Nguyên lý tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ
Bài viết được tư vấn chuyên môn bởi Thạc sĩ, Bác sĩ Nguyễn Quang Đức - Bác sĩ Y học hạt nhân - Khoa Chẩn đoán hình ảnh và Y học hạt nhân - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Times City. Đồng vị phóng xạ đã và đang được sử dụng rộng rãi trong chẩn đoán và điều trị các bệnh lý khối u. Tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ có thể sử dụng máy scanner, buồng gamma hoặc máy SPECT, PET, kết hợp với máy chụp CT. Sử dụng thiết bị nào để tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ cũng đều có nguyên lý tạo ảnh và ưu điểm riêng. 1. Sử dụng đồng vị phóng xạ trong ghi hình khối u Hiện nay, để chẩn đoán và phát hiện các bệnh lý khối u có thể sử dụng những kỹ thuật ghi hình thường quy như siêu âm, chụp X-quang, cắt lớp vi tính hoặc cộng hưởng từ, ... Ngoài ra,y học hạt nhânsử dụng đồng vị phóng xạ ngày càng được ứng dụng rộng rãi, là kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh cho phép ghi hình phát hiện khối u trong nhiều bệnh lý ung thư. Trong đó, ghi hình khối u bằngđồng vị phóng xạcó 3 nhóm phương pháp chính: Ghi hình khối u theo nguyên tắc tương phản bằng buồng gamma, máy SPECT. Phương pháp này bao gồm ghi hình theo nguyên tắc tương phản âm tính và tương phản dương tính
Phương pháp này bao gồm ghi hình theo nguyên tắc tương phản âm tính và tương phản dương tính. Ghi hình khối u đặc hiệu, hay còn gọi là ghi hình miễn dịch phóng xạ (Radio Immuno scintigraphy, viết tắt là RIS). Ghi hình khối u theo nguyên tắc chuyển hoá bằng máy PET. 2. Tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ 2.1 Tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ với máy SPECT 2.1.1 Nguyên lý tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ với máy SPECT Tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạvới máy xạ hình SPECT (viết tắt của Single Photon Emission Computed Tomography, chụp cắt lớp bằng bức xạ đơn photon) là kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh hiện đại cho phép phát hiện những thay đổi của bệnh ở mức độ phân tử. Kỹ thuật tạo ảnh của máy SPECT cũng tương tự và được phát triển từ máy chụp cắt lớp vi tính CT-Scanner. Nguyên lýtạo ảnh bằng đồng vị phóng xạcủa máy SPECT như sau: Nguồn phóng xạ được đưa vào người bệnh, đến vị trí cần ghi hình theo đường uống hoặc tiêm, ... để phát ra chùm bức xạ photon. Khi cơ thể phát ra chùm bức xạ, hệ detector sẽ quay quanh người bệnh để ghi nhận chùm bức xạ
để phát ra chùm bức xạ photon. Khi cơ thể phát ra chùm bức xạ, hệ detector sẽ quay quanh người bệnh để ghi nhận chùm bức xạ. Dựa vào đặc điểm sinh lý và bệnh lý, hình ảnh thu được sẽ thể hiện vùng tổn thương tập trung đồng vị phóng xạ, nhờ đó cung cấp thông chức năng của bộ phận, tổ chức được thăm khám. Hình ảnh thu được bằng máy SPECT là hình ảnh không gian 3 chiều, hiển thị rõ rệt nhằm phục vụ đánh giá chức năng của một số cơ quan trong cơ thể, quá trình chuyển hóa tế bào. 2.1.2 Ứng dụng của tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ với máy SPECT Tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạvới máy SPECT có thể dùng để chụp toàn thân, ở thể tĩnh hoặc động, chụp 3 pha hoặc cắt lớp, ... Ghi hình bằng máy SPECT được chỉ định trong những trường hợp sau: Thăm dò và đánh giá hình thể, chức năng với độ chính xác cao một số cơ quan như não, tuyến giáp, gan, mật, thận, ... Chẩn đoán và phát hiện sớm các tổn thương ở não như thiếu máu não,tai biến mạch máu nãogâynhồi máu não, ... Chẩn đoán và đánh giá một số bệnh tim mạch như bệnhmạch vành,nhồi máu cơ tim, .... Sử dụngđồng vị phóng xạđể xạ hìnhtuyến giáp,phổi, hệ tiêu hóa, gan, mật, thận, xương, hệ bạch huyết
Sử dụngđồng vị phóng xạđể xạ hìnhtuyến giáp,phổi, hệ tiêu hóa, gan, mật, thận, xương, hệ bạch huyết. Sử dụng đồng vị phóng xạ của iot để xác định khối u thần kinh nội tiết.... Ngoài ra, máy SPECT còn được sử dụng để hỗ trợ lấy mẫu sinh thiết hoặc phẫu thuật điều trị cắt bỏ. 2.1.3 Ưu điểm của tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ với máy SPECT Với nguyên lýtạo ảnh bằng đồng vị phóng xạnêu trên, máy SPECT là thiết bị chẩn đoán hình ảnh hiện đại với những ưu điểm sau: Cho phép phát hiện sớm khối u và ung thưdi căn. Đánh giá khả năng tái phát so với những phương pháp khác nhưsiêu âm,chụp cắt lớp vi tínhvàcộng hưởng từ. Theo dõi khả năng đáp ứng và đánh giá hiệu quả sau điều trị. Dựa vào kết quả, bác sĩ điều trị sẽ thay đổi liều lượng hóa trị hoặc xạ trị phù hợp. 2.2 Tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ với máy PET 2.2.1 Nguyên lý tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ với máy PET Tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạvới máy xạ hình PET (viết tắt của Positron Emission Tomography, chụp cắt lớp bằng bức xạ đơn positron) là kỹ thuật ghi hình ở mức độ tế bào và mức độ phân tử. Nguyên tắc ghi hình khối u bằng máy PET là áp dụng cơ chế tập trung các dược chất phóng xạ được lựa chọn một cách đặc hiệu
Nguyên tắc ghi hình khối u bằng máy PET là áp dụng cơ chế tập trung các dược chất phóng xạ được lựa chọn một cách đặc hiệu. Để lựa chọn dược chất phóng xạ phù hợp cần dựa vào cơ sở là những điểm khác biệt về mặt sinh lý học hoặc quá trình chuyển hóa giữa tổ chức khối u với tổ chức bình thường. Nguyên lý tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạvới máy PET như sau: Đánh dấu các chất chuyển hóa trong khối u bằng nguồn phóng xạ phát ra chùm bức xạ positron. Theo sự lưu chuyển của máu, nguồn phóng xạ sẽ tập trung ở những tổ chức khối u và tại đó tham gia vào quá trình chuyển hoá, tổng hợp cũng như biến đổi của tế bào ung th­ư. So với những tổ chức lành xung quanh, vùng tổn thương là khối u sẽ tập trung dược chất phóng xạ và thể hiện rõ nét sự chênh lệch hoạt độ phóng xạ. Tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạvới máy PET sẽ thu đư­ợc hình ảnh chức năng của những tổ chức ung thư­ đặc hiệu từ giai đoạn rất sớm, khi các tế bào ung thư­ còn đang trong giai đoạn rối loạn chuyển hoá. Trong khi đó, chẩn đoán hình ảnh bằng máy CT hoặc MRI, ... chỉ cho phép phát hiện được khi tổ chức ung thư­ bị phá huỷ ở mức độ lớn
Trong khi đó, chẩn đoán hình ảnh bằng máy CT hoặc MRI, ... chỉ cho phép phát hiện được khi tổ chức ung thư­ bị phá huỷ ở mức độ lớn. 2.2.2 Cơ chế tập trung sử dụng đồng vị phóng xạ để tạo ảnh của máy PET Nguyên tắc cơ bản để thu được hình ảnh khối u của máy PET đó là áp dụng cơ chế tập trung các dược chất phóng xạ ở nhữngtế bào ung thư. Cơ chế này được sử dụng như sau: So với những tổ chức bình thường, khối u có tốc độ phát triển rất nhanh, vì vậy làm tăng tỷ lệ sử dụng những tiền thân của DNA trong khối u. Dùngđồng vị phóng xạC-11 gắn với những tiền thân này sẽ ghi hình những nơi mà vùng tổn thương ác tính tập trung và thể hiện vùng tăng hoạt tính phóng xạ trên hình ảnh. So với những tổ chức bình thường, khối u có tốc độ tổng hợp protein cao hơn, vì vậy làm tăng quá trình sử dụng, vận chuyển và kết hợp nhiều loại axit amin trong các tổ chức ung thư. Dùngđồng vị phóng xạC-11 gắn với những axit amin này sẽ ghi hình những nơi mà vùng tổn thương ác tính tập trung và thể hiện vùng tăng hoạt độ phóng xạ trên hình ảnh. So với những tổ chức bình thường, khối u có hiện tư­ợng phân huỷ glucose kỵ khí và ­ưa khí hơn, vì vậy nhu cầu sử dụng glucose của khối u cao hơn
So với những tổ chức bình thường, khối u có hiện tư­ợng phân huỷ glucose kỵ khí và ­ưa khí hơn, vì vậy nhu cầu sử dụng glucose của khối u cao hơn. Nhữngđồng vị phóng xạ18F-FDG hoặc C-11 được gắn vào sẽ ghi hình những nơi mà vùng tổn thương ác tính tập trung và thể hiện vùng tăng hoạt độ phóng xạ trên hình ảnh. Có nhiều dược chất phóng xạ được dùng để ghi hình khối u, tùy vào đặc điểm và tính chất của tế bào ung thư sẽ sử dụng dược chất phóng xạ phù hợp để ghi hình. 2.2.3 Ứng dụng của tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ với máy PET Tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạbằng máy PET cung cấp hình ảnh không gian 3 chiều, có độ dày lớp cắt khoảng từ 3 - 4mm và có thể được cắt theo cả 3 chiều (ngang, dọc trước - sau, phải - trái). Máy PET có thể ghi hình từng vùng hoặc toàn thân và thường được chỉ định trong những trường hợp sau: Ghi hìnhtưới máu cơ tim, tưới máu não, ... Phát hiện các khối u ung thư. Theo dõi và đánh giá kết quả của điều trị
Phát hiện các khối u ung thư. Theo dõi và đánh giá kết quả của điều trị. 2.2.4 Ưu điểm của tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ với máy PET Vớinguyên lý tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạvà nguyên tắc tập trung dược chất phóng xạ nêu trên, kỹ thuật ghi hình của máy PET có những ưu điểm sau: Cung cấp cả hình ảnh chức năng chuyển hóa và giải phẫu của khối u, trong khi đó chẩn đoán bằngmáy chụp CTvà MRT chỉ cung cấp hình ảnh giải phẫu. Có độ nhạy và độ đặc hiệu cao hơn, giúp phát hiện ung thư ở giai đoạn sớm. Đánh giá sớm và một cách chính xác khả năng đáp ứng trong điều trị ung thư. Phân biệt giữa tổ chức ung thư so với các tổ chức sẹo xơ hoặc hoại tử, ... Tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạvới máy SPECT và PET kết hợp với chụp CT là những phương pháp chẩn đoán hình ảnh hiện đại giúp phát hiện ung thư ở giai đoạn sớm, đồng thời theo dõi và đánh giá khả năng đáp ứng trong và sau điều trị
Hiện nay,Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmecđã và đang trở thành một địa chỉ uy tín trong sàng lọc bệnh bằng các kỹ thuật hiện đại, tự hào là bệnh viện tư nhân đầu tiên tại Việt Nam triển khai kỹ thuật chẩn đoán hiện đại và chính xác với hệthống PET/CT 128dãy hiện đại nhất Đông Nam Á, cho hình ảnh chính xác và thời gian chụp ngắn, đội ngũ bác sỹ là những chuyên gia có chuyên môn cao, giàu kinh nghiệm tạo nên niềm tin cho khách hàng khi trải nghiệm dịch vụ thăm khám, điều trị bệnh tại Vinmec. Nếu có nhu cầu tư vấn và thăm khám tại các Bệnh viện Vinmec thuộc hệ thống Y tế trên toàn quốc, Quý khách vui lòng đặt lịch trên website để được phục vụ.