RU185203U1

RU185203U1 - PORTABLE MEDICAL RADIOMETER DETECTING MODULE

Info

Publication number: RU185203U1
Application number: RU2018121357U
Authority: RU
Inventors: Савва Викторович Панкин; Игорь Игоревич Мильман; Максим Николаевич Сарычев; Виктор Владимирович Панкин; Алексей Владимирович Зеленин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Стагирит Медицинские Инновации"
Priority date: 2018-06-08
Filing date: 2018-06-08
Publication date: 2018-11-26

Abstract

Полезная модель относится к области ядерной медицины и в частности к одному из ее направлений - радионуклидной диагностике, использующей радиофармацевтические препараты (РФП), вводимые в человека и накапливающиеся как во всем организме, так и в отдельных его органах.The utility model relates to the field of nuclear medicine and, in particular, to one of its areas - radionuclide diagnostics, using radiopharmaceuticals (RFPs), introduced into humans and accumulated both throughout the body and in its individual organs.

Технический результат направлен на создание детектирующего модуля гамма-излучения для разработки на его основе многофункциональных портативных медицинских радиометров для проведения радионуклидной диагностики биологических объектов путем детектирования, исходящего от введенного в них радиофармацевтического препарата, гамма-излучения с возможностью проведения измерений в двух и более точках.The technical result is directed to the creation of a gamma radiation detecting module for the development on its basis of multifunctional portable medical radiometers for conducting radionuclide diagnostics of biological objects by detecting gamma radiation emitted from a radiopharmaceutical that has been introduced into them and capable of taking measurements at two or more points.

Корпус детектирующего модуля выполнен в виде стакана из тонкостенной нержавеющей стали, что обеспечивает достаточную прочность к механическим повреждениям при условии прохождение через него гамма-излучения. Между фотоэлектронным умножителем (ФЭУ) и разъемом подключения внешних кабелей размещена плата усиления сигнала и стабилизации питания, обеспечивающая стабилизацию питания ФЭУ и усиление сигнала, что позволяет осуществлять передачу сигнала кабелем длиной до 2 метров без существенных электрических помех. Плата соединена с входом самозащелкивающегося разъема, герметизированного и зафиксированного диэлектрическим компаундом и расположенного на открытой стороне корпуса, что позволяет проводить стерилизацию изделия и осуществлять легкие и надежные многократные подключения внешних кабелей к разъему.The housing of the detecting module is made in the form of a glass made of thin-walled stainless steel, which provides sufficient strength to mechanical damage provided that gamma radiation passes through it. Between the photomultiplier tube (PMT) and the external cable connector, there is a signal amplification and power stabilization board, which provides PMT power stabilization and signal amplification, which allows signal transmission with a cable up to 2 meters in length without significant electrical interference. The board is connected to the input of a self-locking connector, sealed and fixed by a dielectric compound and located on the open side of the case, which allows sterilization of the product and easy and reliable multiple connections of external cables to the connector.

Особенно эффективно применение предлагаемого блока детектирования в портативных медицинских радиометрах для измерения объемных показателей кровоснабжения, например, линейной скорости кровотока. Получение такой информации с помощью одноканального устройства невозможно и крайне затруднительно другими методами лучевой диагностики.

Especially effective is the use of the proposed detection unit in portable medical radiometers for measuring volumetric parameters of blood supply, for example, linear blood flow velocity. Obtaining such information using a single-channel device is impossible and extremely difficult by other methods of radiation diagnostics.

Description

Детектирующий модуль разработан для создания с его использованием портативных медицинских радиометров (ПМР) для радионуклидной диагностики биологических объектов. ПМР может иметь множество специфических диагностических применений, начиная с таких, как локализация областей с аномальным уровнем накопления РФП и заканчивая динамической сцинтиграфией кровеносной системы. Разнообразие возможных объектов исследования предполагает наличие в ПМР детекторов с специализированными корпусами и коллиматорами, предназначенными для проведения исследований различного типа. Следует отметить, что динамическая сцинтиграфия в некоторых случаях требует установки детекторов по всему телу пациента. Специфика области применения предполагает периодическую стерилизацию изделия.The detection module is designed to create with its use portable medical radiometers (PMR) for radionuclide diagnostics of biological objects. PMR can have many specific diagnostic applications, ranging from the localization of areas with an abnormal level of radiopharmaceutical accumulation to dynamic scintigraphy of the circulatory system. The variety of possible objects of research implies the presence in the PMR of detectors with specialized cases and collimators designed for various types of studies. It should be noted that dynamic scintigraphy in some cases requires the installation of detectors throughout the patient's body. The specificity of the application involves periodic sterilization of the product.

Наиболее близким из известных аналогов является детектирующий модуль медицинского радиометра, описанный в патенте «Детектор излучения» («Radiation detector», Yasuhiro Tomita, Masanori Kinpara, Michiatsu Nakada, Yuji Shirayanagi, Shinjiro, US Patent No. 7141792 B2, 21 August 2002). Детектирующий модуль состоит из корпуса, в котором находится сцинтилляционный кристалл, на котором монтирован кремниевый фотоэлектронный умножитель, к которому подключены кабели питания и передачи сигнала, которые соединены с входом разъема подключения внешних кабелей. Сцинтилляционный кристалл с монтированным на нем фотоэлектронным умножителем и разъем для подключения внешних кабелей находятся в противоположных концах корпуса, выполненного в виде трубки из пропускающего гамма-излучение материала, и находятся вблизи открытой части корпуса, при чем пространство вокруг сцинтиллятора и ФЭУ заполнено диэлектрическим материалом.The closest known analogues are the detection module of a medical radiometer described in the patent "Radiation detector" ("Radiation detector", Yasuhiro Tomita, Masanori Kinpara, Michiatsu Nakada, Yuji Shirayanagi, Shinjiro, US Patent No. 7141792 B2, 21 August 2002). The detection module consists of a housing in which there is a scintillation crystal, on which a silicon photoelectronic multiplier is mounted, to which power and signal transmission cables are connected, which are connected to the input of the external cable connector. A scintillation crystal with a photomultiplier tube mounted on it and a connector for connecting external cables are located at the opposite ends of the housing, made in the form of a tube of gamma-radiation transmitting material, and are located near the open part of the housing, and the space around the scintillator and PMT is filled with dielectric material.

Недостатком является невозможность использования детектирующего модуля, описанного в патенте «Детектор излучения», в составе ПМР при единовременной радиометрии тела пациента в двух и более точках.The disadvantage is the inability to use the detection module described in the patent "Radiation Detector", as part of the PMR with simultaneous radiometry of the patient’s body at two or more points.

Несовершенство определено тем, что корпус детектирующего модуля аналога реализован в виде трубки и не предполагает защиту сцинтилляционного кристалла от механических повреждений. Следующей проблемой является герметизация полимерным диэлектрическим материалом лишь области вокруг кристалла и фотоэлектронного умножителя без обеспечения герметичности всего модуля, что осложняет его стерилизацию. Также детектирующий модуль не содержит элемента, обеспечивающего усиление сигнала и стабилизацию питания, что не позволяет передавать сигнал на расстояние, необходимое для реализации методик обследования всего тела пациента при помощи ПМР. В то же время отсутствие разъема для быстрого и надежного подключения кабельного соединения к детектирующему модулю кабельного соединения не позволяет осуществлять надежную фиксацию кабельных соединений без потери возможности их замены с обеспечением высокого уровня надежности соединения.The imperfection is determined by the fact that the housing of the analog detecting module is implemented in the form of a tube and does not imply the protection of the scintillation crystal from mechanical damage. The next problem is the sealing of only the area around the crystal and the photomultiplier with polymer dielectric material without ensuring the integrity of the entire module, which complicates its sterilization. Also, the detecting module does not contain an element providing signal amplification and power stabilization, which does not allow transmitting the signal to a distance necessary for implementing the techniques for examining the whole patient’s body using PMR. At the same time, the lack of a connector for quick and reliable connection of the cable connection to the detection module of the cable connection does not allow reliable fixation of cable connections without losing the possibility of replacing them with a high level of reliability of the connection.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого универсального детектирующего модуля гамма-излучения для портативных медицинских радиометров, где 1 - корпус, 2 - сцинтилляционный кристалл, 3 - фотоэлектронный умножитель, 5 - плата предварительного усиления сигнала и стабилизации питания, 4, 6 - кабели питания и передачи сигнала, 7 -самозащелкивающийся разъем, 8 - диэлектрический компаунд.In FIG. 1 shows a general view of the proposed universal gamma-ray detecting module for portable medical radiometers, where 1 is a body, 2 is a scintillation crystal, 3 is a photomultiplier, 5 is a signal pre-amplification and power stabilization board, 4, 6 are power and signal transmission cables , 7 - self-locking connector, 8 - dielectric compound.

Корпус детектирующего модуля (1) выполнен в форме стакана из нержавеющей стали. В состав детектирующего модуля входят сцинтилляционный кристалл (2), расположенный на дне корпуса, на который монтирован фотоэлектронный умножитель (3), подключенный через кабели передачи сигнала и питания (4) к плате предварительного усиления сигнала и стабилизации питания фотоэлектронного умножителя (5), которая соединена кабелями передачи сигнала и питания (6) с входом самозащелкивающеегося разъема (7), герметизированного и зафиксированного диэлектрическим компаундом (8) и расположенного на открытой стороне корпуса-стакана. В качестве самозащелкивающегося разъема, может быть использован разъем типа LEMO.The case of the detecting module (1) is made in the form of a stainless steel cup. The detector module includes a scintillation crystal (2) located on the bottom of the housing, onto which a photoelectronic multiplier is mounted (3), connected via signal and power transmission cables (4) to the signal pre-amplification and power supply stabilization board of the photoelectron multiplier (5), which connected by signal and power transmission cables (6) to the input of a self-locking connector (7), sealed and fixed by a dielectric compound (8) and located on the open side of the glass case. As a self-locking connector, a LEMO type connector can be used.

Гамма-излучение проходит через корпус модуля детектора в форме стакана, выполненного из тонкостенной нержавеющей стали для обеспечения прохождения через него гамма-излучения и обеспечения достаточной прочности к механическим повреждениям. После чего попадает в сцинтилляционный кристалл, где преобразуется в световые вспышки, регистрируемые в фотоэлектронном умножителе, монтированном на полированном торце кристалла и преобразуемыми электрический ток, носитель сигнала. Далее посредством кабелей передачи сигнала и питания, соединяющих ФЭУ и плату усиления сигнала и стабилизации питания, передается на плату, где происходит стабилизация питания ФЭУ и усиление сигнала, что позволяет осуществлять передачу сигнала кабелем длиной до 2 метров без существенных электрических помех. Далее сигнал и питающее напряжение передаются от выхода платы усиления сигнала и стабилизации питания через кабели передачи сигнала и питания, соединенные с входом самозащелкивающегося разъема, герметизированного и зафиксированного диэлектрическим компаундом и расположенного на открытой стороне корпуса-стакана, что позволяет проводить стерилизацию изделия и осуществлять легкие и надежные многократные подключения внешних кабелей к разъему.Gamma radiation passes through the housing of the detector module in the form of a glass made of thin-walled stainless steel to ensure the passage of gamma radiation through it and provide sufficient strength to mechanical damage. Then it enters the scintillation crystal, where it is converted into light flashes recorded in a photomultiplier mounted on the polished end of the crystal and converted by an electric current, a signal carrier. Then, through the signal and power transmission cables connecting the PMT and the signal amplification and power stabilization board, it is transferred to the board where the PMT power is stabilized and the signal is amplified, which allows signal transmission with a cable up to 2 meters long without significant electrical interference. Further, the signal and the supply voltage are transmitted from the output of the signal amplification and power stabilization board via signal and power transmission cables connected to the input of the self-locking connector, sealed and fixed by the dielectric compound and located on the open side of the glass case, which allows sterilization of the product and lightweight and reliable multiple connections of external cables to the connector.

Claims

A gamma-radiation detecting module, consisting of a housing made of gamma-ray transmission material, in which a scintillation crystal mounted on a photoelectronic multiplier is placed, characterized in that the housing is made in the form of a thin-walled stainless steel glass, the scintillation crystal is located at the bottom case, and the photomultiplier tube, through the card pre-amplification of the signal and stabilize the power supply of the photomultiplier tube, is connected via appropriate cable signal transmission and power supply with the input of a sealed self-locking connector fixed by a dielectric compound and located on the open side of the housing.