用于回旋加速器液体靶的靶水定量分配装置
阅读说明：本技术 用于回旋加速器液体靶的靶水定量分配装置 (Target water quantitative distribution device for liquid target of cyclotron ) 是由 刘治国 付正 卢洁 贾永峰 邓伟 于 2021-03-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于回旋加速器液体靶的靶水定量分配装置,属于核医学与分子影像学领域,其结构包括加速器端1通n分配阀、定量端1通n分配阀、注射组件、靶水中转瓶,其中：所述加速器端1通n分配阀的至少一个通道接加速器,用于将加速器产生的靶水输送至靶水中转瓶或热室；所述定量端1通n分配阀的至少一个通道接注射组件,至少一个通道接靶水中转瓶,用于将靶水中转瓶中的靶水输送至加速器端1通n分配阀管线。与现有技术相比,本发明的用于回旋加速器液体靶的靶水定量分配装置不仅可以实现高活度靶水的定向、定量分配,而且大大提高了医用回旋加速器和靶水等高值耗材的使用效能,克服了以往高活度靶水只能定向(1-2个热室)传输,无法自动化定量分配的问题。(The invention discloses a target water quantitative distribution device for a liquid target of a cyclotron, which belongs to the field of nuclear medicine and molecular imaging, and structurally comprises an accelerator end 1-way n distribution valve, a quantitative end 1-way n distribution valve, an injection assembly and a target water rotary bottle, wherein: the accelerator end 1 is connected with an accelerator through at least one channel of the n distribution valves and used for conveying target water generated by the accelerator to a target water rotary bottle or a hot chamber; and at least one channel of the quantitative end 1-to-n distribution valve is connected with the injection assembly, and at least one channel is connected with the target water rotary bottle and is used for conveying the target water in the target water rotary bottle to an accelerator end 1-to-n distribution valve pipeline. Compared with the prior art, the target water quantitative distribution device for the liquid target of the cyclotron can realize directional and quantitative distribution of high-activity target water, greatly improve the use efficiency of high-value consumables such as a medical cyclotron and the target water, and overcome the problem that the high-activity target water can only be directionally (1-2 hot chambers) transmitted and cannot be automatically and quantitatively distributed in the prior art.)
技术领域
本发明涉及核医学与分子影像学领域，具体提供一种用于回旋加速器液体靶的靶水定量分配装置，用于实现回旋加速器液体靶靶水往不同热室定量、定向分配的自动化装置。
背景技术
PET/CT(Positron emission computed tomography/CT，正电子发射型计算机断层显像/X线CT显像仪)利用图像融合技术，综合了PET功能、分子代谢影像与CT精细解剖影像的优势，结合正电子放射性核素标记的多种分子探针的应用，在恶性肿瘤早期诊断与肿瘤分期分级、临床疗效评估与随访监测，良、恶性病变鉴别，协助临床治疗方案决策和放疗生物靶区确定，以及探索肿瘤生物学特征等方面具有极为重要的作用，在心脑血管疾病、神经变性性疾病、癫痫等的诊断、评估等方面有独特价值，在临床的应用不断增加。标记各种分子探针所必需的正电子放射性核素的生产方式主要有两种：核素发生器(如68Ge-68Ga发生器)和医用回旋加速器(如生产18F，11C，13N等)。相对于核素发生器，医用回旋加速器的优势在于可以连续、大剂量生产，特别是目前一些商品化的高能医用回旋加速器一次性可生产几居里的18F离子。但较发生器而言，回旋加速器其单次开机运行成本较高，常规耗材(18氧水)较为昂贵，且单次开机的相关能源消耗费用不菲。
以18F类正电子药物研发及生产过程来说，通常加速器轰击一次后，传输到相应的合成热室，绝大多数情况下只能进行单次、特定正电子药物的合成。如需再次进行合成，就只能再次运行加速器进行轰击，这样无疑增加了加速器的运行成本，同时也增加了设备的维护频率。对于部分PET中心，当天需要合成多种正电子药物才能满足临床检查的需求，但该种模式下正电子药物的生产只能顺序进行，无疑增加了药物合成的时间周期。目前暂无商品化的自动化设备可以实现将单次轰击后的高活度靶水进行分配传输。大部分核医学化学师仅通过经验性的切换流路将靶水分配，其重现性和规范化不足，势必会对放射性药物的生产及质控造成影响。
发明内容
本发明是针对上述现有技术中的不足，提供一种流路简单、控制精准的用于回旋加速器液体靶的靶水定量分配装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于回旋加速器液体靶的靶水定量分配装置，其特点是包括加速器端1通n分配阀、定量端1通n分配阀、注射组件、靶水中转瓶，其中：所述加速器端1通n分配阀的至少一个通道接加速器，用于将加速器产生的靶水输送至靶水中转瓶或热室；所述定量端1通n分配阀的至少一个通道接注射组件，至少一个通道接靶水中转瓶，用于将靶水中转瓶中的靶水输送至加速器端1通n分配阀管线。
上述分配装置利用一通n分配阀和注射组件相结合，通过一通n分配阀改变液体流路方向；通过注射组件实现高活度靶水的定量转移，最终通过阀通路切换和注射组件控制的组合实现高活度靶水的定量、定向分配。以上述分配装置进行靶水定量分配的过程包括：
S1.以加速器端1通n分配阀配合回旋加速器，将回旋加速器生产的靶水输送至靶水中转瓶或热室；
S2.以加速器端1通n分配阀将回旋加速器生产的靶水输送至靶水中转瓶后，以定量端1通n分配阀配合注射组件，定量吸取靶水中转瓶中的靶水，并转移至加速器端1通n分配阀端的管线中；
S3.以回旋加速器靶水传输系统中的He气，将加速器端1通n分配阀管线中的靶水传输至热室。
作为优选，分配阀通道数n为大于等于4的自然数，优选为大于等于4，小于等于12的自然数，如n＝4，6，9，12等。热室的个数不小于2，优选为3-10个。
例如，当通道数n为6时，可以实现最多4个热室的靶水传输；当通道数n为9时，可以实现最多7个热室的靶水传输；当通道数n为12时，可以实现最多10个热室的靶水传输。
作为优选，注射组件还可以通过定量端1通n分配阀的至少一个通道接大气。使得注射组件可以在定量吸取靶水中转瓶中的靶水后，再吸入适量气体，使吸入的气体将定量端1通n分配阀中的残留靶水完全带入加速器端1通n分配阀端的管线中。
作为优选，所述注射组件为注射泵，其容量可选500uL，1mL，2.5mL或5mL等。
作为优选，注射泵出液口与定量端1通n分配阀公共通道固定连接，使得注射泵和定量端1通n分配阀成为不可拆分的整体，作为一独立的电气零部件用于本发明装置。
作为优选，所述加速器端1通n分配阀的公共通道接加速器，一个出液通道接靶水中转瓶，至少两个出液通道用于连接热室；所述定量端1通n分配阀的公共通道接注射组件，一个通道接靶水中转瓶，至少两个通道用于分别通过三通连接热室和加速器端1通n分配阀管线。在该管路连接方式下，可以利用加速器靶水传输系统中的He气，将加速器端1通n分配阀管线中的靶水传输至热室。
作为优选，本发明用于回旋加速器液体靶的靶水定量分配装置还可以包括上位机，上位机通过通讯电缆连接加速器端1通n分配阀、定量端1通n分配阀、注射组件，用于加速器端1通n分配阀、定量端1通n分配阀、注射组件(4)的运程控制和信息反馈。
作为优选，本发明分配装置可以在上位机控制下实现以下两种工作模式：
模式一，将高活度靶水全部转移至指定热室。
模式二，将高活度靶水按照指定的分配体积量，分别传输到指定热室。
和现有技术相比，本发明的用于回旋加速器液体靶的靶水定量分配装置具有以下突出的有益效果：
(一)现有技术尚无专门用于医用回旋加速器液体靶靶水定量、定向分配的流路控制装置，本发明填补了现有技术的空白。
(二)利用该设备可以将医用回旋加速器一次轰击得到的高活度靶水分装成几部分，分别传输到不同的热室，不仅降低了医用回旋加速器的常规能源消耗，同时降低了高值耗材(氧18水)的使用量，可大大降低医用回旋加速器运行成本。
(三)该系统可实现靶水的定量、定向的分配功能，可以实现基于同种核素的不同种类的放射性药物的同时制备，大大节省了时间成本，减少了无效的核素衰减效应。
(四)本发明的上位机可实时反馈设备的运行状态，在运行过程当中可以实时查看运行参数，提高了设备运行的稳定性；同时可对设备运行数据进行记录储存，增强了设备操作的溯源性。
附图说明
附图1是实施例一用于回旋加速器液体靶的靶水定量分配装置的结构示意图；
附图2是实施例二用于回旋加速器液体靶的靶水定量分配装置的结构示意图。
附图中的标记分别表示：
1、医用回旋加速器，2、加速器端1通6分配阀，3、定量端1通6分配阀，4、注射泵，5、靶水中转瓶，6、热室，6.1、热室一，6.2、热室二，6.3、热室三，7、三通，7.1、三通一，7.2、三通二，7.3、三通三，8、上位机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
实施例一：
如附图1所示，本实施例的用于回旋加速器液体靶的靶水定量分配装置主要由加速器端1通6分配阀2、定量端1通6分配阀3、注射泵4、靶水中转瓶5、三通7组成。
加速器端1通6分配阀2的公共通道接医用回旋加速器1的靶水传输管线；通道1管路连接靶水中转瓶5。
定量端1通6分配阀3的公共通道接注射泵4；通道1管路连接靶水中转瓶5，且管路插至靶水中转瓶5底部。
加速器端1通6分配阀2通道2与定量端1通6分配阀3的通道2连接，并通过三通7.1接热室一6.1；加速器端1通6分配阀2通道3与定量端1通6分配阀3的通道3连接，并通过三通7.2接热室二6.2；加速器端1通6分配阀2通道4与定量端1通6分配阀3的通道4连接，并通过三通7.3接热室三6.3。
所述注射泵4的容量为2.5mL注射泵；所述医用回旋加速器1采为GEMinitrace回旋加速器，靶体积为2.5mL，轰击氧18水得到18F放射性靶水。本实施例分配装置可选用以下两种模式对得到的高活性靶水进行分配传输。
【模式一】将高活度靶水全部转移至指定热室。
应用场景：将2.2-2.5mL的18F靶水全部转移至热室一6.1，热室二6.2，热室三6.3中的特定的一个。
首先将加速器端1通6分配阀2切换至通道2，注射泵4活塞位置归零，此时完成了往热室一6.1传输流路的配置，接着操作医用回旋加速器1，传输已轰击完成的18F-靶水，点击医用回旋加速器控制界面按钮“Drytooutlet”(从管线中吹出)，此时可将加速器靶体内的18F离子全部传输至热室一6.1。往热室二6.2，或者热室三6.3传输，方法类似，只需将加速器端1通6分配阀2通道分别切换至通道3或通道4，其他操作相同。
【模式二】将高活度靶水按照指定的分配体积量，分别传输到指定热室(或者是特定热室分批多次传输)。
应用场景一：将2.2-2.5mL的18F靶水按照特定的体积量分别转移至热室一6.1，热室二6.2，热室三6.3中。
首先将加速器端1通6分配阀2切换至通道1，操作医用回旋加速器1，将2.2-2.5mL的高活度靶水全部转移至靶水中转瓶5中。随后将定量端1通6分配阀3切换至通道1，用注射泵4吸取0.5mL的靶水，接着将定量端1通6分配阀3切换至通道2，将注射泵4中的液体全部推注到管线中(三通7.1靠近加速器端1通6分配阀2的一侧)，随后将加速器端1通6分配阀2切换至2号通道，利用加速器靶水传输系统中的He气，将0.5mL的靶水全部传输至热室一6.1中备用。往其他热室定量传输的方法类似。将定量端1通6分配阀3切换至通道1，用注射泵4吸取0.7mL的靶水，接着将定量端1通6分配阀3切换至通道3，将注射泵4中的液体全部推注到管线中(三通7.2靠近加速器端1通6分配阀2的一侧)，随后将加速器端1通6分配阀2切换至3号通道，利用加速器靶水传输系统中的He气，将0.7mL的靶水全部传输至热室二6.2中备用；将定量端1通6分配阀3切换至通道1，用注射泵4吸取1.0mL的靶水，接着将定量端1通6分配阀3切换至通道4，将4中的液体全部推注到管线中(三通7.3靠近加速器端1通6分配阀2的一侧)，随后将加速器端1通6分配阀2切换至4号通道，利用加速器靶水传输系统中的He气，将1.0mL的靶水全部传输至热室三6.3中备用。
应用场景二：将2.2-2.5mL的18F靶水按照特定的体积量多次定量传输到同一热室。
将2.2-2.5mL的18F靶水按照特定的体积量分多批次传输到热室一6.1。首先将加速器端1通6分配阀2切换至通道1，操作医用回旋加速器1将2.2-2.5mL的高活度靶水全部转移至中靶水中转瓶5。随后将定量端1通6分配阀3切换至通道1，用注射泵4吸取0.5mL的靶水，接着将定量端1通6分配阀3切换至通道2，将注射泵4中的液体全部推注到管线中(三通7.1靠近加速器端1通6分配阀2的一侧)，随后将加速器端1通6分配阀2切换至2号通道，利用加速器靶水传输系统中的He气，将0.5mL的靶水全部传输至热室一6.1中。如需再次往热室一6.1传输，重复上述过程即可，直到传输到热室一6.1的放射性活度符合要求。
实施例二：
如附图2所示，本实施例的用于回旋加速器液体靶的靶水定量分配装置主要由加速器端1通6分配阀2、定量端1通6分配阀3、注射泵4、靶水中转瓶5、上位机8组成。
加速器端1通6分配阀2、定量端1通6分配阀3、注射泵4、靶水中转瓶5、三通7的管路连接方式与实施例一相同。
定量端1通6分配阀3的通过6接大气。上位机8通过通讯电缆连接加速器端1通6分配阀2、定量端1通6分配阀3、注射泵4和三通7。
本实施例分配装置在模式二下对得到的高活性靶水进行分配传输时，定量端1通6分配阀3切换至通道1，用注射泵4吸取0.5mL的靶水，然后切换至通道6，吸入空气至注射泵充满，之后再将定量端1通6分配阀3切换至通道2，将注射泵4中的液体全部推注到管线中(三通7.1靠近加速器端1通6分配阀2的一侧)。由于吸入注射泵4中的空气位于靶水上方，因此，在空气在带动作用下，注射泵4中的靶水能够更彻底的输送至三通7.1靠近加速器端1通6分配阀2的一侧。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种产生高品质电子束的往返式同轴腔电子加速器