Thông tin tài liệu
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 2 ĐỀ TÀI 19: Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân y tế LỚP L21, NHÓM 2: GVHD: TS LÝ ANH TÚ TP HỒ CHÍ MINH, 5/2023 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 2 ĐỀ TÀI 19: Ứng dụng của kỹ thuật hạt nhân y tế GDVD: TS LÝ ANH TÚ Lớp: L21 Nhóm: 2 Danh sách thành viên: Họ và tên MSSV 2210654 DỖN HỒNG ĐẠ T TR ẦN MINH ĐẠT 2210720 BÙI NHÂN ĐOÁN 2210766 VÕ NGUYỄ N NHẤT DUY 2210546 VŨ HUỲ NH QUANG DUY 2210550 LỜI NĨI ĐẦU Bộ mơn Vật lý môn khoa học tự nhiên tập trung vào nghiên cứu vật chất chuyển động của nó khơng gian thời gian, với những khái niệm liên quan như năng lượng, lực, các thuyết Một cách rộng hơn nó sự phân tích tổng hợp về tự nhiên, được thực hiện để thể hiện cách biểu hiện cái trật tự lạ lùng của vũ trụ này Trong trình học tập môn Vật lý chúng em học nhiều điều lạ,bổ ích để nắm bắt vận dụng kiến thức cách dễ dàng nhóm chúng em đã làm quen, tìm hiểu về một chủ đề về vũ trụ đó là “ Ứng dụng của kỹ thuật hạt nhân y học”.Bởi chủ đề vô thú vị độc đáo nên hấp dẫn chúng em đến để làm Và để hiểu rõ tìm hiểu ở những phần sau Sau thời gian tìm hiểu thu thập tài liệu làm việc nhóm hướng dẫn nhiệt tình từ giảng viên nhóm chúng em hoàn thành báo cáo Mặc dù cố gắng hết khả trình độ kiến thức hiểu biết kinh nghiệm cịn hạn chế nên khơng tráng khỏi có sai sót Nhóm chúng em rất mong nhận được những góp ý, nhận xét, đánh giá, của giảng viên các bạn đề bài báo cáo hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn. MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 1.2 Yêu cầu CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Các khái niệm cơ về hạt nhân 2.2 Các đại lượng cơ trong kĩ thuật hạt nhân 2.2.1 Khối lượng nguyên tử và khối lượng phân tử 2.2.2 Bán kính hạt nhân: 10 2.2.3 Khối lượng và năng lượng 12 2.2.4 Bước sóng của hạt 12 2.2.5 Phân rã phóng xạ 13 2.3 Trạng thái kích thích sự phát xạ của nguyên tử 14 2.4 Phân loại phản ứng 15 2.5 Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân 16 2.5.1 Định luật bảo tồn điện tích và số nucleon 16 2.5.2 Định luật bảo toàn năng lượng và xung lượng 17 2.5.3 Định luật bảo toàn chẵn lẻ 17 2.5.4 Định luật bảo toàn spin đồng vị 18 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA KỸ THUẬT HẠT NHÂN TRONG Y TẾ 19 3.1 Sơ lược về ngành kĩ thuật hạt nhân trong y tế 19 3.2 Ứng dụng để chẩn đoán và điều trị trong y học hạt nhân? 19 3.3 Một vài nét về ứng dụng các đồng vị phóng xạ trong lâm sàng 20 3.3.1 Chẩn đốn bệnh bằng đồng vị phóng xạ (ĐVPX): 20 3.3.2 Điều trị bệnh bằng đồng vị phóng xạ 21 3.3.3 Ghi hình khối u bằng máy SPECT, PET 21 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Các mức năng lượng (eV) của nguyên tử hydro 15 Hình 3.1 Hình ảnh cho được từ máy PET, PET/CT 19 Hình 3.2 Bác sĩ thực hiện chẩn đốn qua hình ảnh 21 Hình 3.3 Điều trị bệnh bằng ĐVPX 21 Hình 3.4 Cấu tạo hai loại máy SPECT 22 Hình 3.5 Quan sát tế bào 23 Hình 3.6 Quan sát sự thay đổi mơ xương chẩn đốn bệnh 23 Hình 3.7. Nguyên lý thu ảnh máy PET 24 Hình 3.8 Máy PET CT 25 Hình 3.9 Hình ảnh kết hợp của PET và CT 26 Hình 3.10 Di K giáp trạng: sau cắt bỏ tuyến giáp ghi hình với SPECT/CT: CT (-), SPECT (+) 26 CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu về đề tài Mỗi khi đề cập đến ngành năng lượng nguyên tử, người ta thường nhớ ngay đến ứng dụng năng lượng – tạo ra điện hạt nhân – nhưng lại dễ dàng bỏ qua một ứng dụng mật thiết sức khỏe: cung cấp dược chất phóng xạ đồng vị phóng xạ chẩn đoán điều trị ung thư Với việc đưa vật chất phóng xạ vào thể tập trung vào quan đích khoảng thời gian định, bác sĩ kỹ thuật viên y học hạt nhân ghi hình (xạ hình) quan bên thơng qua việc thu nhận tín hiệu phân bố dược chất phóng xạ thiết bị như máy Gamma Camera, SPECT, SPECT/CT, PET, PET/CT Nếu phát khối u bất thường, bác sĩ dùng nhiều phương pháp phù hợp để điều trị cho bệnh nhân, số xạ trị – đưa đồng vị phóng xạ hay dược chất phóng xạ theo chất mang vào thể người bệnh nhiều đường khác (tiêm, uống…), theo dịng tuần hồn đến quan đích, tiêu diệt tế bào ung thư nhưng hạn chế tối đa tổn thương cho tế bào lành. 1.2 Yêu cầu Trình bày tổng quan về đề tài nêu định luật, khái niệm, những nguyên lý cũng ứng dụng thực tế Cuối nêu ý nghĩa thực tiễn đề tài định hướng ứng dụng trong lĩnh vực nào Sinh viên cần đọc và tìm hiểu các tài liệu liên quan đến đề tài nhằm nắm rõ có thể có định hướng viết đề tài CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Các khái niệm cơ bản về hạt nhân Hạt nhân nguyên tử cấu trúc vật chất đậm đặc (có mật độ cực lớn -đạt đến 100 triệu tấn trên một xăng-ti-mét khối), chiếm khối lượng chủ yếu (gần toàn bộ) nguyên tử Về bản, theo hiểu biết hạt nhân ngun tử có kích thước nằm trong vùng giới hạn bởi bán kính cỡ 10−15 m, cấu tạo từ hai thành phần sau: Proton: loại hạt mang điện tích +1, có khối lượng 1.67262158 × 10−27 kg (938.278 MeV/c²) spin +1/2 Trong tiếng Hy Lạp, proton có nghĩa là "thứ nhất". Proton tự do có thời gian sống rất lớn, gần như là bền vĩnh viễn Tuy nhiên quan điểm cịn số hồi nghi vật lý hiện đại. Neutron: loại hạt không mang điện tích, có khối lượng bằng 1.67492716 × 10−27 kg (939.571 MeV/c²) spin +1/2, tức lớn khối lượng proton chút Neutron tự có thời gian sống cỡ 10 đến 15 phút sau nhanh chóng phân rã thành proton, điện tử (electron) một phản nơtrino. Vật lý hạt nhân nhánh vật lý sâu nghiên cứu hạt nhân nguyên tử (gọi tắt hạt nhân) Các ứng dụng phổ biến biết đến vật lý hạt nhân tạo lượng hạt nhân cơng nghệ vũ khí hạt nhân, nghiên cứu áp dụng nhiều lĩnh vực, bao gồm y học hạt nhân, hình ảnh cộng hưởng điện từ, cấy ion kỹ thuật vật liệu, xạ cacbon xác định tuổi địa chất học khảo cổ học Vật lý hạt nhân gồm 3 phần: mô tả các hạt cơ bản (prôtôn nơtrôn) và tương tác giữa chúng, phân loại và trình bày tính chất của hạt nhân, cung cấp kỹ thuật tân tiến mà mang lại. Kỹ thuật hạt nhân ngành kỹ thuật tập trung vào ứng dụng của các trình phân hạch, nhiệt hạch, cùng với những hiện tượng vật lý hạ nguyên tử dựa nguyên lý vật lý hạt nhân Đối với chuyên ngành phân hạch, kỹ thuật hạt nhân bao gồm vấn đề thiết kế bảo trì hệ thống chi tiết lò phản ứng hạt nhân, nhà máy điện hạt nhân, hay chí vũ khí hạt nhân Ngành nghiên cứu y học hạt nhân, nhiều ứng dụng khác ví dụ q trình xạ ion hóa, an tồn hạt nhân, lưu chuyển nhiệt, chu kỳ nhiên liệu hạt nhân, với kỹ thuật xử lý chất thải hạt nhân vấn đề phổ biến vũ khí hạt nhân 2.2 Các đại lượng bản trong kĩ thuật hạt nhân 2.2.1 Khối lượng nguyên tử và khối lượng phân tử Khối lượ ng nguyên tử đượ c định nghĩa theo khối lượ ng nguyên tử 126 trung hịa theo thang đo, trong đó khối lượ ng 126 được chọn là 12 Ta ký hiệu m( ) khối lượ ng nguyên tố đượ c có ký hiệu m(12) khối 6 lượ ng 12 trung hịa Khối lượ ng ngun tử của m( ) được tính như 6 sau: Công thức (1.1) Trong tự nhiên, nguyên tố tồn tại thường chứa nhiều hơn một đồng vị. Khối lượng nguyên tử nguyên tố định nghĩa khối lượng nguyên tử trung bình đồng vị Vì vậy, N ếu , tương ứng tỉ lệ phần trăm khối lượng của đồng vị thứ i khối lượng nguyên tử M của nguyên tố là: Khối lượng phân tử tổng khối lượng nguyên tử ngun tử cấu thành Ví dụ, khối lượng phân tử oxy chứa nguyên tử oxy × 15,99938 = 31,99876 Sử dụng số Avogadro ( = 6,022045 10 23), có thể tính khối lượ ng 1ngun tử hay phân t Ví dụ 1 mole 12 chứa nguyên 6tử nên khối lượ ng nguyên tử 126 là: Thông thường, khối lượng nguyên tử biểu thị theo đơn vị khối lượng nguyên tử (amu) Một amu được định nghĩa là 1/12 khối lượng nguyên tử 12C trung hịa: 10 2.2.6 Độ phóng xạ _Trong q trình phóng xạ,số hạt nhân của chất phóng xạ sẽ giảm theo thời gian _Giả sử ở thời điểm t,số hạt nhân chưa bị phân rã của các phóng xạ là N.Sau thời gian dt,số hạt nhân phóng xạ giảm -dN Độ giảm -dN tỷ lệ với N với thời gian dt theo số phân rã : dN Ndt N dN N t .dt 0 ( N N et ) 0 N _Do vậy người ta đã đưa vào đại lượng : độ phóng xạ H N hay H dN để dt có thể xác định được số hạt phân rã giây H N 0e t H 0e t _Trong hệ SI,đơn vị của H Becquerel (Bq) (1 Bq = phân rã /s).Ngoài người ta dùng đơn vị Curi(Ci) (1 Ci = 3, 7.1010 Bq mCi = 103 Ci , Ci =106 Ci hay pCi = 1012 Ci ) 2.3 Trạng thái kích thích và sự phát xạ của nguyên tử Các electron của nguyên tử bao quanh hạt nhân chuyển động theo quỹ đạo xác định Trong số đó, có số electron liên kết mạnh hơn với ngun tử. Ví dụ, chỉ cần 7,38 eV để tách electron khỏi nguyên tử Pb (Z = 82), để tách electron (electron lớp K) cần lượng 88 keV Việc tách electron khỏi nguyên tử gọi ion hóa nguyên tử, lượng để tách gọi lượng ion hóa của nguyên tử. Với nguyên tử trung hịa, electron tồn quỹ đạo (trạng thái) khác Trạng thái lượng thấp nguyên tử gọi trạng thái Khi nguyên tử trạng thái lượng cao lượng trạng thái bản, nguyên tử trạng thái kích thích Trạng thái trạng thái kích thích khác mơ tả sơ đồ phân mức lượng, ví dụ Hình 2.3 cho mơ tả trạng thái nguyên tử hydro Trạng thái năng lượng cao nhất tương ứng với trạng thái khi 16 electron bị tách hoàn toàn khỏi nguyên tử, lúc ngun tử bị ion hóa Một ngun tử khơng thể tồn mãi ở trạng thái kích thích, chuyển trạng thái lượng thấp hơn, sau nguyên tử sẽ trở về trạng thái H ình 2.1 Các mức năng lượng (eV) của nguyên tử hydro Khi chuyển dịch từ trạng thái lượng cao trạng thái lượng thấp hơn, nguyên tử phát photon với lượng độ chênh lệch lượng hai trạng thái Ví dụ, nguyên tử hydro trạng thái kích thích thứ 10,19 eV chuyển về trạng thái cơ bản, nó phát photon Theo Cơng thức 1.19, bước sóng photon = 1,240 10− 10,19 = 1,217 10−7 2.4 Phân loại phản ứng: Khi hai hạt nhân (hoặc nucleon hạt nhân) gần đến khoảng cách 10−13 (bán kính hạt nhân) xuất hiện hiện tượng tương tác mạnh, dẫn tới sự biến đổi của hạt nhân Q trình gọi là phản ứng hạt nhân Trong phản ứng hạt nhân có phân bố lại lượng xung lượng hai hạt, đồng thời sinh số hạt khác Tuỳ theo hạt tới gây tương tác, người ta có thể chia thành loại tương tác sau: 17 - Phản ứng dưới tác dụng của neutron; - Phản ứng dưới tác dụng của hạt tích điện; - Phản ứng tác động của tia (quang phản ứng); Và theo quan điểm về cơ chế tương tác, có thể chia làm ba loại tương tác: - Phản ứng qua giai đoạn trung gian bằng cách tạo hạt nhân hợp phần; - Phản ứng tương tác trực tiếp; - Phản ứng tiền cân bằng (tức giữa hai phản ứng trên) Ký hiệu phản ứng: + → + ế ắ ( (, ) Trong đó: a, A hạt tham gia phản ứng; b, B hạt sản phẩm phản ứng. 2.5 Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân 2.5.1 Định luật bảo tồn điện tích số nucleon - Các nghiên cứu thực nghiệm cho thấy rằng trong tất cả các trường hợp thì tổng số điện tích của các hạt tham gia phản ứng bằng tổng điện tích của các sản phẩm của phản ứng - Trong phản ứng hạt nhân thông thường (không sinh phản hạt) số nucleon bảo tồn Bảng 2.1 trình bày vài phản ứng hạt nhân làm ví dụ cho định luật bảo tồn điện tích nucleon Bảng 2.1 Một số phản ứng hạt nhân bảo tồn điện tích, nucleon Phản ứng 1 2 + Điện tích 1 2 → 1 3 + + 37 → 47 + + 49 → 2 24 + + 1632 → 1535 + + 14 → 7 8 17 + Số nucleon 1+1=2+0 2+2=3+1 1+3=4+0 1+7=7+1 0+4=2×2+0 0+9=2×4+1 + 16 = 15 + 1 + 32 = 32 + 2+7=8+1 + 14 = 17 + 18 Hai định luật nói với q trình: phân rã alpha, phân rã beta, chiếm electron quỹ đạo và phân hạch. Bảng 2.2 minh họa cho loại phản ứng Bảng 2.2 Các phản ứng phân rã alpha, phân rã beta chiếm electron quỹ đạo bảo tồn điện tích nucleon Phản ứng Điện tích − Số nucleon = − 1 + 3= 3+0+0 88 = 86 + 226 = 222 + 4 − 1 = + 7+0 =7+0 →→23 + − + 3 226 → 86222 + 24 88 4 + − → 37 + - Sự bảo tồn số nucleon dẫn tớ i q trình + − → 2 bị cấm; - Bảo toàn số nucleon dẫn tớ i bảo toàn số khối A Như vậ y có thể đưa thêm khái niệm điện tích nucleon ( = = 1) Xét hạt nhân, điện tích bằng với số khối A, được gọi là điện tích Barion 2.5.2 Định luật bảo tồn năng lượng và xung lượng Trong phản ứng hạt nhân, mô men động lượng của các hạt đang tương tác hình chiếu của lên một phương bảo tồn 2.5.3 Định luật bảo tồn chẵn lẻ Spin độ chẵn lẻ là hai đặc trưng lượng tử của hàm sóng Hàm sóng thường được ký hiệu như sau: J J đó độ chẵn lẻ và J spin của hạt nhân Độ chẵn lẻ gắn liền với tính chất của hàm sóng ở phép biến đổi phản xạ gương P không gian tọa độ. P J (r ) J ( r ) . J ( r ) Từ tính bất biến của trạng thái hạt nhân đối với phép biến đổi P nên 1 19 Trạng thái có 1 gọi là trạng thái có độ chẵn lẻ dương, trạng thái có 1 gọi là trạng thái có độ chẵn lẻ âm Spin hạt nhân J mơ men góc tồn phần xác định từ tổng mơ men góc của các nucleon tham gia cấu trúc lên trạng thái J Độ chẵn lẻ và spin của hạt nhân hai số lượng tử quan trọng đặc trưng cho cấu trúc hạt nhân từng trạng thái vật lý của nó Đây là hai đại lượng vật lý ln bảo tồn q trình biến đổi hạt nhân gây bởi lực hạt nhân 2.5.4 Định luật bảo toàn spin đồng vị Các hạt họ mezon hay barion có khối lượng gần ghép lại thành một đa tuyến đồng vị. VD: Nhóm p n (m ~ 938 MeV), ghép thành Nhị tuyến đồng vị nhóm −, , + thành tam ến đồng vị Trong đa tuyến, phần tử tương tác mạnh với (hadron), chúng tương tác mạnh như nhau với các phần tử ngoài đa tuyến. 20 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA KỸ THUẬT HẠT NHÂN TRONG Y TẾ 3.1 Sơ lược về ngành kĩ thuật hạt nhân trong y tế Y học hạt nhân một chuyên ngành y tế sử dụng các đồng vị phóng xạ, hoặc các dược phẩm phóng xạ để chẩn đốn, quản lý, điều trị nghiên cứu số bệnh cường giáp, ung thư tuyến giáp, u lympho đau xương Y học hạt nhân cũng được gọi là “X-quang được thực hiện từ bên trong” “phương thức hình ảnh sinh lý” hoặc “endo radiology” bởi vì có khả năng ghi lại bức xạ được phát từ bên cơ thể chứ khơng phải là bức xạ được tạo ra bởi các nguồn bên ngồi. H ình 3.1. Hình ảnh cho được từ máy PET, PET/CT 3.2 Ứng dụng để chẩn đốn và điều trị trong y học hạt nhân? Với bước tiến vượt bậc ngành y học, y học hạt nhân ứng dụng rất nhiều vào việc chẩn đoán điều trị loại bệnh lý khác như: Chẩn đoán trong ung thư tuyến giáp hoặc chẩn đốn và đánh giá chức năng của thận, tiêu hóa, tim mạch, thần kinh, bệnh lý xương khớp, nội tiết thậm chí nhi khoa Những trường hợp bị ung thư tuyến giáp biệt hóa sau phẫu thuật, bị đau di ung thư xương, bệnh basedow ứng dụng y học hạt nhân để điều trị bệnh Và hơn hết, phương pháp điều trị này đã mang lại kết quả rất đáng khích lệ với mức độ an toàn cao Các nguồn xạ Co -60 hoạt độ cao dùng xạ trị sử dụng số bệnh viện trong nước từ những năm 1960. Năm 1971, Khoa Y học hạt nhân được hình thành với số thiết bị đo chuẩn đốn bệnh đơn giản Từ tháng 3/1984, Lị phản ứng hạt nhân Đà Lạt được đưa vào hoạt động, cho phép sản xuất các chất đồng vị dược 21 chất phóng xạ số lượng Khoa Y học hạt nhân tăng nhanh đến nay, nước trên 30 khoa được hình thành, nhiều thiết bị hiện đại được trang bị như máy hiện hình Gamma Camera, máy chụp cắt lát CT Trung bình hàng tháng khoảng 100 bệnh nhân đối với các khoa có quy mơ nhỏ và gần 1.000 bệnh nhân với các khoa có quy mơ lớn chẩn đốn và điều trị bệnh. 3.3 Một vài nét về ứng dụng các đồng vị phóng xạ trong lâm sàng Các loại đồng vị sản xuất Lị phản ứng hạt nhân áp P -32 để điều trị các bệnh ngồi da; dung dịch I-131 dưới dạng tiêm hoặc uống để chẩn đốn và điều trị bệnh tuyến giáp; Tc -99m dược chất dạng kit in -vivo đánh dấu với Tc 99m để hình tìm khối u bất thường não, chẩn đốn chức bệnh lý quan nội tạng thể thận, gan, phổi, hệ tiêu hóa Các kit in-vitro miễn dịch học phóng xạ T3, T4 sản xuất sử dụng số bệnh viện Hàng năm, khoảng 150Ci chất phóng xạ loại sản xuất Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, cung cấp cho ngành Y tế. 3.3.1 Chẩn đốn bệnh bằng đồng vị phóng xạ (ĐVPX): Ngun tắc chung của chẩn đốn bệnh bằng đồng vị phóng xạ như sau: Để ghi hình (xạ hình) cơ quan người ta phải đưa các ĐVPX vào cơ thể người bệnh. Để ghi hình cơ quan, ngồi máy scanner (ghi hình tĩnh) người ta cịn dùng máy Gamma Camera, SPECT, PET, PET/CT SPECT/CT Bằng kỹ thuật ghi hình y học hạt nhân, người ta có thể ghi hình từng cơ quan hoặc ghi hình tồn cơ thể (Whole body scan) 22 H ình 3.2. Bác sĩ thực hiện chẩn đốn qua hình ảnh 3.3.2 Điều trị bệnh bằng đồng vị phóng xạ: H ình 3.3. Điều trị bệnh bằng ĐVPX Để điều trị người ta phải đưa đồng vị phóng xạ hay dược chất phóng xạ (DCPX) vào cơ thể người bệnh. Người ta gọi đây là phương pháp điều trị chiếu trong hay gọi là điều trị bằng nguồn hở. Nguyên lý chung của phương pháp điều trị chiếu trong được dựa trên định đề Henvesy: Cơ thể sống khơng có khả năng phân biệt các đồng vị của cùng một ngun tố. 3.3.3 Ghi hình khối u bằng máy SPECT, PET 3.3.3.1 Nguyên lý chung ghi hình cắt lớp vi tính bằng bức xạ đơn photon Ngun lí của ghi hình máy gamma camera, SPECT: 23 Máy xạ hình SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) thiết bị chẩn đốn hình ảnh đại Về nguyên lý tạo ảnh, SPECT giống CT (Kỹ thuật SPECT phát triển sở CT - Scanner), khác ở chỗ, với CT chùm pho-ton tạo bên ngồi, xun qua thể ghi nhận detector phía đối diện nguồn tia X Cùng với SPECT, chùm xạ photon được phát từ bên thể do phát đồng vị phóng xạ đưa (uống, tiêm ) vào nơi cần chụp ảnh chùm xạ phát ghi nhận đồng thời hệ detector q uay quanh bệnh nhân Các dược chất phóng xạ sử dụng với lượng nhỏ tập trung quan cần ghi hình tuân theo đặc điểm sinh lý bệnh lý ảnh thu được cho ta thông tin về chức năng (Functional image) của cơ quan muốn thăm khám Phương pháp giúp phát thay đổi bệnh học mức độ phân tử trước hoàn thành nên thay đổi cấu trúc giải phẫu để cú thể nhìn thấy hình ảnh CT, MRI Máy SPECT cho phép hiển thị hình ảnh khơng gian chiều rừ rệt đánh giá chức phận thể, chuyển hóa tế bào Máy SPECT cú thể chụp toàn thân (Whole body), tĩnh(Static), động(Dynamic), 3 Pha, ảnh cắt lớp tomo… H ình 3.4 Cấu tạo hai loại máy SPECT 24 H ình 3.5 Quan sát tế bào H ình 3.6 Quan sát sự thay đổi mơ xương chẩn đốn bênh Ngun lí của ghi hình bằng máy PET: Ngun tắc ghi hình khối u PET cần phải có chế tập trung cách đặc hiệu dược chất phóng xạ (DCPX) đã lựa chọn. DCPX được lựa chọn này dựa cơ sở những khác biệt về sinh lý học hoặc chuyển hố giữa khối u tổ chức bình thường. Về ngun tắc hoạt động chuyển hố tổ chức ung thư thường xuất trước thay đổi cấu trúc Việc phát thay đổi hoá sinh, chuyển hoá trước những thay đổi về giải phẫu là có thể thực hiện được. Nếu sử dụng chất chuyển hoá khối u đánh dấu chúng đồng vị phóng xạ phát positron (được sản xuất bởi máy gia tốc vịng-cyclotron), chúng sẽ theo dòng máu tập trung chủ yếu tổ chức có tế bào ung th-ư tham gia vào trinh chuyển hoá, tổng hợp, biến đổi trong từng tế bào ung th-ư. 25 Tại nơi có tập trung DCPX kể (tổ chức bệnh lý hay khối u ung thư), có sự chênh lệch rõ nét hoạt độ phóng xạ cao hơn tổ chức lành xung quanh Hình ảnh thu đư-ợc hình ảnh tổ chức ung thư- đặc hiệu giai đoạn sớm, chí tế bào ung thư- giai đoạn rối loạn chuyển hố có thể thấy đư-ợc hình ảnh chúng Điều khác biệt so với chụp hình CT, MRI tổ chức ung thư- phaỉ bị phá huỷ ở một mức độ đủ lớn thì thiết bị này mới phát hiện đ-ược mắt ngư-ời mới nhận thấy đ-ược. Như vậy, hình ảnh ghi PET với DCPX thích hợp giúp phát giai đoạn sớm xác khối u ung thư so với phương pháp chẩn đốn hình ảnh khác CT, MRI hình ảnh thu đư-ợc mang đậm hình ảnh chức năng hơn là hình ảnh cấu trúc gỉai phẫu. H ình 3.7. Nguyên lý thu ảnh máy PET Cũng giống máy SPECT, máy PET vừa tạo lắt cắt (slide) hình ảnh CT, MRI, vừa co thể cho hình ảnh quýet (Scan) toàn thân, đặc điểm đặc biệt quan trọng trong phát hiện khối u sự tái phát di căn ung thư. 26 H ình 3.8. Máy PET CT 3.3.3.2 Ghi hình khối u bằng máy SPECT, PET Phương pháp ghi hình (xạ hình) có vai trị quan trọng việc phát khối u, đặc biệt các khối u ác tính, cũng như theo dõi ung thư tái phát đánh giá hiệu quả của các phương pháp điều trị. - Kết hợp máy PET với CT - Scanner SPECT/CT tức ghép loại đầu dò máy dùng chung hệ thống ghi nhận l-ưu gĩư- số liệu kỹ thuật máy tính - Do bệnh nhân đồng thời vừa chụp CT vừa đư-ợc chụp SPECT PET, nên hệ thống này cho phép ghép chồng hình ảnh của CT xạ hình (SPECT hoặc PET) lên - Sự phối hợp hình ảnh trên đã giúp chẩn đốn bệnh ở giai đoạn rất sớm, chính xác, tăng độ nhạy, độ đặc hiệu kỹ thuật PET/CT nhờ có đư-ợc đồng thời hình ảnh cấu trúc gỉai phẫu của CT hình ảnh chức năng chuyển hố PET. Như vậy ghi hình với SPECT/CT hay PET/CT sẽ cho hình ảnh kết hợp của: • CT: với hình ảnh cấu trúc giải phẫu rõ nét • SPECT, PET: với hình ảnh chức năng, tổn th-ương đ-ược phát sớm với độ nhạy cao PET có độ nhạy độ đặc hiệu cao phát tổn thư-ơng, đặc biệt trong ung th-ư. 27 H ình 3.9. Hình ảnh kết hợp của PET CT H ình 3.10. Di K giáp trạng: sau cắt bỏ tuyến giáp ghi hình với SPECT/CT: CT ( -), SPECT (+).Di 28 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN Kỹ thuật hạt nhân có vai trị quan trọng đặc biệt y học: Sử dụng kỹ thuật y học hạt nhân chẩn đoán bệnh lý tim mạch, ung thư, nội tiết, gan - mật, dày - ruột, thận - tiết niệu, tâm - thần kinh, xương- khớp, nhi khoa Sử dụng các đồng vị phóng xạ điều trị một số bệnh lý như Basedow, bướu nhân độc tuyến giáp, ung thư tuyến giáp thể biệt hóa sau phẫu thuật, giảm đau di xương, ung thư gan Tham gia công tác huấn luyện, đào tạo, nghiên cứu khoa học hợp tác quốc tế. 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vật lý đại cương A2, Giáo trình nội bộ ĐHBK TP.HCM, 2016 [2] Bài tập Vật lý đại cương A2, NXB ĐHQG TP.HCM, 2017 [3] Halliday, Resnick, Walker, Cơ sở Vật lý, NXB Giáo dục, 2000 [4] Serway, Jewett: Physics for Scientists and Engineers – 10th Edition, Cengage, 2019 [5] https://bitly.com.vn/injhte 30
Ngày đăng: 24/05/2023, 05:49
Xem thêm:
