TheChallenge:

　　為放射性藥物合成" title="藥物合成">藥物合成開發(fā)自動(dòng)化流程，提高合成速度和可靠性,，并且允許臨床醫(yī)師在較安全的距離控制并監(jiān)視這個(gè)流程,。

　　TheSolution:

　　使用NILabVIEW" title="LabVIEW">LabVIEW和帶有遠(yuǎn)程以太網(wǎng)接口的NICompactFieldPoint，創(chuàng)建RadioMedixSMARTRACE放射性藥物合成器,，來控制閥門,、機(jī)械注射器和加熱器。BloomyControls的工程師開發(fā)了LabVIEW應(yīng)用程序軟件運(yùn)行這些硬件,、編輯藥方并且顯示合成的動(dòng)畫" title="動(dòng)畫">動(dòng)畫仿真,。

　　SMARTRACE合成器機(jī)械面板中顯示注射器、管道,、容器和輻射探測器。CompactFieldPoint機(jī)架位于移動(dòng)車內(nèi)部,，控制電腦通常放置在輻射室外,。

　　由于功能成像技術(shù)的發(fā)展和用于診斷和醫(yī)療的分子成像對象（醫(yī)學(xué)專有名詞，這個(gè)翻譯不確定）的發(fā)現(xiàn),，正電子斷層掃描儀（PET）市場的發(fā)展突飛猛進(jìn),。但是適合于臨床使用的新型放射性藥物的實(shí)現(xiàn)卻受到諸如缺少放射化學(xué)家、法規(guī)要求多如牛毛,、成本高以及物理放射性核種有限等因素的限制,。對放射性物質(zhì)的處理必須非常小心，它的反應(yīng)時(shí)間非?？焖?、合成必須比較方便、測試結(jié)果具有可重復(fù)性的一系列需求,，使得自動(dòng)化系統(tǒng)作為PET功能成像機(jī)構(gòu)開展更廣泛的開發(fā)和臨床使用非常具有必要性,。

　　開發(fā)SMARTRACE系統(tǒng)的是一組科學(xué)家和工程師，包括放射性化學(xué)和放射性物理學(xué)專家和機(jī)械工程師,、電子工程師以及軟件設(shè)計(jì)者,。放射性藥物合成器完成多種化學(xué)操縱和反應(yīng)，合成放射性同位素,，將有機(jī)癌癥結(jié)合劑合并到一個(gè)分子中,。在癌癥診斷中，通過PET成像使用放射性跟蹤劑,。臨床醫(yī)師將放射性跟蹤劑注射到病人體內(nèi),，藥物會(huì)快速附著在體內(nèi)的癌變區(qū)域,，病人通過伽馬射線探測器掃描，然后由計(jì)算機(jī)確定病人體內(nèi)檢測到的射線對發(fā)出的位置,。最終由三維顯示器顯示檢測到的癌變區(qū)域,。

　　放射性同位素的半衰期是一個(gè)小時(shí)到兩個(gè)小時(shí)。通常,，使用PET的臨床醫(yī)師必須具有回旋加速器設(shè)備,，并居住在附近或是在現(xiàn)場有粒子回旋加速器設(shè)備；但是,，SMARTRACE合成器使用集成的緊湊發(fā)生器產(chǎn)生放射性同位素,，讓PET成像能夠用于無法使用粒子回旋加速器的場合。
編輯藥方

　　藥方是液體運(yùn)動(dòng),、混和和反應(yīng)的順序組合,。臨床醫(yī)師能夠使用包含兩個(gè)LabVIEW列表框的藥方編輯器面板創(chuàng)建并編輯藥方。當(dāng)臨床醫(yī)師將藥方步驟拖入序列中需要的位置時(shí),，就會(huì)彈出一個(gè)步驟編輯對話框,，允許醫(yī)師對這個(gè)步驟的進(jìn)行配置。舉例而言,，要添加某一個(gè)類型的步驟,，彈出對話框要求用戶選擇在每個(gè)容器中加入哪個(gè)試劑、添加試劑的體積和以每秒毫升數(shù)表示的添加速度,。步驟描述文字從選擇的項(xiàng)目中自動(dòng)生成,。臨床醫(yī)師可以將步驟上下移動(dòng)改變其順序、雙擊步驟修改參數(shù)或是選中步驟點(diǎn)擊刪除進(jìn)行移除,。

　　模擬藥方

　　BloomyControls所開發(fā)的軟件的一個(gè)重要特性是能夠圖形化地顯示組成藥方序列的所有液體的運(yùn)動(dòng)步驟,。這個(gè)特性是通過使用LabVIEW的自定義控件實(shí)現(xiàn)的，動(dòng)畫作為預(yù)合成藥方仿真和實(shí)際仿真序列運(yùn)行,，如圖1所示,。

圖1：圖形化動(dòng)畫顯示液體運(yùn)動(dòng)

　　仿真特性的優(yōu)點(diǎn)包括：

*在承擔(dān)時(shí)間和使用昂貴試劑的風(fēng)險(xiǎn)之前，對整個(gè)仿真過程進(jìn)行可視化瀏覽
*當(dāng)注射器中沒有足夠的液體完成一個(gè)步驟時(shí),，發(fā)出警告
*驗(yàn)證閥門被放置在正確位置,，為步驟中的液體運(yùn)動(dòng)打開一個(gè)通道
*驗(yàn)證為壓縮氣體提供通道，將管道中的液體送入特定類型的步驟中
*驗(yàn)證最終產(chǎn)品達(dá)到目的地

 　　合成定制的放射性試劑

　　LabVIEW應(yīng)用程序的主屏幕包含藥方執(zhí)行開始和停止的控件,。它還包含了進(jìn)度條,、剩余時(shí)間計(jì)算和活動(dòng)狀態(tài)顯示。如果執(zhí)行成功,，藥方列表框?qū)⒉襟E標(biāo)記為淡藍(lán)色,；如果在步驟中出現(xiàn)錯(cuò)誤，則標(biāo)記為紅色,?？茖W(xué)家級別的用戶還可以交互式地使用藥方列表框執(zhí)行要求之外的步驟或是重復(fù)執(zhí)行,。

　　此外，主屏幕上的圖形化動(dòng)畫在試劑合成過程中運(yùn)行,，演示在合成器中實(shí)時(shí)發(fā)生的物理反應(yīng),。機(jī)械面板的不同部分顯示在不同的標(biāo)簽面板上，在液體流動(dòng)時(shí),，標(biāo)簽相應(yīng)的部分會(huì)變化,。

　　實(shí)驗(yàn)室試用與結(jié)果

　　在合成器可以被批準(zhǔn)用于實(shí)際臨床應(yīng)用之前，我們必須進(jìn)行多中心試用,。在試用中,，必須遵守特定的制造兼容的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和控制，確保放射性藥物的安全性和質(zhì)量,。因此,，放射性藥物行業(yè)專家要求對放射性物質(zhì)進(jìn)行謹(jǐn)慎處理、要求其反應(yīng)時(shí)間快速,，批與批之間具有可重復(fù)性,，所以需要自動(dòng)化系統(tǒng)用于更廣泛的功能PET跟蹤器的開發(fā)和臨床使用。

　　使用NI產(chǎn)品成功改進(jìn)用戶安全性并縮短合成時(shí)間

　　放射性化學(xué)流程的自動(dòng)化和材料處理大大提高了用戶安全性,、精度并且將合成時(shí)間從手動(dòng)完成過程的30分鐘縮短到使用自動(dòng)化系統(tǒng)之后的10分鐘,。此外，我們實(shí)現(xiàn)的用于創(chuàng)建藥物特定藥方的高級LabVIEW解決方案是有非常有幫助的,。與之前系統(tǒng)原型中列出的閥門開關(guān)序列相比，之前需要一個(gè)小時(shí)完成,，而現(xiàn)在我們可以在五分鐘內(nèi)設(shè)計(jì)并輸入完整的配方,。此外，閥門被錯(cuò)誤打開或關(guān)閉的事數(shù)量也大大減少了,。

　　BloomyControls開發(fā)的設(shè)備帶有多個(gè)閥門,、電機(jī)注射器、加熱器,、氣流控制器和用于溫度,、流速、壓力和放射性探測的傳感器,，因此使用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室方法跟蹤這些流程是十分繁重的任務(wù),。使用LabVIEW和CompactFieldPoint平臺(tái)，我們將整個(gè)合成與數(shù)據(jù)采集流程轉(zhuǎn)換為用戶友好的界面,，能夠被實(shí)驗(yàn)室技術(shù)員和科學(xué)家使用,。