Nghiên Cứu Đánh Giá Hiệu Suất Sản Xuất 18F-FDG Trên Máy Gia Tốc Cyclone® 30

• Tác giả: Hồ Trọng Tùng
• Người hướng dẫn: TS. Đàm Nguyên Bình
• Trường học: Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật hạt nhân
• Đề tài: Nghiên Cứu Đánh Giá Hiệu Suất Sản Xuất 18F-FDG Trên Máy Gia Tốc Cyclone® 30
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Hiệu Suất Sản Xuất FDG 18F Hiện Nay

FDG-18F là một dược chất phóng xạ quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật chụp PET/CT. Nghiên cứu này tập trung vào việc sản xuất đồng vị phóng xạ 18F trên máy gia tốc Cyclone 30 MeV. Quá trình này bao gồm bắn phá chùm tia proton năng lượng cao vào bia nước làm giàu 18O, tạo ra 18F thông qua phản ứng hạt nhân 18O(p,n)18F. Hiệu suất sản xuất FDG-18F phụ thuộc vào hai yếu tố chính: lượng đồng vị 18F tạo ra và hiệu suất tổng hợp FDG. Luận văn này áp dụng phương pháp xử lý thống kê trên dữ liệu vận hành để tối ưu hóa các thông số, tính toán lượng đồng vị 18F và xác định hiệu suất truyền đồng vị. Kết quả thu được sẽ được sử dụng để đánh giá hiệu suất tổng hợp của bộ tổng hợp, so sánh với thông số từ nhà cung cấp.

1.1. Ứng Dụng FDG 18F Trong Chẩn Đoán Hình Ảnh PET CT

FDG-18F là một dược chất phóng xạ được sử dụng rộng rãi trong chẩn đoán hình ảnh PET/CT, đặc biệt trong ung thư học, thần kinh học và tim mạch. Nó cho phép đánh giá sự chuyển hóa glucose của các tế bào, giúp phát hiện sớm các khối u ác tính và theo dõi hiệu quả điều trị. Việc sản xuất FDG-18F hiệu quả là rất quan trọng để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các cơ sở y tế. Theo một điều tra của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA), có khoảng 75% các máy gia tốc cyclotron được sử dụng để sản xuất FDG tại chỗ và cung cấp cho các cơ sở khác.

1.2. Vai Trò Của Máy Gia Tốc Cyclone 30 Trong Sản Xuất FDG 18F

Máy gia tốc Cyclone 30 đóng vai trò then chốt trong quá trình sản xuất FDG-18F. Máy này có khả năng gia tốc chùm tia proton đến năng lượng cao, tạo điều kiện cho phản ứng hạt nhân 18O(p,n)18F diễn ra hiệu quả. Việc tối ưu hóa các thông số vận hành của máy gia tốc là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất sản xuất cao và ổn định. Hệ thống máy gia tốc cyclotron tại trung tâm máy gia tốc của Bệnh viện TWQĐ 108 được cung cấp bởi hãng IBA, Bỉ có thể gia tốc chùm tia proton đến năng lượng lớn nhất 30 MeV với mục đích sản xuất các đồng vị phóng xạ dùng cho cả PET và SPECT, cũng như dùng trong nghiên cứu khoa học.

II. Thách Thức Trong Sản Xuất FDG 18F Hiệu Quả Trên Cyclone 30

Việc sản xuất FDG-18F hiệu quả trên máy gia tốc Cyclone 30 đối mặt với nhiều thách thức. Các thông số vận hành của máy, như năng lượng và cường độ chùm tia, cần được tối ưu hóa để đạt được sản lượng 18F cao nhất. Hiệu suất truyền đồng vị 18F từ bia đến bộ tổng hợp cũng cần được cải thiện để giảm thiểu hao hụt. Ngoài ra, chất lượng của bộ tổng hợp và quy trình tổng hợp cũng ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất cuối cùng. Sự sai lệch, thăng giáng các tham số vận hành sau khoảng thời gian hơn 10 năm máy gia tốc Cyclotron đưa vào sử dụng đã gây ảnh hưởng lớn và khó khăn trong việc hiệu chỉnh tinh vi các thông số trên hệ điều khiển máy gia tốc và hệ thống dẫn truyền chùm tia.

2.1. Ảnh Hưởng Của Thông Số Vận Hành Đến Hiệu Suất Sản Xuất FDG 18F

Các thông số vận hành của máy gia tốc, bao gồm năng lượng chùm tia, cường độ chùm tia, và vị trí lá tách điện tử, có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất sản xuất FDG-18F. Việc điều chỉnh các thông số này một cách chính xác là rất quan trọng để tối đa hóa sản lượng 18F và giảm thiểu sự hình thành các đồng vị phóng xạ không mong muốn. Luận văn đã áp dụng các tính toán phản ứng hạt nhân để tính toán xuất lượng đồng vị 18F sinh ra trong quá trình bắn bia, xác định thực nghiệm hiệu suất truyền đồng vị 18F thông qua việc đo hoạt độ của 18F truyền tới hotcell sau khi chiếu bia.

2.2. Vấn Đề Kiểm Soát Chất Lượng Trong Quy Trình Sản Xuất FDG 18F

Kiểm soát chất lượng là một yếu tố then chốt trong quy trình sản xuất FDG-18F. Các tiêu chuẩn chất lượng nghiêm ngặt cần được tuân thủ để đảm bảo rằng sản phẩm cuối cùng đáp ứng các yêu cầu về độ tinh khiết phóng xạ, độ tinh khiết hóa học và hoạt độ phóng xạ. Việc kiểm tra chất lượng thường xuyên giúp phát hiện và khắc phục các vấn đề tiềm ẩn, đảm bảo an toàn và hiệu quả cho bệnh nhân. Mỗi cơ sở sản xuất đồng vị phóng xạ trên máy gia tốc đều phải tự xây dựng bộ các thông số này và chọn lựa điều kiện chiếu tối ưu của riêng hệ máy gia tốc đang vận hành.

III. Phương Pháp Tối Ưu Hóa Hiệu Suất Sản Xuất FDG 18F Cyclone 30

Để tối ưu hóa hiệu suất sản xuất FDG-18F trên máy gia tốc Cyclone 30, cần áp dụng một phương pháp tiếp cận toàn diện. Điều này bao gồm việc sử dụng các mô hình tính toán phản ứng hạt nhân để dự đoán sản lượng 18F, thực hiện các thí nghiệm để xác định các thông số vận hành tối ưu, và áp dụng các kỹ thuật thống kê để phân tích dữ liệu và đưa ra các quyết định dựa trên bằng chứng. Ngoài ra, việc bảo trì và nâng cấp máy gia tốc thường xuyên cũng rất quan trọng để đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả. Điều kiện chiếu tối ưu sẽ giúp cho việc tính toán và đánh giá được hiệu suất tạo xuất lượng đồng vị phóng xạ 18F và từ đó có thể ước lượng và tính toán giá trị hiệu suất tổng hợp thực tế.

3.1. Sử Dụng Mô Hình Tính Toán Phản Ứng Hạt Nhân Để Dự Đoán Sản Lượng 18F

Các mô hình tính toán phản ứng hạt nhân, như SRIM (Stopping and Range of Ions in Matter), có thể được sử dụng để dự đoán sản lượng 18F dựa trên các thông số vận hành của máy gia tốc và đặc tính của bia. Các mô hình này giúp xác định năng lượng chùm tia tối ưu và độ dày bia phù hợp để đạt được sản lượng 18F cao nhất. Luận văn đã áp dụng các tính toán phản ứng hạt nhân để tính toán xuất lượng đồng vị 18F sinh ra trong quá trình bắn bia.

3.2. Thực Nghiệm Xác Định Thông Số Vận Hành Tối Ưu Cho Cyclone 30

Việc thực hiện các thí nghiệm để xác định các thông số vận hành tối ưu cho máy gia tốc Cyclone 30 là rất quan trọng. Các thí nghiệm này có thể bao gồm việc thay đổi năng lượng chùm tia, cường độ chùm tia và vị trí lá tách điện tử, đồng thời đo sản lượng 18F tương ứng. Dữ liệu thu được sẽ được sử dụng để xây dựng các đường cong hiệu suất và xác định các thông số vận hành tối ưu. Ngoài xuất lượng đồng vị 18F sinh ra và hiệu suất tổng hợp của bột tổng hợp, luận văn cũng nghiên cứu tối ưu hóa các thông số vận hành ( thông số kỹ thuật được thiết lập bởi người vận hành máy gia tốc cho máy gia tốc và các thành phần cấu thành nên hệ thống tách - dẫn chùm tia ) để tạo ra chùm tia gia tốc có cường độ ổn định, kích thước hay độ hội tụ phù hợp và có hiệu suất truyền cao để đảm bảo quá trình vận hành máy gia tốc an toàn và tiết kiệm .

IV. Đánh Giá Hiệu Suất Tổng Hợp FDG 18F Từ Dữ Liệu Sản Xuất

Hiệu suất tổng hợp FDG-18F là một chỉ số quan trọng đánh giá hiệu quả của quy trình tổng hợp. Luận văn này sử dụng dữ liệu sản xuất thực tế để đánh giá hiệu suất tổng hợp, so sánh với giá trị công bố bởi nhà cung cấp bộ tổng hợp. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tổng hợp, như chất lượng bộ tổng hợp, thời gian tổng hợp và nhiệt độ phản ứng, cũng được xem xét. Giá trị hiệu suất tổng hợp của bộ tổng hợp được so sánh với giá trị hiệu suất công bố bởi nhà cung cấp để đánh giá khả năng hoạt động của bộ tổng hợp tại thời gian hiện tại.

4.1. Phân Tích Dữ Liệu Sản Xuất FDG 18F Để Xác Định Hiệu Suất

Dữ liệu sản xuất FDG-18F, bao gồm hoạt độ 18F ban đầu, hoạt độ FDG-18F cuối cùng và thời gian tổng hợp, được phân tích để xác định hiệu suất tổng hợp. Các phương pháp thống kê được sử dụng để tính toán giá trị trung bình và độ lệch chuẩn của hiệu suất tổng hợp, cũng như để xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất. Từ các kết quả thu được cùng với hoạt độ sản phẩm FDG có thể tính được hiệu suất tổng hợp của bột tổng hợp.

4.2. So Sánh Hiệu Suất Tổng Hợp Thực Tế Với Thông Số Nhà Cung Cấp

Hiệu suất tổng hợp FDG-18F thực tế được so sánh với thông số kỹ thuật do nhà cung cấp bộ tổng hợp cung cấp. Sự khác biệt giữa hai giá trị này có thể chỉ ra các vấn đề tiềm ẩn trong quy trình tổng hợp hoặc sự suy giảm chất lượng của bộ tổng hợp. Việc so sánh này giúp đảm bảo rằng quy trình tổng hợp đang hoạt động hiệu quả và sản phẩm FDG-18F đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng. Hiệu suất tổng hợp FDG trên một đơn vị dòng tích phân.

V. Kết Quả Nghiên Cứu Và Đề Xuất Cải Tiến Sản Xuất FDG 18F

Nghiên cứu này cung cấp các kết quả chi tiết về hiệu suất sản xuất FDG-18F trên máy gia tốc Cyclone 30. Dựa trên các kết quả này, các đề xuất cải tiến quy trình sản xuất được đưa ra, nhằm tối ưu hóa sản lượng 18F, cải thiện hiệu suất tổng hợp và giảm thiểu chi phí sản xuất. Các đề xuất này có thể bao gồm việc điều chỉnh các thông số vận hành của máy gia tốc, thay đổi quy trình tổng hợp hoặc sử dụng các bộ tổng hợp mới. Các thông số vận hành quý II năm 2022 sau khi áp dụng bộ thông số vận hành của đề tài.

5.1. Tối Ưu Hóa Thông Số Vận Hành Cyclone 30 Để Tăng Sản Lượng 18F

Dựa trên các kết quả nghiên cứu, các thông số vận hành của máy gia tốc Cyclone 30, như năng lượng chùm tia và cường độ chùm tia, có thể được điều chỉnh để tăng sản lượng 18F. Việc tối ưu hóa các thông số này cần được thực hiện một cách cẩn thận, dựa trên các mô hình tính toán và các thí nghiệm thực tế, để đảm bảo an toàn và hiệu quả. Kết quả Hiệu suất truyền đồng vị phóng xạ 18F ở thời điểm kết thúc bắn bia.

5.2. Cải Tiến Quy Trình Tổng Hợp FDG 18F Để Nâng Cao Hiệu Suất

Quy trình tổng hợp FDG-18F có thể được cải tiến để nâng cao hiệu suất tổng hợp. Các cải tiến này có thể bao gồm việc sử dụng các bộ tổng hợp mới, điều chỉnh thời gian tổng hợp và nhiệt độ phản ứng, hoặc áp dụng các kỹ thuật làm sạch sản phẩm tiên tiến. Việc đánh giá hiệu quả của các cải tiến này cần được thực hiện thông qua các thí nghiệm và phân tích dữ liệu sản xuất. Hiệu suất tổng hợp đối với 106 mẻ sản xuất từ tháng 5/2021 đến tháng 4/2022.

VI. Triển Vọng Phát Triển Và Ứng Dụng Của FDG 18F Trong Y Học

Với sự phát triển không ngừng của y học hạt nhân, FDG-18F tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong chẩn đoán và điều trị nhiều bệnh lý. Các nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc phát triển các phương pháp sản xuất FDG-18F hiệu quả hơn, cũng như mở rộng ứng dụng của FDG-18F trong các lĩnh vực y học mới. Thị trường FDG-18F ngày càng mở rộng, nhu cầu FDG-18F tăng cao, sản lượng FDG-18F cần được đảm bảo.

6.1. Nghiên Cứu Phát Triển Các Phương Pháp Sản Xuất FDG 18F Mới

Các nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc phát triển các phương pháp sản xuất FDG-18F mới, như sử dụng các máy gia tốc nhỏ gọn hơn hoặc các quy trình tổng hợp đơn giản hơn. Các phương pháp này có thể giúp giảm chi phí sản xuất và mở rộng khả năng tiếp cận FDG-18F cho các cơ sở y tế ở vùng sâu vùng xa.

6.2. Mở Rộng Ứng Dụng FDG 18F Trong Các Lĩnh Vực Y Học Tiên Tiến

FDG-18F có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực y học tiên tiến, như chẩn đoán và điều trị ung thư bằng liệu pháp trúng đích, theo dõi đáp ứng điều trị và phát triển các loại thuốc mới. Các nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc khám phá các ứng dụng mới của FDG-18F và phát triển các phương pháp sử dụng FDG-18F hiệu quả hơn.

Tổng quan nghiên cứu

Máy gia tốc Cyclone® 30 MeV tại Trung tâm máy gia tốc Bệnh viện Trung ương Quân đội 108 là thiết bị chủ đạo trong sản xuất đồng vị phóng xạ 18F dùng cho kỹ thuật chụp PET. Với công suất sản xuất 18F-FDG đạt khoảng 3.5-4 Ci/ngày, trung tâm có khả năng cung cấp dược chất phóng xạ cho các cơ sở y tế tại Hà Nội và vùng lân cận. Đồng vị 18F được tạo ra qua phản ứng hạt nhân 18O(p,n)18F khi chùm proton năng lượng cao bắn phá bia nước làm giàu 18O. Hiệu suất sản xuất 18F-FDG phụ thuộc chủ yếu vào xuất lượng đồng vị 18F sinh ra trong quá trình chiếu bia và hiệu suất tổng hợp FDG của bộ tổng hợp.

Nghiên cứu nhằm đánh giá hiệu suất sản xuất 18F-FDG trên máy gia tốc Cyclone® 30, xác định bộ thông số vận hành tối ưu để nâng cao hiệu quả sản xuất, đồng thời áp dụng các phương pháp tính toán phản ứng hạt nhân và xử lý thống kê số liệu vận hành trong khoảng thời gian một năm (từ tháng 5/2021 đến tháng 4/2022). Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng và ổn định sản xuất dược chất phóng xạ, góp phần nâng cao hiệu quả ứng dụng kỹ thuật PET trong chẩn đoán y học.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Phản ứng hạt nhân 18O(p,n)18F: Đây là phản ứng chủ đạo tạo ra đồng vị phóng xạ 18F khi chùm proton năng lượng cao bắn phá bia nước làm giàu 18O. Tiết diện phản ứng phụ thuộc vào năng lượng proton, với ngưỡng phản ứng khoảng 2.438 MeV.
• Mô hình tính xuất lượng đồng vị phóng xạ: Áp dụng phương trình tích phân số để tính tốc độ phản ứng hạt nhân trong bia dày, tính đến sự mất năng lượng của proton khi đi sâu vào bia và sự phân rã phóng xạ trong quá trình chiếu và tổng hợp.
• Phân bố chuẩn (Gauss): Sử dụng để mô hình hóa phân bố các thông số vận hành máy gia tốc, từ đó xác định bộ thông số vận hành tối ưu.
• Hiệu suất truyền chùm tia và hiệu suất tổng hợp FDG: Được xác định dựa trên tỷ số giữa hoạt độ thực nghiệm đo được và hoạt độ tính toán lý thuyết, phản ánh hiệu quả vận hành và tổng hợp dược chất.

Các khái niệm chính bao gồm: tiết diện phản ứng hạt nhân, công suất dừng (độ mất năng lượng riêng), hiệu suất truyền chùm tia, hiệu suất tổng hợp dược chất phóng xạ, và các thông số vận hành máy gia tốc (SA, SM, QA, QB, QC, QD).

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Số liệu vận hành máy gia tốc và hoạt độ đồng vị 18F-FDG được thu thập từ 106 mẻ sản xuất trong khoảng thời gian một năm (5/2021 - 4/2022) tại Trung tâm máy gia tốc Bệnh viện TWQĐ 108.
• Phương pháp phân tích:
  • Tính toán xuất lượng đồng vị 18F dựa trên phương trình tích phân số Newton-Cotes, sử dụng dữ liệu tiết diện phản ứng thực nghiệm và công suất dừng tính bằng phần mềm SRIM.
  • Xác định hiệu suất truyền đồng vị 18F bằng cách so sánh hoạt độ thực nghiệm đo được với hoạt độ tính toán.
  • Phân tích thống kê các thông số vận hành máy gia tốc bằng phần mềm Data Desk và Microsoft Excel, áp dụng mô hình phân bố chuẩn để xác định bộ thông số tối ưu.
  • Đo hoạt độ đồng vị 18F bằng thiết bị ion hóa CURIMENTOR-4 với độ chính xác cao.
• Timeline nghiên cứu: Thu thập và phân tích số liệu vận hành trong vòng 12 tháng, từ tháng 5/2021 đến tháng 4/2022, thực hiện các thí nghiệm đo hoạt độ và tối ưu hóa thông số vận hành trong quý II năm 2022.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Bộ thông số vận hành tối ưu: Qua phân tích 106 mẻ sản xuất, các thông số vận hành máy gia tốc được xác định với giá trị trung bình và độ lệch chuẩn như sau:

   • SA = 2131 ± 394
   • SM = 1199 ± 512
   • QA = 9941 ± 413
   • QB = 12224 ± 180
   • QC = 12046 ± 420
   • QD = 8461 ± 829
     Hiệu suất truyền chùm tia trung bình đạt 84%, phù hợp với khuyến cáo ≥ 80% cho kênh bia lỏng.

2. Hiệu suất truyền đồng vị 18F: Đo đạc thực nghiệm cho thấy hiệu suất truyền đồng vị 18F ở thời điểm kết thúc bắn bia đạt trung bình 83.5% ± 3%, với các mẻ sản xuất có hiệu suất dao động từ 79% đến 91%.

3. Hiệu suất tổng hợp 18F-FDG: Tính toán dựa trên hoạt độ đồng vị 18F sinh ra và hoạt độ sản phẩm FDG thu được cho thấy hiệu suất tổng hợp trung bình là 55%. Khi hiệu chỉnh theo hiệu suất truyền 18F, hiệu suất tổng hợp thực tế ước lượng đạt khoảng 63%, tương đương với giá trị công bố của nhà cung cấp (khoảng 64%).

4. Ảnh hưởng của thời gian chiếu và năng lượng chùm tia:

   • Xuất lượng đồng vị 18F đạt khoảng 80% hoạt độ bão hòa khi thời gian chiếu gấp 2-3 lần chu kỳ bán rã (110 phút) của 18F.
   • Xuất lượng đồng vị tăng nhanh trong vùng năng lượng proton từ 5 đến 18 MeV, đạt gần 80% ở 17 MeV so với 30 MeV.
   • Xuất lượng đồng vị tỷ lệ tuyến tính với cường độ chùm tia trong phạm vi 20-36.5 μA.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy việc áp dụng phương pháp tính toán phản ứng hạt nhân kết hợp với phân tích thống kê các thông số vận hành giúp xác định bộ thông số tối ưu, từ đó nâng cao hiệu suất truyền chùm tia và hiệu suất tổng hợp 18F-FDG. Hiệu suất truyền 18F trung bình 83.5% phản ánh sự ổn định và hiệu quả của hệ thống tách chiết và dẫn truyền chùm tia sau hơn 10 năm vận hành.

Hiệu suất tổng hợp 63% sau hiệu chỉnh phù hợp với các nghiên cứu quốc tế, cho thấy bộ tổng hợp Synthera tại trung tâm hoạt động hiệu quả. Việc khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiếu và năng lượng chùm tia giúp tối ưu hóa điều kiện vận hành, cân bằng giữa hiệu suất sản xuất và chi phí năng lượng, đồng thời giảm thiểu các phản ứng phụ không mong muốn trong bia.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ phân bố tần suất các thông số vận hành, biểu đồ hiệu suất truyền chùm tia, biểu đồ xuất lượng đồng vị theo thời gian chiếu, năng lượng và cường độ chùm tia, giúp trực quan hóa mối quan hệ và xu hướng vận hành.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng bộ thông số vận hành tối ưu: Căn chỉnh các thông số SA, SM, QA, QB, QC, QD theo giá trị trung bình ± 1σ để duy trì hiệu suất truyền chùm tia ≥ 80%, đảm bảo ổn định và tiết kiệm năng lượng. Thực hiện điều chỉnh trước mỗi ca sản xuất.

2. Tối ưu thời gian chiếu tia proton: Khuyến nghị thời gian chiếu từ 2 đến 3 lần chu kỳ bán rã của 18F (~220-330 phút) để đạt hiệu suất xuất lượng tối ưu, tránh lãng phí năng lượng và giảm thiểu sự suy giảm hoạt độ do phân rã.

3. Kiểm soát năng lượng chùm tia: Duy trì năng lượng chùm tia ở mức 17-18 MeV để cân bằng giữa xuất lượng đồng vị và chi phí vận hành, đồng thời hạn chế các phản ứng phụ không mong muốn trong bia.

4. Đào tạo và nâng cao kỹ năng vận hành: Tăng cường đào tạo kỹ thuật viên vận hành máy gia tốc về kỹ năng căn chỉnh chùm tia và xử lý sự cố để đảm bảo chất lượng chùm tia và hiệu suất sản xuất ổn định.

5. Nâng cấp và bảo trì định kỳ: Thực hiện bảo trì, hiệu chuẩn thiết bị đo dòng chùm tia và bộ tổng hợp FDG định kỳ để duy trì độ chính xác đo đạc và hiệu suất tổng hợp.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư vận hành máy gia tốc hạt nhân: Nắm bắt kiến thức về tối ưu hóa thông số vận hành, nâng cao hiệu suất truyền chùm tia và tổng hợp dược chất phóng xạ.

2. Nhà nghiên cứu và phát triển dược chất phóng xạ: Áp dụng phương pháp tính toán phản ứng hạt nhân và phân tích hiệu suất tổng hợp trong nghiên cứu sản xuất đồng vị mới.

3. Chuyên gia y học hạt nhân và PET: Hiểu rõ quy trình sản xuất 18F-FDG, các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dược chất, từ đó nâng cao hiệu quả chẩn đoán và điều trị.

4. Quản lý và kỹ thuật viên phòng thí nghiệm sản xuất đồng vị phóng xạ: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng quy trình vận hành chuẩn, đảm bảo an toàn và hiệu quả sản xuất.

Câu hỏi thường gặp

1. Hiệu suất truyền đồng vị 18F là gì và tại sao quan trọng?
   Hiệu suất truyền 18F là tỷ lệ giữa hoạt độ đồng vị 18F đo được sau khi chiếu bia và hoạt độ tính toán lý thuyết. Nó phản ánh hiệu quả dẫn truyền chùm tia proton từ buồng gia tốc đến bia, ảnh hưởng trực tiếp đến lượng đồng vị sinh ra và chất lượng sản phẩm cuối cùng.

2. Tại sao cần tối ưu hóa các thông số vận hành máy gia tốc?
   Các thông số vận hành ảnh hưởng đến cường độ, kích thước và độ hội tụ của chùm tia proton. Tối ưu hóa giúp tăng hiệu suất truyền chùm tia, giảm tổn thất năng lượng, đảm bảo an toàn thiết bị và nâng cao hiệu suất sản xuất đồng vị phóng xạ.

3. Làm thế nào để xác định hiệu suất tổng hợp 18F-FDG?
   Hiệu suất tổng hợp được tính bằng tỷ số giữa hoạt độ 18F-FDG thu được sau tổng hợp và hoạt độ 18F sinh ra trong quá trình chiếu bia, có hiệu chỉnh thời gian phân rã. Phương pháp này giúp đánh giá hiệu quả của bộ tổng hợp dược chất.

4. Ảnh hưởng của thời gian chiếu proton đến xuất lượng đồng vị 18F như thế nào?
   Thời gian chiếu càng dài thì xuất lượng đồng vị 18F càng tăng, đạt đến trạng thái bão hòa khi thời gian chiếu gấp khoảng 7 lần chu kỳ bán rã của 18F. Tuy nhiên, thời gian chiếu quá dài không hiệu quả về mặt kinh tế do tốc độ tăng xuất lượng chậm.

5. Tại sao năng lượng chùm tia proton được duy trì ở mức 17-18 MeV?
   Năng lượng này là mức cân bằng giữa việc tạo ra xuất lượng đồng vị 18F cao và hạn chế các phản ứng phụ không mong muốn trong bia, đồng thời tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu hao mòn thiết bị.

Kết luận

• Hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý vận hành của máy gia tốc Cyclone® 30 MeV trong sản xuất 18F-FDG.
• Xây dựng bộ thông số vận hành tối ưu dựa trên phân tích thống kê 106 mẻ sản xuất trong một năm.
• Đánh giá hiệu suất truyền đồng vị 18F đạt trung bình 83.5%, hiệu suất tổng hợp 18F-FDG ước lượng khoảng 63%, phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế.
• Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiếu, năng lượng và cường độ chùm tia đến xuất lượng đồng vị, từ đó đề xuất điều kiện vận hành tối ưu.
• Đề xuất các giải pháp căn chỉnh, đào tạo và bảo trì nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất đồng vị phóng xạ tại Trung tâm máy gia tốc Bệnh viện TWQĐ 108.

Tiếp theo, cần triển khai áp dụng bộ thông số vận hành tối ưu trong thực tế sản xuất, đồng thời mở rộng nghiên cứu sản xuất các đồng vị phóng xạ khác như 123I và 99mTc để phục vụ ứng dụng y học hạt nhân. Mời các chuyên gia và kỹ thuật viên quan tâm liên hệ để trao đổi và hợp tác nghiên cứu nâng cao hiệu suất sản xuất đồng vị phóng xạ.