[发明专利]待生产的放射性药物的优化数量的方法和系统

说明书

一种用于确定在生产设施处待生产的放射性药物的优化数量的以计算机实施的方法，该放射性药物在客户侧的核成像中被使用，以便满足由客户侧（例如医学成像中心、医院等）所下的订单的总需求，其中放射性药物的量足以满足该总需求，同时使放射性药物的任何过量生产最小化。

技术领域

本公开总体涉及用于正电子发射计算机断层扫描的短寿命（short-lived ）放射性药物的生产。

背景技术

在回旋加速器中由用带电粒子轰击靶材料来生产在核医学成像中、诸如正电子发射计算机断层扫描（PET）中所使用的放射性药物，诸如氟代脱氧葡萄糖（FDG）。回旋加速器是一种粒子加速器，其包括被置于大磁体的两极之间的真空室中的两个金属D形电极（ D-shaped electrodes）。通常，带负电荷的粒子（阴离子）通过高压离子源被注入该室的中心中。被施加在两个电极之间的高频交变电压显著地增加这些粒子的动能，并且强磁场迫使粒子作为射束沿螺旋形的路径从该中心朝向该真空室的周边行进（travel），射束在那里与剥离膜相互作用。该相互作用导致电子从加速粒子中被去除并将这些加速粒子转化为带正电荷的粒子。粒子的正电荷改变了被加速的射束的路径，射束离开真空室并与靶的内容物（content）碰撞，产生发射放射性核素的正电子。为了生产氟-18，被加速的粒子通常为氢（氕），并且靶材为氧-18，典型地以加浓水（enriched water）的形式。这个过程被称为轰击，其持续得越长，生产的氟-18就越多，而氟-18又将转而被用于合成更大量的FDG。

由于氟-18放射性核素的不稳定的特性，氟-18放射性核素在其在轰击过程阶段中被生成后立即经历放射性衰变，导致由于氟-18引起的放射量降低。放射达到一半初始数量的时间长度被称为半衰期，而氟-18的半衰期为109.771分钟。这种相对长的半衰期使得氟-18由于以下两个主要原因而成为用于医学成像的理想放射性核素：（a）其可以从生产设施，即放射性药剂厂（radiopharmacy）被运输到远距离处；和（b）在大约10小时后，其基本上从患者的身体中被消除。

在每个放射性药剂厂中的基本实施方式（fundamental practice）是为了分批生产FDG来生成每日计划表，并将FDG分配到相应的患者剂量（patient dose）中。单个批次可以为直至四十个或更多的用于注射到患者体内的单个剂量（individual dose）提供足够的放射性。可以由一个批次来供应的（served）剂量的数量取决于在放射性药剂厂与客户、即与核成像中心或医院之间的距离，也取决于每个剂量的实际注射时间。客户距离放射性药剂厂越远，更多的放射物（radioactivity）就需要被生产，并且因此在回旋加速器之内的轰击过程就需要持续得更长。因此，为了满足大量的地理上分散（geographicallydispersed）的客户对FDG的需求，准确地确定需要被生产的放射的数量是重要的。

目前，在大多数的放射性药剂厂中，用于FDG生产的每日计划表是由放射性药剂师手动制定的。尽管放射性药剂师拥有丰富的领域知识和经验，但手动制定计划表是一个耗时的过程，并可能导致次优化的生产计划表，其要么生产出相比于所需的而言过多的氟-18要么生产出不足够数量的氟-18。这导致超量的劳动成本和浪费超量数量的放射物，其浪费资源并增加生产成本；或者导致无法完全满足由医学成像中心和/或医院所提出的需求。因此，需要一种改良的方法来制定放射性药物、诸如FDG的生产计划表，从而足够量地生产FDG以满足需求，而不会生产得超量过多，使得浪费最小化。

发明内容

根据本公开的一个方面，公开了一种用于确定在生产设施处待生产的放射性药物的优化数量的、以计算机实施的方法。放射性药物用于在客户侧（customer site）的、诸如医学成像中心或医院的核成像。放射性药物的优化数量将满足由客户侧所下订单的总需求，其中放射性药物的量足以满足总需求，同时使放射性药物的任何过量生产最小化。