Luận văn thạc sĩ Vật lý kỹ thuật: Phương pháp tính liều trong điều trị ung thư gan bằng hạt vi cầu Microsphera Yttrium-90

Các nhân viên vật lý vẫn dừng ở những công việc mang tính thường qui hơn là tham gia vào việc nâng cao chất lượng của quy trình phục vụ bệnh nhân, đặc biệt trong điều trị bằng đồng vị ph

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

NGUYỄN HOÀNG TÙNG

PHƯƠNG PHÁP TÍNH LIỀU TRONG ĐIỀU TRỊ UNG THƯ GAN

BẰNG HẠT VI CẦU MICROSPHERE YTTRIUM-90

Chuyên ngành: Vật Lý Kỹ Thuật Mã số: 60520401

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Tp Hồ Chí Minh, Tháng 12 năm 2016

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS Lý Anh Tú Cán bộ chấm nhận xét 1 : PGS.TS Huỳnh Quang Linh Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS Nguyễn Thế Thường

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

Tp HCM, ngày 25 tháng 12 năm 2016

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: NGUYỄN HOÀNG TÙNG Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 30-09-1986 Nơi sinh: TP Hồ Chí Minh Chuyên ngành: Vật lý Kỹ thuật Y sinh

MSHV: 7140898

1- TÊN ĐỀ TÀI: PHƯƠNG PHÁP TÍNH LIỀU TRONG ĐIỀU TRỊ UNG THƯ GAN BẰNG HẠT VI

CẦU MICROSPHERE YTTRIUM-90 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:

- Khảo sát tổng quan lý thuyết điều trị ung thư gan bằng hạt vi cầu Microsphere

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

(Họ tên và chữ ký) QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên và chữ ký)

(Họ tên và chữ ký)

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Lý Anh Tú, người thầy tận tâm hướng dẫn, cung cấp kiến thức và luôn động viên tôi trong suốt quá trình học tập, làm việc, cũng như thực hiện luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô bộ môn Vật Lý Kỹ Thuật Y Sinh trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh trong suốt 2 năm qua đã truyền đạt kiến thức chuyên ngành, làm nền tảng cho tôi hoàn thành đề tài

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến ThS.KS Trần Văn Phúc, giảng viên khoa YHHN-ĐHYD, đang công tác tại Khoa Y Học Hạt Nhân, bệnh viện Chợ Rẫy Đã tạo điều kiện cho tôi xử dụng thiết bị để xử lý số liệu (do hiện nay tôi không còn công tác tại khoa YHHN BV Chợ Rẫy nữa)

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến ThS.KS Nguyễn Thành Trung, đang công tác tại Khoa Y Học Hạt Nhân, bệnh viện Trung Ương Quân Đội 108 Anh là người bạn, là đồng nghiệp và cầu nối giữa 2 miền Nam-Bắc Nhờ sự giúp đỡ nhiệt tình của anh, tôi mới có đủ số liệu thực nghiệm cũng như nghiên cứu lâu dài trong lãnh vực YHHN này

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến ThS.KS Nguyễn Duy Linh, hiện đang công tác tại ĐH BKHCM Anh là người bạn, cũng là người thầy của tôi Chính nhờ sự giúp đỡ và chỉ bảo nhiệt tình của anh, tôi mới có cơ hội tiếp xúc, học hỏi và có kiến thức tương đối đầy đủ về lĩnh vực ứng dụng lập trình và xử lý hình ảnh trong MATLAB SIMULINK

Tôi cũng xin gửi những lời cảm ơn và những lời chúc tốt đẹp nhất đến tập thể các anh chị, các bạn học viên cao học đã từng học chung với tôi trong những năm qua

Đặc biệt tôi xin gửi lời tri ân đến gia đình, là những người luôn cận kề, động viên và tạo những điều kiện thuận lợi nhất để tôi có thể hoàn thành tốt luận văn này

Nguyễn Hoàng Tùng

TÓM TẮT

Phương pháp “Xạ trị chiếu trong chọn lọc” (SIRT-Selective Internal Radiation Therapy” trong điều trị ung thư gan là phương pháp đưa hàng triệu những hạt vi cầu Microsphere có chứa chất phóng xạ Ytrium-90 (90Y) vào mạch máu nuôi khối u ác tính trong gan Trong phương pháp này, hàng triệu hạt phóng xạ nhỏ li ti sẽ được đưa trực tiếp vào những động mạch là nguồn cung cấp máu cho khối u Những hạt này sẽ ở lại trong các mạch máu xung quanh khối u Cách này giúp cho lượng phóng xạ cực mạnh trực tiếp đến được các cục bướu Những phần khỏe mạnh trong gan hay mô ở vùng ruột hoặc da của bệnh nhân sẽ chỉ bị ảnh hưởng rất ít Liều xạ trị được giới hạn thấp hơn liều cực đại MTA (Maximum Treatment Activity) để liều hấp thụ không vượt quá liều dung nạp của gan lành (80Gy), của phổi (25 Gy) và gan xơ (70Gy) Thực nghiệm lâm sàng cho kết quả khi sử dụng kết hợp chung với hóa trị, các hạt vi cầu phóng xạ có khả năng thu nhỏ kích cỡ của khối u tốt hơn so với khi chỉ điều trị hóa trị Nâng cao chất lượng cuộc sống và kéo dài tuổi thọ bệnh nhân Đối với một số lượng không nhỏ bệnh nhân, phương pháp điều trị này còn có thể giúp khối u thu nhỏ đến mức cho phép phẫu thuật cắt bỏ sau này Kỹ thuật SIRT đã và đang được triển khai tại 3 bệnh viện lớn: Bạch Mai, Quân Y 108 và Chợ Rẫy

Từ khóa: Ung thư tế bào gan, SIRT, 99mTc-MAA, 90Y, hạt vi cầu Microspheres

ABSTRACT

SIRT (Selective Internal Radiation Therapy) for liver cancer therapy is a method are delivered millions of microspheres SIR-Spheres Yttrium-90 directly to liver tumors via the hepatic artery In this treatment, millions of tiny radioactive beads are injected directly into the arteries that supply blood to the tumor These beads will stay in the blood vessels around the tumors This allows a very strong radiation to reach the tumors directly There is a very little effect on healthy parts of the liver or other tissues in the area such as intestines or skin The treatment dose was limited less than the Maximum Treatment Activity (MTA) in order that the absorbed doses were not exceeded 80Gy in patients with normal liver, 25Gy in lung and 70Gray in patients with cirrhosis Clinical experiences gave the result: when combining with chemotherapy, radioactive microspheres can reduce the size of tumors better than using chemotherapy only For a large number of patients, this treatment can also help to shrink tumors which can be removed later by surgery SIRT techniques have been performed at three hospitals: Bach Mai Hospital, 108 Military Hospital, and Cho Ray Hospital

Key words: Hepatocellular carcinoma, SIRT, 99mTc-MAA, 90Y, Microspheres

MỤC LỤC

Trang bìa

Thông tin luận văn 1

Nhiệm vụ luận văn 2

1.2.2 Tại Việt Nam 16

1.3 Nguyên lý ghi hình SPECT/CT 18

1.3.1 Nguyên lý chụp hình SPECT 18

1.3.2 Nguyên lý chụp hình CT 20

1.4 Cấu tạo máy SPECT/CT 21

1.4.1 Khoang máy SPECT 21

1.5.4 Hạt vi cầu Yttrium-90 (90Y Microspheres) 33

CHƯƠNG 2 LÍ THUYẾT VỀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH LIỀU TRONG ĐIỀU TRỊ UNG THƯ GAN BẰNG HẠT VI CẦU YTTRIUM-90 36

2.2 Ung thư gan 38

2.2.1 Điều trị ung thư gan bằng dược chất phóng xạ 38

2.2.2 Xạ trị chiếu trong chọn lọc (Selective Internal Radiotherapy-SIRT) bằng hạt vi cầu MicroSpheres 90Y 41

2.3 Cơ sở điều trị bằng nhân phóng xạ 90Y 42

2.3.1 Cơ sở sinh học 42

2.3.2 Cơ sở vật lý 43

2.3.2.1 Phân rã β- 43

2.3.2.2 Liều hấp thụ, suất liều hấp thụ 43

2.3.2.3 Hoạt độ phóng xạ, thời gian đào thải các chất phóng xạ trong cơ thể 44

2.4 Quy trình điều trị ung thư gan bằng hạt vi cầu yttrium tại bệnh viện 46

2.4.8 Xạ hình với 99mTc-MAA (Technetium-99m Macro Aggregated Albumin) 51

2.4.9 Ghi hình và theo dõi kết quả 53

2.5 Các phương pháp tính liều 53

2.5.1 Phương pháp MIRD 53

2.5.2 Phương pháp tính liều SIR-Spheres 57

2.5.2.1 Phương pháp tính theo diện tích da (Body surface area-BSA) 57

2.5.2.2 Phương pháp tính theo phân thùy gan (partition model) 59

CHƯƠNG 3 PHẦN MỀM DOSE BK Y90 VÀ PHÂN TÍCH, TÍNH TOÁN HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ TỪ HÌNH ẢNH SPECT/CT 62

3.1 Thiết kế chương trình 62

3.1.1 Xử lý hình ảnh 62

3.1.2 Các phương pháp tính liều điều trị ung thư gan 65

3.2 Triển khai giải thuật 66

3.2.1 Load ảnh 66

3.2.2 Ghép ảnh SPECT và CT 66

3.2.3 Công thức tính liều cung cấp cho bệnh nhân 70

3.3 Ví dụ thực tế để xử lý ảnh và tính liều 72

3.3.1 Kiểm chuẩn thiết bị 72

3.2.1.1 Kiểm chuẩn máy đo liều 72

3.3.1.2 Kết quả kiểm chuẩn máy SPECT/CT 73

3.3.2 Áp dụng thực tiễn 75

3.4 Đánh giá chương trình 86

3.4.1Yêu cầu phần cứng 86

3.4.2 Hiệu quả sử dụng của chương trình 86

3.4.3Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tính liều 87

LỜI MỞ ĐẦU

Theo GLOBOCAN có 14,1 triệu trường hợp ung thư mới, 8,2 triệu ca tử vong ung thư và 32,6 triệu người sống với ung thư (trong vòng 5 năm chẩn đoán) trong năm 2012 trên toàn thế giới 57% (8 triệu) các trường hợp ung thư mới, 65% (5,3 triệu) các ca tử vong ung thư và 48% (15,6 triệu) trong các trường hợp ung thư phổ biến 5 năm xảy ra ở các vùng kém phát triển [1] Theo WHO thống kê vào năm 2014 tại Việt Nam về tỷ lệ chết do ung thư, ước tính có khoảng 80.000-90.000 trường hợp chết vì bệnh ung thư Trong đó trường hợp tử vong ung thư gan ở nam là 26,9% (khoảng 15656 trường hợp) và ) ở nữ là 13,7% (khoảng 4576 trường hợp) [2] Hiện nay, chúng ta có nhiều phương pháp để điều trị ung thư như phẫu thuật, xạ trị và hóa trị Tùy theo loại bệnh ung thư, giai đoạn bệnh ung thư và thể trạng của người bệnh, bác sĩ sẽ quyết định điều trị bằng phương pháp nào cho hợp lý

Phương pháp “xạ trị chiếu trong chọn lọc” (SIRT-Selective Internal Radiation Therapy) trong điều trị ung thư gan là phương pháp đưa những hạt vi cầu SIR-Spheres có chứa chất phóng xạ 90Y vào mạch máu nuôi khối u ác tính trong gan.Trong phương pháp này, hàng triệu hạt phóng xạ nhỏ li ti sẽ được đưa trực tiếp vào những động mạch là nguồn cung cấp máu cho khối u Cách này giúp cho lượng phóng xạ cực mạnh trực tiếp đến được các mô ung thư Phần gan lành hay mô ở vùng ruột hoặc da xung quanh khối u sẽ chỉ bị ảnh hưởng rất ít Trước khi điều trị ung thư gan bằng hạt vi cầu 90Y, cần kiểm tra mức độ shunt gan-phổi sử dụng albumin gắn Technetium-99m (99mTc-MAA) nhằm đánh giá tỷ lệ liều xạ trong khối u và nhu mô gan xung quanh (T/N) Liều bức xạ đưa vào gan được kỹ sư vật lý tính dựa theo 1 trong 2 công thức: BSA (diện tích da) hoặc Partition Model (từng bộ phận) Liều xạ trị sau khi tính phải được giới hạn thấp hơn liều hấp thu của gan lành (80Gy), của gan xơ (70Gy) và phổi (25Gy)[3] Mục tiêu của luận văn này là thông qua việc xử lý hình ảnh SPECT/CT bằng phần mềm MATLAB SIMULINK xác định chỉ số T/N và %shunt gan-phổi, từ đó tính liều chiếu trong cho bệnh nhân sao cho liều 90Y bơm vào cơ thể được tối ưu và an toàn nhất

MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Cho đến nay, việc định liều cho bệnh nhân trong điều trị bằng đồng vị phóng xạ được thực hiện chủ yếu dựa trên các phương pháp mang tính kinh nghiệm Các cơ sở của việc định liều một cách chính xác, khoa học và có tính hệ thống chỉ mới được phát triển Việc tìm hiểu và áp dụng các phương pháp tính liều này vào lâm sàng rõ ràng là nhiệm vụ của các nhân viên vật lý làm việc trong khoa YHHN

Ở Việt Nam hiện nay, cùng với sự hội nhập và tăng trưởng kinh tế, ngành y tế nói chung và YHHN nói riêng đang phát triển khá nhanh Việc trang bị thêm máy móc hiện đại cũng như nhu cầu nâng cao chất lượng điều trị ngày càng tăng đòi hỏi các nhân viên y tế phải không ngừng trang bị kiến thức khoa học, chính xác hóa và cập nhật chúng Người làm công tác vật lý tại bệnh viện cũng không thể đứng ngoài dòng chảy này Tuy nhiên, vai trò của vật lý trong Y Học Hạt Nhân vẫn chưa được thể hiện rõ Các nhân viên vật lý vẫn dừng ở những công việc mang tính thường qui hơn là tham gia vào việc nâng cao chất lượng của quy trình phục vụ bệnh nhân, đặc biệt trong điều trị bằng đồng vị phóng xạ, khi mà liều hấp thụ bệnh nhân nhận được cao hơn hàng ngàn lần trong chẩn đoán, và nguy cơ bị các tác dụng phụ là rất cao

Trong điều kiện đó, mục đích chủ yếu luận văn này là tìm hiểu cơ sở của kỹ thuật tính liều hiện trong điều trị ung thư gan bằng hạt vi cầu Microspheres 90Y điều trị cho từng bệnh nhân để đạt được hiệu quả cao nhất đồng thời đảm bảo an toàn cho bệnh nhân điều trị mà không gây tác dụng phụ nào do dược chất phóng xạ gây ra cho sức khỏe của họ Ngoài ra, để có được một đánh giá xác thực về vai trò và ích lợi của kỹ thuật điều trị bằng đồng vị phóng xạ, chúng tôi cũng đặt ra cho mình nhiệm vụ tìm hiểu tổng quan về tình hình điều trị bằng đồng vị phóng xạ trên thế giới cũng như trong nước

Luận văn gồm ba chương, chương mở đầu giới thiệu sơ lược về trang thiết bị, phương tiện của quá trình điều trị ung thư gan bằng đồng vị phóng xạ 90Y; chương hai nêu lên cơ sở vật lý, sinh học cũng như quy trình điều trị và chương ba trình bày thiết kế và viết chương trình tính liều và xác định liều cho một số ví dụ cụ thể về bệnh ung thư gan nguyên phát

CHƯƠNG 1 THIẾT BỊ GHI HÌNH SPECT, SPECT/CT VÀ DƯỢC CHẤT PHÓNG XẠ

Chương này trình bày các vấn đề: Khái niệm về máy ghi hình SPECT, SPECT/CT.Khái quát lịch sử của thiết bị ghi hình SPECT, SPECT/CT Nguyên lý của phương pháp ghi hình SPECT/CT, nguyên lý sản xuất dược chất phóng xạ và dược chất phóng xạ Đây là những đối tượng sẽ được nhắc đến nhiều trong luận văn này

1.1 Giới thiệu SPECT, viết tắt của “Single Photon Emission Computed Tomography”, còn gọi là

chụp cắt lớp bằng bức xạ đơn photon Máy ghi hình SPECT được sử dụng trong các khoa y học hạt nhân(YHHN) để phục vụ cho việc chẩn đoán Ưu điểm của ảnh SPECT là chúng cung cấp hình ảnh chuyển hóa “metabolism imaging” hay ảnh chức năng của các tổn thương trong cơ thể người bệnh giúp cho bác sĩ lâm sàng chẩn đoán bệnh sớm hơn và tốt hơn của các bệnh lý liên quan như thần kinh, tim mạch và ung thư Tuy nhiên, giống như hầu hết các hình ảnh thường quy của YHHN là ảnh SPECT không cho hình ảnh rõ nét, chúng có độ phân giải thấp do cần cân nhắc giữa chất lượng hình ảnh và liều lượng phóng xạ tiêm cho người bệnh Vì mối tương quan giữa “chất lượng hình ảnh - liều dược chất phóng xạ” nên hình ảnh YHHN nói chung và ảnh SPECT nói riêng có độ phân giải thấp

Hình 1.1: Ảnh chụp SPECT đơn thuần với tổn thương là những khối tăng hấp thu phóng xạ

nằm trên tuyến giáp của bệnh nhân, hình chụp với collimator LEHR (a) và collimator pinhole (b) [Nguồn: Tác giả]

SPECT/CT: Kỹ thuật ghi hình SPECT cho ta thấy được sự chuyển hóa tế bào của các

mô, nhưng đôi khi lại rất khó để xác định chính xác được vị trí tổn thương đó nằm ở vùng nào

(a) (b)

trong cơ thể Vì vậy, các nhà sản xuất đã phát triển một hệ máy tích hợp, sao cho vừa thấy được các tổn thương của cơ quan, đồng thời xác định được tổn thương đó nằm ở đâu trong cùng một lần chụp, đó chính là máy ghi hình SPECT/CT Về cơ bản SPECT/CT gồm 2 khối máy độc lập với nhau, máy ghi hình cắt lớp điện toán (CT) và máy ghi hình cắt lớp đơn photon (SPECT) Ảnh CT trong ghi hình SPECT/CT có hai chức năng chính là: cung cấp hình ảnh giải phẫu để chồng ảnh và dùng làm cơ sỡ dữ liệu để hiệu chỉnh độ suy giảm của ảnh SPECT Chính sự kết hợp này đã làm cho chất lượng hình ảnh SPECT/CT được cải thiện rất nhiều so với chụp hình SPECT đơn thuần trước đây

(a) (b) (c)

Hình 1.2: Hình (a) là ảnh CT cho thông tin về cấu trúc của các cơ quan, ảnh này rất khó

để nhận biết được vị trí của tổn thương; (b) là ảnh SPECT cung cấp hình ảnh chuyển hóa của tổn thương, trên hình là những nốt sáng bất thường và ảnh (c) là ảnh kết hợp SPECT/CT cung cấp cả hai loại thông tin cho ta biết rất rõ hình dạng và vị trí của tổn thương[4]

1.2 Lịch sử của máy ghi hình SPECT/CT trên thế giới và tình hình ở nước ta 1.2.1 Trên thế giới

Trong những năm đầu của YHHN, hình ảnh SPECT được thực hiện thủ công bằng cách chụp định vị cố định tại cơ quan cần quan tâm (Geiger và Walther năm 1928) Sau đó vào năm 1950, độ nhạy của detector ngày càng được cải tiến bằng các nghiên cứu về tinh thể nhấp nháy và phương thức ghi hình

Vào năm 1951, lần đầu tiên B.Cassen đã chế tạo ra máy ghi hình cơ học (Rectilinear Scintigraphe) Đây là loại máy ghi hình từ trên xuống, từ trái sang phải và ngược lại Ca ghi hình đầu tiên được ứng dụng bởi loại máy này là xạ hình tuyến giáp Loại này có khả năng phân giải tốt đối với việc ghi hình những cơ quan nhỏ nhưng lại kém đối với những cơ quan có kích thước lớn Về sau, Nowel đã thiết kế một loại máy có đầu dò với tinh thể nhấp nháy làm bằng tinh thể NaI(Tl), độ phân giải của hệ máy này tại tiêu điểm là tốt nhất, ngược lại nhược điểm là thời gian ghi hình kéo dài

Năm 1957, H.O Anger đã sáng chế ra máy camera nhấp nháy Anger Trong ghi hình, các tia phóng xạ xuyên qua tất cả cấu trúc ở phía trước Camera để tạo thành hình ảnh Hình ảnh này phản ánh toàn bộ hoạt độ phóng xạ của mô tạng quan sát mà không cho phép xác định từng lát cắt Đó cũng chính là điểm yếu của loại camera này Nhờ tiến bộ của nhiều nghành khoa học kỹ thuật khác nhau, càng về sau càng có nhiều cải tiến và cho ra đời nhiều loại camera khác nhau như: camera có trường nhìn lớn, camera di động, camera digital có hệ vi xử lí (microprocessor computer system)

Đến năm 1963, Kuhl và Edward đã chế tạo hệ máy chụp cắt lớp phát xạ SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) đầu tiên được gọi là Mark I Trong khoảng thời gian từ năm 1963 đến đầu năm 1976 Kuhl và các cộng sự của mình đã cải tiến và phát triển hệ thống máy Mark I thành Mark II, Mark III, Mark IV Mỗi thiết bị đều có 2 detector gắn đối diện thẳng hàng với nhau Ngoài ra, trong thời gian này, Patten, Brill và các đồng nghiệp của họ đã phát triển một máy quét mới sử dụng 8 detector, từ đó tạo ra hình ảnh của 1 lát cắt cơ thể

Hình 1.3(a) Hal Anger, phát minh ra thiết bị ghi hình gamma (1958); (b) David Kuhl và

thiết bị ghi hình Mark II scanner(1968); John Mallard và thiết bị Aberdeen Section Scanner (ASS) Mark I (1972)[5]

Cùng thời gian vào năm 1976, Ronald Jack Jaszczak cùng John Keyes Jr và cộng sự đã phát triển cho ra hệ máy SPECT sử dụng camera Anger gắn vào gantry, có thể di động lên xuống, quét từ đầu đến chân, quay nghiêng quanh cơ thể bệnh nhân trong suốt quá trình ghi hình phóng xạ Kết quả này của nhóm đã báo cáo tại hội nghị Hiệp hội Y học Hạt nhân (tổ chức vào năm 1976)

(a) (b)

Hình 1.4 Tom Budinger và thiết bị Berkeley rotating-chair ghi xạ hình SPECT tim (a)

và xạ hình não (b); bệnh nhân ngồi trên 1 chiếc ghế xoay, chiếc ghế này quay xung quanh 1 detector gắn cố định (1974) [6]

(a) (b)

Hình 1.5 Ron Jaszczak và thiết bị Searle rotating-camera scanners, (a) hệ thống 1 detector

ghi hình SPECT não, (b) hệ thống 2 detector xạ hình SPECT toàn thân [6]

Từ sau những năm thập kỷ 70 của thế kỷ trước cho đến nay, kỹ thuật ghi hình phóng xạ bằng máy SPECT trên thế giới không ngừng cải tiến và phát triển Các hệ thống máy SPECT hai đầu dò, ba đầu dò lần lượt ra đời, ưu điểm của những loại máy này là cho kết quả ghi hình nhanh, đặc biệt khi cần khảo sát các quá trình động học xảy ra nhanh trong cơ thể Ngoài ra các máy SPECT này vừa có thể tạo ra các lát cắt (slide) hình ảnh như CT, MRI, nó còn cho hình ảnh quét (Scan) toàn thân, đặc điểm này là đặc biệt có giá trị trong phát hiện khối u và di căn ung thư

Trên dòng thời gian phát triển của SPECT, vào năm 1992 một nhóm nghiên cứu đứng đầu bởi GS Bruce H Hasegawa, đại học California, San Francisco (UCSF) đã đưa ra thiết kế 1 hệ thống kết hợp giữa SPECT và CT Thiết bị chưa bao giờ được ứng dụng cho bệnh nhân, nhưng nhóm UCSF cũng đã có những báo cáo sử dụng CT để hiệu chỉnh độ suy giảm ứng dụng trong quá trình xạ hình tim Hệ thống của Bruce H Hasegawa đã tạo tiền đề cho các thiết kế mang tính thương mại về SPECT/CT sau này Tiên phong là hệ thống Hawkeye Infinia của hãng GE vào năm 1999, CT 1 lát cắt, sử dụng CT liều thấp, tốc độ quay của CT chậm (25s) và bề dày lát cắt mỏng (1cm) Những thiết kế sau của Hawkeye Infinia tăng số lát cắt CT lên thành 4slice, 16slice và hiện nay là 64slice Sau đó là sự cạnh tranh về thiết kế SPECT/CT của các hãng khác nhau: Thiết kế Symbia của Siemens và 2 thiết kế SKYlight và BrightView của Phillips

Hình 1.6 Quá trình phát triển của các thiết bị SPECT/CT (a) Thiết bị SPECT dùng nguồn

cây (line source) để hiệu chỉnh độ suy giảm (Sydney 1992); (b) GS Bruce H Hasegawa và thiết kế SPECT/CT đầu tiên; (c) thiết bị do nhóm UCSF thiết kế kết hợp SPECT và CT; (d) thiết kế của ADAC/Phillips hiệu chỉnh độ suy giảm sử dụng nguồn cây (1996); (e) Thiết kế SKYlight của hãng Phillips, hệ thống SPECT không gắn lên trục quay của CT; (f) thiết kế BrightView của hãng Phillips, 2 detector SPECT gắn trên khung quay của CT[5]

Hiện nay với tốc độ bệnh ung thư ngày càng gia tăng, kỹ thuật ghi hình phóng xạ bằng máy SPECT không ngừng được cải tiến và phát triển để đáp ứng nhu cầu phục vụ điều trị cho bệnh nhân Tùy vào tình hình kinh tế, xã hội của các nước trên thế giới mà mức độ đầu tư cho lĩnh vực YHHN khác nhau, dẫn đến việc đầu tư cho phát triển kỹ thuật ghi hình phóng xạ bằng máy SPECT cũng khác nhau

1.2.2 Tại Việt Nam

Ở nước ta kỹ thuật ghi hình SPECT/CT được đưa vào ứng dụng lâm sàng chậm hơn so với các nước phát triển Cụ thể máy SPECT/CT đầu tiên được lắp đặt tạiViệt Nam là tháng 12/2007 tại khoa Y học hạt nhân - Bệnh viện Chợ Rẫy Chuyên ngành YHHN bắt đầu hình thành ở nước ta từ những năm đầu của thập kỷ 70 của thế kỷ trước với hai cơ sở đầu tiên tại Trường Đại học Y Hà Nội kết hợp với Bệnh viện Bạch Mai và Học viện Quân y kết hợp với Bệnh viện Quân y 103 Qua thời gian đến nay chúng ta đã phát triển cán bộ chuyên khoa và cơ sở tại hơn 30 bệnh viện trên cả nước Hiện nay trên cả nước hiện có 30 cơ sở y học hạt nhân hoạt động với tổng cộng 31 máy chẩn đoán dùng đồng vị phóng xạ (SPECT) và 4 máy SPECT/CT (số liệu tính tới tháng 07/2015) Theo số liệu thống kê của Bệnh viện Bạch Mai, Bệnh viện Quân y 108, Bệnh viện Chợ Rẫy cho thấy số lượng bệnh nhân xạ hình SPECT khoảng 8000 ca/năm ở mỗi bệnh viện, ở các bệnh viện khác số lượng xạ hình trung bình từ 2000 đến 3000 ca/năm chủ yếu là cho các bệnh về tuyến giáp, xương, não, thận, tim

Hình 1.7: Máy ghi hình SPECT/CT, Siemens Symbia T6, đang được khai thác tại khoa Y

học hạt nhân – bệnh viện Chợ Rẫy Thiết bị này được lắp ráp từ tháng 12 năm 2007[Nguồn: tác giả]

Trong luận văn này, số liệu dùng để tính toán được thực hiện trên máy ghi hình SPECT/CT tại bệnh viện Chợ Rẫy (hình 1.6) với các thông số kỹ thuật chính như trình bày trong bảng 1.1 và bảng 1.2

Bảng 1.1: Đặc điểm của máy SPECT/CT Siemens Symbia T6 [7]

Đặc điểm kỹ thuật

Hệ SPECT/CT

GmbH

Nước sản xuất hệ thống máy chính Mỹ

Máy SPECT

Tinh thể đầu dò (SPECT detector) 0.95 x 59.1 x 44.5 cm (3/8 x 23 x

17.4 inch) tinh thể NaI(Tl)

Bàn bệnh nhân Sợi carbon rộng 35.6cm và dày

Phần mềm giảm liều chiếu Care Dose 4D

1.3 Nguyên lý ghi hình SPECT/CT

Để có được hình ảnh SPECT/CT bệnh nhân sẽ được ghi hình phát xạ đơn photon SPECT và hình ảnh truyền qua CT riêng lẻ trong cùng một lần chụp Sau đó hệ thống máy tính sẽ xử lý, hiệu chỉnh dữ liệu, tái tạo và chồng ảnh thành ảnh SPECT/CT Do đó, về nguyên tắc ghi hình trên máySPECT/CT tồn tại hai nguyên lý hoàn toàn khác nhau, đó là nguyên lý ghi hình SPECT và ghi hình CT

1.3.1 Nguyên lý chụp hình SPECT

Nguyên lý ghi hình của SPECT dựa trên nguyên lý ghi hình của 1 thiết bị gamma camera Để tạo một ảnh gamma camera, đầu tiên ta đưa dược chất phóng xạ vào cơ thể bệnh nhân Sau khi dược chất phóng xạ này tham gia quá trình biến đổi sinh hoá trong cơ quan đó sẽ phát ra bức xạ  Bức xạ  đến detector của camera nhấp nháy, tương tác với khối nhấp nháy và phát ra ánh sáng Ánh sáng này đi qua ống dẫn sáng đập vào photocathode của ống nhân quang.Mỗi ánh sáng nhấp nháy có một bước song tương ứng khi đập vào photocathode bức các điện tử đi đến các dynode Điện trường sẽ gia tốc các điện tử để có đủ động năng đến được các dynode khác Mỗi lần đập vào dynode số điện tử tăng dần có thể đạt đến 106 đến 108electron ở dynode cuối cùng Kết quả là ta có một dòng electron ở anốt tạo ra một tín hiệu điện Tín hiệu điện từ các ống nhân quang đưa đến mạch tiền khuếch đại để tăng cường độ dòng điện Sau khi đi qua mạch tiền khuếch đại các tín hiệu điện được mã hoá toạ độ (X,Y) của tín hiệu thu nhận (tín hiệu này thu nhận tại ống nhân quang nào), và tín hiệu điện này có một xung điện Z có biên độ tỉ lệ với năng lượng bức xạ bỏ ra trong khối tinh thể nhấp nháy Xung điện Z của tín hiệu điện sẽ đi đến bộ phân tích biên độ xung Bộ phân tích biên độ xung cho phép tín hiệu điện đó thu nhận hay không, thông qua một vài cửa sổ năng lượng có thể thay đổi độ rộng của dãy năng lượng bức xạ cần ghi Khi tín hiệu điện này được ghi nhận thì toạ độ tín hiệu cho phép định vị electron huỳnh quang đập lên màn hình huỳnh quang (CRT), từ đó mới thấy được hình ảnh Nếu là màn hình số thì biên độ xung của tín hiệu chuyển đổi thành tín hiệu số và giá trị số của tín hiệu sẽ điều khiển sự hiển thị trên màn hình tạo thành ảnh số (loại này thường dùng phổ biến ngày nay trong YHHN)

Hình 1.8 Nguyên lý tạo ảnh của gamma camera [8]

Dựa trên nguyên lý ghi hình của gamma camera, thiết kế đơn giản nhất của SPECT sẽ có thêm 2 chức năng bổ sung Thứ nhất, detector có thể xoay xung quanh bệnh nhân hoặc ghi hình liên tục để lấy nhiều hình ảnh cùng 1 lúc trong 1 lần ghi hình Thứ hai, máy được trang bị thêm 1 hệ thống máy tính để kết hợp nhiều hình ảnh, từ đó tái tạo thành những lát hình ảnh cắt ngang của bệnh nhân (Hình 1.9a)

(a) (b)

Hình 1.9 Đầu dò SPECT quay xung quanh bệnh nhân (a) Detector quay xung quanh ghi

nhận nhiều view khác nhau (b) tia gamma trong bệnh nhân phát ra bên ngoài và được detector ghi nhận [9]

 

Các tia photon hay còn gọi là gamma () trong người bệnh nhân sau đó sẽ tương tác với cơ quan, tổ chức mô cơ thể của bệnh nhân và thoát ra ngoài Bằng cách cho đầu dò SPECT quanh bệnh nhân (Hình 1.9b) ta sẽ ghi nhận được các tia gamma Rất nhiều tia  mà đầu dò SPECT ghi nhận được gọi là bộ dữ liệu sinogram, tức bộ dữ liệu thô Sau đó bộ dữ liệu thô này sẽ trải qua nhiều công đoạn xử lý, hiệu chỉnh như: hiệu chỉnh ngẫu nhiên, tán xạ, suy giảm, thời gian chết, chuẩn hóa để trở thành bộ dữ liệu sinogam tinh sẵn sàng cho việc tái tạo ảnh SPECT nhờ các thuật toán tái tạo toán học như phương pháp hình chiếu ngược có lọc (Filter Back Projection) hoặc phương pháp tái tạo vòng lặp (Iterative Reconstruction)

1.3.2 Nguyên lý chụp hình CT

Chùm tia X có cường độ I0, phát ra từ đầu bóng CT, khi chiếu vào người bệnh nhân sẽ bị suy giảm về cường độ theo quy luật hàm mũ I(d) = I0.e-d, trong đó  là hệ số suy giảm tuyến tính trung bình của các cơ quan tổ chức mô mà chùm tia X đi xuyên qua, và d là bề dày của bệnh nhân dọc theo chùm tia X đó Phần tia X sau khi bị suy giảm khi đi qua người bệnh nhân sẽ được ghi nhận lại nhờ hệ thống đầu dò bức xạ (detector) đặt đối diện với đầu bóng phát tia X Bằng cách thu nhận dữ liệu suy giảm của chùm tia X ở nhiều góc khác nhau quanh bệnh nhân ta sẽ thu được một bộ dữ liệu thô, gọi là sinogram Dữ liệu thô sau đó sẽ được xử lý để tạo ra hình ảnh CT nhờ các thuật toán tái tạo ảnh CT như phương pháp chiếu ngược có lọc FBP (Filtered BackProjection), hay phương pháp vòng lặp (Iterative reconstruction) Do hình ảnh CT được tạo ra nhờ ghi nhận chùm tia X đã suy giảm khi đi qua người bệnh nhân nên ảnh cắt lớp vi tính còn được gọi là ảnh truyền qua (Transmission image)

Ưu điểm lớn nhất của CT là cho phép khảo sát các bộ phận cơ thể có cấu trúc tinh tế Vì vậy, hiện nay người ta kết hợp CT với phương pháp SPECT hay PET (dùng để tạo ảnh chức năng) để tạo ra máy quét SPECT/CT hay PET/CT vừa cho hình ảnh giải phẫu vừa khảo sát được chức năng của các cơ quan

Hình 1.10: Sơ đồ minh họa cấu tạo máy ghi hình CT Bóng phát tia X và khối đầu dò quay

quanh bệnh nhân để tạo hình cắt lớp 3 chiều [10]

1.4 Cấu tạo máy SPECT/CT

Máy ghi hình SPECT/CT gồm có 2 phần chính là khoang máy SPECT và khoang máy CT

Hình 1.11: Máy SPECT/CT gồm 2 phần: SPECT và CT [7]

1.4.1 Khoang máy SPECT

Bộ phận chính của khoang máy SPECT là phần đầu đo gồm Collimator, tinh thể NaI(Tl), các ống đếm nhấp nháy PMT, các tiền khuếch đại, một số mạch sử lý xung và tầng

vật liệu đặc biệt trong suốt gọi là Light pipe, dùng làm mặt tiếp xúc giữa các PMT - ống đếm và tinh thể NaI(Tl) Các đặc trưng quang học của light pipe có ảnh hưởng rất quan trọng đến

khả năng phân giải và độ đồng nhất của thiết bị SPECT (Hình 1.12)

Hình 1.12 Cấu tạo 1 khối đầu dò SPECT Collimator chỉ cho những tia gamma đi thẳng

và vuông góc với collimator đi qua, hạn chế phần lớn các tia tán xạ [9]

Thiết bị SPECT hiện đại thường có 37, 61, 91 ống đếm (PMTs), đường kính 2 inch hoặc 3 inch Còn các máy thuộc thế hệ đầu chỉ có19 PMTs, đường kính 3 inch, bố trí tương tự nhưng không có vòng PMTs ngoài cùng PMTs có loại có cầu hình tròn, có loại hình lục giác

Khi tia gamma bị hấp thụ và sinh ra một chớp sáng trong tinh thể, mỗi ống đếm PMT sẽ hình thành một xung dòng ở lối ra, vì thế, ống đếm PMT thực chất là một bộ chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện Biên độ xung ra từ một ống đếm PMT nào đó tỷ lệ thuận với lượng ánh sáng mà photocathode của nó nhận được

Các ống đếm PMT ở gần với chớp sáng nhất sẽ có xung lối ra lớn nhất, các ống đếm PMT ở xa hơn sẽ có xung ra nhỏ hơn Trong một số trường hợp, xung lối ra của một số ống đếm PMT ở xa điểm sáng có biên độ nhỏ tới mức không thể phân biệt khỏi nhiễu (noise) của bản thân ống đếm PMT Những tín hiệu như vậy không thể tham gia vào quá trình xác định vị

trí hấp thụ gamma Các xung dòng lối ra của mỗi ống đếm PMT được đưa tới bộ tiền khuếch đại (Pre.amp), tại đây chúng được khuếch đại, tạo dạng truyền đi xa đến bộ phận trung tâm

1.4.1.1 Ống chuẩn trực (Collimator)

Như đã thấy ở phần trên, ống chuẩn trực là một phần rất quan trọng, nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng ảnh Các lỗ nhỏ trên ống chuẩn trực chỉ cho phép những tia bức xạ phát ra từ cơ thể bệnh nhân có phương song song trục các ống thì mới thu nhận Còn những tia có hướng xiên (không song song trục ống) thì năng lượng bức xạ bị các màn ngăn hấp thụ không đến được khối nhấp nháy và không ghi nhận được Do đó, chúng phải được tính toán, thiết kế hết sức cẩn thận Việc chế tạo các ống chuẩn trực đòi hỏi trình độ công nghệ cao Lưu ý rằng, tuỳ theo mục đích chẩn đoán và dược chất phóng xạ sử dụng, người ta cần phải chọn loại ống chuẩn trực có đặc tính phù hợp

Có nhiều loại ống chuẩn trực khác nhau về năng lượng (năng lượng thấp, trung bình, cao), về hình dáng (một lỗ, nhiều lỗ song song, hình chóp nón ), về khả năng phân giải (thấp, trung bình và cao)

(a) (b) (c) (d)

Hình 1.13: Các kiểu lỗ của ống chuẩn trực (a) Chuẩn trực lỗ song song, (b) Chuẩn trực lỗ hội

tụ, (c) Chuẩn trực lỗ phân kỳ, (d) Chuẩn trực Pinhole [9]

Bảng 1.2: Đặc điểm ống chuẩn trực SPECT máy SPECT/CT Siemens Symbia T6 [7]

Thông số kỹ thuật

Bộ Chuẩn trực Năng lượng thấp, đa dụng - LEAP collimator (Low Energy, All Purpose)

Bộ chuẩn trực năng lượng thấp (140 keV), cho tất cả các mục đích, lỗ song song

 90,000 lỗ sáu cạnh  Độ nhậy:330 cpm/µCurie  Độ phân giải: 9.4 mm tại 10cm  Cân nặng:50 lbs (23 kg)

Bộ Chuẩn trực Năng lượng trung bình - ME Collimator (Medium Energy Collimator)

Bộ chuẩn trực năng lượng trung bình (300 keV), lỗ song song, sử dụng cho các ứng dụng chụp ung thư với đầu thu ở vị trí 76 hoặc 180 độ đối diện nhau

 14,000 lỗ sáu cạnh  Độ nhậy:275 cpm/µCurie  Độ phân giải: 12.5 mm tại 10cm

 Cân nặng:140 lbs (64 kg)

Bộ Chuẩn trực Năng lượng thấp, phân giải cao - LEHR Collimator (Low Energy, High Resolution)

Bộ chuẩn trực năng lượng cao (364 keV), lỗ song song, sử dụng cho các ứng dụng chụp ung thư với đầu thu ở vị trí 76 hoặc 180 độ đối diện nhau

 8,000 lỗ sáu cạnh  Độ nhậy: 135 cpm/µCurie  Độ phân giải: 13.4 mm tại 10cm

 Cân nặng:275 lbs (125 kg)

Bộ Chuẩn trực Pinhole - Pinhole collimator

Bộ chuẩn trực pinhole cho chụp tuyến giáp

 1 lỗ tròn  Độ nhậy:123 cpm/µCurie  Độ phân giải:6.6 mm tại 10cm  Cân nặng:177 lbs (80 kg)

1.4.1.2 Tinh thể nhấp nháy

Tinh thể dùng trong các detector SPECT thường là loại Sodium-iodide với một lượng hoạt chất thallium nhỏ - NaI(Tl) Đó là một chất trong suốt với ánh sáng và phát ra các photon có bước sóng khoảng 410 nm, gần cuối phổ ánh sáng nhìn thấy, tại những nơi hấp thụ bức xạ

Trong các hệ thiết bị SPECT, tinh thể NaI(Tl) có dạng đĩa với đường kính thay đổi từ 25,4 cm (10 inch) tới 42 cm (16,5 inch) và bề dày từ 0,635 cm (1/4 inch) tới 1,270 cm (1/2 inch) Trong detector SPECT, người ta không thể sử dụng tinh thể quá dày vì các photon ở đây mang thông tin về vị trí và độ chính xác của tia gamma và để hiệu ứng tương tác compton nhiều lần trong tinh thể phải ít nhất Vì bề dày tinh thể càng tăng, độ nhạy càng lớn sẽ làm giảm khả năng phân giải của hình ảnh

Bảng 1.3: Tính chất của một số chất nhấp nháy dùng trong thiết kế đầu dò SPECT [9]

Đặc trưng

Giá trị mong

đợi

NaI BGO GSO LSO

Mật độ (g.cm-3) Thể hiện hiệu suất ghi

nhận của đầu dò Cao 3,67 7,13 6,7 7,4

Số nguyên tử số hiệu dụng (Z) Tăng độ nhạy Cao 51 74 59 66

Thời gian chết (ns)

Khả năng loại bỏ sự kiện ngẫu nhiên Thấp 230 300 65 40

Hiệu suất ánh sáng tương đối (%)

Tác động lên độ phân giải không gian và năng lượng

Độ phân giải

năng lượng (%)

Khả năng loại bỏ sự kiện tán xạ Thấp 7,8 10,1 9,5 10,0

Trong thực tế, có rất nhiều vật liệu tinh thể nhấp nháy được ứng dụng trong chế tạo đầu dò SPECT: NaI (Sodium Iodide ), LSO (Lutetium Oxyorthosilicate), BGO (Bismuth Germanium Oxide) và GSO (Gadolinium OxyorthoSilicate); mỗi vật liệu đều có những ưu và nhược điểm riêng (bảng 1.3) Từ bảng 1.3 cho thấy, tinh thể NaI có hiệu suất biến đổi ánh sáng rất tốt (100%) Ngoài những ưu điểm trên thì NaI có thể gia công khá dễ dàng thành các đơn tinh thể trong suốt và có kích thước lớn Nhưng nhược điểm đáng kể là thời gian phát sáng chậm dẫn đến thời gian chết của detector tăng, khả năng bắt photon của NaI thấp hơn BGO, GSO,… Nhược điểm nữa là trong việc bảo quản, phải cất giữ trong dầu vadơlin hoặc trong hợp kín có cửa sổ trong suốt do NaI dễ hút nước

1.4.1.3 Ống nhân quang điện (PMT)

Ống nhân quang điện có chức năng biến đổi ánh sáng nhấp nháy thành tín hiệu điện Các bộ phận của ống nhân quang gồm: photocathode (quang electron), anode, dynode, các điện cực

Hình 1.14 Dòng điện tạo ra khi bức xạ đến tương tác khối tinh thể và đi qua ống nhân

quang [9]  Photocathode: Ánh sáng từ chất nhấp nháy được truyền vào cửa sổ của ống nhân

quang điện và kích thích photocathode Photocathode được làm bằng vật liệu dễ phóng Photon nhấp nháy Ống dẫn sáng

Gamma Quang electron Electron thác lũ đến

thích electron khi hấp thu năng lượng photon ánh sáng Tỉ lệ giữa số electron phóng thích và số photon ánh sáng gọi là hiệu suất lượng tử thường đạt được 15% đến 25%  Các điện cực: Tạo sự chênh lệch điện thế giữa các điện cực Điện thế chênh lệch đó

tạo ra điện trường gia tốc các điện tử để có động năng lớn đến được dynode kế tiếp và số electron tại các dynode sẽ được nhân lên

 Anode: Tạo một dòng điện ở ngõ ra của ống nhân quang  Dynode: Thường làm bằng vật liệu dễ bứt electron khi bị các electron có năng lượng

đủ lớn đập vào Sự chênh lệch điện thế giữa các điện cực tạo ra một điện trường để gia tốc các điện tử có năng lượng đủ lớn đập vào các dynode kế tiếp Sau mỗi lần các điện tử electron đập vào một dynode thì số electron lại tăng lên Quá trình này cứ tiếp tục xảy ra đến khi đập vào dynode cuối cùng, kết quả sẽ có một dòng điện ở dynode có cường độ lớn so với dòng phát ra ở photocathode

1.4.2 Khoang máy CT

Khoang máy CT tích hợp trong hệ thống máy SPECT/CT có nguyên tắc cấu tạo giống như tất cả các dòng máy CT thường quy đang sử dụng ở các khoa chẩn đoán hình ảnh trên cả nước Khi không dùng để chụp hình SPECT/CT nó có thể được dùng như là một máy CT độc lập, do vậy tuỳ theo nhu cầu của cơ sở sử dụng mà máy CT trong hệ thống SPECT/CT có thể là máy CT đơn lát cắt (single slice) hay đa lát cắt (multislice)

Hệ CT của SPECT/CT Symbia T6 là dạng CT xoắn ốc 6 lát cắt bao gồm: hệ thống thu thập dữ liệu là nơi chứa đựng ống chứa tia X (ống tia X), hệ đầu dò (Dectector), thân máy CT và nguồn bức xạ tia X Thân máy là nơi chứa đựng vòng trượt (SlipRing) Collimator và máy phát tia X Thân máy được thiết kế với vòng trượt nguồn, ống tia X điện thế rất cao

Hình 1.15 Hệ thống CT xoắn ốc Nguồn vừa đồng thời phát tia X liên tục quanh bệnh nhân

vừa di chuyển liên tục bàn bệnh nhân để thu nhận dữ liệu theo đường xoắn ốc.Thời gian ghi hình rất ngắn cỡ 50ms [11]

1.5 Dược chất phóng xạ (thuốc phóng xạ)

Dược chất phóng xạ (DCPX) được định nghĩa như sau: “Thuốc là chất hoặc hỗn hợp các chất dùng cho người nhằm mục đích phòng bệnh, chữa bệnh, chẩn đoán bệnh hoặc điều chỉnh chức năng sinh lý cơ thể bao gồm thuốc thành phẩm, nguyên liệu làm thuốc, vắc xin, sinh phẩm y tế, trừ thực phẩm chức năng”

“Thuốc phóng xạ là thuốc có chứa một hoặc nhiều chất phóng xạ, dùng để chẩn đoán hay điều trị bệnh”

Một trong những nổi bật của y học hạt nhân là đánh dấu các phân tử sinh học với đồng vị phóng xạ Việc đánh dấu dựa vào tính chất đặc hiệu của các phân tử sinh học và hợp chất đánh dấu đối với cơ thể, cùng với tính chất phát tia phóng xạ gamma (γ) và bêta (β) có thể chẩn đoán và điều trị bệnh, và khả năng gắn kết đồng vị phóng xạ vào hợp chất đặc hiệu đó tạo nên một dược chất phóng xạ đặc hiệu cho một mô hay cơ quan nội tạng nào đó

1.5.1 Tầm quan trọng và ứng dụng của đồng vị phóng xạ trong y học hạt nhân

Vào cuối thế kỷ XIX sau phát hiện của Becquerel (1892) về tia phóng xạ và với việc tìm thấy chất phóng xạ mạnh Rađi, Poloni của hai vợ chồng Mari – Pie Curi (1898) [12], những chất phóng xạ tự nhiên này đã sớm được đưa vào sử dụng trong lĩnh vực y học, nhưng việc áp dụng còn nhiều hạn chế

Mãi đến đầu thế kỷ XX, sau khi tìm ra chất đồng vị phóng xạ nhân tạo thì lĩnh vực ứng dụng của đồng vị phóng xạ trong y học mới được mở rộng Đặc biệt là trong hơn 30 năm qua, với hơn 2700 chất phóng xạ nhân tạo được sản xuất từ máy gia tốc, lò phản ứng, máy phát neutron và máy gia tốc thẳng thì việc ứng dụng này đã trở nên phổ biến và chiếm vị trí ngày càng quan trọng, từ đó làm xuất hiện một ngành mới trong y học, đó là ngành y học hạt nhân Điều này đã đánh dấu một bước tiến mới trong các ngành khoa học nói chung và ngành y học nói riêng bởi những lợi ích và thuận lợi của nó trong chẩn đoán, điều trị và nghiên cứu y học

Trong chẩn đoán, đồng vị phóng xạ được sử dụng ở liều lượng tối thiểu với vai trò nguyên tử hay phân tử đánh dấu, giúp chúng ta tìm hiểu chuyển hóa của các chất này, phát hiện những rối loạn chuyển hóa của chúng để qua đó đánh giá hoạt động chức năng của các cơ quan khác nhau trong cơ thể hoặc định vị các khu vực bị bệnh của cơ thể Ví dụ một số

đồng vị phóng xạ sử dụng cho chẩn đoán: P32 đánh dấu hồng cầu để chẩn đoán các bệnh về máu, ghi hình nhấp nháy tuyến giáp bằng cách đánh dấu với các đồng vị 131I, 125I, 123I hoặc

99m

Tc để chẩn đoán các bệnh bướu thể nhân, ung thư tuyến giáp… Trong y học hạt nhân, gần 95% dược chất phóng xạ là dùng cho mục đích chẩn đoán, còn lại là sử dụng cho điều trị Dược chất phóng xạ thường không có tác dụng dược lý bởi vì hầu hết chúng sử dụng như là hợp chất đánh dấu, những trường hợp như vậy không thấy tương tác đáp ứng liều, vì vậy nó khác với những thuốc thông thường khác

Dược chất phóng xạ là thuốc tiêm vào người nên phải vô trùng và không có chí nhiệt tố, và được kiểm tra chất lượng như một loại thuốc bình thường khác Một dược chất phóng xạ có thể là một nguyên tố phóng xạ như 90Y, hoặc 99mTc - hợp chất đánh dấu Ngoài tên gọi thông thường là dược chất phóng xạ, một số tác giả còn gọi theo cách khác như chất đánh dấu phóng xạ (radiotracer), tác nhân chẩn đoán phóng xạ (radiodiagnostic agent), hoặc chất đánh dấu (labeled tracer)

Một dược chất phóng xạ có hai thành phần chính, một hạt nhân phóng xạ và một dược chất Trong việc thiết kế một dược chất phóng xạ, dược chất được chọn trên cơ sở định vị trong cơ quan nào đó hoặc tham gia vào với chức năng sinh lý của cơ quan

Việc chọn đồng vị phóng xạ dựa trên những đặc điểm như thời gian bán rã phải từ 6 - 200 giờ, năng lượng gamma (γ) từ 100 - 300 keV, độ giàu gamma (γ) đơn năng trên mỗi phân rã phải cao, không có những bức xạ đặc biệt khác, đồng vị con phải ổn định và sản phẩm ở dạng không có chất mang Phức của nhân phóng xạ và protein phải ổn định hóa học invivo Giá cả hợp lý và thuận lợi trong thương mại Trong phạm vi đề tài này tác giả chọn điển hình đồng vị phóng xạ 99mTc dùng trong chẩn đoán và đồng vị phóng xạ 90Y dùng trong điều trị ung thư gan

1.5.2 Đồng vị phóng xạ Technetium-99m(99mTc)

Technetium (Greek: technetos: artificial) nguyên tố thứ 43 trong bảng phân loại tuần

hoàn, được khám phá bởi Perrier và Segre ở Italy năm 1937 Được tìm thấy trong một mẫu Molybdenum được gửi đến bởi E Lawrence và được bắn phá deuteron trong máy gia tốc Berkeley Technetium là nguyên tố đầu tiên được sản xuất nhân tạo Technetium có 22 đồng vị với khối lượng từ 90-111 Tuy nhiên đồng vị có ích nhất và được sử dụng trong Y học hạt nhân là 99mTc với năng lượng tia gamma trung bình (140 keV) và thời gian sống tương đối ngắn (T = 6,02 h)

Bức xạ tia gamma ở: 140,5 keV (89.0%);

Hẳng số bức xạ gamma đặc trưng của 99mTc là 0,78 R/h - milicurie ở 1 cm Giá trị suy giảm một nửa là 0,017 cm chì (Pb), hệ số suy giảm tương đối của bức xạ phát ra bởi hạt nhân này đưa đến độ dày của chì thay đổi như trong bảng 1.4

Việc sử dụng 0,25 cm chì sẽ làm suy giảm bức xạ được phát ra bời hệ số 1.000 lần

Bảng 1.4 Hệ số suy giảm bức xạ của 99mTc khi che chắn bằng chì[13]

Độ dày của che chắn (Pb) cm Hệ số suy giảm

Việc đưa DCPX vào trong cơ thể bệnh nhân có thể thực hiện bằng hai cách: - tiêm vào tĩnh mạch hay cho uống dung dịch DCPX Do quá trình chuyển hóa trong cơ thể, DCPX sẽ tập trung tại mô cần điều trị

- tiêm trực tiếp vào các hốc trong cơ thể (khớp xương, hốc trong phổi,…) Dược chất phóng xạ sẽ nằm trong các hốc đó và không tan vào máu, tức không tham gia vào quá trình trao đổi chất

Sau đây là bảng 1 số loại KIT hay dùng trong YHHN, trong đó có KIT 99mTc-MAA (microaggregated albumin) được nói đến nhiều trong bản luận văn này

Bảng 1.5Các dược chất phóng xạ dùng trong ghi hình SPECT [14]

99m

Tc-pertechnetate Ghi hình tuyến giáp, dò tìm màng nhầy dạ dày lạc chỗ, ghi

hình tinh hoàn, ghi hình tuyến nước bọt, ghi hinh tuyến cận giáp, ghi hình tuyến lệ

Tc -teboroxime Ghi hình tim

99mTc -MIBI (sestamibi) Tưới máu cơ tim

Ghi hình tưới máu phổi

1.5.3 Đồng vị phóng xạ Yttrium 90 (90Y)

Trong số các đồng vị sử dụng trong y học hạt nhân, 90Y là đồng vị phóng xạ có nhiều ưu điểm nhất được chọn đánh dấu để điều trị các bệnh ung thư 90Y có quãng chạy dài nhất trong số các đồng vị phóng xạ (11mm tương ứng khoảng 600 tế bào) và phát tia beta (β) với năng lượng cao 2308 keV, nên 90Y có khả năng tiêu diệt tế bào ung thư nổi trội hơn so với các đồng vị phóng xạ khác, đặc biệt là khối u rắn

Bảng 1.6 So sánh đặc điểm của các nhân phóng xạ khác nhau [15] Nhân

phóng xạ Bức xạ phát ra T1/2 Quãng đường đi trong tế bào 111

Ln Các electron Auger, γ 2,8 ngày 10µm (nhỏ hơn 1 tế bào)

90Y Hạt β 2,7 ngày 11 mm (khoảng 600 tế bào)

177

Lu Hạt β và bức xạ γ 6,7 ngày 1mm (khoảng 100 tế bào)

131

I Bức xạ γ, β 8,02 ngày 0,8mm (khoảng 80 tế bào)

Hình 1.16 So sánh thể tích giết chết tế bào bằng năng lượng hạt beta của các nhân phóng xạ

khác nhau [16]

Đồng vị phóng xạ 90Y được sản xuất từ lò phản ứng hạt nhân Quá trình phân rã được biểu diễn bằng sơ đồ

120 tế bào (~ 5mm)

213

Hình 1.17: Sơ đồ phân rã của 90Y [17]

Yttrium phát tia phân rã thành Zriconium ở trạng thái cơ bản với năng lượng trung bình 0,9267 MeV qua chu kì bán rã ngắn 2,6684 0,0013 ngày hoặc 64 giờ

Electron di chuyển, ion hóa, kích thích nguyên tử môi trường do tương tác Coulomb

Trong tán xạ không đàn hồi trên hạt nhân, hướng đi của electron có thể bị thay đổi hoàn toàn Theo điện động lực, khi đó electron sẽ phát ra bức xạ điện từ, gọi là bức xạ hãm (Bremsstrahlung) Đây là một cơ chế mất năng lượng quan trọng của electron, bên cạnh sự ion hóa và kích thích Năng suất hãm do phát bức xạ là độ mất mát năng lượng của electron trên một đơn vị chiều dài quãng đường đi của nó do phát bức xạ hãm:

(1.2)

1.5.4 Hạt vi cầu Yttrium-90 (90Y Microspheres)

Hiện có 2 dạng hạt vi cầu khác nhau được sản xuất để làm chất mang 90Y là hạt thủy

tinh (glass) và hạt nhựa (resin) Điều trị 90Y Microspheres trong ung thư gan nguyên phát và thứ phát quá khả năng phẫu thuật đã được FDA chấp thuận và đã có hướng dẫn điều trị của hội Y học hạt nhân châu Âu [1] Có hai loại hạt vi cầu phóng xạ:

90Ygắn với nhựa: 90Y resin Microspheres (SIR-Spheres®) Có ưu điểm là bền vững với tia xạ, không hòa tan, không độc, hình cầu đồng nhất về kích thước do vậy khá đồng nhất về đồng vị phóng xạ Tuy nhiên, loại hạt này có tỷ trọng cao (3,29g/ml), dễ đi vào hệ thống động mạch vị tá tràng do đó phải sử dụng 99Tc-MAA để kiểm tra sự phân bố hoạt tính phóng trước

điều trị ít có ý nghĩa Loại này có tên thương phẩm là SIR Spheres (Sirtex Medical Limited,

Sydney, Australia), kích thước trung bình là 35µm (20-60µm), đóng lọ 5ml với khoảng 40-80 triệu hạt Hoạt tính phóng xạ là 3 GBq/lọ (50Bq/hạt)

Hình 1.18 Hạt và bình chứa SIR Spheres [18]

90Y gắn với thủy tinh: 90Y glass Microspheres (TheraSphere®) Có tỷ trọng là 1,6g/ml khá tương đồng với 99Tc-MAA cho nên test 99Tc-MAA trước điều trị khá hữu ích Liều lượng đồng vị phóng xạ bị lọc ra khỏi loại hạt vi cầu này dưới 1%.Sau khi tiêm, những hạt vi cầu

90

Y resin Microspheres phân bố không đồng nhất trong gan tùy thuộc vào lưu lượng động mạch gan, tỷ lệ tưới máu giữa u và mô gan lành và kích thước khối u Loại này có trên thị

trường dưới tên thương phẩm TherapSpheres (MDS Nordion, Canada), đường kính hạt từ

20-30µm, đóng lọ 0,5ml Hoạt tính phóng xạ tại thời điểm đóng lọ là 2500Bq

Hình 1.19 Bình chứa và hạt TherapSpheres [19]

Hạt vi cầu bị bắt giữ trong mao mạch động mạch khối u cao gấp 5-6 lần so với mô gan lành và không được bài xuất Hạt vi cầu glass có hoạt độ phóng xạ 2500 Bq, cao hơn so với 1 hạt resin có khoảng 50 Bq Do vậy với hoạt độ phóng xạ điều trị, số lượng hạt glass ít hơn nên tác dụng bít tắc vi mạch khối u ít hơn so với resin Mặc khác, với số lượng hạt resin nhiều hơn sẽ cho mức độ phân bố đều hơn trong u và tác dụng sinh học bức xạ cao hơn (về hiệu quả cũng như độc tính)

CHƯƠNG 2 LÍ THUYẾT VỀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH LIỀU TRONG ĐIỀU TRỊ UNG THƯ GAN

BẰNG HẠT VI CẦU YTTRIUM-90

Chương này trình bày các vấn đề: Cơ sở lý thuyết về 2 phương pháp tính liều bằng hạt vi cầu Yttrium-90: BSA và Partiton Model; cơ sở vật lý và cơ sở sinh học trong điều trị ung thư gan bằng hạt vi cầu MicroSphere (quy trình đang được thực hiện tại bệnh viện Chợ Rẫy)

2.1 Giới thiệu

Quá trình phát triển và sinh sản của tế bào rất phức tạp và lúc nào cũng có sai sót, vì thế lúc nào cũng có những tế bào bất thường (biến tính) được tạo ra Một nhóm tế bào bất thường hay bị đột biến, được sinh ra trong chu kỳ sinh sản hoặc trong quá trình phát triển mà không theo khuôn mẫu bình thường của tế bào nguyên bản được gọi là ung thư Nếu hệ thống đề kháng làm việc một cách không hiệu quả thì tế bào bất thường không thể bị tiêu diệt và sẽ tiếp tục phát triển và sinh sản ra những tế bào bất thường khác với DNA bị biến đổi, khi đó cơ thể không ngăn chặn được sinh sản liên tục của tế bào Tỷ lệ tế bào mới sinh ra và tế bào chết không còn được giữ thăng bằng với những tế bào bất thường này và tạo ra những khối u ung thư Ung thư có thể tồn tại ở một vị trí trong cơ thể, cũng có thể di căn vào những vùng khác trong cơ thể nên được chia làm nhiều loại tùy theo vùng bị phát sinh trong cơ thể và loại tế bào mà DNA đã bị biến đổi như ung thư phổi, ung thư gan, ung thư vú…[20]

Các phương pháp chữa trị ung thư hiện nay trong y học như:

 Phẫu thuật: mổ lấy khối u ra  Hóa trị: dùng thuốc tiêu diệt ung thư  Liệu pháp hoóc-môn (Hormone therapy): dùng thuốc ngăn cản hoặc tiêu diệt các

hormone tham gia vào sự phát triển của những tế bào ung thư  Liệu pháp nhiệt (Hyperthermia): dùng năng lượng nhiệt tiêu diệt ung thư  Xạ trị: dùng tia bức xạ tiêu diệt ung thư

Điều trị bằng tia bức xạ hay còn gọi tắt là “Xạ Trị” là việc điều trị bệnh nhân ung thư bằng việc áp dụng các nguồn phát bức xạ hạt nhân hay các thiết bị phát tia bức xạ Những tia bức xạ này sẽ tiêu diệt các tế bào sinh sản và các tế bào chức năng trong cơ thể bằng cách trực tiếp hay gián tiếp cắt đứt DNA của những tế bào này làm chúng không tiếp tục sinh sản được nữa hoặc chết Cho nên khi chữa trị ung thư, tia bức xạ cần phải được nhắm vào tiêu diệt các tế bào ung thư đang sinh sản, không nhắm vào các tế bào lành Vì vậy, xạ trị có thể kiềm chế

sự phát triển của ung thư hoặc tiêu diệt hoàn toàn những tế bào ung thư và tác dụng của tia bức xạ lên các tế bào khác nhau tùy thuộc vào tính nhạy bức xạ của những tế bào đó

Bức xạ được sử dụng trong điều trị bệnh bao gồm

 Xạ trị ngoài (External Beam Radiation Therapy-EBRT)  Xạ trị trong (Brachytherapy hay Internal Radiation Therapy-IRT)  Điều trị bằng nhân phóng xạ (Radionuclide Therapy-RT)

- Xạ trị ngoài: là kĩ thuật điều trị dùng các tia bức xạ phát ra từ các máy phát tia bức xạ bên

ngoài cơ thể chiếu vào khối ung thư trong cơ thể bệnh nhân Các kĩ thuật xạ trị ngoài hiện nay rất phổ biến và đa dạng về loại tia bức xạ như xạ trị bằng tia X phát ra từ máy gia tốc tuyến tính Linac và máy Cyberknife, xạ trị bằng tia gamma phát ra từ máy Cobalt-60 và máy Gamma knife, xạ trị bằng chùm tia Proton từ máy gia tốc hạt Proton và xạ trị bằng hạt nặng mang điện như alpha, carbon bằng máy gia tốc Cyclotron, Synchrotron

- Xạ trị trong: là một kĩ thuật điều trị bệnh bằng tia bức xạ ở khoảng cách ngắn

(short-distance therapy) Nguồn bức xạ được đặt áp sát bên cạnh tổn thương (xạ trị áp sát tạm thời: temporary brachytherapy), hoặc đặt bên trong tổn thương cần điều trị (xạ trị áp sát vĩnh viễn: permanent brachytherapy) và như vậy sẽ ít gây tổn thương đến mô bình thường xung quanh

- Điều trị bệnh bằng nhân phóng xạ: đồng vị phóng xạ phát tia beta hoặc alpha được đưa

vào cơ thể bệnh nhân qua đường uống, đường tiêm tại chỗ hoặc đường tĩnh mạch sẽ được các tổn thương hấp thu Ưu điểm của phương pháp này là các bức xạ tia beta hoặc alpha phát ra từ

đồng vị sẽ tiêu hủy các tổn thương nhưng rất ít ảnh hưởng đến mô lành xung quanh

Đối với một quy trình xạ trị bằng bức xạ bao gồm các bước [21]  Chẩn đoán bệnh: bác sĩ chẩn đoán và đưa ra phương án điều trị  Mô phỏng kế hoạch điều trị: cố định bệnh nhân, chụp ảnh CT (hoặc PET-CT, MRI

…), định vị khối u, đưa ra cách điều trị hiệu quả, an toàn  Lập kế hoạch điều trị: xác định khối u cần điều trị và các mô cơ quan lành cần bảo vệ,

xác định trường chiếu và hướng chiếu, thiết kế che chắn, tính toán liều

2.2 Ung thư gan

Ung thư gan có thể xuất phát từ tế bào nhu mô gan (ung thư gan nguyên phát) hoặc có thể di căn từ nơi khác đến (ung thư gan thứ phát) Ung thư gan là nguyên nhân gây tử vong đứng thứ ba trong các loại ung thư [22]

Ung thư gan nguyên phát (Carcinoma tế bào gan - HCC: hepatocellular carcinoma) là

vong trên thế giới, có mối liên hệ chặt chẽ với tình trạng nhiễm virus viêm gan B, virus viêm gan C và bệnh lý xơ gan do rượu Ngoài ra có một số yếu tố nguy cơ khác như nhiễm độc aflatoxin, dioxin, …

Ung thư gan thứ phát có thể do di căn ung thư từ nơi khác đến (ung thư đại trực tràng,

ung thư phổi, ung thư dạ dày, …) Có nhiều phương pháp điều trị ung thư gan bao gồm:  Phẫu thuật: Cắt phần gan mang khối u hoặc ghép gan  Phá hủy u tại chỗ bằng: sóng cao tần, vi sóng, cồn, chất đông lạnh  Cắt nguồn nuôi u và diệt u bằng hóa chất (TACE), bằng chất phóng xạ (TARE)  Hoặc phối hợp các phương pháp trên

Việc chọn lựa phương pháp điều trị nào cho phù hợp tùy thuộc kinh nghiệm của mỗi trung tâm và kinh tế của bệnh nhân

2.2.1 Điều trị ung thư gan bằng dược chất phóng xạ

Điều trị ung thư gan bằng dược chất phóng xạ dùng nguồn phát β, thường không thể đo mức độ tập trung trong cơ thể Để đánh giá hiệu quả trước khi điều trị thì cần tính phân bố liều trong cơ thể và xác định được mức độ tập trung chất phóng xạ trong các vùng của cơ thể bằng phương pháp ghi hình SPECT hay SPECT/CT

Mỗi loại thuốc phóng xạ khi đưa vào cơ thể bệnh nhân sẽ có sự phân bố đặc trưng khác nhau phụ thuộc vào các yếu tố như: sự hấp thụ, cơ chế chuyển hóa, sự đào thải, sự bài tiết của cơ thể bệnh nhân và quá trình phân rã vật lý của chất phóng xạ Các loại thuốc phóng xạ thường dùng trong xạ trị là: 90Y, 131I, 188Re…Nguyên tắc điều trị xạ trị bằng dược chất phóng xạ:

- Chất phóng xạ được gắn vào một phân tử có khả năng hấp thụ mạnh trong mô cần điều trị (bia) và được đưa vào bằng đường máu hay miệng[23]

- Sau một thời gian, chất này sẽ được hấp thụ trong mô bia, sau đó được bài tiết dần ra ngoài

- Cũng có thể đưa trực tiếp chất phóng xạ vào các hốc cần điều trị - Trong thời gian lưu ở vùng cần điều trị, bức xạ phát ra sẽ tiêu diệt tế bào ở lân cận

131I-Lipiodol: (Lipiocis®) là một chất dầu gắn với Iod phóng xạ được phát triển từ thập niên 1990 và đã có hướng dẫn điều trị của Hội Y học hạt nhân Châu Âu [24] Sau khi tiêm qua động mạch gan, 131I-Lipiodol hấp thu trong khối ung thư gan gấp 15-20 lần so với mô gan không có khối u Thời gian bán rã hiệu dụng trong khối u khoảng 6 ngày, lâu hơn so sánh với

mô gan bình thường là 4 ngày Phổi có thể hấp thu ít 131I-Lipiodol do shunt từ gan lên phổi Sự thanh thải 131I-Lipiodol trong khối u gan lâu hơn so với mô gan và mô phổi bình thường Dạ dày, ruột và tuyến giáp có thể hấp thu 131I tự do 131I-Lipiodol được đào thải qua nước tiểu

90Y-Microspheres: là những hạt vi cầu gắn đồng vị phóng xạ Điều trị 90Y Microspheres trong ung thư gan nguyên phát và thứ phát quá khả năng phẫu thuật đã được FDA chấp thuận và đã có hướng dẫn điều trị của hội YHHN châu Âu [24] Có hai loại hạt vi cầu phóng xạ: - 90Ygắn với resin: 90Y-resin Microspheres (SIR-Spheres®)

- 90Y gắn với glass: 90Y-glass Microspheres (TheraSphere®)

Điểm khác nhau giữa hai loại hạt vi cầu resin spheres và glass spheres:

- Kích thước hạt vi cầu resin spheres từ 20-60μm và glass spheres từ 20-30μm - Hạt vi cầu glass spheres có hoạt độ phóng xạ 2500Bq, cao hơn so với 1 hạt resin spheres

có khoảng 50Bq Do vậy với hoạt độ phóng xạ điều trị, số lượng hạt glass spheres ít hơn nên tác dụng bít tắc vi mạch khối u ít hơn so với resin spheres Mặc khác, với số lượng hạt resin spheres nhiều hơn sẽ cho mức độ phân bố đều hơn trong u và tác dụng sinh học bức xạ cao hơn (về hiệu quả cũng như độc tính) [24]

188Re -Lipiodol:là một loại thuốc mới đã được IAEA hỗ trợ nghiên cứu từ năm 2000 và

đến nay đã thực hiện nghiên cứu phase II trong ung thư tế bào gan quá khả năng phẫu thuật

188Re -Lipiodolcó đặc điểm:

- 188

Re được chiết ra hằng ngày từ máy phát sinh đồng vị Tungsten-188/Rhenium-188 (188W/188Re generator) sẽ cho gắn kết với Lipiodol thành 188Re-Lipiodol Qui trình gắn kết đơn giản và được thực hiện tại khoa Y học hạt nhân

- Điểm tiện lợi khi mua máy phát sinh đồng vị 188W/188Re về là sẽ sử dụng trong thời gian 6 tháng do thời gian bán hủy của đồng vị mẹ 188W là 69,4 ngày Ngoài mục đích sử dụng trong điều trị ung thư gan, 188Re còn được dùng gắn kết với các chất khác như HEDP để điều trị giảm đau do ung thư di căn xương hoặc 188Re gắn với colloid để điều trị cắt bao hoạt dịch trong viêm khớp

- Sau khi tiêm 188

Re-Lipiodol vào động mạch gan, lượng 188Re-Lipiodol lưu thông trong máu có thời gian bán rã hiệu dụng 7,6 giờ Thuốc được thải trừ chủ yếu qua nước tiểu trong vòng 76giờ sau tiêm Đào thải rất ít qua phân Thời gian bán rã hiệu dụng toàn thân là 14,3giờ