bài giảng y học hạt nhân cơ sở

Bài mở đầu Y học hạt nhân

GS.TS.TSKH. PHAN SỸ AN


ĐỊNH NGHĨA VÀ KỸ THUẬT YHHN:
Y học hạt nhân là một chuyên ngành
mới của y học bao gồm việc sử dụng các
đồng vị phóng xạ (đvpx) chủ yếu là các
nguồn phóng xạ hở để chẩn đoán, điều trị
bệnh và nghiên cứu y học.
 


Việc ứng dụng này chủ yếu dựa theo 2
kỹ thuật cơ bản là:
-   Kỹ thtuật đánh dấu phóng xạ hay chỉ
điểm phóng xạ (Labelling, Radioactive
Indicator, radiotracer)
-   Dùng bức xạ để tạo ra các hiệu ứng
sinh học mong muốn trên tổ chức
sống để tiêu diệt tế bào bệnh.


KỸ THUẬT ĐÁNH DẤU BẰNG ĐVPX :
(Nguyên lý Hevesy)
ĐVPX và đồng vị bền chịu mọi quá
trinh sinh lý và sinh hóa như nhau trong
tổ chức sống (không phân biệt được đồng
vị bền và đồng vị phóng xạ trong hoạt
động sinh học).

1943 Nobel Prize Chemistry
the father of Nuclear Medicine


CHẤT ĐÁNH DẤU (TRACER) LÝ TƯỞNG NHẤT CẦN
CÓ CÁC ĐẶC ĐIỂM :
* Có tính chất hoàn toàn giống như đối tượng cần khảo sát.
* Chất đánh dấu được hấp thụ hoàn toàn, nhanh chóng và chỉ
tập trung riêng ngay tại cơ quan, mô cần khảo sát (Target
Organ).
* Nồng độ ít thay đổi tại chỗ trong suốt quá trình khảo sát.
* Sau khi khảo sát xong, nó nhanh chóng và hoàn toàn được
đào thải ra khỏi cơ thể.
* Bức xạ phát ra từ chất đánh dấu dễ dàng ghi đo được bằng
các phương tiện sẵn có (Loại tia, năng lượng tia).


CÁC MỐC LỊCH SỬ LIÊN QUAN ĐẾN YHHN:
* Năm 1896 Becquerel phát minh ra hiện tượng
phóng xạ (tách từ quặng U ran).
* Năm 1898 ông bà Marie và Pierre Curie tách được
2 đvpx tự nhiên là Radium và Polonium.
* Năm 1900 phát hiện ra được cả 3 loại tia: ,  và
.
* Năm 1913, George Hevesy chứng minh sự chuyển
hóa của các đồng vị của một nguyên tố trong tổ
chức sinh học là giống nhau.

*     Năm 1923 Paneth lần đầu tiên dùng Pb - 210
& Bi - 210 làm phương tiện đáng dấu để nghiên cứu
động học và chuyển hóa trong tổ chức sinh học.
*      Cũng năm đó Fermi đã tìm ra đồng vị phóng xạ I 128 và P - 32 , ứng dụng vào việc nghiên cứu tuyến
giáp, nghiên cứu chuyển hóa xương (1935), điều trị
bệnh máu trắng. Năm 1936 tìm ra Na - 24 để nghiên
cứu chuyển hóa chất điện giải Natri.
*     Năm 1934 , 2 nhà bác học Irena và Frederick Curie
bằng thực nghiệm lần đầu tiên tạo ra đồng vị phóng xạ
nhân tạo P - 30:
27
4
70
1
Al
+
He
P
+
N
13
2
15
0


* Năm 1932 Chadwick thu được hạt Neutron qua thực nghiệm:
9
4

C 12 + 0 N 1
4 Be + 2 He
Với hạt Neutron tạo ra được người ta có được nhiều
tiến bộ trong xây dựng các máy gia tốc, một phương tiện hiện
nay có ý nghĩa to lớn trong việc điều trị ung thư và sản xuất
các đồng vị phóng xạ ngắn ngày.
 
* Segre và Seaborg (1938): Tìm ra đồng vị phóng xạ Tc - 99m
từ Mo - 99 .
Tuy vậy mãi 25 năm sau (1963) mới hiểu hết gía trị của phát
minh đó để sản xuất ra
* Tạo ra Generator Mo - 99  Tc - 99m.
Tc - 99m có chu kỳ bán rã ngắn (6 giờ) .


*       Năm 1962 có đầu dò lớn đầu tiên với đường
kính tinh thể nhấp nháy NaI (Tl) đến hơn 20cm,
được gọi là Planar Gamma Camera.
*       Gắn PC với các Gamma Camera và khai thác
được nhiều thông tin hữu ích cho chẩn đoán bệnh.
* Kỹ thuật SPECT (Single Photon Emission
Computerized Tomography) ra đời.
*       Tạo ra thiết bị chụp cắt lớp bằng positron (PET
: Positron Emission Tomography và PET/CT).

 


NỘI DUNG CỦA Y HỌC HẠT NHÂN:
Y học hạt nhân có 4 nội dung lớn sau đây:

1. Thăm dò chức năng các tế bào, mô, cơ quan hay hệ
thống trong cơ thể bao gồm cả:
- Chức năng hấp thụ, chuyển hóa, đào thải...
- Động học của các quá trình như của hệ tuần hoàn, tiết
niệu.
-Thể tích một số khoang, thể tích các dịch trong cơ thể.
Các gía trị thu được có thể là các đồ thị, biểu đồ, số xung
hoặc gía trị tuyệt đối của hàm lượng.


2. Ghi hinh phóng xạ:
- Khởi đầu là kỹ thuật tự chụp hình phóng
xạ (Autoradiography): chụp hình vĩ mô và vi
mô (Macro và Microautoradiography).
- Sau đó là các máy móc và kỹ thuật ghi
hình tĩnh, động và cắt lớp.


CÁC DẶC ĐIỂM CẦN LƯU Ý CỦA ĐVPX DÙNG ĐỂ GHI HINH:
-  Phát ra bức xạ Gamma với năng lượng thích hợp.
(Với các dầu dò nhấp nháy thỡ năng lượng tốt nhất là 100 - 300
KeV).
-  Tốt nhất là không phát ra bức xạ bêta và tuyệt đối không phát
ra bức xạ alpha.
-   Có thời gian bán rã T 1/2 đủ để ghi hình và theo dõi mà
không gây nên liều chiếu cao và khó khăn trong xử lý chất thải.
- Không độc, có độ sạch cao.
- Liên kết vững bền trong cấu trúc phân tử của dược chất
được sử dụng
- Dễ được cung cấp và gía rẻ. từ lò phản ứng rẻ hơn bằng

Cyclotron.


Giá trị của các phương thức chẩn đoán
hình ảnh : Khả năng phát hiện


Cấu trúc so với Chức năng
Mô chết

Khối u phát triển

2 tổn thương ung thư
trên một MR não

Nghiên cứu chuyển
hoá FDG-PET Glucose


Xạ trị lâm
sàng

Cấu trúc

Y học
hạt nhân

Chức năng

Giải phẫu

Hoá sinh

Bệnh học

Sinh lý bệnh


3. Định lượng các chất có nồng độ thấp:
* Định lượng kích hoạt neutron ( Neutron Activization Analyis:
NAA) :
Tạo ra các phản ứng hạt nhân thích hợp để định lượng các
yếu tố vi, đa lượng trong các mẫu sinh học (máu, da, tóc...) để
chẩn đoán bệnh.
Ví dụ: 55 Mn (n, ) 56 Mn
16
O (n, P) 16 N
Nó cho phép xác định rất chính xác những yếu tố vi lượng:
Fe, Sc, Zn, Rb, Mn, Cr, Co, Cu, Cs, K, Th, Au, Mg, Na, Br, As, I...
hoặc những yếu tố đa lượng như C, O, N, Ca...trong cơ thể.
* Định lượng miễn dịch phóng xạ (RIA và IRMA).



4. Điều trị bằng kỹ thuật y học hạt nhân:
- Sử dụng tác dụng sinh học các bức xạ ion
hóa lên các mầm bệnh, tế bào bệnh.
- Nội dung này đã làm cho y học hạt nhân như
một khoa lâm sàng.
- Nó cũng tạo ra những lợi ích thiết thực và

luôn luôn đổi mới trong y học hạt nhân.


CÁC KỸ THUẬT XẠ TRỊ BAO GỒM:
*    Điều trị chiếu ngoài (Teletherapy) sử dụng các tia X, tia Gamma
cứng và cả các máy gia tốc để diệt các tế bào ung thư.
*     Điều trị áp sát (Brachytherapy) bao gồm cả các nguồn kín
(Kim, hạt...) và nguồn hở (Applicator) sử dụng các đồng vị phóng
xạ phát ra beta cứng hoặc gamma mềm.
Kỹ thuật điều trị áp sát đã được cải tiến làm xuất hiện các
phương pháp mới như điều trị nạp nguồn sau (After Loading
Therapy), hoặc Gamma Knife để chia các bệnh về mạch máu trong
hộp sọ.
*    Điều trị bằng các nguồn hở (Curietherapy): Dựa vào các hoạt
động chuyển hóa bình thường hoặc thay đổi bệnh lý cho các
nguồn hở phóng xạ vào đến các tổ chức đích (Target Tissue) bị
bệnh để điều trị.


- Đôi khi người ta còn đưa được các đồng vị
phóng xạ vào các tổ chức đích nhờ vào qúa
trình cơ học hoặc dụng cụ nội soi như đưa vào
khí phế quản và phổi nhờ sự thông khí
(Ventilation), vào dạ dày (nhờ động tác nuốt),
vào các tế bào máu (nhờ tuần hoàn máu)...
- Bằng các nguồn phóng xạ hở thích hợp ngày
nay có thể điều trị được một số bệnh tuyến
giáp, bệnh máu, cơ xương khớp, tắc mạch vành
và nhiều bệnh ung thư cùng di căn của nó.

VAI TRÒ CỦA YHHN TRONG CÁC CHUYÊN KHOA :
YHHN phát huy mạnh mẽ vai trò của mình trong
chẩn đoán bệnh và trong điều trị của các chuyên
khoa sau đây:
- Nội tiết đặc biệt là tuyến giáp.
- Tim mạch học nhất là chẩn đoán sớm thiếu máu cơ
tim từ khi đang là tạm thời và cục bộ.
- Ung thư các loại.
- Hoạt động chức năng và động học của hệ tiết niệu.
- Tiêu hoá: Các bệnh rối loạn về hấp thụ và các khối u.
- Các bệnh máu và hệ thống tạo máu.
- Thần kinh và tâm thần.


ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA YHHN:

1)   Ưu điểm:
- Không phải là kỹ thuật phức tạp.
- Cho kết qủa chính xác, nhanh.
- Cho hình ảnh về chức năng
* Khối lượng các chất đánh dấu rất nhỏ,không gây nên một sự ảnh
hưởng nào đến hoạt động của tổ chức sống.
* Các kỹ thuật áp dụng trong y học hạt nhân không gây thương tổn
(Non - invasive)
* Liều chiếu xạ cho bệnh nhân nhỏ hơn hoặc bằng các nghiệm
pháp tương đương khi dùng tia X. Hơn thế nữa với một liều chiếu
nhất định từ đồng vị phóng xạ chúng ta có thể khảo sát hoặc ghi
hình nhiều lần

2).  Nhược điểm:
- Phải tuân thủ các yêu cầu về kiểm soát
và an toàn phóng xạ...
- Các DCPX và ĐVPX bị phân rã theo thời
gian, nhất là các ĐVPX phát positron


Xin trân trọng cảm ơn !