GEMS PET 示踪剂的成功案例
如何在磁场、真空和辐射环境中设计运动解决方案
随着癌症治疗在全球范围内的发展，对改进诊断方法的需求也与日俱增。本故事将告诉您 PiezoMotor 的开创性微动解决方案如何成功地帮助通用电气医疗保健公司在回旋加速器内设计出具有磁性、真空和辐射的电动解决方案。
该系统的工作原理如下：
- 在回旋加速器中产生一种特定的同位素。
- 生物放射性示踪剂是在专用设备中通过放射化学方法产生的。
- 将示踪剂注入患者体内。
- 然后，示踪剂会附着在特定的癌细胞上。
- 病人被放置在正电子发射计算机断层扫描仪中，然后系统会检测示踪剂正电子衰变发出的伽马射线。这些伽马射线会在示踪剂附着到体内靶细胞的区域发光。
PET 同位素是通过回旋加速器中的强电场加速带负电荷的离子，并将产生的光束射向反应室（即所谓的靶子），从而辐照其中的物质而产生的。
通过强磁场约束，加速区域很小。通过电子剥离反转离子的电荷，将光束从磁性安全壳中提取出来。通过辐照放置在为每个反应设计的靶中的不同起始材料，可以获得不同的同位素。为了便于使用，回旋加速器通常配备多个靶，可以移动光束对每个靶进行辐照。
在将目标内容物转化为有用的 PET 同位素的核反应中，目标内部会产生高水平的电离辐射。
寻找可在辐射环境中工作的非磁性和真空兼容微电机
"发现母体肿瘤通常很容易，而且可以通过多种技术实现。但要发现所有的转移灶，其中许多只有针头大小，往往是不可能的。PET 有助于发现所有这些转移灶，让医务人员更好地了解癌症的扩散情况。这有助于优化进一步的治疗方案，挽救更多生命"，Pärnaste 博士总结道。
随着癌症治疗在全球范围内的发展，人们对性能更好、价格更低的诊断设备的需求也随之增加。通用电气医疗保健回旋加速器公司希望简化 PET 同位素的临床使用。为了解决这个问题，GE 团队必须找到一种解决方案，即如何在 PET 扫描仪附近轻松生产同位素，从而克服当地同位素供应和半衰期的难题。
为了在不同目标之间以足够的分辨率移动光束，通常需要一个电机。然而，在真空、电场和辐射的磁场环境中，通常不可能将传统的电机置于回旋加速器内。标准的解决方案是将电机放置在回旋加速器外部，这无意中导致了更复杂的机械结构，成本更高，可靠性更低。机械反冲和复杂的真空馈入件是这种解决方案的部分后果。
图 3
压电电机可移动提取机构，从而让操作员在为特定同位素设计的靶标内提取该同位素。
通过选择标准线性压电电机，可以将电机放置在靠近提取位置的地方，在磁场和真空环境中，仅使用电动馈入件为电机供电。
除了线性压电电机外，团队还希望减少校准系统的维护时间。为此，他们需要一个完全非磁性的电机。"作为解决方案供应商，PiezoMotor 的优势在于其广泛的产品范围和模块化设计。我们需要一种具有非磁性特性的旋转电机，以便在运行过程中校准系统。Pärnaste 博士总结道："PiezoMotor 提供了许多直线电机和旋转电机的选择，并且具有不同的特性。
Pärnaste 博士回忆说，2009 年他的一位同事在瑞典科技杂志 NyTeknik 上读到了一篇关于压电电机的文章。文章中阐述了回旋加速器所需的微型电机类型的所有关键特性。由于两家公司的总部都在乌普萨拉，因此很快就安排了会面。
"在测试了几种微型电机和运动解决方案后，我们终于在设计上取得了突破，回旋加速器中的同位素生成成为可能。在最终设计中，我们使用 PiezoMotor 公司生产的 20N 线性电动机来移动质子束，并使用扭矩为 50 mNm 的非磁性旋转电动机来校准系统"，Pärnaste 博士总结道。
"PiezoMotor 是我们最满意的供应商"
GENtrace 产品于 2017 年推出，取得了巨大成功。Pärnaste 刚刚从肯尼亚内罗毕返回，他们在那里成功完成了新系统的安装。在回顾与 PiezoMotor 的合作时，Pärnaste 博士总结道："我们与 PiezoMotor 的工程师 Andreas Danell 密切合作。在整个开发过程中，即使是与微动解决方案没有直接关系的部分，他也为我们提供了很多帮助。PiezoMotor 拥有一支能力出众的工程师团队，他们在我们的产品开发过程中贡献良多。我们共同促成了这个复杂的创新项目。
回旋加速器系统公司总工程师托马斯-埃里克森总结道："PiezoMotor 是我们最满意的供应商，我们期待着继续合作。