Đồng vị phóng xạ: Ứng dụng trong chẩn đoán và điều trị khối u

Hiện nay, nhờ đồng vị phóng xạ mà các khối u trong các bệnh lý ung thư có thể được phát hiện nhanh chóng hơn. Hãy tham khảo bài viết sau để tìm hiểu cách ghi hình ảnh khối u bằng phương pháp này như thế nào. 

Ghi hình khối u bằng sử dụng đồng vị phóng xạ như thế nào? 

Hiện nay, những kỹ thuật ghi hình thường quy như siêu âm, chụp X-quang, chụp cắt lớp vi tính hoặc chụp cộng hưởng từ,... thường được dùng để chẩn đoán và phát hiện các bệnh lý khối u. 

Đặc biệt, gần đây, việc sử dụng đồng vị phóng xạ ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong chẩn đoán khối u. Đây là kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh cho phép ghi hình và phát hiện khối u trong nhiều bệnh lý ung thư.

Có 3 nhóm phương pháp chính được dùng để ghi hình khối u bằng đồng vị phóng xạ:

• Ghi hình khối u theo nguyên tắc tương phản âm tính và tương phản dương tính bằng buồng gamma, máy SPECT.
• Ghi hình khối u đặc hiệu.
• Ghi hình khối u bằng máy PET theo nguyên tắc chuyển hóa.

Tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ bằng máy SPECT

Nguyên lý tạo ảnh 

Tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ khi dùng máy xạ hình SPECT là kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh hiện đại cho phép phát hiện những thay đổi của khối u ở mức độ phân tử với nguyên lý tạo ảnh như sau:

• Đưa nguồn phóng xạ vào người bệnh, đến vị trí cần ghi hình bằng đường uống hoặc tiêm. Sau khi cơ thể phát ra chùm bức xạ photon, hệ detector sẽ quay quanh người bệnh và ghi nhận chùm bức xạ.
• Dựa vào đặc điểm bệnh lý và sinh lý, hình ảnh thu được là vùng tổn thương tập trung đồng vị phóng xạ, nhờ đó cung cấp thông tin về chức năng của tổ chức, bộ phận được thăm khám.
• Hình ảnh ghi được bằng máy SPECT là hình ảnh hiển thị 3 chiều rõ rệt nhằm đánh giá quá trình chuyển hóa tế bào, chức năng của một số cơ quan trong cơ thể.

Ứng dụng của tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ như thế nào?

Tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ khi dùng máy SPECT được ứng dụng để chụp toàn thân, ở thể tĩnh hoặc thể động, chụp 3 pha hoặc cắt lớp,... Những trường hợp được chỉ định ghi hình bằng máy SPECT gồm:

• Thăm dò và đánh giá hình thể, chức năng một số cơ quan như não, gan, mật, thận, tuyến giáp,... với độ chính xác cao. 
• Chẩn đoán và phát hiện sớm các tổn thương ở não như tai biến mạch máu não dẫn đến nhồi máu não, thiếu máu não,...
• Chẩn đoán và đánh giá một số bệnh tim mạch như nhồi máu cơ tim, bệnh mạch vành,...
• Sử dụng đồng vị phóng xạ để xạ hình phổi, gan, mật, thận, hệ tiêu hóa, xương, tuyến giáp, hệ bạch huyết.
• Xác định khối u thần kinh nội tiết bằng sử dụng đồng vị phóng xạ của iot.
• Hỗ trợ phẫu thuật điều trị cắt bỏ hay lấy mẫu sinh thiết.

Ưu điểm của tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ 

Máy SPECT là thiết bị chẩn đoán hình ảnh hiện đại với những ưu điểm sau:

• Có thể phát hiện sớm khối u và ung thư di căn.
• Đánh giá khả năng tái phát so với những phương pháp khác như chụp cắt lớp vi tính, siêu âm và cộng hưởng từ.
• Theo dõi khả năng đáp ứng của việc điều trị và đánh giá hiệu quả sau điều trị, từ đó bác sĩ sẽ thay đổi liều lượng hóa trị hoặc xạ trị phù hợp.

Tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ khi dùng với máy PET

Nguyên lý tạo ảnh 

Tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ khi dùng máy xạ hình PET là kỹ thuật ghi hình ở mức độ tế bào và phân tử.

Nguyên lý tạo ảnh như sau:

• Dùng nguồn phóng xạ phát ra chùm bức xạ positron để đánh dấu các chất chuyển hóa trong khối u. Nguồn phóng xạ này sẽ tập trung ở những vùng bị tổn thương là khối u và ngay tại đây tham gia vào quá trình chuyển hóa, tổng hợp, biến đổi của tế bào ung th­ư.
• Khối u sẽ tập trung dược chất phóng xạ và thể hiện rõ nét sự chênh lệch hoạt độ phóng xạ so với những tổ chức lành xung quanh.
• Nếu chẩn đoán hình ảnh bằng chụp CT hoặc chụp MRI chỉ phát hiện được khối u­ bị phá hủy ở mức độ lớn thì tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ bằng máy PET thu đư­ợc hình ảnh chức năng của những tổ chức ung thư­ đặc hiệu từ giai đoạn các tế bào ung thư­ còn đang trong giai đoạn rối loạn chuyển hóa. 

Cơ chế sử dụng đồng vị phóng xạ để tạo ảnh 

Áp dụng cơ chế tập trung các dược chất phóng xạ ở những tế bào ung thư là nguyên tắc cơ bản để thu được hình ảnh khối u khi dùng máy PET. Sử dụng cơ chế này như sau:

• So với những tổ chức lành, tốc độ phát triển của khối u rất nhanh, làm tỷ lệ sử dụng những tiền thân của DNA trong khối u tăng. Bằng cách dùng đồng vị phóng xạ C-11 gắn với những tiền thân này, có thể ghi hình những nơi tập trung khối u ác tính và thể hiện vùng tăng hoạt tính phóng xạ trên hình ảnh.
• So với những tổ chức lành, tốc độ tổng hợp protein của khối u cao hơn, làm quá trình vận chuyển, sử dụng và kết hợp nhiều loại axit amin trong các tổ chức ung thư tăng lên. Bằng cách dùng đồng vị phóng xạ C-11 gắn với những axit amin này, có thể ghi hình những nơi tập trung khối u ác tính và thể hiện vùng tăng hoạt tính phóng xạ trên hình ảnh.
• So với những tổ chức lành, nhu cầu sử dụng glucose của khối u cao hơn do khối u có hiện tư­ợng phân hủy glucose kỵ khí và ­ưa khí hơn. Gắn vào những đồng vị phóng xạ 18F-FDG hoặc C-11 có thể ghi hình những nơi tập trung vùng tổn thương ác tính và thể hiện vùng tăng hoạt tính phóng xạ trên hình ảnh.
• Việc sử dụng dược chất phóng xạ nào để ghi hình là tùy vào đặc điểm và tính chất của tế bào ung thư.

Ứng dụng của tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ như thế nào?

Dùng máy PET để tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ cung cấp hình ảnh 3 chiều, có thể được cắt theo cả 3 chiều (ngang, dọc trước - sau, phải - trái) với độ dày lớp cắt khoảng từ 3 - 4mm. Máy PET có thể ghi hình toàn thân hoặc từng vùng và thường được chỉ định trong những trường hợp sau:

• Ghi hình tưới máu cơ tim hoặc ghi hình tưới máu não,...
• Phát hiện các khối u trong nhiều bệnh lý ung thư.
• Theo dõi và đánh giá kết quả của quá trình điều trị.

Ưu điểm của tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ 

Kỹ thuật ghi hình khi dùng máy PET có những ưu điểm sau:

• Trong khi chẩn đoán bằng chụp CT và MRT chỉ cung cấp hình ảnh giải phẫu thì máy PET cung cấp cả hình ảnh chức năng chuyển hóa và giải phẫu của khối u.
• Giúp phát hiện ung thư ở giai đoạn sớm nhờ có độ nhạy và độ đặc hiệu cao hơn.
• Đánh giá sớm, chính xác khả năng đáp ứng điều trị ung thư.
• Phân biệt giữa tổ chức ung thư so và các tổ chức sẹo xơ hoặc hoại tử.

Tạo ảnh bằng đồng vị phóng xạ với máy PET và SPECTkết hợp với chụp CT là một phương pháp chẩn đoán hình ảnh hiện đại cho phép phát hiện ung thư ở giai đoạn rất sớm, đồng thời giúp bác sĩ theo dõi và đánh giá khả năng đáp ứng trong và sau điều trị của người bệnh.