Top Banner
КУРС ЛЕКЦИЙ повышения квалификации в области позитронно-эмиссионной томографии МГУ им. М.В. Ломоносова кафедра «Радиохимии» Москва 2013 1
44

ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Jun 13, 2015

Download

Documents

Alex_Zadorin
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

КУРС ЛЕКЦИЙ повышения квалификации в области

позитронно-эмиссионной томографии

МГУ им. М.В. Ломоносова кафедра «Радиохимии»

Москва 2013 1

Page 2: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Технологии и оборудование ПЭТ-центов

Часть 1 Типовое оснащение ПЭТ-центров

Медицинское оборудование

2

Page 3: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Получение

радионуклида Синтез

РФП

Фасовка Исследование Контроль

качества

Введение

РФП

Циклотрон

Модуль

синтеза

Тяжелый бокс

Лаборатория

контроля

качества Автоинъектор ПЭT/КT Диспенсер

Генератор

Технологический процесс в ПЭТ-центре

3

Page 4: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Типовое оснащение ПЭТ-центра

• Медицинское оборудование (томографы, глюкометр, негатоскоп, облучатели-рециркуляторы,

УФ-облучатели и т.д.)

• Комплекс ускорителя со вспомогательным оборудованием

• Радиохимическое защитное оборудование

• Автоматизированные модули синтеза РФП

• Оборудование контроля качества РФП

• Лабораторное вспомогательное оборудование (системы водоподготовки, малогабаритные вытяжные

устройства, весы, сухожаровые шкафы, фармацевтические холодильники, морозильники, моечно-дезинфекционная

машина и т.д.)

• Шкафы для хранения и работы с химреактивами (включая ЛВЖ)

• Вспомогательное радиационно защитное оборудование (сейфы для хранения РФП и РАО, контейнеры для

хранения, эксплуатации и транспортировки флаконов и шприцов в РВ, защитные транспортные тележки,

защитные фартуки, перчатки и очки; сборники ТРАО;

• Системы радиационного мониторинга

• Оборудование дозиметрии и радиационного контроля

• Системы контроля микроклимата чистых помещений

• Расходные материалы

• Специализированная мебель (включая мебель для чистых помещений)

• Оргтехника (до 50 единиц)

• Мебель общего назначения

• Системы газоснабжения

• Системы вентиляции, спецвентиляции, кондиционирования и охлаждения

• Системы канализации и спецканализации

• Информатизационные системы

• Медицинская ИС

• Лабораторная ИС 4

Page 5: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Позитрон-излучающие радионуклиды для ПЭТ

Основные позитрон-излучающие радионуклиды для ПЭТ

циклотронные генераторные

углерод-11 (T1/2 = 20,4 мин.)

кислород-15 (T1/2 = 2,03 мин.)

азот-13 (T1/2 = 9,96 мин.)

фтор-18 (T1/2 = 109,8 мин.)

йод-124 (T1/2 = 4,18 сут.)

германий-68/галлий-68 (T1/2 = 68 мин.)

стронций-82/рубидий-82 (T1/2 = 75 сек.)

Перспективные позитрон-излучающие радионуклиды для ПЭТ

• Йод-124 – T1/2 = 4,18 сут, циклотронный

• Медь-62 – T1/2 = 9,8 мин, генераторный

• Иттрий-86 – T1/2 = 14,7 ч, циклотронный

• Цирконий-89 – T1/2 = 78,5 ч, циклотронный

• Индий -110 – T1/2 = 69 мин, циклотронный

• Технеций-94m – T1/2 = 52 мин, циклотронный

5

Page 6: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Радиофармпрепараты для ПЭТ в России Препарат

Назначение Статус Примечания Название РФП Изотоп

Фтордезоксиглюкоза 18F Онкологические заболевания и опухоли различной локализации,

неврологические заболевания, кардиология

Применяется Зарегистрирован в ИМЧ,

РНЦРХТ, ЛДЦ МИБС.

Фторэтилхолин (FCH) Определение уровня метаболизма и транспорта аминокислот и синтеза белков.

Рак предстательной железы.

Применяется

Натрия фторид Диагностика костных метастазов различных патологий Применяется

Фтортимидин (FLT) Оценка скорости пролиферации опухолевых клеток Не зарегстрирован. В разработке НЦСХХ им.

Букулева

L-DOPA Пре- и постсинаптические процессы в дофаминэргической системе.

Исследование нейроэндокринных и гломусных опухолей, феохромоцитомы,

медуллярного рака щитовидной железы.

Не зарегстрирован. Для регистрации

требуется

финансирование.

Тирозин (FET), Дифференциальная диагностика опухолей и очагов воспаления головного мозга. Не зарегстрирован.

Флюмазенил (FMZ) Диагностика эпилепсии Разработан. Не

зарегстрирован.

Разработан в ИМЧ. Для

регистрации требуется

финансирование.

Метионин 11С Опухоли головы и шеи, легких, молочной железы, поджелудочной железы,

(оценка радикальности хирургического лечения церебральных глиом,

диагностика продолженного роста новообразования)

Применяется

Бутират Метаболизм миокарда. Применяется

Ацетат Оценка окислительного метаболизма, метаболизм сердца Не зарегстрирован.

Холин Рак предстательной железы и его метастазы. Применяется

Аммоний 13N Перфузия миокарда сердца Применяется

Н215О 15О Оценка мозгового кровотока. Инсульт, некоторые опухоли мозга. Применяется

Дотатейт 68Ga Нейроэндокринные опухоли (инсулинома, Гастринома, карциноиды,

мелкоклеточный рак легкого, опухоли гипофиза, медуллярный рак щитовидной

железы, рак молочной железы, меланома и др.)

Подготовка к

клиническим

испытаниям.

Заканчивается

регистрация Ge/Ga-68

генераторной системы

(генератор + модуль

синтеза).

Нео-Пэт Нейроэндокринные опухоли (инсулинома, Гастринома, карциноиды,

мелкоклеточный рак легкого, опухоли гипофиза, медуллярный рак щитовидной

железы, рак молочной железы, меланома и др.).

Более специфичен в сравнении с 68Ga-Дотатейт

Доклинические

исследования. ООО

«Фарм-синтез»

Хлорид 82Rb Перфузия миокарда сердца. Ишемическая болезнь сердца. РФП

зарегистрирован. На

практике ещё не

используется.

Заканчивается

регистрация Sr/Rb-82

генератора (РНЦРХТ).

Инжекторная система не

зарегистрирована

6

Page 7: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Блок радиодиагностических исследований

7

Page 8: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Методы и оборудование инструментальной РНД

Метод диагностики Оборудование Регистрируемый

процесс

Препарат

Радиометрия Радиометры Статистический РФП на основе гамма- и

бета-излучающих

изотопов

Радиография Радиографы Динамический РФП на основе гамма-

излучающих изотопов

То

по

граф

ич

ески

е (

ви

зуал

изи

рую

щи

е)

Сканирование Сканеры, содержащие стинтиляционные

детекторы гамма-излучения

Пространственное распределение

РФП в организме

РФП на основе гамма-

излучающих изотопов

Планарная сцинтиграфия Планарные гамма-камеры Пространственное распределение

РФП в организме

РФП на основе гамма-

излучающих изотопов

Томографическая

сцинтиргафия - однофотонная

эмиссионная компьютерная

томография (ОФЭКТ)

ОФЭКТ-томографы и совмещенные с

рентгеновским компьютерным томографом

(КТ) ОФЭКТ/КТ-томографы

Пространственное распределение

РФП в организме

РФП на основе гамма-

излучающих изотопов

Позитронно-эмиссионная

томография (ПЭТ)

ПЭТ-томографы и совмещенные с

рентгеновским компьютерным томографом

ПЭТ/КТ-томографы

Пространственное распределение

РФП в организме

РФП на основе

позитрон-излучающих

изотопов

8

Page 9: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Методы и оборудование РНД - история

Первые технологии ядерной медицины были применены в 1927 г. Blumgart и

Weiss при использовании газообразного радона для оценки гемодинамики у

больных с сердечной недостаточностью

Динамичное развитие диагностической ядерной

медицины началось после того, как в 1963 г. H.O. Anger

разработал гамма-камеру.

“Studies of iodine metabolism by

thyroid in situ”. J.G.Hamilton,

M.H.Soley. Am.J.Physiol., 131,

1940

В 1983 г., Dr. Henry Wagner Jr., сконструировал первый позитронно-эмиссионный

томограф

9

Page 10: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Медицинские радиометры предназначены для регистрации относительной радиоактивности в органе или в пробах биологических сред (радиометрия щитовидной железы, радиометрия гормонов в крови и др.).

Медицинские радиографы применяют для регистрации динамики перемещения РФП в организме с представлением информации в виде кривых (ренография, гепатография, кардиография и др.).

Методы и оборудование РНД – радиометры и радиографы

10

Page 11: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Сканеры позволяют получить картины пространственного распределения РФП лишь за счет механического перемещения детектора с тяжелой защитой, что делает невозможной визуализацию быстропротекающих физиологических процессов.

Скан щитовидной железы

Усилитель

ФЭУ-трубка

Pb-защита

NaI-детектор

Коллиматор

Объект

Методы и оборудование РНД - сканеры

11

Page 12: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

сигналы

x+, x-, y+, y-

окно световой преобразователь

NaI-детектор

коллиматор

ФЭУ трубки

Pb защита

электроника

1958

Планарная сцинтиграмма

Scan Thyroid normal

Методы и оборудование РНД – гамма камеры

Гамма-камера дает возможность для

одномоментной регистрации излучения

инкорпорированного РФП без

перемещения детектора над пациентом

Основной конструктивный принцип гамма-камеры -

наличие плоского сцинтилляционного кристалла

больших размеров с расположенными над ним

фотоэлектроумножителями

12

Page 13: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

SPECT CT

Методы и оборудование РНД – ОФЭКТ

Развитие компьютерных технологий в 1976 г. дало возможность комбинировать изображения

детекторов планарных гамма-камер в 3D картину, что дало импульс развития новой

технологии – однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ).

Современные ОФЭКТ-томографы совмещают с рентгеновским компьютерным

томографом 13

Page 14: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Позитронно-эмиссионная томография • На позитронно-эмиссионном томографе получают изображения от одновременной

регистрации двух гамма-квантов, излучаемых при взаимной аннигиляции позитрона и

электрона – двухфотонная эмиссионная компьютерная томография • Свободный пробег позитрона в теле человека зависимости от плотности ткани и энергии в среднем

составляет 3-4 мм и не превышает 8 мм. Аннигиляционные γ-кванты с энергией 511 кэВ,

разлетаются под углом 180о0.4o, которые регистрируются расположенными плотным кольцом

детекторами ПЭТ томографа

• Датчики организованы в несколько плотно упакованных колец с минимальным расстоянием как

между датчиками, так и между кольцами.

• Два детектора одновременно зарегистрируют сигнал (явление “совпадения”) - точка аннигиляции

находится на линии, соединяющей детекторы.

• Электронная коллимация – компьютерная обработка данных путем задания энергетического и

временного окон регистрации для отсечки незначительного числа γ-квантов, отклонившихся от

прямой траектории при столкновении с ядрами других атомов (явление рассеяния), а также

случайных совпадений.

• В других методах получения томографического изображения (включая ОФЭКТ) для этого используют

свинцовые коллиматоры, которые существенно ослабляют эффективность детектирования за счет

уменьшения числа доступных для регистрации направлений движения γ-квантов.

Позитрон излучающий радионуклид

Позитрон

Электрон

511 кэВ

гамма-квант

511 кэВ

гамма-квант 14

Page 15: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

ПЭТ/КТ - технология совмещенных изображений

15

Page 16: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Ведущие производители ПЭТ томографов

Philips

GEMINI GXL.

Siemens

Biograph 64 True Point

GE Healthcare

Discovery STE

16

Page 17: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Развитие комбинированных систем

Mediso

AnySсan

•Комбинированный

ОФЭКТ/ПЭТ/КТ

томограф

ПЭТ/МРТ томография

17

Page 18: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Автоинъектор Comecer

Автоматизированные системы приготовления доз и инъекции РФП

• Автоматический отбор из флакона (партии) и

приготовление дозы РФП

• Автоматичекая реализация инъекции РФП

(медсестра только вводит котетер)

• Ведение протоколов операций Роботизированный дозатор THEODORICO

автоматический розлив РФП в условиях GMP в

шприцы или флаконы.

• Роботизированный манипулятор

• Одноразовые Kit-наборы

• Дозкалибратор

• Автоклавирование

• Изолятор

• Радиационный мониторинг и контроль

параметров среды

Открытый розлив – класс А

Розлив в закупоренный флакон – класс С 18

Page 19: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Расходные материалы для ПЭТ-центов

• Вода, обогащѐнная кислородом-18

• Технологические газы высокой чистоты

• Сменные кассеты для модулей синтеза

• Кит-наборы (синтез и розлив РФП)

• Реактивы и материалы для синтеза РФП

• Реактивы и материалы для контроля качества РФП

• Сменные материалы (ферулы, фиттинги, капилляры и т.д.)

• Лабораторная посуда, микропробирки, наконечники пипетдозаторов

• Одежда для чистых помещения

• Средства индивидуальной защиты

• Средства дезактивации

• Калибровочные источники

Перечень составляет более 150 позиций

19

Page 20: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Технологии и оборудование ПЭТ-центов

Часть 2 Технологическое оборудование

20

Page 21: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Блок радионуклидного обеспечения

21

Page 22: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Наработка радионуклидов - теория

Изотопы для ПЭТ образуются

в ядерных реакциях (p,n) и

(p,).

Максимальные сечения

реакций варьируются в

диапазоне энергий 5 to 15

МэВ

Протоны с большей

энергией проникают глубже

в материал мишени и

вступают в реакцию с

большим числом ядер

облучаемого вещества

22

Page 23: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

0

2

4

6

8

10

12

14

16

5 10 15 20 25MeV

Sa

tura

ted Y

ield

(G

Bq/u

A)

F18 C11 O15I124 N13 Ge68

TR24PET TRACE IBA TR19 CTI

TR14 & 19 Presentation Cover

С увеличением энергии заряженных частиц возрастает

выход насыщения изотопов для ПЭТ

Наработка радионуклидов - теория

23

Page 24: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Наработка радионуклидов - циклотроны

Ускоряемые ионы H-,D- Внешний пучок Протоны/дейтроны Энергия протонов/дейтронов, МэВ

7-18

Ток пучка протонов/дейтронов, мкА

50-150

Число одновременно облучаемых мишеней

до 2

Расположение магнита Горизонтальное/вертикальное

Вес магнита, т 20

Вакуумная система: - насосы - рабочий вакуум, Торр

Крио, ТМН-инж.

до 2×10-7

Энергопотребление, кВт: - ждущий режим - в режиме облучения

10

до 150

24

Page 25: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Циклотроны с фиксированной энергией протонов 10 - 13 МэВ

Cyclone-10/5 (IBA, Бельгия)

Ускоряемые ионы H-,D-

Источник ионов 2 внутренних PIG для H-,D-

Внешний пучок Протоны/дейтроны

Энергия протонов/дейтронов, МэВ 10/5

Ток пучка протонов/дейтронов, мкА 50/35

Число одновременно облучаемых мишеней

2

Расположение магнита горизонтальное

Вес магнита, т 12

Вакуумная система: - насос - рабочий вакуум, Торр

1 диффузный

10-5

Энергопотребление, кВт: - ждущий режим - в режиме облучения

5

35

СС-12 (НИИЭФА, Россия)

Ускоряемые ионы H-

Источник ионов Внешний, CUSP

Внешний пучок протоны

Энергия протонов, МэВ 12

Ток пучка протонов, мкА 50

Число одновременно облучаемых мишеней

2

Расположение магнита вертикальное

Вес магнита, т 15

Энергопотребление, кВт: - ждущий режим - в режиме облучения

10 30

25

Page 26: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Циклотроны с фиксированной энергией протонов 10 - 13 МэВ

MINItrace (GE Healthcare, США - Швеция)

Ускоряемые ионы H-,D-

Источник ионов Внутренний холодный PIG

Внешний пучок протоны

Энергия протонов/дейтронов, МэВ

10/5

Ток пучка протонов/дейтронов, мкА

60/30

Число одновременно облучаемых мишеней

2

Расположение магнита Вертикальное

Вес магнита, т 11

Энергопотребление, кВт: - ждущий режим - в режиме облучения

3,5 35

PETtrace (GE Healthcare, США – Швеция)

Ускоряемые ионы H-,D-

Источник ионов Внутренний холодный PIG

Внешний пучок протоны

Энергия протонов/дейтронов, МэВ

16,5/8,4

Ток пучка протонов/дейтронов, мкА

80/60

Число одновременно облучаемых мишеней

2

Расположение магнита Вертикальное

Вес магнита, т 20

Энергопотребление, кВт: - ждущий режим - в режиме облучения

80 26

Page 27: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Циклотроны с фиксированной энергией протонов 10 - 13 МэВ

Eclipse (Siemens, Германия) Ускоряемые ионы H-

Источник ионов Внутренний холодный PIG

Внешний пучок протоны

Энергия протонов, МэВ 11

Ток пучка протонов, мкА 120

Число одновременно облучаемых мишеней

2

Расположение магнита горизонтальное

Вес магнита, т 10

Вакуумная система: - насосы - рабочий вакуум, Торр

2 диффуз. + откач. ист

(3 - 5)×10-6

Энергопотребление, кВт: - ждущий режим - в режиме облучения

7

35

Kotron-13 (Samyoung Unitech. Co., Ltd., Ю. Корея)

Ускоряемые ионы H-

Источник ионов Внутренний холодный PIG

Внешний пучок протоны

Энергия протонов, МэВ 13

Ток пучка протонов/дейтронов, мкА 50

Число одновременно облучаемых мишеней

2

Расположение магнита горизонтальное

Вес магнита, т 18

Вакуумная система: - насосы - рабочий вакуум, Торр

2 ротацион. и 2 диффуз.

(1 - 3)×10-6 Энергопотребление, кВт: - ждущий режим - в режиме облучения

150 27

Page 28: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Циклотроны с варьируемой энергией протонов до 19 МэВ

СС-18/9 (ФГУП «НИИЭФА им. Д.В. Ефремова»,

Россия) Ускоряемые ионы H-,D-

Источник ионов Внешний CUSP

Внешний пучок Протоны/дейтроны

Энергия протонов/дейтронов, МэВ 12-18/6-9

Ток пучка протонов/дейтронов, мкА 100/50

Число одновременно облучаемых мишеней

2

Расположение магнита Вертикальное

Вес магнита, т 20

Вакуумная система: - насосы - рабочий вакуум, Торр

Крио, ТМН-инж. 2×10-6

Энергопотребление, кВт: - ждущий режим - в режиме облучения

10 70

Cyclone-18/9 (IBA, Бельгия)

Ускоряемые ионы H-,D-

Источник ионов 2 внутренних PIG для H-,D-

Внешний пучок Протоны/дейтроны

Энергия протонов/дейтронов, МэВ 18/9

Ток пучка протонов/дейтронов, мкА 150/40

Число одновременно облучаемых мишеней

2

Расположение магнита горизонтальное

Вес магнита, т 25

Вакуумная система: - насосы - рабочий вакуум, Торр

4 диффуз.

8×10-6

Энергопотребление, кВт: - ждущий режим - в режиме облучения

6

50

28

Page 29: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Циклотроны с варьируемой энергией протонов до 19 МэВ

TR-19 (ACSI, Канада) Ускоряемые ионы H-

Источник ионов Внешний CUSP

Внешний пучок протоны

Энергия протонов/дейтронов, МэВ 19/9

Ток пучка протонов/дейтронов, мкА 150-300/150

Число одновременно облучаемых мишеней

2

Расположение магнита Вертикальное

Вес магнита, т 22

Вакуумная система: - насосы - рабочий вакуум, Торр

2 крионасоса, 1 турбонасос

2×10-6

Энергопотребление, кВт: - в режиме облучения

80

НМ-18 (SUMIT, Япония)

Ускоряемые ионы H-,D-

Источник ионов Внутренний холодный PIG

Внешний пучок протоны

Энергия протонов/дейтронов, МэВ 18/10

Ток пучка протонов/дейтронов, мкА 90/50

Число одновременно облучаемых мишеней

2

Расположение магнита вертикальное

Вес магнита, т 26

Вакуумная система: - насосы - рабочий вакуум, Торр

2 маслянных дифф.

5×10-6

29

Page 30: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Структура циклотронного комплекса

Помещения

• Бункер циклотрона

• Пультовая

• Техническая

• Мишенная мастерская

Оборудование

• Циклотрон (ионный источник с инжектором, системы вывода пучка,

мишенные устройства, криогенная установка, турбомолекулярный и

форваруумный насосы)

• Консоль управления

• Системы водяного охлаждения (первичный контур, вторичный

контур)

• Система водоподготовки (дистиллятор, ионообменная очистка,

гидрошкафы)

• Стойки электропитания (ВЧ, электромагнитов, инжектора, системы

управления, шаговых двигателей,

• Система газоснабжения и транспортировки облучѐнных мишеней

• Моторизированная защитная дверь бункера циклотрона 30

Page 31: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Преимущества

отсутствие громоздкой магнитной системы,

простота системы ввода и вывода ускоряемых

частиц, большие плотности тока пучка.

Недостатки

сложность

высокая стоимость радиотехнической системы

трудности фокусировки пучка

Линейные ускорители для ПЭТ

Технические характеристики ускорителя

PULSAR (AccSys Technology, Inc)

длина ~ 5 м

Вес – 3 тонны (ускоритель), 9 тонн (защита мишени)

Наработка 18F – 1 Ки

Энергия протонов 7 МэВ (PL-7) - 11 МэВ (PL-11)

Ионный источник Н+ - до 30 МэВ

Первая стадия ускорения (RFQ) – 3,5 МэВ

Вторая стадия ускорения (линейное) – 7-11 МэВ

Собственная радиационная защита мишени

31

Page 32: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Принцип накопления дочернего короткоживущего радионуклида из

материнского в генераторной системе

Генераторные системы

Преимущества

независимость от циклотрона

компактность и простота в обращении

опыт работы в клиниках с радионуклидными генераторами

Недостатки

получение только одного изотопа

стабильность и воспроизводимость выходных характеристик

утилизация

элюат

элюент

колонка

Схема классического (сорбционного)

радионуклидного генератора

32

Page 33: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Генераторные системы Ge/Ga-68 генераторная система для ПЭТ

68Ge/68Ga

генератор

Модуль автоматизированного синтеза РФП

Блок питания и

управления

модулем Сменная кассета 33

Page 34: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Требования к качеству 68Ge/68Ga генераторной системы Контролируемый

параметр Методы контроля

Показатели качества продукта

Элюаты, вырез пика

Элюаты, катионный обмен РФП

Внешний вид Визуально Бесцветная прозрачная жидкость

Бесцветная прозрачная жидкость

Бесцветная прозрачная жидкость

Подлинность по радионуклиду 68Ga

Радиометрия в соотв. с прил. Д в ТУ и ГФ XII, с. 456

Наиболее интенсивные спектральные составляющие гамма-излучения: 0,511 МэВ (178,3%) и 1,077 МэВ (3,22%). Т1/2= 67,71 мин.

Подлинность по хлорид-ионам

Качественная реакции в соотв. с ГФ XI, вып. 1, с. 159

Образование белого творожистого осадка, нерастворимого в азотной кислоте и растворимого в растворе аммиака

-

Подлинность по октреотиду

Высокоэффективная жидкостная хроматография в соотв. с ГФ ХI, с 110

- - Время удерживания меченого соединения должно

соответствовать времени удерживания стандартного

образца

Подлинность по ацетону Газо-жидкостная хроматография в соотв. с ГФ XII, с. 51

- Время выхода относительно стандартного образца не более 10

сек.

-

рН Потенциометрия в соотв. с ГФ XII, с. 89 0,95 - 1,05. 0,9 до 1,1. 3,5 до 7,5. Объёмная активность Радиометрия в соотв. с прил. Д в ТУ и ГФ XII,

с. 456 37 - 2600 МБк/мл на дату и

время приготовления

37 до 3200 МБк/мл на дату и время приготовления

37 до 3200 МБк/мл на дату и время приготовления

Выход, радиохимический

выход 68Ga (без корректировки на

распад)

Радиометрия в соотв. с прил. Е в ТУ и ГФ XII, с. 456

50 % от номинальной активности генератора с учётом распада на дату поставки; 20 % от номинальной активности генератора с

учётом распада через 3 года эксплуатации или после пропускания 5000 см3 элюента

40 % от активности элюата из генератора

Радиохимическая чистота

Хроматография в соотв. с ГФ XII, с. 456 и/или по методикам частных НД

≥ 95 % ≥ 95 % ≥ 90 %

Радионуклидные примеси

Радиометрия в соотв. с прил. Ж в ТУ и ГФ XII, с. 456

≤ 5х10-4 % от активности 68Ga на дату и время приготовления

≤ 5х10-4 % от активности 68Ga на дату и время приготовления

≤ 5х10-4 % от активности 68Ga на дату и время приготовления

Химические примеси Эмиссионный спектральный анализ в соотв. с ГФ XI, вып.1, с. 322 или атомно-абсорбционная спектрометрия в соотв. с ГФ XII, с. 66

≤ мкг/мл: Ti - 1,0; Zr - 0,1; Fe - 0,5; Zn - 1,0. Примеси мышьяка, бария, бериллия, висмута, кадмия, хрома, меди, марганца, молибдена, никеля, свинца, олова, сурьмы, теллура, алюминия не должны

обнаруживаться в количествах, превышающих пределы их обнаружения методом эмиссионного спектрального анализа

Содержание ацетона Газо-жидкостная хроматография в соотв. с ГФ XII, с. 51

- - ≤ 0,5 %

Содержание этанола Газо-жидкостная хроматография в соотв. с ГФ XII, с. 51

- - ≤ 10 %

Бактериальные эндоксины

В соотв. с ГФ ХII, с. 128 ≤ 8,8 ЕЭ/мл. ≤ 8,8 ЕЭ/мл ≤ 8,8 ЕЭ/мл

Стерильность В соотв. с ГФ ХII, с. 150. Стерилен Стерилен Стерилен

Время проведения технологического

процесса

Секундомер ≤ 6 мин. ≤ 10 мин. ≤ 45 мин. 34

Page 35: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Генераторные системы Sr/Rb-82 генераторная система для ПЭТ

82Sr/82Rb изотопный генератор

82Sr/82Rb генераторная система(с инжектором) • 82Sr/82Rb генератор

• Ёмкость в элюентом

• Шприцевой автоматический дозатор

• Датчик давления

• Проточный гамма-счѐтчик

• Пульт управления

• Мобильный корпус-стол

• Защитный свинцовый контейнер для генератора

• Стерилизующие фильтры

• Коммункаиции, фиттинги

• Катетер 35

Page 36: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Синтез радиофармпрепаратов проводится в радиохимической лаборатории,

сконструированной в соответствии с правилами GMP.

Радиохимическая лаборатория

36

Page 37: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Структура комплекса РХЛ

Siemens

37

Page 38: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Оснащение радиохимической лаборатории

Синтез РФП осуществляется на расположенных внутри защитных боксов автоматизированные

модулях с дальнейшим проведением контрольно-измерительных процедур для подтверждения

качества продукции.

Модуль синтеза 18F-ФДГ Компактный модуль

синтеза РФП Микропоточная технология

(microfluidic) 38

Page 39: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Автоматизированные модули синтеза РФП для ПЭТ

Siemens

В 1983 году была учреждена компания “CTI Molecular Imaging”

В 1987 году компания выпустила первый АМС для 18F-ФДГ

В 2004-2005 годы технологии компании “CTI Molecular Imaging” были

приобретены компанией “Siemens”.

Explora AC [11C]CH3CO2H

Explora CN [11C]HCN

Explora ФДГ

Explora GPU

Explora H2O

Explora CH3

Explora LC

Explora GPC CH3I и CH3OTf

Explora GPC

39

Page 40: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Автоматизированные модули синтеза РФП для ПЭТ

Iba molecular

• Pinctada® 11C Acetate

• Pinctada® 13N Ammonia

• Pinctada® 15O H2O

• Pinctada® 15O CO/CO2

• Pinctada® 11C HCN

• Synthera® (многофункциональный

модуль для получения и других РФП с 18F

40

Page 41: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Автоматизированные модули синтеза РФП для ПЭТ

Bioscan

FDG-Plus Synthesizer

F18-Plus Nucleophilic

Fluorination System

AutoLoop (Carbon-11,

Fluorine-18)

([11C]CH3I/([11C]CH3OTf)

MeI-Plus

ReFORM-Plus ВЭЖХ очистка

41

Page 42: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Автоматизированные модули синтеза РФП для ПЭТ

GE Healthcare

В 2007 году произошло объединение компаний

“NUCLEAR INTERFACE” и “GE Healthcare”

TRACERlab MX FDG нуклеофильное замещение

TRACERlab FX F- Е электрофильного введения изотопа 18F,

[18F]FDOPA, [18F]Fruoro-L-m-tyrosine,

[18F]Fruoro-L-tyrosine, [18F]Fruoroura

TRACERlab FX F- N нуклеофильне замещение, мечение 18F

длинноцепочечных жирных кислот (18F

FTHA), [18F]Fluoromisonidazole,

[18F]Methylbenperidol, [18F]Methylspiperone,

[18F]Fluoroestradiol, [18F]Altanserine, [18F]FLT

(Fluoro-L-Thymidine))

TRACERlab FX С Pro

FASTlab

42

Page 43: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Автоматизированные модули синтеза РФП для ПЭТ

Другие компании

• Siemens

• Eckert & Ziegler Eurotope GmbH

• Scintomics

• RayTest

• Advanced cyclotron systems

• Comecer

• ELEX-Commerce-Beograd

• Samyoung Unitech

• Sumitomo

• ПОЗИТОМ-ПРО

43

Page 44: ПЭТ-центры. Технологии и оборудование ПЭТ-центров. Лекции 2,3

Лаборатория контроля качества

Комплект оборудования ОКК • Система жидкостной хроматографии высокого давления фтордеоксиглюкозы (ВЭЖХ)

• Система газовой хроматографии

• Гамма-спектроскометр

• LAL-тестер

• Дозкалибратор

• рН метр

• Прибор для проверки целостности стерилизующего фильтра

• Осмометр

• Прибор для радиотонкослойной хроматографии (ТСХ)

44