專利名稱：確定放射藥劑材料的活性的設(shè)備和方法
確定放射藥劑材料的活性的設(shè)備和方法
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)是2009年6月5日提交的、PCT申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2009/46437的部分繼續(xù)申請(qǐng)，其全部?jī)?nèi)容通過引用在此并入全文。本發(fā)明涉及針對(duì)放射藥劑材料使用的遞送方法、系統(tǒng)及其組件，更特別地涉及用于確定等分量的所遞送放射藥劑材料的輻射含量的方法和組件。已知放射藥劑材料在醫(yī)療領(lǐng)域中用于治療以及診斷目的。膠囊放射藥劑材料(如 “種子”)被注入到諸如前列腺瘤之類的固體腫瘤中來輻射并因此殺死腫瘤細(xì)胞。在血管成形術(shù)之后，放射性材料(由氣囊導(dǎo)管保持在位)對(duì)血管內(nèi)的腔細(xì)胞的短暫曝光已經(jīng)被使用， 以減少血管中再狹窄的發(fā)生率。除了這些治療用途，放射藥劑還能夠作為特定成像技術(shù)中的示蹤物以幫助診斷需要醫(yī)療介入的組織。兩種這樣的成像技術(shù)為正電子放射斷層造影術(shù)(positron emission tomography) (PET)和單光子放射計(jì)算機(jī)斷層造影術(shù)(singl印hoton emission computed tomography) (SPECT)。在PET成像中，將攜帶正電子放射核素(例如18F)的放射藥劑注射到患者的脈管系統(tǒng)中。由放射核發(fā)射的正電子在其附近與電子相碰撞，釋放出具有相反軌道的一對(duì)伽瑪射線。通過布置在患者的相對(duì)兩側(cè)的傳感器來探測(cè)該成對(duì)的伽瑪射線，從而確定放射藥劑的位置。作為實(shí)例，18F氟脫氧葡萄糖(FDG)日常用于探測(cè)腫瘤細(xì)胞，所述腫瘤細(xì)胞優(yōu)先地吸收FDG。在SPECT成像中，放射藥劑攜帶在其衰變期間發(fā)射單個(gè)伽瑪光子射線的放射核素。與PET —樣，通過圍繞患者放置的傳感器來探測(cè)伽瑪射線并確定放射藥劑的位置。作為實(shí)例，將99mTc甲氧基異丁基異腈(sestamibi)注射到患者的脈管中并在核素通過心臟時(shí)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視。該方法為心臟病專家提供如下信息，即有關(guān)心臟如何從心室中噴射出血液。對(duì)于經(jīng)受單一成像過程的單個(gè)患者而言，盡管來自診斷放射藥劑的放射劑量是微小的，但是對(duì)于注射示蹤物的醫(yī)療技術(shù)人員或醫(yī)師而言，所累積的劑量則可能是較大的。這是由技術(shù)人員或者醫(yī)師每天所需要注射的患者所決定的。因此，開發(fā)了大量的設(shè)備以幫助醫(yī)師或技術(shù)人員避免過度暴露于放射藥劑。對(duì)于放射藥劑的手工注射，已經(jīng)開發(fā)出在注射器主體中合并有防護(hù)材料(Takahashi等人的US專利4，968，305)的注射器，同時(shí)還開發(fā)出手持式防護(hù)注射器保持器(Nakayama等人的US專利499401 。除了這些手工設(shè)備之外，對(duì)自動(dòng)設(shè)備也進(jìn)行了描述。這些裝置的實(shí)例可以在Reilly等的US專利申請(qǐng)(通過引用結(jié)合在此)、PCT專利申請(qǐng)公開W02004/004787(Van Naemen等，在此通過引用結(jié)合在此)、EPO專利申請(qǐng)公開EP1，616，587 (Buck，通過引用并入)、以及US專利申請(qǐng)公開US2008/0177U6(Tate等，通過引用結(jié)合在此)中找到。盡管這些設(shè)備的應(yīng)用主要涉及 PET成像(更特定地涉及FDG的使用)，但是類似形式的設(shè)備也可用于SPECT成像過程中的 SPECT放射藥劑的注射。特別地參考Buck和Tate等人的文獻(xiàn)，自動(dòng)注射器通常包括如下組件。諸如藥水瓶或其他容器之類的放射藥劑源被放置在注射器內(nèi)的屏蔽環(huán)境中。針、套管或其他接入設(shè)備被插入到容器中以允許接入放射藥劑材料。從接入設(shè)備到第一泵設(shè)備之間還設(shè)置了流體路徑，所述第一泵設(shè)備可包括注射器和起動(dòng)器、或者蠕動(dòng)泵。非放射性沖洗材料(諸如鹽水) 源還設(shè)置有第二流體路徑，其可以連接到第二泵設(shè)備上，或者通過閥機(jī)構(gòu)與第一泵設(shè)備流體連通。在使用第二泵設(shè)備的實(shí)例中，其輸出部分可以通過輔助閥機(jī)構(gòu)而與第一泵設(shè)備的輸出部分流體連通。第一泵設(shè)備的輸出端與第三流體路徑流體連通，所述第三流體路徑被布置成穿過諸如電離室之類的放射探測(cè)器裝置。該第三流體路徑與第二閥機(jī)構(gòu)相連接，所述第二閥機(jī)構(gòu)控制其中的流體流向廢液容器或者流向遞送設(shè)備，所述遞送設(shè)備可以為醫(yī)療目的而將放射藥劑材料遞送到容器或患者。計(jì)算機(jī)運(yùn)行的適用軟件能夠通過電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備來控制第一和第二泵設(shè)備的動(dòng)作，并額外地控制閥機(jī)構(gòu)。該注射設(shè)備還可包括監(jiān)視器以向使用者顯示信息(例如放射性探測(cè)器所探測(cè)的放射量)，以及包括計(jì)算機(jī)的輸入設(shè)備(例如鍵盤)，其允許用戶輸入關(guān)于注射器操作的信息。從功能性的觀點(diǎn)來看，這樣的自動(dòng)設(shè)備可以以如下方法使用。技術(shù)人員或醫(yī)師可以將預(yù)填滿有包含放射性材料的溶液的容器或藥水瓶載入到注射器的防護(hù)容器中。諸如具有特殊活性的(表示為每體積的Bq或Ci)之類放射性材料的量可以印刻在預(yù)填滿的藥水瓶的標(biāo)簽上?；蛘?，藥水瓶的總活性(以Bq或Ci表記)可以在藥水瓶上通過已知或假定的流體體積來表示。一旦預(yù)填滿的藥水瓶或容器被載入到屏蔽容器中，可以通過醫(yī)師或技術(shù)人員手動(dòng)或通過注射器自動(dòng)地將接入設(shè)備插入到容器中。類似的，還提供非反射性沖洗材料源，例如來自于容器或掛袋。醫(yī)師或技術(shù)人員可以隨后將沖洗材料連接到設(shè)置在注射器中的第二流體路徑上?？梢酝ㄟ^泵送工藝來使用非放射性沖洗材料，從而清除注射器內(nèi)各流體路徑中的空氣?？諝馇宄幚韺?dǎo)致流體路徑中填充滿沖洗材料，因此在使用中沒有空氣存在。之后，醫(yī)師或技術(shù)人員用一種方式起動(dòng)注射器以提供用于遞送的一定劑量的反射藥劑?？梢赃x擇各種方法對(duì)注射器進(jìn)行編程從而遞送所需要的放射劑量。例如，醫(yī)師或技術(shù)人員可以經(jīng)由注射器上的界面設(shè)備來輸入放射藥劑的總遞送體積?；蛘撸褂谜呖梢暂斎胱罱K劑量的總放射線活性。在該實(shí)例中，注射器計(jì)算機(jī)上的軟件可以具有有關(guān)放射藥劑源中液體的特定活性的信息以及執(zhí)行這些計(jì)算從而確定最終的遞送體積。如果是人類患者作為劑量的接受者，則涉及患者的參數(shù)(諸如身高和體重)可以輸入到注射器中。在該實(shí)例中，注射器計(jì)算機(jī)上的軟件可以使用這類信息來確定作為活性而遞送的放射藥劑的恰當(dāng)數(shù)量，之后計(jì)算來自放射藥劑源的將要遞送的總體積。這些實(shí)例并非是窮舉，而是可以使用其他方法對(duì)注射器進(jìn)行編程以遞送特定體積的所遞送的放射藥劑。一旦確定了放射藥劑的體積，注射器激活適當(dāng)?shù)谋脵C(jī)構(gòu)以通過第一泵機(jī)構(gòu)將所需體積的放射藥劑從提供放射藥劑的容器傳輸?shù)降谌黧w路徑中。隨后啟用泵方法以將沖洗液體從沖洗液體源泵送入第三流體路徑中，這樣沖洗液體團(tuán)起作用而沿著流體路徑推動(dòng)一定劑量的放射藥劑。通過這種方式，一定劑量的放射藥劑沿著第三流體路徑逐步前進(jìn)直到其進(jìn)入到放射探測(cè)器的近端。如Tate等人文獻(xiàn)中所描述的，此類放射探測(cè)器可以包括離子探測(cè)器。該離子探測(cè)器簡(jiǎn)單地描述為具有中央陽極和集陰極的封閉容器，在陽極和陰極之間施加有電勢(shì)。探測(cè)器容器填充有探測(cè)氣體(諸如氬氣)。當(dāng)放射藥劑所發(fā)射的放射線進(jìn)入到離子探測(cè)器中時(shí)，它將一些氣體電離，從而產(chǎn)生正負(fù)電荷。負(fù)電荷附著在集陽極上，由此帶電粒子產(chǎn)生電流。放射探測(cè)器所產(chǎn)生的電流隨后由電子部件和軟件進(jìn)一步處理以提供所測(cè)量的每秒衰變數(shù)量(以Bq或Ci表記)的讀數(shù)。結(jié)果，向注射器提供關(guān)于放射量的直接信息，所述放射量由通過注射器遞送的一定劑量的放射藥劑來提供。如Buck的文獻(xiàn)中所描述的，如果所測(cè)量的劑量活性不足以構(gòu)成足量的放射藥劑，則能對(duì)注射器編程以提供第二劑量，其將與第一劑量相結(jié)合以提供待分配的正確數(shù)量的放射藥劑。一旦在第三流體路徑中存在正確體積的放射藥劑，則完整的放射藥劑劑量將通過遞送設(shè)備而泵出注射器并到達(dá)其最終目的地。在劑量所具有的放射活性超過需要的情況下，閥機(jī)構(gòu)能夠在注射器中被激活并將劑量?jī)A倒到廢物儲(chǔ)藏室中以移除。如上所述的自動(dòng)放射藥劑注射器的實(shí)例中，使用氣體電離腔來測(cè)量遞送給輸出容器或者患者的放射藥劑的數(shù)量。典型的，該電離腔具有較大的物理空間并且極大地增加了注射器的成本。Tate等人文獻(xiàn)中圖ID的元件160展示了這樣一離子腔相對(duì)于注射器其它組件的相對(duì)尺寸。圖ID進(jìn)一步提示，在電離腔發(fā)生故障的情況下對(duì)其替換可能存在困難。 出于這些原因，期望替換一種具有可替代放射探測(cè)器的電離腔，其可以既減少成本又減小物理體積以提供注射器所需要的放射線測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明廣泛地預(yù)想用于測(cè)量自動(dòng)注射設(shè)備中所使用的流體通路中的放射性藥劑材料的活性的一種改進(jìn)的系統(tǒng)和方法。在此所廣泛預(yù)想的系統(tǒng)包括流體通路以包含根據(jù)空間表面的等分量的放射藥劑、放射探測(cè)器以及沿著流體通路和傳感器之間的光子路徑放置的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件。該系統(tǒng)可以被布置在注射器內(nèi)以接收沿著流體路徑從注射器中的供應(yīng)源泵送出的等分量的放射藥劑。該系統(tǒng)輸出部分可以進(jìn)一步連接到輸出組件上以在其活性被測(cè)量后將所述等分量的放射藥劑提供給患者。包含等分量的放射藥劑的流體通路必須被放置成能優(yōu)化該等分量所發(fā)射的放射線對(duì)放射探測(cè)器的曝光的幾何結(jié)構(gòu)。因此，本發(fā)明的另一方面是臨近探測(cè)器的等分量定位器形成為具有如下幾何結(jié)構(gòu)，其中，無論等分量在等分量定位器中的位置如何，由該等分量所發(fā)射的放射線以相同的響應(yīng)能力而被探測(cè)。作為非限制性的例子，該等分量定位器可以包括管狀導(dǎo)管或柔性袋，并且該導(dǎo)管或袋可以被設(shè)置成在定位器輸入和輸出之間形成線圈型、螺旋型、蜿蜒型、線型或其它類型的通道。對(duì)于定位器的幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化的考量可以包括但不限于探測(cè)器表面中央到等分量定位器的平均軸距，以及等分量定位器在空間中(如平面或彎曲表面)的總體分布。這些彎曲表面的實(shí)施例包括但是不限于拋物線、球體、雙立方曲線、或其它更為復(fù)雜的幾何表面。本發(fā)明進(jìn)一步預(yù)想了在放射藥劑中使用多種不同放射性核素(包括但是不限于 2tllTI、99mTc或者82Rb)。鉈(Tl)、锝(Tc)、銣(Rb)對(duì)于評(píng)估心肌衰弱灌注以及確定心臟的輸出功能來說是有用的。每個(gè)核素具有獨(dú)特的發(fā)射光譜并且被規(guī)定在較寬范圍的活性水平 (Bq或Ci)。因此，集成有相對(duì)于探測(cè)器而幾何固定的等分量定位器的測(cè)量系統(tǒng)會(huì)在使用高活性水平時(shí)經(jīng)歷探測(cè)器飽和，而探測(cè)器響應(yīng)在橫跨所述的各種活性和核素的范圍中的低活性端處會(huì)處于正常操作范圍內(nèi)。因此本發(fā)明的另一方面是包括光學(xué)元件以限制來自藥劑等分量完全碰撞在傳感器表面上而產(chǎn)生的放射活性水平，該藥劑等分量位于等分量定位器中。該光學(xué)元件可以包括但是不限于，一個(gè)或多個(gè)準(zhǔn)直儀、狹縫、光闌、諸如鎢箔或鉛薄片之類薄屏蔽材料、或者它們的任意組合。這些光學(xué)元件可以手動(dòng)或自動(dòng)地調(diào)整以阻止或防止傳感器對(duì)于等分量放射核素的特定活性水平而飽和?？梢酝ㄟ^將一系列衰減器中的一個(gè)放置在位于放射核素和傳感器之間的光子路徑中實(shí)現(xiàn)，所述衰減器可以包括不同尺寸的光闌(變化直徑)、布置在轉(zhuǎn)輪之上的針孔準(zhǔn)直器，或者將一系列狹縫中的一個(gè)放置到光子路徑中，所述狹縫被磨成可移動(dòng)的金屬設(shè)備，又或者放置一系列具有不同厚度的屏蔽薄片/箔片中的一個(gè)，或通過其它實(shí)施例。更為復(fù)雜的衰減器也可以包括放置在可變衰減器上的準(zhǔn)直針孔陣列，針孔或溝槽呈放射狀延伸穿過衰減器主體，并且具有相等或可變的直徑。具有各種平面或曲面幾何形狀的等分量定位器可以類似地與光學(xué)元件相組合以形成可選擇的定位器，所述光學(xué)元件具有多種衰減或準(zhǔn)直特征。這些可選擇的定位器可以針對(duì)特定放射核素或放射活性水平來優(yōu)化探測(cè)器性能。本發(fā)明的又一方面包括一種使用該系統(tǒng)以測(cè)量定位器內(nèi)放射藥劑等分量活性的方法。該方法的一個(gè)實(shí)施例包括通過自動(dòng)注射器將已知體積的等分量放射藥劑液體注射到平面或曲面的等分量定位器中，所述等分量定位器靠近放射探測(cè)器，二者之間具有各種光子抑制性光學(xué)元件，布置在幾何凹面上的定位器面向探測(cè)器以優(yōu)化探測(cè)器對(duì)于放射藥劑所發(fā)射的放射線的響應(yīng)，將該探測(cè)器的響應(yīng)傳輸?shù)今v留在注射器上的計(jì)算機(jī)，以及根據(jù)體積和探測(cè)器的響應(yīng)而計(jì)算所述等分量的特定活性。


圖Ia示出了用于從位于可選擇的定位器中的等分量測(cè)量放射活性的探測(cè)器系統(tǒng)，該定位器包括本發(fā)明的凹面等分量定位器的和/或各種衰減器以及固態(tài)傳感器。圖Ib示出了具有可選擇的衰減器的圖Ia所示凹面等分量定位器的側(cè)視圖。圖Ic示出了準(zhǔn)直器陣列的實(shí)施例的立體圖。圖Id示出了圖Ic中的準(zhǔn)直器陣列的實(shí)施例的橫截面圖。圖Ie示出了雙準(zhǔn)直器陣列的實(shí)施例的橫截面圖。圖If示出了具有圓蓋形衰減器的準(zhǔn)直器陣列的實(shí)施例的橫截面圖。圖Ig示出了具有平面等分量定位器的準(zhǔn)直器陣列的實(shí)施例的橫截面圖。圖2示出了依據(jù)放射源到傳感器距離的探測(cè)器計(jì)數(shù)率的理論響應(yīng)曲線。圖3示出了具有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的、圖2的理論響應(yīng)曲線。圖4示出了以擴(kuò)展標(biāo)度的圖3的理論響應(yīng)曲線和數(shù)據(jù)。圖5示出了作為從源到晶體的距離的函數(shù)、針對(duì)各種位置誤差的計(jì)數(shù)率的基于模型的百分比誤差。圖6示出了作為圍繞中央軸的角位移的函數(shù)、CZT探測(cè)器對(duì)放射源的響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以及基于根部余弦模型而與該數(shù)據(jù)相匹配的理論曲線。圖7示出了與雙立方曲線模型相匹配的圖6中的計(jì)數(shù)率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。圖8示出了對(duì)于在3個(gè)不同源一探測(cè)器角度(0，+30，-30度)處的不同距離的計(jì)數(shù)率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。圖9示出了計(jì)數(shù)率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其用于從雙立方模型中導(dǎo)出的凹面上的各個(gè)點(diǎn)，作為在放射源上方使用0. 1英寸厚度的聚碳酸酯圓盤的角位移的函數(shù)。圖10示出了作為光能的函數(shù)的散射和吸收系數(shù)。
具體實(shí)施例方式圖Ia示出了用于測(cè)量等分量的放射藥劑活性的探測(cè)器系統(tǒng)300的實(shí)施例。如本公開內(nèi)容中所使用的，等分量指的是一個(gè)或多個(gè)體積、團(tuán)塊、小塊、或者流體段，它們或者相鄰或者由其它材料分開，且一起形成用于一個(gè)或多個(gè)患者的一個(gè)或多個(gè)劑量。探測(cè)器系統(tǒng) 300包括連接于通路或等分量定位器302的流體路徑，所述等分量定位器至少形成有凹面 304。等分量定位器302與放射探測(cè)器325之間以距離320布置，該探測(cè)器包括傳感器，所述傳感器具有傳感器表面以及電子元件的以調(diào)節(jié)傳感器的輸出。在等分量定位器302和探測(cè)器325之間可以設(shè)置可變衰減器316?？勺兯p器316以及等分量定位器302每個(gè)都具有不同的凹面曲率以形成可選擇的定位器。據(jù)此，等分量定位器302將發(fā)射放射能量的源定位在彎曲構(gòu)造上，并且當(dāng)將能量發(fā)射給探測(cè)器時(shí)，可變的衰減器影響其運(yùn)行到探測(cè)器的路徑。每個(gè)可變曲率量對(duì)到達(dá)探測(cè)器的能量進(jìn)行優(yōu)化。據(jù)此，可選擇的衰減器310可以被設(shè)置在等分量定位器302和探測(cè)器325之間。可選的自動(dòng)機(jī)構(gòu)3 能夠連接至衰減器310。等分量定位器302形成在獨(dú)特的凹面304中以允許均勻的放射探測(cè)響應(yīng)。從凹面304上的任意點(diǎn)到探測(cè)器325的距離被定義為光學(xué)路徑303，該光學(xué)路徑被導(dǎo)出，從而無論等分量沿著等分量定位器302的位置如何，探測(cè)器計(jì)數(shù)率都與等分量放射活性水平成比例。圖Ib提供了凹面30 的側(cè)視圖。該凹面30 可以具有各種形式，包括但是不限于拋物線表面、球形表面或類球形表面或者更為復(fù)雜的幾何形狀，該幾何形狀取決于探測(cè)器325 具體的幾何響應(yīng)，下面將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。選擇凹面幾何形狀以保持探測(cè)器對(duì)于在各種位置以及以各種放射核素能級(jí)發(fā)射的放射線的一致敏感度，并且克服了在球面幾何形狀中存在的限制。盡管球面是凹面的一種實(shí)例，但其在某些能級(jí)上可能并不合適，并且會(huì)導(dǎo)致不精確的活性測(cè)量，因?yàn)榕c處于球形表面的內(nèi)部或其中央的等分量相比較，靠近球形表面的外徑的位置上的等分量具有較低的計(jì)數(shù)率。該差別會(huì)產(chǎn)生是因?yàn)閺那蛎鎴A周上的等分量放射藥劑中發(fā)射的放射線將以非法線的角度撞擊探測(cè)器的傳感器表面，從而由于探測(cè)表面積減少和/或基于放射線入射角的傳感器有效吸收常數(shù)的改變和/或探測(cè)器窗口(或光路)衰減和/或散射水平的改變而使其有效計(jì)數(shù)率減少。該凹面304具有“半徑”，其有助于放射活性探測(cè)中的高精度測(cè)量。對(duì)于凹面，在此使用的術(shù)語“半徑”指的是從定位器上任意點(diǎn)到傳感器的距離。與待測(cè)放射流體和傳感器之間潛在的相對(duì)位置改變相比，該凹面的“半徑”較大，。該相對(duì)位置改變的起因包括但是不限于在定位器內(nèi)靠近或遠(yuǎn)離傳感器移動(dòng)的流體放射，由于機(jī)械位置誤差而導(dǎo)致的等分量定位器移動(dòng)靠近或遠(yuǎn)離傳感器，制造偏差，以及傳感器運(yùn)動(dòng)。由于諸如此類的小機(jī)械變量在物理系統(tǒng)中是常見的，其有利于在凹面“半徑”和傳感器之間保持高計(jì)數(shù)率，從而盡管存在這些小的變量仍保持高測(cè)量精度，。等分量定位器302可以形成為管狀導(dǎo)管，該導(dǎo)管具有被較佳地選取為使讀數(shù)誤差最小的寬度或直徑，由此與“半徑” 320(如前所述)相比較小。這樣，如果流體的放射性部分附著到壁上并且因此移動(dòng)到靠近或遠(yuǎn)離傳感器的位置，則將減少測(cè)量誤差的值。管狀導(dǎo)管例如可以被溶合或熱結(jié)合在一起以形成凹形并且隨后放置到形狀類似的接收表面(未示出)中。除了使由于等分量在定位器內(nèi)的位置而引起的誤差最小化之外，通過在定位器和探測(cè)器之間采用足夠大的光學(xué)路徑303還可以使由于定位器相對(duì)于放射探測(cè)器325的位置不對(duì)齊而引起的測(cè)量誤差最小化?！鞍霃健被蛘呔嚯x320會(huì)因?yàn)榉ň€距離輪廓(其通過所選擇的特定凹面幾何形狀而確定)的機(jī)械公差而有微小改變。該距離變化或擾動(dòng)將影響探測(cè)誤差的大小。等分量定位器和探測(cè)器之間的足夠大的光路303將使探測(cè)器誤差最小化。由于凹面形狀的導(dǎo)管的定位是重要的，因此優(yōu)選地對(duì)于定位器302具有某種對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，其可以包括銷釘、溝槽、凸緣、唇邊或其它機(jī)械結(jié)構(gòu)(未示出)?；蛘撸ㄟ^槽或夾的固定或者通過粘合，等分量定位器302能附著在更為剛性的塑料塊(未示出)上。等分量定位器還可以固定在兩個(gè)剛性的、多用途表面(未示出)上，或者采用兩塊相對(duì)剛性注模塊形成，所述注模塊隨后結(jié)合在一起(未示出)。進(jìn)一步的，定位器可以被制造成溝槽或管狀導(dǎo)管，其加工成或注模成低密度材料。除了管狀導(dǎo)管之外，等分量定位器302還可以具有容器的形式，該容器形成為具有適當(dāng)?shù)陌济媪黧w路徑，例如但不限于，袋子或其它具有入口和出口的柔性容器(未示出)。該袋子還可以被壓縮在兩個(gè)可重復(fù)使用的表面(未示出)之間，該表面產(chǎn)生盤繞的、蜿蜒的或其它流體將通過的纏繞的凹形形狀。由于探測(cè)器系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為測(cè)量放射核素等分量所發(fā)射的放射線，因此等分量定位器302所包含的材料及其厚度優(yōu)選地設(shè)計(jì)為使對(duì)放射的吸收最小化。具有如此特征的材料可以是低密度塑料。這些材料的一些非限制性實(shí)例包括聚合物以及各種制造和注模材料。例如聚碳酸酯由于其強(qiáng)度以及能精確且一致的注模能力而通常用于光學(xué)設(shè)備中。圖 10示出了由于各種能量的光子與聚碳酸酯塑料的相互作用而引起的各種散射和吸收效應(yīng)。 在PET或SPECT成像中使用的放射核素可以包括2wTI^Tc或者123I，以及正電子發(fā)射器 18F和"C。對(duì)于由正電子湮沒而釋放的伽馬放射，這些放射源的伽馬射線能量的范圍包括 140keV(例如99mTc)到511keV。如圖10所示出的，對(duì)于接近這些相關(guān)的用于PET或SPECT 成像的能量，不連貫散射機(jī)構(gòu)對(duì)于光子表現(xiàn)出與聚碳酸酯塑料最為類似的效應(yīng)。不管使用何種低密度塑料，該散射可以導(dǎo)致例如伽馬光子從放射藥劑等分量中離開塑料并偏離其法線路徑。由于該原因，等分量定位器的壁可以足夠薄以減少這些散射效應(yīng)，該散射效應(yīng)可能干擾橫跨感興趣的能量范圍的傳感器精度。厚壁管可能導(dǎo)致在一些能量范圍中的過量吸收，并且為所發(fā)射的光子提供多重散射路徑。這種多重散射可能導(dǎo)致等分量對(duì)于探測(cè)器呈現(xiàn)在物理上大于其實(shí)際尺寸。有各種管直徑和壁厚度可以用于形成等分量定位器，其中每一種都會(huì)針對(duì)放射核素能量的范圍和將要分配的藥劑而特別地進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)于如下所包括的但并非限定性的材料聚氯乙烯、聚氨酯、硅樹脂、或共擠塑 (coextruded)尼龍，管壁厚度可以在0. 020英寸到0. 125英寸之間變化，并且管直徑可以在 0. 030英寸到0. 3125英寸之間改變。該等分量定位器302優(yōu)選地?zé)o菌并是預(yù)組裝單元。放射探測(cè)器325可以使用各種適合于所關(guān)心的能量范圍的現(xiàn)代放射傳感技術(shù)。非限制性的示例放射傳感技術(shù)包括，具有閃爍材料或者鎘/鋅/碲化物(CZT)或鎘/碲化物晶體基探測(cè)器的Si PIN或雪崩光電二極管陣列(硅PMT)。具有高增益電荷放大器的CZT 晶體提供了穩(wěn)定的和高效的性能。該傳感器具有高傳感性以及小外形和低成本的優(yōu)點(diǎn)?？蓛?yōu)化該晶體的形狀以提供軸對(duì)稱，使得當(dāng)?shù)确至垦刂愤\(yùn)行時(shí)，傳感器的有效表面區(qū)域能夠保持相同，每單位時(shí)間內(nèi)收集相同的放射通量。晶體形狀的非限制性實(shí)例包括圓形或方形外形。CZT探測(cè)器包括CZT晶體(傳感器)，橫跨該晶體經(jīng)由陽極和陰極而提供電勢(shì)。 入射的伽瑪或χ射線(在此為電離的光子或光子)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，其分別遷移到陽極和陰極。由于較高的機(jī)動(dòng)性，電子移動(dòng)得更快并且因此通常通過阻塞電容器(其保護(hù)電荷放大器不受陽極出現(xiàn)的高壓偏置的影響)而被收集在陽極。所產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)的數(shù)目與晶體所吸收的光子的能量成比例。在短時(shí)間恒定/高帶寬互阻抗放大器結(jié)構(gòu)中，對(duì)于每個(gè)被吸收到晶體中的光子都產(chǎn)生短的(幾微秒)脈沖，該放大器結(jié)構(gòu)通常用于計(jì)數(shù)設(shè)備并且在收集光譜時(shí)使用。電壓脈沖的高度與所收集的電荷的數(shù)目成比例，而所收集的電荷則與入射的光子的能量成比例。通過收集適當(dāng)數(shù)目的脈沖并且記錄每一次的脈沖高度，可以形成柱狀圖(或光譜圖)，其允許系統(tǒng)在來自99Ic和其他發(fā)射藥劑核素的放射之間進(jìn)行鑒別。放射探測(cè)器325能安裝在小電路板上(未示出)，所述電路板還包括用于其操作的合適的電子元件。這些電子元件可以包括但是不限于橫跨傳感器主體設(shè)置的高電勢(shì)源、 對(duì)傳感器輸出進(jìn)行放大的電流放大器、諸如過濾器之類的噪聲減少電路元件、以及用于從探測(cè)器向包含在注射器系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)提供最終調(diào)節(jié)信號(hào)的裝置。這樣的CZT探測(cè)器可以容納在組合件內(nèi)，該組合件可以是諸如20立方毫米那樣很小的，且可以附著在具有適當(dāng)尺寸的電路板上，所述電路板包括調(diào)節(jié)電子元件，從而提供所需數(shù)據(jù)以供計(jì)算機(jī)獲取和使用 (參見例如 eVMicroelectronics iGEM Sensor Module [2009 年 11 月 13 日的 http //www. Evmicroelectronics. com/igemsm. html])進(jìn)一步包括在放射探測(cè)器系統(tǒng)300中的可以是可選擇的衰減器310，該衰減器布置在等分量定位器302和探測(cè)器325之間的光路303中或者傳感器晶體的活性表面上?？蛇x擇的衰減器310用于容納大的放射水平動(dòng)態(tài)范圍，同時(shí)在所期望的線性或最優(yōu)響應(yīng)范圍內(nèi)操作傳感器。此種所期望的響應(yīng)范圍是防止傳感器飽和或高端的脈沖累積、以及防止傳感器在噪聲中操作或在其低端處需要太長(zhǎng)的時(shí)間以確定測(cè)量值的響應(yīng)范圍。因?yàn)榈确至糠派渌巹┑奶囟ɑ钚阅軌驈囊粋€(gè)預(yù)備值變化到另一個(gè)值，以及因?yàn)樵诎煌派浜怂氐乃巹┲g，整個(gè)光譜能量是不同的，可選擇的衰減器310最小化或者防止放射探測(cè)器的飽和。 可選擇的衰減器310可包括旋轉(zhuǎn)盤組合件317或線性定位設(shè)備(未示出)。可選擇的衰減器310可以包括但不限于一個(gè)或多個(gè)光闌、衰減器、狹縫或者通道。圖Ib示出了一系列的通道31fe-c，其圍繞盤317而布置在各個(gè)位置。這些通道可以具有不同尺寸的直徑。此外， 可選擇的衰減器310可以包括一系列的衰減器，該衰減器由厚度不同的材料組成，或者，可以選擇材料，從而從定位器中發(fā)出的放射的最大值不會(huì)超出探測(cè)器325響應(yīng)的線性范圍或者落在探測(cè)器325響應(yīng)的線性范圍之外。該衰減器材料優(yōu)選地是高密度材料，其具有高衰減-散射比，一些非限制性實(shí)例包括鉛、鎢和金。在另一實(shí)施例中，可選擇的衰減器可以包括厚度變化的連續(xù)衰減材料帶。對(duì)箔片進(jìn)行制作以使其具有各種橫截面或外形，包括平的或半球形的外形?？蛇x擇的衰減器可以是定位器，這樣在光路中的箔片厚度足夠，以確保探測(cè)器響應(yīng)在其線性范圍內(nèi)?？蛇x擇的衰減器還可以包括小且恒定的校準(zhǔn)放射源(未示出)，其面向傳感器以提供校準(zhǔn)探測(cè)器響應(yīng)的手段。在一個(gè)非限制實(shí)例中，243Am(半衰期為7400年，伽瑪能量為 74. 7keV)或者241Am(半衰期為432年，伽瑪能量為59. 5keV)的小校準(zhǔn)源樣本可以用作具有已知光譜特征的恒定放射源。在對(duì)探測(cè)器適當(dāng)功能進(jìn)行臨時(shí)核對(duì)時(shí)，該校準(zhǔn)源可以放置在探測(cè)器的前方，從而可以測(cè)量其響應(yīng)。探測(cè)器相對(duì)之前的校準(zhǔn)的偏差會(huì)得到注意，并用于確定探測(cè)器是否需要重置或重校?？蛇x擇的衰減器310最理想的可以是定位器302和探測(cè)器 325之間的光路303中的定位器。這可以通過用戶親手將元件放置到位而手動(dòng)完成，或經(jīng)由自動(dòng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)。
自動(dòng)機(jī)構(gòu)3M可以連接到可選擇的衰減器310，如圖Ia所示?？蛇x擇的衰減器 310可包括盤317，其上布置有光學(xué)元件。盤317的中央連接至由電動(dòng)機(jī)330 (諸如小DC電動(dòng)機(jī)或步進(jìn)電動(dòng)機(jī))驅(qū)動(dòng)的軸312。該電動(dòng)機(jī)由控制單元335控制。該控制單元可以從注射器計(jì)算機(jī)(未示出)接收信息，以激活電動(dòng)機(jī)，從而可選擇的衰減器上的適當(dāng)光學(xué)元件能夠恰當(dāng)?shù)貙?duì)齊在與光路303中。設(shè)想用各種裝置以確保恰當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件能夠在光路中適當(dāng)對(duì)齊，其可以包括但不限于使用限位開關(guān)、基準(zhǔn)標(biāo)記、或者與電動(dòng)機(jī)330相關(guān)的電動(dòng)機(jī)編碼器。控制單元335與計(jì)算機(jī)連通以選擇特定的光路元件。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶可以通過輸入設(shè)備將放射藥劑、放射核素的名稱和/或活性水平輸入到計(jì)算機(jī)中。計(jì)算機(jī)可以具有數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫將恰當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件與特定輸入放射藥劑或放射核素名稱或活性水平相互交叉參考以優(yōu)化探測(cè)器響應(yīng)。該信息可以進(jìn)一步索引為控制序列并發(fā)送到電動(dòng)機(jī)控制單元中以將恰當(dāng)?shù)谋凰饕墓鈱W(xué)元件放置到位?；蛘?，已知的光學(xué)元件可以初始地放置在位，且當(dāng)?shù)确至糠派渌巹┏尸F(xiàn)在等分量定位器上時(shí)，放射探測(cè)器可以將其輸出數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶⑸淦饔?jì)算機(jī)上，傳感器提供經(jīng)由短集成時(shí)間測(cè)量?jī)?nèi)的計(jì)數(shù)率的初步粗略估計(jì)(“寄生 (sneak)峰值”)，計(jì)算機(jī)隨后可以將來自探測(cè)器的數(shù)據(jù)和表示探測(cè)器響應(yīng)曲線的數(shù)據(jù)相比較。如果探測(cè)器數(shù)據(jù)超出了表示探測(cè)器的線性響應(yīng)范圍，則計(jì)算機(jī)可以向電動(dòng)機(jī)控制器發(fā)送控制序列，從而定位新的光學(xué)元件以增加或減少探測(cè)器上的入射放射線。或者，探測(cè)器可以將與入射放射的光譜特征相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸給注射器計(jì)算機(jī)。數(shù)據(jù)庫可以包括在計(jì)算機(jī)中，該數(shù)據(jù)庫包含表示與多個(gè)潛在放射藥劑相關(guān)的光譜特征的數(shù)據(jù)。該探測(cè)器數(shù)據(jù)可以與該數(shù)據(jù)庫相比較以識(shí)別適當(dāng)?shù)姆派浜怂?。監(jiān)視器上的計(jì)算機(jī)輸出可以將這些信息提供給用戶。同時(shí)，計(jì)算機(jī)可以向電動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)送適當(dāng)?shù)目刂茢?shù)據(jù)，以將合當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件定位到光路中，以優(yōu)化放射探測(cè)器對(duì)該放射核素的響應(yīng)。不僅可以改變定位器302的曲率以優(yōu)化探測(cè)器的讀取，還可以改變凹面光學(xué)元件 316的曲率以影響探測(cè)器的讀取?？勺兯p器316可以具有各種凹面外形，所述外形可以類似于在上面描述的等分量定位器凹面的外形?？勺兯p器316的該曲線形狀可以減少非法線方向的放射光子傳播效應(yīng)，而當(dāng)?shù)确至糠派渌巹┭刂确至慷ㄎ黄饕苿?dòng)到不同位置時(shí)，該效應(yīng)會(huì)減少傳感器精度。實(shí)際上，改變每個(gè)等分量定位器和可變衰減器的曲率可以優(yōu)化探測(cè)器感應(yīng)放射線的能力。因此，凹面等分量定位器和可變衰減器316分別為放射活性 (或放射流體)提供可選擇的定位和可調(diào)整的補(bǔ)償，從而探測(cè)器理想地讀取放射線。凹面光學(xué)元件可由高密度放射材料制成，所述材料具有高衰減散射比，一些非限制性實(shí)例包括鉛、 鎢和金，其提供適當(dāng)?shù)乃p同時(shí)防止散射，否則會(huì)減小傳感器精度。圖Ic示出了形成為準(zhǔn)直器陣列350的示例性可變衰減器的立體圖。準(zhǔn)直器陣列 350包括通道352，所述通道可以具有均一或尺寸可變的直徑以獲取更精確的活性探測(cè)。準(zhǔn)直器陣列350具有凹面形狀，且依賴于每一個(gè)的通道尺寸變化可以增強(qiáng)探測(cè)器能力以讀取定位器凹面部分中某一位置上與等分量相關(guān)的活性。通過對(duì)凹面定位器上的等分量的位置偏差的補(bǔ)償而實(shí)現(xiàn)該增強(qiáng)。圖Id是沿著圖Ic所示的準(zhǔn)直器陣列350或者“針墊”的線Id-Id得到的橫截面圖。在圖Id中，準(zhǔn)直器陣列350與探測(cè)器32 間隔軸向距離而布置，從而內(nèi)凹面面向探測(cè)器。例如，諸如通道357a等的在準(zhǔn)直器陣列外圍上的通道比諸如通道357c等的朝向中央得到的通道直徑要大。諸如通道357b等的位于準(zhǔn)直器陣列的中央和外圍之間的通道的直徑尺寸在中央和外圍處那些通道的直徑之間。以法向于準(zhǔn)直器外表面和內(nèi)表面的角度鉆出通道，因此，在外圍處的通道具有更大的傾斜角。對(duì)于給定的活性來說，這將產(chǎn)生更加均一的探測(cè)器響應(yīng)，而與彎曲定位器中等分量放射藥劑的位置無關(guān)。準(zhǔn)直器陣列350由此提供可變的衰減。進(jìn)一步的，由于具有彎曲的準(zhǔn)直器陣列，等分量定位器的凹度可以最小化，或者沒有凹度而是如圖Ig所示的平面流體路徑。該探測(cè)器系統(tǒng)具有等分量定位器302b，其中凹度被最小化或者沒有凹度，準(zhǔn)直器350b是彎曲的。定位器和光學(xué)元件之間的凹度或曲率的變化特別有利于應(yīng)對(duì)不同核素或能級(jí)。如果一個(gè)凹面定位器不適于所有所關(guān)心的能量/核素(由于散射變化)，那么針對(duì)給定核素而將“針墊”準(zhǔn)直器陣列移動(dòng)到恰當(dāng)位置(如非限制性實(shí)施例的，通過轉(zhuǎn)輪或線性滑動(dòng))。能夠使用各種針墊，具有各種準(zhǔn)直通道樣式和通道直徑以及各種針墊厚度，這些參數(shù)中的每一個(gè)都可針對(duì)特定的核素能量范圍而優(yōu)化。如圖Ig所示，準(zhǔn)直器陣列350b具有不同尺寸上變化的通道。每個(gè)通道可以位于以傾斜角(顯示為角度Θ)測(cè)量的位置處。通道偏離中心線365的角度越大，則通道的直徑越大。居中地位于曲率中點(diǎn)的準(zhǔn)直器通道357c相比較位于外圍的通道357a而言具有較小的直徑。而位于陣列350b的中央和外圍之間的諸如357b之類通道，類似地具有處于中央和外圍通孔的通道直徑之間的直徑尺寸。準(zhǔn)直器陣列350可以是連續(xù)的屏蔽材料層，或者，準(zhǔn)直器陣列可以為兩個(gè)或多個(gè)足夠厚的屏蔽材料片，例如圖Ie中所示的35 和35恥。通道359a_c可以被打孔或鉆孔而形成適當(dāng)直徑，以產(chǎn)生探測(cè)器對(duì)于定位器中等分量所發(fā)射的光子的相等響應(yīng)度。也可以由可注模屏蔽材料來注模形成固體或單片式準(zhǔn)直器陣列，該材料為例如采用PolyOne 制造的那些，其中鉛粉與聚合物相組合。如圖If所示，準(zhǔn)直器陣列350可以與彎曲的衰減器360或其他光學(xué)元件一同使用。該準(zhǔn)直器陣列350和彎曲的衰減器可以與并不位于凹面上而是位于平面上(作為實(shí)例， 如圖Ig中的302b)的等分量定位器一起使用。與曲面相比，平面的優(yōu)勢(shì)在于更易制造和機(jī)械控制。定位器的平面能夠產(chǎn)生相對(duì)于探測(cè)器325d表面的幾何扭曲。在一種扭曲中，隨著等分量從平面的中央向外圍移動(dòng)時(shí)，放射性等分量到探測(cè)器的絕對(duì)距離增加。這減小了入射在探測(cè)器上的放射錐度。第種二扭曲是由于放射錐的中線并不是探測(cè)器表面的法線。盡管探測(cè)器可以響應(yīng)與其表面非法向的入射放射線，但是這些響應(yīng)不如以法向角入射的放射線的響應(yīng)有效。由于探測(cè)器表面并不法向于來自布置在流體元件外圍的等分量的入射射線的中線，其結(jié)果是探測(cè)器表面的有效區(qū)域?qū)p小。減少這些扭曲的方法是除了準(zhǔn)直器陣列 350a之外還配置具有非均一厚度的衰減器360，該衰減器由諸如359d的通道組成，這些通道全都具有相同直徑。衰減器360的厚度可以改變，從而在中間位置(軸上)相對(duì)于其外圍提供更多的衰減，因此補(bǔ)償了路徑長(zhǎng)度誤差以及與平面的中心相比的從平面的外圍撞擊探測(cè)器的光子通量的立體角的誤差。如圖If所示，發(fā)源于等分量定位器的外圍的光子軌線353c所通過的衰減材料比靠近定位器中央而發(fā)源的軌線353d要少?？拷綔y(cè)器布置的衰減器360比靠近等分量電位器布置的衰減器尺寸能更小。其優(yōu)點(diǎn)在于制造和安裝更容易。使用更靠近探測(cè)器的更小衰減器的第二優(yōu)點(diǎn)在于可以作為可選擇的衰減器的組件而被結(jié)合。此外，具有不同厚度范圍的不同衰減器可以用于不同的同位素。也可以考慮衰減器、準(zhǔn)直器陣列和其他光學(xué)元件的其它組合，其允許傳感器在等分量活性和放射核素光譜的寬范圍中以其線性感應(yīng)范圍操作。圖2、3和4示出了探測(cè)器對(duì)放射線的測(cè)量計(jì)數(shù)率的效果，該放射線沿著法向于傳感器表面的軸而離開該探測(cè)器不同的距離。如前所述，影響放射探測(cè)器對(duì)放射源的響應(yīng)的幾何因素包括放射源離開探測(cè)器表面的徑向距離、以及放射源的相對(duì)法向于傳感器表面的軸的角位置。圖2示出了探測(cè)器計(jì)數(shù)率(次每秒)對(duì)于放射源和傳感器表面之間沿著傳感器法線軸(此后稱為ζ軸)的距離(英寸)的理論響應(yīng)。圖3示出了相同的理論曲線(實(shí)線)，其表示計(jì)數(shù)率和其定義等式，以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(圓環(huán))。理論曲線采用“計(jì)數(shù)率等式”得出R = -E/2*{[z/yl(a2 +z2)]-\}其中“Ε”表示測(cè)試源發(fā)射的總放射與探測(cè)器效率的乘積(次每秒)，其中總放射以注射期間等分量表示，“Ζ”是從放射探測(cè)器沿著Z軸(米)到測(cè)試源的距離，以及“B”是與放射探測(cè)器傳感器表面具有近似相同的表面積的圓的半徑(米)。該計(jì)數(shù)率等式描述了 在離開向所有方向發(fā)射放射線的放射源一定的距離ζ處，入射到區(qū)域表面的伽瑪放射的數(shù)量與a2成正比。圖3中的數(shù)據(jù)表示從與CZT探測(cè)器晶體保持固定距離的57Co放射源獲取的數(shù)據(jù)。圖4中進(jìn)一步擴(kuò)展了圖3的橫坐標(biāo)并且示出了在理論曲線和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的良好吻合。優(yōu)選地，如圖Ia所示的等分量定位器302相對(duì)于放射器探測(cè)器表面而處于最佳軸距離。然而，如所述地，可能產(chǎn)生該定位的不精確性。例如，與優(yōu)選位置相比，用戶會(huì)將定位器放置在探測(cè)器系統(tǒng)中而沒有對(duì)準(zhǔn)。此外，可以在一定物理公差范圍內(nèi)制造具有流體路徑的暗盒或者其它等分量定位器組合件，因此相對(duì)于探測(cè)器的流體路徑實(shí)際位置中可能產(chǎn)生不精確性。如圖2-4所示的，當(dāng)放射源越來越遠(yuǎn)離探測(cè)器時(shí)，探測(cè)器響應(yīng)在短距離范圍內(nèi)近似為線性(其中可能發(fā)生機(jī)械移動(dòng)或誤差)。因此，探測(cè)器越是遠(yuǎn)離，沿著法線軸的從探測(cè)器的微小位移偏差所產(chǎn)生的計(jì)數(shù)率測(cè)量的誤差越小，。然而，固定的探測(cè)器尺寸來說，隨著該距離增加，計(jì)數(shù)率減少；因此測(cè)量時(shí)間將增加(由于Poisson計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)要求)。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合，可以確定放射藥劑源、凹的流體路徑曲率、準(zhǔn)直器的使用以及衰減器的使用、優(yōu)化的或可接受的距離。圖5示出了關(guān)于探測(cè)器輸出的在距離測(cè)量值(ζ軸)中的小偏差的效應(yīng)?？v坐標(biāo)提供了劑量(活性)測(cè)量值中的百分比誤差，其作為放射源和探測(cè)器之間沿著ζ軸的理論距離的函數(shù)。計(jì)數(shù)率通過3根曲線表示且基于計(jì)數(shù)率等式，并且該計(jì)數(shù)率示出了如果放射源的實(shí)際放置位置從優(yōu)選位置偏離0. 01，0. 02，0. 03，0. 04英寸的情況下，基于從放射源到彎曲流體定位器的法向距離ζ(英寸)處的探測(cè)器的預(yù)期響應(yīng)的百分比誤差。對(duì)于這些計(jì)算，等效圓周傳感器的表面半徑設(shè)置為5mm。例如，在圖5中，如過從放射探測(cè)器傳感器開始的流體路徑為約6英寸，則對(duì)于流體路徑的0. 04英寸的偏離誤差，相對(duì)所期望的傳感器響應(yīng)的誤差小于2%。這些理論計(jì)算值指明了流體路徑元件優(yōu)選放置在距離探測(cè)器5到8英寸的范圍。在該范圍內(nèi)，流體路徑或其裝配結(jié)構(gòu)的機(jī)械位移誤差導(dǎo)致探測(cè)器輸出的誤差減少。圖2到5中是示出了基于從傳感器表面從沿著法線方向的位置到放射源或等分量定位器的距離的探測(cè)器響應(yīng)效應(yīng)的圖形，而圖6和7則示出了基于放射源圍繞法向軸的角位移(放射源的傾斜角)的探測(cè)器響應(yīng)效應(yīng)。在圖6和7中，具有誤差條的虛線表示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)源于相對(duì)探測(cè)器傳感器表面以各種傾斜角定位的57Co源。放射源到探測(cè)器的徑向距離保持在6英寸。該圖形示出了探測(cè)器響應(yīng)(次每秒)對(duì)傾斜角(度)的圖。圖6中，圖形示出了探測(cè)器響應(yīng)，其中粗實(shí)線表示了對(duì)于累積數(shù)據(jù)的角度的平均響應(yīng)。粗虛線代表基于根余弦函數(shù)對(duì)計(jì)數(shù)率數(shù)據(jù)的擬合。圖7示出了相同的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)平均值，但是模型曲線由“雙立方模型”導(dǎo)出。圖6和7中的數(shù)據(jù)示出了對(duì)于偏離探測(cè)器中心士30度范圍內(nèi)放置的放射源的相當(dāng)平緩的探測(cè)器響應(yīng)(在實(shí)驗(yàn)誤差內(nèi))。然而，圖6所示的基于余弦的模型提供了該響應(yīng)范圍的一種模型，雖然圖7所示的雙立方模型顯然更為充分地?cái)M合數(shù)據(jù)。該雙立方模型(或用于擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的任意模型)對(duì)于固定半徑弧度而將計(jì)數(shù)率與角度相關(guān)聯(lián)，能夠與計(jì)數(shù)率等式組合使用以解決理論上凹面外形(其關(guān)于ζ軸對(duì)稱)。該基于雙立方或傳感器實(shí)際角度響應(yīng)的其他模型的理論凹面外形優(yōu)化探測(cè)器對(duì)于等分量活性的讀取，而不必考慮其在凹面上的位置。通過使用利用該方法導(dǎo)出的外形，能夠獲得均一響應(yīng)，而不必考慮放射源的傾斜角。這將允許探測(cè)器系統(tǒng)精確地測(cè)量在流體通路中存在的或小或大地分布的等分量的活性。圖8用圖形的方式組合了針對(duì)線性距離和傾斜角度效應(yīng)的數(shù)據(jù)，并且示出了關(guān)于 3個(gè)不同角度的作為沿ζ軸的距離的函數(shù)的探測(cè)器輸出(次每秒)。頂部曲線表示與圖4 相同的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。兩個(gè)底部曲線表示了若放射源以+30度或-30度傾斜角放置時(shí)的探測(cè)器響應(yīng)。圖8中的所有3根曲線的平均斜率對(duì)于各種傾斜角度是類似的。因此，作為從放射源到傳感器晶體的距離或半徑的函數(shù)的計(jì)數(shù)率變化類似地與放射源相對(duì)于傳感器表面的傾斜角度無關(guān)。因此大“半徑”在各種傾斜角度中保持有效。圖9是示出了在探測(cè)器系統(tǒng)中的衰減器的使用的圖形。該圖形表示探測(cè)器對(duì)于放射源的實(shí)際響應(yīng)，該放射源被放置在彎曲表面上并且其質(zhì)心放置于距探測(cè)器表面已知距離處。這將模擬位于盤形管內(nèi)的等分量放射藥劑，該盤形管沿著雙立方表面布置并且其質(zhì)心距傳感器表面六英寸。實(shí)驗(yàn)條件包括在放射源(在此是57Co)和探測(cè)器之間插入0.1英寸厚度的聚碳酸酯盤，從而模擬由管材料引起的非相干散射效應(yīng)。例如聚碳酸酯盤形管的此類凹形液體路徑沿著基于雙立方模型的表面而塑造，并且將其離傳感器表面6英寸或更多地放置，包括本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖9中的圖形表示了關(guān)于單位為度的放射源傾斜角度 (橫坐標(biāo))的單位為次每秒的探測(cè)器響應(yīng)(左側(cè)縱坐標(biāo))。右側(cè)縱坐標(biāo)表示離開所有數(shù)據(jù)點(diǎn)的平均值的測(cè)量次數(shù)百分比偏差。該圖形示出了，不論探測(cè)器測(cè)量的總誤差如何，只要放射源位于空間中的合適曲線上，則由于源的角度朝向所產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差極小或沒有。這些數(shù)據(jù)表明了探測(cè)器所測(cè)量的放射活性的測(cè)量誤差的減少，而在其它情況下該誤差是由于幾何因素。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下除了在此描述的實(shí)施例還可以考慮各種其它實(shí)施例。據(jù)此，并不意味著在此所附權(quán)利要求的范圍受限于在此如前所述的說明書，而權(quán)利要求書應(yīng)當(dāng)被廣泛地理解。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量放射性材料的系統(tǒng)，包括 用于接收至少一個(gè)等分量的流體路徑；等分量定位器，該等分量定位器形成有凹面并連接于流體路徑，并且能夠從流體路徑接收至少一個(gè)等分量；以及探測(cè)器，該探測(cè)器位于離開所述等分量定位器一定的軸向距離處，并且能夠確定布置在所述等分量定位器中的至少一個(gè)等分量的放射活性水平。
2.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，探測(cè)器靠近等分量定位器的凹面?zhèn)取?br> 3.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，等分量定位器包括形成為線圈型、螺旋型或蜿蜒型構(gòu)造的通路。
4.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，還包括連接于等分量定位器輸出部分的輸出組合件。
5.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述流體通路流體連通的放射藥劑液體源。
6.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，還包括布置在所述等分量定位器和所述探測(cè)器之間的至少一個(gè)光學(xué)元件。
7.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，等分量定位器具有基于拋物線、球形或雙立方模型的表面。
8.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，所述等分量定位器包括管狀導(dǎo)管。
9.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，所述等分量定位器包括袋。
10.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與流體路徑連接的注射器。
11.一種用于測(cè)量放射活性材料的系統(tǒng)，包括用于接收至少一個(gè)等分量的流體路徑，所述等分量釋放放射能； 引導(dǎo)放射能的可選擇的定位器；以及距所述可選擇的定位器一定軸向距離定位的探測(cè)器，能夠操作該探測(cè)器以確定布置在所述可選擇的定位器中的至少一個(gè)等分量的放射活性水平，其中，可選擇的定位器包括具有凹形結(jié)構(gòu)的可變衰減器或等分量定位器中的至少一個(gè)。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)可變衰減器的曲率和等分量定位器的曲率是可變的，以優(yōu)化探測(cè)器對(duì)放射線的探測(cè)。
13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述可變衰減器包括沿徑向延伸穿過其中的通道，從而形成準(zhǔn)直器陣列。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述通道形成為不同的直徑。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，在不同的直徑中，朝著中央的最小，而在可變衰減器的外圍較大。
16.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，可變衰減器包括第一準(zhǔn)直器和第二準(zhǔn)直器。
17.—種測(cè)量等分量活性的方法，包括 在凹形流體通路中形成等分量；在距凹形表面一定距離處設(shè)置探測(cè)器；以及讀取等分量的光譜能量從而確定活性。
18.權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，還包括在凹形流體通路和探測(cè)器之間插入光學(xué)元件。
19.權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，還包括在讀取活性之前校準(zhǔn)光譜能量。
全文摘要
一種測(cè)量放射性材料的探測(cè)器系統(tǒng)。流體路徑接收至少一個(gè)等分量的放射藥劑。該流體路徑在定位器內(nèi)定位等分量，所述定位器具有凹形構(gòu)型。在距凹面一定的軸向距離處定位所述探測(cè)器，并且確定等分量的放射活性水平?；蛘?，流體路徑可以具有更小凹度并且可變衰減器可以放置在流體路徑和探測(cè)器之間。該可變衰減器具有凹度，該凹度基于流體路徑的凹度而優(yōu)化探測(cè)器讀取放射活性的能力。一種用于在凹形流體路徑中形成等分量放射藥劑的方法。在距凹面一定距離處定位探測(cè)器，以便最優(yōu)化地讀取等分量的光譜能量和活性，不論通路內(nèi)的等分量的位置如何，都可確定活性。
文檔編號(hào)G01T1/167GK102193101SQ20101062512
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者A·E·烏伯三世, C·E·布頓 申請(qǐng)人:梅德拉股份有限公司