Trong chẩn đoán bệnh, hiện nay nhiều kỹ thuật ghi hình bằng máy SPECT Single Photon Emission Computed Tomography - chụp cắt lớp bằng bức xạ đơn photon, SPECT-CT, PET Positron Emission To
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA Y - DƯỢC
BỘ MÔN KỸ THUẬT Y HỌC
BÀI TẬP HỌC KỲ MÔN: Y HỌC HẠT NHÂN
KỸ THUẬT Y HỌC HẠT NHÂN CHẨN ĐOÁN BỆNH
CỦA NÃO
Giảng viên hướng dẫn: GS.TSKH.Phan Sỹ An
ThS.Bs.Doãn Văn Ngọc
Nguyễn Thị Thu Giang Dương Thị Hường Nguyễn Huyền Trang Phạm Khắc Cương Đặng Văn Hà
Trang 2MỤC LỤC
I ĐẶT VẤN ĐỀ 1
II NỘI DUNG 2
1 Nguyên lý kĩ thuật và dược chất phóng xạ của ghi hình não 2
1.1 Nguyên lý 2
1.2 Dược chất phóng xạ (DCPX) 2
2 Các thiết bị ghi hình và ưu điểm của chúng 3
2.1 Chỉ định, chống chỉ định của SPECT, SPECT/CT não 6
2.2 Chỉ định, chống chỉ định PET, PET/CT não 7
3 Ứng dụng của YHHN trong chẩn đoán một số trường hợp bệnh lý của não 7
3.1 Xạ hình tưới mãu não 7
3.2 U não 10
3.3 Ghi hình não trong bệnh động kinh và sa sút trí tuệ 14
3.4 Xạ hình xác định chết não 18
III KẾT LUẬN 20
TÀI LIỆU THAM KHẢO 21
Trang 3I ĐẶT VẤN ĐỀ
Y học hạt nhân là một chuyên ngành mới của Y học bao gồm việc sử dụng các đồng vị phóng xạ kể các nguồn phóng xạ hở để chẩn đoán, điều trị bệnh và nghiên cứu y học [1]
Năm 1951, thuật ngữ y học hạt nhân được dùng lần đầu tiên bởi tiến sĩ Marshall Brucer tại Trường Đại học Oak Ridge, Mỹ [2] Dù đã được sử dụng sau nhiều năm, nhưng đến nay y học hạt nhân vẫn còn được xem là một ngành mới trong y học do chưa thật sự được phổ cập
Hiện nay, chuyên ngành Y học hạt nhân đã có những đóng góp to lớn cho việc chẩn đoán bệnh nói chung Nhiều kỹ thuật chẩn đoán bằng đồng vị phóng
xạ đã và đang được áp dụng rất có hiệu quả ở các bệnh viện trên thế giới [1] Trong chẩn đoán bệnh, hiện nay nhiều kỹ thuật ghi hình bằng máy SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography - chụp cắt lớp bằng bức xạ đơn photon), SPECT-CT, PET (Positron Emission Tomography - chụp cắt lớp bằng bức xạ positron) và PET-CT đã cho những hình ảnh rõ nét và chính xác của các tạng và các bộ phận trong cơ thể Ưu điểm so với phương pháp CT-scan, MRI (cộng hưởng từ) hay siêu âm, là kỹ thuật ghi hình y học hạt nhân có thể đánh giá được mức độ chuyển hóa, hoạt động chức năng của các tế bào trong một cơ quan, vì vậy chúng được sử dụng như phương pháp ghi hình chuyển hóa hay ghi hình chức năng hay ghi hình ở mức độ phân tử [4]
Trước kia, để chẩn đoán các bệnh của não còn gặp nhiều khó khăn Lịch sử của việc sử dụng và ứng dụng các đồng vị phóng xạ trong nghiên cứu, chẩn đoán các bệnh của não đã trải qua một thời gian khá dài Phương pháp y học hạt nhân có thể chẩn đoán được nhiều thể bệnh ở não như u não, động kinh, tuần hoàn não, bệnh Parkinson… Ghi hình não bằng các đồng vị phóng xạ với ưu điểm là không nguy hiểm, dễ thực hiện, phát hiện bệnh sớm nên đóng vai trò quan trọng trong chẩn đoán bệnh não hiện nay Có thể nói rằng, Y học hạt nhân
đã mang lại những bước tiến, giá trị to lớn trong chẩn đoán bệnh não
Trang 41.2 Dược chất phóng xạ (DCPX) [3],[6]
1.2.1 DCPX dùng cho ghi hình não với máy Gamma camera và SPECT
+ DCPX không thâm nhập hàng rào máu não
- 99mTc –pertechnetate: E =140 keV; T1/2 = 6h; liều dùng 15-20 mCi Chất phóng xạ sẽ tập trung vào đám rối mạch và vì vậy phải phong bế bằng cách cho uống potassium perchlorate (0,75-1g) trong vòng một giờ kể từ khi tiêm DCPX (có tài liệu cho rằng nên uống ngay trước khi tiêm DCPX)
- 99mTc- DTPA: ghi hình tối ưu lúc 0,5 - 1h sau khi tiêm
- 99mTc-glucoheptonate (GHA): ghi hình tối ưu lúc 1-4h sau khi tiêm
- 67Ga citrate: E = 92; 187; 296; 388 keV; T1/2 = 78h; liều dùng 3-6 mCi; ghi hình tối ưu: sau 24-72h, dùng trong trường hợp nghi viêm
- 67Tl chloride: E = 80; 135; 167 keV; T1/2 = 73h; liều dùng: 2-3 mCi; ghi hình: ngay sau khi tiêm, dùng để phát hiện di căn ung thư Chất này có thể hiện hình các ung thư gần xương và ở vùng nền sọ mà đôi khi CT khó phân biệt
Trang 5- 99mTc phosphonate (MDP, HDP): liều dùng 15-20 mCi, ghi hình lúc 0,5-1h sau khi tiêm, dùng để chẩn đoán nhồi máu
+ DCPX thâm nhập được vào hàng rào máu não
- 133Xe: thể khí, E = 81 keV; T1/2 = 127h; liều 0,5 - 10 mCi; ghi hình ngay sau khi đưa vào, dùng để nghiên cứu dòng máu não từng vùng (regional cerebral blood flow - rCBF)
- 123I- iodoamphetamine (IMP) và 123I- HIPDM: E =159 keV; T1/2
=13,3h; liều dùng: 3-5 mCi; ghi hình tối ưu: 0,5 - 1h sau khi tiêm
- 99mTc- HMPAO (hexamethylpropyleneamine oxime): liều dùng 20 mCi, ghi hình: 0,25-3h
- 99mTc-N, N'-1,2-ethylenediylbis-L-cysteine diethylester (ECD), còn có tên là ethyl cysteinate dimer: liều dùng 30 mCi, ghi hình 0,25 - 3h sau khi tiêm 1.2.2 DCPX dùng cho ghi hình não bằng máy PET
Sử dụng các đồng vị phóng xạ phát ra bức xạ positron có đời sống ngắn như 11
C, 13N, 15O, 18F… Cần có các Cyclotron để sản xuất các đồng vị phóng
xạ này
1.2.3 Trong ghi hình khối u: thường sử dụng DCPX là FDG
2 Các thiết bị ghi hình và ưu điểm của chúng
Để ghi hình não ngoài máy scanner ( ghi hình tĩnh) người ta còn dùng máy Gamma camera, SPECT, PET, PET/CT hoặc SPECT/CT
Trang 6cơ sở để tái tạo hình ảnh tổn thương trong cơ thể Các dược chất phóng xạ này
Trang 7sẽ tập trung đặc hiệu vào cơ quan cần nghiên cứu ở mức độ tế bào, mức độ phân
tử và hình ảnh thu được mang đậm hình ảnh chức năng hơn là hình ảnh cấu trúc giải phẫu Do vậy cho phép phát hiện sớm các tổn thương bệnh lý và di căn ung thư, kể cả những tổn thương rất nhỏ [7] Máy SPECT, PET có thể phát hiện sớm các tổn thương hơn các thiết bị chẩn đoán hình ảnh khác như siêu âm, CT, MRI Tuy nhiên việc phát hiện sớm các tổn thương (độ nhạy của máy) không đồng nghĩa với việc chẩn đoán ngay đó là ung thư hay không, chỉ một số tổn thương phát hiện được tế bào ung thư nhưng là cơ sở quan trọng để tìm ra bệnh sớm [7]
Máy xạ hình SPECT, PET đặc biệt có giá trị trong việc phát hiện sớm các tổn thương và phát hiện các tổn thương do di căn ung thư, cũng như đánh giá hiệu quả điều trị của các phương pháp điều trị, đánh giá tiên lượng, phân loại giai đoạn từ đó giúp thầy thuốc có được chẩn đoán đúng và đề ra phương pháp điều trị đúng [1], [7]
Máy SPECT, PET giúp chúng ta phát hiện các tổn thương ở giai đoạn rất sớm so với các thiết bị chẩn đoán hình ảnh khác như CT, MRI nhưng hình ảnh không sắc nét vì đó là hình ảnh chức năng nhiều hơn là hình ảnh cấu trúc giải phẫu và khó định khu vị trí tổn thương Trong khi đó các hình ảnh thu được trên máy CT, MRI mặc dù các tổn thương phải đủ lớn mắt chúng ta mới phát hiện được nhưng hình ảnh cấu trúc giải phẫu lại rất sắc nét rõ ràng Chính vì vậy người ta đã phối hợp ưu điểm của hai kỹ thuật trên vào cùng một máy để tận dụng ưu thế của chúng Đó là máy SPECT/CT và PET/CT Hình ảnh thu được
sẽ có đồng thời hình ảnh tổn thương sớm với định khu giải phẫu rõ ràng [9] Ghi hình khối u bằng đồng vị phóng xạ mang lại giá trị rất lớn trong chẩn đoán một số bệnh về não Khi ghi hình FDG-PET lần đầu tiên giới thiệu đã được ghi nhận là một kĩ thuật rất nhạy trong phát hiện các loại u neuron đệm trong não có độ ác tính cao với tỷ lệ chính xác chung khoảng 90-95% Thêm vào đó mức độ hấp thụ FDG trong các tế bào khối u có liên quan chặt chẽ trực tiếp với
Trang 8độ ác tính được khẳng định trên mô bệnh học Dùng FDG để xác định mức chuyển hóa glucose khối u là một khía cạnh rất quan trọng trong đánh giá khối u não, đặc biệt trong đánh giá bệnh nhân sau điều trị FDG-PET cũng là một kĩ thuật hữu ích để phân biệt những tổn thương u hoại tử do tia xạ sau điều trị với khối u còn tồn tại hoặc u tái phát trong trường hợp MRI không thể phân biệt được hoặc còn nghi ngờ Tuy nhiên phương pháp này ít chính xác trong việc xác định những khối u có độ ác tính thấp trên mô bệnh học Nguyên nhân là do nồng
độ FDG tập trung cao trong chất xám và ở vùng mô não bình thường xung quanh khối u Chụp FDG-PET 6-8 tuần sau khi kết thúc điều trị và thực hiện ghi hình vào nhiều thời điểm khác nhau sau khi tiêm FDG có thể làm tăng độ chính xác trong phát hiện khối u [8]
2.1 Chỉ định, chống chỉ định của SPECT, SPECT/CT não [7]
2.1.1 Chỉ định
- Đánh giá các tai biến mạch máu não như: xuất huyết, nhồi máu,
- Đánh giá tình trạng thiếu máu não, vị trí và tiên lượng trong thiếu máu não
- Đánh giá các rối loạn tâm-thần kinh như: Alzheimer, mất trí nhớ, thay đổi hành vi, sa sút trí tuệ, tâm thần phân liệt
- Đánh giá các cơn động kinh (cơn toàn bộ và cơn cục bộ)
- Đánh giá tổn thương trong các bệnh viêm não vius, viêm mạch máu, bệnh não do HIV
- Đánh giá tình trạng tưới máu não trong chấn thương não để cung cấp thông tin tiên lượng
- Đánh giá chết não
- Xác định và định vị các khối u não tái phát, đặc biệt với kỹ thuật ghi hình
2 đồng vị 99mTc-HMPAO và 201 Tl có thể đánh giá khối u đang tiến triển (tumor viability study)
2.1.2 Chống chỉ định
Trang 9- Phụ nữ có thai hoặc đang cho con bú
- Người bệnh mẫn cảm với thành phần của thuốc phóng xạ
- Người bệnh đang trong tình trạng kích thích hay không hợp tác (không giữ được đầu ở vị trí cố định)
- Người bệnh chưa chuẩn bị hoặc đã uống những thuốc ảnh hưởng đến kết quả xạ hình
2.2 Chỉ định, chống chỉ định PET, PET/CT não [8]
- Đánh giá trong bệnh rối loạn tâm thần
- Đánh giá tưới máu não
- Phát hiện tổn thương não gây động kinh
- Chẩn đoán u não nguyên phát và di căn ung thư vào não
3.1 Xạ hình tưới mãu não
Xạ hình tưới máu não là kỹ thuật chẩn đoán không xâm lấn, cung cấp thông tin về tình trạng tưới máu và chuyển hóa của nhu mô não Xạ hình tưới máu não được chỉ định để xác định tình trạng bệnh lý khi những triệu chứng tâm thần-
Trang 10thần kinh không thể giải thích được bằng hình ảnh cấu trúc Ngoài ra, XHTMN còn giúp theo dõi sự thay đổi của các tổn thương do tai biến mạch máu não theo thời gian SPECT và PET có thể phát hiện tốt hơn CT và MRI các thiếu máu cục
bộ trong những giờ đầu sau khi bị đột quỵ 8 giờ sau bị nhồi máu chỉ có 20% dương tính trên CT trong khi đó tỉ lệ này là 90% trên SPECT [3]
3.1.1 PET
PET là một công cụ chẩn đoán không xâm lấn, cung cấp hình ảnh chụp cắt lớp về các phương diện khác nhau của huyết động não, bao gồm các khu vực tưới máu não, lưu lượng máu não, và các hình ảnh chuyển hóa động học bên trong tế bào
Hình 3: Hình ảnh xạ hình tưới máu não trước và sau phẫu thuật [10]
3.1.1.2 Ứng dụng lâm sàng [10]
PET được dùng trong chẩn đoán một số bệnh mạn tính:
- Rối loạn mạch máu não mạn tính
Trang 113.1.2.1 Kết quả
Kết quả thu được bản đồ tưới máu não, cho thấy hình ảnh tưới máu não bình thường (hấp thu chất phóng xạ đều) hoặc mô tả vị trí những vùng tưới máu bất thường (không hấp thu chất phóng xạ, giảm hấp thu hoặc tăng hấp thu chất phóng xạ) [3]
Hình 4: Xạ hình não bằng SPECT ở bệnh nhân có ổ động kinh (tăng hấp thu
chất phóng xạ)[10]
3.1.2.2 Ứng dụng lâm sàng [10]
Xạ hình tưới máu não bằng SPECT được chỉ định trong cả bệnh cấp tính và mạn tính
Trang 12- Đột quỵ cấp: cung cấp thông tin chẩn đoán, biến chứng, định hướng điều trị
- Bệnh mạch máu não mạn tính: đánh giá tình trạng, chức năng mạch máu, chỉ định phẫu thuật
- Bệnh động kinh cục bộ: chẩn đoán vị trí chính xác cho phẫu thuật
- Chẩn đoán sớm ở bệnh nhân chấn thương đầu, rối loạn tâm thần (trầm cảm nặng, stress sau chấn thương đầu, tâm thần phân liệt…), phân biệt với bệnh mất trí nhớ
Về tần suất người ta cho rằng cứ 20.000 người dân trên thế giới thì có một người bị u não Ở Mỹ, theo công bố của Kiegsfield, u não tính chung trong mọi lứa tuổi là 4,2 - 5,4/100.000 dân trong 1 năm U não so với các u trong cơ thể
chiếm 5,8% [15]
3.2.1.2 Phân loại [15]
Theo Tổ chức y tế thế giới (WHO) 2007, u của hệ thần kinh trung ương có
7 loại dưới đây:
- U biểu mô thần kinh (neuroepithelial tissue)
- U của dây thần kinh sọ và thần kinh ngoại biên (crainial and paraspinal nerves)
- U màng não (meninges)
- Ung thư hạch và tế bào tạo máu (lymphoma and hematopoietic)
Trang 13- U tế bào mầm (germ cell tumor)
- U vùng hố yên (tumor of the sellar region)
- U di căn não, tủy sống
3.2.2 Đại cương về chẩn đoán u não bằng phương pháp y học hạt nhân
Nhờ sự tiến bô của khoa học kỹ thuật về các phương pháp chẩn đoán như chụp cắt lớp vi tính và công hưởng từ, chụp cắt lớp bức xạ đơn photon (SPECT), chụp cắt lớp bằng bức xạ positron (PET), việc chẩn đoán u não nói chung đã có
nhiều thuận lợi [16]
Các phương tiện chẩn đoán hiện đại không những cho phép xác định chính xác vị trí, kích thước khối u, mức đô xâm lấn, tình trạng chèn ép não mà còn tiên đoán bước đầu mô bệnh học u thần kinh đệm, giúp cho các nhà lâm
sàng đề ra chiến lược điều trị hợp lý hơn [17]
Năm 1943 Sorsby, Wright và Elkeles đã tiêm cho một bệnh nhân u não trước khi mổ một chất màu huỳnh quang Sau khi mở hộp sọ vùng bị ung thư
sáng rực lên, khác hẳn vùng não lành xung quanh [18]
Năm 1965, Edwards và Hayes đã dùng 67
Ga – citrat, một chất có xu
hướng xâm nhập khối u để chẩn đoán các khối u não [18]
3.2.2.1 Một số hình ảnh chẩn đoán một số bệnh của U não bằng y học hạt nhân
3.2.2.1.1 U màng não (meningioma) [18]
U màng não phát triển theo bề mặt của màng não và có thể xâm lấn vào bên trong nhu mô não Nếu là u màng não thì phóng xạ thâm nhập nhập vào khối u tăng theo thời gian còn nếu là u máu thì ghi hình tĩnh sẽ thấy một hình ảnh bình thường Với u màng não, xạ hình dương tính trong hơn 90% trường hợp
Ghi hình não giúp ta xác định được vị trí tổn thương, mức độ tập trung hoạt độ phóng xạ Hình dạng tổn thương u màng não điển hình bình thường là vùng bắt hoạt độ phóng xạ rất cao (rất nóng) đồng đều, tròn, đường viền ít gồ
Trang 14ghề, thường ở vùng vòm hoặc mặt nền của não và thường liên quan tới hệ tĩnh mạch ở đó
Hình 5:Hình ảnh PET/CT U màng não [19]
3.2.2.1.2 U tế bào thần kinh đệm ít gai (Oligodendroglioma)
U tế bào thần kinh đệm ít gai thường xảy ra chủ yếu ở người lớn (9,4% của tất cả các bộ não chính và các khối u hệ thống thần kinh trung ương) nhưng cũng được tìm thấy ở trẻ em (4% của tất cả các khối u não nguyên phát) [20]
Độ tuổi trung bình lúc chẩn đoán là 35 năm
Hình 6: Hình ảnh SPECT và MRI U tế bào thần kinh đệm ít gai [21]
3.2.2.1.3 Các u ác tính
Ở bên trong não thường có nhiều điểm, nhiều vùng tập trung hoạt độ phóng
xạ và phân bố không đồng đều, đường viền không đều, không rõ, lồi lõm
Trang 15Nguyên nhân là do khối u phát triển sâu vào mô não, trong khối u có vùng hoại
tử và các khoang rỗng các u não ác tính thường nằm sâu trong não
Hình 7: Hình ảnh SPECT não bình thường (a) và khối u não (b) với 99m Tc [22]
3.2.2.2 PET/CT chẩn đoán khối u với 18 FDG
3.2.2.2.1 Nguyên lý [23]:
Não sử dụng glucose để cung cấp năng lượng, glucose đi vào các nơron thần kinh và các tế bào hình sao và chuyển hoá qua quá trình phosphoryl hoá thông qua hexokinase Quá trình giải phóng năng lượng xảy ra tại các synnap thần kinh thông qua con đường tricacbonxylic axit yêu cầu oxy và sinh năng lượng ATP cao (aerobic glycolysis) Con đường này là rất hiệu quả nhưng có thể không đáp ứng kịp thời nhu cầu năng lượng trong não hoạt động Ngược lại tế bào hình sao chủ yếu sử dụng glucose qua con đường kỵ khí, cung cấp năng lượng thấp hơn nhưng tốc độ nhanh hơn đáp ứng nhu cầu năng lượng của các tế bào đệm Sự chuyển hoá glucose của các tế bào thần kinh phản ánh chặt chẽ chức năng của các tế bào thần kinh khi nghỉ cũng như khi hoạt động Gắn glucose với 18F ílouorine cho phép định lượng hoặc bán định lượng quá trình trao đổi chất tại các khớp nối tế bào thần kinh Chất xám thần kinh sử dụng 40-
60 mmol glucose/100gram mô não, chất trắng sử dụng glucose bằng 25-30% so
