本發明涉及核素分離純化,具體而言,涉及一種用于放射性核素的自動化分離純化系統。
背景技術:
1、在核醫學領域,cu64、ga68、zr88等放射性核素因其獨特的核物理性質,被廣泛應用于腫瘤診斷、療效評估等pet顯像領域。核素的分離純化是其臨床應用的關鍵環節,直接影響顯像質量和診療效果。
2、目前,現有核素分離純化裝置存在以下不足:自動化程度低,多依賴手動操作,不僅效率低下,還增加了操作人員接觸放射性物質的風險;兼容性差,多數裝置僅針對單一核素設計,難以滿足多核素分離純化的需求;結構設計不合理,部分關鍵部件采用普通金屬材料,易受核素溶液腐蝕,影響裝置壽命和分離純度;缺乏集成化的檢測與控制模塊,無法實時監控分離過程,導致純化精度不穩定。
3、因此,有必要設計一種用于放射性核素的自動化分離純化系統用以解決當前技術中存在的問題。
技術實現思路
1、鑒于此,本發明提出了一種用于放射性核素的自動化分離純化系統,旨在解決自動化程度低,兼容性差,缺乏集成化的檢測與控制模塊,無法實時監控分離過程,導致純化精度不穩定的問題。
2、本發明提出了一種用于放射性核素的自動化分離純化系統,包括:
3、初始化模塊,用于獲取閥位信號,初始化并生成閥位零點基準數據;
4、指令生成模塊,用于獲取核素類型,根據分離純化工藝參數集和所述核素類型,生成工藝參數;基于所述閥位零點基準數據和工藝參數,生成閥組控制指令與泵運行指令,并確定液相輸送路線;
5、純化控制模塊,用于根據所述液相輸送路線,進行試劑加注操作;所述試劑加注操作完成后,進行核素吸附操作并采集核素吸附階段輻射數據;基于所述核素吸附階段輻射數據生成去噪輻射強度序列;根據所述去噪輻射強度序列,確定上柱動態趨勢數據;將所述上柱動態趨勢數據與動態基線進行比對,確定上柱過程監測結果;根據所述上柱過程監測結果,判斷所述核素吸附操作是否完成;當所述核素吸附操作完成后,進行淋洗操作;所述淋洗操作完成后,進行洗脫操作;采集洗脫階段輻射數據,進行峰值檢測與特征參數提取,生成洗脫特征向量;將所述洗脫特征向量與目標核素洗脫特征向量進行相似度計算;并根據相似度計算的結果,生成輸出指令。
6、進一步的,所述純化控制模塊確定上柱過程監測結果時,包括:
7、對所述核素吸附階段輻射數據進行滑動窗口中值濾波,生成去噪輻射強度序列;基于所述去噪輻射強度序列,生成上柱動態趨勢數據;
8、將所述上柱動態趨勢數據與動態基線閾值進行數值比對,生成上柱過程監測結果。
9、進一步的,所述純化控制模塊判斷所述核素吸附操作是否完成時,包括:
10、當所述上柱過程監測結果指示吸附過程正常且吸附累計時長達到工藝參數數據中吸附時長時,生成核素吸附完成狀態;
11、當所述上柱過程監測結果指示吸附過程異常時,生成上柱異常提示信息。
12、進一步的,所述純化控制模塊生成洗脫特征向量時,包括:
13、對所述洗脫階段輻射數據進行峰值檢測,提取峰值強度、上升沿時間及半峰寬參數;
14、將所述峰值強度、上升沿時間及半峰寬參數組合為所述洗脫特征向量。
15、進一步的,所述純化控制模塊在生成輸出指令時,包括:
16、所述洗脫特征向量與目標核素洗脫特征向量進行余弦相似度計算,生成相似度值。
17、進一步的,所述純化控制模塊在生成輸出指令時,還包括:
18、當所述相似度值大于相似度閾值時,生成產品輸出指令;
19、當所述相似度值小于或等于相似度閾值時,生成洗脫異常提示信息。
20、進一步的,所述初始化模塊獲取閥位信號,初始化并生成閥位零點基準數據時,包括:
21、對多通路切換閥組進行初始化轉動,同步采集時序脈沖信號序列;
22、基于所述時序脈沖信號序列識別初始定位標識對應的特征脈沖,并記錄每次識別到特征脈沖時的閥位編碼值,生成閥位位置數據集;對所述閥位位置數據集進行離群點剔除處理,保留有效位置數據;確定所述有效位置數據的均值與標準差。
23、進一步的,所述初始化模塊獲取閥位信號,初始化并生成閥位零點基準數據時,還包括:
24、當所述標準差小于容差閾值時,將所述均值確定為閥位零點基準數據;當所述標準差大于或等于容差閾值時,重新進行初始化轉動并更新閥位位置數據集。
25、進一步的,所述指令生成模塊生成工藝參數時,包括:
26、將所述核素類型與分離純化工藝參數集中的索引字段進行匹配檢索,生成結構化工藝參數數據,所述結構化工藝參數數據包括試劑加注時長、吸附時長、淋洗時長、洗脫時長以及各階段閥位切換參數。
27、進一步的,所述指令生成模塊生成閥組控制指令與泵運行指令時,包括:
28、將所述閥位零點基準數據與工藝參數中的閥位切換參數進行時序對齊,生成閥組控制指令序列;根據所述工藝參數中的泵運行參數,生成泵運行指令序列。
29、與現有技術相比,本發明的有益效果在于:通過多通路閥組與plc控制系統的聯動,實現了核素分離全流程自動化,降低了操作人員接觸放射性物質的風險;模塊化設計支持樹脂柱及儲液單元的快速更換,可滿足cu64、ga68、zr88等多種核素的分離需求,適用范圍廣;實時活度檢測與閉環控制,提高了核素分離純度;通過初始化模塊建立閥位零點基準數據,消除了機械回差與安裝偏差,提升了流路切換的重復定位精度與系統長期運行穩定性;指令生成模塊依據核素類型智能匹配預置工藝參數庫,動態生成閥組控制與泵運行指令,實現了液相輸送路線的精準規劃與多核素工藝的快速適配,增強了系統柔性與操作效率。純化控制模塊在核素吸附階段對輻射數據實施實時采集與自適應去噪處理,生成上柱動態趨勢數據并與動態基線進行量化比對,客觀判定吸附終點,避免了傳統固定時長法導致的吸附不完全或試劑過量消耗;在洗脫階段,通過對輻射數據的峰值檢測與關鍵特征參數提取構建洗脫特征向量,并與目標核素標準特征向量進行相似度計算,實現了洗脫產物純度與回收率的量化驗證與自動判定,確保了分離結果的可靠性與可追溯性。全流程閉環自動化控制減少人工干預環節,降低了操作人員輻射暴露風險與人為操作誤差。
1.一種用于放射性核素的自動化分離純化系統,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的用于放射性核素的自動化分離純化系統,其特征在于,所述純化控制模塊確定上柱過程監測結果時,包括:
3.根據權利要求2所述的用于放射性核素的自動化分離純化系統,其特征在于,所述純化控制模塊判斷所述核素吸附操作是否完成時,包括:
4.根據權利要求3所述的用于放射性核素的自動化分離純化系統,其特征在于,所述純化控制模塊生成洗脫特征向量時,包括:
5.根據權利要求4所述的用于放射性核素的自動化分離純化系統,其特征在于,所述純化控制模塊在生成輸出指令時,包括:
6.根據權利要求5所述的用于放射性核素的自動化分離純化系統,其特征在于,所述純化控制模塊在生成輸出指令時,還包括:
7.根據權利要求1所述的用于放射性核素的自動化分離純化系統,其特征在于,所述初始化模塊獲取閥位信號,初始化并生成閥位零點基準數據時,包括:
8.根據權利要求7所述的用于放射性核素的自動化分離純化系統,其特征在于,所述初始化模塊獲取閥位信號,初始化并生成閥位零點基準數據時,還包括:
9.根據權利要求1所述的用于放射性核素的自動化分離純化系統,其特征在于,所述指令生成模塊生成工藝參數時,包括:
10.根據權利要求9所述的用于放射性核素的自動化分離純化系統,其特征在于,所述指令生成模塊生成閥組控制指令與泵運行指令時,包括: