Về chẩn đoán, tài liệu này chỉ đề cập tới việc ghi hình phát hiện khối u bằng kỹ thuật mới, đặc biệt là ghi hình với máy SPECT, SPECT/CT, PET và PET/CT.
Về điều trị, hiện có nhiều thiết bị và máy xạ trị đang được ứng dụng, nhưng trong tài liệu này chúng tôi chỉ đề cập đến những thiệt bih hiện đại hiện đang có ở Việt Nam và trong khu vực như: máy gia tốc tuyến tính (LINAC), Cyberknife, Gamma knife quay (Rotating Gamma knife)...
Phần I: Một số phương pháp ghi hình khối U
* Có nhiều phương pháp khác nhau để phát hiện khối u:
· Các phương pháp ghi hình thường quy (quy ước) như: XQ, siêu âm, CT, MRI…
· Các phương pháp ghi hình bằng YHHN như: Scanner, Gamma camera, SPECT, PET, PET/CT…
· Mỗi loại phương pháp đều có những ưu nhược điểm riêng.
· Cần biết sử dụng hoặc phối hợp các phương pháp chẩn đoán hình ảnh đó để có những thông tin chính xác giúp ích cho quá trình chẩn đoán theo dõi và đánh giá hiệu quả của các phương pháp điều trị.
* Ba nhóm phương pháp chính sử dụng đồng vị phóng xạ để ghi hình khối u:
· Ghi hình khối u theo nguyên tắc tương phản (contract), ghi hình bằng gamma camera, SPECT. Loại này gồm 2 loại:
+ Lên hình bằng tương phản âm tính (-)
+ Lên hình bằng tương phản dương tính (+)
· Ghi hình khối u đặc hiệu (ghi hình miễn dịch phóng xạ: Radioimmunoscintigraphy: RIS).
· Ghi hình khối u theo nguyên tắc chuyển hoá (bằng PET).
Ghi hình khối u với máy SPECT
1. Nguyên lý ghi hinh bằng máy SPECT (Single Photon Emission Computerized Tomography: Chụp cắt lớp bằng bức xạ đơn photon)
Máy xạ hình SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) là một trong những thiết bị chẩn đoán hình ảnh hiện đại hiện nay. Về nguyên lý tạo ảnh, SPECT cũng giống như CT (Kỹ thuật SPECT phát triển trên cơ sở CT- Scanner), chỉ khác ở chỗ, với CT thì chùm pho-ton được tạo ra bên ngoài, xuyên qua cơ thể và được ghi nhận ở detector phía đối diện nguồn tia X. Cùng với SPECT, chùm bức xạ photon được phát ra từ bên trong cơ thể do phát ra đồng vị phóng xạ được đưa (uống, tiêm..) vào nơi cần chụp ảnh và chùm bức xạ phát ra được ghi nhận đồng thời bởi hệ detector quay quanh bệnh nhân. Các dược chất phóng xạ được sử dụng với một lượng nhỏ sẽ tập trung về các cơ quan cần ghi hình tuân theo các đặc điểm sinh lý và bệnh lý của ảnh thu được cho ta thông tin về chức năng (Functional image) của cơ quan muốn thăm khám.
Phương pháp này giúp phát hiện các thay đổi về bệnh học ở mức độ phân tử trước khi hoàn thành nên sự thay đổi cấu trúc giải phẫu để cú thể nhìn thấy được trên hình ảnh CT, MRI... Máy SPECT cho phép hiển thị hình ảnh không gian 3 chiều rừ rệt đánh giá chức năng các bộ phận trong cơ thể, chuyển hóa tế bào. Máy SPECT cú thể chụp toàn thân (Whole body), tĩnh(Static), động(Dynamic), 3 Pha, ảnh cắt lớp tomo…
2. Chỉ định ghi hình bằng máy SPECT
SPECT là kỹ thuật ghi nhận hình ảnh bằng y học hạt nhân thường được áp dụng để chẩn đoán các bệnh sau đây:
o Thăm dò hình thể và chức năng của các cơ quan như tuyến giáp, gan mật, thận, não.. với độ chính xác cao.
o Chẩn đoán các bệnh não, đặc biệt là phổi hiện sớm các tổn thương não, các ổ thiếu mỏu não, nhồi mỏu não do tai biến mạch não, phỏt hiện sớm khi chưa cú dấu hiệu phim chụp cắt lớp CT cũng như cộng hưởng từ, xỏc định chết não trong kỹ thuật lấy tạng ghộp...
o Chẩn đoán các bệnh tim mạch: SPECT dựng để chẩn đoán bệnh của mạch vành qua xạ hình tưới máu cơ tim, đỏnh giỏ độ sống cũn và ổ nhồi mỏu của cơ tim và các bệnh của mạch máu khác….
o Chẩn đoán các bệnh qua xạ hình gan mật và hệ tiêu húa, xạ hình tuyến giáp, xạ hình thận, xạ hình xương, xạ hình phổi, hệ thống bạch huyết đặc biệt là tắc mạch bạch huyết, hoặc rũ hệ thống bạch mạch.
o Sử dụng các dược chất phúng xạ đặc biệt như I131- Octreotide hay MIBG để xỏc định các khối u thần kinh nội tiết….
o SPECT là cụng cụ định vị hữu dụng cho các bác sĩ trong việc lấy mẫu sinh thiết, phẫu thuật cắt bỏ.
o Ứng dụng trong chuyên nghành ung bướu:
· Xạ hình toàn thân phát hiện khối u.
· Xạ hình xương phát hiện ung thư di căn xương.
Ngoài các ứng dụng chẩn đoán hình ảnh thụng thường, máy SPECT cũng có vai trũ đặc biệt trong ngành ung bướu. Máy SPECT có thể chụp cắt lớp (như máy CT) và đặc biệt có thể quét toàn thân (ghi hình toàn thõn), chức năng này không ở máy CT và máy cộng hưởng từ.Với hình ảnh SPECT, người thầy thuốc có thể tìm thấy những tổn thương, biến đổi bất thường rất nhỏ trong cơ thể người bệnh. Do đó ảnh SPECT cho phép phát hiện sớm bệnh ung thư, tái phát và di căn trước các phương pháp khác như CT, cộng hưởng từ và siêu âm. Đặc biệt là dùng để đánh giá hiệu quả điều trị, ví dụ sau một đợt điều trị hóa chất hoặc tia xạ, người ta sử dụng SPECT kiểm tra xem có hiệu quả không và mức độ đến đâu để giúp cho thầy thuốc xem xét cần tiếp tục điều trị hay thay đổi loại hóa chất, liều xạ để cho kết quả tốt hơn…
Phát hiện tai biến mạch mỏu não giai đoạn sớm và theo dừi tưới mỏu não theo thời gian
(ghi hình với máy SPECT)
Xạ hình xương bằng máy SPECT- ung thư di căn vào xương: cột sống, xương sườn, xương sọ, xương chậu, xương đựi, cẳng chân..
Ung thư đại trực tràng sau phẫu thuật và 6 đợt điều trị hoá chất: CT 64 dãy (-), Xạ hình xương (Tc 99m- MDP) với SPECT (+)
Ghi hình khối u bằng máy PET
(Ghi hình khối u theo nguyên tắc chuyển hoá)
Có nhiều ứng dụng của PET (Chụp cắt lớp bằng bức xạ positron: Positrron Emision Tomography) trong lâm sàng như ghi hình tưới máu não, tưới máu cơ tim…, nhưng ứng dụng đặc biệt quan trọng của PET là phát hiện khối u ung thư cũng như theo dõi đánh giá kết quả của các phương pháp điều trị. Nếu như CT, MRT cung cấp hình ảnh giải phẫu rõ nét thì PET vừa cho chúng ta hình ảnh giải phẫu vừa cho hình ảnh chức năng chuyển hoá của khối u. Do vậy, nhìn chung ghi hình khối u bằng PET có độ nhạy và độ đặc hiệu cao hơn nhiều so với các phương pháp chẩn đoán hình ảnh khác, đặc biệt là khả năng phát hiện các khối u ở giai đoạn rất sớm khi mà các phơng pháp chẩn đoán khác chưa phát hiện thấy.
- Là phương pháp ghi hình ở mức độ tế bào và mức độ phân tử
1. Nguyên lý cơ bản của ghi hình khối u bằng PET
Nguyên tắc cơ bản của ghi hình khối u bằng PET là cần phải có cơ chế tập trung một cách đặc hiệu dược chất phóng xạ (DCPX) đã lựa chọn. DCPX được lựa chọn này dựa trên cơ sở những khác biệt về sinh lý học hoặc chuyển hoá giữa khối u và tổ chức bình thường.
Về nguyên tắc thì các hoạt động chuyển hoá trong các tổ chức ung thư thường xuất hiện trước những thay đổi về cấu trúc. Việc phát hiện những thay đổi về hoá sinh, chuyển hoá... trước những thay đổi về giải phẫu là có thể thực hiện được.
Nếu sử dụng các chất chuyển hoá trong khối u và đánh dấu chúng bằng các đồng vị phóng xạ phát positron (được sản xuất bởi máy gia tốc vòng-cyclotron), chúng sẽ theo dòng máu và tập trung chủ yếu tại các tổ chức có tế bào ung thư và tham gia vào các quá trinh chuyển hoá, tổng hợp, biến đổi trong từng tế bào ung thư.
Tại các nơi có tập trung các DCPX kể trên (tổ chức bệnh lý hay khối u ung thư), sẽ có một sự chênh lệch rõ nét hoạt độ phóng xạ cao hơn tổ chức lành xung quanh.
Hình ảnh thu được sẽ là hình ảnh các tổ chức ung thư đặc hiệu ở giai đoạn rất sớm, thậm chí ngay khi các tế bào ung thư đang ở giai đoạn rối loạn chuyển hoá cũng có thể thấy được hình ảnh của chúng. Điều này là khác biệt so với chụp hình bằng CT, MRI... là tổ chức ung thư phaỉ bị phá huỷ ở một mức độ đủ lớn thì các thiết bị này mới phát hiện được và mắt người mới nhận thấy được.
Như vậy, hình ảnh ghi được bằng PET với các DCPX thích hợp có thể giúp chúng ta phát hiện ở giai đoạn rất sớm và chính xác các khối u ung thư so với các phương pháp chẩn đoán hình ảnh khác như CT, MRI...và hình ảnh thu được mang đậm hình ảnh chức năng hơn là hình ảnh cấu trúc gỉai phẫu.
Cơ chế tập trung các dược chất phóng xạ vào tế bào ung thư trong ghi hình PET:
- Trong đa số các trường hợp: khối u thường phát triển rất nhanh so với tổ chức bình thường, do đó việc sử dụng các tiền thân (percursor) của DNA (như thymidine...) trong khối u thường cao hơn nhiều so với tổ chức bình thường. Nếu dùng C-11 gắn với thymidine (C-11 - thymidine) để ghi hình, thì những nơi có tổ chức ác tính sẽ tập trung nhiều thymidin và đồng nghĩa với điều đó sẽ có nhiều C-11 (C-11 ), máy PET sẽ dễ dàng phát hiện sự tập trung bất thường của C-11 , kết quả là trên hình ghi chúng ta sẽ có một vùng tăng hoạt tính phóng xạ (C-11 ) và mắt thường có thể dễ dàng nhìn thấy được.
- Khối u thường có tốc độ tổng hợp protein cao hơn so với tổ chức lành xung quanh, do đó việc vận chuyển, sử dụng và kết hợp nhiều typ amin acid (ví dụ methionine, tyrosine ... ) trong tổ chức ung thư sẽ tăng lên so với tổ chức bình thường, nên nếu gắn C-11 với những acid amin này (C-11 - methionine, C-11 - tyrosine ...) thì chúng sẽ tập trung chủ yếu tại khối u, tức là hoạt độ phóng xạ (C-11…) sẽ tăng cao hơn so với tổ chức xung quanh.
- Các khối u thường có hiện tượng phân huỷ glucose kị khí và ưa khí hơn so với các tổ chức bình thường, do đó các khối u có nhu cầu sử dụng glucose cao hơn tổ chức bình thường. Nếu gắn glucose với 18F (18F -FDG) hoặc C-11 (C-11 -Glucose) thì các dược chất phóng xạ này sẽ tập trung tại các khối u ác tính nhiều hơn tổ chức lành.
Như vậy để ghi hình khối u, người ta thường phải sử dụng nhiều loại dược chất phóng xạ, mà 18F –FDG chỉ là một trong số đó. Việc sử dụng DCPX nào để ghi hình với máy PET là tuỳ thuộc vào đặc điểm, tính chất… loại tế bào ung thư. Do đó, rất có thể là ghi hình với DCPX này (ví dụ với FDG) là âm tính, nhưng lại dương tính với DCPX khác (ví dụ với 11C-Methionine). Do đó để ghi hình phát hiện ung thư cần phải có các Cyclotron có công suất đủ lớn để sản xuất đủ các đồng vị phóng xạ.
PET còn giúp đánh giá sớm, chính xác các đáp ứng điều trị ung thư. Ngoài ra do ghi hình với PET theo nguyên tắc chuyển hoá nên rất có ích trong việc phân biệt một số tổ chức ung thư với một chức sẹo xơ, hoại tử... cũng như giúp phát hiện các ung thư tái phát sớm hơn rất nhiều so với những thay đổi về giải phẫu và thể tích khối u được phát hiện bằng các phương pháp ghi hình thông thường (X quang, CT, MRI...)
Về mặt kỹ thuật PET có thể ghi lại và tái tạo ảnh theo 3 chiều không gian. Độ dày một lớp cắt khoảng 3 - 4mm và có thể cắt theo 3 chiều (nằm ngang, chiều đứng trước - sau và phải - trái). PET có thể ghi hình toàn thân hoặc từng cơ thể.
Máy PET (bên trái) và máy gia tốc vòng - Cyclotron (bên phải) để sản xuất các đvpx có đời sống ngắn
Ghi hình với SPECT/CT và PET/CT
- Kết hợp máy PET với CT - Scanner hoặc SPECT/CT tức là ghép 2 loại đầu dò trên một máy và dùng chung hệ thống ghi nhận lưu gĩư số liệu và các kỹ thuật của máy tính.
- Do bệnh nhân đồng thời vừa được chụp CT vừa được chụp SPECT hoặc PET, nên hệ thống này cho phép ghép chồng hình ảnh của CT và xạ hình (SPECT hoặc PET) lên nhau.
- Sự phối hợp hình ảnh trên đã giúp chẩn đoán bệnh ở giai đoạn rất sớm, chính xác, tăng độ nhạy, độ đặc hiệu của kỹ thuật PET/CT nhờ có được đồng thời hình ảnh cấu trúc gỉai phẫu của CT và hình ảnh chức năng chuyển hoá của PET.
Như vậy ghi hình với SPECT/CT hay PET/CT sẽ cho hình ảnh kết hợp của:
• CT: với hình ảnh cấu trúc giải phẫu rõ nét
• SPECT, PET: với hình ảnh chức năng, các tổn thương được phát hiện rất sớm với độ nhạy cao. PET có độ nhạy và độ đặc hiệu cao trong phát hiện tổn thương, đặc biệt trong ung thư.
Di căn của K giáp trạng: sau cắt bỏ tuyến giáp ghi hình với SPECT/CT: CT (-), SPECT (+).Di
PGS. TS Mai Trọng Khoa
Trưởng Bộ môn Y học hạt nhân - Đại học Y Hà Nội.
Giám đốc trung tâm Y học hạt nhân và Ung bướu-BV Bạch Mai