 발생할 때 초기 용출에서부터 변하는 방사능 프로파일의 하나 이상의 모양 특성을 사용하여, 돌파가 실제로 발생하기 전에, 돌파가 발생할 때를 결정할 수 있다. 결정될 수 있으며 돌파에 대응하는 특성에 대한 역치와 비교될 수 있는 방사능 프로파일의 예시적인 특성은 용출 시작(예를 들어, 방사능 프로파일에 대한 0 시간 또는 부피)과 피크 방사능 사이의 경과 시간 및/또는 경과 부피이다. 피크 방사능은 시간이 지남에 따라 그리고/또는 연속적인 용출들에 따라 이동(shift) - 방사성 동위 원소 생성기 시스템의 구성 및 특성 여하에 따라 용출 초기에 혹은 용출 후기에 피크에 도달 - 하기 때문에, 피크 방사능이 관찰될 때까지 지나는 시간 및/또는 부피의 양이 돌파를 나타내는 특성으로 사용될 수 있다.

돌파를 나타내는 방사능 프로파일의 특성은 용출 시작에서부터 피크 방사능까지의 경과 시간 또는 경과 부피로 국한되지는 않는다. 일반적으로, 방사능 프로파일의 임의의 두 준위 또는 지점 사이의 경과 시간 및/또는 경과 부피는 (예를 들어, 두 지점 사이의 경과 시간 및/또는 경과 부피가 생성기를 사용한 첫 번째 용출에서부터 돌파가 발생한 때의 후속 용출까지 변하는 경우에는) 돌파를 나타내는 방사능 프로파일의 특성을 제공하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 돌파 특성을 결정하기 위한 제1 사전 결정 준위는 용출 시작에 해당할 수 있거나, 또는 용출 시작 이후에 발생하는, 방사성 동위 원소 생성기 안으로 펌핑되는 용리액의 일부 시간 및/또는 부피를 측정하기 위해 이동시켜질 수 있다. 또한, 돌파 특성을 결정하기 위한 제2 사전 결정 준위는 피크 방사능이 발생한 시간 및/또는 부피에 해당할 수 있거나, 또는 피크 방사능이 발생하기 전 또는 후에 발생하는, 방사성 동위 원소 생성기 안으로 펌핑되는 용리액의 일부 시간 및/또는 부피를 측정하기 위해 이동시켜질 수 있다.

돌파를 나타내는 방사능 프로파일의 특성을 결정하기 위해, 방사능 프로파일 자체(예를 들어, 프로파일을 정하는 용출액의 측정된 방사능)를 누적 용출 시간 및/또는 방사성 동위 원소 생성기 안으로 펌핑된 용리액의 누적 부피의 함수로 분석할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 방사능 프로파일의 도함수, 예컨대 방사능 프로파일의 변화율에 상응하는 1차 도함수, 또는 1차 도함수의 변화율에 상응하는 2차 도함수가, 분석될 수 있다. 또한 추가적으로 또는 대안적으로, 2차보다 고차인 방사능 프로파일의 도함수도 단독으로 또는 방사능 프로파일 및/또는 이의 도함수와 조합하여 분석될 수 있다. 측정된 방사능 데이터 자체 대신에 방사능 프로파일을 정하는 측정된 방사능의 도함수를 분석함으로써 추가 정보 통찰력이 생기게 할 수 있다.

일 실시예에서, 방사성 동위 원소 생성기, 용출액 배관 라인, 방사능 검출기, 및 제어기를 포함하는 용출 시스템이 설명된다. 이 실시예는, 방사성 동위 원소 생성기가 용리액에 의한 용출 동안 딸 방사성 동위 원소를 함유하는 방사성 용출액을 방출하도록 구성되고, 딸 방사성 동위 원소는 방사성 동위 원소 생성기 내에 함유된 부모 방사성 동위 원소의 방사성 붕괴로부터 생성되는 것임을 명시한다. 용출액 배관 라인은 방사성 동위 원소 생성기와 유체 연통한다. 이 실시예는 또한, 방사성 용출액이 용출액 배관 라인을 통해 흐르는 동안 방사능 검출기가 방사성 용출액의 방사능을 검출하도록 배치된다는 것을 규정한다. 실시예에 따르면, 제어기는 방사능 검출기에 통신 가능하게 연결되고, 용출 동안 생성된 방사성 용출액의 방사능을 나타내는 데이터를 수신하여 용출 동안의 시간 및 용출 동안에 생성된 방사성 용출액의 부피 중 적어도 하나에 대한 방사성 용출액의 방사능 프로파일을 제공하도록 구성된다. 제어기는 또한, 부모 방사성 동위 원소의 방사성 용출액 안으로의 돌파를 나타내는 방사능 프로파일의 특성을 결정하도록 구성된다.

다른 실시예에서, 방사성 동위 원소 생성기, 용출액 배관 라인, 방사능 검출기, 및 제어기를 포함하는 용출 시스템이 설명된다. 이 실시예는, 방사성 동위 원소 생성기가 용리액에 의한 용출 동안 딸 방사성 동위 원소를 함유하는 방사성 용출액을 방출하도록 구성되고, 딸 방사성 동위 원소는 방사성 동위 원소 생성기 내에 함유된 부모 방사성 동위 원소의 방사성 붕괴로부터 생성되는 것임을 명시한다. 용출액 배관 라인은 방사성 동위 원소 생성기와 유체 연통한다. 이 실시예는 또한, 방사성 용출액이 용출액 배관 라인을 통해 흐르는 동안 방사능 검출기가 방사성 용출액의 방사능을 검출하도록 배치된다는 것을 규정한다. 실시예에 따르면, 제어기는 방사능 검출기에 통신 가능하게 연결되고, 용출 동안 생성된 방사성 용출액의 방사능을 나타내는 데이터를 수신하여 용출 동안의 시간 및 용출 동안에 생성된 방사성 용출액의 부피 중 적어도 하나에 대한 방사성 용출액의 방사능 프로파일을 제공하도록 구성된다. 이 실시예는 또한, 제어기가 부모 방사성 동위 원소의 방사성 용출액 안으로의 돌파를 나타내는 방사능 프로파일의 특성을 결정하고, 돌파를 나타내는 방사능 프로파일의 결정된 특성을 그 결정된 특성에 대한 돌파 역치와 비교한다. 이 실시예는, 결정된 특성이 돌파 역치를 초과하는 경우 제어기가 추가로 사용자 경고를 발행하고/하거나 환자 주입을 허용하지 않도록 구성된다는 것을 진술한다.

하나 이상의 실시예에 대한 세부 사항은 첨부된 도면 및 하기 설명에 기재된다. 그 밖의 다른 특징들, 목적들, 및 이점들은 상세한 설명, 도면, 청구범위로부터 명백해질 것이다.

도 1은 예시적인 방사성 의약품 전달 시스템을 예시하는 블록도이다.
도 2는 예시적인 방사성 동위 원소 생성기 시스템의 또 다른 예시적인 구성을 예시하는 블록도이다.
도 3은 환자에게 방사성 액체를 주입하기 위한 환자 주입 절차를 수행하는 데 사용될 수 있는 예시적인 기술의 흐름도이다.
도 4는 각각의 방사능 프로파일이 방사성 동위 원소 생성기에 있어서의 상이한 용출에 대응하는 복수의 예시적인 방사능 프로파일을 예시하는 플롯이다. 용출액의 방사능은 y축에 표시되고 각 용출에 걸친 누적 시간은 x축에 표시된다.
도 5는 예시적인 방사능 프로파일을 예시하는 플롯으로, 용출액의 방사능은 y축에 표시되고 각 용출에 걸친 누적 시간은 x축에 표시되는 플롯이다. 미가공 데이터의 1차 및 2차 도함수도 비교 예시를 위해 도 5에 표시된다.
도 6은 여러 날에 방사성 동위 원소 생성기에 의해 생성된 여러 용출들에 대한 방사능 프로파일 데이터의 플롯이다.
도 7은 도 6에 예시된 방사능 데이터의 1차 도함수의 플롯이다.
도 8은 경과 시간 값 대 누적 용출 부피의 플롯이다.

일반적으로, 본 발명의 일부 실시형태는 방사성 동위 원소 생성기의 용출을 통해 생성된 방사성 용출액에서 부모 방사성 동위 원소의 돌파를 조기 예측 검출하는 것에 관한 것이다. 돌발은 방사성 동위 원소 생성기의 용출을 통해 생성된 용출액에서 부모 동위 원소가 돌파에 해당하는 역치 - 이는 일반적으로는 용출액이 더 이상 환자에게 투여하는 것이 바람직하지 않은 것으로 간주되는 역치임 - 의 수준 또는 그 역치를 초과하는 수준에서 검출될 때 발생할 수 있다. 본 개시내용의 일부 실시예에 따르면, 방사성 동위 원소 생성기 시스템은 한 번 이상의 용출 동안 생성기 시스템에 의해 생성된 방사성 용출액의 방사능을 모니터링할 수 있다. 방사성 용출액의 방사능 프로파일의 하나 이상의 특성이 결정될 수 있고, 선택적으로, 그 하나 이상의 특성에 대한 돌파에 해당하는 역치와 비교될 수 있다. 예를 들어, 역치는 돌파가 발생했을 때의 값에 기초하여 설정될 수 있지만, 추가 안전 계수 또는 여유를 역치의 일부로서 포함할 수도 있다.

어느 경우든, 방사성 동위 원소 생성기 전달 시스템은, 선택적으로, 돌파에 해당하는 역치에 대한 방사능 프로파일의 특성의 현재 크기의 비교에 기초하여 다양한 조치를 취할 수 있다. 일례로, 방사성 동위 원소 생성기 전달 시스템은 사용자 경고를 발행할 수 있다. 사용자 경고는 생성기가 돌파에 도달했거나 접근하고 있음을 사용자에게 알릴 수 있다. 예를 들어, 사용자 경고는 돌파에 도달할 것으로 예상되기 전에 수행될 수 있는 추정 용출 횟수(및/또는 환자 투여 횟수)를 나타낼 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 방사성 동위 원소 생성기 시스템은 방사능 프로파일의 특성이 돌파가 발생했거나 발생할 가능성이 있다는 것을 나타내는 경우 환자 주입이 수행되지 않도록 하는 것과 같은 특정 조치가 취해지도록 컴퓨터 제어될 수 있다.

본원에 설명된 일부 예시적인 시스템 및 기술에 따르면, 방사성 동위 원소 생성기에 의해 생성된 용출액의 방사능(radioactive activity)을 추적하기 위해, 방사성 동위 원소 생성기에 의해 생성된 용출액을 모니터링한다. 또한, 용출액의 방사능이 측정되는 동안 경과된 시간(예를 들어, 용출 시작에서부터 용출 종료까지)을 추적할 수 있고/있거나 방사성 동위 원소 생성기 안으로 펌핑된 용리액의 부피(예를 들어, 방사성 동위 원소 생성기에 의해 생성된 용출액의 부피)는 방사능 용출액이 측정되는 기간 동안 측정되거나 아니면 결정될 수 있다. 이는 방사성 용출액에 대한 방사능 프로파일을 생성할 수 있게 하며, 여기서 프로파일은 추적된 시간 또는 부피에 대한 용출액의 측정된 방사능에 해당한다. 예를 들어 용출 시간 또는 용출 부피에 대한 방사능 프로파일의 변화율을 조사하기 위해, 프로파일의 도함수를 생성할 수도 있다. 어느 경우든, 방사능 생성기에 의해 생성된 용출액의 방사능에 해당하는, 시간 또는 부피에 대한 프로파일의 하나 이상의 특성을 결정할 수 있으며, 이러한 각 특성은 연속적인 용출 동안, 예를 들어 돌파가 관찰될 때까지, 변하는 값을 제공한다.

도 1은 생성에 의해 생성된 용출액의 방사능(radioactivity activity)을 (1) 용출에 걸쳐 발생하는 시간의 양, (2) 용출에 걸쳐 방사성 동위원소 생성기를 통해 펌핑된 용리액의 부피, 및/또는 (3) 용출에 걸쳐 방사성 동위원소 생성기에 의해 생성된 용출액의 부피와 함께 측정 및 추적할 수 있는 예시적인 방사성 동위 원소 생성기 시스템(10)을 도시하는 블록도이다. 이 실시예에서, 시스템(10)은 용리액 저장소(50), 용리액 펌프(40), 방사성 동위 원소 생성기(52), 폐기물 용기(54), 용출액 수용 용기(56), 제어기(80), 및 사용자 인터페이스(82)를 포함한다. 시스템(10)은 또한, 2개의 방사능 검출기, 즉 베타 검출기(58) 및 감마 검출기(60)를 사용하여 구현되는 것으로 예시된, 적어도 하나의 방사능 검출기를 포함한다. 하나 이상의 유체 배관 라인이 시스템(10)의 다양한 컴포넌트들을 함께 연결시킬 수 있다.

예를 들어, 도 1의 구성에서, 펌프(40)는 용리액 저장소(50)로부터 용리액을 받아서, 그 용리액을 가압하여, 가압된 용리액을 용리액 라인(62)으로 배출시킨다. 제1 전환 밸브(64)는 용리액의 흐름을 방사성 동위 원소 생성기 유입 라인(66) 및 방사성 동위 원소 생성기 우회 라인(68) 중 하나 쪽으로 제어한다. 방사성 동위 원소 생성기 우회 라인(68)을 통해 흐르는 용리액은 방사성 동위 원소 생성기(52)를 우회하여 주입 배관 라인(70)으로 직접 흐를 수 있다. 주입 배관 라인(70)은 용출액 수용 용기(56)(예를 들어, 품질 관리 절차 동안) 또는 환자 카테터(72)(예를 들어, 환자 주입 절차 동안)와 유체 연통할 수 있다. 제2 다방향 밸브(74)는, 방사성 동위 원소 생성기(52) 내에서 용출에 의해 생성되어 방사성 동위 원소 생성기 방출 라인(75)으로부터 받은 용출액의 흐름을 주입 배관 라인(70) 또는 폐기물 라인(76) 쪽으로 제어한다. 폐기물 라인(76)은 폐기물 용기(54)에 연결될 수 있다.

작동 중에, 방사성 동위 원소 생성기(52)는 방사성 동위 원소를 함유하는 용출액을 생성할 수 있다. 예를 들어, 방사성 동위 원소 생성기(52)는 산화 제2주석 또는 산화 주석과 같은 담지 물질에 결합된 스트론튬-82를 함유하는 스트론튬-루비듐 생성기일 수 있다. 루비듐-82는 스트론튬-82의 딸 붕괴 생성물이며 스트론튬보다 담지 물질에 덜 강하게 결합한다. 용리액 저장소(50)로부터의 가압된 용리액이 방사성 동위 원소 생성기를 통과함에 따라, 그 용리액은 루비듐-82를 방출하여 방사성 동위 원소 용출액이 생성되게 할 수 있다. 예를 들어, 용리액이 식염수(NaCl) 용액인 경우, 식염수 중의 나트륨 이온이 생성기에서 루비듐과 치환되어 루비듐-82 염화물 용액이 용출되게 할 수 있다.

다른 실시예에서, 방사성 동위 원소 생성기(52)는 루비듐-82 외에도 여러 유형의 붕괴 생성물들을 함유하는 용출액을 생성할 수 있다. 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 딸 붕괴 생성물의 유형은 생성기 담지 물질에 로딩된 방사성 동위 원소의 유형을 선택함으로써 제어될 수 있다. 방사성 동위 원소 생성기(52)로서 사용될 수 있는 방사성 동위 원소 생성기의 예시 유형은 ⁹⁹Mo/^99mTc(부모 몰리브덴-99가 담지 물질에 결합되어 딸 붕괴 생성물 테크네튬-99m가 생성됨); ⁹⁰Sr/⁹⁰Y(부모 스트론튬-90이 담지 물질에 결합되어 딸 붕괴 생성물 이트륨-90이 생성됨); ¹⁸⁸W/¹⁸⁸Re(부모 텅스텐-188이 담지 물질에 결합되어 딸 붕괴 생성물 레늄-188이 생성됨); 및 ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga(부모 게르마늄-68이 담지 물질에 결합되어 딸 붕괴 생성물 갈륨-68이 생성됨)를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 방사성 동위 원소 생성기(52)로 사용될 수 있는 또 다른 부모-딸 쌍은 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; ¹⁹¹Os/^191mIr; ¹⁹⁴Os/¹⁹⁴Ir; ²²⁶Ra/²²²Rn; 및 ²²⁵Ac/²¹³Bi를 포함한다.

시스템(10)에서 용출을 통해 생성된 방사성 용출액 중의 하나 이상의 방사성 동위 원소의 방사능을 측정하기 위해, 시스템은 방사성 용출액에 의해 생성된 각기 다른 방사성 방출물들을 받아서 측정하도록 구성된 하나 이상의 방사능 검출기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 예에 도시된 바와 같이, 시스템(10)은 베타 검출기(58) 및 감마 검출기(60)를 포함할 수 있다. 베타 검출기(58)는 방사성 동위 원소 생성기(52)의 하류에 배치되어서 방사성 동위 원소 생성기에 의해 생성된 방사성 용출액에 의해 방출되는 베타 방출물을 측정할 수 있다. 감마 검출기(60)도 또한 방사성 동위 원소 생성기(52)의 하류에 배치되어서 방사성 동위 원소 생성기에 의해 생성된 방사성 용출액에 의해 방출되는 감마 방출물을 측정할 수 있다. 다른 구성에서, 시스템(10)은 단일 검출기 또는 단일 유형의 검출기(예를 들어, 하나 또는 다수의 베타 검출기, 또는 하나 또는 다수의 감마 검출기)만을 포함할 수 있다.

베타 검출기(58) 및 감마 검출기(60)의 특정 위치는 다양할 수 있다. 그러나, 도 1의 예에서, 베타 검출기(58)는 방사성 동위 원소 생성기(52)의 출구와 방사성 동위 원소 생성기로부터 유체 경로를 따라 폐기물 용기(54) 및 주입 배관(70)의 상류에 있는 제2 다방향 밸브(74) 사이에 배치된다. 대조적으로, 감마 검출기(60)는 방사성 동위 원소 생성기(52)의 출구 및 베타 검출기(58)의 하류에 배치된다. 예를 들어, 감마 검출기(60)는 주입 배관(70)의 유체 경로를 따라 제2 다방향 밸브(74)의 하류에 배치될 수 있다.

작동 시, 베타 검출기(58)는 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성되어 그 생성기로부터 방출되는 방사성 용출액에 의해 방출되는 베타 방출물을 측정할 수 있다. 일부 실시예에서, 베타 검출기(58)는 방출 라인에 존재하는 방사성 용출액으로부터 방출되는 베타 방출물을 검출할 수 있도록 방사성 동위 원소 생성기 방출 라인(75)에 근접하게 배치된다. 방사성 용출액은 방사성 동위 원소 생성기 방출 라인(75)을 통해 주입 배관(70) 및/또는 폐기물 라인(76) 쪽으로 흐를 수 있다. 대안적으로, 방사성 용출액은 방사성 동위 원소 생성기 방출 라인(75)에 공급되어 정적(비유동) 상태로 유지될 수 있으며, 그 동안 베타 검출기(58)는 그 방사성 용출액으로부터 방출되는 베타 방출물을 측정한다. 또 다른 구성에서, 용출액 수용 저장소는 예를 들어 추가 다방향 밸브를 통해 방사성 동위 원소 생성기 방출 라인(75)과 유체 연통하게 제공될 수 있으며, 베타 검출기(58)는 용출액 수용 저장소에 공급되는 방사성 용출액으로부터 베타 방출물을 측정하도록 배치될 수 있다. 어떤 구성에서도, 베타 검출기(58)는, 방사성 용출액에 존재하는 하나 이상의 방사성 동위 원소를 검출 및/또는 정량화하기 위해, 생성기에 의해 생성된 방사성 용출액으로부터 베타 방출물을 측정할 수 있다.

시스템(10)은 또한 감마 검출기(60)도 포함한다. 작동 시, 감마 검출기(60)는 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성되어 그 생성기로부터 방출되는 방사성 용출액에 의해 방출되는 감마 방출물을 측정할 수 있다. 예를 들어, 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 방사성 용출액은 방사성 동위 원소 생성기 방출 라인(75), 전환 밸브(74), 주입 배관(70)을 통해 배출되어 용출액 수용 용기(56)로 공급될 수 있다. 감마 검출기(60)는 수용 용기로 전달되는 방사성 용출액의 일부에 의해 방출되는 감마 방출물을 검출하도록 하기 위해 용출액 수용 용기(56)에 근접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 임상의는 방사성 용출액을 수용 용기로 공급하기 위해 주입 배관(70)의 출구를 용출액 수용 용기(56)의 입구에 부착시킬 수 있다. 용출액 수용 용기(56)에 공급되는 방사성 용출액이 생성되도록 펌프(40)를 후속하여 제어할 때, 감마 검출기(60)는 그 방사성 용출액에 의해 방출되는 감마 방출물을 측정할 수 있다.

도 1은 감마 검출기(60)에 대한 하나의 예시적인 위치를 예시하고 있지만, 다른 위치도 사용될 수 있다. 예를 들어, 감마 검출기(60)는 방사성 동위 원소 생성기 방출 라인(75) 및/또는 주입 배관(70)과 같은 방사성 동위 원소 생성기(52)의 하류에 있는 배관 라인에 근접하게 배치될 수 있다. 이러한 예에서, 감마 검출기는 배관 라인을 통해 흐르는 방사성 용출액 또는 배관 라인 내에 유지된 방사성 용출액의 정적(비유동) 부분에 의해 방출되는 감마 방출물을 측정할 수 있다. 시스템(10) 내의 감마 검출기의 특정 위치와 무관하게, 감마 검출기(60)는, 방사성 용출액에 존재하는 하나 이상의 방사성 동위 원소를 검출 및/또는 정량화하기 위해, 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 방사성 용출액으로부터 감마 방출물을 측정할 수 있다.

예를 들어, 감마 검출기(60)에 의해 측정된 감마 방출물은 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 방사성 용출액 중의 하나 이상의 오염 방사성 동위 원소를 검출 및/또는 정량화하는 데 사용될 수 있는 반면, 베타 검출기(58)에 의해 측정된 베타 방출물은 환자 주입을 목표로 하는 방사성 용출액 중의 하나 이상의 방사성 동위 원소를 검출 및/또는 정량화하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 베타 검출기(58)는 방사성 동위 원소 생성기 방출 라인(75)을 통해 용출액 수용 용기(56) 쪽으로 흐르는 방사성 용출액으로부터 베타 방출물을 측정한다. 방사성 용출액이 베타 검출기(58)를 통과하여 용출액 수용 용기(56)를 부분적으로 또는 완전히 채우면, 감마 검출기(60)는 용출액 수용 용기에 공급된 방사성 용출액의 해당 부분으로부터 감마 방출물을 측정할 수 있다. 이러한 적용례에서, 감마 검출기(60)는 방사성 용출액이 용출액 수용 용기(56) 쪽으로 흘러 갈 때 베타 검출기(58)에 의해 검출되는 베타 방출물도 방출하는 방사성 용출액의 일부로부터 감마 방출물을 측정할 수 있다. 다른 작동 구성에서, 베타 검출기(58)와 감마 검출기(60)는 방사성 용출액의 동일한 부분 또는 부피로부터 방사성 방출물을 측정하지 않고 방사성 용출액의 각기 다른 부분들로부터 방사성 방출물을 측정할 수 있다.

도 1의 실시예에서의 방사성 동위 원소 생성기 시스템(10)은 또한 제어기(80)를 포함한다. 제어기(80)는 통신 가능하게 연결된 컴포넌트들과 당해 제어기(80) 사이에서 전자 제어 신호 및 정보를 송수신할 수 있도록 하기 위해 다양한 펌프(들), 밸브들, 및 베타 검출기(58) 및 감마 검출기(60)를 포함한 시스템(10)의 기타 컴포넌트들에 (예를 들어, 유선 또는 무선 연결을 통해) 통신 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 제어기(80)는 검출기에 의해 검출된 베타 방출물의 규모를 나타내는, 베타 검출기(58)에 의해 생성된 데이터를 수신할 수 있다. 제어기(80)는 검출기에 의해 검출된 감마 방출물의 양 및 유형(예를 들어, 스펙트럼 분포)을 나타내는, 감마 검출기(60)에 의해 생성된 데이터도 또한 수신할 수 있다. 제어기(80)는 베타 검출기(58) 및 감마 검출기(60)가 각각 베타 방출물 및 감마 방출물을 검출한 용출액 중의 여러 방사성 동위 원소들의 방사능을 결정하기 위해 데이터를 추가로 처리할 수 있다. 제어기(80)는 또한 환자 투여 절차의 시작 및 제어하는 것, 시스템의 다양한 밸브들 및 펌프(들)에 대한 제어하는 것, 베타 검출기(58) 및 감마 검출기(60)로부터의 신호를 수신 및 처리하는 것 등을 포함하여 방사성 동위 원소 생성기 시스템(10)의 전체 작동을 관리할 수 있다.

작동 시, 베타 검출기(58)는 이 검출기에 면하여 위치된 방사성 용출액으로부터 방사되는 베타 방출물을 검출할 수 있다. 베타 검출기(58)는 베타 방출물 신호를 검출하고 처리하기 위한 다양한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 일부 구성에서, 베타 검출기(58)는 PIN 광다이오드와 같은 고체 상태 검출기 소자를 사용하여 구현된다. 이러한 구성에서, 고체 상태 검출기 소자는 충돌하는 방사성 에너지를 검출기의 반도체 물질에서 전자로 직접 변환시킬 수 있다. 그 다음 전자가 사용 가능한 신호로 증폭될 수 있다(예를 들어, 제어기(80)에 의해 수신됨). 일부 실시예에서, 베타 검출기(58)는 충돌하는 방사성 에너지를 광 펄스로 변환하는 - 이는 광전자 증폭기 튜브 또는 애벌랜치 광다이오드(avalanche photodiode)와 같은 부착된 광자-전자 변환기에 의해 포착됨 - 신틸레이터를 포함한다. 신틸레이터의 선택은 감도와 카운트 성능을 결정할 수 있다. 예를 들어, 베타 검출기(58)는 높은 감도 및 높은 카운트 성능이 요구될 때 플라스틱 신틸레이터를 사용하여 구현될 수 있다.

작동 동안, 감마 검출기(60)는 이 검출기에 근접하게 위치된, 예를 들어 용출액 수용 용기(56)에 정적으로 위치된, 용출액의 일부로부터 방사되고/되거나 감마 검출기의 전방에 위치된 배관 라인을 통해 흐르는 감마선 방출을 검출할 수 있다. 감마 검출기(60)는 펄스 분류기(예를 들어, 다중 채널 분석기), 증폭기, 속도계, 피크 위치 안정기 등과 같은 감마선 방사 신호를 검출하고 처리하기 위한 다양한 여러 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 감마 검출기는 섬광 검출기를 포함한다. 다른 실시예에서, 감마 검출기는 고체 반도체 검출기를 포함한다.

검출기(60)를 위해 선택된 특정 유형의 감마 검출기는, 예를 들어 검출기의 필요한 분해능, 시스템에서 검출기를 실제로 구현하기 위한 물리적 요건(예를 들어, 냉각 요건), 검출기를 조작하는 사람의 예상되는 복잡성 등과 같은 다양한 인자들에 따라 달라질 수 있다. 일부 적용례에서, 감마 검출기(60)는 비이온 챔버형 감마 검출기(예를 들어, 감마 방출물을 측정하지만 이온 챔버를 포함하지 않는 검출기)이다. 일부 적용례에서, 감마 검출기(60)는 비교적 저분해능 알칼리 할로겐화물(예를 들어, NaI, CsI) 또는 비스무트 게르마네이트(예를 들어, Bi4Ge3O12 또는 BGO)와 같은 신틸레이터 유형 검출기이다. 다른 적용례에서, 감마 검출기(60)는 더 높은 Z 금속 핵종을 포함한다. 일례는 루테튬 옥시오르토실리케이트, Lu2(SiO4)O(Ce), 또는 LSO인데, 이는 BGO보다 분해능이 약간 더 우수하지만 비교적 높은 고유 방사선으로 인해 적용 가능성이 제한적일 수 있다. 다른 예로서, 감마 검출기(60)는 LaCl3(Ce) 또는 LaBr3(Ce)와 같은 세륨 도핑된 란탄일 수 있다.

다른 적용례에서, 감마 검출기(60)는 평면형 게르마늄 검출기와 같은 고체 상태 반도체형 검출기이다. 예를 들어, 다른 예로서, 감마 검출기(60)는 카드뮴-텔루라이드 또는 카드뮴-아연-텔루라이드 반도체 검출기와 같은 고체 상태 반도체형 텔루라이드 검출기일 수 있다. 감마 검출기(60)는 실온(대기 온도)에서 작동될 수 있거나, 검출기의 해상도를 증가시키기 위해 (예를 들어, 방사성 동위 원소 생성기 시스템(10)에 통합된 냉각 장치에 의해) 실온 아래로 냉각될 수 있다.

감마 검출기(60)는 감마선 분광법 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 검출기는 검출기 볼륨 내에서 감마 상호 작용이 발생하기를 기다리는 수동 물질을 포함할 수 있다. 예시적인 상호 작용은 광전 효과, 콤프턴(Compton) 효과, 및 쌍 생성일 수 있다. 감마선이 예를 들어 콤프턴 상호 작용 또는 쌍 생성을 겪을 때, 에너지의 일부가 흡수되지 않고 검출기 볼륨에서 빠져나가고, 그에 따라 스펙트럼의 배경 속도가 1카운트 증가한다. 이 카운트는 감마선의 전체 에너지에 해당하는 채널 아래의 채널에서 나타날 수 있다.

감마 검출기(60)에 의해 생성된 전압 펄스는 검출기와 연관된 다중 채널 분석기에 의해 형성될 수 있다. 다중 채널 분석기는 검출기에 의해 생성된 작은 전압 신호를 취해서 그 신호를 가우스 또는 사다리꼴 모양으로 변형한 다음 디지털 신호로 변환시킬 수 있다. 다중 채널 분석기에 의해 제공되는 채널의 수는 다를 수 있지만, 일부 실시예에서는 512, 1024, 2048, 4096, 8192, 또는 16384개 채널 중 한 가지로 선택된다. 채널 수의 선택은 시스템의 분해능, 검토하는 에너지 범위, 및 시스템의 처리 능력에 따라 달라질 수 있다.

감마선 방출을 검출한 것에 응답하여 감마선 검출기(60)에 의해 생성된 데이터는 피크를 포함하는 감마선 스펙트럼의 형태일 수 있다. 피크는 분석 중인 용출액 샘플 내에서 각기 다른 동위 원소들에 의해 방출되는 각기 다른 에너지 준위에 해당할 수 있다. 이러한 피크는 광학 분광법과 유사하게 라인이라고 칭하기도 한다. 피크의 폭은 검출기의 분해능에 의해 결정될 수 있는데, 여기서 피크의 수평 위치는 감마선의 에너지이고 피크의 면적은 감마선의 강도 및/또는 검출기의 효율 및 감도에 의해 결정된다.

작동 중에, 제어기(80)는 베타 검출기(58) 및/또는 감마 검출기(60)에 의해 생성된 것으로서 각각의 검출기에 의해 검출된 베타 방출물 및 감마 방출물을 나타내는 데이터를 수신할 수 있다. 제어기(80)는 그 데이터를 처리하여, 베타 검출기(58) 및/또는 감마 검출기(60)가 각각 베타 방출물 및/또는 감마 방출물을 검출해낸 방사성 용출액 중의 하나 이상의 방사성 동위 원소들의 방사능을 결정할 수 있다. 제어기(80)는 하나 이상의 방사성 동위 원소들의 결정된 방사능에 기초하여 시스템(10)의 작동을 관리할 수 있다. 예를 들어, 제어기(80)는 방사능 프로파일에 대한 돌파 특성을 결정하기 위해 베타 검출기(58) 및/또는 감마 검출기(60)에 의해 측정된 방사능을 이용할 수 있다.

시스템(10)은 환자 주입 모드 및 품질 관리 모드를 포함하는 다수의 여러 가지 모드에서 작동할 수 있다. 환자 주입 절차 동안 주입 배관 회로(예를 들어, 주입 배관(70))가 방사성 동위 원소 생성기의 출구를 환자 카테터에 연결시킬 수 있다. 주입 배관 회로는 용출액이 주입 배관 회로를 통해 흐름에 따라 용출액이 베타 검출기를 통과하도록 베타 검출기 근처에 배치될 수 있다. 용출액에 의해 방출되는 베타 방출물은 베타 검출기에 의해 검출될 수 있으며, 이러한 베타 방출물과 관련된 방사성 동위 원소의 방사능이 결정될 수 있다.

반면에, 품질 관리 절차 동안, 방사성 동위 원소 생성기의 출구와 유체 연통하는 주입 배관 라인(예들 들어, 주입 배관(70))을 환자 카테터 대신에 용출액 수용 용기에 부착시킬 수 있다. 이 품질 관리 절차 중에, 방사성 동위 원소 생성기는 배관 라인을 통해 유동하여 베타 검출기를 지나서 용출액 수용 용기 안으로 유입되는 방사성 용출액을 생성할 수 있다. 베타 검출기는, 예를 들어 방사성 용출액 중의 루비듐-82의 방사능 준위를 결정하기 위해, 방사성 용출액이 주입 배관을 통해 유동할 때 그 방사성 용출액으로부터의 베타 방출물을 측정할 수 있다. 감마 검출기는, 예를 들어 용출액 중의 스트론튬-82, 스트론튬-85와 같은 관심 대상 방사성 동위 원소(예를 들어, 부모 방사성 동위 원소) 및/또는 기타 오염 물질의 방사능 준위를 결정하기 위해, 용출액 수용 용기 내의 용출액으로부터 감마 방출물을 받을 수 있다.

예를 들어, 방사성 동위 원소 생성기(52)가 스트론튬-루비듐 방사성 동위 원소 생성기를 사용하여 구현된 때, 제어기(80)는 방사성 동위 원소 생성기 방출 라인(75)을 통해 흐르는 방사성 용출액으로부터 측정된 베타 방출물을 나타내는, 베타 검출기(58)로부터의 데이터를 수신할 수 있다. 제어기(80)는 베타 검출기(58)에 의해 측정된 베타 방출물과 다른 방사성 동위 원소를 분석할 수는 없지만, 대신에 이러한 모든 베타 방출물이 방사성 용출액에 존재하는 방사성 루비듐-82에 기인하는 것이라고 추정하도록 프로그래밍될 수 있는데, 그 이유는 루비듐은 지배적으로 존재하는 방사성 핵종(radioactive species)일 것으로 예상되기 때문이다. 따라서, 제어기(80)는 메모리에 저장된 데이터를 참조하여서, 방사성 동위 원소 생성기(52)로부터 공급된 방사성 용출액에 존재하는 루비듐의 방사능을 베타 검출기(58)에 의해 측정된 베타 방출물의 누적 규모에 기초하여 결정할 수 있다.

제어기(80)는 용출액 수용 용기(56)에 공급되고/되거나 배관 라인(용출액의 흐르는 부분으로부터의 감마 방출물을 측정하는 데 감마 검출기(60)가 사용되는 구현예에서)을 통해 흐르는 방사성 용출액의 일부로부터 측정된 감마 방출물을 나타내는, 감마 검출기(60)로부터의 그와 같은 예시적 데이터를 추가로 수신할 수 있다. 제어기(80)는 감마 검출기로부터 수신된 데이터에 기초하여, 방사성 용출액에 존재하는 하나 이상의 다른 방사성 동위 원소들의 핵종 및/또는 이들 핵종의 방사능 준위를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어기(80)는 감마 검출기(60)에 의해 검출된 감마 방출물의 양 및 유형(예를 들어, 스펙트럼 분포)에 기초하여, 방사성 용출액에 존재하는 방사성 동위 원소들의 핵종 및/또는 그러한 방사성 동위 원소들의 방사능을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어기(80)는 방사성 용출액 중에, 환자 주입 절차를 위한 것으로 의도되어 있는 루비듐-82 방사성 동위 원소에 오염 물질이 될 수 있는 스트론튬-82 및/또는 스트론튬-85가 존재한다면, 그 존재하는 것들의 방사능을 결정할 수 있다. 제어기(80)는 방사성 용출액에 존재하는 모든 방사성 동위 원소의 방출물에 기초하여 방사성 용출액에 대한 총 또는 누적 방사능을 결정할 수 있다.

방사성 용출액의 방사능이 베타 검출기(58), 감마 검출기(60), 및/또는 이들의 조합을 사용하여 측정되는지 여부와 무관하게, 제어기(80)는 방사성 용출액의 측정된 방사능을 나타내는 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는 제어시와 연관된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장될 수 있다. 방사능은 하나 이상의 값의 형태로 저장될 수 있고, 제어기(80)에 의해 사용 가능한 표 또는 기타 데이터 구조로 저장될 수 있다. 제어기(80)는 용출 동안 방사능 측정치를 나타내는 값을 저장하면서 방사성 용출액의 방사능을 (예를 들어, 방사성 용출액이 용출액 배관 라인을 통해 흐르기 시작해서 방사능 검출기로 측정되는 때인 용출 시작에서부터 방사성 용출액이 용출액 배관 라인을 통한 흐름을 멈출 때인 용출 종료까지) 추적할 수 있다. 제어기(80)는 한 번의 용출에 걸쳐 또는 다수의 용출(예를 들어, 방사성 동위 원소 생성기의 모든 용출)에 걸쳐 방사성 용출액의 방사능을 추적할 수 있다.

제어기(80)는 또한, 각 용출 동안 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 펌핑된 용출액의 누적 부피 및/또는 각 용출 동안 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 용출액의 누적 부피를 추적할 수 있다. 일반적으로, 방사성 동위 원소 생성기(52)에 도입된 용리액의 부피는 생성기에 의해 생성된 용출액의 부피와 같다. 따라서, 제어기(80)는 용출액 자체를 추적하고/하거나 방사성 동위 원소 생성기에 공급된 용리액의 양을 추적함으로써, 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 방사성 용출액의 누적 부피를 추적할 수 있고, 이에 따라, 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 방사성 용출액의 부피를 도출할 수 있다.

일부 실시예에서, 시스템(10)은 생성기(52)로 도입된 용리액 및/또는 생성기로부터 배출되는 용출액의 부피를 측정하는 하나 이상의 부피 센서(예를 들어, 유량 센서)를 포함한다. 제어기(80)는 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 용출액의 부피를 나타내는 하나 이상의 부피 센서로부터 신호를 수신할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어기(80)는 펌프(40)에 의해 펌핑되는 용리액의 부피를 나타내는 정보를 수신할 수 있고, 그에 이어, 생성기(52) 안으로 펌핑된 용리액의 부피 및/또는 생성기에 의해 생성된 용출액의 부피에 관한 데이터를 제공한다.

펌프(40)는, 예를 들어 펌프를 구동하는 모터와 함께, 주사기 펌프, 연동 펌프, 피스톤 펌프, 혹은 또 다른 유체 이송 장치로서 구현될 수 있다. 제어기(80)는 펌프(40)의 위치를 모니터링하는 (그에 따라서 위치에 기초하여 펌프에 의해 전달될 것으로 예상되는 상응하는 부피를 모니터링하는) 변위 센서와, 펌프(40)의 모터에 의해 인출된 전력(예를 들어, 전류)의 양을 모니터링하는 (그에 따라서 전력에 기초하여 펌프에 의해 전달될 것으로 예상되는 상응하는 부피를 모니터링하는)센서로부터 신호를 수신할 수 있고/있거나, 펌프(40)에 의해 방사성 동위 원소 생성기(52) 안으로 그리고 그를 통해서 이동하는 유체의 부피에 관한 기타 정보를 수신할 수 있다.

제어기(80)는 방사성 동위 원소 생성기(52) 안으로 펌핑된 용리액의 누적 부피 및/또는 각 용출 동안 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 용출액의 누적 부피를 추적하되, 상기 부피를 나타내는 하나 이상의 값을 제어기와 연관된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장함으로써, 추적할 수 있다. 제어기(80)는 각 용출 동안 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 용출액의 합계 또는 총 부피를 생성함으로써 누적 부피를 추적할 수 있다(예를 들어, 여기서, 각 용출은 용출 시작 시 0인 부피에서 시작하여 용출 종료 시 최종 부피에 이른다). 부피는 하나 이상의 값의 형태로 저장될 수 있고, 제어기(80)에 의해 사용 가능한 표 또는 기타 데이터 구조로 저장될 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 제어기(80)는 방사성 동위 원소 생성기(52)의 각각의 용출 동안 용출이 일어나는 누적 시간을 추적할 수 있다. 시스템(10)은 시계 또는 다른 시간 측정 기기를 포함하거나 그에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 제어기(80)는 각 용출이 시작될 때 타임스탬프를 생성하고 각 용출이 끝날 때 타임스탬프를 생성하여 용출 과정에 걸친 누적 시간량이 계산되도록 할 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 제어기(80)는 용출 과정에 걸쳐 시간이 증가함에 따라 점증적으로 증가하는 카운터를 용출 시작 시에 시작하고 그 카운터를 용출 종료 시에 종료할 수 있다. 제어기(80)는 시간을 나타내는 하나 이상의 값을 제어기와 연관된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장함으로써 각 용출 동안에 경과하는 시간의 양을 추적할 수 있다. 시간은 하나 이상의 값의 형태로 저장될 수 있고, 제어기(80)에 의해 사용 가능한 표 또는 기타 데이터 구조로 저장될 수 있다.

위에서 간략히 논의된 바와 같이, 방사성 동위 원소 생성기(52)는 하나 이상의 방사성 동위 원소를 원치 않는(예를 들어, 환자에게 임상 사용을 위해 주사하도록 표적화되지 않는) 용출액 속으로 방출할 수 있다. 용출액 속으로 방출된 이러한 하나 이상의 원치 않는 방사성 동위 원소의 방사능은 방사성 동위 원소 생성기(52)의 작동 수명에 걸쳐 증가할 수 있다. 처음에는, 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 용출액 중의 원치 않는 방사성 동위 원소의 방사능은 생성기에 의해 생성된 용출액이 인간 환자에게 도입시키기에 적합할 정도로 충분히 낮을 수 있다. 연속적인 용출들이 있는 연속적 서비스에 걸쳐, 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 용출액 중의 원치 않는 방사성 동위 원소의 방사능이 환자에게 도입시키기에 부적합한 준위까지 증가할 수 있다. 이 준위를 돌파라고 지칭할 수 있다.

방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 용출액 중의 원치 않는 방사성 동위 원소(들)의 방사능 준위가 환자에게 주사하기에 부적합한 준위에 도달(예를 들어, 동일 및/또는 초과)한 특정 역치(들)는, 예를 들어 사용되는 생성기의 유형에 따라, 달라질 수 있다. 스트론튬-82를 포함하는 방사성 동위 원소 생성기로부터 방사성 루비듐-82를 생성하는 Sr-82/Rb-82 방사성 동위 원소 생성기의 경우, 역치는 Rb-82의 밀리큐리 당 0.05 μCi 미만, 예컨대 Rb-82 밀리큐리 당 0.02 μCi 미만, Rb-82 밀리큐리 당 약 0.02 μCi, Rb-82 밀리큐리 당 0.01 μCi 미만, 또는 Rb-82 밀리큐리 당 약 0.01 μCi의 Sr-82 준위일 수 있다. 예를 들어, 상기 역치는 0.02 μCi 미만의 스트론튬-82 방사능, 예컨대 0.002 μCi 내지 0.02 μCi의 스트론튬-82 방사능, 또는 0.01의 스트론튬-82 방사능일 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 상기 역치는 Rb-82의 밀리큐리 당 0.5 μCi, 예컨대 Rb-82 밀리큐리 당 0.2 μCi 미만, Rb-82 밀리큐리 당 약 0.2 μCi, Rb-82 밀리큐리 당 0.1 μCi 미만, 또는 Rb-82 밀리큐리 당 약 0.1 μCi의 Sr-85 준위일 수 있다. 임의의 역치가 제어기(80)와 연관된 메모리에 저장될 수 있다.

제어기(80)는 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 방사능 용출액의 방사능 프로파일 분석에 기초하여, 방사성 동위 원소 생성기 시스템(10)에 의해 생성된 방사성 용출액에서 부모 방사성 동위 원소의 돌파를 나타내는 하나 이상의 특성을 결정할 수 있다. 딸 동위 원소의 방사능에는 방사성 용출액의 방사능이 크게 또는 전적으로 기인되지만, 특히 방사성 동위 원소 생성기가 돌파에 가깝거나 돌파를 지난 때에는, 부모 방사성 동위 원소에는 아주 적은 양의 방사능도 기인될 수 있다는 것이 이해된다. 용출 동안 제어기(80)에 의해 추적된 방사성 용출액의 방사능 측정 정보는 용출 동안 제어기에 의해 또한 추적된 대응하는 시간 정보 및/또는 부피 정보와 상관될 수 있다. 이는 방사성 용출액에 대한 방사능 프로파일에, 예를 들어, 하나의 좌표를 제공하는, 방사성 용출액의 측정된 방사능과, 데카르트 좌표계 내에서 2-좌표 데이터 포인트를 산출하는 제2 좌표를 제공하는, 대응하는 시간 또는 부피를, 제공할 수 있다. 방사능 프로파일은 그래프의 x축에 표시된 해당 시간 또는 부피 데이터와 함께 그래프의 y축에 추적된 방사능을 표시함으로써 정의될 수 있다.

도 4는 각각의 방사능 프로파일이 방사성 동위 원소 생성기에 있어서의 상이한 용출에 대응하는 복수의 예시적인 방사능 프로파일을 예시하는 플롯이다. 이 실시예에서, 용출액의 방사능은 y축에 표시되고 각 용출에 걸친 누적 시간은 x축에 표시된다. 이 실시예는 연속적 용출들에 걸친 용출 과정에서 더 조기에(예시된 그래프의 왼쪽으로) 이동한 피크 방사능을 예시한다.

제어기(80)는 초기 용출에서부터 돌파가 발생할 때의 용출까지의 방사능 프로파일의 모양 변화를 나타내는 하나 이상의 특성을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 제어기(80)는 용출 시작(예를 들어, 방사능 프로파일에 대한 0 시간 또는 부피)과 피크 방사능 사이의 경과 시간 및/또는 경과 부피이다. 피크 방사능은 시간이 지남에 따라 그리고/또는 연속적인 용출들에 따라 이동 - 방사성 동위 원소 생성기 시스템의 구성 및 특성 여하에 따라 용출 초기에 혹은 용출 후기에 피크에 도달 - 하기 때문에, 피크 방사능이 관찰될 때까지 지나는 시간 및/또는 부피의 양이 돌파를 나타내는 특성으로 사용될 수 있다.

추가로 또는 대안적으로, 제어기(80)는 방사능 프로파일의 임의의 두 준위 또는 지점 사이의 경과 시간 및/또는 경과 부피를 결정하여 (예를 들어, 두 지점 사이의 경과 시간 및/또는 경과 부피가 생성기를 사용한 첫 번째 용출에서부터 돌파가 발생한 때의 후속 용출까지 변하는 경우에는) 돌파를 나타내는 방사능 프로파일의 특성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어기(80)는 용출 동안 경과된 시간의 양 및/또는 방사성 용출액이 제1 사전 결정 방사능 준위에 있을 때와 방사능이 제2 사전 결정 방사능 준위에 있을 때 사이에 방사성 동위 원소 생성기(52) 안으로 펌핑되거나 생성기로부터 용출된 부피의 양을 결정할 수 있다. 제1 사전 결정 준위는 용출의 시작에 대응하는 0인 값 또는 0이 아닌 값일 수 있거나, 용출이 시작된 후에 발생하는 다른 값일 수 있다.

제2 사전 결정 준위는 피크(최대) 방사능 준위일 수 있거나 다른 사전 결정 준위일 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 제2 사전 결정 값은 피크 값의 백분율일 수 있다. 예를 들어, 제2 사전 결정 준위는 피크 값의 약 10% 내지 피크 값의 약 90%의 범위, 예컨대 피크 값의 약 20% 내지 피크 값의 약 80% 범위, 피크 값의 약 25% 내지 피크 값의 약 70%의 범위, 또는 피크 값의 약 30% 내지 피크 값의 약 50%의 범위 내에 속하는 값일 수 있다. 구체적인 실시예로서, 제2 사전 결정 준위는 피크 값의 약 10%, 피크 값의 약 20%, 피크 값의 약 30%, 피크 값의 약 40%, 피크 값의 약 50%, 피크 값의 약 60%, 피크 값의 약 70%, 피크 값의 약 80%, 또는 피크 값의 약 90%일 수 있다.

제어기(80)는 방사성 용출액의 측정된 방사능에 의해 정해진 방사능 프로파일을 분석할 수 있고/있거나 용출 시간 또는 용출 부피에 걸친 방사성 용출액의 방사능에 대한 도함수에 의해 정해진 방사능 프로파일을 분석할 수 있다. 예를 들어, 제어기(80)는 시간 또는 부피에 걸친 방사성 용출액의 방사능의 제1 도함수를 결정할 수 있고/있거나 시간 또는 부피에 걸친 방사성 용출액의 방사능의 제2 도함수를 결정할 수 있다.

도 5는 예시적인 방사능 프로파일을 예시하는 플롯으로, 용출액의 방사능은 y축에 표시되고 각 용출에 걸친 누적 시간은 x축에 표시되는 플롯이다. 미가공 데이터의 1차 및 2차 도함수도 비교 예시를 위해 도 5에 표시된다.

제어기(80)가 돌파를 나타내는 방사능 프로파일의 특성을 결정하고 방사능 프로파일이 측정된 방사능 자체의 도함수를 나타내는 경우, 경과 시간 및/또는 경과 부피가 측정되는 사전 결정 준위들은 측정된 방사능 값들 자체를 분석할 때와 비교하여 달라질 수 있다. 예를 들어, 제어기(80)가 경과 시간 및/또는 경과 부피를 결정하는 경우들 사이의 제1 및 제2 사전 결정 준위는 방사능에 대한 절대값보다는 방사능의 사전 결정 변화율에 대응할 수 있다.

제어기(80)가 돌파를 나타내는 경과 시간 및/또는 경과 부피 특성을 결정하기 위해 사용하는 특정의 사전 결정 준위와 무관하게, 하나 이상의 준위는 제어기와 연관된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장될 수 있다. 사전 결정 준위는 사용자에 의해 사용자 인터페이스를 통해 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장될 수 있다.

일부 실시예에서, 제어기(80)는 방사능 프로파일에 대해 결정된 특성을 비교하거나, 또는 특성에 대한 돌파 역치를 나타내는, 방사능 프로파일의 도함수를 비교한다. 특성에 대한 돌파 역치는 돌파가 관찰될 때까지 연속적인 횟수의 용출 동안 방사성 동위 원소 생성기(52)(또는, 보다 실제적으로는, 현장에 배치된 것과 유사하게 구성된 방사성 동위 원소 생성기)를 작동시킴으로써 결정될 수 있다. 이러한 테스트 동안 방사성 동위 원소 생성기에 대한 방사능 프로파일을 생성하고 분석하여 각각의 연속적인 용출 동안 관심 대상 특성 또는 특성들 값을 결정할 수 있다. 돌파가 검출되면 해당 용출에 대해 측정된 방사능 프로파일에 해당하는 특성의 값을 유사하게 구성된 시스템에서 돌파 역치로 사용할 수 있다. 일부 구현예에서, 돌파 역치에 추가 안전 여유가 수립될 수 있다.

제어기(80)는 분석 중인 시스템에 대한 돌파를 나타내는 방사능 프로파일의 결정 특성을 그 특성에 대한 돌파 역치와 비교할 수 있는 바, 그 두 값 사이의 차이를 결정하고, 그 두 값 사이의 비율을 결정하고, 그리고/또는 또 다른 유형의 비교 분석을 수행함으로써, 비교할 수 있다. 시스템에 대한 돌파 - 방사성 용출액에서 원치 않는 방사성 동위 원소의 방사능이 역치에 도달하는 시점 - 를 나타내는 방사능 프로파일의 결정된 특성은, 돌파에 도달하기 전에 생성기에 의해 용출될 수 있는 잔존 시간 및/또는 부피를 예측하기 위해, 추가로 또는 대안적으로 분석될 수 있다.

제어기(80)는 돌파를 나타내는 방사능 프로파일의 특성이 역치를 초과한다고 결정하게 되면 다양한 조치를 취할 수 있다. 일 실시예로서, 제어기(80)는 예측 돌파와 관련되고/되거나 돌파에 도달하기 전에 생성기에 의해 용출될 수 있는 잔존 부피와 관련된 경보를 전달하기 위해 예를 들어 사용자 인터페이스(16)를 제어함으로써 사용자 경보(예를 들어, 시각, 문자, 가청 사용자 경보)를 시작할 수 있다. 다른 실시예에서, 제어기(80)는 방사성 프로파일의 특성이 돌파가 발생하고 있거나 발생할 가능성이 있음을 나타내는 때에는 (예를 들어, 용출액 생성을 중단하도록 펌프(40)를 제어하고/하거나 용출액이 주입 배관(70)으로부터 폐기물 라인(76)으로 방향 전환되도록 제2 다방향 밸브(74)를 제어함으로써) 방사성 동위 원소 생성기를 사용한 용출을 종료하거나 그렇지 않으면 환자 주입 절차를 방지할 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템(10) 유지를 담당하는 조작자 또는 관계자는 누적 부피가 예측 부피의 역치에 도달하거나 역치 이내에 있을 때에는 방사성 동위 원소 생성기(10)를 새로운 생성기로 교체할 수 있다.

생성기가 용출됨에 따라, 돌파를 나타내는 방사능 프로파일의 특성은 방사성 의약품 전달 시스템의 비정상 작동이 발생하는 때를 검출하는 데 사용할 수 있는 방식으로 돌파를 초과하는 역치에 접근할 수 있다. 예를 들어, 역치로의 접근이 규칙적(예를 들어, 선형, 곡선, 지수)인 경우, 해당 규칙에서 벗어나는 것은 비정상적 작동을 나타낼 수 있다. 일례로, 역치로의 접근이 용출 부피에 따라 선형인 경우, 선형성에서 벗어나는 것은 비정상적인 작동을 나타낼 수 있다. 두 매개변수 간의 선형 관계는 부분적으로는 선의 기울기에 의해 정해지고, 따라서 기울기의 변화는 시스템 기능의 변화를 나타낼 수 있다.

역치로의 접근의 변화를 야기할 수 있는 한 가지 예시적인 시나리오는 용출 동안 부적절한 용리액이 사용되는 경우이다. 산화 제2주석 또는 산화 주석과 같은 담지 물질에 결합된 스트론튬-82를 함유하는 스트론튬-루비듐 생성기의 경우, 적절한 용리액은 첨가제가 없는 0.9% 염화나트륨 용액일 수 있다. 대조적으로, 부적절한 용리액은 담지 물질로의 결합을 위해 Sr++와 경쟁하는 Ca++, Zn++ 등과 같은 상승된 2가 양이온을 함유하는 것일 수 있다. 링거 용액 또는 링거 젖산 용액은 2가 양이온의 수준이 높은 위와 같은 부적절한 용리액의 예이다. 부적절한 용리액의 한 예는, 예컨대 염화나트륨 용액에서 불충분한 Na+ 수준 및/또는 잘못된 양성자 농도(pH)와 같이, 불충분한 1가 양이온을 포함하는 용리액일 수 있다. 이러한 실시예들에서, 기울기는 용리액에 따라 법선에 대해 증가하거나 감소할 수 있다.

유사한 방식으로, 선형 관계의 절편도 변할 수 있다. 절편은 그 자체로 시스템의 성능 또는 잠재적 성능에 대한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 방사성 프로파일 대 부피의 특성의 기울기는 다수의 생성기에 대해 동일하지만 절편(x=0)이 다른 경우, 돌파 시 방사능 프로파일의 역치가 다를 수 있음을 시사할 수 있다.

돌파 역치로의 접근의 특성의 변화는, 예를 들어, 손상으로 인한 용리액 유량 또는 컬럼 성능의 변화로 인해, 발생할 수도 있다. 이러한 손상은 컬럼에 물리적인 충격을 가하여 컬럼의 패킹을 변경시키는 것에 의해서나 또는 기타 원인에 의해 야기될 수 있다.

전술한 전산적 단계들(computational step)은 제어기(80)(이는 시스템(10)도 제어함)에 의해 수행되는 것으로 설명되지만, 시스템(10)의 제어기(80)에 속하는 컴퓨팅 기능은 시스템과 연관된 임의의 하나 이상의 제어기에서 수행될 수 있고, 물리적으로 시스템(10)에 있거나 원격에 위치하며, 본원에서 설명된 기능들은 임의의 특정 하드웨어 장치에서 수행되는 것으로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 시스템(10)과 제어기(80)는, 예컨대 원격 서버, 클라우드 컴퓨팅 환경, 또는 여기에 설명된 컴퓨팅 기능의 일부 또는 전부를 수행하는 기타 물리적으로 원격의 컴퓨팅 장치와 같은, 외부 장치와 통신할 수 있다. 즉, 다른 구성에서, 시스템(10)에(예를 들어, 시스템의 컴포넌트와 연관된 이동식 카트 또는 플랫폼에) 배치된 하나 이상의 제어기는 여기에 설명된 제어기 기능들의 일부 또는 전부를 수행할 수 있다.

언급된 바와 같이, 시스템(10)은 사용자 인터페이스(16)를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(16)는 예시된 바와 같은 디스플레이 스크린 또는 기타 출력 매체와, 사용자 입력 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스는 키보드, 마우스, 누름 버튼, 스위치, 및/또는 터치스크린 인터페이스를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 사용자 인터페이스(16)는 사용자에게 시각, 청각, 및/또는 촉각 피드백을 제공하도록 구성될 수 있다. 사용자 인터페이스(16)는 시스템(10)의 작동을 제어하는 제어기에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 임상의 또는 다른 사용자는 사용자 인터페이스(16)를 통해 시스템(10)과 상호 작용하여, 예를 들어, 환자 주입 절차의 파라미터들을 변경 또는 설정하고, 품질 관리 절차의 파라미터들을 변경 또는 설정하고, 이력 정보 또는 유지 관리 정보를 보거나, 또는 시스템(10)과 다른 방식으로 상호 작용할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 인터페이스(16)는 사용자가 시스템(10)과 통신하기 위해 물리적으로 터치할 수 있는 스크린을 갖는 터치스크린으로 구현된다.

위에서 더 언급된 바와 같이, 시스템(10)은 폐기물 용기(54) 및 용출액 수용 용기(56)를 포함할 수 있다. 폐기물 용기(54) 및 용출액 수용 용기(56)는 각각 상류 배관으로부터 받는 액체를 받아서 수용하도록 구성된 구조체일 수 있다. 다른 실시예에서, 폐기물 용기(54) 및/또는 용출액 수용 용기(56)는 방사성 동위 원소 생성기(52)를 수용하는 차폐 조립체에 영구적으로 형성된 저장소이거나, 차폐 조립체로부터 제거 가능한 것일 수 있다. 예를 들어, 폐기물 용기(54) 및/또는 용출액 수용 용기(56)는 방사성 용출액을 수용하도록 구성된 용기(예를 들어, 병, 바이알, 캐니스터, 또는 기타 용기)일 수 있으며, 이들 각각은 방사성 동위 원소 생성기(52)를 수용하는 차폐 조립체로부터 제거 가능하다.

일반적으로, 폐기물 용기(54)는 펌프(40)가 용리액을 방사성 동위 원소 생성기(52)를 통해 폐기물 용기(54)로 펌핑함에 따라 시스템(10) 작동 시 생성되는 방사성 용출액을 수용하도록 한 것이다. 예를 들어, 작동 시, 펌프(40)는 방사성 동위 원소 생성기(52)를 통해 용리액을 펌핑할 수 있는 한편, 제어기(80)는 방사성 용출액이 폐기물 용기(54) 쪽으로 보내지도록 제2 다방향 밸브(74)를 제어한다. 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 방사성 용출액이 방사능의 역치 준위를 갖는다고 결정한 때, 제어기(80)는 방사성 용출액이 폐기물 용기(54) 쪽이 아닌 주입 배관(70)(그리고 환자 카테터(72) 또는 이에 결합된 용출액 수용 용기(56)) 쪽으로 보내지도록 제2 다방향 밸브(74)를 제어할 수 있다. 제어기(80)는, 제어기와 연관된 메모리에 저장된 역치 정보와, 예를 들어, 베타 검출기(58)에 의해 측정된 베타 방출물에 기초하여, 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 방사성 용출액이 방사능 역치 준위를 갖는지를 결정할 수 있다. 다른 실시예에서, 폐기물 용기(54)는 방사성 동위 원소 생성기(52)로부터 받은 소정 부피의 액체를 수용할 수 있도록 한 적어도 100 mL, 예컨대 적어도 250 mL, 또는 500 mL 이상의 크기로 할 수 있다. 일 실시예로서, 폐기물 용기(54)는 250 mL 내지 1 L를 수용할 수 있는 크기로 할 수 있다.

방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 것으로서 폐기물로 지정된 방사성 용출액을 수용하도록 한 폐기물 용기(54)와 달리, 용출액 수용 용기(56)는 방사성 동위 원소 생성기에 의해 생성된 환자 불용성 방사성 용출액을 받을 수 있다. 용출액 수용 용기(56)는 (예를 들어, 생성되는 방사성 용출액이 폐기물 라인(76)으로부터 주입 배관(70) 쪽으로 방향 전환되도록 제어기(80)가 다방향 밸브(74)를 작동시킨 후에는) 방사성 동위 원소 생성기에 의해 생성되는 방사성 용출액의 일부를 받아서 수용할 수 있다. 용출액 수용 용기(56)가 방사성 용출액으로 채워지고 있는 동안 그리고/또는 용출액 수용 용기가 채워진 후에, 감마 검출기(60)는 방사성 용출액으로부터 방사되는 감마 방출물을 측정할 수 있다. 일부 실시예에서, 베타 검출기(58)는 방사성 용출액이 용출액 수용 용기(56)로 흐를 때 방사성 동위 원소 생성기 방출 라인(75)을 통해 흐르는 방사성 용출액으로부터 베타 방출물을 측정하는 한편, 감마 검출기(60)는 베타 검출기에 의해 베타 방출물이 이전에 측정되었던 용출액의 동일한 부분에서 감마 방출물을 측정한다.

제어기(80)는 감마 검출기(60)에 의해 측정된 감마 방출물에 기초하여, 용출액 수용 용기(56)에 의해 수용된 방사성 용출액에 존재하는 하나 이상의 방사성 동위 원소의 방사능을 결정할 수 있다. 이 방사능은, 방사성 용출액 중의 원하지 않는 방사성 동위 원소의 방사능이 역치에 도달하게 되는, 방사성 동위 원소 생성기에 의해 생성된 방사성 용출액의 예측 부피를 결정하기 위해, 위에서 논의된 바와 같이 제어기(80)에 의해 추적될 수 있다.

용출액 수용 용기(56)는 다수의 상이한 구성을 가질 수 있지만, 일부 실시예에서, 용출액 수용 용기는 폐기물 용기(54)보다 작은 크기를 갖는다. 예를 들어, 용출액 수용 용기(56)는 500 mL 미만, 예컨대 250 mL 미만 또는 100 mL 미만의 액체 부피를 수용하여 유지할 수 있는 크기일 수 있다. 일 실시예에서, 용출액 수용 용기는 10 mL 내지 100 mL를 수용할 수 있도록 한 크기이다. 또한, 용출액 수용 용기(54)는 다양한 여러 유형의 용기를 사용하여 구현될 수 있지만, 일부 실시예에서, 용출액 수용 용기는, 유리 바이알 또는 병, 또는 플라스틱 주사기 또는 용기와 같이, 유리 또는 플라스틱으로 제작된다. 유리 바이알은 감마 방출이 용출액 수용 용기에 의해 차단 또는 감쇠되는 정도를 제한하여, 용기로 전달된 방사성 용출액에 의해 방출되는 감마 방출을 감마 검출기(60)가 적절하게 검출할 수 있게 한다는 점에서, 위와 같은 구조가 유용할 수 있다.

실제로, 용출액 수용 용기(56)는 여러 품질 관리 절차를 위해 재사용될 수 있거나, 각 품질 관리 절차 후에 폐기될 수 있다. 예를 들어, 일부 적용례에서, 조작자는 이전에 사용된 적이 없는 새 용출액 수용 용기를 선택하여, 그 용기를, 방사성 동위 원소 생성기(52)를 수용하는 차폐 조립체의 적절한 격실에 삽입할 수 있다. 조작자는 품질 관리 절차를 수행한 후에 용출액 수용 용기를 제거하여 그 용기의 내용물을 적절하게 폐기한 다음 그 용기 자체를 폐기할 수 있다. 일반적으로, 폐기물 용기(54)는, 예를 들어 금속, 유리, 또는 다른 호환 가능한 재료로 제조된, 재사용 가능한 구조체, 즉 방사성 동위 원소 생성기(52)를 수용하는 차폐 조립체로부터 주기적으로 제거하여 비울 수 있지만 사용한 후에도 폐기되지 않는, 재사용 가능한 구조체이다.

시스템(10)의 컴포넌트들 중 일부 또는 전부가 차폐 조립체 내에 수용될 수 있다. 차폐 조립체는 방사성 용출액에 노출되고/되거나 접촉하는 시스템(10)의 다양한 컴포넌트들을 수용할 수 있다. 일반적으로, 차폐 조립체는 방사성 방사선에 대한 방벽을 제공하는 한 가지 이상의 재료로 형성될 수 있다. 차폐 조립체를 제조하는 데 사용되는 재료 또는 재료들의 유형과 그 재료의 두께는, 예를 들어, 시스템에 사용되는 방사성 동위 원소 생성기(52)의 유형 및 크기와 그에 따라 필요한 방사선 차폐의 양에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로, 차폐 조립체를 형성하기 위해 사용되는 방사선 차폐 재료의 두께 및/또는 구성은 차폐 조립체 내부로부터 방사되는 방사선을, 조작자가 시스템(10) 주위에서 작업하기에 안전한 준위까지, 감쇠시키는 데 효과적일 수 있다. 예를 들어, 새로운 스트론튬-루비듐 생성기가 차폐 조립체에 설치되는 경우, 그 생성기는 200 밀리큐리의 방사능을 함유할 수 있다. 차폐 조립체는 방출된 방사선을 차단하여, 차폐 조립체 외부의 방사선 준위가 차폐 조립체 주변의 조작자에게 허용되는 준위를 초과하지 않게 하며, 방사선이 검출기 격실 안으로 침입하는 것을 차단하여 배경 방사선이 적절한 준위로 유지되도록 한다. 일부 실시예에서, 차폐 조립체는 납 또는 납 합금, 또는 그 밖의 다른 고밀도 재료로 제조되며, 예를 들어 25 mm보다 큰 벽 두께를 가질 수 있다.

추가적으로, 일부 실시예에서, 시스템(10)(임의의 차폐 조립체를 포함)은 이동식 카트 프레임을 한정하는 프레임에 설치될 수 있다. 예를 들어, 시스템(10)의 컴포넌트들은 이들을 싣는 프레임에 물리적으로 및/또는 기계식으로(직접적으로 또는 간접적으로) 연결될 수 있다. 프레임은 움직일 수 있도록 바퀴 상에 장착될 수 있다. 본 개시내용에 따라 사용될 수 있는 방사성 동위 원소 생성기 시스템의 일부 실시형태에 대한 추가 세부 사항은 2017년 9월 20일에 출원된 국제 출원 PCT/US17/52537호에 설명되어 있으며, 이의 전체 내용은 본원에 인용되어 포함된다.

도 2는 방사성 동위 원소 생성기 시스템(10)의 다른 예시적인 구성을 예시하는 블록도이며, 여기서 동일한 참조 번호는 도 1과 관련하여 위에서 논의된 동일한 요소를 지칭한다. 도 2의 시스템(10)은 방사성 동위 원소 생성기(52)의 방사능을 측정하기 위해 감마 검출기(60)가 아니라 (베타 검출기(58)에 추가하여 또는 그 대신에) 선량 교정기(84)를 포함한다는 점에서, 도 2의 시스템(10)의 예시적인 구성은 도 1의 구성과 다르다.

선량 교정기(84)는 임상 사용 전에 방사성 물질의 방사능을 분석하는 데 사용되는 기기일 수 있다. 분석의 목적은 환자가 진단 또는 치료 목적으로 처방된 선량을 받는 것을 보장하기 위한 것일 수 있다. 선량 교정기는, 일반적으로, 베타 방출기의 경우에 있어서의 펨토암페어(fA)에서부터 고에너지 고수율 광자 방출기의 경우에 있어서의 최대 수십 피코암페어(pA)까지 걸쳐 있는 광범위한 이온화 전류를 측정하도록 설계된 전위계를 포함한다. 일부 고방사능 분석에는 마이크로암페어(μA) 전류도 포함될 수 있다. 전위계의 정확도는 전위계의 유형 및 품질과, 전위계를 교정하는 데 사용되는 표준 기준 소스의 정확도에 따라 달라진다. 선량 교정기에는 일반적으로 고유 광자 에너지 식별 기능이 없다. 따라서, 선량 교정기는 분광계를 포함하지 않을 수 있으며, 다른 광자 에너지를 제외한 특정 광자 에너지에 대한 측정 - 이는 감마 검출기(60)가 수행할 수 있음 - 을 제한하지 않을 수 있다. 예를 들어, 선량 교정기(84)는 이온 챔버를 포함할 수 있고, 반면에 감마 검출기(60)는 이온 챔버가 없을 수 있다(예를 들어, 비이온 챔버형 감마 검출기일 수 있다).

베타 검출기(58)에 의해 이루어진 방사능 측정치들은 감마 검출기(60) 및/또는 선량 교정기(84)에 의해 이루어진 것과 구별될 수 있다. 베타 검출기는 방사성 베타 붕괴로 인한 베타 방출물을 측정할 수 있다. 베타 붕괴 동안, 전자이거나 양전자인 베타 입자가 원자핵에서 방출된다. 베타 검출기는 방사성 용출액에서 방출되는 베타 입자를 검출하여, 그 베타 입자와 연관되어 있다고 추정되는 방사성 동위 원소의 방사능 준위를 결정하게 할 수 있다. 대조적으로, 감마 검출기(60)는, 1차 방사성 감마 붕괴에 의해 또는 2차적으로 양전자의 방출 및 소멸에 의해 야기된 감마 방출 또는 광자를 측정할 수 있다. 감마 붕괴 동안, 고에너지 광자의 흐름이 원자핵에서 방출되어, 검출 가능한 감마선을 제공할 수 있다. 감마선의 에너지 준위는 감마선이 방출되는 특정 방사성 동위 원소에 따라 달라질 수 있다. 감마 검출기(60)는 예를 들어 전체 또는 부분 감마 스펙트럼을 측정하여 감마 방출물을 검출함으로써, 1종 이상의 방사성 동위 원소의 방사능 준위를 결정하게 할 수 있다. 또한, 감마 검출기(60)는 선량 교정기(84)와 달리 에너지 준위가 상이한 광자들을 구별할 수 있다.

선량 교정기(84)는, 예를 들어 예측 부피의 추적 및 결정을 위해, 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 용출액 중의 하나 이상의 원치 않는 방사성 동위 원소의 방사능을 결정하는 데 사용될 수 있다. 선량 교정기(84)는 시스템(10)의 다른 컴포넌트들 외부에 그들로부터 분리되어 있을 수 있거나, 시스템의 컴포넌트들과 통합될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 주입 배관 라인(70)은 시스템(10)으로부터, 시스템의 다른 컴포넌트들을 수용하는 이동식 카트(예를 들어, 카트에 인접한 카운터 또는 테이블)에 장외 배치된 선량 교정기(84) 내에 배치된 용출액 수집 용기까지, 연장된다. 다른 구성에서, 시스템(10)은 시스템의 다른 컴포넌트들과 함께 모바일 카트에 수용되어 그 컴포넌트들과 함께 이동 가능한 탑재형 선량 교정기(84)를 포함할 수 있다. 어느 경우든지, 제어기(80)는 선량 교정기에 의해 생성된 데이터를 선량 교정기와의 유선 또는 무선 통신을 통해 그리고/또는 사용자 인터페이스(16)를 사용하는 사용자 입력을 통해 수신할 수 있다.

도 1에 대해서 위에서 논의된 바와 같이 품질 관리 테스트하는 동안, 제어기(80)는 방사성 용출액이 용출액 수집 용기로 전달되도록 시스템(10)을 제어할 수 있다. 상기 과정을 시작하기 위해, 조작자는 주입 배관 라인(70)을 용출액 수집 용기(56)에 부착하고 시스템(10)과 (예를 들어, 사용자 인터페이스(16)를 통해) 상호 작용하여 용출액 샘플이 용출되도록 할 수 있다. 용출액 수집 용기는 용출을 시작하기 전에 선량 교정기에 삽입할 수 있거나 삽입하지 않을 수도 있다. 용출액 수집 용기(56)에 수용된 용출액의 방사능은 품질 관리 과정 동안 한 번 이상의 불연속적 기간에 또는 용기가 채워지는 때로부터 교정 측정 완료까지 연속적으로 선량 교정기(84)에 의해 측정될 수 있다. 예를 들어, 펌프 (40)가 용출액 생성을 위해 용리액을 방사성 동위 원소 생성기(52)를 통해 펌핑하는 것을 중지한 때, 또는 제어기(80)가 다방향 밸브(74)를 제어하여 방사성 용출액을 용출액 수집 용기 대신에 폐기물 용기(54)로 향하도록 할 때, 용기 내의 용출액의 방사능은 용출 종료 후에 측정될 수 있다.

일부 실시예에서, 선량 교정기(84)는 방사성 용출액 중의 실질적으로 모든 초기 딸 방사성 동위 원소(예를 들어, Rb-82)가 붕괴하기에 충분한 기간 후에 용출액 수용 용기(56)로 공급된 용출액의 방사능을 측정할 수 있다. 일부 실시예에서, 실질적으로 모든 초기 딸 방사성 동위 원소가 붕괴하기에 충분한 기간은 딸 방사성 동위 원소의 적어도 3 반감기, 예컨대 딸 방사성 동위 원소의 적어도 5 반감기이다. 반감기가 약 76초인 Rb-82의 경우, 상기 기간은 15분 초과, 예컨대 20분 초과, 또는 30분 초과일 수 있다. 예를 들어, 상기 기간은 15분 내지 1시간의 범위, 예컨대 25분 내지 45분의 범위일 수 있다. 선량 교정기(84)에 의해 행해진 결과적인 방사능 측정치는 Sr-82/Rb-82 방사성 동위 원소 생성기의 경우에서의 Sr-82 및/또는 Sr-85와 같은 하나 이상의 원치 않는 방사성 동위 원소의 측정치일 수 있다. 제어기(80)(또는 기타 컴퓨팅 장치)는 Sr-82의 방사능을 Sr-85의 방사능과 관련시키는, 메모리에 저장된 비율을 참조하여, 다른 스트론튬 방사성 동위 원소의 방사능을 결정할 수 있다. 제어기(80)와 연관된 메모리에 저장될 수 있는 기지의 방사성 동위 원소 비율에 의해 Sr-82의 방사능을 스트론튬-85의 방사능과 관련시킬 수 있다. 제어기(80)는 다른 방사성 동위 원소의 결정된 방사능에 저장된 비율을 곱함으로써 한 방사성 동위 원소의 방사능을 결정할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기(80)는 방사성 용출액 중의 총 스트론튬 방사능을 확인하기 위해 Sr-82의 결정된 방사능과 Sr-85의 결정된 방사능을 합산한다. 어느 경우에서나, 제어기(80)는, 도 1과 관련하여 위에서 논의된 바와 같이, 방사성 용출액 중의 방사성 동위 원소의 방사능이 역치에 도달하게 되는 예측 부피를 결정하기 위해 방사능 정보를 수신하고 그 방사능 정보를 추적할 수 있다.

도 3은, 예를 들어 진단 영상 절차 동안, 환자에게 방사성 액체를 주입하기 위한 환자 주입 절차를 수행하는 데 사용될 수 있는 예시적인 기술의 흐름도이다. 예를 들어, 도 3의 기술은 시스템(10)에 의해 방사성 용출액을 생성하고 그 방사성 용출액을 환자에게 주입하는 데 사용될 수 있다. 도 3의 기술은 시스템(10)과 관련하여 설명될 것이며, 보다 구체적으로는 위에서 도 1과 관련하여 설명된 예시적인 컴포넌트들의 배열이 예시를 위해 설명될 것이다. 그러나 이 기술은 본원에 설명된 바와 같은 다른 배열의 컴포넌트들 및 구성들을 갖는 시스템(예들 들어, 도 2)에 의해서도 수행될 수 있음을 이해해야 한다.

환자 주입 절차를 시작하기 위해, 조작자는 주입 파라미터들을 설정하고 주입 절차를 시작하기 위해 시스템(10)과 상호 작용할 수 있다. 시스템(10)은 주입을 위한 파라미터들을 사용자 인터페이스(16)를 통해, 시스템(10)에 통신 가능하게 연결된 원격 컴퓨팅 장치를 통해, 또는 또 다른 통신 인터페이스를 통해 수신할 수 있다. 설정할 수 있는 파라미터의 예에는 환자에게 투여할 총 방사능, 환자에게 투여할 방사성 용출액의 유량, 및/또는 환자에게 투여할 방사성 용출액의 부피가 포함되지만 이에 제한되지는 않는다. 주입 절차의 특성을 확립하는 적절한 파라미터들이 프로그래밍되고 저장되면, 시스템(10)은 환자에게 주입되는 방사성 용출액을 생성하기 시작할 수 있다.

도 3의 실시예에 나타낸 바와 같이, 환자 주입 절차는 방사성 동위 원소 생성기 방출 라인(75)을 폐기물 라인(76)을 통해 폐기물 용기(54)와 유체 연통하게 배치시키도록 제2 다방향 밸브(74)를 제어함으로써 시작할 수 있다(단계 200). 방사성 동위 원소 생성기 방출 라인(75)이 폐기물 용기(54)와 유체 연통하도록 제2 다방향 밸브(74)가 초기에 위치되면, 제어기(80)는 시스템(10)이 밸브를 먼저 작동시키지 않고 주입 절차를 진행하도록 시스템을 제어할 수 있다. 그러나 방사성 동위 원소 생성기 방출 라인(75)이 주입 배관(70)과 유체 연통하도록 제2 다방향 밸브(74)가 위치되면, 제어기(80)는 방사성 동위 원소 생성기 방출 라인을 폐기물 용기와 유체 연통하게 배치시키도록 제2 다방향 밸브(74)를 제어(예를 들어, 밸브와 연관된 작동기를 제어함으로써 제어)할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기(80)는 밸브의 위치를 나타내며 이에 따라 어느 라인 방사성 동위 원소 생성기 방출 라인(75)이 그 밸브를 통해 유체 연통하는지를 나타내게 되는 신호를 제2 다방향 밸브(74)와 연관된 센서 또는 스위치로부터 수신한다.

제2 다방향 밸브(74)를 제어하는 것에 추가하여 또는 그 대신에, 제어기(80)는 환자 주입 절차를 진행하기 전에 제1 다방향 밸브(64)의 위치를 검사하고/하거나, 밸브의 위치가 변경되도록 밸브를 제어할 수 있다. 예를 들어, 용리액이 우회 라인(68)을 통해 보내지도록 제1 다방향 밸브(64)가 위치된 경우, 제어기(80)는 용리액 라인(62)을 방사성 동위 원소 생성기 유입 라인(66)과 유체 연통하게 배치시키도록 밸브를 제어(예를 들어, 밸브에 부착된 작동기를 제어함으로써 제어)할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기는 밸브의 위치를 나타내며 이에 따라 어느 용리액 라인(62)이 그 밸브를 통해 유체 연통하는지를 나타내게 되는 신호를 제1 다방향 밸브(64)와 연관된 센서 또는 스위치로부터 수신한다.

용리액이 방사성 동위 원소 생성기 유입 라인(66)을 통해 보내지도록 제1 다방향 밸브(64)가 위치되고, 방사성 용출액이 방사성 동위 원소 생성기 방출 라인(75)으로부터 폐기물 용기(54)로 보내지도록 제2 다방향 밸브(74)가 위치된 상태에서, 제어기(80)는 용리액이 용리액 저장소(50)로부터 펌핑되도록 펌프(40)를 제어할 수 있다. 제어기(80)의 작동 하에, 펌프(40)는 용리액을 용리액 저장소(50)로부터 방사성 동위 원소 생성기(52)를 통해 펌핑할 수 있고, 이에 의해 방사성 동위 원소 생성기를 통한 용출을 거쳐 방사성 용출액이 생성될 수 있다. 다른 실시예에서, 펌프(40)는 용출액을 일정한 유량 또는 시간에 따라 변하는 유량으로 펌핑할 수 있다. 일부 실시예에서, 펌프(40)는 용리액을 10 mL/분 내지 100 mL/분 범위의 유량, 예컨대 25 mL/분 내지 75 mL/분 범위의 유량으로 펌핑한다. 생성된 방사성 용출액은 일반적으로 펌프(40)가 용리액을 펌핑하는 유량과 동일한 유량으로 흐른다.

용리액이 방사성 동위 원소 생성기(52)를 통과함에 따라 생성기에 결합된 부모 방사성 동위 원소의 방사성 붕괴 생성물이 방출되어 흐르는 용리액 안으로 유입될 수 있고, 이에 의해 방사성 용출액이 생성된다. 사용되는 용리액의 유형은 방사성 동위 원소 생성기(52)에 사용되는 부모 및 딸 방사성 동위 원소 및 담지 물질의 특성과 후속한 의도된 용도에 기초하여 선택될 수 있다. 사용할 수 있는 용리액의 예에는 식염수(예를 들어, 0.1 내지 1 M NaCl)와 같은 수성계 액체가 포함된다. 예를 들어, 스트론튬-루비듐 방사성 동위 원소 생성기의 경우, 담지 물질에 결합된 Sr-82로부터의 붕괴에 의해 생성된 Rb-82를 용출시키기 위해 일반(등장성) 식염수를 용리액으로 사용할 수 있다.

방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 방사성 용출액은 베타 검출기(58)로 전달될 수 있으며, 이는 용출액의 방사능 준위(방사능이라고도 함)를 베타 검출기에 의해 이루어진 측정에 기초하여 결정할 수 있게 한다(단계 204). 일부 구성에서, 방사성 용출액은 베타 검출기(58)에 근접하게 배치된 배관 또는 저장소로 공급되고, 이는 베타 검출기가 그 검출기 앞에 위치한 정지된 정적 부피의 유체에서 방사되는 베타 방출물을 측정할 수 있게 한다. 다른 구성에서, 베타 검출기(58)는 그 검출기에 근접하게 배치된 배관을 통해 흐르는 방사성 용출액으로부터 방사되는 베타 방출물을 검출할 수 있다. 예를 들어, 베타 검출기(58)는 용출액이 방사성 동위 원소 생성기 방출 라인(75)을 통해 폐기물 용기(54)로 흐를 때 방사성 용출액으로부터 방사되는 베타 방출물을 검출할 수 있다. 제어기(80)는 베타 검출기에 의해 측정된 베타 방출물을 나타내는 신호를 베타 검출기(58)로부터 수신할 수 있다.

제어기(80)는 베타 검출기(58)에 의해 측정된 베타 방출물에 기초하여 방사성 용출액의 방사능을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어기(80)는 베타 검출기(58)에 의해 측정된 베타 방출물의 규모를, 각기 다른 베타 방출 준위들과 각기 다른 방사성 용출액 방사능 준위들을 관련시키는, 메모리에 저장된 교정 정보와 비교할 수 있다. 제어기(80)는 방사성 동위 원소 생성기 방출 라인(75)을 통해 흐르는 현재의 방사성 용출액에 대해 베타 검출기(58)에 의해 측정된 베타 방출물과 교정 정보를 참조하여 방사성 용출액의 방사능을 결정할 수 있다. 시스템(10)에 의해 모든 측정이 이루어진 상태에서, 제어기(80)는 방사성 용출액이 하나 이상의 배관 라인, 또는 하나의 검출기 및 다른 검출기 및/또는 환자 및/또는 용출액 수용 용기를 통해 이동함에 따른 방사성 동위 원소 생성기와 각각의 검출기 사이에서의(예를 들어, 첫 번째 측정으로부터 전달 또는 후속 측정까지의) 방사성 붕괴를 감안할 수 있다.

상이한 방사성 동위 원소로부터의 베타 방출물들은 서로 쉽게 구별할 수 없기 때문에, 제어기(80)는 방사성 용출액에 존재할 수 있는 하나 이상의 다른 방사성 동위 원소와는 대조적으로, 측정된 방사능의 어느 부분이 하나의 방사성 동위 원소에 기인하는 것인지 분석하지 못할 수 있다. 방사성 용출액에 존재하는 방사성 붕괴 생성물이 지배적인 방사성 동위 원소 핵종인 것으로 추정되는 경우, 제어기(80)는 방사성 용출액의 측정된 방사능을 방사성 붕괴 생성물에 대응하는 방사능으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 스트론튬 루비듐 방사성 동위 원소 생성기의 경우, 베타 검출기(58)를 사용하여 측정된 방사성 용출액의 방사능은 방사성 용출액에 존재하는 Rb-82의 방사능으로 추정할 수 있다. 그 이유는 방사성 용출액에 존재하는 임의의 다른 방사성 동위 원소의 방사능이 방사성 용출액에 존재하는 Rb-82의 방사능보다 상당히(예를 들어, 여러 크기 자릿수만큼) 작다고 가정할 수 있기 때문이다.

일부 실시예에서, 방사성 용출액의 방사능 준위가 역치 준위에 도달할 때까지 펌프(40)는 방사성 동위 원소 생성기를 통해 용리액을 연속적으로 펌핑하고 방사성 용출액은 폐기물 용기(54)로 전달된다. 추가적인 용리액이 방사성 동위 원소 생성기를 통해 흐르고 시간이 경과함에 따라, 방사능은 피크 방사능에서 평형으로 감소할 수 있다. 방사성 동위 원소 생성기가 일정 기간 동안 비활성화된 후에 그 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 방사성 용출액은 초기에는 그 방사성 동위 원소 생성기의 지속된 용출 동안 생성되는 방사성 용출액과는 다른 방사능을 가질 수 있다. 생성기(52)를 사용하여 생성된 볼루스 방사성 용출액의 방사능은 그 생성기를 통과한 용리액의 부피와 용출 시작 이후의 시간에 따라 달라지는 방사능 곡선을 따를 수 있다.

일부 실시예에서, 방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 방사성 용출액은 그 방사성 용출액이 최소 역치 방사능 값에 도달할 때까지 폐기물 용기(54)로 공급된다. 상기 최소 역치 방사능 값은 제어기(80)와 연관된 메모리에 저장될 수 있다. 작동 시, 제어기(80)는 생성기(52)를 사용하여 생성된 방사성 용출액의 현재 방사능을 메모리에 저장된 방사능과 비교할 수 있다(단계 206). 제어기(80)는 상기 비교에 기초하여 방사성 용출액이 폐기물 용기(54)로부터 주입 배관(70)으로 보내지고 이에 따라 환자 라인(72)으로 보내지도록 제2 다방향 밸브(74)를 작동시킬 시기를 결정할 수 있다(단계 208).

방사성 동위 원소 생성기(52)에 의해 생성된 방사성 용출액의 피크 방사능은 생성기의 사용 수명 동안 변할 수 있기 때문에, 최소 방사능 역치는 방사성 동위 원소 생성기 시스템에 의해 수행된 하나 이상의 이전의 용출/주입 절차와 상관되어 설정될 수 있다. 예를 들어, 시스템(10)에 의해 수행되는 각각의 용출에 대해, 제어기(80)는, 예를 들어 베타 검출기(58)를 통해 측정되는, 해당 용출 동안 검출되는 피크 방사능을 제어기와 연관된 메모리에 저장할 수 있다. 후속 용출 동안, 제어기(80)는 이전의 용출 동안 측정된, 최대 방사능으로 간주될 수도 있는, 피크 방사능을 참조할 수 있다. 제어기(80)는 이전의 실행으로부터의 최대 방사능을, 후속한 실행 동안 방사성 동위 원소 생성기를 제어하기 위한 역치로 사용할 수 있다. 일부 실시예에서, 역치는 직전의 용출 실행과 같은 이전의 용출 실행 동안 측정된 최대 방사능의 백분율이다. 직전의 용출 실행은 두 용출 사이에 어떠한 용출도 개입되지 않은 상태에서 현재의 용출 실행이 제어되기 전에 수행된 용출 실행일 수 있다. 예를 들어, 역치는 이전의 용출 실행 동안 검출된 최대 방사능의 규모의 5% 내지 15%의 범위, 예컨대 최대 방사능의 규모의 8% 내지 12%의 범위, 또는 최대 방사능의 규모의 대략 10% 내에 속하는 방사능 값일 수 있다. 다른 실시예에서, 역치는 시스템(10)을 사용하여 측정된 이전의 방사능 측정에 기초하여 결정되는 것이 아니고, 대신에 제어기(80)와 연관된 메모리에 저장된 값일 수 있다. 상기 저장된 값은 시스템(10)을 담당하는 기관, 시스템(10)의 제조업체, 또는 시스템(10)을 제어하는 또 다른 당사자에 의해 설정될 수 있다.

도 3의 실시예에서, 제어기(80)는 방사성 용출액이 폐기물 용기(54)로부터 주입 배관(70) 및 주입 배관에 연결된 환자 라인(72)을 통해 환자로 방향 전환되도록 제2 다방향 밸브(74)를 제어한다(단계 210). 베타 검출기(58)를 거쳐서 방사성 동위 원소 생성기 방출 라인(75)을 통해 흐르는 방사성 용출액의 방사능이 역치에 도달했다고(예를 들어, 역치와 같거나 역치를 초과했다고) 결정되면, 제어기(80)는 방사성 용출액이 환자에게 전달되도록 제2 다방향 밸브(74)를 제어(예를 들어, 밸브와 관련된 작동기를 제어함으로써 제어)할 수 있다. 원하는 양의 방사성 용출액이 환자에게 전달될 때까지, 펌프(40)는 방사성 동위 원소 생성기(52)를 통해 용리액을 계속 펌핑하고, 이에 의해 방사성 용출액이 환자에게 전달된다.

일부 실시예에서, 방사성 용출액의 원하는 양은 환자에게 전달되도록 프로그램된 용출액의 설정된 부피이다. 제어기(80)는, 예를 들어 펌프(40)가 펌핑하는 유량 및 펌프가 방사성 용출액을 펌핑한 기간에 대한 지식에 기초하여, 환자에게 전달되는 방사성 용출액의 부피를 결정할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 시스템(10)은 시스템의 하나 이상의 배관 라인을 통해 흐르는 용리액의 부피 및/또는 방사성 용출액의 부피에 관한 측정치를 제어기(80)에 제공하는 하나 이상의 유량 센서를 포함할 수 있다.

본 개시내용에 설명된 기술들은 적어도 부분적으로 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들의 다양한 양태들은, 하나 이상의 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 또는 임의의 기타 등가의 집적 또는 이산 논리 회로, 게다가 이러한 컴포넌트들의 임의의 조합을 포함하는 하나 이상의 프로세서 내에서 구현될 수 있다. 용어 "프로세서"는 일반적으로는 전술한 논리 회로 중 임의의 것을 단독으로 또는 다른 논리 회로와 조합하여 지칭하거나, 또는 임의의 다른 등가 회로를 지칭할 수 있다. 하드웨어를 포함하는 제어 유닛도 또한 본 개시내용의 기술들 중 하나 이상을 수행할 수 있다.

이러한 하드웨어, 소프트웨어, 및 펌웨어는 본 개시내용에 설명된 다양한 작동 및 기능을 지원하기 위해 동일한 장치 내에서 또는 별도의 장치 내에서 구현될 수 있다. 또한, 설명된 유닛들, 모듈들, 또는 컴포넌트들 중 임의의 것은 개별적이지만 상호 운용 가능한 논리 장치로서 함께 또는 개별적으로 구현될 수 있다. 상이한 특징부들을 모듈 또는 유닛으로 묘사하는 것은 상이한 기능적 측면들을 강조하기 위한 것이지, 반드시 그러한 모듈 또는 유닛이 별도의 하드웨어 또는 소프트웨어 컴포넌트에 의해 실현되어야 한다는 것을 의미하지 않는다. 오히려, 하나 이상의 모듈 또는 유닛과 관련된 기능은 별도의 하드웨어 또는 소프트웨어 컴포넌트에 의해 수행되거나, 공통 또는 별도의 하드웨어 또는 소프트웨어 컴포넌트 내에 통합될 수 있다.

본 개시내용에 설명된 기술들은 또한 명령어를 포함하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체와 같은 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에서 구현되거나 인코딩될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 내장되거나 인코딩된 명령어는, 예를 들어 그 명령어가 실행될 때, 프로그램 가능 프로세서 또는 기타 프로세서로 하여금 본 발명의 방법을 수행하게 할 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는, 예를 들어 랜덤 액세스 메모리(RAM), 자기 저항 랜덤 액세스 메모리(MRAM), 읽기 전용 메모리(ROM), 프로그래머블 읽기 전용 메모리(PROM), 소거 가능 프로그래머블 읽기 전용 메모리(EPROM), 전자적 소거 가능 프로그래머블 읽기 전용 메모리(EEPROM), 플래시 메모리, 하드디스크, CD-ROM, 플로피 디스크, 카세트, 자기 매체, 광학 매체, 또는 기타 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하는, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리 형태를 포함할 수 있다.

하기 실시예들은 본 개시내용에 따른 방사성 의약품 전달 시스템 및 기술에 대한 추가 세부 사항을 제공할 수 있다.

실시예 1: 볼루스 곡선을 얻기 위한 연속적 생성기 용출들

뉴저지주 먼로 타운십에 소재하는 Bracco Diagnostics, Inc.의 CardioGen-82 스트론튬-루비듐 방사성 동위 원소 생성기 시스템을 사용하여 42일 동안 연속적인 일련의 용출을 생성했다. 첫 번째 용출은 Sr⁸²-Rb⁸² 생성기가 시스템에 설치된 첫 번째 날짜 - 이는 1일차로 나타냄 - 에 생성되었다. 식염수를 용리액으로 사용하여 생성기를 용출시켰다. 각 용출 동안 생성된 용출액의 방사능은 CZT 감마 검출기를 사용하여 측정하였다.

도 6은 각기 다른 날에 생성기에 의해 생성된 여러 용출들에 대한 방사능 프로파일의 플롯이다. 용출액의 방사능은 y축에 초당 카운트(cps)로 표시된다. 각 용출에 걸친 시간은 x축에 표시된다.

도 7은 도 6에 예시된 방사능 데이터의 1차 도함수의 플롯이다. 도 7의 y-축은 방사능 변화율(초당 카운트)이다. 각 용출에 걸친 시간은 x축에 표시된다.

도 6 및 도 7에 도시된 데이터는 시간/연속적 용출들에 걸친 방사능 볼루스 곡선의 이동 프로파일을 예시한다.

실시예 2: 돌파를 나타내는 볼루스 곡선의 특성 결정

도 6 및 도 7에 예시된 방사능 프로파일 데이터를 생성한 후, 부모 방사성 동위 원소(스트론튬)의 방사성 용출액으로의 돌파를 나타내는 특성을 각 용출에 대해 결정하였다. 본 실시예의 경우에서 측정된 특성은 경과 시간이었다. 용출 시작에서부터 도 6에 예시된 데이터의 경우에는 방사성 용출액의 방사능이 피크 준위일 때까지 또는 도 7에 예시된 데이터의 경우에서는 방사성 용출액의 방사능의 도함수가 0일 때까지의 경과 시간을 측정하였다. 하기 표는 도 6 및 도 7에서의 각각의 용출에 대한 돌파를 나타내는 특성을 예시한다.

실시예 3: 돌파 특성에 기초한 예측 관계 확립

도 6 및 도 7의 방사능 프로파일 데이터에 대해 계산되고 상기 실시예 2의 표에 나타낸 특성(경과 시간) 값들에 기초하여 예측 관계를 확립하기 위해, 경과 시간 값들을 각 경과 시간 값에 해당하는 누적 용출 부피 데이터에 대해 표시했다. 1차 곡선을 표시된 데이터의 선형 영역에 피팅하였다. 도 8은 경과 시간 값 대 누적 용출 부피의 플롯이다.

도 6의 예시적인 데이터 세트의 경우, Y= -0.000143x +14.469의 공식을 갖는 곡선을 데이터의 선형 영역에 피팅하였다. 도 7의 예시적인 데이터 세트의 경우, Y= -0.000134x +14.276의 공식을 갖는 곡선을 데이터의 선형 영역에 피팅하였다. 상기 방정식들에서, Y는 경과 시간 값이고 X는 누적 용출 부피 값이다.

실시예 4: 돌파까지 얼마나 더 많은 부피를 용출할 수 있는지 예측

돌파(경과 시간)를 나타내는 특성과 누적 용출 부피 사이의 곡선 관계를 실시예 3에서 논의된 바와 같이 밝힌 후, 돌파가 발생할 가능성이 있기 전에 생성기에 의해 생성될 수 있는 용출액의 양을 예측하는 데 그 관계를 사용하였다. 별도의 테스트를 통해, 상기 실시예들에 사용된 방사성 동위 원소 생성기를 돌파가 관찰될 때까지 용출시켰다. 돌파 시 용출액의 방사능 프로파일은 11.3초의 경과 시간(0인 방사능과 최대 방사능 사이)을 나타냈다. 이 11.3초 값은 이후에 돌파 특성(경과 시간)으로 사용되었다.

이 실시예에서, 돌파 시 누적 용출 부피는 위의 실시예 3에서 논의된 방정식에 11.3초인 돌파 시 경과 시간을 사용하여 계산하였다. 그런 다음, 각 방사능 프로파일에 대해 용출된 실제 부피를, 계산된 돌파 시의 부피에서 감산하여, 돌파가 발생할 가능성이 있기 전에 생성기를 사용하여 용출시킬 수 있는 잔여 부피를 예측했다. 다음 표는 실시예 1에서 논의된 각각의 연속적인 용출 후에 돌파가 일어날 가능성이 있기 전에 생성기에서 용출될 수 있는 용출액의 잔여 부피에 대해 계산된 값을 제공한다.

Claims (29)

1. 용출 시스템에 있어서,
   용리액에 의한 용출 동안 딸 방사성 동위 원소를 함유하는 방사성 용출액을 방출하도록 구성된 방사성 동위 원소 생성기로서, 상기 딸 방사성 동위 원소는 상기 방사성 동위 원소 생성기 내에 함유된 부모 방사성 동위 원소의 방사성 붕괴로부터 생성되는, 방사성 동위 원소 생성기;
   상기 방사성 동위 원소 생성기와 유체 연통하는 용출액 배관 라인;
   상기 방사성 용출액이 상기 용출액 배관 라인을 통해 흐르는 동안 상기 방사성 용출액의 방사능을 검출하도록 배치된 방사능 검출기;
   상기 방사능 검출기에 통신 가능하게 연결된 제어기로서,
   용출 동안 생성된 상기 방사성 용출액의 방사능을 나타내는 데이터를 수신하여 용출 동안의 시간 및 용출 동안에 생성된 방사성 용출액의 부피 중 적어도 하나에 대한 상기 방사성 용출액의 방사능 프로파일을 제공하도록, 그리고
   상기 부모 방사성 동위 원소의 상기 방사성 용출액 안으로의 돌파를 나타내는 방사능 프로파일의 특성을 결정하도록 구성된 제어기를 포함하는, 용출 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 돌파를 나타내는 방사능 프로파일의 결정된 특성을 그 특성에 대한 돌파 역치와 비교하도록 더 구성된, 용출 시스템.
3. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는 돌파 전에 상기 방사성 동위 원소 생성기의 잔여 용량을 결정하도록 더 구성된, 용출 시스템.
4. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는 결정된 특성이 상기 돌파 역치를 초과하는 경우 (1) 사용자 경고를 발행하고 (2) 환자 주입을 허용하지 않는 것 중 적어도 하나를 하도록 더 구성된, 용출 시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 제어기는 돌파 전에 상기 방사성 동위 원소 생성기의 잔여 용량을 결정하고 상기 잔여 용량을 나타내는 사용자 경고를 제공하도록 더 구성된, 용출 시스템.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부모 방사성 동위 원소의 상기 방사성 용출액 안으로의 돌파를 나타내는 방사능 프로파일의 특성은 상기 방사성 용출액의 방사능 또는 그의 도함수가 제1 사전 결정 준위에 있는 때와 상기 방사성 용출액의 방사능 또는 그의 도함수가 제2 사전 결정 준위에 있는 때 사이의 용출 동안의 경과 시간 및 경과 부피를 포함하는, 용출 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 방사성 용출액의 방사능의 도함수는 경과 시간 또는 경과 부피에 걸친 상기 방사능 용출액의 방사능의 1차 도함수이고, 상기 제1 사전 결정 준위 및 상기 제2 사전 결정 준위 각각은 시간 또는 부피에 걸친 상기 방사성 용출액의 방사능의 사전 결정 변화율에 대응하는, 용출 시스템.
8. 제6항에 있어서, 상기 방사성 용출액의 방사능의 도함수는 경과 시간 또는 경과 부피에 걸친 상기 방사능 용출액의 방사능의 2차 도함수이고, 상기 제1 사전 결정 준위 및 상기 제2 사전 결정 준위 각각은 시간 또는 부피에 걸친 상기 방사성 용출액의 방사능의 1차 도함수의 사전 결정 변화율에 대응하는, 용출 시스템.
9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 사전 결정 준위는 0인 값인, 용출 시스템.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부모 방사성 동위 원소의 상기 방사성 용출액 안으로의 돌파를 나타내는 방사능 프로파일의 특성은 용출 시작과 상기 방사성 용출액의 방사능 또는 그의 도함수가 제2 사전 결정 준위에 있는 때 사이의 용출 동안의 경과 시간 및 경과 부피를 포함하는, 용출 시스템.
11. 제10항에 있어서, 상기 제2 사전 결정 준위는 상기 방사성 용출액의 최대 방사능인, 용출 시스템.
12. 제10항에 있어서, 상기 제2 사전 결정 준위는 상기 방사성 용출액의 최대 방사능의 약 40%인, 용출 시스템.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사능 프로파일은 용출 동안의 시간에 상대적이고, 상기 용출 동안의 시간은 펌프가 용리액을 상기 방사성 동위 원소 생성기를 통해 펌핑하기 시작한 때부터의 누적 시간인, 용출 시스템.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사능 프로파일은 용출 동안의 부피에 상대적이고, 상기 용출 동안의 부피는 펌프가 용리액을 상기 방사성 동위 원소 생성기를 통해 펌핑하기 시작한 때부터의 누적 부피인, 용출 시스템.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는 시각 경고를 발행하도록 디스플레이를 적어도 제어함으로써 사용자 경고를 발행하도록 구성된, 용출 시스템.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사능 검출기는 베타 검출기를 포함하는, 용출 시스템.
17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사능 검출기는 감마 검출기를 포함하는, 용출 시스템.
18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 당해 시스템이 모바일 카트에 장착된, 용출 시스템.
19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 바퀴들이 있는 기부 프레임을 더 포함하고, 상기 방사성 동위 원소 발생기 및 상기 방사능 검출기는 상기 기부 프레임에 이동 가능하게 장착된, 용출 시스템.
20. 제19항에 있어서, 상기 제어기도 상기 기부 프레임에 장착된, 용출 시스템.
21. 제19항에 있어서, 상기 제어기는 상기 기부 프레임으로부터 원격이고, 네트워크를 통해 상기 방사능 검출기에 통신 가능하게 연결되는, 용출 시스템.
22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 방사성 방사선에 대한 방벽을 제공하는 차폐 조립체를 더 포함하고, 상기 방사성 동위 원소 발생기는 상기 차폐 조립체 내에 수용되는, 용출 시스템.
23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    용리액을 수용하는 용리액 저장소;
    용리액 라인을 통해 상기 용리액 저장소에 결합된 펌프;
    폐기물 용기; 및
    주입 배관 라인, 용출액 라인, 및 폐기물 라인을 포함하는 복수의 배관 라인을 포함하고, 상기 주입 배관 라인은 상기 용출액 라인과 선택적으로 유체 연통하고 상기 폐기물 라인은 상기 용출액 라인과 선택적으로 유체 연통하며,
    상기 방사능 검출기는 상기 용출액 라인을 통해 흐르는 방사성 용출액으로부터 방사능을 측정하도록 배치되고,
    상기 제어기는 돌파를 나타내는 방사능 프로파일의 결정된 특성에 기초하여 돌파 전 상기 방사성 동위 원소 생성기의 잔여 용량을 결정하도록 더 구성된, 용출 시스템.
24. 제23항에 있어서, 상기 제어기는, 방사성 용출액이 생성되도록 용리액을 상기 방사성 동위 원소 생성기를 통해 펌핑하게끔 펌프를 제어하도록 구성된, 용출 시스템.
25. 제23항에 있어서,
    상기 제어기는 하나 이상의 밸브에 통신 가능하게 결합되고, 상기 용출액 라인으로부터 상기 주입 배관 라인 및 상기 폐기물 라인 중 선택된 하나로의 흐름을 상기 하나 이상의 밸브를 통해 제어하도록 구성되고;
    상기 제어기는, 추가로,
    용리액을 상기 방사성 동위 원소 생성기를 통해 펌핑하여 방사성 용출액이 생성되게끔 펌프를 제어하도록,
    상기 방사성 용출액이 상기 폐기물 용기로 향하는 동안 상기 베타 검출기를 통해 측정된 방사능 방출물에 기초하여 상기 방사성 용출액의 방사능을 결정하도록,
    상기 방사성 용출액의 방사능이 역치 준위에 도달한 때, 상기 주입 배관 라인을 상기 용출액 라인과 유체 연통시키게끔 상기 하나 이상의 밸브를 제어하도록,
    용출액이 상기 주입 배관 라인을 통해 흐르게 펌프를 추가로 제어하도록,
    상기 방사성 용출액이 상기 주입 배관 라인을 통해 흐르는 동안 상기 방사성 용출액의 방사능을 계속 측정하게끔 상기 방사능 검출기를 제어하도록 구성된, 용출 시스템.
26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사성 동위 원소 생성기는 ⁹⁹Mo/^99mTc 생성기, ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga 생성기, 및 ⁸²Sr/⁸²Rb 생성기 중 하나를 포함하는, 용출 시스템.
27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사성 동위 원소 생성기는 ⁸²Sr/⁸²Rb 생성기인, 용출 시스템.
28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사성 동위 원소 생성기는 부모 방사성 동위 원소가 로딩된 생성기 컬럼을 포함하는, 용출 시스템.
29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용리액은 수성 염화나트륨을 포함하는, 용출 시스템.

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