Thiết bị petct (positron emission tomography computed tomography scanner) và khả năng ứng dụng tại việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

--------

PHẠM THANH TÙNG

THIẾT BỊ PET/CT (POSITRON EMISSION TOMOGRAPHY /
COMPUTED TOMOGRAPHY SCANNER) VÀ KHẢ NĂNG
ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT Y SINH

Hà Nội - 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

--------

PHẠM THANH TÙNG

THIẾT BỊ PET/CT (POSITRON EMISSION TOMOGRAPHY /
COMPUTED TOMOGRAPHY SCANNER) VÀ KHẢ NĂNG
ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT Y SINH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS. NGUYỄN THÁI HÀ

Hà Nội - 2019
2


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này là cơng trình do tơi tự làm và nghiên cứu. Trong luận
văn có sử dụng một số tài liệu tham khảo trong nước và nước ngoài. Những tài liệu
tham khảo này đã được trích dẫn và liệt kê trong mục tài liệu tham khảo.

Hà Nội, ngày......tháng…..năm..........
Học viên

Phạm Thanh Tùng

3


MỤC LỤC
TRANG BÌA PHỤ ..................................................................................................... 2
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... 3
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .............................................. 6
DANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................... 7
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ..................................................................... 8
LỜI NÓI ĐẦU........................................................................................................... 12

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ Y HỌC HẠT NHÂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA PET/CT

TRONG CHẨN ĐOÁN Y HỌC ................................................................................. 13

1.1. Y học hạt nhân và ứng dụng ...................................................................... 13
1.1.1. Sự hình thành và phát triển của y học hạt nhân ....................................... 13
1.1.2. Ứng dụng của y học hạt nhân .................................................................. 14
1.1.3. Vai trò y học hạt nhân trong các chuyên khoa ......................................... 21
1.1.4. Tình hình và các phương hướng phát triển y học hạt nhân ở nước
ta và trên thế giới ..................................................................................... 22
1.2. PET/CT và ứng dụng trong y học .............................................................. 24
1.2.1. Quá trình hình thành và phát triển máy PET/CT ..................................... 24
1.2.2. Ứng dụng của PET/CT trong điều trị và chẩn đoán bệnh lý ................... 32
Chương 2. NGUYÊN LÝ VÀ CẤU TẠO CỦA PET/CT .......................................... 41
2.1. Các thành phần cơ bản của một hệ thống PET/CT ................................. 41
2.2 Thành phần máy CT trong máy PET/CT .................................................. 42
2.2.1. Nguồn phát tia X ...................................................................................... 42
2.2.2. Nguyên lý tạo ảnh CT .............................................................................. 43
2.2.3. Đầu dò thu thập tia X ............................................................................... 44
2.3. Thành phần máy PET trong máy PET/CT .............................................. 46
2.3.1. Tạo nguồn phát xạ positron để chụp ảnh PET ......................................... 46
2.3.2. Nguyên lý tạo ảnh PET ............................................................................ 48
2.3.3. Tương tác của photon 511keV với môi trường........................................ 48
2.3.4. Sự suy giảm của photon 511keV khi đi qua các môi trường khác nhau . 50
2.3.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ phân giải của ảnh PET ............................. 51
2.3.6. Đầu dò thu tia photon gamma .................................................................. 53
4


2.3.7 Thu thập dữ liệu trong hệ thống PET ....................................................... 58
2.3.8. Xử lý dữ liệu ............................................................................................ 63
2.3.9. Hiệu chỉnh dữ liệu .................................................................................... 67

2.4. Những lỗi trong tạo ảnh PET/CT .............................................................. 74
Chương 3. AN TOÀN BỨC XẠ VÀ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG TRONG CHỤP
PET/CT ............................................................................................................................... 77

3.1. An toàn bức xạ trong chụp PET ................................................................ 77
3.1.1. Ý nghĩa của việc đảm bảo an toàn bức xạ ............................................... 77
3.1.2. Đảm bảo an toàn bức xạ trong chụp PET/CT .......................................... 77
3.2. Đảm bảo chất lượng trong chụp PET/CT ................................................. 87
3.2.1. Kiểm tra hồ sơ, ngoại quan của hệ thống................................................. 88
3.2.2. Điều kiện thực hiện các bước kiểm tra an toàn điện, chất lượng phần
CT và chất lượng phần PET .................................................................... 89
3.2.3. Kiểm tra an toàn điện ............................................................................... 89
3.2.4. Kiểm tra chất lượng phần CT .................................................................. 90
3.2.5. Kiểm tra chất lượng phần PET ................................................................ 96
3.2.6. Kiểm tra liều chiếu xạ cho bệnh nhân khi chụp PET/CT ........................ 98
3.2.7. Lưu giữ hồ sơ kiểm tra chất lượng ........................................................... 99
3.2.8. Quản lý, vận hành hệ thống PET/CT theo đúng các quy định của Nhà nước............. 99
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 101
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 102

5


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu

Ý nghĩa

YHHN

Y học hạt nhân

VLHN

Vật lý hạt nhân

DCPX

Dược chất phóng xạ

ĐVPX

Đồng vị phóng xạ

ATBX

An tồn bức xạ

PET

Positron Emission Tomography

CT

Computed Tomography

SPECT

Single Photon Emission Computed Tomography

PMT

Photomultiplier Tube

LOR

Line Of Response

IAEA

International Atomic Energy Agency

ALARA

As Low As Reasonably Achievable

6


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng

Tên bảng

Trang

Bảng 1.1

Các dược chất phóng xạ cho chẩn đoán ung thư

19

Bảng 1.2

Các bước thực hiện khi chụp PET/CT

39

Bảng 2.1

Các loại chất phóng xạ thường dùng trong chụp ảnh PET

46

Bảng 2.2

Thuộc tính của vật liệu phát hiện tia Gama ở 511 keV

54

Bảng 3.1

Các tiêu chí kiểm tra phần CT trong hệ thống PET/CT

90

Bảng 3.2

Thiết bị, dụng cụ phục vụ kiểm tra CT

91

Bảng 3.3

Yêu cầu chấp nhận đối với độ phân giải không gian / tương

95

phản cao

7


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình vẽ,

Tên hình vẽ, đồ thị

Trang

đồ thị
Chương 1. Tổng quan về y học hạt nhân và ứng dụng của PET/CT trong chẩn đoán y học

Hình 1.1

Một số thiết bị ghi đo theo phương pháp RIA và IRMA tại Bệnh viện

20

Bạch Mai

Hình 1.2

Mẫu thiết kế PET/CT đầu tiên phát triển bởi Bayer và các đồng

25

nghiệp
Hình 1.3

Máy quét PET/CT thương mại hiện nay từ các nhà cung cấp lớn các

26

thiết bị hình ảnh y tế: (a) GE Discovery PET/CT 600; (b) GE
Discovery PET/CT 690; (c) Gemini; (d) Biograph; (e) SeptreP3; (f)
Aquiduo
Hình 1.4

Hệ thống PET/CT tại Bệnh viện Trung ương Quân đội 108

28

Hình 1.5

Hệ thống PET/CT tại Bệnh viện Bạch Mai

28

Hình 1.6

Hệ thống PET/CT tại Bệnh viện Việt Đức

29

Hình 1.7

Hệ thống PET/CT tại Bệnh viện Nội tiết Trung ương

29

Hình 1.8

Hệ thống PET/CT tại Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Times City

30

Hình 1.9

Hệ thống PET/CT tại Bệnh viện Đa khoa Đà Nẵng

30

Hình 1.10

Hệ thống PET/CT tại Bệnh viện Chợ Rẫy

31

Hình 1.11

Hệ thống PET/CT tại Bệnh viện Nhân dân 115

31

Hình 1.12

Hệ thống PET/CT tại Bệnh viện Trung ương Quân đội 175

32

Hình 1.13

Hình ảnh chụp CT, PET, PET/CT bệnh nhân ung thư thùy gan trái

40

Hình 1.14

Hình ảnh chụp CT, PET, PET/CT bệnh nhân ung thư

40

thực quản 1/3 giữa
Chương 2. Ngun lý và cấu tạo của PET/CT
Hình 2.1

Dịng dữ liệu trong một máy quét PET/CT

41

Hình 2.2

Quá trình tạo ra chùm tia X

42

Hình 2.3

Nguyên lý hoạt động của máy CT

44

8


Hình 2.4

Mảng đầu dị CT đa lát cắt gồm nhiều hàng đầu dị được đặt cạnh

45

nhau dọc theo trục z
Hình 2.5

Phân nhóm hàng đầu dị cho phép thu thập lát cắt với chiều rộng khác nhau

46

Hình 2.6

Quá trình tạo ra F18

47

Hình 2.7

Phản ứng hủy xảy ra trong chụp PET

48

Hình 2.8

Sơ đồ biểu diễn hiệu ứng quang điện

49

Hình 2.9

Sơ đồ biểu diễn tán xạ Compton trong đó photon chuyển một phần

50

năng lượng của nó cho một electron, gây ra sự thay đổi hướng
Hình 2.10

Ảnh hưởng do quãng đường đi positron trong mơ.

52

Hình 2.11

Ảnh hưởng do phát xạ cặp photon xảy ra ở góc khác 180°

52

Hình 2.12

Đường LOR trong PET

53

Hình 2.13

Thành phần cơ bản của một đầu dị trong máy PET

53

Hình 2.14

Một ống nhân quang (PMT) bao gồm một loạt các dynodes (điện cực)

56

được đặt tại một điện áp cao với một chuỗi điện trở
Hình 2.15

Sơ đồ bản vẽ của một ghép nối quang học của một đầu dị

57

Hình 2.16

Xác định vị trí hủy trong thu thập dữ liệu PET

58

Hình 2.17

Sơ đồ cơ bản của một mạch trùng hợp. Hai đầu dò được kết nối với bộ

59

khuếch đại riêng (Amp) và phân tích chiều cao xung (PHA)
Hình 2.18

Minh họa bốn loại sự kiện trùng hợp chính

61

Hình 2.19

Cấu trúc hình học cho một máy quét PET đơn lát cắt bao gồm 32 đầu dị

63

Hình 2.20

Bản đồ của các cặp đầu dị trong sinogram từ hệ thống PET 32 đầu

64

dị trong Hình 2.19
Hình 2.21

Cho thấy sinogram sẽ được lấy từ một đối tượng hình trụ đơn giản có

65

chứa hai khu vực với nồng độ phóng xạ khác nhau. Chú ý những vùng
có hấp thu phóng xạ khác nhau theo dõi một con đường hình sin trong
sinogram.
Hình 2.22

Thu thập dữ liệu 2D

66

Hình 2.23

Thu thập dữ liệu 3D

66

Hình 2.24

Minh họa phương trình để hiệu chỉnh sự suy giảm trong PET

68

Hình 2.25

Quét truyền sử dụng một nguồn hạt nhân phóng xạ G68. Các quỹ đạo

69

nguồn đi khắp cơ thể, có thể chiếu rọi tất cả đường đáp ứng LOR, và
bằng cách so sánh với một máy quét trống tính ra các yếu tố suy giảm

9


cho mỗi đường
Hình 2.26

Cách đo hiệu chỉnh suy giảm được tạo ra bằng cách chia sinogram

70

quét trống cho sinogram quét truyền.Hoạt động này được thực hiện
trên mỗi phần tử trong sinogram
Hình 2.27

Sự điều chỉnh suy giảm của sinogram phát ra được thực hiện bằng

70

cách nhân sinogram phát ra với sinogram hiệu chỉnh suy giảm. Hoạt
động này được thực hiện trên mỗi phần tử trong sinogram
Hình 2.2.8

Sự khác nhau của việc có (trái) và khơng (phải) áp dụng hiệu chỉnh

71

suy giảm PET/CT
Hình 2.29

Bản đồ chuyển đổi từ chỉ số CT sang hệ số suy giảm tuyến tính 511 keV

73

Hình 2.30

(A) Bệnh nhân 61tuổi bị ung thư phổi đã uống barium 1 ngày trước

75

khi quét PET/CT. Nồng độ các chất phản quang trong đại tràng (mũi
tên) tăng thể hiện trên hình ảnh CT. (B) Chỉ số CT cao của barium dư
dẫn đến sự suy giảm của dữ liệu PET bắt chước về hình ảnh với sự
suy giảm CT. (C) Khơng hiệu chỉnh suy giảm
Hình 2.31

Người đàn ơng 54 tuổi có khối u ác tính di căn (hướng mũi tên) với

76

(A) Hình ảnh CT xuất hiện cắt cụt ở hai bên. (B) Hình ảnh quét PET
Chương 3. An toàn bức xạ và đảm bảo chất lượng trong chụp PET/CT

Hình 3.1

Phịng điều khiển và phịng chụp

80

Hình 3.2

Phịng bệnh nhân

81

Hình 3.3

Áo chì và yếm chì

83

Hình 3.4

Kính bảo vệ mắt

84

Hình 3.5

Găng tay chì và găng tay cao su

84

Hình 3.6

Màn che chắn treo trên trần, rèm chì bảo vệ mắc trên bàn bệnh nhân

84

Hình 3.7

Cửa sổ quan sát và kính chì

84

Hình 3.8

Kỹ thuật viên tiêm dược chất phóng xạ cho bệnh nhân

85

Hình 3.9

Kỹ thuật viên tiếp xúc với bệnh nhân cần được che chắn

85

Hình 3.10

Thiết bị đo liều cá nhân được trang bị cho tất cả các nhân viên làm

85

việc trong mơi trường có tia bức xạ
Hình 3.11

Dược sỹ làm việc với dược chất phóng xạ
10

86


Hình 3.12

Nhân viên tiến hành chuẩn bị chụp cho bệnh nhân

86

Hình 3.13

Cửa chì có cảnh báo an tồn về bức xạ

87

Hình 3.14

Bộ phantom IEC/NEMA 2001/2007 dùng để kiểm tra PET

97

Hình 3.15

Phantom nước và Phantom Ge-68

98

11


LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, ứng dụng y học hạt nhân vào y tế đã được nghiên cứu và
phát triển mạnh mẽ, giúp chẩn đoán và điều trị cho con người một số bệnh lý như: ung
thư, tim mạch, thần kinh... Trong đó, ung thư là căn bệnh nguy hiểm, gây tử vong cao, nên
luôn được các bác sĩ khuyến cáo cần phát hiện sớm để có thể kịp thời tiêu diệt những tế
bào ác tính đầu tiên. Theo tổ chức Y tế thế giới (WHO) và báo cáo triển vọng dân số thế
giới của Liên Hợp Quốc, tỉ lệ mắc bệnh ung thư trên thế giới đang có xu hướng tăng. Việt
Nam là một trong những nước có tỉ lệ mắc bệnh và tử vong cao do ung thư. Số ca mắc
mới ung thư tại Việt Nam không ngừng tăng, từ 68.000 ca năm 2000 lên 126.000 năm
2010. Năm 2018, số ca mắc mới tăng lên gần 165.000 ca/96,5 triệu dân, trong đó gần 70%
trường hợp tử vong, tương đương 115.000 ca, xếp vị trí 99/185 quốc gia và vùng lãnh thổ
với tỉ lệ mắc ung thư 151,4/100.000 dân, xếp 19 châu Á và thứ 5 tại khu vực Đông Nam
Á [1w]. Hậu quả mà ung thư gây ra đang trở thành gánh nặng lớn và là nỗi “sợ hãi” đối với
gia đình bệnh nhân và cả xã hội. Đa số bệnh nhân đến khám phát hiện ung thư thường là
vào giai đoạn cuối của bệnh, khi đó bệnh nhân có những triệu chứng rõ ràng. Có nhiều
phương pháp dùng để chấn đoán ung thư như: siêu âm, sinh thiết, xét nghiệm, chụp Xquang, chụp cắt lớp vi tính… Vấn đề cấp thiết đặt ra ở đây là phải có thiết bị chẩn đốn
bệnh sớm, nhanh gọn, chính xác và mang lại hiệu quả cao. Do đó, tác giả đã chọn đề tài
“Thiết bị PET/CT (Positron emission tomography / Computed tomography scanner) và
khả năng ứng dụng tại Việt Nam” để nghiên cứu và làm luận văn tốt nghiệp.
Bản luận văn gồm có ba chương sau:
Chương 1. Tổng quan về y học hạt nhân và ứng dụng của PET/CT trong y học
Chương 2. Nguyên lý và cấu tạo của PET/CT
Chương 3. An toàn bức xạ và đảm bảo chất lượng trong chụp PET/CT
Tác giả xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Thái Hà đã tận tình chỉ bảo và hướng

dẫn tác giả trong suốt quá trình thực hiện bản luận văn này. Đồng thời tác giả xin được
cảm ơn các thầy cô giáo trong Bộ môn Điện tử y sinh - Viện Điện tử Viễn thông - Đại
học Bách Khoa Hà Nội và các bạn học viên khác đã đưa ra những ý kiến, đóng góp
quý báu để bản luận văn này được hoàn thiện hơn.
Hà nội, ngày 26 tháng 03 năm 2019
Học viên

Phạm Thanh Tùng
12


Chương 1. TỔNG QUAN VỀ Y HỌC HẠT NHÂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA PET/CT TRONG Y HỌC

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ Y HỌC HẠT NHÂN VÀ
ỨNG DỤNG CỦA PET/CT TRONG CHẨN ĐOÁN Y HỌC
1.1. Y học hạt nhân và ứng dụng
1.1.1. Sự hình thành và phát triển của y học hạt nhân [3, 38]
Việc ứng dụng bức xạ ion hóa vào y sinh học đã có từ lâu nhưng thuật ngữ y học hạt
nhân (Nuclear Medicine) mới được Marshall Brucer ở Oak Ridge (Mỹ) lần đầu tiên dùng
đến vào năm 1951 và sau đó chính thức viết trong tạp chí Quang tuyến và Radium trị liệu
của Mỹ (The American Journal of Roentgenology and Radium Therapy). Ngày nay,
người ta định nghĩa y học hạt nhân (YHHN) là một chuyên ngành của y học bao gồm việc
sử dụng các đồng vị phóng xạ (ĐVPX) hay các dược chất phóng xạ (DCPX), chủ yếu là
các nguồn phóng xạ hở để chẩn đốn, điều trị bệnh và nghiên cứu y học. Việc ứng dụng
các ĐVPX này chủ yếu dựa theo hai kỹ thuật cơ bản: kỹ thuật đánh dấu phóng xạ hay chỉ
điểm phóng xạ (Radioactive Indicator, Radiotracer) và dùng bức xạ phát ra từ các ĐVPX
để tạo ra các hiệu ứng sinh học mong muốn trên tổ chức sống.
Khi chẩn đoán, điều trị phải đưa các ÐVPX hay DCPX vào trong cơ thể người
bệnh bằng nhiều con đường khác nhau như đường uống, tiêm... Các chất phóng xạ này

khi vào cơ thể theo dịng tuần hoàn sẽ đến từng cơ quan, tế bào người bệnh dưới dạng
lỏng, khí, dịch... Với những loại bệnh cụ thể, người ta sẽ lựa chọn một loại ÐVPX hay
một DCPX thích hợp để có thể tập trung chính xác vào nơi bị bệnh, tổn thương... Vì
vậy, các bác sĩ, kỹ thuật viên có thể chẩn đốn sớm và chính xác bệnh lý ở một cơ
quan cụ thể trong cơ thể, cũng như điều trị tập trung một tổ chức, một mơ bệnh lý nào
đó mà ít ảnh hưởng tới các tổ chức chung quanh. Ðây là một trong những phương
pháp điều trị chọn lọc, điều trị đích, nên kết quả cao và an toàn. Các tia bức xạ này có
quãng chạy, khả năng đâm xuyên trong tổ chức rất ngắn nên các tế bào ác tính cũng
như tế bào bệnh sẽ bị tiêu diệt một cách rất chọn lọc, ít ảnh hưởng tới các cơ quan
chung quanh. Phương pháp này rất hiệu quả trong điều trị ung thư, như ung thư di căn
đa ổ, nhỏ, rải rác vào xương, phổi... Những phần phóng xạ khơng được hấp thụ hết sẽ
được đào thải ra khỏi cơ thể qua đường nước tiểu và phân.
Bên cạnh việc sử dụng các ÐVPX nguồn hở để chẩn đoán và điều trị, việc sử
dụng các nguồn bức xạ chiếu ngoài (máy gia tốc...) cũng đang được tiến hành. Việc
ứng dụng máy xạ trị gia tốc tuyến tính trong điều trị ung thư đã làm tăng đáng kể thời
13


Chương 1. TỔNG QUAN VỀ Y HỌC HẠT NHÂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA PET/CT TRONG Y HỌC

gian sống thêm cho bệnh nhân. Chẳng hạn đối với ung thư thực quản hay các khối u ác
tính ở vùng trung thất... thường có những khó khăn trong việc xạ trị vì nhiều cơ quan
dễ bị ảnh hưởng bởi bức xạ khi tiến hành xạ trị. Nhiều biến chứng có thể xảy ra vì rất
khó tránh các cơ quan lân cận nếu sử dụng các kỹ thuật xạ trị kinh điển như máy xạ trị
Co-60... Do vậy xạ trị bằng máy gia tốc tuyến tính với kỹ thuật điều biến liều (IMRT:
Intensity Modulated Radiation Therapy) là một lựa chọn tối ưu cho nhiều bệnh nhân
ung thư nói chung.
Sự ra đời và phát triển của YHHN gắn liền với thành tựu và tiến bộ khoa học
trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là của vật lý hạt nhân (VLHN), kỹ thuật điện tử, tin học
và hóa dược phóng xạ. Điểm qua các mốc lịch sử đó ta thấy:

- Năm 1896, Becquerel đã phát minh ra hiện tượng phóng xạ qua việc phát hiện
bức xạ từ quặng Uran. Tiếp theo là các phát minh trong lĩnh vực VLHN của ông bà
Marie và Pierre Curie và nhiều nhà khoa học khác.
- Năm 1913 là một mốc quan trọng trong kỹ thuật đánh dấu phóng xạ, George
Hevesy bằng thực nghiệm trong hóa học đã dùng một ĐVPX để theo dõi phản ứng.
Từ đó có nguyên lý Hevesy: sự chuyển hóa của các đồng vị của một nguyên tố trong
tổ chức sinh học là giống nhau.
- Năm 1919, Rutherford bắt đầu các thí nghiệm về hiện tượng phát sáng “nhấp
nháy” (kích thích).
- Năm 1931, Lawrence chế tạo máy Cyclotron. Phát minh này của ông đã mở
đường cho việc tạo ra nhiều ĐVPX nhân tạo.
- Năm 1934 được đánh giá như một mốc lịch sử của VLHN và YHHN. Trong
khi đang làm việc tại Viện nghiên cứu Radium Paris, hai nhà bác học Irena và
Frederick Curie bằng thực nghiệm dùng hạt α bắn phá vào hạt nhân nguyên tử nhôm,
lần đầu tiên tạo ra ĐVPX nhân tạo 30P và hạt nơtron:
13

Al

27

+

2

He

4

→

15

P

30

+

0

N

1

(1.1)

Với hạt nơtron, đã 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
ĐVPX ngắn ngày.
Sau khi họ công bố phát hiện này, nhiều nhà vật lý đã chú tâm nghiên cứu
ĐVPX và chỉ trong vòng 12 tháng, đã có hơn 100 loại phóng xạ nhân tạo mới được
phát hiện.
14


Chương 1. TỔNG QUAN VỀ Y HỌC HẠT NHÂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA PET/CT TRONG Y HỌC

- Thành tích to lớn có ảnh hưởng trong sử dụng ĐVPX vào chẩn đốn bệnh là
việc tìm ra ĐVPX

Tc từ 99Mo của Segre và Seaborg (1938). Tuy vậy mãi 25 năm

99m

sau, tức là vào năm 1963 người ta mới hiểu hết giá trị của phát minh đó.
- Năm 1941 lần đầu tiên Hamilton dùng 131I để điều trị bệnh của tuyến giáp, mở
đầu việc sử dụng rộng rãi các ĐVPX nhân tạo vào điều trị bệnh.
- Năm 1943, Hevesy, người đi tiên phong ứng dụng khoa học hạt nhân trong y
học đã phát minh ra kĩ thuật đánh dấu phóng xạ trong tế bào sống.
- Năm 1972, CT scaner được sáng chế bởi một kĩ sư người Anh tên là Godgray
Housefield. Đây là kĩ thuật ứng dụng kĩ thuật chụp ảnh tia X và khoa học máy tính tạo
ra lớp cắt ngang trên cơ thể.
- Các kỹ thuật ghi đo cũng đã được phát triển dựa vào các thành tựu về vật lý, cơ
học và điện tử. Các máy đếm xung, ghi dòng, phân tích biên độ, các loại đầu đếm
Geiger Muller (G.M) đến các đầu đếm nhấp nháy, máy đếm toàn thân ngày càng được
cải tiến và hoàn thiện.
Đầu tiên YHHN chỉ có các hợp chất vơ cơ để sử dụng. Sự tiến bộ của các kỹ
thuật sinh hóa, hóa dược làm xuất hiên nhiều khả năng gắn các ĐVPX vào các hợp
chất hữu cơ phức tạp, kể cả các kỹ thuật sinh tổng hợp (Biosynthesis). Ngày nay
chúng ta đã có rất nhiều các hợp chất hữu cơ với các ĐVPX mong muốn để ghi hình
và điều trị kể cả các enzym, các kháng nguyên, các kháng thể phức tạp...
Việc thể hiện bằng hình ảnh (ghi hình phóng xạ) bằng bức xạ phát ra từ các mô, phủ
tạng và tổn thương trong cơ thể bệnh nhân để đánh giá sự phân bố các DCPX cũng ngày
càng tốt hơn nhờ vào các tiến bộ cơ học và điện tử, tin học.
Những thành tựu trong việc ứng dụng ĐVPX trong y học gắn liền với các liệu
pháp chẩn đoán, điều trị và nghiên cứu y học. Nhờ sự phát triển mạnh của các thiết bị
chuẩn đoán hiện đại như các máy cắt lớp điện tốn dùng đồng vị phóng xạ phát
gamma SPECT và máy cắt lớp điện tốn dùng đồng vị phóng xạ phát positron
PET/CT mà nhiều loại DCPX mới đã không ngừng được tìm tịi và phát triển. Từ

những năm 1980 đến nay, các DCPX dùng trong chẩn đoán ngày càng đa dạng về
chủng loại.

15


Chương 1. TỔNG QUAN VỀ Y HỌC HẠT NHÂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA PET/CT TRONG Y HỌC

1.1.2. Ứng dụng của y học hạt nhân [3, 9, 15]
1.1.2.1. Các kỹ thuật cơ bản trong việc áp dụng đồng vị phóng xạ vào y học hạt nhân
a) Kỹ thuật đánh dấu phóng xạ
Cho đến nay viêc ứng dụng ĐVPX vào chẩn đoán và điều trị đã khá phát triển,
bao gổm nhiều kỹ thuật. Ứng dụng rộng rãi nhất vẫn là kỹ thuật đánh dấu phóng xạ.
Kỹ thuật này dựa vào những đặc điểm sau đây:
- ĐVPX và đồng vị bền chịu mọi q trình sinh lý và sinh hóa như nhau trong tổ
chức sống. Nói một cách khác là tổ chức sống từ mức độ phân tử đến toàn cơ thể hay
cả quần thể nhiều vi sinh vật cũng không phân biêt được đồng vị bền và ĐVPX trong
hoạt động sinh học của mình.
- Khối lượng các chất đánh dấu thường rất nhỏ và không gây nên một ảnh hưởng
nào đến hoạt động của tổ chức sống.
- Các kỹ thuật áp dụng trong YHHN thường là không gây thương tổn (Noninvasive) bởi vì cao nhất cũng chỉ là thủ thuật tiêm tĩnh mạch.
- Liều chiếu xạ cho bệnh nhân thường là nhỏ hơn hoặc bằng của nghiêm pháp
tương đương khi dùng tia X. Hơn thế nữa với một liều chiếu nhất định từ ĐVPX chúng
ta có thể khảo sát hoặc ghi hình nhiều lần, trong khi dùng tia X liều xạ sẽ tăng lên theo
số lần chiếu chụp. Chất đánh dấu (Tracer) lý tưởng nhất cần có các đặc điểm sau:
+ Có tính chất hồn tồn giống như đối tượng cần khảo sát.
+ Chất đánh dấu được hấp thụ hoàn toàn, nhanh chóng và chỉ riêng ngay tại cơ
quan, mơ cần khảo sát (Target Organ).
+ Nồng độ ít thay đổi tại chỗ trong suốt quá trình khảo sát.
+ Sau khi khảo sát xong, nhanh chóng và hồn tồn được đào thải ra khỏi cơ thể.

+ Bức xạ phát ra (loại tia, năng lượng tia) từ chất đánh dấu dễ dàng ghi đo được
bằng các phương tiện sẵn có.
+ Tạo ra liều hấp thụ thấp nhất.
Phải hiểu sự đánh dấu ở đây tuy giống nhau về nguyên lý nhưng khác nhau về
mục đích so với sự đánh dấu trong sản xuất DCPX. Đánh dấu trong ghi hình là đưa
DCPX vào tận các phần tử của tế bào, mơ, tạng, hệ thống hoặc tồn bộ cơ thể sinh vật.
16


Chương 1. TỔNG QUAN VỀ Y HỌC HẠT NHÂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA PET/CT TRONG Y HỌC

b) Kỹ thuật dùng nguồn chiếu xạ để chẩn đoán và điều trị
* Chiếu xạ để tạo ra các phản ứng hạt nhân thích hợp:
Cũng có thể coi kỹ thuật định lượng kích hoạt bằng nơtron (Neutron Activization
Analysis) là một kỹ thuật YHHN bởi vì bằng kỹ thuật đó chứng ta có thể định lượng
các yếu tố vi, đa lượng trong các mẫu sinh học (máu, da, tóc...) để chẩn đốn bênh.
Ngun lý của kỹ thuật này là có thể biến một đồng vị bền thành ĐVPX bằng cách bắn
các nơtron thích hợp vào hạt nhân của đồng vị bền. Người ta xác định hàm lượng đồng
vị bền bằng cách đo đếm phóng xạ phát ra từ ĐVPX mới được tạo ra sau khi chiếu
nơtron. Ví dụ: 55Mn (n, γ) 56Mn; 16O (n, P) 16N, trong đó: 55Mn, 16O là những đồng vị
bền (đồng vị mẹ), 56Mn và 16N là những ĐVPX (đồng vị con).
Tất nhiên hoạt độ phóng xạ thu được phụ thuộc nhiều yếu tố như:
- Nồng độ của đồng vị mẹ có trong mẫu.
- Thơng lượng và đặc điểm của chùm nơtron. Che chắn bức xạ nơtron rất phức
tạp vì dải năng lượng của nó rất rộng, có khả năng đâm xuyên lớn và gây hiệu ứng
sinh học cao.
- Tiết diện của hiệu ứng.
- Thời gian chiếu.
Khi chiếu nơtron vào mẫu có thể xảy ra nhiều loại phản ứng và có nhiều ĐVPX
con được tạo ra. Vì vậy cần phải phân tách, tinh sạch bằng các kỹ thuật hóa học và vật

lý khác nhau. Tuy vậy nó cho phép xác định rất chính xác những yếu tố vi lượng trong
cơ thể như: 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...
* Chiếu xạ để điều trị:
Từ lâu người ta đã thấy rõ tác dụng diệt tế bào của bức xạ ion hóa và sử dụng nó
trong nhiều phân ngành khác nhau của sinh học và y học (diệt khuẩn và diệt tế bào
bệnh). Với những hiểu biết ngày càng sâu sắc về cơ chế truyền năng lượng, cơ chế diệt
tế bào, các đặc điểm vật lý của bức xạ, các yếu tố ảnh hưởng của môi trường (nhiệt độ,
nồng độ ôxy...) ngày càng có nhiều cải tiến về kỹ thuật xạ trị. Đây là sử dụng tác dụng
sinh học các bức xạ ion hóa lên các mầm bệnh, tế bào bệnh. Nội dung này đã làm cho
YHHN như một khoa lâm sàng, bởi vì có thể có bệnh nhân điều trị ngoại trú, nhưng
hầu hết đòi hỏi giường bệnh nội trú cho bênh nhân. Nó cũng tạo ra những lợi ích thiết
thực và luôn luôn đổi mới trong y học.
17


Chương 1. TỔNG QUAN VỀ Y HỌC HẠT NHÂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA PET/CT TRONG Y HỌC

1.1.2.2. Nội dung của y học hạt nhân
Từ hai kỹ thuật đánh dấu và chiếu xạ dùng trong YHHN, có 4 nội dung lớn sau đây:
a) Thăm dị chức năng tế bào, mơ, cơ quan hay hệ thống trong cơ thể
Bao gồm:
- Chức năng hấp thụ, chuyển hóa, đào thải...
- Động học của các q trình như hê tuần hồn, tiết niêu.
- Hàm lượng và nồng độ của các yếu tố thành phần, các hợp chất sinh học trong
một đối tượng khảo sát nào đó như hàm lượng các chất điện giải, nồng độ các enzym,
các hormon, thể tích các dịch trong cơ thể, thể tích máu, thể tích hồng cầu... hoặc nồng
độ các dược chất đưa vào trong máu, trong mô.
Từ các giá trị và nồng độ đó ta có thể đánh giá được các chức năng cơ bản của tổ
chức sống. Các giá trị thu được có thể là các đồ thị, biểu đồ, số xung hoặc giá trị tuyệt

đối của hàm lượng. Để thu được các nồng độ đó có thể đo từng mẫu ở từng thời điểm
khác nhau, đếm xung hoặc đo hoạt độ tổng cộng; có thể đo ở mẫu rời (in vitro) hoặc
đo ngay trên cơ thể bệnh nhân (in vivo), có thể bằng những phép so sánh đối chiếu
hoặc xác định giá trị tuyệt đối từ các mẫu đo.
Thăm dò chức năng là một trong những ứng dụng sớm nhất của ĐVPX trong y
học, sử dụng các thiết bị đo đếm phóng xạ đơn giản như máy ghi, máy quét, máy xạ
ký thận... Mở đầu cho nghiên cứu ứng dụng ĐVPX trong y học là cơng trình của
Hertz và Roberts năm 1938 dùng ĐVPX

131

I để thăm dò chức năng tuyến giáp. Chỉ

đơn giản là cho bệnh nhân uống 131I và đo đếm độ tập trung bằng ống đếm nhấp nháy,
hoạt độ phóng xạ được đo theo các khoảng thời gian khác nhau. Hoặc xác định phần
không hấp thụ bị đào thảo bằng cách đo hoạt độ phóng xạ trong nước tiểu (Stance và
cộng sự). Việc thăm dò chức năng giúp tìm hiểu các hoạt động của các cơ quan như
tuyến giáp, thận...
Trong việc chụp hình chẩn đốn, sau khi cho uống thuốc hoặc tiêm DCPX vào
tĩnh mạch, thơng qua hình ảnh chụp được từ các thiết bị như máy quét gamma
camera, PET,… có thể xác định vị trí của các tổn thương hay các khối u bất thường,
cũng như mức độ bệnh lý của người bệnh.

18


Chương 1. TỔNG QUAN VỀ Y HỌC HẠT NHÂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA PET/CT TRONG Y HỌC

Bảng 1.1. Các dược chất phóng xạ cho chẩn đốn ung thư
Dược chất phóng xạ

123I hoặc 99mTc-pertechnetate

U nguyên phát
Ung thư biểu mô tuyến giáp cục bộ
Ung thư biểu mô tuyến giáp (tủy)
Lympho bào

99mTc-V-DMSA
67Ga citrate

Ung thư tuyến tụy-dạ dày

111In-octreotide (pentetreotide)

Ung thư thần kinh

123I-MIBG

Ung thư vú

99mTc-MIBI
99mTc-MDP

Ung thư xương ngun phát
b) Ghi hình phóng xạ

Ghi hình phóng xạ đã có những bước tiến dài:
- Khởi đầu là ghi lại bằng hình ảnh sự phân bố phóng xạ tại tuyến giáp hoặc lớp cắt
của nó bằng kỹ thuật tự chụp hình phóng xạ (Autoradiography). Về sau kỹ thuật này
phát triển đến mức có thể theo dõi sự nắm bắt phóng xạ của các tế bào trên các tiêu bản

mơ học và vì vậy được chia ra chụp hình vĩ mô và vi mô (Microautoradiography và
Macroautoradiography).
- Tiếp theo là các máy móc và kỹ thuật ghi hình tĩnh, động và cắt lớp.
Muốn ghi hình phóng xạ khâu đầu tiên là phải đánh dấu các đối tượng ghi hình
(mơ, cơ quan, hê thống...) bằng các DCPX thích hợp. Các hợp chất thích hợp có thể
nhanh chóng tập trung về các đối tượng ghi hình, lưu lại đó đủ lâu để ghi hình, khơng
gây phản ứng phụ và tạo ra được một tỷ số chênh lệch cao về mức độ phóng xạ giữa tổ
chức đích và tổ chức xung quanh hoặc toàn cơ thể.
Sau đây là các đặc điểm cần lưu ý của ĐVPX dùng để ghi hình :
- Phát ra bức xạ gamma với năng lượng thích hợp. Với các đầu dị nhấp nháy thì
năng lượng tốt nhất là 100 ÷ 300 KeV.
- Tốt nhất là không phát ra bức xạ beta và tuyệt đối không phát ra bức xạ alpha.
Các bức xạ đó khơng giúp ích gì cho ghi hình với các đầu dị in vivo mà có thể làm
cho liều hấp thụ tăng lên.
- Có thời gian bán rã sinh học (T1/2) đủ để ghi hình và theo dõi mà khơng gây nên
liều chiếu cao và khó khăn trong xử lý chất thải.
- Khơng độc, có độ sạch cao.

19


Chương 1. TỔNG QUAN VỀ Y HỌC HẠT NHÂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA PET/CT TRONG Y HỌC

- Liên kết phóng xạ và hoá học vững bền trong cấu trúc phân tử của dược chất
được sử dụng.
- Dễ được cung cấp và giá rẻ. Ta biết rằng thông thường các ĐVPX được sản
xuất từ lò phản ứng rẻ hơn các ĐVPX được sản xuất bằng Cyclotron.
c) Định lượng bằng kỹ thuật RIA và IRMA
Kỹ thuật này cũng là để đánh giá và thăm dò chức năng của các tuyến nội tiết, mô
hay phủ tạng và sự biến đổi của một số chất như chất chỉ điểm ung thư (tumor marker)

chẳng hạn. Tuy vậy do cơ sở khoa học của kỹ thuật và khả năng ứng dụng rộng rãi của
nó trong chẩn đoán và nghiên cứu của kỹ thuật này, người ta đặt riêng thành một nội
dung của YHHN. Ngày nay nhiều cơ sở y học và khoa học có thể chỉ xây dựng riêng
Labo RIA và IRMA để phục vụ cho cơng việc của mình.

Hình 1.1. Một số thiết bị ghi đo theo phương pháp RIA và IRMA
tại Bệnh viện Bạch Mai.
d) Điều trị bằng bức xạ ion hóa
Một ứng dụng nữa trong YHHN là tác dụng sinh học của tia phóng xạ khi được
hấp thụ vào tổ chức sinh học. Chúng bao gồm:
Điều trị chiếu ngoài (Teletherapy):
Với việc sử dụng các tia X, tia gamma cứng và cả các máy gia tốc để diệt các tế
bào ung thư.
20


Chương 1. TỔNG QUAN VỀ Y HỌC HẠT NHÂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA PET/CT TRONG Y HỌC

Điều trị áp sát (Brachytherapy):
Bao gồm cả dao gamma (Gamma Knife), các nguồn kín (kim, hạt...) và tấm áp
(Applicator) phủ nguồn hở với các ĐVPX phát ra beta cứng hoặc gamma mềm. Nó
bao gồm cả kỹ thuật đơn giản để điều trị bệnh ngoài da hoặc kỹ thuật phức tạp như
đưa cả nguồn 90Y vào khối u tuyến yên hay kết hợp với phẫu thuật để đưa các nguồn
xạ kín vào tận các hốc tự nhiên.
Kỹ thuật điều trị áp sát đã được cải tiến rất nhiều làm xuất hiện các phương pháp
mới như điều trị nạp nguồn sau (After Loading Therapy), lập kế hoạch điều trị theo
kích thước khối u (Dimentional Treatment Planing) hoặc dùng thiết bị đắt tiền
(Gamma Knife) để chữa các bệnh về mạch máu trong hộp sọ.
Ngoài các ĐVPX cổ điển như 222Ra, 60Co, 90Y ngày nay người ta còn dùng nhiều
ĐVPX mới trong điều trị áp sát như Palludium - 107, Samarium - 145, Americum241, Yterbrium - 169.

Điều trị bằng các nguồn hở (Curietherapy):
Đây thực sự là một bước tiến dài và làm thay đổi về bản chất kỹ thuật xạ trị. Dựa
vào các hoạt động chuyển hóa bình thường (tế bào tuyến giáp hấp thụ iốt) hoặc thay
đổi bệnh lý (khối ung thư hấp thụ những phân tử hữu cơ đặc hiệu), người ta cho các
nguồn hở phóng xạ vào đến các tổ chức đích (target tissue) bị bệnh để điều trị. Các
ĐVPX còn được đưa vào các tổ chức đích nhờ vào q trình cơ học như đưa vào khí
phế quản và phổi nhờ sự thơng khí (ventilation), vào dạ dày (nhờ động tác nuốt), vào
các tế bào máu (nhờ tuần hồn máu)...
Bằng các nguồn phóng xạ hở thích hợp ngày nay chúng ta 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. Đây là sử dụng tác dụng sinh học các bức xạ ion hóa lên các
mầm bệnh, tế bào bệnh.
1.1.3. Vai trò y học hạt nhân trong các chuyên khoa [3]
Với 4 nội dung chủ yếu đã nêu ở trên, kỹ thuật YHHN có thể đóng góp vào chẩn
đoán và điều trị của hầu hết các chuyên khoa của y học. Tuy nhiên nó phát huy mạnh
mẽ vai trị của mình trong chẩn đốn bệnh do rối loạn chức năng, thay đổi trên hình
ảnh ghi được và trong điều trị của các chuyên khoa sau đây:
- Nội tiết, đặc biệt là tuyến giáp.
- Tim mạch, nhất là chẩn đoán sớm thiếu máu cơ tim từ khi đang là tạm thời và cục bộ.
21


Chương 1. TỔNG QUAN VỀ Y HỌC HẠT NHÂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA PET/CT TRONG Y HỌC

- Ung thư học.
- 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.
Ngoài các bệnh về mạch máu, chấn thương và khối u trong não bộ, kỹ thuật ghi

hình PET cho phép đánh giá hoạt động của các tế bào thần kinh thông qua việc đánh
giá khả năng sử dụng Glucoza (dùng DCPX 18-FDG) của các tế bào đó.
1.1.4. Tình hình và các phương hướng phát triển y học hạt nhân ở nước ta và
trên thế giới [3, 9, 15]
Nhận xét về đặc điểm tình hình YHHN ở Việt Nam như sau:
- Có vai trị và hoạt động tốt ở một số bênh viên lớn.
- Đã có các đội ngũ cán bộ chuyên khoa tuy nhiên chưa nhiều.
- Trang bị chưa đồng bộ và còn nghèo.
- DCPX phải nhập là chủ yếu.
- Kiểm chuẩn, sửa chữa, sản xuất trang thiết bị còn yếu.
Ở Việt Nam lĩnh vực này còn nhiều hạn chế về trang thiết bị, DCPX, nhân viên...
Theo IAEA, Việt Nam xếp ở nhóm các nước thấp nhất trang bị gamma camera và số
cơ sở YHHN (0,01 - 0,03 máy / triệu dân; 0,1 khoa YHHN / triệu dân).
Bức xạ gamma và tia X đã được ứng dụng vào ngành y tế nước ta từ lâu khi hình
thành ngành quang tuyến y học và thành lập viện Radium ở Hà Nội. Các nguồn ĐVPX
hở được đưa vào sử dụng ở nước ta từ những năm 1970 với các cơ sở ở Hà Nội và Sài
Gòn cũ. Từ đó đến nay chuyên ngành YHHN được phát triển khá nhanh. Cho đến nay
nước ta có hơn 20 cơ sở YHHN với các quy mô khác nhau. Tuy chưa được trang bị
đầy đủ nhưng họ đã góp phần chẩn đoán cho hàng chục ngàn bênh nhân và điều trị cho
hàng ngàn bênh nhân trong một năm. Hiên có hơn 10 cơ sở trong cả nước dùng các
nguồn phóng xạ hở và hàng chục cơ sở khác dùng nguồn phóng xạ kín trong điều trị.
Chứng ta có Hội chun khoa YHHN kết hợp với Hội chẩn đốn hình ảnh y học.
Theo báo cáo của Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam (2004) cả nước có 22
khoa YHHN, tuy nhiên các khoa này chủ yếu trang bị: máy đo độ tập trung I-131, máy
xạ ký thận... Các thiết bị hiện đại như gamma camera SPECT đang hoạt động chỉ có
khoảng 10 chiếc nhưng hầu hết đã cũ hoặc trong giai đoạn bảo trì, bảo dưỡng. Ngay tại
22


Chương 1. TỔNG QUAN VỀ Y HỌC HẠT NHÂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA PET/CT TRONG Y HỌC

Bệnh viện lớn như Bệnh viện Trung ương Quân đội 108 có 03 máy gamma camera
SPECT, Bệnh viện Chợ Rẫy có 02 chiếc và các máy đã sử dụng quá 10 năm. Miền
Tây Nam bộ có duy nhất 01 chiếc ở Bệnh viện đa khoa Kiên Giang có thể chụp các kỹ
thuật thơng thường như: tuyến giáp, xạ, hình xương... Cơng nghệ PET có giá trị cao
trong chẩn đoán ung thư sớm, tim mạch, thần kinh... địi hỏi có dược chất FDG do máy
Cyclotron sản xuất ra tại chỗ vẫn chưa được áp dụng nhiều tại Viêt Nam.
Hiện nay các dược chất do lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt cung cấp chỉ có dùng
trong y tế là I-131 trong chẩn đoán và điều trị tuyến giáp, P-32 sử dụng giảm đau do di
căn xương. Các xét nghiệm sử dụng chất đánh dấu Tc99m có ứng dụng rộng rãi để
chụp chẩn đốn bằng máy gamma camera SPECT phải nhập ngoại. Do chưa sản xuất
tại chỗ nên công nghệ PET cũng như các sản phẩm khác của Cyclotron không triển
khai được. Tại Bệnh viện Trung ương Quân đội 108 đã sử dụng máy Cyclotron 30
MeV đầu tiên tại Viêt Nam cung cấp một số sản phẩm DCPX đời sống dài sử dụng
cho gamma camera SPECT như Tl-201, I-123, In-111...đáp ứng nhu cầu sử dụng và
xuất khẩu. Máy Cycoltron này sản xuất các ĐVPX có đời sống ngắn phục vụ cho chụp
hình PET/CT tại khu vực Hà Nội và các tỉnh lân cận. Các chất phóng xạ có đời sống
ngắn như F-18, C-11, N-13... được sản xuất từ máy này có thể cung cấp cho các cơ sở
địa phương với bán kính lên đến 300 km.
Trên thế giới mức độ phát triển của YHHN tại các nước tuỳ thuộc vào trang bị
ghi đo phóng xạ, khả năng cung cấp DCPX và cán bộ chuyên môn. Trong chẩn đốn,
việc ghi hình phát triển mạnh, định lượng miễn dịch phóng xạ phát huy rộng rãi. Ngày
nay, việc phát triển điều trị ung thư không thể không sử dụng bức xạ ion hóa. Tuy
nhiên trình độ phát triển chun ngành YHHN các nước rất khác nhau:
- Mức độ cao ở các nước tiên tiến.
- Mức độ trung bình ở các nước đang phát triển.
- Mức độ thấp hoặc chưa sử dụng các nguồn phóng xạ hở ở các nước nghèo và
khó khăn.
Tuy vậy tình hình đó sẽ thay đổi nhanh chóng theo sự phát triển của kinh tế và
khoa học kỹ thuật ở từng nước.

Các phương hướng phát triển chính của YHHN hiện nay:
* Ghi hình phóng xạ:
- Planar Gamma Camera
23


Chương 1. TỔNG QUAN VỀ Y HỌC HẠT NHÂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA PET/CT TRONG Y HỌC

- SPECT
- PET
- CT scanner của tia X kết hợp với PET, SPECT trên cùng một máy.
* Thăm dò chức năng (ghi đo in vivo).
* Định lượng bằng kỹ thuật RIA và IRMA (ghi đo in vitro).
* Điều trị :
- Các bênh tuyến giáp.
- Ung thư và di căn.
- Bênh xương khớp.
- Một số bênh tim mạch.
1.2. PET/CT và ứng dụng trong y học [1, 2, 3, 9, 10, 11, 12, 15, 18]
1.2.1. Quá trình hình thành và phát triển máy PET/CT
Máy ghi hình cắt lớp positron đầu tiên trên thế giới được phát triển bởi nhà vật lý
Brownell và bác sĩ Sweet. Họ nghiên cứu phương pháp chụp xạ hình não bằng
Arsenic-74 tại bệnh viện Massachusetts vào những năm đầu thập niên 1950. Khái
niệm chụp hình tái tạo 3 chiều phát xạ (Emission) và truyền qua (Transmision) được
giới thiệu vào cuối thập niên 1950 bởi David E. Kuhl và Roy Edwards. Đây được xem
là tiền đề cho việc thiết kế và chế tạo máy ghi hình PET sau này tại trường đại học
Pensylvania. Sau đó kỹ thuật này được phát triển thêm bởi Michel Ter-Pogossian,
Michael E. Phelps và các cộng sự tại trường đại học y khoa Washington, Hoa Kỳ.
Vào thập niên 1970, Tatsuo Ido làm việc tại phịng thí nghiệm quốc gia
Brookhaven (Brookhaven National Laboratory) lần đầu tiên mô tả thành công q

trình tổng hợp thuốc phóng xạ 18F-FDG (Fluorine-18-2-Fluoro-2-Deoxy Glucose).
Tháng 8 năm 1976, Giáo sư Abass Alavi đã tiêm thử nghiệm thuốc phóng xạ trên
cho hai người tình nguyện tại trường đại học Pennsylvania. Và sau đó, phương pháp
ghi hình cắt lớp positron (PET) được giới thiệu rộng rãi đến cộng đồng y tế như là một
phương pháp ghi hình phóng xạ mới với độ an toàn cao và liều bức xạ thấp. Tại thời
điểm đó, PET được xem như là một phương pháp nghiên cứu mới, mở ra cánh cửa cho
các nhà khoa học trong việc nghiên cứu và tìm hiểu q trình chuyển hóa sinh học của
các tổn thương trong cơ thể bệnh nhân.
Giai đoạn từ 1970 đến những năm cuối thế kỷ 20, lần lượt các thế hệ máy PET ra
đời, khởi đầu là máy PET 2 mặt phằng đầu dò tinh thể NaI(TI) cho đến thiết kế hoàn
24


Chương 1. TỔNG QUAN VỀ Y HỌC HẠT NHÂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA PET/CT TRONG Y HỌC

chỉnh tối ưu hiện tại là máy PET với các khối đầu dò bố trí liên tục với nhau tạo thành
một vịng trịn đầu dị khép kín. Máy ghi hình PET được ứng dụng nhiều trong chẩn
đốn hình ảnh, nhất là trong lĩnh vực ung bướu, PET giúp chẩn đoán và theo dõi bệnh
lý ung thư. Tuy nhiên, thời gian này kỹ thuật ghi hình PET cịn rất phức tạp, do đó
phương pháp ghi hình PET trong thời gian này được ứng dụng chủ yếu tại các nước
phát triển, nơi có nền y khoa tiến bộ.
Sự phát triển của loại máy PET/CT đầu tiên đã được khởi xướng vào năm 1992
với mục tiêu là tích hợp máy CT và máy PET trong cùng một thiết bị để thu thập một
thông tin đầy đủ về cấu trúc giải phẫu và các thông tin chức năng các bộ phận cơ thể.
Loại máy PET/CT ban đầu kết hợp một máy quét CT xoắn ốc (Somatom AR.SP) với
một máy quét PET (ECAT ART). Cả hai thành phần phương thức hình ảnh này đều
được gắn trên các máy móc phụ trợ và quay cùng nhau với tốc độ 30 vịng trên phút
thể hiện như trong Hình 1.2.

Hình 1.2. Mẫu thiết kế PET/CT đầu tiên phát triển bởi Bayer và các đồng nghiệp

Các thiết kế đầu tiên này bao gồm một máy quét CT và một máy quét PET được
bọc kín trong một giàn và hoạt động từ các bàn kiểm sốt riêng biệt. Các máy qt
PET có vách (gọi là septa) có thể thu vào. Các vách cho phép thiết bị thu thập dữ liệu
PET ở chế độ 2D hoặc 3D.
Hệ thống PET/CT thương mại đầu tiên là Discovery LS (GE Healthcare) được giới
thiệu vào năm 2001. Vài tháng sau đó, PET/CT Biograph được hãng Siemens giới thiệu
và Gemini của hãng Philips xuất hiện trên thị trường. Từ đó đến nay, các công nghệ đã
25