专利名称：放射性药物浓度测量系统和方法放射性药物浓度测量系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2010年4月9日提交的美国临时申请系列号61/322，555的权益，其内容通过引用并入本文。本发明涉及递送方法、系统及其部件，它们用于与放射性药用材料一起使用，具体地与用于测定递送的放射性药用材料的比活度或辐射浓度的方法和部件一起使用。在医学领域中众所周知，放射性药用材料被用于治疗目的以及诊断目的。已经将被包囊的放射性药用材料(作为“种子”)插入实体瘤(诸如前列腺肿瘤)中，以辐射并从而杀死肿瘤细胞。在血管成形术以后使在血管中的腔细胞(luminal cell)短暂地暴露于放射 性材料(用气囊导管保持就位)，已经用于减少血管中的再狭窄的发生。除了这些治疗用途以外，放射性药物可以在特定成像技术中用作示踪剂，以辅助诊断需要医学干预的组织。2种这样的成像技术是正电子发射断层扫描术(PET)和单光子发射计算机体层摄影术(SPECT)。在PET成像中，将携带发射正电子的核素(诸如18F)的放射性药物注射进患者的脉管系统中。由放射性核素发射的正电子撞击在它附近的电子，从而释放出具有相对轨迹的一对Y射线。该成对Y射线被设置在患者对侧的传感器检测到，从而确定放射性药物的位置。作为一个实例，18F-氟脱氧葡萄糖(FDG)常规地用于检测优先摄取FDG的肿瘤细胞。在SPECT成像中，放射性药物携带这样的放射性核素其在衰变过程中发射出单个Y射线光子。与PET—样，所述Y射线被设置在患者附近的传感器检测到，于是确定放射性药物的位置。作为一个非限制性实例，将99mTc司他比锝施用进患者的脉管系统中，并随着所述核素穿过心脏进行监测。该方法会为心脏病学家提供关于心脏从心室射出血液的能力状况的信息。尽管来自诊断用放射性药物的辐射剂量对于经历单次成像操作的单个患者而言是极微小的，但是注射示踪剂的医学技术人员或医师的累积剂量可能是大量的。这是由于每天需要技术人员或医师进行注射的患者的数目。结果，为了帮助屏蔽医师或技术人员免于过度暴露于放射性药物，已经开发了许多装置。就放射性药物的手工注射而言，已经开发出在注射器本体中掺入了屏蔽材料的注射器(Takahashi等人的美国专利号4，968，305)，还已经开发出手持式屏蔽的注射器支架(Nakayama等人的美国专利号4994012)。除了这样的手动装置以外，还已经描述了自动化的装置。这样的装置的实例参见Reilly等人的美国专利号6，767，319 (通过引用并入本文)，PCT专利申请公开W02004/004787 (Van Naemen等人，通过引用并入本文)，EPO专利申请公开EP1，616，587 (Buck，通过引用并入本文)，和美国专利申请公开2008/0177126(Tate等人，通过引用并入本文)。尽管这些装置的用途主要针对PET成像(和更具体地使用FDG)，类似类型的装置可以用于注射SPECT放射性药物，以用于SPECT成像操作。参考Buck和Tate等人，具体地，所述自动化的注射器通常包括下述部件。放射性药物的主体源(bulk source)(诸如小瓶或其它容器)设置在注射器内的屏蔽的环境中。将针、套管或其它接近装置插入所述容器中，以允许接近放射性药用材料。进一步提供从接近装置至第一抽运装置的流体通道，所述第一抽运装置可以包括注射器和执行器件或蠕动泵。还给非放射性的冲洗材料(诸如盐水)的来源提供第二流体通道，所述第二流体通道可以连接至第二抽运装置，或可以通过阀机构与所述第一抽运装置流体连通。在使用第二抽运装置的实例中，其输出可以经由辅助阀机构与第一抽运装置的输出流体连通。所述第一抽运装置的输出端与第三流体通道流体连通，所述第三流体通道设置成穿过辐射检测器装置诸如离子室。所述第三流体通道连接至第二阀机构，所述第二阀机构控制其中的流体流向废物容器或递送装置，所述递送装置可以将放射性药用材料递送至容器或患者，以用于医学目的。计算机运行的适当软件能够经由运动控制装置控制第一和第二抽运装置的动作，并另外控制所述阀机构。所述注射装置也可以包括用于给用户显示信息(诸如由辐射检测器检测到的辐射量)的监视器，以及计算机的输入装置(诸如键盘)，所述输入装置允许用户输入关于注射器的运行的信息。从功能方面看，这样的自动化的装置可以以下述方式使用。技术人员或医师可以 将预装了含有放射性材料的溶液的主体容器或小瓶装载进注射器内的屏蔽的容器中。可以将放射性材料的量诸如比活度(例如报告为Bq或Ci/单位体积)印刷在预装小瓶的标签上。或者，可以将小瓶的总放射性(作为Bq或Ci)呈现在装有已知或推定体积的流体的小瓶上。在将预装的小瓶或容器装载进屏蔽的容器中以后，由医师或技术人员手工地或由注射器自动地，将接近装置插入所述容器中。类似地，还提供非放射性的冲洗材料源，例如来自容器或悬挂袋。医师或技术人员然后可以将冲洗材料连接至提供在注射器中的第二流体通道。借助于抽运过程，使用非放射性的冲洗材料，可以清除在注射器内的各个流体通道的空气。所述空气清除过程会导致所述流体通道充满冲洗材料，所以在使用时不存在空气。此后，医师或技术人员以特定方式启动注射器，以提供一定剂量的放射性药物用于递送。可以选择多种方法来程序化注射器，以递送需要递送的辐射量。例如，医师或技术人员用户可以经由在注射器上的界面装置输入放射性药物的总递送体积。或者，用户可以输入最终剂量的总辐射活度。在这样的实例中，在注射器计算机中的软件具有关于放射性药物源中的液体的比活度的信息，并执行这样的计算，从而确定要递送的终体积。如果人患者是给药受体，则可以将与患者有关的参数(诸如身高和体重)输入注射器中。在这样的实例中，在注射器计算机中的软件可以使用这样的信息来确定作为活度递送的放射性药物的适当量，此后计算要从放射性药物源递送的总体积。这些实例不是穷尽性的，可以使用其它方法来程序化注射器，以递送特定体积的放射性药物用于递送。已经确定放射性药物的体积以后，注射器激励适当的抽运机构将需要的体积从供应放射性药物的容器经过第一抽运机构转移进第三流体通道中。然后启动抽运方法，以将冲洗流体从冲洗流体源抽入第三流体通道中，使得冲洗流体柱(bolus)起沿着流体通道推动特定剂量的放射性药物的作用。以此方式，特定剂量的放射性药物沿着第三流体通道前进，直到它进入辐射检测器附近。如在Tate等人中所述，这样的辐射检测器可以包括离子检测器。这样的离子检测器被简要地描述为封闭的容器，所述容器具有中央阳极和收集阴极，二者之间施加电势。所述检测器容器装有检测气体(诸如氩)。当由放射性药物发射的辐射进入离子检测器时，它会离子化一些气体，这会产生正电荷和负电荷。负电荷被吸引至收集阳极，由此从带电荷的颗粒产生电流。由辐射检测器产生的电流然后被电子器件和软件进一步处理，以提供测得的每秒衰变次数的读数(作为Bq或Ci)。结果，给注射器提供关于辐射量的直接信息，所述辐射量是由从注射器递送的特定剂量的放射性药物提供的。如在Buck中所述，如果测得的药物活度不会构成足够量的放射性药物，则可以程序化注射器来提供第二剂量，所述第二剂量与第一剂量一起提供正确量的要分配的放射性药物。在第三流体通道中存在正确体积的放射性药物以后，将整个放射性药物剂量泵出注射器，穿过递送装置到达它的最终目的地。在剂量具有超过所需活度的辐射活度的情况下，可以启动注射器中的阀机构，以将剂量转储进废物储存库中以便去除。如在自动化的放射性药物注射器的上述实例中所述，技术人员或用户推定，通过在主体瓶上标记信息而正确地提供主体药物的辐射浓度。该信息必须输入注射器系统中，以用于剂量计算。浓度标记信息通常不会准确至±30%。这样的不准确性可能导致患者给药水平低于或大于希望的水平。为此原因，希望在注射器系统中包括这样的系统，所述系统用于直接地测量分布在主体容器中的药物的比活度或辐射浓度。
本公开内容描述了用于测量放射性药物的放射性浓度的系统和方法的不同实施方案。在一个这样的实施方案中，所述系统包括容器、与所述容器相连的询问区(interrogation region)、用于聚集从所述询问区发射的福射的福射检测器、能够获得所述询问区的辐射量度的信号捕获装置、和与所述信号捕获装置数据通信的微处理器系统。所述微处理器系统能够从所述信号捕获装置计算出被包含在所述询问区中的发射辐射的放射性药物的放射性浓度。所述系统可以另外包括光圈系统(aperture system),所述光圈系统具有至少一个设置在所述询问区和所述辐射检测器之间的光学元件。在所述询问区中的放射性核素的放射性浓度被提供给所述光圈系统，以控制至少一个光学元件的选择。另外，可以将准直仪设置在所述光圈系统附近。所述光学元件可以选自光圈或衰减材料。并且，所述传感器可以包括晶体，所述晶体的大小形成为由此聚焦的询问区的暴露面积，以检测从所述询问区发射的辐射。本发明提供了用于测量浓度测量系统中的放射性药物的放射性浓度的方法，所述浓度测量系统包括包括至少一个询问区的容器；辐射检测器，所述辐射检测器具有至少一个用于检测从所述至少一个询问区发射的辐射的输出；包括电子学输入和数字输出的信号捕获装置，所述电子学输入与辐射检测器输出电通信；和与所述信号捕获装置数字输出数据通信的微处理器系统，所述方法包括将所述检测器暴露于由所述至少一个询问区中包含的放射性药物发射的辐射，通过信号捕获装置电子学输入至少捕获来自辐射检测器输出的信号，将从所述辐射检测器输出捕获的信号转换成其数字表示，将来自所述信号捕获电子学数字输出的数字表示传送至微处理器系统，使用安设在所述微处理器系统上的至少一个软件模块分析所述数字表示，以提供其至少一种分析；和基于由所述至少一种分析计算出的总辐射值来计算放射性浓度。所述方法可以另外包括至少一个软件模块，包括多个软件模块。额外地，所述方法包括分析数字表示，其另外包括从多个数字表示计算直方图，所述直方图包含多个能量值和所述多个能量值中的每一个的多个出现次数，将所述直方图开窗(windowing)至至少一个能量值和所述至少一个能量值的出现次数中的至少一个，从而建立开窗的直方图，积分至少一个能量值在开窗的直方图中的出现次数，从而建立积分值，并将所述积分值转换成总辐射值。并且，可以对于在数字表示中的非线性而进一步校正所述积分值。在结合附图阅读下述优选实施方案的详细描述以后，会明白本文详细地描述的不同实施方案的其它细节和优点。 图Ia示出了放射性药物的浓度测量系统的框图。图Ib示出了放射性药物的替代性浓度测量系统的框图。图2示出了测量系统机械部分和信号检测器的示意性侧视图。图3示出了本发明的准直仪和容器的替代性实施方案。图4a示出了测量系统的一个实施方案的框图，该测量系统包括检测器、电子硬件部件和软件处理模块，其基于整合了跨阻抗放大器的系统。图4b示出了整合了积分放大器的测量系统的另一个实施方案的框图。图4c示出了整合了跨阻抗放大器的测量的另一个实施方案的框图，其中将几个硬件功能整合进软件模块中。图5a示出了测量系统软件处理模块的一个实施方案的框图。图5b示出了测量系统软件处理模块的另一个实施方案的框图，所述模块包括用于计算放射性核素的有效衰退半衰期的模块。图6示出了 2种放射性同位素的辐射发射波谱。图7示出了浓度测量系统检测器系统的另一个实施方案的框图，其显示了多个询问区和辐射检测器的使用。准直仪可以邻近所述流体容器126。在图3中，所述屏蔽的容器托架120可以迫使所述流体容器126邻接靠着所述准直仪或可选择的光圈190，从而确保所述流体容器和所述准直仪的固定的几何形状。例如，在图2所示的实施方案中，所述准直仪60介于所述流体容器20和可选择的光圈90轮之间。如图3所示，所述可选择的光圈轮190可以包括多个游标器或圆盘190a、190b、190c。每个圆盘可以是不同的衰减/屏蔽材料，所述材料选择成适合注射进患者中的放射性核素的类型。选择所述衰减/屏蔽材料以调节辐射水平，使得检测器30可以适当地测定放射性。2种示例性的材料是铅和钨。每个圆盘可以包括针孔195或薄片197，任一种会提供适当量的衰减。针孔可以具有不同的直径，而薄片可以具有变化的厚度，任一种构型均允许更大或更小量的辐射碰撞在所述检测器上。对于多个光圈，每个特定光圈可以与特定放射性核素相关联，诸如0. 120英寸直径光圈与含有2tllH的药物相关联。所述针孔光圈可以制成光圈轮的一部分，或单个可移去的圆盘可以具有光圈孔， 并被插入轮中的接收孔中。然后可以使用任意数量的本领域技术人员已知的装置，诸如通过使用紧定螺钉，将所述可移去的光圈圆盘固定在孔中。当放射性药物的浓度或放射性核素不同于以前在操作中必须使用的那些时，可移去的光圈圆盘的使用对于浓度测量系统的用户而言是实用的。在这样的实例中，与不同的放射性核素的光圈相比，可能需要不同的光圈集合来衰减碰撞在传感器上的辐射。所述光圈轮可以由操作人员手工地移动，或通过在微处理器控制下的机动的系统而移动。在任一种实施方案中，所述光圈轮可以暂时固定在指定的取向，以确保光圈针孔与准直仪对准。在图3所示的实施方案中，在光圈轮的边缘中的定位部(detent)可以与加载弹簧的球配合，以确保轮对准是正确的。所述光圈轮或可选择的光圈还可以包括已知的放射性检查源，以验证传感器和有关的电子器件的适当功能，诸如241Am。例如，当首先启动浓度传感器时，可以使用所述检查源，以便每天核实所述检测器和电子器件一致地运行。用户可以使用替代性的辐射源，或者测量系统的用户可能不希望在光圈轮上具有任何活性的辐射源。这样的校准源也可以制成与可移去的光圈圆盘类似的圆盘样式，其可以插入光圈轮的孔中或从其中取出。或者，可以使用其它光学衰减元件替代光圈，诸如衰减箔或由铅、钨或其它衰减材料组成的材料薄片。由询问区中的药物发射的辐射(其穿过准直仪和光圈)随后被辐射检测器检测到。如图Ia所示，具有放大电子器件的CZT检测器可以用作这样的检测器。这样的CZT检测器可以被容纳在小至20_3的组件中，并可以连接至具有调节电子器件的小电路板，以将所需的数据提供给计算机进行获取和使用(参见例如eV微电子学iGEM传感器模块[http://www. evmicroelectronics. com/igemsm. html, 2009 年 11 月 13 日访问])。如图 2 所不，这样的辐射检测器可以被容纳在具有电屏蔽的壳体内，以减少所述检测器电子器件检测到的环境电子噪音的量。图3示出了放射性药物流体容器326的另一个实施方案。在该图中，所述容器没有生产成圆筒状注射器，而是具有一对平行的扁平的前和后表面，所述表面具有矩形横断面。该流体容器可以生产成可注射模铸部件，其内嵌插入流体递送管道，所述流体递送管道可以将放射性药物递送至流体容器。该”薄饼”式样室呈喇叭口状(flare out)，以提供环绕所述询问区的额外流体边缘，并具有扁平的前面。喇叭口状薄饼样品室的一个重要尺度(其可以影响测量准确度)是流体室的厚度/深度(沿着准直仪的长轴)。使用喇叭口状流体室实施方案，一个优点是，扁平的前面可以容易地与准直仪配合，同时固定检测器-源(流体)距离。此外，由此减少了准直仪和室之间的侧向对准的关键程度(criticality)。图4a_c示出了图I所示的浓度测量系统的扩大框图的实施方案。在图4a所示的实施方案中，包括检测器130、脉冲形成和捕获模块170和微处理器180。检测器130包括跨阻抗放大器138和脉冲形成/捕获电子器件，后者会产生经过调节的数字化的脉冲，以用于由在微处理器/DSP部分中实现的软件模块来处理。在图4b中所不的实施方案米用积分放大器238，其将电压输出提供给脉冲/捕获模块270，然后提供给微处理器/DSP模块130。在图4c中所示的实施方案也在所述检测器中使用积分放大器，但是所述输出脉冲仅在整体数字化(用于在微处理器/DSP中进一步信息处理)之前形成。如图4a所示，所述检测器130包括、但不限于，以前在图I中描述的检测器机械部分(流体托架、流体托架屏蔽或其它适当的晶体检测器准直仪和光圈)、辐射检测器传感器(诸如CZT晶体检测器)以及它的高电压偏倚供应和放大检测器输出信号的放大器。在图4a 中，所述检测器放大器是跨阻抗放大器。所述跨阻抗放大器通常用于计数用途中和收集波谱时。这样的计数用途可以包括测定在指定的时间段接收的脉冲的数目，或测定收集指定数目的脉冲所需的时间的量，例如可以计数大量脉冲、至少数千(例如40，000)，以提高计数统计。电压脉冲的高度与收集的电荷的量成比例，所述量又与入射光子的能量成比例。在图4a中所示的脉冲形成和捕获模块170接收来自所述辐射检测器130的信号输出脉冲。脉冲形成和捕获电子器件170的硬件部件包括、但不限于用于脉冲形成的电子电路172、基线复位器174、脉冲高度捕获模块176和A/D转换器178，所述A/D转换器178通过跨阻抗放大器调节电压脉冲输出。所述脉冲形成模块172仅仅提取目标瞬态电压信号，后者代表要从所述检测器输出计数的光子事件。这些电子器件可以包括、但不限于一系列有源的和/或无源的电滤波器。基线复位器模块174用于使脉冲基线归一化，并校正由所述检测器中的脉冲累积导致的基线漂移。如果被检测器晶体吸收的足够数目的光子产生的电压脉冲的频率大于所述检测器放大器可以分辨的频率，则可能发生脉冲累积。频率的高脉冲会导致脉冲重叠，这会产生脉冲基线中的明显电压漂移以及脉冲形状畸变。经过调节的电脉冲然后可以被电子器件捕获，所述电子器件诸如取样与保持放大器，其将稳定化的电压呈递给模数(A/D)转换器。所述脉冲的宽度通常是0.5至数微秒。因此，需要具有适合捕获脉冲高度信息的应答时间(相应地，小于0. 5至数微秒)的峰检测电路。对于脉冲高度分辨，需要具有合适位数的A/D。作为一个实例，对于99mTc和2tllH之间的分辨，8位A/D是合适的。尽管每个脉冲的确切触发/到达时间会提供额外统计信息来证实脉冲之间的时间段的指数分布的存在，但是不需要该信息即可计算光子计数率。只要所述系统可以测量在准确地测量的时间段中获取的脉冲总数，这就适用。所述时间段应当测量至0. 5%或更好的准确度，例如，如果尝试测量源浓度至3%准确度的话。时间测量的足够准确度可以由时钟电路提供，所述时钟电路通常是微处理器/DSP板的一部分。在图5a和5b中，更详细地描述了在图4a中所示的微处理器/DSP 180。图5a示出了为放射性药物使用的基础且非限制性的软件部件，为该放射性药物确定地表征了放射性核素(诸如但不限于2tllTl)的半衰期。图5b示出了可以用于计算放射性药物的半衰期的其它模块，其中放射性核素被其它放射性物质污染(诸如在99mTc中的"Mo污染物)。该模块的部件可以包括、但不限于同位素自鉴别函数482、开能量窗函数484、加权积分函数485、具有校准系数的校准函数、将脉冲电压振幅转换为衰变能的函数和计算药物浓度水平的函数。图4b示出了测量系统的一个替代实施方案，其包括检测器230、信号捕获硬件270和微处理器280。检测器230包括积分放大器238，以替代图4a所示的跨阻抗放大器。所述积分放大器会产生与在所述晶体中产生的电流(由碰撞所述检测器的辐射通量造成)成比例的电压。该电流然后与所述晶体吸收光子的速率成比例，所述速率与目标辐射源的活度直接相关联。与在图4b的实施方案中使用跨阻抗放大器的替代实施方案不同，具有积分放大器的实施方案不允许脉冲高度分析(绘制直方图以形成能量谱)，并因此自动的同位素鉴别是不可能的，跨阻抗放大器实施方案也是如此。 在图4b中所示的信号捕获硬件使用数字化硬件部件，例如，但不限于，A/D转换器272。如以前指出的，在检测器230中使用的积分放大器238不会产生与每个光子捕获事件有关的脉冲，而是积分传感器输出脉冲以提供电压水平。结果，仅需要为微处理器280数字化该电压，所述微处理器280接收该数字化的信息。在图4b中的微处理器280不包括在图4a的微处理器180中所示的自动同位素鉴别器。由于脉冲信息没有呈递给微处理器DSP，因此自动同位素鉴别是不可能的。结果，需要将放射性核素或放射性药物的鉴别提供给微处理器。这样的同位素鉴别模块289可以由用户通过输入装置289 (诸如键盘)直接地提供，或者在非限制性实例中，可以在电子输入(诸如条形码、RFID或与所述系统相连的任何其它阅读器或电子信息输入装置)中提供所述信息，以从放射性药物的容器读出信息或从与所述容器相连的位置检索。提供该信息以后，可以确定适当的校准系数，并可以将积分的电压数据转换成适当的信息，从所述信息可以计算出比活度。在图4c中所示的测量系统300的另一个替代实施方案在所述检测器330中使用跨阻抗放大器338，其与图4a中的类似。但是，脉冲形成和捕获硬件370包括脉冲形成和数字化硬件370。在图4c中，基线恢复和脉冲高度捕获函数(在图4a中作为硬件实施方案而提供)被整合在微处理器/DSP 380中的软件模块替代。在图4c中，数字化硬件包括高速A/D电路。作为一个非限制性的实例，20-200MHZ的采样率是这样的值在0. 5微秒至数微秒脉冲内收集足够数目的数据点，从而可以准确地测量脉冲高度(对于同位素分辨目的)。可以触发高速A/D，使得它仅在每次新脉冲到达时取样，或它是连续的(如果大量存储器可用的话)。随着采样率增加，数字化电路的成本增加。在图4a中，硬件脉冲形成和捕获模块170包括硬件脉冲捕获电路176 (例如具有采样与保持电路的峰调节器硬件)，所述硬件脉冲捕获电路176用于捕获和存储脉冲高度信息足够长的时间，以使低速A/D转换器采样和存储脉冲高度信息。降低的采样率可以是在2MHz的量级(与数字化整个脉冲所需的20-200MHZ的高速采样相比，其明显更低，且因此更廉价)，且是异步的，因为所述光子事件在性质上是随机的。但是，如果整合在微处理器/DSP 380的软件功能中(如图4c的实施方案所示)，然后如果作为硬件部件实现(如在图4a中)，可以更容易地做出对基线恢复和脉冲高度捕获函数的变化。此外，所述函数的软件实现可以减少图4a所示的实施方案中的额外硬件部件所需的电路板基线面(circuit boardreal-estate)和部件成本的量。在图4c的微处理器/DSP 380中所示的实施方案与在图4a中所示的类似，但是，在图4a的硬件中实现的基线复位器和脉冲高度捕获函数在图4c中作为软件模块实现。在其它方面，微 处理器/DSP 380与图4a中的微处理器/DSP类似，且更详细地描述在图5a和5b中。图5a和5b显示的框图示出了微处理器/DSP板的模块520、530。这些模块会提供被包括在图4a的微处理器/DSP 180中的过程以及图4c的微处理器/DSP 380 (在软件基线复位器和脉冲高度捕获过程以后)。所述微处理器包括、但不限于，同位素自动鉴别过程482、482a、开能量窗过程484、484a、调节所述检测器上的入射辐射通量的过程、非线性校正/校准过程、和将计数数据转换成浓度测量的过程。因而，在图4b所示的实施方案中实现转换和浓度读出过程。图5b进一步包括了整合活度测量收集和半衰期自动计算的过程的任选半衰期测量模块。传感器输出对于有效浓度读出而言是重要的。因为传感器输出数据的准确度对于算法过程而言是关键性的，所述传感器必须在它的线性应答范围内运行。如果所述传感器是饱和的，脉冲-累积可能导致不准确的计数统计，且脉冲振幅可能畸变。或者，如果所述传感器接收过少的光子，所述传感器输出可能主要反映传感器背景过程，且不反映光子捕获事件。通过使用光学元件诸如针孔或衰减器，或通过改变检测器和发射辐射的样品之间的距离，可以实现在线性应答范围内的传感器运行。在一个实施方案中，所述浓度传感器系统的用户可以通过键盘、触摸传感器屏或本领域技术人员已知的其它输入装置将关于放射性药物的信息输入机载计算机中。在一个替代实施方案中，所述用户可以从计算机的选择菜单中提供的列表中选择几种命名的药物或放射性同位素中的一者。或者，可以使用同位素自动鉴别过程来表征样品中的放射性核素。可以将计算机预先程序化，以基于由此鉴别的放射性药物的类型来选择光学元件或样品/检测器距离。在一个替代实施方案中，经由“快速前瞻(sneak peek)”模块可以调节入射在所述检测器上的通量。该模块执行这样的过程其中可以使用传感器输出数据的小采样来从光学元件阵列中自动地选择光学元件，或通过启动马达来移动检测器和其它光学元件(诸如望远准直仪)靠近或远离样品来调节样品和检测器之间的距离。同位素自动鉴别是基于具有它自己的独特波谱特征的每种放射性同位素。经常存在这样的优势能量其在波谱的一个区域中产生比在其它区域中更多的可计数的事件。可以如下测量放射性核素的波谱特征捕获大量传感器输出脉冲，并通过计数具有最大电压值(其位于所述值的多个狭窄窗之一内)的脉冲的数目而形成直方图。在一个非限制性实例中，在图6中示出了 2种放射性同位素检查源241Am和57Co的波谱。基于波谱信息的放射性同位素鉴别可以以几种方式来实现。边缘检测可以用于寻找跨狭窄的脉冲高度范围的波谱数据中的负向趋势，一个非限制性实例是25mV。该边缘检测将高能量峰的边缘定位在辐射波谱中，其可以是特定放射性核素特异性的。例如，在图6中，241Am谱显示出在125和150mV之间的波谱计数率的剧烈下降，而57Co谱具有在250和300mV之间的较逐渐的下降。另一种放射性同位素鉴别技术使用线性加权方案。该方案使用一组系数乘以谱直方图中的值的量级，随后求和，以产生每种目标同位素的独特值。优选地，使用一个或几个计数率(cps)值(在几种放射性核素中的每一种的特征性脉冲-高度值附近取平均值)的比率，可以执行放射性同位素鉴别，所述比率是所述注射系统常用的放射性核素的特征。作为使用比率的一个实例，如图6所示，如果57Co和241Am是要在所述注射器中使用的仅有放射性核素，则在120mV的计数率与在200mV附近的计数率的比率可以区分241Am (比率>>1)和57Co (比率〈I)。鉴别出放射性核素类型以后，则该信息可以用于半衰期自动测定步骤、开能量窗步骤、校准系数选择步骤和非线性校正/校准步骤中。开能量窗包括鉴别目标能量范围，例如与传感器获得的数据的峰能量最相关的那些。例如，参考图6，可以将241Am的传感器数据限制为在75mV和150mV之间的能量范围内的那些。此开窗函数然后可以将在该目标能量范围内的数据传递至加权积分函数。所述加权积分函数是这样的函数其积分在指定的能量窗内的数据，并计算与放射性核素有关的总能量。一个非限制性的加权积分函数可以是矩形函数加权模式(其中在该窗内的所有数据同样地加权)。其它加权积分函数可以包括、但不限于与较高能量值的贡献相比，减少较低能量值的贡献的函数。这样的不均匀的加权函数可能适用的放射性核素的一个实例是图6中的57Co谱。57Co谱表现出在250mV以下的能量的长跌落(ro 11 -of f )， 其可以整合康普顿散射连续集。可以使用复杂的加权函数来形成低能量数据，以提供更好的250mV峰分辨度。在结束开能量窗并积分放射性核素峰能量数据以后，可以将计数数据转换成浓度。能量转换函数是将样品浓度与光子计数率(通过上述的检测器、电路和微处理器测量)相关联的函数。在开窗且积分的传感器数据中可能存在一定水平的非线性，因为脉冲被错过，这归因于它们与其它脉冲紧密靠近。所有计数系统具有‘死时间’或复位时间，在该时间中，它们不能检测新脉冲。该“死时间”可能发生在模拟传感器信号处理阶段中，这归因于模拟电路元件的应答时间。类似地，如果它们比ADC数字化步骤更快地发生，则脉冲可能被错过。这二者可能导致计数率误差伴随计数率增加的非线性。减少错过计数问题的一个解决方案是，减少入射在检测器上的辐射的量，使得所述检测器和所述捕获电子器件在它们的线性范围内运行。通过在询问体积和所述检测器之间选择适当的衰减器或其它光学元件来减少入射通量，可以实现该入射辐射的减少。或者，对错过计数的另一种校正包括这样的软件算法所述算法基于在能量积分步骤以后使用具有插值的查找表。这包括建立具有一系列成对数字的查找表，其中每对代表实际源浓度值和对应的计数率。使用已知的标准辐射源，可以从校准过程中经验地衍生出该信息。对于校准过程，如下确定每种放射性核素样品的浓度在剂量校准器中测量放射性核素样品的活度，测量所述样品的体积，并将2个值相除。使用在目标浓度范围内的多个已知浓度的测量标准品的系列样品，可以构建查找表。可以如下使用查找表值将放射性药物样品的计数率与该表相对比，并对落入该表中的2个点之间的样品值使用标准的插值方法(线性的、多项式的、样条(spline)函数等)。如果不需要非线性校正，也可以使用该查找表方法。在一个替代实施方案中,最初拟合特定放射性核素的校准数据的Lambert-W型模型可以用于使错过的计数误差最小化，并提供终浓度测量，且包括固有非线性校正。例如，一阶Lambert-W型函数可以构建为C = !. * (f)片)其中C是药物浓度，S是传感器计数率，系数Atl和Ztl是放射性药物依赖性的。例如，对于包含2tllH的放射性药物，所述系数是
A0=L 19* IO7 计数 / 秒Z0=L 55*104mCi/mL且对于包含"Tc的药物，所述系数是A0=5. 37*105 计数 / 秒Z0=L 40*104mCi/mL非线性校正和校准过程的结果与所述流体容器的询问区的已知几何形状和体积相组合，会提供放射性药物主体溶液在进行测量时的浓度或活度测量。在转换过程计算出浓度活度测量以后，活度浓度读出函数会将该信息提供给注射器系统(未示出)或系统的需要浓度测量数据的任何部分。所述浓度测量可以记录为患者档案的一部分，或被注射器用作计算给患者递送的剂量的工具(在已经做出浓度测量以后)。如本领域技术人员已知的，这些计算可以基于浓度测量、进行浓度测量的时间、递送后续剂量的时间、和在放射性药物中存在的放射性核素的半衰期(来自存储在数据库中的信息，或由传感器测量)。通常，主体浓度测量不针对放射性药物向患者中的每次注射进行。相反，在几位患者可能接受注射剂的当天中，可以间断地进行这样的测量。患者剂量可能不总是基于主体放射性药物的同时浓度测量而确定。在这样的情况下，可以基于放射性核素半衰期、最后的浓度测量以及测量和注射之间的逝去时间，从最后的已知浓度测量推知患者剂量。对于有些放射性药物，诸如含有2tllH的那些，仅存在单一种类的发射Y的放射性核素。在这样的情况下，可以将半衰期的已知文献值存储在注射器计算机的数据库中，并直接地用于计算患者剂量。但是，99mTc是由这样的发生器产生的所述发生器可能允许"Mo污染物掺入放射性药物中。由于"mTc的半衰期比99Mo短(6小时相对于66小时)，因此99mTc的标称半衰期不可用于计算患者剂量，因为它会低估在浓度计算和给患者输注药物之间的时间内已经衰变的99mTc的量。因此，可能必须测量含有99mTc的主体放射性药物或对类似杂质敏感的其它放射性药物的有效半衰期。这些步骤图解在图5b所示的流程图中，其中包括关于图5a所示的流程图所述的那些的额外步骤。图5b示出了在相对于待测同位素的半衰期而言已经经过足够的时间以后，计算
放射性药物的有效半衰期所需的其它模块或过程。可以如下计算有效半衰期在开始时间
点Utl)测量已知体积的放射性核素的活度(Ctl),然后在将来的另一个时间点(t)做出至少
一个另外的这样的测量(c(t))。然后可以基于下述方程式来计算半衰期



本发明公开了用于测量放射性药物的放射性浓度的系统，其包括容器、询问区、辐射检测器、信号捕获装置和微处理器系统。所述询问区与所述容器相连。所述辐射检测器聚焦检测从所述询问区发射的辐射。所述信号捕获装置能够获得所述询问区的辐射量度。所述微处理器系统与所述信号捕获装置数据通信。所述微处理器系统能够从所述信号捕获装置计算出被包含在所述询问区中的发射辐射的放射性药物的放射性浓度。