Двухдетекторный анализатор уровня радиации артериальной крови для пэт-исследований

Авторы патента:

Степанова Татьяна Владимировна (RU)

Петриев Василий Михайлович (RU)

Постнов Андрей Александрович (RU)

Завестовская Ирина Николаевна (RU)

G01T1/161 - применение в ядерной медицине, например измерение радиоактивности в живых организмах (прикрепление радиоактивного материала к телу A61M 36/00)

Владельцы патента RU 2754206:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) (RU)

Изобретение относится к области медицинской техники. Двухдетекторный анализатор уровня радиации артериальной крови для ПЭТ-исследований содержит капиллярный катетер для забора крови, подключенный к нему перфузионный насос и автоматический детектор уровня радиации артериальной крови с высоким временным разрешением и низким соотношением сигнал/шум, при этом на выходе автоматического детектора уровня радиации артериальной крови установлен второй детектор колодезного типа с низким временным разрешением и высоким соотношением сигнал/шум для сбора артериальной крови и измерения радиоактивности всей крови, прошедшей через первый детектор в течение всего времени проведения процедуры. Технический результат – повышение качества получаемого сигнала, повышение точности измерения активности крови при уменьшении инвазивности процедуры, уменьшение вероятности блокировки капилляра. 1 ил.

Изобретение относится к области медицинской техники, в частности к области измерений уровня активности радионуклидов в артериальной крови применительно к ПЭТ-исследованиям.

Для обработки и интерпретации сигналов при проведении ПЭТ-исследований необходимо знать уровень активности радиофармпрепарата в плазме артериальной крови пациентов в течение всего времени проведения измерения. Для этих целей используются анализаторы уровня радиации артериальной крови.

В настоящее время используется в основном инвазивный способ измерения уровня активности артериальной крови (плазмы крови), заключающийся в ручном периодическом (с интервалом 10-600 сек) взятие проб крови во время проведения ПЭТ-исследования и последующим независимом измерении активности с помощью высокочувствительных гамма-счетчиков (Терещенко Е.Н. Развитие неинвазивных методов оценки входной функции по ПЭТ-изображениям // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2007 - С. 181-183, Не X., Wedekind F., Kroll Т. Et al. Image-Derived Input Functions for Quantification of Al Adenosine Receptors Availability in Mice Brains Using PET and [18F]CPFPX // Frontiers in Physiology. - 2020. - V. 10. - P. 1617). Основными недостатками такого анализа уровня активности артериальной крови является низкое временное разрешение входной функции, что в дальнейшем приводит к накопленной ошибке при моделировании фармакокинетики.

Наиболее близким по технической сущности и выбранным в качестве прототипа является анализатор (Ringheim A. et al. Kinetic modeling of 68Ga-PSMA-11 and validation of simplified methods for quantification in primary prostate cancer patients. // EJNMMI Research. - 2020. - V. 10 - P. 12), состоящий из автоматического устройства для забора крови, подключенного к нему экранированного насоса и автоматического детектора уровня радиации артериальной крови. Анализатор работает следующим образом, артериальная кровь, текущая по катетеру, прокачивается насосом через детектор с временным разрешением 1 сек. и скоростью 4,17 мл/мин. в течение первых 7 минут, затем со скоростью 2,5 мл/мин. в течение оставшихся 3 минут. Для калибровки детектора и определения уровня метаболитов насос регулярно останавливается, измерения прерываются и осуществляется ручной забор образцов крови. Калибровка детектора осуществляется с помощью классического γ-счетчика колодезного типа с низким временным разрешением и высоким соотношением сигнал/шум. Основными недостатками данного анализатора является низкое соотношению сигнал/шум вследствие того, что в детекторе находится малый объем крови (0,07 мл), что приводит к снижению точности измерения уровня радиации артериальной крови, а также вследствие вмешательства в систему при ручном заборе крови повышенная инвазивность и большая вероятность блокировки капилляра из-за свертывания крови при остановке работы насоса для ручного сбора образцов артериальной крови.

Технический результат изобретения заключается в повышении качества получаемого сигнала и увеличении точности измерения активности крови при уменьшении инвазивности процедуры и уменьшения вероятности блокировки капилляра из-за свертывания крови при остановке работы насоса для ручного сбора образцов артериальной крови для калибровки детектора.

Технический результат достигается тем, что двухдетекторный анализатор уровня радиации артериальной крови для ПЭТ-исследований содержит капиллярный катетер для забора крови, подключенный к нему перфузионный насос и автоматический детектор уровня радиации артериальной крови с высоким временным разрешением и низким соотношением сигнал/шум и отличается тем, что на выходе автоматического детектора уровня радиации артериальной крови установлен второй детектор колодезного типа с низким временным разрешением и высоким соотношением сигнал/шум, для сбора артериальной крови и измерения радиоактивности всей крови, прошедшей через первый детектор в течение всего времени проведения процедуры.

Установка второго детектора колодезного типа с низким временным разрешением и высоким соотношением сигнал/шум позволяет измерять интегрированный сигнал суммарной активности всей собранной артериальной крови за все время проведения процедуры, что повышает точность измерения уровня радиации артериальной крови.

На Фиг. 1 обозначена схема анализатора, поясняющая его принцип работы: 1 - капиллярный катетер, 2 - перфузионный насос, 3 - первый детектор измерения радиоактивности артериальной крови, 4 - второй детектор измерения радиоактивности артериальной крови с колодцем.

Анализатор работает следующим образом. В лучевую артерию исследуемого пациента с введенным радиофармпрепаратом в данном случае на основе генераторного изотопа Ga-68 вводят капиллярный катетер 1, подсоединяют к нему перфузионный насос 2, затем включают насос, после чего начинается забор крови, которая по капилляру со скоростью 5 мл/мин попадает на установленный за насосом автоматический детектор измерения радиоактивности артериальной крови 3 с временным разрешением 1 сек., где происходит измерение сигнала радиоактивности артериальной крови с высоким временным разрешением и низким соотношением сигнал/шум, затем артериальная кровь через капилляр попадает и собирается в течение всего времени проведения процедуры в колодце 4 детектора колодезного типа 5, имеющем низкое временное разрешение и высокое соотношение сигнал/шум.

Время проведения процедуры составляет 40 мин. Во втором детекторе происходит измерение интегрированной кривой суммарной активности артериальной крови, прошедшей через первый детектор за все время проведения процедуры, затем с помощью специального программного обеспечения происходит обработка полученной кривой, уменьшение статистической ошибки измерения первым детектором и его калибровка, за счет чего повышается точность измерения радиоактивности артериальной крови в первом детекторе, а отсутствие процедуры остановки перфузионного насоса и ручного забора крови из катетера уменьшает инвазивность процедуры и уменьшает вероятность блокировки капилляра из-за свертывания крови.

Таким образом данный двухдетекторный анализатор уровня радиации артериальной крови для ПЭТ-исследований позволяет повысить качество получаемого сигнала и увеличить точность измерения активности крови при уменьшении инвазивности процедуры и уменьшения вероятности блокировки капилляра из-за свертывания крови при остановке работы насоса для ручного сбора образцов артериальной крови для калибровки детектора.

Двухдетекторный анализатор уровня радиации артериальной крови для ПЭТ-исследований, содержащий капиллярный катетер для забора крови, подключенный к нему перфузионный насос и автоматический детектор уровня радиации артериальной крови с высоким временным разрешением и низким соотношением сигнал/шум, отличающийся тем, что на выходе автоматического детектора уровня радиации артериальной крови установлен второй детектор колодезного типа с низким временным разрешением и высоким соотношением сигнал/шум для сбора артериальной крови и измерения радиоактивности всей крови, прошедшей через первый детектор в течение всего времени проведения процедуры.

Способ относится к медицине, а именно к онкологии и хирургии, и может быть использован для лечения нейроэндокринных опухолей поджелудочной железы малого размера. Проводят лапароскопическую мобилизацию поджелудочной железы (ПЖ), во время которой внутривенно болюсно вводят краситель индоциан зеленый (ИЦЗ).

Способ верификации укладки пациента при дистанционной лучевой терапии и схема устройства двухэнергетического детектора // 2702316

Группа изобретений относится к радиационным методам контроля, а именно к рентгенографическому способу, и может быть использовано при верификации положения пациента относительно изоцентра аппарата для дистанционной лучевой терапии. Способ верификации укладки пациента при дистанционной лучевой терапии заключается в укладке пациента таким образом, чтобы контролируемый участок тела пациента располагался в исходном положении относительно потока рентгеновского излучения аппарата для дистанционной лучевой терапии, разделении прошедшего сквозь участок тела пациента излучения на низкоэнергетическую и высокоэнергетическую составляющие рентгеновского спектра посредством фильтра, регистрации прошедшего излучения на плоскопанельном детекторе рентгеновского излучения и обработке данных с детектора после завершения экспонирования, при этом фильтр закреплен на торце плоскопанельного детектора рентгеновского излучения, поглощает низкоэнергетическую составляющую рентгеновского спектра и перекрывает половину пикселей детектора в шахматном порядке или посредством параллельных ламелей, половина пикселей детектора регистрирует излучение, не взаимодействовавшее с фильтром, и образует первую группу пикселей, а другая половина пикселей детектора регистрирует излучение, прошедшее через фильтр, и образует вторую группу пикселей, при этом обеспечивается условие регистрации излучения, когда комбинация четырех рядом стоящих пикселей состоит из двух пикселей первой группы, регистрирующих излучение, не взаимодействующее с фильтром и представляющее полный спектр рентгеновского излучения, и двух пикселей второй группы, регистрирующих излучение, прошедшее через фильтр и представляющее высокоэнергетическую составляющую спектра рентгеновского излучения, при обработке данных в каждой из групп пикселей проводят сложение сигналов, вычитают сигнал второй группы пикселей из первой и получают информацию о низкоэнергетической составляющей спектра рентгеновского излучения, полученной для четырех пикселей первой и второй групп, которую относят к средней координате пикселей, после чего определяют границы контролируемого участка тела пациента и совмещают их с данными из системы планирования дистанционной лучевой терапии.

Способ двухэнергетической томографии в коническом пучке и схема устройства двухэнергетического детектора // 2694331

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к двухэнергетической томографии. Способ двухэнергетической томографии в коническом пучке включает формирование посредством рентгеновского аппарата направленного потока рентгеновского излучения через тело пациента, разделение прошедшего сквозь область тела пациента излучения на низкоэнергетическую и высокоэнергетическую составляющие рентгеновского спектра посредством фильтра, регистрацию прошедшего излучения на плоскопанельном детекторе рентгеновского излучения, обработку данных с детектора после завершения экспонирования и получения томограммы, при этом фильтр закреплен на торце плоскопанельного детектора рентгеновского излучения, поглощает низкоэнергетическую составляющую рентгеновского спектра и перекрывает половину пикселей детектора в шахматном порядке или посредством параллельных ламелей, половина пикселей детектора регистрирует излучение, не взаимодействовавшее с фильтром, и образует первую группу пикселей, а другая половина пикселей детектора регистрирует излучение, прошедшее через фильтр, и образует вторую группу пикселей, при этом обеспечивается условие регистрации излучения, когда комбинация четырех рядом стоящих пикселей состоит из двух пикселей первой группы, регистрирующих излучение, не взаимодействующее с фильтром и представляющее полный спектр рентгеновского излучения, и двух пикселей второй группы, регистрирующих излучение, прошедшее через фильтр и представляющее высокоэнергетическую составляющую спектра рентгеновского излучения, при обработке данных в каждой из групп пикселей проводят сложение сигналов, вычитают сигнал второй группы пикселей из первой и получают информацию о низкоэнергетической составляющей спектра рентгеновского излучения, полученной для четырех пикселей первой и второй групп, которую относят к средней координате этих пикселей при получении томограммы.

Кристаллический материал, способ изготовления кристалла, детектор излучения, прибор неразрушющего контроля и прибор визуализации // 2666445

Изобретение относится к технологии получения сцинтилляционного кристаллического материала для детекторов излучения, используемых для приборов позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), рентгеновской компьютерной томографии (КТ), различных радиметров в области физики высоких энергий, ресурсодобывающих приборов.

Система уменьшения интенсивности рентгеновского излучения // 2635850

Группа изобретений относится к области формирования рентгеновских изображений в многокадровом режиме. Рентгеновская система содержит источник рентгеновского излучения; детектор изображения; монитор; устройство ввода, выполненное с возможностью предоставления координат, относящихся к рентгеновскому изображению, отображаемому на мониторе; контроллер, соединенный с устройством ввода, причем контроллер выполнен с возможностью определения по меньшей мере одной области исследования (ОИ) на отображаемом изображении на основании координат, предоставленных указанным устройством ввода; коллиматор, выполненный с возможностью подвергать различные зоны пациента различным уровням излучения в соответствии с определенной областью исследования (ОИ); блок обработки изображений, соединенный с детектором и монитором, причем блок обработки изображений выполнен с возможностью обработки изображения, фиксируемого посредством коллиматора, путем коррекции по меньшей мере одной части изображения, находящейся за пределами одной ОИ, в соответствии с ранее полученными данными, содержащими часть изображения, которая находилась в одной бывшей ОИ, используя функцию коррекции тона.

Способ определения активности радионуклидов, инкорпорированных в кожные покровы рук персонала // 2628875

Изобретение относится к области измерений активности радионуклидов радиометрическими методами. Способ определения активности радионуклидов, инкорпорированных в кожные покровы рук персонала отличается тем, что определение градуировочного коэффициента проводят с использованием типового радиометра (радиометра-дозиметра) и гамма-спектрометра, а также по результатам измерения пробы с конкретного рабочего места и активность радионуклидов, инкорпорированных в кожные покровы рук персонала, определяют по формуле А=(nр-nф)⋅Кр⋅(nмр-nфр)/(nм-nф), где А - активность радионуклидов, инкорпорированных в кожные покровы рук персонала, Бк; nр - скорость счета на гамма-спектрометре от поверхности кожного покрова руки, имп.⋅мин-1; nф - фоновая скорость счета на гамма-спектрометре в месте проведения измерений, имп.⋅мин-1; Кр - переводной коэффициент от единиц измерения радиометра в Бк; nмр - показания радиометра от сухого мазка, взятого на конкретном рабочем месте; nфр - показания фона радиометра в месте проведения измерений; nм - скорость счета от сухого мазка, взятого на конкретном рабочем месте, определенная на гамма-спектрометре, имп.⋅мин-1.

Сцинтиллятор // 2627387

Изобретение относится к сцинтиллятору, который может быть использован в качестве детектора рентгеновского излучения в медицине, при досмотре вещей в аэропортах, досмотре грузов в портах, в нефтеразведке. Сцинтиллятор содержит кристалл CsI в качестве его основы и Tl, Bi и O, причем концентрация a Bi по отношению к Cs в кристалле составляет 0,001 атомной млн-1 ≤ a ≤ 5 атомных млн-1; и отношение (a/b) концентрации a Bi по отношению к Cs в кристалле к концентрации b O по отношению к I в кристалле составляет от 0,005⋅10-4 до 200⋅10-4.

Установка тайлов для детекторов рет // 2608973

Изобретения относятся к системам и способам диагностической визуализации. Тайл содержит массив детекторов излучения для позитронно-эмиссионной томографии (PET), которые выполнены с возможностью формирования сигналов в ответ на прием событий излучения, и соответствующие электронные элементы; крепление, выполненное с возможностью установки тайла на крепежной конструкции с охлаждением с возможностью теплового обмена с ней и выполненное с возможностью размещения установочной поверхности тайла относительно крепежной конструкции с охлаждением.

Способ и аппарат для измерений гарантии механического и дозиметрического качаства в реальном времени в лучевой терапии // 2607079

Изобретение относится к лучевой терапии, а в частности к гарантии механического и дозиметрического качества в лучевой терапии. Прибор для унификации контроля качества механических и дозиметрических измерений в реальном времени в лучевой терапии содержит корпус, поверхность формирования изображения для приема множественных источников энергии, множественные источники энергии, включающие в себя оптические источники света и поля излучения; механизм для поворота, непосредственно соединенный с корпусом, так что поверхность формирования изображения вращается вокруг оси через изоцентр медицинского ускорителя, камеру для измерения и регистрации данных, связанных с множественными источниками энергии, при этом камера стационарна по отношению к поверхности формирования изображения; и систему зеркал, размещенных в корпусе, для направления множественных источников энергии от поверхности формирования изображения к камере.

Способ определения области протечки радиоактивного азота в парогенераторах ядерных реакторов типа клт-40 // 2754755

Изобретение относится к области радиационного контроля и обеспечения радиационной безопасности объектов использования атомной энергии и может применяться для обнаружения области протечки радионуклидов и оценки ее величины при эксплуатации водо-водяных ядерных реакторов. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности обнаружения области протечки радиоактивного азота в парогенераторах ядерных реакторов КЛТ-40. Способ определения области протечки радиоактивного азота в парогенераторах ядерных реакторов типа КЛТ-40 дополнительно содержит этапы, на которых наличие радионуклида в паре определяют по измеренному значению мощности дозы ионизирующего излучения и плотности пара в точке выхода пара на турбину через приведенный размерный коэффициент, характеризующий содержание радиоактивного азота в единице массы пара в точке выхода пара на турбину при его прохождении по паропроводу. 2 з.п. ф-лы, 9 ил., 3 табл.