Nghiên cứu đặc điểm hình ảnh tổn thương xương trên PET CT và xạ hình xương của bệnh nhân ung thư phổi di căn xương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI HOÀNG TRUNG KIÊN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM HÌNH ẢNH TỔN THƯƠNG XƯƠNG TRÊN PET/CT VÀ XẠ HÌNH XƯƠNG CỦA BỆNH NHÂN UNG THƯ PHỔI DI CĂN XƯ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI

HOÀNG TRUNG KIÊN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM HÌNH ẢNH TỔN THƯƠNG XƯƠNG

TRÊN PET/CT VÀ XẠ HÌNH XƯƠNG CỦA BỆNH NHÂN UNG THƯ PHỔI DI CĂN XƯƠNG

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP BÁC SĨ Y KHOA

KHOÁ 2009 – 2015

HÀ NỘI – 2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI

HOÀNG TRUNG KIÊN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM HÌNH ẢNH TỔN THƯƠNG XƯƠNG

TRÊN PET/CT VÀ XẠ HÌNH XƯƠNG CỦA BỆNH NHÂN UNG THƯ PHỔI DI CĂN XƯƠNG

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP BÁC SĨ Y KHOA

KHOÁ 2009 – 2015

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

ThS Bs Thiều Thị Hằng

HÀ NỘI – 2015

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được khoá luận này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới:

GS.TS Mai Trọng Khoa – Chủ nhiệm bộ môn Y học hạt nhân Trường

Đại học Y Hà Nội, Phó giám đốc Bệnh viện Bạch Mai, Giám đốc Trung tâm

Y học hạt nhân và Ung bướu Bệnh viện Bạch Mai, đã tạo điều kiện để em được thực hiện khoá luận tại bộ môn

PGS.TS Trần Xuân Trường – Bộ môn Y học hạt nhân Trường Đại

học Y Hà Nội, cán bộ Trung tâm Y học hạt nhân và Ung bướu Bệnh viện Bạch Mai, đã đóng góp những ý kiến quý báu để em có thể hoàn thiện khoá luận của mình

ThS Nguyễn Thành Chương – Phó chủ nhiệm bộ môn Y học hạt

nhân Trường Đại học Y Hà Nội, cán bộ Trung tâm Y học hạt nhân và Ung bướu Bệnh viện Bạch Mai, đã động viên và giúp đỡ em trong quá trình làm khoá luận

ThS Thiều Thị Hằng – Giảng viên bộ môn Y học hạt nhân Trường

Đại học Y Hà Nội, cán bộ Trung tâm Y học hạt nhân và Ung bướu Bệnh viện Bạch Mai, đã tận tình trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành khoá luận này

Các thầy cô, anh chị nhân viên tại phòng chụp PET/CT, phòng chụp SPECT và phòng lưu trữ hồ sơ đã tạo điều kiện giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thu thập số liệu

Gia đình, bạn bè đã động viên và ở bên em trong suốt quá trình thực hiện khoá luận và góp ý giúp em hoàn thành được khoá luận của mình

Xin chân thành cám ơn!

Sinh viên

Hoàng Trung Kiên

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Các số liệu, kết quả trong luận văn này là trung thực, chính xác và chưa từng được ai công bố trong bất kì luận văn hoặc luận án nào khác

Tác giả

Hoàng Trung Kiên

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG, BIỂU ĐỒ, HÌNH ẢNH

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2

1.1 Ung thư phổi 2

1.1.1 Đại cương 2

1.1.2 Các yếu tố nguy cơ của ung thư phổi 3

1.1.3 Phân loại ung thư phổi 4

1.1.4 Triệu chứng lâm sàng 6

1.1.5 Cận lâm sàng 9

1.2 Ung thư phổi di căn xương 10

1.2.1 Đại cương về ung thư di căn xương 10

1.2.2 Cơ chế di căn xương 10

1.2.3 Di căn xương trong ung thư phổi 13

1.3 PET/CT và ứng dụng trong chẩn đoán ung thư 13

1.3.1 Khái quát về PET và PET/CT 13

1.3.2 Nguyên lý hoạt động 14

1.3.3 F18-FDG và ứng dụng trong chụp PET/CT ở bệnh nhân ung thư 15 1.4 Chụp xạ hình xương 17

1.4.1 Khái quát về SPECT 17

1.4.2 Nguyên lý hoạt động của SPECT 18

1.4.3 Chụp xạ hình xương 19

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1 Đối tượng nghiên cứu 21

2.1.1 Tiêu chuẩn chọn bệnh nhân 21

2.1.2 Tiêu chuẩn loại trừ không nghiên cứu bệnh nhân 21

2.2 Phương pháp nghiên cứu 21

2.2.1 Thiết kế nghiên cứu 21

2.2.2 Địa điểm và thời gian 21

2.2.3 Kĩ thuật nghiên cứu 21

2.2.4 Thu thập số liệu 23

2.2.5 Phân tích và xử lý số liệu 23

2.2.6 Sơ đồ nghiên cứu 23

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 25

3.1 Đặc điểm bệnh nhân 25

3.1.1 Đặc điểm lứa tuổi và giới tính của bệnh nhân nghiên cứu 25

3.1.2 Triệu chứng lâm sàng của bệnh nhân 26

3.1.3 Đặc điểm cận lâm sàng của bệnh nhân 26

3.2 Đặc điểm tổn thương xương trên PET/CT 27

3.3 Đặc điểm tổn thương xương trên xạ hình xương 29

3.4 So sánh đặc điểm tổn thương xương giữa hai phương pháp 31

3.4.1 Về số lượng bệnh nhân có tổn thương xương và số lượng tổn thương 31

3.4.2 Về vị trí tổn thương 32

Chương 4 BÀN LUẬN 36

4.1 Đặc điểm bệnh nhân 36

4.1.1 Đặc điểm lứa tuổi và giới tính của bệnh nhân 36

4.1.2 Triệu chứng lâm sàng của bệnh nhân 37

4.1.3 Triệu chứng cận lâm sàng của bệnh nhân 37

4.2 Đặc điểm tổn thương xương trên PET/CT 38

4.3 Đặc điểm tổn thương xương trên xạ hình xương 39

4.4 So sánh đặc điểm tổn thương xương giữa hai phương pháp 39

4.4.1 Về số lượng bệnh nhân có tổn thương xương và số lượng tổn

thương 39

4.4.2 Về vị trí tổn thương 40

KẾT LUẬN 41

KIẾN NGHỊ 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Mẫu bệnh án nghiên cứu

Danh sách bệnh nhân

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AJCC American Joint Committee on Cancer

BMPs Bone Morphogenetic Proteins

CEA Carcinoembryonic antigen

HIV Human Immunodeficiency Virus

IARC International Agency for Research on Cancer

MHDP Methylen hydroxidyphosphonate

MRI Magnetic Resonance Imaging

PET Positron emission tomography

PET/CT Integrated PET–CT scanning

SIADH Syndrome of inappropriate antidiuretic hormone secretion SPECT Single-photon emission computed tomography

SUV Standardized uptake value

Tc-99m MDP Technetium-99m diphosphonat

UICC Union for International Cancer Control

WHO World Health Organization

DANH MỤC BẢNG, BIỂU ĐỒ, HÌNH ẢNH

Bảng 1.1 Định nghĩa kí hiệu T, N, M theo AJCC và UICC 2009 4

Bảng 1.2 Phân nhóm giai đoạn theo kí hiệu TNM và dưới nhóm 6

Bảng 3.1 Đặc điểm bệnh nhân 25

Bảng 3.2 Nhóm các triệu chứng lâm sàng của bệnh nhân (n = 40) 26

Bảng 3.3 Nồng độ CEA trong máu (n = 40) 26

Bảng 3.4 Nồng độ Cyfra 21-1 trong máu (n = 34) 27

Bảng 3.5 Kết quả giải phẫu bệnh 27

Bảng 3.6 Số lượng tổn thương xương trên PET/CT (n = 38) 28

Bảng 3.7 Tính chất tổn thương xương trên PET/CT 28

Bảng 3.8 Số lượng tổn thương xương theo vị trí trên PET/CT 29

Bảng 3.9 Số lượng tổn thương xương trên xạ hình xương (n = 25) 29

Bảng 3.10 Tính chất tổn thương xương trên XHX 30

Bảng 3.11 Số lượng tổn thương xương theo vị trí trên XHX (n = 25) 30

Bảng 3.12 So sánh tỉ lệ phát hiện tổn thương xương trên PET/CT và XHX 31 Bảng 3.13 So sánh kết quả tổn thương xương trên PET/CT và XHX 31

Biểu đồ 1.1 Tình hình mắc và tử vong theo tuổi do ung thư phổi trên 100.000 người Nguồn: GloboCan 2012 2

Biểu đồ 3.1 Tỉ lệ nhóm tuổi của bệnh nhân 25

Biểu đồ 3.2 Số lượng tổn thương xương 32

Biểu đồ 3.3 Vị trí tổn thương trên hệ thống xương của PET/CT và XHX 32

Hình 1.1 Các yếu tố tham gia vào cơ chế di căn xương [16] 12

Hình 3.1 Không thấy tổn thương xương trên phim chụp PET/CT 33

Hình 3.2 Hình ảnh tổn thương cung sau xương sườn số 4 trên XHX 33

Hình 3.3 Hình ảnh tổn thương xương mu và cung trước xương sườn 10 bên trái tăng hấp thu F18-FDG 34Hình 3.4 Không thấy hình ảnh tổn thương xương trên XHX 34Hình 3.5 Hình ảnh tổn thương xương chậu hai bên, đầu trên xương đùi trái, đốt sống D5 tăng hấp thu F18-FDG 35Hình 3.6 Hình ảnh tổn thương cổ xương đùi trái 35

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ung thư phổi là một bệnh lý ác tính có nguồn gốc từ nhu mô phổi, thường là từ các tế bào của đường dẫn khí Theo GLOBOCAN 2012, đây là một trong những loại ung thư thường gặp nhất trên thế giới, với 1,8 triệu ca mới mắc và 1,59 triệu ca tử vong năm 2012 [1]

Ung thư phổi là loại ung thư có tiên lượng xấu với tỉ lệ di căn cao, vị trí hay gặp di căn là não, gan và xương Việc phát hiện sớm các tổn thương di căn, trong đó có di căn xương, giúp xác định giai đoạn bệnh và quyết định phương pháp điều trị phù hợp mang lại thời gian sống thêm và cải thiện chất lượng cuộc sống cho bệnh nhân

Hiện nay, có nhiều phương pháp để chẩn đoán xác định di căn xương, trong đó có chụp PET/CT và xạ hình xương Mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm riêng, và tuỳ từng trường hợp các bác sĩ sẽ chỉ định phương pháp thích hợp

Ở Việt Nam, đã có một số nghiên cứu về giá trị của PET/CT và xạ hình xương trong việc chẩn đoán ung thư phổi di căn xương, tuy nhiên chưa có nghiên cứu nào đánh giá đặc điểm tổn thương xương trên cả hai phương pháp này ở những bệnh nhân ung thư phổi di căn xương Do vậy, chúng tôi tiến hành đề tài “NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM HÌNH ẢNH TỔN THƯƠNG XƯƠNG TRÊN PET/CT VÀ XẠ HÌNH XƯƠNG CỦA BỆNH NHÂN UNG THƯ PHỔI DI CĂN XƯƠNG” với mục tiêu:

1 Mô tả đặc điểm tổn thương xương ở bệnh nhân ung thư phổi có di căn xương trên hình ảnh PET/CT và xạ hình xương

2 So sánh bước đầu giá trị tổn thương xương trên PET/CT và xạ hình xương của bệnh nhân ung thư phổi di căn xương

Chương 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Ung thư phổi

1.1.1 Đại cương

Ung thư phổi là một bệnh lý ác tính có nguồn gốc từ nhu mô phổi, thường là từ các tế bào của đường dẫn khí Đây là một trong những loại ung thư thường gặp nhất trên thế giới, với 1,8 triệu ca mới mắc và 1,59 triệu ca tử vong năm 2012 [1] (tương ứng chiếm 12,9% và 19,4% tổng số các loại ung thư) Ở Việt Nam, theo thống kê của IARC (International Agency for Research on Cancer – Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế) năm 2012, tỉ lệ mắc ung thư phổi chiếm vị trí thứ 2 ở cả nam giới (sau ung thư gan) và nữ giới (sau ung thư vú); số ca mới mắc ung thư phổi ở cả hai giới năm 2012 là 21.865 ca, với 19.559 ca tử vong (tương ứng 17,5% và 20,6% tổng số các loại ung thư) [2]

Biểu đồ 1.1 Tình hình mắc và tử vong theo tuổi do ung thư phổi trên

100.000 người Nguồn: GloboCan 2012

1.1.2 Các yếu tố nguy cơ của ung thư phổi

1.1.2.1 Hút thuốc lá

Nguy cơ hàng đầu của bệnh ung thư phổi là hút thuốc lá, chiếm tới gần 90% các trường hợp [3] Nguy cơ tiến triển ung thư phổi ở bệnh nhân đang hút thuốc lá 40 bao-năm cao gấp 20 lần so với người không hút thuốc lá 1.1.2.2 Các yếu tố nguy cơ khác

- Xơ phổi

Rất nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng nguy cơ ung thư phổi tăng lên gấp bảy lần ở những bệnh nhân bị xơ phổi [4], điều này không phụ thuộc vào việc bệnh nhân có hút thuốc hay không

- HIV

Khả năng bị ung thư phổi ở những bệnh nhân nhiễm HIV tăng gấp 2 đến 4 lần so với các những người không nhiễm HIV ở cùng độ tuổi và cùng giới tính [5,6,7]

- Chế độ ăn

Các bằng chứng dịch tễ học cho thấy, rất nhiều yếu tố trong chế độ ăn (yếu tố chống oxy hoá, rau cải, estrogen thực vật) có thể làm giảm nguy cơ bị ung thư phổi, tuy nhiên vai trò của các yếu tố này hiện chưa được chứng minh

rõ ràng

1.1.3 Phân loại ung thư phổi

1.1.3.1 Mô bệnh học theo WHO 2004 [8]

- Ung thư biểu mô tế bào vảy

- Ung thư biểu mô tế bào nhỏ

- Ung thư biểu mô tuyến

- Ung thư biểu mô tế bào lớn

- Ung thư biểu mô tế bào vảy – tuyến

- Ung thư biểu mô dạng mô liên kết

- Khối u dạng biểu mô

- Khối u tuyến nước bọt

1.1.3.2 Phân loại giai đoạn theo TNM [9]

Bảng 1.1 Định nghĩa kí hiệu T, N, M theo AJCC và UICC 2009

T: Khối u tiên phát

Tx Không đánh giá được u nguyên phát

T0 Không có bằng chứng của khối u nguyên phát

Tis Ung thư khu trú tại chỗ

T1 Khối u ≤ 3cm, bao quanh bởi phổi hoặc màng phổi thành, không

gần hơn phế quản thuỳ1

T1a U ≤ 2cm1

T1b U > 2m nhưng ≤ 3cm1

T2 U > 3cm nhưng ≤ 7cm hoặc u có bất kì đặc điểm:

Xâm lấn vào màng phổi tạng, tổn thương tại phế quản gốc nhưng cách carina ≥ 2cm, xẹp phổi/viêm phổi tắc nghẽn lan đến rốn phổi nhưng không tổn thương toàn bộ phổi2

T2a U > 3cm nhưng ≤ 5cm

T2b U > 5cm nhưng ≤ 7cm

T3 U > 7cm

Hoặc xâm lấn trực tiếp vào một trong các cấu trúc: thành ngực, cơ hoành, thần kinh hoành, màng phổi trung thất, màng ngoài tim Hoặc khối u ở phế quản gốc cách carina < 2cm1 nhưng chưa xâm lấn vào carina

Hoặc xẹp phổi/viêm phổi tắc nghẽn toàn bộ phổi

Hoặc có các khối u khác ở cùng thuỳ

T4 U có kích thước bất kì, xâm lấn một trong các cấu trúc: trung thất,

tim, mạch máu lớn, khí quản, thần kinh quặt ngược thanh quản, thực quản, thân đốt sống, carina

Hoặc có khối u khác ở thuỳ phổi khác cùng bên

N: Hạch lympho vùng

Nx Không đánh giá được hạch vùng

N0 Không di căn hạch vùng

N1 Di căn vào hạch lympho quanh phế quản và/hoặc hạch quanh rốn

phổi cùng bên và những hạch trong phổi

N2 Di căn vào hạch trung thất cùng bên và/hoặc hạch dưới carina

N3 Di căn vào hạch lympho trung thất đối bên, hạch rốn phổi đối bên,

hạch cơ bậc thang cùng hoặc đối bên, hoặc hạch thượng đòn

Bảng 1.2 Phân nhóm giai đoạn theo kí hiệu TNM và dưới nhóm

Phân nhóm giai

đoạn

Kí hiệu

- Ho: Ho là triệu chứng thường gặp nhất trong ung thư phổi Triệu chứng

này xuất hiện ít nhất ở 50% bệnh nhân ung thư phổi tại thời điểm chẩn đoán,

và sẽ xuất hiện về sau này ở các bệnh nhân còn lại Ban đầu có thể ho khan, sau đó là ho khạc đờm trong, số lượng ít, nếu có bội nhiễm thì sẽ có đờm vàng hoặc xanh

- Ho ra máu: Xuất hiện ở khoảng 25% đến 50% số bệnh nhân được chẩn

đoán UTP Đây là một triệu chứng báo động, ho máu số lượng lớn có thể đe doạ tính mạng người bệnh

- Đau ngực: Xuất hiện ở khoảng 20% số bệnh nhân Vị trí đau ngực

thường cùng bên với vị trí khối u, với tính chất đau âm ỉ, dai dẳng

- Khó thở: Xuất hiện ở khoảng 25% số bệnh nhân Nguyên nhân do khối

u chèn ép vào đường thở, khối u trong đường thở, viêm phổi tắc nghẽn, tràn khí màng phổi, tràn dịch màng phổi,

- Khàn tiếng: Triệu chứng khàn tiếng mới xuất hiện ở người hút thuốc lá

cần phải phân biệt giữa ung thư thanh quản và ung thư phổi Ở bệnh nhân ung thư phổi, nguyên nhân khàn tiếng do khối u chèn ép vào dây thần kinh quặt ngược thanh quản

- Tràn dịch màng phổi: Do sự xâm lấn của khối u ra màng phổi tạng ở

giai đoạn T2 và xâm lấn vào màng phổi thành ở T3 Sự xuất hiện của tế bào ung thư trong dịch màng phổi cho thấy khối u đã di căn độ M1a (giai đoạn IV) Ngoài ra, bệnh nhân có thể có dầy màng phổi mà không có tràn dịch màng phổi

- Chèn ép tĩnh mạch chủ trên: khiến cho bệnh nhân có cảm giác đầy tức

ở mặt và khó thở, ngoài ra có thể có ho, đau và khó nuốt Khám thực thể thấy giãn tĩnh mạch cổ, tuần hoàn bàng hệ chủ ngực, phù mặt, ứ máu vùng đầu mặt Xquang có hình ảnh trung thất giãn rộng hoặc khối ở đỉnh phổi phải; CT giúp xác định nguyên nhân, mức độ tắc nghẽn, và phạm vi phát triển của tuần hoàn phụ

- Hội chứng Pancoast: Khối u phát sinh ở đỉnh phổi sẽ gây nên hội

chứng Pancoast, biểu hiện bởi đau (thường ở vai, cẳng tay, xương bả vai và các ngón tay), hội chứng Horner, huỷ xương, và teo các cơ tay

1.1.4.2 Triệu chứng ngoài lồng ngực

Ung thư phổi có thể di căn đến bất kì cơ quan nào trên cơ thể Triệu chứng do ung thư di căn thường xuất hiện ở giai đoạn muộn của bệnh Các vị trí di căn hay gặp nhất của ung thư phổi là gan, tuyến thượng thận, xương và não

- Gan: Di căn gan có triệu chứng ít khi xuất hiện ở giai đoạn đầu Thông

thường phát hiện di căn gan qua xét nghiệm men gan tăng cao, trên CT và PET có hình ảnh tổn thương Ở giai đoạn muộn, tỉ lệ di căn gan tăng cao hơn,

có thể đến 50% số bệnh nhân bị ung thư phổi

- Xương: Thường có biểu hiện đau xương ở lưng, ngực, ở vị trí tổn

thương di căn xương; đau không giảm khi điều trị bằng các thuốc giảm đau thông thường Xét nghiệm có phosphatase kiềm tăng cao, phim Xquang thường có hình ảnh tiêu xương nhiều hơn là tăng tạo xương Di căn xương gặp ở 20% bệnh nhân bị UTP không tế bào nhỏ, tỉ lệ này là 30 – 40% ở bệnh nhân bị UTP tế bào nhỏ

- Tuyến thượng thận: Ít biểu hiện lâm sàng Di căn tuyến thượng thận

gặp ở khoảng 40% số bệnh nhân bị ung thư phổi

- Não: Thường có biểu hiện của tăng áp lực nội sọ như đau đầu, nôn, rối

loạn thị giác; có thể có liệt thần kinh khu trú và động kinh

1.1.4.3 Hội chứng cận ung thư

- Tăng canxi máu

- Hội chứng tăng tiết ADH không thích hợp (SIADH)

1.1.5 Cận lâm sàng

1.1.5.1 Xét nghiệm

Các bệnh nhân nghi ngờ ung thư phổi không tế bào nhỏ đều cần phải làm xét nghiệm công thức máu, điện giải đồ, can-xi huyết, phosphatase kiềm, albumin, men gan, bilirubin và creatinin Các xét nghiệm này nhằm giúp phát hiện các bất thường xảy ra do sự phát triển của khối u hay do u di căn

1.1.5.2 Các chất chỉ điểm khối u

Các chất chỉ điểm u lấy từ máu hoặc từ mô ung thư có giá trị tiên lượng trong một số trường hợp; tuy nhiên chúng không có nhiều giá trị chẩn đoán lâm sàng trên bệnh nhân ung thư phổi Các chất chỉ điểm u có giá trị trong theo dõi tiến triển và đáp ứng điều trị của bệnh nhân

1.1.5.3 Chẩn đoán hình ảnh

- Mục đích [10]:

+ Xác định giai đoạn bệnh theo TNM

+ Xác định vị trí tổn thương để sinh thiết giúp chẩn đoán xác định + Hỗ trợ lên kế hoạch điều trị phẫu thuật hoặc xạ trị

- Các phương pháp chẩn đoán hình ảnh thường dùng:

1.2 Ung thư phổi di căn xương

1.2.1 Đại cương về ung thư di căn xương

Di căn xương là một trong những biến chứng thường gặp ở những bệnh nhân ung thư giai đoạn muộn Di căn xương thường thấy nhất ở ung thư vú và ung thư tiền liệt tuyến, tuy nhiên thực tế hầu hết các loại ung thư giai đoạn muộn đều gặp di căn xương [13] Mặc dù tỉ lệ di căn xương thực tế chưa được nghiên cứu rõ, tuy nhiên hơn một nửa số người tử vong vì ung thư ở Mỹ mỗi năm đều phát hiện có di căn xương

Di căn xương có thể biểu hiện trên nhiều triệu chứng, ảnh hưởng lớn tới chất lượng cuộc sống Những biến chứng trực tiếp của di căn xương là đau, gãy xương bệnh lý và chèn ép tuỷ sống Ngoài ra, việc di căn xương gây tăng huỷ xương có thể làm tăng can-xi máu, gây nguy hiểm tới tính mạng người bệnh

1.2.2 Cơ chế di căn xương

Năm 1989, Stephan Paget đã đưa ra giả thiết “seed and soil” để giải thích cho cơ chế di căn của khối ung thư, nghĩa là có sự tương tác qua lại giữa bản chất của tế bào ung thư và vi môi trường của các cơ quan trong cơ thể để quyết định xem tế bào ung thư có phát triển được hay không [14] Cụ thể hơn, khả năng di căn dựa vào khả năng sống của tế bào, mức độ nhân lên, và mức

độ cấp máu tại nơi tế bào di căn đến

Xương là một cơ quan luôn có sự chuyển hoá, với rất nhiều loại tế bào

có nguồn gốc phôi thai, ví dụ như tế bào gốc tạo máu, tế bào đệm, tế bào nội mạc [15] Trong đó, hai tế bào đóng vai trò chính trong việc tái tạo xương là tạo cốt bào và huỷ cốt bào; các yếu tố điều hoà quá trình tái tạo xương đều tác động trực tiếp tới hai loại tế bào này

Di căn xương thường được chia thành hai loại: sự tiêu xương làm phá huỷ xương, và sự tạo xương để hình thành xương mới [16] Sự phân chia này

không thật sự rõ ràng, nhiều bệnh nhân di căn xương có cả tổn thương tiêu xương và tạo xương, và tại một vị trí tổn thương di căn xương có thể thấy cả hai hình thức tổn thương này Nhưng về cơ bản, cả hai loại hình tổn thương này đều có sự mất điều hoà quá trình sửa chữa tổn thương xương

1.2.2.1 Sự huỷ xương

Đây là hình thức di căn xương thường gặp nhất ở tất cả các bệnh nhân ung thư Tổn thương chủ yếu là sự tiêu xương và phá huỷ xương; ngoài ra có thể có sự tăng tạo xương phản ứng tại chỗ Di căn xương dạng tiêu xương thường gặp ở những khối u đặc như ung thư vú, ung thư tiền liệt tuyến, ung thư tuyến giáp, ung thư phổi và ung thư thận Hơn nữa, ở bệnh lý đa u tuỷ xương thường xuất hiện sự phá huỷ xương lan toả Hầu hết các nghiên cứu in vivo đều chỉ ra rằng sự tiêu xương gây ra bởi sự kích thích quá mức các huỷ cốt bào, chứ không phải do tác động trực tiếp của tế bào u lên xương Di căn xương dạng tiêu xương thường đi cùng với sự tăng hoạt động của các huỷ cốt bào và giảm hoạt động của các tạo cốt bào

Hình thức di căn dạng huỷ xương là kết quả của một chuỗi các phản ứng phức tạp giữa tế bào ung thư và vi môi trường xương, tạo thành một

“vòng luẩn quẩn” [17] Vòng luẩn quẩn này hình thành do đặc tính của tế bào khối u, các yếu tố kích thích huỷ cốt bào và tạo cốt bào của tế bào ung thư, và các yếu tố có sẵn trong chất nền của xương

- Các tế bào khối u tiết ra các thụ thể chemokine, các phân tử bám dính tế bào, và các thụ thể bề mặt tế bào cho phép chúng gắn vào chất nền của xương

và kích thích tạo xương

- Các tế bào khối u sản xuất ra các yếu tố kích thích quá trình tiêu xương một cách trực tiếp hoặc gián tiếp Các yếu tố đó bao gồm PTHrP, IL-1, IL-6, prostaglandin E2, TNF, và CSF-1

Hình 1.1 Các yếu tố tham gia vào cơ chế di căn xương [16]

- Vi môi trường xương rất giàu các yếu tố tăng trưởng Rất nhiều trong

số này, bao gồm TGF-beta, FGFs, IGFs và BMP-2 không chỉ kích thích sự phát triển của các tế bào ung thư và chúng còn kích thích sự sản xuất và giải phóng các yếu tố gây tiêu xương từ các tế bào u

1.2.2.2 Sự tạo xương

Một số loại ung thư di căn xương hầu hết ở dạng tăng tạo xương, chủ yếu thấy ở ung thư tiền liệt tuyến và khoảng 15-20% ung thư vú Tổn thương xương dạng tăng tạo xương này ít gặp ở những loại ung thư khác Ở dạng tổn thương này, sự cân bằng trong chu chuyển xương nghiêng về phía tạo xương, chất lượng xương kém ở những vị trí tổn thương này thường gây ra gãy xương bệnh lý Cơ chế di căn xương dạng này chưa rõ ràng, có giả thiết cho rằng, một số protein được sản xuất bởi các tế bào ung thư gây kích thích chuyển hoá xương và tăng mật độ xương, kết quả là tổn thương tăng tạo xương

- Nhiều bằng chứng cho thấy Endothelin-1 (ET-1) là tác nhân trung tâm trong di căn xương dạng tăng tạo xương [18]

- BMPs (bone morphogenetic protein – các protein tạo xương) là tác nhân gây tạo xương ở vị trí ngoài xương trong thử nghiệm in vivo

- Một số chất khác như uPA, PSA trong ung thư tuyến tiền liệt, hoặc PDFG cũng là một trong những nguyên nhân gây di căn xương dạng tăng tạo xương

1.2.3 Di căn xương trong ung thư phổi

Ung thư phổi là loại ung thư đứng hàng thứ 3 trong số các loại ung thư

có di căn xương Khoảng 30-40% số bệnh nhân bị ung thư phổi có di căn xương, và thời gian sống trung bình của những bệnh nhân có di căn xương nếu không được điều trị là 7 tháng [19] Di căn xương xuất hiện sẽ làm nặng thêm tình trạng bệnh tật và giảm chất lượng cuộc sống [20], đi kèm theo đó sẽ

là tăng chi phí xã hội cho chăm sóc y tế, số ngày nằm viện và chi phí chữa trị [21]

Trong một nghiên cứu hồi cứu của Tsuya và đồng sự về ung thư phổi không tế bào nhỏ, vị trí di căn xương thường gặp nhất là cột sống, chiếm 50%

số bệnh nhân; tiếp theo đó là xương sườn (27,1%), xương chậu (10%), xương cùng (7,1%), xương đùi (5,7%), cuối cùng là xương cánh tay, xương vai và xương ức (2,9%) [22] Tiên lượng sống của bệnh nhân ung thư phổi di căn xương chi thường tồi hơn những bệnh nhân có di căn xương trục [23]

1.3 PET/CT và ứng dụng trong chẩn đoán ung thư

1.3.1 Khái quát về PET và PET/CT

PET (Positron Emission Tomography) là kỹ thuật y học hạt nhân tạo nên hình ảnh cắt lớp dựa trên sự phát xạ positron của các đồng vị phóng xạ được gắn trên một phân tử có hoạt tính sinh học và được đưa vào cơ thể

(DCPX) Hệ thống các đầu dò kết hợp với hệ thống máy tính phân tích sẽ cho

ta hình ảnh cuối cùng

Nguyên mẫu về việc ghi hình bằng việc phát xạ và truyền tín hiệu lần đầu tiên được giới thiệu bởi David E.Kuhl, Luke Chapman và Roy Edwards vào cuối những năm 1950, sau đó là rất nhiều nhà khoa học khác đã xây dựng nên những nguyên mẫu cho chiếc máy PET sau này Tuy nhiên, để có thể phát triển các công cụ ghi hình positron, phải kể đến sự phát triển của các loại dược chất phóng xạ, và điển hình là chất F-18-fluorodeoxyglucose

Trên thế giới, từ năm 1980, PET lần đầu tiên được sử dụng như một công cụ chẩn đoán, và đến năm 1997, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ, PET ngày càng được áp dụng nhiều vào lâm sàng, vì đây là một kĩ thuật hiện đại và an toàn Ngoài ra, người ta còn ứng dụng PET trong các chuyên ngành khác như sinh học, hoá sinh, dược học

Sau những lợi ích rõ rệt về ghi hình phân tử, gen của PET, các kĩ thuật ghi hình khác bằng tia X, cộng hưởng từ (MRI), CT, siêu âm hay SPECT cũng cố gắng tiếp cận lĩnh vực phân tử thông qua các hình ảnh về cấu trúc Chính vì vậy, đã nẩy sinh ý tưởng kết hợp PET/CT và PET/MRI để tận dụng đồng thời cả 2 loại thông tin chức năng và cấu trúc, Do đó, tổ hợp máy PET/CT được chế tạo, và đây là một trong những kĩ thuật ghi hình y học hiện đại nhất hiện nay

1.3.2 Nguyên lý hoạt động

1.3.2.1 Ghi nhận tín hiệu

Dược chất phóng xạ khi được đưa vào cơ thể, chúng sẽ tập trung đặc hiệu vào mô, tạng cần khảo sát theo cơ chế chuyển hoá, hoạt động chức năng Đồng vị phóng xạ sau đó sẽ phân rã, phát ra các hạt positron, bản chất là phản hạt của electron và mang điện tích dương Chúng đi một đoạn ngắn trong mô, sau khi mất hết động năng, chúng dừng lại và tương tác với một electron, sinh

ra hai photon gamma Hai photon này đều có năng lượng 511 keV, chuyển động cùng phương nhưng gần như ngược chiều nhau Các đầu dò nhạy với các photon 511 keV được bố trí thành vòng tròn bao quanh bệnh nhân Bằng cách ghi lại các tín hiệu trùng phùng (coincident event – hiện tượng xảy ra khi một cặp đầu dò đối diện nhau đồng thời ghi nhận được tín hiệu photon huỷ cặp 511 keV), người ta xác định được vị trí phân huỷ phóng xạ xảy ra, qua đó biết được sự phân phối hoạt độ phóng xạ bên trong cơ thể người bệnh

1.3.3 F18-FDG và ứng dụng trong chụp PET/CT ở bệnh nhân ung thư

1.3.3.1 Đặc điểm của F18-FDG

Ngày nay, hơn 95% các quy trình chụp PET trên toàn thế giới sử dụng F-18-fluorodeoxyglucose (F18-FDG) do thực tế: Flo-18 là một trong bốn chất phát positron quan trọng nhất có thể dễ dàng sản xuất bằng các máy gia tốc vòng (cyclotron), dễ gắn vào các phân tử sinh học để đánh dấu phóng xạ Do thời gian bán huỷ vật lý (109,74 phút) dài hơn các chất đồng vị phóng xạ khác thường dùng trong PET như C-11 (20,4 phút), N-13 (9,9 phút) hay O-15 (2,07 phút) nên F-18 là chất duy nhất trong các chất phát positron được phân phối cho các trung tâm PET không có máy cyclotron

1.3.3.2 Hấp thụ FDG sinh lý và cận sinh lý

Trong điều kiện sinh lý bình thường, FDG hấp thu ở các cơ quan trong

cơ thể với mức độ khác nhau nhưng đối xứng cả hai bên, phụ thuộc vào mức

độ sử dụng glucose của cơ quan đó:

- Não: FDG hấp thu cao nhất ở não, chủ yếu ở chất xám

- Tim: thường hấp thụ FDG ở mức vừa và đồng nhất

- Gan và lách: hấp thu FDG ở mức thấp và lan toả

- Dạ dày và ruột: hấp thụ FDG ở nhiều mức độ khác nhau, phụ thuộc độ hấp thu ở cơ trơn của ruột và tập trung trong chất thải của ống tiêu hoá

- Tuỷ xương: hấp thu FDG ở mức thấp hoặc không hấp thu

- Hạch lympho: bình thường không hấp thu FDG

- A-mi-đan, tuyến nước bọt, các cơ hàm móng: hấp thụ FDG không cao

- Tuyến ức, mô hạch, tinh hoàn: hấp thụ FDG cao ở người trẻ tuổi

- Phổi: bình thường không hấp thu FDG

- Cơ vân: hấp thụ FDG thấp ở trạng thái nghỉ, tăng lên khi có stress hoặc hoạt động thể lực

- Tuyến giáp: hấp thu FDG cao ở bệnh nhân cường giáp hoặc viêm tuyến giáp

- Mô vú: hấp thu FDG khá cao ở phụ nữ đang cho con bú, hấp thu mức vừa ở phụ nữ mãn kinh

- Tử cung: hấp thu FDG từ mức nhẹ tới trung bình trong suốt kì kinh nguyệt

- Mô mỡ nâu: hấp thu FDG cao, đối xứng

- Các trường hợp khó khăn khi đánh giá: đánh giá bệnh lý thận và tuyến tiền liệt khó khăn do FDG bài tiết qua nước tiểu; một số vị trí co thắt ở niệu quản gây ứ nước tiểu gây nhầm thành hạch bệnh lý; cần khảo sát thông tin khi biết thận và bàng quang ở vị trí bất thường, tránh sai lầm khi đánh giá hình ảnh PET

1.3.3.3 Hấp thụ FDG trong các bệnh lý lành tính và ác tính

Các tế bào ung thư nói chung thường có đặc tính là tăng chuyển hoá glucose so với các tế bào lành Đặc biệt, các tổn thương ác tính thường xuất hiện các kiểu hình mới với sự biểu lộ các chất vận chuyển glucose cao hơn, tăng sinh tế bào, tăng tổng hợp protein, DNA và tăng sinh mạch Tất cả các đặc tính này dẫn tới việc tế bào ung thư thường có nhu cầu sử dụng glucose cao hơn một cách đáng kể để đáp ứng nhu cầu về năng lượng mà chủ yếu thông qua việc phân huỷ glucose kị khí Sự hấp thụ và phân bố FDG trong khối u ác tính bị ảnh hưởng bởi nhiều thông số như sự quay vòng của glucose, tăng mức tiêu thụ glucose, tăng biểu lộ các chất vận chuyển glucose và tăng hoạt hoá men hexokinase, ngoài ra còn phụ thuộc vào sự tăng phân bào, thông qua các cơ chế không đặc hiệu [25]

Để đánh giá mức độ hấp thu FDG tại tổn thương người ta dựa vào giá trị hấp thu chuẩn (Standardized Uptake Value – SUV): là phương pháp bán định lượng, xác định sự hấp thu FDG thật dựa trên tỉ lệ tương đối giữa giá trị hấp thu FDG ở tổn thương và toàn cơ thể được chuẩn hóa theo cân nặng cơ thể [26]

SUV = Giá trị tại tổn thương (MBq/kg)

Liều lượng tiêm (MBq)/ Cân nặng cơ thể (kg)

1.4 Chụp xạ hình xương

1.4.1 Khái quát về SPECT

SPECT (Single-photon emission computed tomography – xạ hình cắt lớp photon đơn thuần) là kĩ thuật y học hạt nhân nhằm dựng hình ảnh 3D về chuyển hoá của cơ thể tương tự như PET, tuy nhiên kĩ thuật SPECT ghi lại tín hiệu của các tia gamma phát ra từ các DCPX được đưa vào cơ thể người bệnh, qua đó thể hiện mức độ chuyển hoá của một cơ quan nào đó cần khảo sát của cơ thể

Thời kì đầu của y học hạt nhân, từ năm 1928, người ta thường sử dụng máy đếm Geiger để dò mức độ phóng xạ phía trên cơ quan cần khảo sát của người bệnh Công nghệ tiếp tục phát triển khi các nhà khoa học sáng tạo ra hệ thống scintillation detector vào những năm 50 Năm 1976, Jaszczak và Keyes

đã độc lập phát triển hệ thống chụp SPECT đầu tiên, dựa vào mẫu camera của Anger Kể từ đó, công nghệ chụp SPECT liên tục được cải tiến và phát triển,

để có được nguyên mẫu máy SPECT như hiện nay [27] Đây cũng là một trong những kỹ thuật y học hiện đại nhất ngày nay

1.4.2 Nguyên lý hoạt động của SPECT

Về nguyên lý tạo ảnh, SPECT cũng giống như CT (kỹ thuật SPECT phát triển trên cơ sở chụp CT), chỉ khác là với CT thì chùm tia X được tạo ra bên ngoài, xuyên qua cơ thể và được ghi nhận ở detector phía đối diện nguồn tia Với SPECT, chùm bức xạ gamma phát ra từ đồng vị phóng xạ đưa vào cơ thể (qua đường uống, tiêm…) được ghi nhận đồng thời bởi hệ detector quay quanh bệnh nhân Các DCPX được sử dụng với một lượng nhỏ sẽ tập trung về các cơ quan cần ghi hình tuân theo các đặc điểm sinh lý và bệnh lý Hình ảnh thu được cho ta thông tin về chức năng (functional image) của cơ quan muốn thăm khám

Phương pháp này giúp phát hiện các thay đổi về bệnh học ở mức độ phân tử trước khi xuất hiện sự thay đổi cấu trúc giải phẫu để có thể nhìn thấy được trên hình ảnh CT, MRI Máy SPECT cho phép hiển thị hình ảnh không gian ba chiều rõ rệt đánh giá chức năng các bộ phận trong cơ thể, chuyển hóa

tế bào Máy SPECT có thể chụp toàn thân (Whole body), tĩnh (Static), động (Dynamic), 3 pha, ảnh cắt lớp tomo…

1.4.3 Chụp xạ hình xương

Xạ hình xương (bone scintigraphy hay bone scan) là một trong những ứng dụng của SPECT trong chuyên ngành ung thư nhằm phát hiện ung thư di căn xương

1.4.3.1 Dược chất phóng xạ

Có rất nhiều dược chất phóng xạ được dùng trong xạ hình xương:

- Các chất tương tự calci: Stronti-85 hoặc Stronti-87

- Chất tương tự nhóm hydroxyl: Flo-18

- Chất tương tự nhóm phosphonat: pyrophosphate, methylen dyphosphonate (MDP), methylen hydroxidyphosphonate (MHDP)

Trong đó nhóm dyphosphonate (MDP và MHDP) gắn Technetium-99m thường được sử dụng nhất, với lý do:

- Được hấp thu vào xương nhanh

- Chiếm 50% hoạt động của xương trong khoảng 2-3h

- Đào thải qua thận nhanh

- 35% được thải qua thận trong vòng 3 tiếng

- DCPX tập trung cao tại thận, bàng quang

- Hình ảnh XHX khác nhau giữa các lứa tuổi, tuổi trẻ có tăng nhẹ hoạt tính phóng xạ tại những vị trí xương đang phát triển (đầu xương dài), ở người già có tăng nhẹ hoạt tính phóng xạ đối xứng tại những vị trí khớp thoái hoá

1.4.3.3 Hình ảnh điển hình của ung thư di căn xương

Hình ảnh tăng hoạt tính phóng xạ đa ổ với hình dạng, kích cỡ và tỉ trọng khác nhau Phân bố không đối xứng, không đều trên cột sống hoặc các xương dài Đây cũng được coi như là ghi hình dương tính

1.4.3.4 Hình ảnh không điển hình của ung thư di căn xương

- Tăng hoạt tính phóng xạ lan toả trên toàn bộ hệ xương, hình ảnh thận bị

mờ, hay còn gọi là superscan

- Những tổn thương đơn độc tăng hoạt tính phóng xạ (hotspot)

- Hiện tượng loé sáng (sunburst reaction), do khối u lan rộng ra dưới màng xương và kích thích tạo xương mới

- Những ổ khuyết phóng xạ (photopenic spots), do sự huỷ xương quá nhanh khiến cho phản ứng tạo xương không diễn ra kịp