Luận văn: Thiết kế module tổng hợp dược chất phóng xạ 18F-NaF ứng dụng y tế

Toàn văn luận văn thạc sĩ nghiên cứu thiết kế module tổng hợp dược chất phóng xạ 18F-NaF và các ứng dụng quan trọng trong chẩn đoán y tế.

• Tác giả: Nguyễn Văn Sỹ
• Người hướng dẫn: PGS. Bùi Đăng Thành
• Trường học: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa
• Đề tài: Nghiên cứu thiết kế module tổng hợp dược chất phóng xạ 18F-NaF ứng dụng trong y tế
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Module Tổng hợp 18F NaF

Module tổng hợp dược chất phóng xạ 18F-NaF (Natri Fluoride-18) là thiết bị chuyên dụng trong y học hạt nhân hiện đại. Đây là một công nghệ quan trọng để sản xuất chất đánh dấu phóng xạ dùng trong chụp PET (Positron Emission Tomography). 18F-NaF được ứng dụng rộng rãi trong chẩn đoán hình ảnh xương và phát hiện sớm các bệnh lý liên quan đến xương. Module này đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao chất lượng chẩn đoán y học và cải thiện kết quả điều trị bệnh nhân.

1.1. Định nghĩa và ứng dụng lâm sàng

18F-NaF là dược chất phóng xạ chứa Fluorine-18, một chất đánh dấu phóng xạ phổ biến trong y học hạt nhân. Nó được sử dụng để phát hiện các bất thường trong xương như viêm loãng xương, ung thư xương và các tổn thương chấn thương. Ứng dụng lâm sàng của 18F-NaF bao gồm chẩn đoán sớm loãng xương, theo dõi hiệu quả điều trị và phát hiện di căn xương ở bệnh nhân ung thư.

II. Nguyên lý hoạt động Module Tổng hợp

Module tổng hợp 18F-NaF hoạt động dựa trên các phản ứng hóa học và xử lý tự động hoàn toàn. Thiết bị này được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất sản xuất, giảm thời gian chu kỳ và nâng cao độ tinh khiết của sản phẩm cuối cùng. Quá trình tổng hợp bao gồm nhiều bước từ tính toán, điều khiển nhiệt độ, đến xử lý và kiểm tra chất lượng. Những tiến bộ gần đây trong công nghệ tự động hóa đã giúp cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất và an toàn cho nhân viên.

2.1. Quy trình tổng hợp hóa học

Quy trình tổng hợp 18F-NaF bắt đầu từ sự tương tác giữa 18F với các tiền chất thích hợp trong điều kiện có kiểm soát. Phản ứng diễn ra ở nhiệt độ cao trong không gian được bảo vệ khỏi tia phóng xạ. Sau đó, sản phẩm trải qua các bước tách chiết, tinh chế và đóng gói. Toàn bộ quá trình được giám sát bằng các cảm biến hiện đại để đảm bảo chất lượng ổn định và an toàn.

III. Thành phần chính của Module Tổng hợp

Module tổng hợp 18F-NaF bao gồm nhiều thành phần thiết yếu được tích hợp thành một hệ thống hoàn chỉnh. Các thành phần này bao gồm buồng phản ứng, hệ thống kiểm soát nhiệt độ, các bơm chất lỏng, hệ thống lọc và hệ thống phát hiện phóng xạ. Mỗi thành phần đóng một vai trò cụ thể trong quá trình sản xuất, đảm bảo hiệu suất tối đa và an toàn. Thiết kế modular cho phép dễ dàng bảo trì, nâng cấp và sửa chữa khi cần thiết.

3.1. Buồng phản ứng và hệ thống kiểm soát

Buồng phản ứng là trái tim của module, nơi diễn ra quá trình tổng hợp chính. Nó được chế tạo từ vật liệu bền bỉ chống lại tia phóng xạ và hóa chất mạnh. Hệ thống kiểm soát nhiệt độ duy trì các điều kiện tối ưu để đạt hiệu suất cao. Các cảm biến tích hợp giám sát liên tục nhiệt độ, áp suất và các thông số khác, gửi dữ liệu đến máy tính kiểm soát trung tâm.

IV. Tiêu chuẩn chất lượng và Kiểm định

Chất lượng sản phẩm 18F-NaF phải đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế nghiêm ngặt trước khi được sử dụng lâm sàng. Module tổng hợp được trang bị các hệ thống kiểm định tự động để đo độ tinh khiết phóng xạ, độ tinh khiết hóa học và các chỉ tiêu khác. Các phương pháp kiểm định bao gồm sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), sắc ký khí-khối phổ (GC-MS) và các kỹ thuật đo lường phóng xạ. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này đảm bảo an toàn và hiệu quả cho bệnh nhân.

4.1. Các phương pháp kiểm tra và đánh giá

Mỗi lô sản phẩm 18F-NaF đều phải trải qua các bài kiểm tra toàn diện trước khi phát hành. Những kiểm tra này bao gồm đo độ tinh khiết phóng xạ để xác định hàm lượng các chất không mong muốn. Đồng thời, độ tinh khiết hóa học được kiểm tra để phát hiện các tạp chất hóa học có thể gây hại. Các kết quả kiểm tra phải thoả mãn các tiêu chuẩn của Dược điển các nước theo quy định nghiêm ngặt của cơ quan quản lý y tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

chương 1 (rang 17). - Phân tích về dộ chính xác và tính pháp quyén cia module tong hop và DCPX 18E~ Nak được tạo ra. Ngày thang năm 2018 Giá viên hướng dẫn MUC LUC LỐI CAM ĐOAN. Le BH HdereHireeree 1.

DANH MỤC CÁC KÝ IHU, CÁC CHỮ VIšT TẤT. - 2 TDANH MUC CAC RANG. - - 3 DANH MỰC CÁC HÌNH VẼ, ĐÔ THỊ. LOIMG DAU - 6 CHUONG 1.

TONG QUAN VA HR THONG TONG HOP DƯỢC CHAT PHONG XÃ PE Nak,. Dược shit ping xa FN NaF va cac ác thiết bí tổng hợp trên thé giới § 1. Phương phúp và quy trình tổng hợp dược chất !*F-NaF: 11 CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH ĐIỂU KHIỂN CÁC VAN ĐIỆN VÀ XI LANH.

Thiết kể chế tạo mạch điều khiển các van điện. Thiết kế chế tạo hệ điều khiển xỉ lanh. THIST KE CHE TAO MACH DO HOAT BO PHONG XA 29 3. Yêu câu và phương ản thiết kế.

Sử dụng PIX photodiodeđo phỏng gạ. Thiết kể mạch đo hoạt độ phóng xa 32 CHUONG 4. XÂY DUNG PHAN MEM VI ĐIÊU KHIÊN VÀ PHAN MRM TREN MAY TINIE - - - 37 4. Xây đựng phần mềm cho vi điều khiển 37 4.

Xây dung phản mềm trên máy tính. KÉT QUÁ VÀ BẢN LUẬN. Chế tạo phần cứng thiết bị - 48 5. Phan mềm diều khiến thiết bị,.

Các kết quả đo đạc khảo sát. ¬— KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ. - 35 Hình 3-4: Phỗ đặc trưng của BPI34 theo bước sóng và theo góc của pholon đới. 32 Linh 3-5: Sơ đồ khối sit dung PIN photodiode dé ghi nhận bức xạ.35 Hình 3-6: Sơ đồ mạch ghỉ nhận bứu xạ ganama.

- - 33 Hình 3-7: Sơ dé mach in va ldp rap linh kiện mạch ghỉ nhận bức xạ.34 Tĩnh 3-8: Xung tín hiệu của mạch đo trường hợp không có nguồn phóng xg.35 Hình 3-0: Xung tin hidu mach do insimg hep ob ngudn gamma “?Ba. 35 Hình 3-10: Xung tin hiệu mạch âo trường hợp có nguồn gamma “CS.36 Tình 4-1: Cầu hình ngoại vỉ và kết nối trong ví điều khiến - - 38 Hình 4-3: Cầu hình các bộ chia tần trong vì điều khiến - 39 1iình 4-3: Thuật toán chương trình điều khiển van điện tử.41 Hình 4-4: Thuật taán chương mình điều khiến bom lút xỉ lanh 42 Hình 4-5: Thuật toán chương trình đo hoại độ phóng xạ và tính hiệu suất tông hợp 43 Hinh 4-6: Thuật toán chương trình phần mẫm trên máy tính. - 44 Hình 4-7: Phần mẫm chọn chế dã diều khẩn - 45 Hình 4-8: Phần mêm chế độ điều khiển thủ cÔng.đ5) Hình 4-9: Phần mềm đọc dữ liệu từ ví điều khiên 46 Hinh 4-10; Phan mém chi thị màn hình. 146 1ình 4-11: Tên nhận dạng thiếtbị trên máy tính.

Xeeeeeererreu,đf Hình 4-12: Giao diện chương bình tẳng hợp - 7 Hinh 5-1: Hình ảnh thiết bj tong hop DCPX ®k-Nak. Tinh 5-2: Mạch điều khiển các van điện từ và điều khiển xi lamh.49 Hình 5-3: ƯỊ trí ảo phỏng xạ và khôi chỉ chứa mạch do. - - 49 Hinh 5-4: Giao diện phần mâm điều khiển quá trình tổng hop CPX o.oo 50 Tình 5-5: Dầ thị hàm huyện tính của số đêm và suất liều 54 “ DANH MUC CAC BANG Bang 2-1: Các chế độ hoạt động của mô đun điều khiển A4088. Bang 2-2: “Hệ số A theo các chỗ độ điều khẩn động cơ Bang 4-1: Cầu hình bộ dém Timer 2 va Timer 3 Bang 4-2: Cầu hình bộ dinh thei Timer 1 và Timer 4 Bang 4-3: Bang citu hinh b6 ADC 1 kénh 0 Bang 4-4: “Đảng cấu bình bộ giao tiếp USP.

Bang 5-1: Các nội dung thử nghiệm quá trình điều khiễn Bang 5-3: Giá tr_ADC tương ứng với tông số van điều khiến Bang 5-3 : Bảng khảo sát xác dịnh lỗi van diện Bang 5-4: Bảng số liệu kết quả đo. seeereerree LOT CAM DOAN Tôi xin cam đoán luận văn tốt nghiệp này là do chính tôi hoáu thành dưới sự hưởng din eta PGS. T'S, Bai Dang Thánh. Kết quả nghiền cứu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai sử dụng để công bé.

Ngoài cóc tài liệu đã liệt kê trong danh mục tái liệu tham khảo, lỗi dâm bão không sao chép các công trình hoặc thiết kế của người khác. Nếu phát hiện có bắt ‘ky sự gian lận nảo tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm vẻ nội dung luận văn của minh, Hà nội ngảy tháng năm 2018 Học Viên Nguyễn Văn Sỹ MUC LUC LỐI CAM ĐOAN. Le BH HdereHireeree 1. DANH MỤC CÁC KÝ IHU, CÁC CHỮ VIšT TẤT.

- 2 TDANH MUC CAC RANG. - - 3 DANH MỰC CÁC HÌNH VẼ, ĐÔ THỊ. LOIMG DAU - 6 CHUONG 1. TONG QUAN VA HR THONG TONG HOP DƯỢC CHAT PHONG XÃ PE Nak,.

Dược shit ping xa FN NaF va cac ác thiết bí tổng hợp trên thé giới § 1. Phương phúp và quy trình tổng hợp dược chất !*F-NaF: 11 CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH ĐIỂU KHIỂN CÁC VAN ĐIỆN VÀ XI LANH. Thiết kể chế tạo mạch điều khiển các van điện.

Thiết kế chế tạo hệ điều khiển xỉ lanh. THIST KE CHE TAO MACH DO HOAT BO PHONG XA 29 3. Yêu câu và phương ản thiết kế. Sử dụng PIX photodiodeđo phỏng gạ.

Thiết kể mạch đo hoạt độ phóng xa 32 CHUONG 4. XÂY DUNG PHAN MEM VI ĐIÊU KHIÊN VÀ PHAN MRM TREN MAY TINIE - - - 37 4. Xây đựng phần mềm cho vi điều khiển 37 4. Xây dung phản mềm trên máy tính.

KÉT QUÁ VÀ BẢN LUẬN. Chế tạo phần cứng thiết bị - 48 5. Phan mềm diều khiến thiết bị,. Các kết quả đo đạc khảo sát.

¬— KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ. - 35 LOT CAM DOAN Tôi xin cam đoán luận văn tốt nghiệp này là do chính tôi hoáu thành dưới sự hưởng din eta PGS. T'S, Bai Dang Thánh. Kết quả nghiền cứu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai sử dụng để công bé.

Ngoài cóc tài liệu đã liệt kê trong danh mục tái liệu tham khảo, lỗi dâm bão không sao chép các công trình hoặc thiết kế của người khác. Nếu phát hiện có bắt ‘ky sự gian lận nảo tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm vẻ nội dung luận văn của minh, Hà nội ngảy tháng năm 2018 Học Viên Nguyễn Văn Sỹ DANH MỤC CÁC KÝ HIỂU, CÁC CHỮ VIÉT TAT Chữ viết tắt Tên Tiếng Anh Tên Tiếng việt SPECT Single - Photon Emission Thiết bị chụp ảnh cất lớp đơn Compuled Tomography photon PRT Posiron Emission Tomography — Thiết bị chụp xạ hình cặt lớp positron DCPX Dược chất phóng xa TDA Food and Drug Administration Cục quản lý thực phẩm, dược phẩm Hoa Kỳ PRT-CT Posilron Emission Tomography- — Thiết bị chụp ảnh cất lớp Computed Tomography positron BE EDG Fluoro-Deoxy-Ghicose Dược chất phóng xạ có cấu inc Luong tu Glucose 185 NaF Naini Florua Dược chất phông xa chup xa hình xương CM CarboxyMethyl Cột trao đối cation OMA Quaternary Methyl Ammonium. Cột trao đổi anion ARM Advanced RISC Machine trúc vi xứ lý kiéu RISC DANH MỤC CÁC KÝ HIỂU, CÁC CHỮ VIÉT TAT Chữ viết tắt Tên Tiếng Anh Tên Tiếng việt SPECT Single - Photon Emission Thiết bị chụp ảnh cất lớp đơn Compuled Tomography photon PRT Posiron Emission Tomography — Thiết bị chụp xạ hình cặt lớp positron DCPX Dược chất phóng xa TDA Food and Drug Administration Cục quản lý thực phẩm, dược phẩm Hoa Kỳ PRT-CT Posilron Emission Tomography- — Thiết bị chụp ảnh cất lớp Computed Tomography positron BE EDG Fluoro-Deoxy-Ghicose Dược chất phóng xạ có cấu inc Luong tu Glucose 185 NaF Naini Florua Dược chất phông xa chup xa hình xương CM CarboxyMethyl Cột trao đối cation OMA Quaternary Methyl Ammonium. Cột trao đổi anion ARM Advanced RISC Machine trúc vi xứ lý kiéu RISC LOT CAM DOAN Tôi xin cam đoán luận văn tốt nghiệp này là do chính tôi hoáu thành dưới sự hưởng din eta PGS.

T'S, Bai Dang Thánh. Kết quả nghiền cứu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai sử dụng để công bé. Ngoài cóc tài liệu đã liệt kê trong danh mục tái liệu tham khảo, lỗi dâm bão không sao chép các công trình hoặc thiết kế của người khác. Nếu phát hiện có bắt ‘ky sự gian lận nảo tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm vẻ nội dung luận văn của minh, Hà nội ngảy tháng năm 2018 Học Viên Nguyễn Văn Sỹ Hình 3-4: Phỗ đặc trưng của BPI34 theo bước sóng và theo góc của pholon đới.

32 Linh 3-5: Sơ đồ khối sit dung PIN photodiode dé ghi nhận bức xạ.35 Hình 3-6: Sơ đồ mạch ghỉ nhận bứu xạ ganama. - - 33 Hình 3-7: Sơ dé mach in va ldp rap linh kiện mạch ghỉ nhận bức xạ.34 Tĩnh 3-8: Xung tín hiệu của mạch đo trường hợp không có nguồn phóng xg.35 Hình 3-0: Xung tin hidu mach do insimg hep ob ngudn gamma “?Ba. 35 Hình 3-10: Xung tin hiệu mạch âo trường hợp có nguồn gamma “CS.36 Tình 4-1: Cầu hình ngoại vỉ và kết nối trong ví điều khiến - - 38 Hình 4-3: Cầu hình các bộ chia tần trong vì điều khiến - 39 1iình 4-3: Thuật toán chương trình điều khiển van điện tử.41 Hình 4-4: Thuật taán chương mình điều khiến bom lút xỉ lanh 42 Hình 4-5: Thuật toán chương trình đo hoại độ phóng xạ và tính hiệu suất tông hợp 43 Hinh 4-6: Thuật toán chương trình phần mẫm trên máy tính. - 44 Hình 4-7: Phần mẫm chọn chế dã diều khẩn - 45 Hình 4-8: Phần mêm chế độ điều khiển thủ cÔng.đ5) Hình 4-9: Phần mềm đọc dữ liệu từ ví điều khiên 46 Hinh 4-10; Phan mém chi thị màn hình.

146 1ình 4-11: Tên nhận dạng thiếtbị trên máy tính. Xeeeeeererreu,đf Hình 4-12: Giao diện chương bình tẳng hợp - 7 Hinh 5-1: Hình ảnh thiết bj tong hop DCPX ®k-Nak. Tinh 5-2: Mạch điều khiển các van điện từ và điều khiển xi lamh.49 Hình 5-3: ƯỊ trí ảo phỏng xạ và khôi chỉ chứa mạch do. - - 49 Hinh 5-4: Giao diện phần mâm điều khiển quá trình tổng hop CPX o.oo 50 Tình 5-5: Dầ thị hàm huyện tính của số đêm và suất liều 54 “ Hình 3-4: Phỗ đặc trưng của BPI34 theo bước sóng và theo góc của pholon đới.

32 Linh 3-5: Sơ đồ khối sit dung PIN photodiode dé ghi nhận bức xạ.35 Hình 3-6: Sơ đồ mạch ghỉ nhận bứu xạ ganama. - - 33 Hình 3-7: Sơ dé mach in va ldp rap linh kiện mạch ghỉ nhận bức xạ.34 Tĩnh 3-8: Xung tín hiệu của mạch đo trường hợp không có nguồn phóng xg.35 Hình 3-0: Xung tin hidu mach do insimg hep ob ngudn gamma “?Ba. 35 Hình 3-10: Xung tin hiệu mạch âo trường hợp có nguồn gamma “CS.36 Tình 4-1: Cầu hình ngoại vỉ và kết nối trong ví điều khiến - - 38 Hình 4-3: Cầu hình các bộ chia tần trong vì điều khiến - 39 1iình 4-3: Thuật toán chương trình điều khiển van điện tử.