2016 DHQG Đồng vị và dược chất phóng xạ trong y học hạt nhân

6/13/2014

NG V VÀ D
C CH T PHÓNG X
TRONG Y H C H T NHÂN
VÀ V N
M B O CH T L
NG
TRONG S D NG

NG V VÀ D
C CH T PHÓNG X
TRONG Y H C H T NHÂN
• S n xu t ng v phóng x t lò ph n ng h t nhân.
• S n xu t
ng v phóng x t máy gia t c.
•

ng v phóng x t máy phát đ ng v .

L p Y 2010 c a Khoa Y- HQG.
TP. H Chí Minh, Tháng 7/2014
Lò Ph n

ng H t nhân À L T
13 June
2014

Nguy n Công
c,
n v PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

VI N NGHIÊN C U H T NHÂN

“Trung tâm khoa h c công ngh h t
nhân Vi t Nam” trong t ng lai s
góp ph n vào vi c cung c p các
đ ng v và d c ch t phóng x cho
yt .
/>?tabid=110&News=4876&CategoryID=
36

NG V VÀ D
C CH T PHÓNG X
TRONG Y H C H T NHÂN
• S n xu t ng v phóng x t lò ph n ng h t nhân.
• S n xu t
ng v phóng x t máy gia t c.
•

ÀL T

ng v phóng x t máy phát đ ng v .

VI N NGHIÊN C U H T NHÂN

ÀL T

LÒ PH N

NG H T NHÂN

ÀL T

N m 1958, chính quy n mi n Nam thành l p Nguyên t l c cu c và đ n n m 1961 c s
nghiên c u khoa h c và k thu t h t nhân đ c thành l p mang tên Trung tâm Nghiên
c u Nguyên t
à L t.

Công trình đ c kh i công xây d ng t tháng 4-1961 và đ
tháng 12-1962.

c hoàn thành vào

Lò ph n ng h t nhân à L t là lo i lò ph n ng nghiên c u TRIGA - MARK II c a hãng
General Atomic, có công su t danh đ nh là 250 kW.
Lò h t nhân DLR - I (Dalat Reactor - I) là lò h t nhân đ u tiên
ông Nam Á đã đ t tr ng
thái “t i h n” vào lúc 12 gi 40 phút ngày 26-2-1963 và chính th c đi vào ho t đ ng theo
công su t danh đ nh t ngày 3-3-1963.
Tr c th i đi m à L t đ c gi i phóng, M đã ti n hành thu h i các thanh nhiên li u
(235U) c a lò ph n ng và mang v M .
Sau ngày mi n Nam đ c gi i phóng, Vi n Nghiên c u H t nhân à L t đ
trên c s ti p qu n Trung tâm Nghiên c u Nguyên t .

c thành l p

N m 1979, theo th a thu n h p tác gi a Liên Xô và Vi t Nam, thi t k k thu t khôi ph c
và m r ng lò ph n ng h t nhân à L t đ c các chuyên gia Liên Xô th c hi n và đ c
phê duy t. Công trình khôi ph c và nâng công su t lò ph n ng đ c ti n hành trong hai
n m 1982 - 1983.

Ngày 20-3-1984 lò ph n ng h t nhân à L t
chính th c ho t đ ng v i công su t danh đ nh 500 kW.

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

1


6/13/2014

Hot cell s n xu t 131I (Na131I)
Vi n Nghiên c u H t nhân à l t

S n ph m c a Vi n Nghiên c u h t nhân a l t

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

2


6/13/2014

B nh vi n TW Q 108: Máy
gia t c 30 MeV (IBA) và Máy
PET/CT Discovery STE (GE)

Vi n KHKT H t nhân:

Máy Gia t c
MINItrace, (GE)

NG V VÀ D
C CH T PHÓNG X
TRONG Y H C H T NHÂN

Trung tâm chi u x Hà n i.
Kotron 13 (13 MeV )(Korea)

B nh Vi n Vi t
c:
Máy PET/CT
Discovery STE (GE)
BV TW Hu :
trang b máy gia
t c + máy PET/CT

• S n xu t ng v phóng x t lò ph n ng h t nhân.
• S n xu t
ng v phóng x t máy gia t c.
•

ng v phóng x t máy phát đ ng v .

B nh vi n B ch Mai:
Máy PET/CT
(Siemens)

B nh vi n Ch r y:
Máy Gia t c Eclipse 11 MeV
và máy PET/CT Biograph
(Siemens)

B nh vi n 175:
Máy PET/CT (Philips)

BV Kiên Giang:
trang b máy gia
t c 18 MeV (IBA) +
14 PET/CT
máy

ng máy

Sô l

B nh vi n 115:
Máy PET/CT (Siemens)

Các lo i máy gia t c s n xu t
các đ ng v phóng x phát positron.

Máy PET/CT va máy gia t c
t i Vi t nam
S l

BV à n ng:
trang b máy gia t c
13 MeV (Korea) +
máy PET/CT

ng máy Gia t c vòng

PET/CT

C s Y tê có
máy gia t c

Máy gia t c
ngoài C s Y tê

2009
2010

4

2

1

2011

1

2012
2013

1
(2)*

(3)*

(1)*

6 + (2)*

2 + (3)*

1 + (1)*

Cyclone® 30 ST
B nh vi n TW Q 108
Máy gia t c Cyclone® 18/9 IBA, B .
(Proton 18 MeV/deuteron 9 MeV).

Máy gia t c Cyclone® 30 (30 MeV)
IBA, B .

B nh vi n

à n ng,…

Máy gia t c Kotron 13.
KIRAMS, Korea. (13 MeV).

2014
T ng sô
(đ n 12/2013)
*:S

l

ng máy PET/CT và Cyclotron đang trong k ho ch l p đ t.

Vi n Khoa h c và K thu t
h t nhân (B nh vi n Vi t
c).
Máy gia t c PETtrace.
GE Healthcare.
(Proton 16,5MeV/deuteron 8,4MeV).

B nh vi n Ch r y
Máy gia t c Eclipse HP.
Siemens. USA. (11 MeV)

16

S đ B nh vi n Ch r y

N V PET – CT VÀ CYCLOTRON
B NH VI N CH R Y
B nh vi n Ch r y là c s đ u tiên t i Vi t nam

trang b m t h th ng đ ng b g m:
• Máy gia t c vòng Eclipse HP,
• Phòng thí nghi m S n xu t và Ki m tra ch t
l ng hoàn ch nh đ s n xu t d c ch t phóng
x [18F]FDG và các đ ng v khác nh 11C, 13N và
15O.
• Máy c t l p đi n toán phát d ng đi n t
PET-CT Biograph. (PET - Positron Emmission
Tomography).
Ngày 04/3/2009 b nh nhân đ u tiên tiêm18F-FDG.
Ngày 15/3/2009 khánh thành
n v PET-CT.

Máy gia t c MINItrace.
GE Healthcare. USA. (9,6 MeV)

18

3


6/13/2014

S đ Trung tâm
PET•CT - Máy Gia t c
Di n tích: 620 m2

Máy gia t c CYCLOTRON - Eclipse HP

• N ng l ng : 11 MeV

• H RF
: 4 Dees
• Ngu n Ion : Penning
Ion Gauge
• S thân bia : 4
• Kh n ng Chùm tia kép.
• Dòng bia c c đ i:
- 60 A (x 2 = 120 A)
- Work in Progress 80A

20

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

S N XU T

H TH NG HOTCELL (COMECER)

NG V PHÓNG X
GC

B n phá h t nhân

K t qu Ch t l
11C-Cyanate
11C-Acetate

ng

T ng h p FDG

18F-Dopa
18F-FDG

MIP1
-1P

TLC

H Phân chia 18F-FDG

BBS2-V
BBS2-V

21

BBS2-O

Autoclave
MIP1-1P-A-1390 LAF

Máy PET/CT Biograph TruePoint

NG V VÀ D
C CH T PHÓNG X
TRONG Y H C H T NHÂN

• S n xu t ng v phóng x t lò ph n ng h t nhân.
• S n xu t
ng v phóng x t máy gia t c.
•

ng v phóng x t máy phát đ ng v .

23

4


6/13/2014

MÁY PHÁT

NG V PHÓNG X

99Mo-99mTc

NG V VÀ D
C CH T PHÓNG X
TRONG Y H C H T NHÂN
M T VÀI NH NGH A VÀ KHÁI NI M
• D c ch t phóng x
• (Radiopharmaceutical)

• Ho t đ phóng x
• (Radioactivity)

•

tinh khi t hóa phóng x
(Radiochemical purity)

•

tinh khi t h t nhân phóng x
(Radionuclidic purity)

13 June 2014

Nguy n Công

D

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

c ch t phóng x (Radiopharmaceutical):

Kho n 15, i u 2, Ch

ng 1, Lu t D

Radiopharmaceuticals …
Definition of a Radiopharmaceutical.

c 2005, đ nh ngh a:

A radiopharmaceutical is a radioactive compound

used for the diagnosis and therapeutic treatment of
human diseases.

Thu c phóng x là thu c có ch a m t ho c nhi u ch t
phóng x , dùng đ ch n đoán hay đi u tr b nh.
Fundamentals of Nuclear Pharmacy. Sixth Edition:

D c ch t phóng x là m t h p ch t phóng x đ
d ng đ ch n đoán và đi u tr b nh cho ng i.
D

In nuclear medicine nearly 95% of the radiopharmaceuticals are used for diagnostic purposes, while the rest are
used for therapeutic treatment. Radiopharmaceuticals usually have minimal pharmacologic effect, because in most cases they are used in tracer quantities. Therapeutic
radiopharmaceuticals can cause tissue damage by radiation.

cs

Because they are administered to humans, they should be
sterile and pyrogen free, and should undergo all quality control
measures required of a conventional drug. A
radiopharmaceutical may be a radioactive element such as
133Xe, or a labeled compound such as 131I-iodinated proteins
and 99mTc labeled compounds.

c đi n Châu Âu đ nh ngh a:

D c ch t phóng x là b t k s n ph m thu c nào, khi đã
s n sàng s d ng, có ch a m t ho c nhi u h t nhân
phóng x đ c tính đ n cho m c đích làm thu c.
và

l
th
nh

B i vì d c ch t phóng x đ c dùng cho con ng i, chúng ph i là vô trùng
không ch a ch t gây s t, và ph i tr i qua t t c các bi n pháp ki m tra ch t
ng nh đ c yêu c u đ i v i m t thu c thông th ng. M t thu c phóng x có
là m t nguyên t phóng x ch ng h n nh 133Xe, ho c m t h p ch t đánh d u
các protein đ c i t hóa v i 131I và các h p ch t đánh d u v i 99mTc.

Although the term radiopharmaceutical is most commonly used, other terms such as radiotracer, radiodiagnostic agent, and tracer have been used by various groups. We
shall use the term radiopharmaceutical throughout, although the term radiotracer or tracer will be used occasionally.

Another point of interest is the difference between
radiochemicals and radiopharmaceuticals. The former are not
usable for administration to humans due to the possible lack of
sterility and nonpyrogenicity. On the other hand,
radiopharmaceuticals are sterile and nonpyrogenic and can be
administered safely to humans.
A radiopharmaceutical has two components: a radionuclide and
a pharmaceutical. The usefulness of a radiopharmaceutical is
dictated by the characteristics of these two components.

M t đi m quan tâm khác n a là s khác bi t gi a ch t phóng x
(radiochemicals) và d c ch t phóng x (radiopharmaceuticals). Ch t phóng x
không th s d ng cho con ng i do có th thi u s vô trùng và tính không ch a
ch t gây s t. M t khác, d c ch t phóng x là vô trùng và không ch a ch t gây s t
và có th đ c s d ng cho ng i m t cách an toàn.

Thu c phóng x có hai thành ph n: h t nhân phóng x và d c ph m. Tính

h u d ng c a d c ch t phóng x đ c quy t đ nh b i các đ c tính c a hai thành
ph n này.

Ho t đ phóng x (Radioactivity)
“Ho t đ phóng x ” đ c đ nh ngh a trong D c
đi n Anh (British Pharmacopoeia) nh sau:
“S các phân rã h t nhân trên 1 đ n v th i gian
trong m t l ng ch t phóng x đã cho”.
Ho t đ phóng x đ c tính b ng các đ n v c a
Becquerel (Bq), t ng đ ng v i t l phân rã trung
bình trên giây (disintegration per second - dps).




Bq là 1 đ n v nh và không thu n ti n và vì th các b i
s kBq (103 Bq), MBq (106 Bq) và GBq (109 Bq), đ c
s d ng trong th c t .
n v c Curie (1 Ci = 37 GBq) và các
c s c a nó
nh mCi (1 mCi = 37 MBq) và Ci (1 Ci = 37 kBq) hi n
v n còn đ c s d ng M và nhi u n c khác.

tinh khi t hóa phóng x
•

tinh khi t hóa phóng x (Radiochemical purity):
là t s gi a ho t đ phóng x c a h t nhân phóng x liên quan hi n
di n trong ch ph m d c phóng x d i d ng hóa h c đ c nói đ n
so v i t ng ho t đ phóng x c a h t nhân đó hi n di n trong ch

ph m d c phóng x , bi u th d i d ng ph n tr m.
Hay nói khác đi, đ tinh khi t hóa phóng x có th đ c xác đ nh nh m t t l c a
t ng ho t đ trong m u k t h p v i các d ng đánh d u phóng x mong mu n.

•

i v i h u h t các d c ch t phóng x ch n đoán, ng i ta mong mu n m t đ
s ch trên 95%, b i vì các b n hóa phóng x ch c ch n là s có s phân b sinh h c
khác nhau và có th s làm sai l ch hình nh ghi nh n đ c và vì th làm m t tác
d ng ch n đoán lâm sàng khi d a vào các hình nh này.

•

tinh khi t hóa phóng x c a các d c ch t đ c ghi trong D
đ i t 98% cho t i 90%, nh ng h u h t là có m c t i thi u là 95%.

•

Vi c xác đ nh đ tinh khi t hóa phóng x (hay là hi u su t đánh d u) đ c ti n hành
trong t t c các b ph n d c phóng x , ho c là đ ki m tra ch t l ng công th c
chu n c a kit ho c là đ thi t l p các chu n cho vi c đi u ch t i ch . Vài d ng k
thu t tách chi t hóa lý ph i đ c s d ng đ tách các d ng phóng x khác nhau
trong m u tr c khi đo ho t đ phóng x c a chúng và ti p theo là tính toán t l c a
chúng trong m u.

c đi n Anh thay

5

6/13/2014

tinh khi t h t nhân phóng x
Thu t ng “đ tinh khi t h t nhân phóng x ,
(Radionuclidic purity)” đ c đ nh ngh a nh sau:
là t s gi a ho t đ phóng x c a h t nhân
phóng x liên quan so v i t ng ho t đ phóng x
c a ch ph m d c phóng x , bi u th d i d ng
ph n tr m.
Nguyên t c ph i ki m tra các b n h t nhân phóng x
là đ b o v b nh nhân kh i ph i ch u b c x không
c n thi t. C n ph i chú ý ch t ch vào các gi i h n
c a các h t nhân phát alpha và các h t nhân có th i
gian bán h y v t lý dài đ a đ n th i gian bán h y
sinh h c dài.

CÁC
CS

NG V PHÓNG X
D NG TRONG Y H C

• Các đ ng v phóng x s d ng trong ch n đoán:
• Trong SPECT
(-emitters, 100-250 keV)
• Trong PET
(Các h t nhân phát +)
• Các đ ng v phóng x s d ng trong đi u tr :
• Các đ ng v phóng x phát tia bêta (-) dùng
đi u tr b nh.

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

Nh n di n m t đ ng v

PH N I:
Các đ ng v phóng x s n xu t t
LÒ PH N NG H T NHÂN.
• Các đ ng v phóng x s d ng trong ch n đoán:
• Trong SPECT
(-emitters, 100-250 keV)
• Các đ ng v phóng x s d ng trong đi u tr :
• Các đ ng v phóng x phát tia bêta (-) dùng
đi u tr b nh.

13 June 2014

Nguy n Công

Part 2: Radiation
Physics

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

Các lo i ph n ng h t nhân
M t s ph n ng chính đ c s d ng cho s n xu t đ ng v phóng x

lò
ph n ng h t nhân nh sau:
1- Ph n ng (n,):
H u h t các đ ng v phóng x đ c s n xu t t lò ph n ng h t nhân là
nh ng s n ph m c a ph n ng (n,) này, là ph n ng c a neutron nhi t
(thermal neutron) là nh ng neutron có n ng l ng kho ng 0,025 eV nhi t
đ 20oC.
59
27

98
42

Co 

(  36 barns)

Ir 

(  370 barns)

Mo 

(  0,11 barn)

Co  01n



60

27

Ir  n



192
77

Mo  01n



99
42

191
77

1
0

Các lo i ph n ng h t nhân
2- Ph n ng (n,) 

Nguy n Công

:

Trong vài tr ng h p ph n ng (n,) t o ra đ ng v có th i gian s ng r t ng n, sau

đó s phân rã b ng cách phát bêta đ t o ra đ ng v phóng x khác. S n ph m có
th đ c tách ra v m t hóa h c. i u này giúp cho vi c có th thu đ c đ ng v có
ho t đ riêng cao hay là không có ch t mang.

Te  01n

130
52



Te*  (  67 millibarn)
131
Te*     131I
131
52
52

53

3- Ph n ng (n,p): Trong vài tr ng h p vi c h p th neutron d n đ n vi c phát ra m t
proton. Ph n ng này i là ph n ng (n,p) th ng đ c gây ra b i neutron nhanh
(n ng l ng > 1MeV) có n ng l ng nhi u h n giá tr c a h t đ c xem nh là
n ng l ng ng ng. Ph n ng nh th g i là ph n ng ng ng.

đây, nh ng s n ph m là đ ng v c a chính nguyên t bia, và vì th không
th tách v m t hóa h c. Do đó ho t đ riêng b h n ch b i thông l ng
neutron c a lò ph n ng.

13 June 2014

34

58
28

Ni  01n



58
27

Co  11p

32
16

S  n



32
15

 11p

1
0

P

(  4,8 barns)
(  165 millibarn)

Trong tr ng h p này nhân s n ph m có th đ c tách ra kh i bia v m t hóa h c,
do
đó thu đ c đ ng v có ho tNguy
đ n Công
riêng
r t cao.
c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y
13 June 2014

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

•

6


6/13/2014

Các lo i ph n ng h t nhân
4- Ph n ng (n, ):
Ph n ng này c ng là ph n ng ng ng b i vì các neutron có n ng l ng
cao h n giá tr đ c bi t (giá tr ng ng) đ c h p th b i các h t nhân và
t o ra m t h t alpha. Trong m t vài tr ng h p r t đ c bi t, ph n ng c ng
đ c t o ra b i neutron nhi t.
6

3

Li  01 n  31 H  42 He

H t nhân Uranium -235 (235U) cung c p m t chu i các đ ng v phóng x có ích.

M i m t phân h ch s cung c p hai m nh phân h ch. Các s n ph m phân
h ch r i vào hai nhóm xác đ nh. M t nhóm nh v i các h t nhân có s kh i
kho ng 95 và nhóm h t nhân n ng v i s kh i kho ng 140.
M t vài s n ph m phân h ch th c hi n nh ng phân rã thành công t o ra
nh ng s n ph m phân rã và hình thành chu i phân rã phân h ch.
M t vài s n ph m phân h ch quan tr ng đ c ng d ng r t có ích là:
• Các s n ph m phân h ch có đ i s ng ng n:

186W(n,)187W(n,)188W

Nguy n Công

6- Ph n ng phân h ch

(  980 barns)

5- Ph n ng đa giai đo n:
Có nh ng đ ng v đ c t o ra b i quá trình nhi u giai đo n.

13 June 2014

Các lo i ph n ng h t nhân

• Các s n ph m phân h ch có đ i s ng dài:

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

137
55

Mo , 131
53 I

Cs , 14761Pm , 90
38 Sr

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

Các đ ng v phóng x s d ng trong đi u tr :
Các đ ng v phóng x phát tia bêta (-):

Các đ ng v phóng xa s
d ng trong đi u tr :

Các đ ng v phóng xa phát tia bêta
131I, 186Re, 188Re, 32P, 153Sm, 90Y,

Nguy n Công

13 June 2014

99
42

ng v
phóng x

Th i gian bán h y
v t lý (T1/2)

N ng l ng c c đ i
tia bêta (MeV) – T n su t

1

90Y

2,67 d

2,28 (99,9%)

2

188Re

16,9 h

2,119 (71,4%)

3

166Ho

26,8 h

1,854 (51%),1,773 (48%)

165Ho(n,)166Ho

4

32P

14,29 d

1,71 (100%)

32S(n,p)32P

5

89Sr

50,55 d

1,49 (99,9%)

88Sr(n,)89 Sr

6

186Re

3,77 d

1,07 (71%)

185Re(n,)186Re

S
TT

(-):

165Dy, 166Ho,67Cu, 198Au, 169Er, 89Sr, 177Lu,...

Ph n ng h t nhân
( i u ch ch t phóng x )
89Y(n,)90Y

/

90Sr

186W(2n,)188W





7

153Sm

1,95 d

0,70 (44,1%)

8

131I

8,04 d

0,606 (89,3%)

9

177Lu

6,73 d

0,497 (78,7%)

10

67Cu

2,578 d

0,39 (57%)

68Zr(p,2n)67Cu

11

169Er

9,40 d

0,350 (55%)

168Er(n,)169Er

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

13 June 2014

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

13 June 2014

Nguy n Công

Nguy n Công

90Y

188Re

152Sm(n,)153Sm
130Te(n,)131Te
176Lu

 131I

(n,)177Lu

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

7


6/13/2014

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

8

6/13/2014

13 June 2014

13 June 2014

Nguy n Công

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

Các h bao b c xi ranh che ch n tia bêta làm b ng
th y tinh h u c .

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

9


6/13/2014

PH N II:
Các đ ng v phóng x s n xu t t
MÁY GIA T C
•S

•S

d ng cho SPECT:
(-emitters, 100-250 keV)
123I, 201Tl, 67Ga, 81Rb/81mKr
d ng cho PET:
(Các h t nhân phát positron +)
11C, 13N, 15O, 18F,
38K, 73Se, 75Br,

82Sr/82Rb, 68Ge/68Ga

13 June 2014

Nguy n Công

Sô li u phân rã

11C

13N

Ki u phân
rã (%)

20,4min

+ (99,8)
EC(0,2)

9,97min

Tia  chính
(% abundance)

E+
960

+ (100)

14N(p,a)

511(200)

12C(d,n)

11B(p,n)

2,04min

18F

109,7min

+ (97)
EC(3)

16,1h

+ (57)
EC(43)

3900

62Zn/62Cu

9,2h/9,7min

+ (98)
EC(2)

2930

68Ge/68Ga

271d/68,3m

+ (90)
EC(10)

1900

511(180)
1077(3)

RbBr(p,sp)

25d/1,3min

+ (96)
EC(4)

3350

511(192)
776(13,4)

Mo(p,sp)

76Br

82Sr/82Rb

CÁC
S

635

ng v phóng
x c n đi u ch

Th i gian bán rã c a
đ ng v phóng x
73,06 h

1

Pb-202 (làm giàu)

202Pb(p,2n)201Tl

Tl-201

Zn-68 (t nhiên)

68Zn(p,2n)67Ga

Ga-67

78,2 h

3

Xe-124 (làm giàu)

124Xe(p,2n)123I

I-123

13,13 h

4

Cd-112 (làm giàu)

112Cd(p,2n)111In

In-111

2,8 d

5

O-18 (làm giàu)

18O(p,n)18F

F-18

109,7 min

6

N-14 (t nhiên)

14N(d,n)15O

O-15

2,04 min

13C(p,n)13N

C-13 (làm giàu)

N-13

9,97 min

8

N-14 (t nhiên)

14N(p,)11C

C-11

20,48 min

9

Kr-82 (làm giàu)

82Kr(p,2n)81Rb

Rb-81/Kr-81m

4,6 h / 13 s

10

Zn-68( làm giàu)

68Zn(p,2p)67Cu

Cu-67

61,8 h

11

Ga-69 (t nhiên)

69Ga(p,2n)68Ge

Ge-68/Ga-68

288 d / 68 min

12

Ni-58 (làm giàu)

58Ni(p,2p)57Co

Fe-56 (làm giàu)

56Fe(d,n)57Co

13

W-186 (làm giàu)

186W(p,n)186Re

14

Bi-209 (t nhiên)

209Bi(,2n)211At

At-211

7,2 h

15

Au-197 (t nhiên)

197Au(p,n)197Hg

Hg-197

2,7 d

16

Os-192 (làm giàu)

192Os(,3n)193mPt

Pt-193m

4,3 d

17

Cr-52 (làm giàu)

52Cr(3He,3n)52Fe

Fe-52

8,27 h

Co-57

270,9 d

Re-186

90,64 h

124Te(p,n)124I

Nguy n Công

I-124 B nh vi n Ch
c, PET-CT và Cyclotron,

511(199,8)

14N(d,n)
13N(p,n)

511(194)

20Ne(d,)

511(14),559(74)
657(16),1854(15)

76Se(p,n)
75As(3He,2n)

511(196)

63Cu(p,2n)

18O(p,n)

60Ni(,2n)

Phát đi n t

H t nhân
phóng x

Th i
gian
bán
phân
rã
(T1/2)

Carbon11 (11C)

20,39
min

+

Nitrogen13 (13N)

9,96
min

+

1,1985

0,4918

Oxygen15 (15O)

2,03
min

+

1,7319

0,7352

Fluor-18
(18F)

109,7
min

+

13 June 2014

NG V PHÓNG X
D NG CHO PET

R y

4,18 d

Các h t nhân phóng x s d ng
đ t ng h p các d c ch t phóng x ghi hình PET.
Ki u
phân
rã

N ng
l ng
c c đ i,
(MeV)

N ng
l ng
trung
bình
(MeV)

0,9601

0,3856

Phát photon

Xác
su t
(%)

Ki u
phân

rã

N ng
l ng
(MeV)

Xác su t
(%)

99,76



0,511

199,5

99,80



0,511

199,6

99,9



0,511

199,8



0,511

16O(p,)

15O

+ (99,9)
EC(0,1)

1720

Ph n ng
h t nhân

2

Ph n ng
H t nhân

511(199,6)

1190

Bia chi u x

18 13 June
Te-1242014
(t nhiên)

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

Half-life

STT

7

Tính ch t h t nhân c a các đ ng v phóng x PET
ng v

Các đ ng v phóng x đ c
s n xu t t máy gia t c h t.

0,6335

0,2498

Nguy n Công

Ph

96,7

Ph n ng h t
nhân

14N(p,)11C
11B(p,n)11C
10B(d,n)11C

16O(p,)13N
12C(d,n)13N

14N(d,n)15O
15N(p,n)15O
16O(p,d)15O

18O(p,n)18F

193,5

16O(3He,p)18F
20Ne(d,)18F

Ho t đ
phóng x
riêng t i
đa
(TBq/µmol
)
341
TBq/µmol
(9220
Ci/µmol)
700

TBq/µmol
(18900
Ci/µmol)
3394
TBq/µmol
(91730
Ci/µmol)
63,4
TBq/µmol
(1710
Ci/µmol)

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

58

ng trình kích ho t chi u x trên máy gia t c
2
N a    yi
 (E)
dE
(1  e   t ) 
M
S (E)
E1

E

ng v c n
đi u chê

18F

Ph n ng h t
nhân
18O

(p,n) 18F

[18O]H2O

18O

(p,n) 18F

18O
2

20Ne

(d,) 18F

14N

(d,n) 15O

15N

(p,n) 15O

13N

16O

(p,) 13N

11C

14N

(p,) 11C

15O

Bia chi u x

20Ne

14N

2

(t nhiên)

H2O+1mM EtOH
14N

2

(t nhiên)

D ng Hóa
Th i gian
h c
bán rã v t lý
[18F]F–
109,7 min
[18F]F2

[15O]O2

2,03 min

[13N]NH3+

9,96 min

[11C]CO2

20,39 min

A( dps )  6 .24  1018  i 
A : Ho t đ (dps)
Na: S Avogadro’s
(6 x 1023/mol)
yi : đ giàu đ ng v
 : h ng s phân rã
(E): ti t di n ph n ng
E2: n ng l ng ban đ u
1-e-t : H s b o hòa

i : C ng đ dòng (A)
:
dày c a bia
M: V t li u bia MW
t : th i gian chi u x
S(E):N ng l ng d ng
E1: n ng l ng cu i

Các tham s quan tr ng:
C

ng đ dòng (A), đ giàu đ ng v , ti t di n ph n ng,…

10


6/13/2014

PET CYCLOTRONS
MÁY GIA T C VÒNG SIEMENS

B nh vi n 108 - Cyclone30:

Tl-201, I-123, Ga-67 và các đ ng v phóng x PET

eclipse HP
eclipse RD

•High Production system
•Up to 8 Targets

•Research system
•Up to 16 Targets

eclipse ST

UPGRADE PATH

•Entry level system
•Up to 8 Targets

13 June 2014

61

B nh vi n Vi t

(B nh vi n à n ng)
Máy gia t c Kotron 13 (13 MeV)

c - MINItrace 9,6 MeV

13 June 2014

Phân rã positron c a các h t nhân phóng x

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

Phân rã positron và h y c p e+- e-

S phân rã positron ( +) x y ra trong các h t nhân phóng x thi u các
neutron, m t positron đ c phát ra đ ng th i v i m t neutrino electron (e).
C s c a s phân rã positron ( +) là s chuy n đ i m t proton thành m t
neutron.



ng v phóng x phát Positron

p  n    e

Phân rã positron c a các h t nhân phóng x này đ

Nguy n Công

p+  n + e+ + e
electrons

e

c mô t nh sau:

C5 115B6     e

e

11
6
13
7

N 6 136C7     e

S h i ph c n ng
l ng c a positron

O7 157N8     e

15
8

13 June 2014

18
8

Nguy n Công



c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y





F  O10    e

18
9 9

H yc p

511 keV

65

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

511 keV

66

11


6/13/2014

Các ch t đánh d u và d
Ch t đánh d u

c ch t phóng x s

Tên hóa h c

Các ch t đánh d u v i

L u l ng máu.
Th tích máu.
S tiêu th oxygen.

d ng cho PET
ng d ng

[15O]

[15O]H2O
[15O]CO
[15O]O2

n c [15O]
carbon monoxide [15O]
oxygen [15O]

[11C]Acetate
[11C]Choline

Acetate [11C]
[N-methyl-11C](2-hydroxyethyl)
trimethylammonium

Fluor-18

Các ch t đánh d u v i [11C]

[11C]Methionine
[11C]Metomidate

O-[methyl-11C]-(R)-1-(1-phenethyl)-1Himidazole-5-carboxylic acid methyl ester

[11C]Palmitate
[11C]Raclopride

S chuy n hóa oxi hóa trong tim.
S chuy n hóa Choline, Kh i u.
V n chuy n Amino acid, Kh i u.
Ho t tính 11-hydroxylase trong mô v th

ng th n.

S chuy n hóa acid béo trong tim.
Các c quan c m nh n Striatal dopamine D2 trong não.
Ch n đoán b nh Alzheimer và s hi n di n c a m ng
beta-amyloid.

[11C]PIB

Các ch t đánh d u v i [18F]
[18F]FBPA

4-dihydroxyboryl-2-[18F]fluoro-L-phenylalanine V n chuy n Amino acid, ch t mang boron cho BNCT.

[18F]FDG

2-[18F]fluoro-2-deoxy-D-glucose ([18F]FDG)

S chuy n hóa Glucose.

[18F]FDOPA

4,5-dihydroxy-2-[18F]fluoro-L-phenylalanine

Th n kinh n i ti t, U não.

[18F]Fluoride
[18F]FTHA

Sodium [18F]fluoride
14(R,S)-[18F]fluoro-6-thia-heptadecanoic acid

Ghi hình x ng.
Chuy n hóa axit béo.

[18F]FLT

3'-Deoxy-3'-18F-fluorothymidine ([18F]FLT)

S phát tri n c a t bào ung th .

[18F]FET

O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine ([18F]FET)

Ch n đoán ung th .

[18F]FES

16-[18F]fluoro-17 -Estradiol (16-[18F]FES)

Ghi hình ung th vú.

[13N]H3
13N
2

Ammonia ([13N]H3)
Nitrogen (13N2)

Fluor-18 có th i gian bán rã v t lý là 109,7 phút, v c b n có 2
lo i bia đ c s d ng trong máy gia t c đ s n xu t hai d ng hóa
h c khác nhau c a 18F.
• Bia khí đ s n xu t 18F d i d ng khí fluor ái đi n t ([18F]F2),
• Bia l ng đ s n xu t 18F d i d ng ion florua ái nhân (18F–) và
đ c s n xu t b i ph n ng 18O(p,n)18F v i bia là n c làm
giàu oxygen-18 H218O. Fluor-18 đ c s d ng ch y u đ t ng
h p 2-[18F]fluoro-2-deoxy-D-glucose ([18F]FDG) dùng ch y u
trong ghi hình cho nhi u d ng c a kh i u, và hi n t i Na18F
c ng đ c s d ng r ng rãi cho ghi hình x ng.

Các ch t đánh d u v i [13N]
L ul
L ul

ng máu.
ng máu.

13 June 2014

T ng h p [18F]FDG
b ng ph n ng thay th ái nhân.

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

68

T ng h p [18F]FDG
b ng ph n ng thay th ái nhân.

18F-Fludeoxyglucose: 2-[18F]-fluoro-2-deoxy-D-glucose ([18F]FDG) là
m t ch t t ng t nh đ ng glucose và là m t d c ph m phóng x
quan tr ng đ c đánh d u v i m t ngu n phát positron.
Ti n
ch t
là
mannose
triflate
(1,3,4,6-Tetra-O-acetyl-2-Otrifluoromethanesulfonyl- beta -D-mannopyranose).
Quá trình t ng h p nh sau:
• [18F–]Fluoride đ c s n xu t b ng vi c chi u x n c làm giàu
Oxygen-18, trong thân bia b ng tantalum qua ph n ng h t nhân
18O(p,n)18F.
• Bia n c sau khi chi u x đ c chuy n vào c t trao đ i anion d ng
carbonate (Sep-Pak® Light Accell Plus QMA cartridge), t i đây ion
[18F–]Fluoride đ c gi trên c t và sau đó đ c tách b i dung d ch
potassium carbonate 0,5 M và đ c chuy n vào bình ph n ng c a

h t ng h p Explora FDG4. Quá trình t ng h p di n ra kho ng 45-50
phút.
13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

69

T ng h p 16 -[18F]Fluoroestradiol ([18F]FES).

2-[18F]fluoroestradiol có ái l c cao v i th th estrogen và nó c ng liên k t v i
hormone gi i tính g n k t globuline.
T ng h p [18F]FES đã đ c báo cáo n m 1984 b i Kiesewetter và c ng s .
[18F]FES đ c t ng h p b ng cách thay th ái nhân 3,16 -bis
(trifluoromethene-sulfonyloxy)-estrone dùng [18F]fluoride tetrabutylammonium,
ti p theo là th y phân và kh xeton.
Sau đó, Tewson phát tri n quy trình m i, trong đó s thay th nucleophin c a
[19F]fluoride d n tr c ti p đ n [18F]FES s d ng 3-O-methoxymethyl-16,17-Osulfuryl-16-epiestriol (MMSE) làm ti n ch t (Tewson TJ. 1983).
T ng h p [18F]FES d a vào ti n ch t MMSE đã đ c phát tri n sau đó đ cung
c p hi u su t hoá phóng x t 30 đ n 45% v i ho t đ phóng x riêng kho ng
37GBq/µmol (1,0Ci/µmol), th i gian t ng h p 60 đ n 120 phút.
M t h t ng h p t đ ng đ c phát tri n v i cùng ph ng pháp t ng h p
[18F]FES có th cung c p hi u su t hoá phóng x 50% trong 50 phút (Romer et
al. 1999).
13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

71

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

70

T ng h p 16 -[18F]Fluoroestradiol ([18F]FES).

Ti n ch t là 3-O-Methoxymethyl-16,17-O-sulfuryl-16-epiestriol
(MMSE).

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

72

12


6/13/2014

[18F]Fluoroestradiol ([18F]FES)

T ng h p 6-[18F]Fluoro-L-DOPA.
Ti n ch t 6-Trimethylstannyl-L-DOPA (N-Formyl-3,4-di-tert-butoxycarbonyloxy6-(trimethylstannyl)-L-phenylalanine ethyl ester) (1).
S n ph m trung gian đã fluor hóa (2) s đ c th y phân đ t o thành 6[18F]Fluoro-L-DOPA (3).
Electrophilic fluorination

OH

OH

18

F

HO

HO
[18F]Fluoroestradiol

Estradiol

13 June 2014

T ng h p 6-[18F]Fluoro-L-DOPA.
• Ph n ng radiofluorine hóa ái đi n t b ng cách kh thi c hóa
destannylation ti n ch t FDOPA. Ti n ch t đ t ng h p 6-[18F]Fluoro-LDOPA là 6-Trimethylstannyl-L-DOPA (N-Formyl-3,4-di-tertbutoxycarbonyloxy-6-(trimethylstannyl)-L-phenylalanine ethyl ester) ho c 6Fluoro-L-DOPA hydrochloride.
• Fluorine hóa ti n ch t trong dung môi Freon có th đ c th c hi n b ng khí
[18F]F2 tr c ti p ho c thu c th acetylhypofluorite, [18F]CH3COOF. Nhóm
trimethylstannyl (Sn(CH3)3) đ c thay th b i nguyên t 18F. Nhóm alkyl

(tertiary butyl và ethyl) trong ti n ch t b o v các nhóm hydroxyl và cacboxyl
trong khi fluorine hóa.
• Cu i cùng, sau khi lo i b axit (kh b o v ) c a các nhóm b o v b ng
hydro bromua (HBr), FDOPA có th đ c t o ra.
• Tinh ch b ng s c ký l ng cao áp (HPLC). Hi u su t t ng h p sau khi hi u
ch nh phân rã phóng x đ t 20-30% và ho t đ phóng x riêng kho ng 37
GBq/µmol (1,0 Ci/µmol).

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

T ng h p và Hóa h c c a [18F]FLT

75

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

74

T ng h p 3’-deoxy-3’-18F-fluorothymidine
[18F]FLT.
Ti n ch t: 3-N-Boc-5’-O-dimethoxytrityl-3’-O-nosyl-thymidine.
S n ph m trung gian đ c th y phân acid đ t o thành [18F]FLT.

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

76

T ng h p 3’-deoxy-3’-18F-fluorothymidine
[18F]FLT.
• Qui trình t ng h p hóa phóng x [18F]FLT bao g m m t qui trình 3 b c d a
trên ti n ch t nosylate b o v là 3-N-Boc-5’-O-dimethoxytrityl- 3’-O-nosylthymidine.
• Ph n ng fluor hóa liên quan đ n vi c thay th nhóm 3-O-nosyl v i
[18F]florua và s n ph m trung gian đánh d u 18F, mà sau khi th y phân t o ra
[18F]FLT.
• Hi u su t hoá phóng x cu i cùng c a FLT thay đ i (10-40%) và ph thu c
vào kh i l ng c a ti n ch t và kryptofix s d ng.
• L ng ti n ch t t ng có th mang l i hi u su t đánh d u cao h n, nh ng
c ng có th làm t ng các t p ch t hóa h c trong s n ph m. Có th th y là
kryptofix đóng m t vai trò r t quan tr ng và b ng cách đi u ch nh c n th n t
l phân t ti n ch t/kryptofix s có th thu đ c hi u su t đánh d u cao h n
cùng v i các b n hóa h c là t i thi u. Tinh ch b ng HPLC đ gi m các t p
ch t hóa h c. G n đây, Oh và c ng s (Oh et al. 2004) báo cáo m t ph ng
pháp m i, hoàn toàn t đ ng đ t ng h p FLT v i hi u su t hoá phóng x
đ t 50 %, b ng cách c i ti n h t ng h p FDG và quá trình s d ng các
dung d ch m t l n riêng cho t ng h p FLT trên h th ng c i ti n y.
13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

78

13


6/13/2014

T ng h p [18F]Fluoromisonidazole ([18F]FMISO)

[18F]FLT

Ph n ng fluor hóa ti n ch t NITTP (1), s n ph m trung gian (2)
đ c th y phân đ cho ra s n ph m thu c cu i cùng
[18F]Fluoromisonidazole (3).

13 June 2014

T ng h p [18F]Fluoromisonidazole ([18F]FMISO)

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

80

[18F]Choline

• N m 1986, Jerabeck và đ ng nghi p (Jerabeck et al. 1986) l n đ u tiên báo cáo t ng
h p fluoronitroimidazoles.

• Sau đó, n m 1989 Grierson và đ ng nghi p đ xu t qui trình t ng h p FMISO 2
b c v i hi u su t cao (40 % th i đi m k t thúc b n phá h t nhân-EOB) và đ tinh
khi t cao v i ho t đ phóng x riêng kho ng 37 TBq/mmol. B c đ u tiên liên quan
đ n vi c t ng h p tác nhân fluoroalkyl hóa [18F]epifluorohydrin, mà sau đó ph n ng
v i 2-nitroimidazole đ t o ra FMISO.
• Dùng HPLC tinh ch đ có đ c đ tinh khi t hoá phóng x cao.
• Nh ng c i ti n ti p t c đ c báo cáo v i vi c làm t ng hi u su t đánh d u. (Patt et
al. 1999; Kamarainen et al. 2004).
• Ph ng pháp th c t nh t là d a trên vi c thay th nucleophin c a nhóm tách r i
tolysate b i [18F]florua lên ti n ch t đ c b o v tetrahydropyranyl 1-(2’-nitro-1'imidazolyl)-2-O-tetrahydropyranyl-3-O-toluenesulfonylpropanediol (NITTP), ti p theo
là quá trình th y phân các nhóm b o v .
• M t h t ng h p t đ ng [18F]FMISO b ng ph ng pháp này khi s d ng HPLC
ho c Sep-Pak dùng đ tinh ch các radiotracer c ng đã đ c báo cáo. Th i gian
t ng h p là 50 phút. Hi u su t hoá phóng x thu đ c khi s d ng NITTP đ c tìm
th y là 40%, v i đ s ch hoá phóng x là 97%, và ho t đ phóng x riêng kho ng 34
TBq/mmol.

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

[18F]FCholine

81

T ng h p và Hóa h c c a [18F]Choline

18

F
+

HO

N CH3
CH3

[18F]FluoroCholine

14


6/13/2014

S đ t ng h p L-[S-methyl-11C]methionine

Carbon-11

Ti n ch t: S-benzyl-L-homocysteine (1).
S n ph m: L-[S-methyl-11C]methionine (2).

• Carbon-11 có th i gian bán rã v t lý là 20,39 phút,
đ c s n xu t b i các ph n ng h t nhân:
14N(p, )11C, 10B(d,n)11C và 11B(p,n)11C.
• Ph n ng h t nhân tiêu bi u 14N(p, )11C đ c th c
hi n b ng cách b n phá h t nhân lên h n h p c a
14N + 1-2,5 % O đ t o ra 11CO ; và lên h n h p
2

2
2
14N + 5 % H đ t o 11CH .
2
2
4
• 11CO, 11CO2 và 11CH4 thông th ng là nh ng ti n
ch t cho vi c đi u ch các h p ch t h u ích v m t
lâm sàng khác nhau:




[11C]Palmitate cho hình nh t i máu c tim,
[11C]Acetate ghi hình s chuy n hóa oxi hóa trong tim,
[11C]Methionine trong v n chuy n amino acid, kh i u.

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

85

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

86

T ng h p [11C] Raclopride

L-[S-methyl-11C]methionine
• Acid amino L-Methionine, đánh d u v i 11C
v trí
methyl, s d ng trong ghi hình não đ i v i các kh i u
não. S h p th L-[S-methyl-11C]methionine ph n
ánh m t s quá trình bao g m vi c v n chuy n, t ng
h p protein và chuy n methyl.
• Vi c s n xu t liên quan đ n vi c alkyl hóa lên l u
hu nh ái nhân b i ph n ng c a [11C] methyl iodide
v i S-benzyl-L-homocysteine trong s hi n di n c a
amoniac l ng và natri. S d ng HPLC pha ng c đ
tách h n h p ph n ng, s d ng đ m phosphate đ
chi t s n ph m cu i cùng L-[S-methyl-11C]
methionine.
13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

87

13 June 2014

• Raclopride là thu c đ i kháng th th dopamine D2 và là công

c th m dò hình nh neuroreceptor s d ng r ng rãi nh t.
• Raclopride đ c đánh d u v i 11C b i O-methyl hóa s d ng
[11C] methyl iodide, s đ t ng h p trong slide tr c.
• Các ti n ch t đ i hình l u hu nh tinh khi t ((S)-ODesmethylraclopride) trong DMSO (Dimethyl sulfoxide (CH3)2SO) ph n
ng v i [11C]CH3I trong s hi n di n c a sodium hydroxide.
• S n ph m thu c tinh khi t [11C]Raclopride, thu đ c sau khi s
d ng HPLC pha ng c đ tách h n h p ph n ng và b ng
cách s d ng c t C-18, acid phosphoric 10 mM, và acetonitrile
(70:30 v/v) nh là dung môi tách.
• Ph n có ch a [11C]Raclopride sau đó đ c b c h i đ lo i b
acetonitrile, tái t o l i công th c trong n c mu i sinh lý, và
kh trùng b ng màng l c vô trùng.
Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

88

Nitrogen-13. S n xu t 13NH3

T ng h p [11C] Raclopride

13 June 2014

Nguy n Công

89

• Nitrogen-13 có th i gian bán rã v t lý là 9,96 phút và đ c s n
xu t b i ph n ng h t nhân 16O(p, )13N ho c 13C(p,n)13N.
• Trong s n xu t [13N]Ammonia, ph n ng 16O(p, )13N đ c
th c hi n trên bia n c + 5 mmol ethanol (0,28 mL ethanol
USP trong 1 L n c c t tiêm truy n) đ c chi u x v i proton
12 MeV. 13NH3 d i d ng ion 13NH4+ đ c s d ng ch y u
cho ghi hình t i máu c tim. 13NH3 c ng đ c s d ng đ
đánh d u glutamine và asparagine đ đánh giá kh n ng s ng
còn c a mô.




hình thành đ c thu nh n b i m t h th ng khí tu n hoàn và đ c b y
trong m t dung d ch n c có tính axit. Sau khi dung d ch này đ c đ a lên môi
tr ng ki m, 13NH3 đ c ch ng c t vào trong m t dung d ch n c mu i sinh lý
có tính axit nh và sau đó đ c cho qua m t phin l c millipore. Vi c s n xu t
13NH đ
c th c hi n trong đi u ki n vô trùng, không ch a ch t gây s t.
tinh
3
khi t hoá phóng x , đ c xác đ nh b ng s c ký khí - l ng, th ng là 97 %
13NH .
3
Dung d ch đ c cho qua màng l c 0,22µm và gi pH kho ng 4,5 - 7,5. C c
Qu n lý D c và Th c ph m Hoa K đã phê duy t s d ng 13NH3 đ đo t i
máu c tim và não.
13NH
3

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

90

15


6/13/2014

PET pharmaceuticals

Oxygen-15

The Department of Nuclear Medicine & PET
Hong Kong Sanatorium & Hospital.
Oxygen-15 có th i gian bán rã v t lý là 2,03 phút và đ c s n
xu t b i ph n ng 14N(d,n)15O b ng vi c chi u x deuteron lên
khí nit ho c b i ph n ng 15N(p,n)15O b ng cách b n phá proton
lên bia làm giàu 15N. 15O2 sau đó đ c đi qua than ho t tính đ c
nung 600oC đ chuy n đ i nó thành C15O và C15O2, sau đó
đ c s d ng cho đánh d u các hemoglobin và các kh o sát lâm
sàng c a ph i và tim.
N c oxygen-15 H215O đ c chu n b b ng cách pha tr n bia N2
v i khí H2 và sau khi chi u x xong, h n h p s đ c đi qua ch t
xúc tác palladium 175oC. H i n c oxygen-15 đ c b t gi
trong dung d ch n c mu i sinh lý, l c vô trùng qua màng l c

millipore 0,22µm và th ng đ c s d ng cho các nghiên c u
t i máu não và t i máu c tim.
13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

[11C] PET Radiopharmaceutical

Clinical Applications

1. 11C-acetate

Hepatocellular Carcinoma 1 | 2, Renal cell
CarcinomaUrological Carcinoma

2. 11C-choline

Brain tumor, Prostate Carcinoma

3.

11C-methionine

Parathyroid, Lymphoma, Neuroblastoma

4.
methylaminophenyl)6-hydroxybenzothiazole)

Alzheimer's Disease

5. 11C-raclopride
6. 11C-palmitate

Parkinsonism
Myocardial Viability

7. 11C-O-methyl-L-tyrosine

Research for monitoring Breast Cancer
Chemotherapy

11C-PIB

(2-(4-N-11C-

91

PET pharmaceuticals
The Department of Nuclear Medicine & PET
Hong Kong Sanatorium & Hospital.
[18F] PET Radiopharmaceutical

Clinical Applications

1. 18F-fluoroDOPA

Neuroendocrine Tumours and Parkinsonism

2.

18F-fluoride

Bone Metastasis

3. 18F-FES (18F-fluoroestradiol)

Breast Cancer Imaging

4. 18F-FLT (3'deoxy-3'-18Ffluorothymidine)

Monitoring Cell Proliferation

5. 18F-FMISO (18F-fluoromisonidazole)

Hypoxia Imaging

6. 18F-fluoromethylcholine

Brain Tumour and Prostate Carcinoma

[13N] PET Radiopharmaceutical

Clinical Applications

13N-ammonia

Myocardial perfusion
13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

94

Tzen et al., NTUH, 2006

Chen et al., 2006

16


6/13/2014

11/M Suprasellar & Rt. BG Germinoma
CT

T2 MR

FDG (0.8)

[18F]FMISO Clinical Study (I)

Head & Neck Ca.

FLT (8.3)

+

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

97

[11C]Methionine with
right frontal lobe glioblastoma

13 June 2014

Nguy n Công

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

[18F]FluoroCholine vs [18F]FDG

98

[18F]Fluoroethyl-L-tyrosine
with low grade oligodendroglioma

Seminars in Nuclear Medicine 2003

13 June 2014

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

Seminars in Nuclear Medicine 2003

99

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

100

[18F]FES imaging measures estrogen
binding antagonism by Tamoxifen

Journal of Urology 2002

17


6/13/2014

(pre OP)

Oligodendroglioma (pre OP)

FDG

FET

FLT

Oligodendroglioma ( post RT)

Recurrence

FDG
FDG
FLT

FET

FLT

FET

Metastasi
s(RCC)

MÁY PHÁT

NG V PHÓNG X

Germanium-68/Gallium-68
68Ge/68Ga
T1/2 t

ng ng: 271 days / 68 min

18


6/13/2014

Hi n nay đã có các bài
abstracts trên :


13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

109

/>
19


6/13/2014

MÁY PHÁT
NG V PHÓNG X
68Ge/68Ga

Phát tri n máy phát đ ng v phóng x
t i ANSTO, Australia.

MÁY PHÁT
NG V PHÓNG X
68Ge/68Ga

68Ga

S đ máy phát 68Ge/68Ga, Hãng CYCLOTRON Ltd,
Obninsk, CHLB Nga).

MÁY PHÁT

NG V PHÓNG X

99Mo-99mTc

20


6/13/2014

Ph i NET
68Ga-DOTATOC

PET/CT

Pre-therapy
Post-therapy
R.I. male, 76 y - Liver, bone and lymph node metastases from lung
neuroendocrine carcinoma.

Progression disease after 90Y-DOTATOC treatment

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

125

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

126

21


6/13/2014

/>
MÁY PHÁT

NG V PHÓNG X

Strontium-82/Rubidium-82
82Sr/82Rb

T1/2 t

13 June 2014

ng ng: 25,35 days / 75 sec

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

127

CardioGen-82®

(Máy phát đ ng v Rubidium Rb-82 : 82Sr-82Rb)
Cardiogen-82® (Rubidium Rb 82 Generator) ch a
strontium 82Sr s n xu t t máy gia t c, h p thu
trên c t stannic oxide tách chi t dung d ch vô
trùng rubidium chloride 82Rb.
D ng hóa h c c a Rubidium-82 là 82RbCl.
Rubidium-82 (82Rb) (T1/2= 1,25 min),
gammas: 0,511MeV: 191%, 0.777 MeV (9 % )
beta + : 3.18 MeV maximum
Phân ra Strontium-82 (82Sr) (T1/2=25 days,
13keV)
Thay th máy phát sau m i 28 ngày.

CardioGen-82® (Rubidium Rb 82 Generator)
• Rubidium-82 (Rb-82) is produced by decay of
Strontium-82 (Sr-82)

• 75 second T½
• Kinetics:
– Potassium analog
– High extraction fraction at high flow rates
• Defects visualized 2-7 minutes after injection
• Same sized dose at stress & rest due to short T½
• New generator every 28 days
• Fixed price, not unit dose
• Dose available 24 hours per day, 7 days per week
• Pharmacologic stress studies

PH N III:
Các đ ng v phóng x t
MÁY PHÁT

NG V PHÓNG X (GENERATOR).

NG V PHÓNG X
TECHNETIUM

• Các đ ng v phóng x s d ng trong ch n đoán:
• S d ng cho SPECT

99m
43

Máy phát 99Mo-99mTc

Tc

• S d ng cho PET
Máy phát 68Ge-68Ga
Máy phát 82Sr-82Rb
• Các đ ng v phóng x s d ng trong đi u tr :
• Máy phát 188W-188Re.
13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

22


6/13/2014

NG V PHÓNG X TECHNETIUM
99m
43

Tc

/>
99m

43

Qui trình s n xu t máy phát đ ng v phóng x

Tc

(T1/2= 6 h) là đ ng v phóng x đ c s d ng
r ng rãi nh t cho m c đích ch n đoán trong y h c h t
nhân.
• Kho ng 80% trong s g n 30 tri u xét nghi m ch n
đoán hàng n m trên th gi i s d ng đ ng v này.
• V i th i gian bán h y c a 99Mo (T1/2= 66 h) và c a
đ ng v con 99mTc (T1/2= 6 h) là v n đ , vì không th
có s n đ d tr . Vì th vi c cung c p th ng xuyên
máy phát đ ng v phóng x cho b nh vi n ho c các
trung tâm d c là đi u c n thi t.
• V n đ hi n nay là vi c cung c p 99Mo qui mô toàn
c u ch d a vào s l ng h n ch các lò ph n ng
h t nhân và các c s s n xu t có th s n xuát đ c
đ ng v này.

•

99mTc

Qui trình s n xu t máy phát đ ng v phóng x

Có 6 b
•
•

•
•
•
•

99Mo-99mTc

c l n trong chu i s n xu t:

Lò Ph n ng h t nhân chi u bia 235U trong kho ng 150 h-168 h đ s n xu t 99Mo
(T1/2= 66 h), h t nhân này phân rã thành 99mTc (T1/2= 6 h);
V n chuy n bia đã chi u x đ n c s x lý v t li u h t nhân.
C s x lý s tách và ph c h i 99Mo b ng cách hòa tan các bia đã chi u x .
V n chuy n l ng l n 99Mo này đ n n i s n xu t máy phát đ ng v phóng x .
S n xu t máy phát đ ng v phóng x 99Mo-99mTc.
V n chuy n máy phát đ n các Khoa Y h c h t nhân b nh vi n ho c đ u tiên là
đ n các trung tâm d c, sau đó, trung tâm này chi t ra 99mTc (Na99mTcO4) và cung
c p cho các Khoa Y h c h t nhân.

99Mo-99mTc

23


6/13/2014

Máy phát đ ng v phóng x
99Mo - 99mTc

KIT in vivo

(H p ch t dùng đánh d u)
Trousse

12.5 %
87.5 %

Tiêm B nh nhân

KIT in vivo
Trousse

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

NG V PHÓNG X TECHNETIUM

NG V PHÓNG X TECHNETIUM

99m
43

99m
43

Tc

Tc

Công th c hóa h c:

Dung d ch SnCl2 không b n, có khuynh h

Na99mTcO4

Tên hóa h c
Sodium pertechnetate
Tr ng thái oxi hóa c a Technetium trong TcO4– là +7;
Các tr ng thái oxy hóa b n là +7 ( d ng TcO4–) và +4 (TcO2);
Các tr ng thái oxy hóa khác là: +5, +3, và +1;
Trong môi tr ng axít 99mTc (VII) d dàng b kh b i các tác nhân kh , thông
th ng nh t là SnCl2.2H2O, tr thành ch t có ho t tính cao, sau đó d dàng
g n v i các tác nhân ph c trong tr ng thái đã b kh .
3 Sn2+ – 6 e–
3 Sn4+
2 TcO4– + 16 H+ + 6 e–

2 Tc4+ + 8 H2O
3 Sn2+ + 2 TcO4– + 16 H+
3 Sn4+ + 2 Tc4+ + 8 H2O
99mTc4+

đã b kh + Tác nhân ph c

Dung d ch SnCl2 không b n, có khuynh h
6 SnCl2 + O2 + 2 H2O
Sn2+– 2e–
13 June 2014

Nguy n Công

99mTc

– Ph c (IV)

ng b oxy hóa b i không khí:
2 SnCl4 + 4 Sn(OH)Cl
Sn4+

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

ng b oxy hóa b i không khí:

6 SnCl2 + O2 + 2 H2O
2 SnCl4 + 4 Sn(OH)Cl
Sn4+
Sn2+ – 2e–

S hi n di n c a Oxy trong không khí s oxy hóa Sn2+ thành
Sn4+, do đó nhà s n xu t ch s d ng n c đã s c Nit (khí tr )
đ đu i Oxy. Và trong quá trình đông khô đã b m khí nit vào l
kít đ b o qu n.
Trong các máy phát d ng
t, do n c v n liên t c t n t i trong
c t, quá trình phân ly phóng x (radiolysis) di n ra v i kh n ng
r t cao. S phân ly phóng x n c s hình thành Hydrogen
peroxide (H2O2) và hi n di n các g c t do Oxygen (HO2*). Hai
thành ph n này là các tác nhân oxy hóa m nh, chúng oxy hóa
Sn2+ thành Sn4+.
a đ n hi u su t đánh d u th p.
13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

24


6/13/2014

Ph n ng h t nhân và đi u ch đ ng v phóng x

NG V PHÓNG X TECHNETIUM
99m
43

Tc

99m



Tc 

Molybdenum-99 (99Mo42)



T s n ph m phân h ch
Bán rã v t lý
S đ ph n ng
Các s n ph m phân rã phóng x

T1/2  66,02h
87,5%
T1/2  6,02h

: 1,214 MeV (82,7%)
99 Mo 
 : 739 keV (12,8%); 778 keV (4,4%) 



isomeric transition

99 Ru (stable) 

99mTc



5
T1/2  2,1*10 yrs
( -: 293 keV, 99,9%)

99

Tc 



(t1/2 6,02 gi ) và

99Tc

: 66,02 gi
: 235U (n,f) 99Mo
:
(t1/2 2,11 X 105 n m)

B ng cách chi u x neutron theo ph n ng (n,):
S đ ph n ng
: 98Mo (n,) 99Mo  = 0,13 barn
V t li u bia chi u x
: MoO3
s ch c a bia chi u x
: > 99,5%

: 140 keV (89%)
T1/2  66,02h
12,5%

99mTc



Ki u phân rã và n ng l

• Do s phân rã c a 99Mo và 99mTc đã t o ra m t l ng đáng k 99Tc
trong máy phát 99Mo / 99mTc.
• Và do tính ch t hóa h c đ ng nh t c a 99mTc và 99Tc cho nên chúng
s c nh tranh nhau trong khi đánh d u v i các kit, đ c bi t đ i v i
MIBI và HMPAO do đó làm gi m hi u su t g n k t.
•
ó chính là nguyên nhân vì sao ta không dùng Na99mTcO4 vào ngày
th hai đ đánh d u v i MIBI và HMPAO, và ch dùng dung d ch
m i đ c chi t t máy phát không quá 2 gi .

ng gamma và bêta c a 99Mo:

Tia gamma
T n su t

0,739 MeV

(12,8%)

1,214 MeV

0,442 MeV

82,7%

0,778 MeV

(4,48%)

0,436 MeV

0,133 MeV

17,3%

0,181 MeV

(6,20%)

0,140 MeV

(3,78%)
Nguy n Công

13 June 2014

S

Tia bêta

E Gamma

Phân rã

EC

cđ i

E Trung bình

T n su t

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

ng v cha m -

Secular equilibrium
TB<
ng v con

Transient equilibrium
TA ≈ 10 TB

No equilibrium
TA ≈ 1/10 TB

148
13 June 2014

Nguy n Công

c, PET-CT và Cyclotron, B nh vi n Ch R y

Transient Equilibrium - Cân b ng t m th i

Cân b ng t m th i - Transient Equilibrium

• Between elutions, the daughter (Tc-99m) builds
up as the parent (Mo-99) continues to decay
• After approximately 23 hours the Tc-99m activity
reaches a maximum, at which time the
production rate and the decay rate are equal and
the parent and daughter are said to be in
transient equilibrium
• Once transient equilibrium has been reached, the
daughter activity decreases, with an apparent
half-life equal to the half-life of the parent
• Transient equilibrium occurs when the half-life of
the parent is greater than that of the daughter by
a factor of ~10

• Gi a các l n chi t, đ ng v con 99mTc t ng tr ng,
trong khi đ ng v m 99Mo ti p t c phân rã.
• Sau kho ng 23 gi , ho t đ phóng x 99mTc đ t đ n t i
đa, t i th i đi m này, t c đ t ng tr ng và t c đ
phân rã b ng nhau và lúc này đ ng v m và đ ng v
con đ c cho là trong tr ng thái cân b ng t m th i.
• M t khi tr ng thái cân b ng t m th i đã đ t đ c, ho t

đ phóng x c a đ ng v con gi m v i m t th i gian
bán phân rã bi u ki n (apparent) b ng th i gian bán
phân rã c a đ ng v m .
• Tr ng thái cân b ng t m th i x y ra khi th i gian bán
phân rã c a đ ng v m là l n h n th i gian bán phân
rã c a đ ng v con b i h s ~ 10. (Td: 66 gi c a 99Mo
so v i 6 gi c a 99mTc).

25