用于放射性同位素安全制备和注入的系统技术方案

一种用于在正电子发射断层摄影术(PET)中使用的H2

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于放射性同位素安全制备和注入的系统
本专利技术在第一方面涉及一种用于以下系统的调节装置，该系统用于制备并注入在正电子发射断层摄影术(PET)中使用的H215O。本专利技术还在第二方面涉及一种用于制备并注入H215O的系统、在第三方面涉及一种用于控制在PET中使用的H215O的流量的安全阀、在第四方面涉及所述安全阀的用途、并且在第五方面涉及一种用于制备并注入H215O的方法。
技术介绍
放射性同位素(也称为放射性核素)在医学治疗、成像、和研究中具有若干应用。通过从放射性同位素发射正电子，PET允许对人体内的生理过程进行成像和测量。比如18F、11C、15O、14O、82Rb、以及13N等放射性同位素典型地用于标记在PET中使用的放射性药物。与这些放射性同位素相关的半衰期很短，典型地在几分钟的量级上(除了18F的半衰期为几乎两小时)。氧-15(15O)具有122.24秒的半衰期、并且是在PET中对于量化局部脑血流量(rCBF)和量化局部心肌血流量(rMBF)的最适合的放射性同位素之一。生产放射性水的大多数系统包括产生目标气体的回旋加速器。回旋加速器的目标气体被转移到存在于合格的实验室环境中的HotCell中，其中使用催化过程或加热到大约800℃并结合H2的输注来将该目标气体从15O-O2转化成H215O。然后转化得到的H215O典型地被鼓入储器中的盐溶液中，从而在所述溶液中捕集H215O。然后将H215O溶液从该储器手动地转移到吸取室或类似物中，然后典型地将对患者而言期望的剂量手动吸入注射器中，然后将该注射器手动运送到PET扫描室中。由于15O的半衰期短，因此仅可以在产生放射性同位素并将其直接注入患者体内的系统中使用15O。因此，由于关于直接与该系统相连的患者的安全性方面，仅在有限的程度上、出于例如研究目的或在特殊豁免条件下使用15O。在产生放射性同位素并将其注入患者体内的系统中的安全考虑的关键方面是压缩气体的流通。回旋加速器被连接在此类系统的一端处并且递送经压缩的放射性气体，该经压缩的放射性气体被加压到10atm或更高。患者通常通过外周静脉导管连接在系统的另一端处，从而在该患者与该经压缩的放射性气体之间建立直接连接。标准的安全特征典型地在于气体在半透膜一例通行，并且盐水在另一侧通行。在患者的紧密前方将定位由与第一半透膜类似的材料制成的无菌过滤器。该无菌过滤器将在任何气体穿过第一膜的事件中进行气锁，但是如果引导气体离开的气体废物管被阻塞，则压力可能上升到比该膜可以应对的更高的压力，这可能允许气体穿过过滤器并进入患者体内。结果可能是放射性气体从数百ml/分钟最高达1至21/分钟地输注到患者体内，这可能导致致命的静脉空气栓塞。在用于此类系统的已知阀中，该阀可以被配置成具有排出开口，其中为了从系统中释放过量流体，必须将阀转到以下构型：穿过阀在流入流体与排出开口之间建立流动路径。这需要将阀手动或自动地转到所述构型，并且因此如果系统中发生故障，该阀将不能充当安全阀。进一步地，以压缩气体运行的该系统面临的根本性问题是需要故障安全特征，以确保压缩气体不能进入系统的其他部分来由此可能影响或损坏它们。为了使对患者的风险等级最小化，由医疗人员来执行通过注射器将放射性同位素从储器手动转移给患者。通过这种方式，患者没有直接或间接地连接至回旋加速器，由此减小了放射性气体被意外输注的风险。放射性同位素的手动操纵对于患者来说是安全的，但是由于对医疗人员的反复放射性暴露，这对于例行的患者检查来说是不可行的，因为医疗人员在每次执行吸取和注入时都遭受不想要且危险的辐射。典型地，在该手动方案下，在剂量校准器中测量所期望放射性的双倍量并将其吸取。启动定时器，并且当放射性因相关放射性同位素的衰变而降低并达到所期望水平时，将所吸取的量转移给患者。由于放射性同位素的半衰期短，吸取和注入的时机必须非常精确以确定转移给患者的实际放射性量。因此，对于能够以高精度并且以对患者和医疗人员均可忽略的风险来产生并注入特定量的H215O的系统存在需求。
技术实现思路
在此背景下，本专利技术的目的是提供用于制备H215O并将其注入盐溶液中的具有增强的安全特征的调节装置、系统、安全阀、以及方法。对于本专利技术的第三方面，这个目的是通过提供一种用于控制在正电子发射断层摄影术中使用的H215O的流量的安全阀实现的，该阀包括：阀元件，该阀元件具有延伸穿过该阀元件的流动通道；具有至少三个阀开口的阀壳体，每个阀开口允许流体流入或流出所述阀；以及至少两个溢流凹陷，每个溢流凹陷具有至少一个出口开口，其中该阀元件和阀壳体可连接以形成组装阀，该阀元件和该阀壳体在接触区域中彼此相接触，其中该组装阀可以被安排成至少两个不同的打开构型，所述打开构型中的一个打开构型限定穿过该流动通道和一组所述阀开口的流动路径，并且所述打开构型中的另一个打开构型限定穿过该流动通道以及另一组不同的所述阀开口的流动路径，并且其中在所述至少两个打开构型中的每一个打开构型中：每个溢流凹陷被安排在该阀元件与该阀壳体之间；这些阀开口中的至少两个阀开口通过该流动通道相连接；这些阀开口中的至少一个阀开口没有连接至该流动通道；所述接触区域形成流体挡块，该流体挡块用于防止流体流入没有连接至该流动通道的所述至少一个阀开口中；这些溢流凹陷不与该流动通道处于流体连通；每个溢流凹陷被定位成建立所述接触区域的中断，使得这些溢流凹陷建立排出溢流流体的安全释放口，在过压情况下该溢流流体经相应的所述出口开口穿过所述流体挡块，从而使得在所述至少两个打开构型中，所述溢流流体被防止进入没有连接至该流动通道的所述至少一个阀开口中。通过提供包括所述至少两个溢流凹陷的阀，当该组装阀被安排成该至少两个不同的打开构型时，由于流体将穿过这些溢流凹陷并且背离该阀被排出，这些溢流凹陷确保了将没有流体从通过该流动通道相连的该至少两个阀开口行进至没有与该流动通道相连接的该至少一个阀开口。该组装阀可以被安排成关闭构型，在该关闭构型中该流动通道没有连接至这些阀开口中的任一个上，从而没有建立穿过该流动通道以及阀开口的流动路径。在这个关闭构型中，存在于这些阀开口中的流体还可能出现超压。如果流体穿过该流体挡块，这些溢流凹陷使溢流流体穿过相应的所述出口开口排出。由于这些溢流凹陷中的压力小于邻近的阀开口的压力完整性，因此压差确保了溢流流体将从该阀排出。由此当不期望的加压流体不预期进入时，该阀充当防止该不期望的加压流体进入一个或多个阀开口的安全阀。在本申请的背景下，应理解的是，加压流体也可以是处于大气压(大约1.01325巴)的流体。当所述系统在正常条件下运作时，优选地流体处于大致1至3巴、优选地1.5至2.5巴、更优选地大致2巴。还应理解的是，“不期望的”流体是指但不限于以下两种流体：当阀处于关闭构型时不预期从该阀的一个开口流到另一个开口的流体，无论流体的压力如何；以及由于例如在阀之前的系统故障而被加压到比预期更高的不期望压力的流体。反之亦然，术语“期望的”流体是指在正常运作条件下预期穿过处于打开构型的阀的流体。在该系统的这种正常运作条件下，并且当阀被安排成流动通道连接至阀开口的打开构型时，穿过该阀的流体量在大致500ml/min至1000ml/min的范围内。当期望的流体穿过该流动通道和这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于以下系统的调节装置，该系统用于制备并注入在正电子发射断层摄影术中使用的H2

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.19 EP 15172904.31.一种用于以下系统的调节装置，该系统用于制备并注入在正电子发射断层摄影术中使用的H215O，该调节装置包括：-第二盐水给送器401，-环路元件320，该环路元件包括第一推注量的所述H215O盐溶液，-注入装置420，该注入装置用于从所述第二盐水给送器401收集预限定的第二推注量的盐水并且将所述第二推注量以预限定的速度注入该环路元件320中，使得该第二推注量将该第一推注量推入患者管线520中，-邻近该患者管线520的第二辐射检测器440，所述辐射检测器测量所述第一推注量的注入曲线，其中所述第二推注量的注入速度和体积调节该第一推注量的注入曲线。2.一种用于制备并注入在正电子发射断层摄影术中使用的H215O的系统，所述系统包括：-用于生产H215O盐溶液的生产装置，-用于建立供注入的第一推注量的推注量装置，所述第一推注量包括所述H215O盐溶液并且具有预限定的体积和放射性浓度，所述推注量装置包括阀100，以及-根据权利要求1所述的用于调节该第一推注量的注入曲线的调节装置。3.一种用于控制在正电子发射断层摄影术中使用的H215O的流量的安全阀100，该阀100包括：阀元件120，该阀元件具有延伸穿过该阀元件120的流动通道121，具有至少三个阀开口151A、B、C的阀壳体150，每个阀开口151A、B、C允许流体流入或流出所述阀100，以及至少两个溢流凹陷180A、B、C，每个溢流凹陷具有至少一个出口开口，其中该阀元件120和阀壳体150可连接以形成组装阀100，该阀元件120和该阀壳体150在接触区域101A、B、C中彼此相接触，其中该组装阀100能够被安排成至少两个不同的打开构型，所述打开构型中的一个打开构型限定穿过该流动通道121和一组所述阀开口151A、B的流动路径，并且所述打开构型中的另一个打开构型限定穿过该流动通道121以及另一组不同的所述阀开口151B、C的流动路径，并且其中在所述至少两个打开构型中的每一个打开构型中：-每个溢流凹陷180A、B、C被安排在该阀元件120与该阀壳体150之间，-这些阀开口中的至少两个阀开口通过该流动通道121相连接，-这些阀开口中的至少一个阀开口没有连接至该流动通道121，-所述接触区域形成流体挡块，该流体挡块用于防止流体流入没有连接至该流动通道121的所述至少一个阀开口中，-这些溢流凹陷不与该流动通道121处于流体连通，-每个溢流凹陷被定位成建立所述接触区域的中断，使得这些溢流凹陷建立排出溢流流体的安全释放口，在过压情况下该溢流流体经相应的所述出口开口穿过所述流体挡块，从而使得在所述至少两个打开构型中，所述溢流流体被防止进入没有连接至该流动通道121的所述至少一个阀开口中。4.根据权利要求3所述的安全阀100，其中该组装阀能够被安排成第三不同的关闭构型，在该关闭构型中该流动通道121没有连接至这些阀开口151A、B、C中的任一个上，从而没有建立穿过该流动通道121以及阀开口的流动路径。5.根据权利要求3或4所述的安全阀100，其中该阀壳体150还包括具有第一端和第二端以及内部流体空间的连接元件，该连接元件在该第二端处连接至该阀壳体150上，使得所述流体空间与所述至少三个阀开口151A、B、C之一处于流体接触。6.根据权利要求3至5中任一项所述的安全阀100，其中该至少两个溢流凹陷被安排在该阀壳体150中。7.根据权利要求3至6中任一项所述的安全阀100，其中该至少两个溢流凹陷被安排在该阀元件120中。8.根据权利要求3至7中任一项所述的安全阀100，其中该阀元件120还包括限定第一纵向轴线124的第一端和第二端，并且该阀壳体150还包括：-外壳，该外壳包括第一端和第二端以及在该第一端与该第二端之间延伸的第二纵向轴线，该第二纵向轴线与该第一纵向轴线同轴，-用于接纳该阀元件120的内部间距，所述内部间距被该外壳封闭，以及-被安排在该外壳中的该至少三个阀开口151A...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·拉森，马丁·斯滕费尔特，卢恩·维克·克里斯滕森，
申请(专利权)人：麦德拉斯有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK