GIỚI THIỆU Y HỌC HẠT NHÂN

SỰ SUY GIẢM CỦA CHÙM TIA BỨC XẠ KHI ĐI QUA VẬT CHẤT • Quá trình hấp thu • Quá trình tán xạ Cường độ tia bị suy giảm khi đi qua vật chất Ɣ  sự suy giảm tuân theo hàm số mũ I x = I0 e

GIỚI THIỆU Y HỌC HẠT NHÂN

BS DƯƠNG PHỦ TRIẾT DIỄM

BV ĐHYD 1

MỤC TIÊU

1 Định nghĩa

2 Các khái niệm cơ bản

3 Đường vào của DCPX

4 Hệ ghi đo phóng xạ

5 Các kỹ thuật cơ bản

6 Đặc điểm chất đánh dấu phóng xạ

7 Nội dung chính YHHN

8 Mối liên quan của YHHN với các chuyên khoa

khác

Chẩn đoán Invitro

Bệnh nhân

Chẩn

đoán

Invivo

Điều Trị

Đồng vị

phóng

xạ

GC SPECT PET

Y HỌC HẠT NHÂN

1946 Hạt nhân phóng xạ thương mại Harwell

NGƯỜI TIÊN PHONG

Henri Becquerel Ernest Rutherford Marie Curie

NGƯỜI TIÊN PHONG

John Lawrence Hal Anger Georg Charles von Hevesy

LỊCH SỬ CHẨN ĐOÁN

1935 Đo chuyển hóa xương(P-32) Chiewitz-de Hevesy

1939 Kỹ thuật ghi, đo tuyến giáp (I-131) Hamilton et al

1948 Ghi hình tim (Na-24) Prinzmetal và cs

1956 Ghi hình thận (I-131) Taplin, Winter

1957 Xạ hình gan (Au-198 colloid) Friedell và cs

1961 Xạ hình xương (Sr-85) Fleming và cs

1962 Xạ hình cơ tim (Rb-86, Cs-131) Carr và cs

1964 Xạ hình phổi Taplin và cs

LỊCH SỬ ĐIỀU TRỊ

1936 Dùng Na-24 điều trị bệnh bạch cầu Hamilton

và cs

1937 Dùng P-32 điều trị bệnh bạch cầu và Lawrence

tăng hồng cầu vô căn

1942 Dùng iode điều trị ung thư giáp di căn

1943 Điều trị di căn xương với P-32 Maxfield

LỊCH SỬ - THIẾT BỊ

1951 máy ghi hình vạch thẳng Cassen

1958 Gamma camera Hal Anger

B Cassen

NGƯỜI TIÊN PHONG

Hal Anger

H.O Anger

CHỈ ĐỊNH

- Cân nhắc chỉ định YHHN: lợi ích mà YHHN

mang lại lớn hơn tác dụng phụ mà YHHN

KHÁI NIỆM CƠ BẢN

ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ

• Nhân ở trạng thái không ổn định

• Giải phóng năng lượng thừa

• Hiện tượng phóng xạ

• Hai loai ĐVPX:

– ĐVPX thiên nhiên

– ĐVPX nhân tạo

LIÊN HỆ GIỮA Bq VỚI Ci

Đơn vị Bq Đơn vị Ci

1 GBq = 109 Bq 1 Ci = 37 GBq

1 MBq = 106 Bq 1 mCi = 37 MBq

1 kBq = 103 Bq 1 µCi = 37 kBq

ĐƠN VỊ CỦA LIỀU HẤP THU

• là tỉ số giữa năng lượng trung bình dε mà

bức xạ truyền cho vật chất trong thể tích

nguyên tố và khối lượng vật chất dm của

thể tích đó:

• D = dε /dm

• hệ SI là Gray (ký hiệu là Gy) 1 Gy = 1

J/kg

Đơn vị thường dùng trước đây là rad:

1 rad = 0,01 Gy hay 1 Gy = 100 rad

SUẤT LIỀU HẤP THU

• Suất liều hấp thụ là liều hấp thụ trong một đơn vị thời gian.

• Đơn vị suất liều hấp thụ trong hệ SI là Gy/s.

• Đơn vị khác là rad/s hay rad/h

LIỀU HẤP THU TƯƠNG ĐƯƠNG H

• Là đại lượng để đánh giá mức độ nguy hiểm của các loại bức xạ

• Bằng tích của liều hấp thụ D với hệ số chất lượng Wr

• Đơn vị của liều hấp thụ tương đương trong hệ SI là Sievert (Sv)

1 Sv = 1 Gy x Wr

• Đơn vị của liều hấp thụ tương đương ngoài hệ SI là rem 1 rem = 1 rad x Wr

1 Sv = 100 rem hay 1 rem = 0,01 Sv

LIỀU HẤP THU TƯƠNG ĐƯƠNG H

QUI LUẬT PHÂN RÃ

- Thời gian bán rã vật lý

- Thời gian bán rã sinh học

- Thời gian bán rã hiệu ứng

CÁC KIỂU PHÂN RÃ

• phân rã α

• Phân rã β-

• Phân rã β+

• Thâu đoạt electron (EC)

• Chuyển nội tại: (interne conversion)

• Quá độ đồng phân (gồm phân rã ) Ɣ

KHẢ NĂNG ĐÂM XUYÊN CỦA CÁC HẠT

TRONG MÔ

Loại hạt Mức năng lượng Khả năng đâm xuyên

(chẩn đoán)

TƯƠNG TÁC CỦA BỨC XẠ VỚI VẬT CHẤT

Hiệu ứng Comptom

TƯƠNG TÁC CỦA TIA X VÀ TIA Ɣ

Hiệu ứng

quang điện Hiệu ứng

tạo cặp

SỰ SUY GIẢM CỦA CHÙM TIA BỨC XẠ KHI ĐI

QUA VẬT CHẤT

• Quá trình hấp thu

• Quá trình tán xạ

Cường độ tia bị suy giảm khi đi qua vật chất Ɣ

 sự suy giảm tuân theo hàm số mũ

I (x) = I0 e-µx

I0 là cường độ chùm tia đi vào

I(x) là cường độ chùm tia sau khi đi qua quãng đường X trong vật chất

ĐỘ DÀY GIẢM MỘT NỮA d1/2

• Là độ dày vật chất mà cường độ chùm tia đi qua

bị suy giảm hai lần, nghĩa là còn một nữa cường

SẢN XUẤT HẠT NHÂN

PHÓNG XẠ

SẢN XUẤT HẠT NHÂN

PHÓNG XẠ

Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt (Reactor )

Máy gia tốc vòng

(cyclotron)

SẢN XUẤT HẠT NHÂN

PHÓNG XẠ

HẠT NHÂN PHÓNG XẠ TỪ

GENERATOR

ĐỒNG VỊ ĐƯỢC SẢN XUẤT TỪ

CYCLOTRON

ĐVPX phổ biến nhất là 18F trong 18F-FDG

LỰA CHỌN ĐVPX

• T1/2 ngắn để giảm liều bức xạ cho bệnh nhân

• Được hấp thụ hoàn toàn, nhanh chóng và chỉ riêng tại mô cần khảo sát

• Sau khi khảo sát xong , nhanh chóng được đào thải.

• Bức xạ phát ra dễ dàng ghi đo

CƠ CHẾ HẤP THU

1. Vận chuyển chủ động (active transport)xạ hình tuyến giáp (thyroid scan)

2. Tắc mao mạch (capillary blockage)xạ hình phổi (lung scan)

3. Thực bào (phagocytosis)xạ hình gan (liver scan)

4. Tính chất hóa học đặc thù của ĐVPX đối với từng cơ quan(the localization of materials to

an anatomical compartment)xạ hình ống tiêu hóa (gastrointestinal scan), xạ hình xương (bone scan), xạ hình thận (renal scan)

5. Trao đổi khuếch tán (exchange difusion)xạ hình tưới máu cơ tim (myocardioperfusion

scan)

ĐƯỜNG VÀO CỦA DCPX

1 Tiêm tĩnh mạch:

– DCPX được tiêm vào tĩnh mạch

– Ví dụ: Tc-99m MDP trong xạ hình xương.

2 Tiêm dưới da:

– DCPX được tiêm vào dưới da.

– Phương pháp này dùng trong ghi hình hệ thống Lympho.

3 Tiêm trong bao hoạt dịch:

ĐƯỜNG VÀO CỦA DCPX

4 Dạng hít:

– Một số DCPX và ĐVPX được bệnh nhân hít vào, điển hình trong đánh giá chức năng phổi dùng Krypton-81m và

acrosole chứa Tc-99m.

5 Đường tiêu hoá:

– Có thể đưa DCPX qua đường miệng

– Ví dụ Tc-99m được cho vào trứng ghi hình dạ dày.

6 Tiêm vào khoang dưới nhện: ghi hình dịch não tuỷ.

CÁC KỸ THUẬT CƠ BẢN

1. Kỹ thuật đánh dấu phóng xạ

Nguyên tắc:

- ĐVPX chịu mọi quá trình sinh lý và sinh hóa như

nhau trong cơ thể sống

- Khối lượng chất đánh dấu nhỏ

- Kỹ thuật không xâm lấn

- Liều chiếu nhỏ

CÁC KỸ THUẬT CƠ BẢN (tt)

2 Kỹ thuật dùng nguồn chiếu xạ để chẩn đoán và điều trị

- kỹ thuật kích hoạt bằng nơtronđịnh lượng yếu tố vi, đa lượng

- tác dụng diệt tế bào của bức xạ ion hóa điều trị

NỘI DUNG CỦA YHHN

1. Thăm dò chức năng tế bào, mô, cơ quan hay hệ thống cơ thể

2. Ghi hình phóng xạ

3. Định lượng bằng kỹ thuật miễn dịch phóng xạ (RIA, IRMA)

4. Điều trị bằng bức xạ ion hóa

– Điều trị chiếu ngoài

– Điều trị áp sát

– Điều trị bằng nguồn hở

NGUYÊN TẮC CHẨN ĐOÁN

BẰNG ĐVPX

• Đưa loại ĐVPX hay hợp chất có gắn ĐVPX thích hợp vào cơ thể bệnh nhântập trung đặc hiệu tại cơ quan cần khảo sát

• Máy xạ hình ghi nhận thông tin dưới dạng xung, đồ thị hay hình ảnh:

– ống đếm bên ngoài cơ thể

– Scanner  xạ hình vạch thẳng

– Gamma camera

– SPECT

– PET

XẠ HÌNH XƯƠNG

BONE SCAN

- Sự hấp thu 99mTc MDP của xương phản ánh chuyển hóa của xương cũng như lưu

lượng máu đến xương, cho phép đánh giá chức năng của xương

- Bất kỳ sự thay đổi trong chuyển hóa ở xương có thể giúp phát hiện tổn thương xương

như:

• Di căn xương.

• U xương lành tính hay ác tính.

• Chấn thương xương.

- Ghi hình xương 3 pha cần thiết trong bệnh lý viêm xương tủy xương (osteomelitis)

- Xạ hình xương cũng giúp theo dõi những rối loạn khác của xương như bệnh Paget

XẠ HÌNH XƯƠNG

Xạ hình xương bình thường Bệnh lý

XẠ HÌNH PHỔI LUNG SCAN

1 Tưới máu phổi (Lung perfusion):

- Một sự thuyên tắc tương ứng của

giường mao mạch phổi trên hình phản ảnh sự tưới máu phổi.Hình ảnh này giúp chẩn đoán thuyên tắc phổi (pulmonary emboli).

- Tiêm IV 100 MBq Tc99m MAA Ghi hình ngay sau tiêm

2 Xạ hình thông khí phổi (Ventilation studies):

- Phản ảnh thông khí vùng hay phân thùy phổi Giải thích hình ảnh cần kết hợp với xạ hình tưới máu

phổi giúp chẩn đoán phân biệt có thuyên tắc phổi hay không.

XẠ HÌNH PHỔI

XẠ HÌNH TUYẾN GIÁP

DƯỢC CHẤT PHÓNG XẠ DÙNG TRONG XẠ HÌNH TUYẾN GIÁP

99mTc Generator 6h 140KeV

123I Cyclotron 13.3h 159KeV

131I Reactor 8.1d 364KeV

132I Generator 2.3h 670KeV

760KeV

CHỈ ĐỊNH XẠ HÌNH TUYẾN GIÁP

• Đánh giá chức năng tuyến giáp (bình giáp, cường giáp, nhược giáp)

• Đánh giá chức năng nhân giáp (nhân lạnh, nhân nóng, nhân ấm)

• Xác định tuyến giáp lạc chỗ

• Đánh giá trước và sau điều trị ung thư tuyến giáp

XẠ HÌNH TUYẾN GIÁP

Viêm giáp bình thường cường giáp

XẠ HÌNH TUYẾN GIÁP

Nhân nóng nhân lạnh đa nhân

XẠ HÌNH TUYẾN GIÁP

Tuyến giáp lạc chỗ ở đáy lưỡi (Ectopic Lingual Thyroid)

XẠ HÌNH TUYẾN GIÁP

Vị trí bình thường

TG sau xương ức

XẠ HÌNH THẬN ( 99m Tc-DTPA)

XẠ HÌNH THẬN ( 99m Tc-DMSA)

XẠ HÌNH TƯỚI MÁU CƠ TIM

STRESS REST

XẠ HÌNH TƯỚI MÁU CƠ TIM QUA CỔNG ĐIỆN TIM (ECG-GATED MYOCARDIAL

PERFUSION)

XẠ HÌNH TƯỚI MÁU NÃO CEREBRAL BLOODFLOW

99mTc HMPAO được giữ lại trong não

tỉ lệ với tưới máu não vùng.

XẠ HÌNH TƯỚI MÁU NÃO

CEREBRAL BLOODFLOW

Bình thường Bệnh sa sút trí tuệ

( Alzheimers disease)

PET Positron Emission Tomography

Máy PET trong những năm đầu sản xuất

PET Positron Emission Tomography

Stanley Livingstone and

Ernest Lawrence with their 8

MeV cyclotron (1935)

CYCLOTRONS IN HOSPITALS

F18-FDG

FDG TRONG TIM MẠCH

FDG TRONG UNG BỨU

FDG TRONG BỆNH LÝ

THẦN KINH

Bệnh Alzheimers Bình thường

AN TOÀN BỨC XẠ

PHƯƠNG PHÁP KIỂM SOÁT LIỀU BỨC XẠ

LẬP KẾ HOẠCH (PLAN),

KIỂM SOÁT (CONTROL),

THỜI GIAN (TIME),

KHOẢNG CÁCH(DISTANCE),

VÀ CHE CHẮN (SHIELDING)

Plan: thiết lập chương trình kiểm soát an toàn để giảm liều

chiếu càng thấp càng tốt (As Low As Reasonably Achievable) (ALARA).

Control: dùng dụng cụ thích hợp và thiết bị an toàn, theo dõi

thường xuyên

PHƯƠNG PHÁP KIỂM SOÁT LIỀU BỨC XẠ

Liều hấp thụ = Liều chiếu x thời gian

 giảm tối đa thời gian thao tác bằng tay hoặc tiếp xúc nguồn bức xạ

Distance: tăng khoảng cách tiếp xúc nguồn bức xạ bằng cách dùng

dụng cụ hổ trợ sẽ giảm liều nhận được do liều hấp thu sẽ giảm theo hàm

mũ của khoảng cách từ nguồn điểm

PHƯƠNG PHÁP KIỂM SOÁT LIỀU BỨC XẠ

Shielding: bức xạ sẽ bị hấp thụ bởi vật liệu che chắn giữa nguồn bức xạ và người

PHƯƠNG PHÁP KIỂM SOÁT LIỀU BỨC XẠ

LIỀU CHIẾU TRONG YHHN

Liều chiếu trong

Qua đường ăn hoặc hít DCPX

Liều chiếu ngoài

Ống tiêm, bệnh nhân.

CHE CHẮN

CHE CHẮN

KHẢ NĂNG ĐÂM XUYÊN CỦA BỨC XẠ

CHẤT THẢI PHÓNG XẠ

VAI TRÒ CỦA YHHN

Đóng góp vào chẩn đoán và điều trị của hầu hết các chuyên khoa của y học: