Ngày nay, việc ứng dụng năng lượng từ bức xạ hạt nhân nguyên tử vào y khoa (Chuyên ngành Y học hạt nhân) đã góp một phần ý nghĩa trong chẩn đoán và điều trị một số bệnh lý nói chung và đặc biệt là trong ung thư nói riêng. Nội dung chính của bài viết phần này sẽ giới thiệu cho bạn đọc những thông tin cơ bản về vai trò của Y học hạt nhân trong ung thư, hay nói cách khác là về việc chẩn đoán ung thư bằng đồng vị phóng xạ.
1. Đồng vị phóng xạ là gì?
Đồng vị là nguyên tử của cùng một nguyên tố hóa học mà hạt nhân nguyên tử của chúng có số proton bằng nhau nhưng khác nhau về số neutron (nơ-tron).Ví dụ: nguyên tố Hydro (H) có 3 đồng vị tự nhiên là Protium, Deuterium và Tritium. Hạt nhân nguyên tử của chúng đều có 1 proton nhưng số nơ-tron lần lượt là 0, 1 và 2.
Đồng vị phóng xạ là đồng vị của một nguyên tố hóa học mà hạt nhân nguyên tử của nguyên tố đó ở trạng thái không ổn định nên sẽ phân rã phát ra các bức xạ ion hóa để trở thành trạng thái ổn định. Các bức xạ này có thể bao gồm các tia alpha, beta hoặc gamma tùy vào đồng vị phóng xạ được sử dụng . Do bản chất xuyên thấu vật chất của các tia này khác nhau (mức độ xuyên thấu tăng dần theo thứ tự: alpha, beta, gamma) nên việc ứng dụng chúng trong chẩn đoán cũng như điều trị là khác nhau. Theo đó, tia alpha và tia beta được dùng trong điều trị và tia gamma chủ yếu được dùng trong chẩn đoán (có thể ứng dụng trong điều trị như xạ phẫu gamma knife).
2. Chẩn đoán ung thư bằng đồng vị phóng xạ
Chẩn đoán các bệnh lý nói chung và chẩn đoán ung thư bằng đồng vị phóng xạ được ứng dụng dưới hình thức ghi hình, hay thường được gọi là xạ hình.
Đầu tiên, đồng vị phóng xạ phải được gắn kết vào một chất hóa học hoặc chất sinh học để tạo thành thuốc phóng xạ.
Thuốc phóng xạ được đưa vào cơ thể bằng đường uống hoặc đường tiêm, tùy vào mỗi loại thuốc mà sẽ đến cơ quan đích khác nhau (Bảng 1 – Phụ lục). Tại đây, các đồng vị phóng xạ sẽ phát ra bức xạ gamma và bức xạ này sẽ được ghi nhận lại bằng đầu dò (detector) của máy gamma camera, máy SPECT, SPECT/CT hoặc máy PET, PET/CT được đặt bên ngoài cơ thể. Sau đó, các tín hiệu bức xạ ghi nhận trên đầu dò tiếp tục được hệ thống máy tính xử lý và chuyển thành tín hiệu hình ảnh.
Thuốc phóng xạ sau khi kiểm tra chất lượng sẽ được sử dụng ngay, do thời gian bán rã của thuốc được tính theo thời gian bán rã của đồng vị phóng xạ gắn kết.
Thời gian sử dụng của thuốc (thời gian bán rã của thuốc) có thể được tính bằng phút như các thuốc có đồng vị phóng xạ C-11, N13, O-15 hoặc bằng giờ như thuốc có gắn với đồng vị phóng xạ Tc-99m hoặc F-18 (thông thường <8h). Nếu để càng lâu, thuốc sẽ bị bán rã và bị ly giải phóng xạ gắn kết nên sẽ không còn tinh khiết như mong đợi.
PET/CT là gì?
PET/CT (Positron Emission Tomography / Computed Tomography) là sự kết hợp giữa kỹ thuật xạ hình cắt lớp positron (Positron Emission Tomography: PET) và kỹ thuật chụp cắt lớp điện toán (Computed Tomography: CT). PET/CT cung cấp thông tin về mức độ chuyển hóa, hoạt động chức năng của tế bào hay mô cơ quan bên trong cơ thể. Nhờ vậy giúp ích cho việc chẩn đoán và theo dõi nhiều bệnh lý khác nhau (ung bướu, thần kinh, tim mạch), đặc biệt là trong lĩnh vực ung bướu.
Thuốc phóng xạ thường được dùng trong PET/CT (Bảng 2 – Phụ lục) là F-18 Fluorodeoxyglucose (FDG) (đường glucose kết hợp với đồng vị phóng xạ Fluorine-18 (F-18), là một chất tương tự glucose). F-18 là đồng vị phóng xạ phát ra hạt Positron.
Sau khi thuốc vào cơ thể, các hạt positron này sẽ kết hợp với các electron trong mô tạo nên sự hủy cặp positron-electron, từ đó phát ra 2 tia gamma theo hai hướng đối nghịch nhau (1). Các tia gamma này sẽ được hệ thống đầu dò ghi nhận lại (2), sau đó thông tin được chuyển đến hệ thống máy tính để xử lý (3) và biến đổi thành tín hiệu hình ảnh (4).
Kĩ thụât ghi hình PET có nhựơc điểm là khó xác định được vị trí giải phẫu chính xác của tổn thương, ví dụ như tổn thương ở ranh giới các phân thùy trong một cơ quan hay ở vùng tiếp giáp giữa các cơ quan. Vì vậy, kết hợp thêm CT vào PET tạo thành một hệ thống máy PET/CT sẽ thuận lợi hơn cho việc xác định vị trí tổn thương. .
Vai trò của PET/CT trong ung bướu:
Hỗ trợ cho chẩn đoán xác định bản chất khối u là lành hay ác.
Xác định vị trí di căn/giai đoạn bệnh.
Đánh giá khả năng đáp ứng với điều trị.
Đánh giá tái phát sau điều trị.
Tiên lượng bệnh.
Người bệnh nên chuẩn bị gì?
Báo cho bác sĩ nếu bạn đang có thai hoặc nghi ngờ có thai.
Nhịn đói tối thiểu 4-6 giờ trước ghi hình.
Nên thực hiện chế độ ăn ít chất bột đường, nhiều protein và chất béo trong tối thiểu 24 giờ trước ghi hình để mức độ hấp thu glucose ở tế bào được tối ưu, đồng thời giảm hấp thu glucose ở cơ tim.
Không nên uống cà phê, hút thuốc lá hay sử dụng bia rượu trong vòng 24 giờ trước ghi hình.
Không vận động thể lực nặng hay tập thể dục trong ngày ghi hình.
Không nói chuyện tối thiểu 5 phút trước và 20 phút sau khi tiêm thuốc để giảm mức độ hấp thu ở các cơ vùng thanh quản.
Sau khi được tiêm thuốc phóng xạ, người bệnh cần lưu ý điều gì?
Cần nghỉ ngơi khoảng 1 giờ trong phòng yên tĩnh với ánh sáng mờ, không nghe nhạc, không xem thông tin trên web, không nói chuyện, … để giảm lượng xạ tập trung vào các mô lành.
Đi tiểu tại phòng vệ sinh dành riêng trước khi ghi hình PET/CT để thuốc phóng xạ được bài xuất ra khỏi bàng quang, nhằm tránh ảnh hưởng của bức xạ lên bàng quang và các cơ quan lân cận.
Sau khi chụp PET/CT nên đi tiểu trước khi ra khỏi khu vực ghi hình.
Trong vòng 6 giờ sau khi ghi hình PET/CT, cần giữ khoảng cách tiếp xúc trên 1 mét đối với trẻ em và phụ nữ mang thai. Bệnh nhân trong giai đoạn cho con bú phải ngưng cho em bé bú sữa mẹ trong vòng 24 giờ.
2. Xạ hình xương (Bone scan, Bone scintigraphy) [2] [3]
Thuốc phóng xạ thường được dùng là đồng vị phóng xạ Tc-99m đánh dấu với nhóm Phosphonate. Hình ảnh được ghi lại trên máy gamma camera hoặc máy SPECT, SPECT/CT. Xạ hình xương có thể được thực hiện trên máy PET, PET/CT khi dùng thuốc Natri Fluoride (NaF-18).
Xạ hình xương là một kỹ thuật hình ảnh học có độ nhạy cao (khả năng phát hiện các tổn thương tại xương cao), tuy nhiên độ đặc hiệu lại thấp (nhiều bệnh lý khác nhau cùng biểu hiện tổn thương tương tự trên xạ hình xương). Chính vì vậy, việc kết hợp với một kỹ thuật hình ảnh khác để đánh giá thêm, có thể là lựa chọn được cân nhắc sau khi thực hiện xạ hình xương.
Khi nào cần xạ hình xương?
Xạ hình xương có thể được chỉ định trong nhiều trường hợp bệnh lý khác nhau như viêm xương khớp, chấn thương, bệnh lý chuyển hóa (cường tuyến cận giáp, bệnh nhuyễn xương) và đặc biệt là trong lĩnh vực ung thư.
Một vài chỉ định xạ hình xương trên lâm sàng đối với các bệnh lý ung thư như:
Đánh giá tổn thương tại xương hay nghi ngờ có tổn thương di căn trong trường hợp loại ung thư đó thường gặp di căn xương (ví dụ ung thư tiền liệt tuyến, vú, phổi và thận), bệnh lý huyết học ác tính (Lymphoma Hodgkin, Lymphoma non Hodgkin), u nguyên phát ở xương (Sarcoma xương, u nguyên bào xương,…).
Phân chia giai đoạn, đánh giá đáp ứng với điều trị và theo dõi u xương nguyên phát (sarcoma xương).
Đối với ung thư di căn xương đã biết: Các tổn thương di căn xương thường gây đau cho người bệnh, một trong những biện pháp được ứng dụng để điều trị giảm đau là sử dụng thuốc phóng xạ (ví dụ: Sr-89, Sm-153 EDTMP, Re-186 HEDP) nhằm diệt các tế bào ác tính. Do vậy, xạ hình xương có thể được thực hiện trước hoặc sau khi điều trị bằng các thuốc phóng xạ giảm đau nêu trên để khảo sát hoạt động của tế bào sinh xương, nhằm đánh giá mức độ hiệu quả của việc điều trị giảm đau bằng thuốc phóng xạ (phối hợp với lâm sàng và các phương pháp khác).
Người bệnh cần chuẩn bị gì trước, trong và sau khi ghi hình:
Không xạ hình xương cho phụ nữ mang thai hoặc nghi ngờ có thai. Người bệnh không cần ăn kiêng hay hạn chế vận động trước khi ghi hình. Báo cho bác sĩ nếu bạn đang dùng thuốc có chứa bismuth (ví dụ thuốc bismuth subcitrate/bismuth subsalicylat trong điều trị viêm loét dạ dày/tá tràng) hay bất kỳ loại thuốc nào khác.
Sau khi ghi hình, người bệnh nên uống nhiều nước và đi tiểu nhiều lần trong 24h sau khi tiêm thuốc để tránh những ảnh hưởng của bức xạ lên bàng quang và các cơ quan lân cận.
Thực tế, lượng bức xạ phơi nhiễm từ mỗi lần thực hiện ghi hình có thể còn thấp hơn khi chụp cắt lớp điện toán (computed tomography scan-CTscan). Ví dụ: Liều hiệu dụng trung bình mà bệnh nhân chịu ảnh hưởng cho mỗi lần xạ hình xương là khoảng 6,3 mSv. Trong khi đó, liều hiệu dụng trung bình của CT ngực và CT bụng lần lượt là 7 mSV và 8 mSv. [4]
3. Đo độ tập trung tuyến giáp (RAIU- the Radioactive Iodine Uptake test – Thyroid uptake measurement) [5] [6]
Đo độ tập trung tuyến giáp là gì?
Là phương pháp đo phần trăm liều iod phóng xạ tích tụ trong mô tuyến giáp tại một thời điểm sau khi uống iod phóng xạ.
Thiết bị đo độ tập trung là một đầu dò (uptake probe) để chuyển đổi các tia gamma từ iod phóng xạ thành đơn vị số đếm (count). Iod phóng xạ thường được dùng là I-131 dưới dạng kết hợp với Natri, tạo thành muối NaI . Có thể đo độ tập trung tuyến giáp bằng cách tiêm tĩnh mạch đồng vị phóng xạ Tc-99m pertechnetate và đo độ tập trung bằng máy gamma camera nhưng ít chính xác hơn.
Một số chỉ định thường gặp:
Tính toán liều điều trị I-131 cho bệnh nhân cường giáp do Basedow hoặc bướu giáp nhân nhiễm độc. Một số trường hợp có thể dùng tính toán liều diệt giáp (thyroid ablation) trong ung thư tuyến giáp sau phẫu thuật.
Phân biệt giữa viêm giáp bán cấp (không gây đau) và giả cường giáp (factitious hyperthyroidism) với bệnh Grave hoặc những dạng khác của cường giáp.
Hỗ trợ chẩn đoán cường giáp khi biểu hiện lâm sàng là cường giáp nhưng xét nghiệm máu chưa rõ ràng.
Người bệnh cần chuẩn bị như thế nào trước khi thực hiện RAIU:
Ngừng các thuốc hay thức ăn chứa iod có thể ảnh hưởng đến độ tập trung iod ở tuyến giáp.
Thời gian ngừng các thuốc ảnh hưởng đến độ tập trung iod
Đối với bệnh nhân ung thư tuyến giáp được dự kiến điều trị I-131 liều cao, nên thực hiện một chế độ ăn ít Iod trong 7-14 ngày trước khi đo độ tập trung tuyến giáp.
Một bữa ăn nhiều có thể làm chậm hấp thu iod và ảnh hưởng đến kết quả hấp thu sớm, vì vậy người bệnh nên tránh ăn tối thiểu 2 giờ trước và 2 giờ sau khi uống iod phóng xạ nếu muốn đo độ tập trung ở thời điểm sớm.
Báo với bác sĩ nếu bạn đang mang thai hoặc nghi ngờ mang thai. Đối với phụ nữ đang cho con bú: Nên ngừng cho bú tối thiểu 6 tuần trước khi bắt đầu uống I-131 để tránh ảnh hưởng của I-131 lên vú. Không tiếp tục cho con bú sau khi đã uống I-131 để tránh những nguy cơ từ bức xạ cho trẻ, nhưng vẫn có thể cho con bú sữa mẹ trong những lần sinh con sau đó.
Đo độ tập trung I-131 ở tuyến giáp bằng đầu dò gamma probe tại thời điểm 2 giờ, 6 giờ và 24 giờ sau uống thuốc I-131. Nếu cần có thể đo thêm tại thời điểm 48 giờ.
Thuốc phóng xạ Tc-99m pertechnetate và I-123 thường được chọn lựa hơn do cho hình ảnh chất lượng và ít chịu ảnh hưởng của bức xạ hơn so vơi I-131, tuy nhiên I-123 không có sẵn ở nhiều trung tâm và giá cả mắc hơn so với Tc-99m. Trong khi đó, I-131 có mức năng lượng cao hơn nên thích hợp với việc ghi hình tuyến giáp lạc chỗ ở vị trí sâu bên trong cơ thể và xạ hình I-131 có thể được chỉ định khi có dự kiến điều trị I-131 (vì I-131 phát ra cả tia beta và gamma).
Do giới hạn về độ phân giải của máy xạ hình nên những nhân giáp kích thước <1 cm có thể khó phát hiện trên xạ hình nếu hoạt động của nhân giáp không đủ gây tương phản chuyển hóa rõ so với mô giáp còn lại. Siêu âm cho độ nhạy cảm tốt hơn so với xạ hình tuyến giáp.
Một số chỉ định thường gặp:
Đánh giá hình dạng tuyến giáp (phân biệt bướu giáp lan tỏa hay bướu giáp nhân). Phân biệt cường giáp do bệnh Basedow hay bướu giáp nhân nhiễm độc.
Nhận định mức độ hoạt động chức năng của tuyến giáp (đối chiếu với nhân giáp sờ được hoặc nhân giáp được phát hiện bằng các phương pháp khác).
Đánh giá suy giáp bẩm sinh, định vị mô giáp lạc chỗ,…
Không thực hiện xạ hình tuyến giáp cho phụ nữ có thai hoặc nghi ngờ có thai. Đối với phụ nữ nuôi con bằng sữa mẹ, có thể xạ hình bằng Tc-99m nhưng phải ngưng cho con bú trong vòng 24 giờ sau khi xạ hình.
5. Xạ hình hạch canh gác [9] [10]
Xạ hình hạch canh gác là gì?
Hạch canh gác (sentinel lymph node – hay còn gọi là hạch gác, hạch cửa hay hạch tiện đồn) là hạch đầu tiên nhận dẫn lưu bạch huyết tự khối ung thư. Di căn hạch là một trong những yếu tố tiên lượng việc tái phát và sống còn trong một số loại ung thư, cũng là yếu tố góp phần quyết định hóa trị hỗ trợ. Việc tìm thấy hạch canh gác bằng hình ảnh và bằng máy gamma probe dò tìm) và sinh thiết hạch canh gác là quan trọng. Nếu hạch canh gác bị di căn thì cần thiết phải nạo hạch vùng, nếu hạch canh gác không bị di căn thì khả năng chưa bị di căn hạch vùng, nên không nhất thiết thực hiện nạo hạch vùng để tránh các biến chứng không cần thiết.
Xạ hình hạch canh gác thường được ứng dụng trong ung thư vú và ung thư khoang miệng, hầu họng.
Ung thư vú:
Ung thư vú di căn hạch nách là một yếu tố tiên lượng quan trọng. Tuy nhiên đối với những khối u kích thước ≤ 2 cm, lâm sàng chưa phát hiện hạch nách thì khả năng di căn hạch nách vẫn có nhưng < 30%. Nên việc nạo hạch nách cho những trường hợp này vẫn còn đang tranh luận vì việc nạo hạch nách có thể gây những biến chứng và di chứng như phù bạch mạch chi trên, gây đau và loạn cảm chi trên.
Ung thư khoang miệng và hầu họng:
Di căn hạch vùng cổ là một trong những yếu tố quan trọng trong tiên lượng ung thư khoang miệng và hầu họng. Có khoảng 20-40% di căn hạch cổ vi thể khi làm giải phẫu bệnh. Do vậy, việc phát hiện và sinh thiết, làm giải phẫu bệnh hạch canh gác trong ung thư khoang miệng và hầu họng sẽ chọn lọc chính xác những bệnh nhân có lợi cho việc nạo hạch chọn lọc (nếu di căn hạch canh gác) cũng như bảo tồn, không nhất thiết phải nạo hạch cho những bệnh nhân không có di căn hạch canh gác, nhờ vậy sẽ tránh được những biến chứng khi nạo hạch cổ và giảm chi phí.
Xạ hình và dò tìm hạch canh gác trong một số loại ung thư khác như: melanoma, ung thư đường tiêu hóa (dạ dày, thực quản), ung thư đường niệu dục (tiền liệt tuyến) đã được chứng minh là có giá trị.
3. Tổng kết
Đồng vị phóng xạ nói chung hay thuốc phóng xạ nói riêng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của y học, đặc biệt là đối với chuyên ngành ung bướu.
Phụ lục:
Bảng 1: Các thuốc phóng xạ thường dùng trong ghi hình trên máy gamma camera, SPECT và SPECT/CT [11]
Bảng 2: Một vài thuốc phóng xạ thường dùng trong ghi hình trên máy PET, PET/CT và PET/MRI [11]
Chịu trách nhiệm nội dung: BS. Lê Nho Quốc, Khoa Y học hạt nhân – BV Chợ Rẫy chúng tôi Thành viên Ban Y học
Góp ý nội dung:
BS. Nguyễn Thị Kim Thương, Khoa Y học cổ truyền, Ban Y học Ruy Băng Tím
ThS Trịnh Vạn Ngữ, Viện nghiên cứu Y sinh SoonChunHyang, Đại học SoonChunHyang, Hàn Quốc
Mettler FA, et al. “Effective Doses in Radiology and Diagnostic Nuclear Medicine: A Catalog,” Radiology (July 2008), Vol. 248, pp. 254-63
‘;