ДВУХДЕТЕКТОРНЫЙ АНАЛИЗАТОР УРОВНЯ РАДИАЦИИ АРТЕРИАЛЬНОЙ КРОВИ ДЛЯ ПЭТ-ИССЛЕДОВАНИЙ
TWO-DETECTOR ANALYZER OF ARTERIAL BLOOD RADIATION LEVEL FOR PET STUDIES

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.