SMARTRACE合成器機械面板中顯示注射器、管道、容器和輻射探測器。Compact FieldPoint機架位于移動(dòng)車(chē)內部，控制電腦通常放置在輻射室外。

　　The Challenge:

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

　　The Solution:

　　使用NI LabVIEW和帶有遠程以太網(wǎng)接口的NICompact FieldPoint，創(chuàng )建RadioMedix SMARTRACE放射性藥物合成器，來(lái)控制閥門(mén)、機械注射器和加熱器。Bloomy Controls的工程師開(kāi)發(fā)了LabVIEW應用程序軟件運行這些硬件、編輯藥方并且顯示合成的動(dòng)畫(huà)仿真。

　　"使用LabVIEW和Compact FieldPoint平臺，我們將整個(gè)合成與數據抓取過(guò)程轉化為用戶(hù)友好的直觀(guān)界面，可供實(shí)驗室的技術(shù)員和做研究的科學(xué)家使用。 "　　

　　由于功能成像技術(shù)的發(fā)展和用于診斷和醫療的分子成像對象（醫學(xué)專(zhuān)有名詞，這個(gè)翻譯不確定）的發(fā)現，正電子斷層掃描儀（PET）市場(chǎng)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)現卻受到諸如缺少放射化學(xué)家、法規要求多如牛毛、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，它的反應時(shí)間非?？焖?、合成必須比較方便、測試結果具有可重復性的一系列需求，使得自動(dòng)化系統作為PET功能成像機構開(kāi)展更廣泛的開(kāi)發(fā)和臨床使用非常具有必要性。

　　開(kāi)發(fā)SMARTRACE系統的是一組科學(xué)家和工程師，包括放射性化學(xué)和放射性物理學(xué)專(zhuān)家和機械工程師、電子工程師以及軟件設計者。放射性藥物合成器完成多種化學(xué)操縱和反應，合成放射性同位素，將有機癌癥結合劑合并到一個(gè)分子中。在癌癥診斷中，通過(guò)PET成像使用放射性跟蹤劑。臨床醫師將放射性跟蹤劑注射到病人體內，藥物會(huì )快速附著(zhù)在體內的癌變區域，病人通過(guò)伽馬射線(xiàn)探測器掃描，然后由計算機確定病人體內檢測到的射線(xiàn)對發(fā)出的位置。最終由三維顯示器顯示檢測到的癌變區域。

　　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的臨床醫師必須具有回旋加速器設備，并居住在附近或是在現場(chǎng)有粒子回旋加速器設備；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(wú)法使用粒子回旋加速器的場(chǎng)合。

　　編輯藥方

　　藥方是液體運動(dòng)、混和和反應的順序組合。臨床醫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。當臨床醫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(huà)框，允許醫師對這個(gè)步驟的進(jìn)行配置。舉例而言，要添加某一個(gè)類(lèi)型的步驟，彈出對話(huà)框要求用戶(hù)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表示的添加速度。步驟描述文字從選擇的項目中自動(dòng)生成。臨床醫師可以將步驟上下移動(dòng)改變其順序、雙擊步驟修改參數或是選中步驟點(diǎn)擊刪除進(jìn)行移除。

　　模擬藥方

　　Bloomy Controls所開(kāi)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動(dòng)步驟。這個(gè)特性是通過(guò)使用LabVIEW的自定義控件實(shí)現的，動(dòng)畫(huà)作為預合成藥方仿真和實(shí)際仿真序列運行，如圖1所示。

圖1：圖形化動(dòng)畫(huà)顯示液體運動(dòng)

　　仿真特性的優(yōu)點(diǎn)包括：

　　在承擔時(shí)間和使用昂貴試劑的風(fēng)險之前，對整個(gè)仿真過(guò)程進(jìn)行可視化瀏覽

　　當注射器中沒(méi)有足夠的液體完成一個(gè)步驟時(shí)，發(fā)出警告

　　驗證閥門(mén)被放置在正確位置，為步驟中的液體運動(dòng)打開(kāi)一個(gè)通道

　　驗證為壓縮氣體提供通道，將管道中的液體送入特定類(lèi)型的步驟中

　　驗證最終產(chǎn)品達到目的地

　　合成定制的放射性試劑

　　LabVIEW應用程序的主屏幕包含藥方執行開(kāi)始和停止的控件。它還包含了進(jìn)度條、剩余時(shí)間計算和活動(dòng)狀態(tài)顯示。如果執行成功，藥方列表框將步驟標記為淡藍色；如果在步驟中出現錯誤，則標記為紅色?？茖W(xué)家級別的用戶(hù)還可以交互式地使用藥方列表框執行要求之外的步驟或是重復執行。

　　此外，主屏幕上的圖形化動(dòng)畫(huà)在試劑合成過(guò)程中運行，演示在合成器中實(shí)時(shí)發(fā)生的物理反應。機械面板的不同部分顯示在不同的標簽面板上，在液體流動(dòng)時(shí)，標簽相應的部分會(huì )變化。

　　實(shí)驗室試用與結果

　　在合成器可以被批準用于實(shí)際臨床應用之前，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)標準和控制，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(zhuān)家要求對放射性物質(zhì)進(jìn)行謹慎處理、要求其反應時(shí)間快速，批與批之間具有可重復性，所以需要自動(dòng)化系統用于更廣泛的功能PET跟蹤器的開(kāi)發(fā)和臨床使用。

　　使用NI產(chǎn)品成功改進(jìn)用戶(hù)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(hù)安全性、精度并且將合成時(shí)間從手動(dòng)完成過(guò)程的30分鐘縮短到使用自動(dòng)化系統之后的10分鐘。此外，我們實(shí)現的用于創(chuàng )建藥物特定藥方的高級LabVIEW解決方案是有非常有幫助的。與之前系統原型中列出的閥門(mén)開(kāi)關(guān)序列相比，之前需要一個(gè)小時(shí)完成，而現在我們可以在五分鐘內設計并輸入完整的配方。此外，閥門(mén)被錯誤打開(kāi)或關(guān)閉的事數量也大大減少了。

　　Bloomy Controls開(kāi)發(fā)的設備帶有多個(gè)閥門(mén)、電機注射器、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，因此使用傳統實(shí)驗室方法跟蹤這些流程是十分繁重的任務(wù)。使用LabVIEW和Compact FieldPoint平臺，我們將整個(gè)合成與數據采集流程轉換為用戶(hù)友好的界面，能夠被實(shí)驗室技術(shù)員和科學(xué)家使用。