Ứng dụng máy PET CT trong chuẩn đoán hình ảnh tiên tiến

Ứng dụng máy PET CT trong chuẩn đoán hình ảnh tiên tiến Ứng dụng máy PET CT trong chuẩn đoán hình ảnh tiên tiến Ứng dụng máy PET CT trong chuẩn đoán hình ảnh tiên tiến Ứng dụng máy PET CT trong chuẩn đoán hình ảnh tiên tiến Ứng dụng máy PET CT trong chuẩn đoán hình ảnh tiên tiến

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRẦN THỊ THU ỨNG DỤNG MÁY PET/CT TRONG CHẨN ĐỐN HÌNH ẢNH TIÊN TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT Y SINH Hà Nội – 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRẦN THỊ THU ỨNG DỤNG MÁY PET/CT TRONG CHẨN ĐỐN HÌNH ẢNH TIÊN TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT Y SINH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN THÁI HÀ Hà Nội - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi là: Trần Thị Thu Là học viên lớp cao học Kỹ Thuật Y sinh 2017A - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Xin cam đoan nội dung đề tài “Ứng dụng máy PET-CT chẩn đốn hình ảnh tiên tiến” tơi tự tìm hiểu, nghiên cứu thực hướng dẫn giảng viên TS Nguyễn Thái Hà Mọi tài liệu tham khảo mà sử dụng ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, tháng 04 năm 2019 Học viên Trần Thị Thu LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, trước tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến TS Nguyễn Thái Hà tận tình giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu thực đề tài luận văn Tôi chân thành cảm ơn Thầy Cô giáo Viện Điện Tử - Viễn Thông, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Tôi chân thành cảm ơn bạn bè đồng nghiệp thuộc Khoa Dược, Trường Đại học Phenikaa Tôi xin chân thành cảm ơn tất người thân quan tâm động viên giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Với khả nghiên cứu thân hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tơi xin kính mong dẫn đóng góp chun gia, Thầy Cơ để đề tài hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 04 năm 2019 Học viên Trần Thị Thu MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chọn đề tài Tổng quan ứng dụng PET-CT nước nước Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu đề tài 10 Dự kiến kết đạt 10 CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU VỀ MÁY CT 11 1.1 Giới thiệu máy CT 11 1.1.1 Khái niệm 11 1.1.2 Quá trình phát triển kỹ thuật chụp CT 11 1.1.3 So sánh CT X- quang thường quy 17 1.2 Nguyên lý hoạt động 18 1.2.1 Cấu tạo hệ thống máy CT 18 1.2.1 Nguyên lý hoạt động 22 1.3 Ưu nhược điểm ứng dụng hướng phát triển CT 23 1.3.1 Ưu nhược điểm 23 1.3.2 Ứng dụng hướng phát triển 24 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MÁY PET 25 2.1 Tìm hiểu máy PET 25 2.1.1 Giới thiệu máy PET 25 2.1.2 Nguyên lý hoạt động 25 2.1.3 Sản xuất nguồn điều trị phóng xạ phát positron 26 2.1.4 Phản ứng hủy cặp Error! Bookmark not defined 2.1.5 Các tương tác tia gamma Phản ứng hủy cặp thể 31 2.1.6 Quá trình ghi nhận photon detector Error! Bookmark not defined 2.1.7 Thu liệu cấu hình hệ thống PET 44 2.1.8 Các loại kiện 48 2.2 Ưu nhược điểm, ứng dụng hướng phát triển 53 2.2.3 Ưu nhược điểm 53 2.2.4 Ứng dụng hướng phát triển 54 2.2.5 Kết luận 56 CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU VỀ MÁY PET-CT 57 3.1 Giới thiệu chung máy PET-CT 57 3.1.1 Khái niệm 57 3.1.2 Lịch sử hình thành phát triển máy PET-CT 57 3.2 Nguyên lý cấu tạo hệ thống máy PET-CT 58 3.2.1 Nguyên lý hoạt động PET-CT 58 3.2.2 Cấu tạo hệ thống máy PET-CT 59 3.3 Hợp ảnh PET ảnh CT 61 3.4 Dựa CT để hiệu chỉnh suy giảm 64 3.5 Ứng dụng PET-CT việc hộ trợ chẩn đoán loại ung thư 66 3.6 Ưu, nhược điểm hình ảnh PET-CT chẩn đoán điều trị 68 3.6.1 Ưu điểm 68 3.6.2 Nhược điểm 69 3.7 Kết luận 69 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CỦA PET-CT TRONG UNG THU THỰC QUẢN 70 4.1 Ung thư thực quản 70 4.1.1 Khái niệm 70 4.1.2 Tình hình ung thư thực quản giới quả nghiên cứu 85 Hình 3.5: Hình ảnh chẩn đoán giai đoạn ung thư thực quản Bệnh nhân Nguyễn Văn T, 56 tuổi, chẩn đoán Ung thư thực quản Giải phẫu bệnh: Ung thư biểu mô vảy Trước chụp PET/CT bệnh nhân đánh giá ung thư thực quản giai đoạn T3N0M0, sau chụp PET/CT xác định lại T3N0M1 (do PET/CT phát di xương, xếp giai đoạn IV) [5] Kết luận: Do khả phát xác tổn thương di hạch vùng tổn thương di xa làm cho PET-CT có gia trị đặc biệt đánh giá xác giai đoạn bệnh, giúp cho bác sĩ lựa chọn phương pháp điều trị phù hợp, đem lại kết điều trị cao cho bệnh nhân, ngồi cịn tránh mổ không cần thiết bệnh nhân giai đoạn không cịn định phẫu thuật Như vậy, thấy PET-CT có lợi ích lâm sàng tái xếp lại giai đoạn ung thư thực quản phân loại giai đoạn nguyên phát Tuy nhiên có hạn chế khu vực xung quanh miệng nối thường chưa rõ ràng có ảnh hưởng tăng chuyển hóa q trình viêm 86 4.2.2.2 Theo dõi đáp ứng điều trị Hình ảnh PET-CT biểu tích lũy FDG khối u bền vững lần kiểm tra nhắc lại, thay đổi tuần đầu thường nhỏ 20% Nói khác trình điều trị thay đổi độ tập chung FDG khối u lớn 20% hai lần PET-CT liên tục coi có đáp ứng Như giảm lớn 20% nên xem việc điều trị có hiệu Những thay đổi mặt chuyển hóa điều trị hóa chất hóa xạ trị bổ trợ đánh giá sau điều trị Đánh giá cuối đợt điều trị sau điều trị tiên đốn số lượng tế bào ung thư cịn sống sót, đáp ứng mô bệnh học thời gian sống thêm Tuy nhiên, yếu tố liên quan tới điều trị giá trị tiên lượng bị hạn chế thơng tin q muộn để thay đổi hướng điều trị Do đó, điều quan trọng cần phát sớm phân biệt khối u đáp ứng hay khơng đáp ứng q trình điều trị mà hình ảnh chẩn đoán qua PET-CT phần quan trọng đặc biệt Hình 4.6: Ảnh PET-CT trước sau điều trị (a) Ung thư thực quản trước điều trị (u 2cm, SUVmax = 7.68), (b) Ung thư thực quản sau hóa trị (đã khơng cịn khối u) 87 4.2.2.3 Đánh giá đáp ứng muộn qua hình ảnh PET-CT Năm 2001, Brucher cộng lần đưa việc đánh giá đáp ứng mức chuyển hóa thơng qua FDG-PET-CT sau kết thúc hóa xạ trị 27 bệnh nhân ung thư biểu mô tế bào vảy thực quản Các bệnh nhân tiến hành chụp PET-CT trước điều trị 3-4 tuần sau kết thúc điều trị Độ tập chung FDG khối u giảm nhiều hơn, nhóm có đáp ứng mơ bệnh học (72%± 11%) so với nhóm khơng đáp ứng (42%± 22%) Tại ngưỡng giảm hoạt độ chuyển hóa 52% độ nhạy để phát đáp ứng 100%, độ đặc hiệu 55% Đáp ứng khối u mức độ chuyển hóa yếu tố tiên lượng tốt Thời gian sống thên trung bình bệnh nhân có đáp ứng qua hình ảnh PET-CT 23 tháng, trường hợp không đáp ứng tháng.[9] Nghiên cứu tương tự Elamen cộng thu kết tương tự tiến hành nghiên cứu 36 bệnh nhân trước 3- tuần sau điều trị hóa xạ trị Khác với Burcher cộng sự, đáp ứng qua PET-CT đánh giá thông qua phân tích hình ảnh hiển thị Nếu hình thấy độ tập trung FDG bình thường gần bình thường vị trí khối u ngun phát với bình thường hồn tồn vị trí hạch di (các hạch phát lần dùng PET-CT trước điều trị) bệnh nhân xếp có đáp ứng điều trị Đáp ứng mô bệnh học phát với độ nhạy 78% độ đặc hiệu 82% dùng FDG-PET-CT Tuy nhiên độ nhạy giá trị phản ứng dương tính PET-CT so với đánh giá đáp ứng mô bệnh học 67% 50% [4] Kết luận: Các tác giả cho đánh giá không mức PET-CT đáp ứng mơ bệnh học hồn tồn dương tính giả vị trí khối u nguyên phát Sự tập trung bạch cầu đại thực bào phản ứng viêm q trình thu gọn làm tăng hấp thu FDG dẫn đến đánh giá không kết điều trị Đáp ứng mức độ chuyển hóa liên quan đến thời gian sống thêm tồn cho bệnh nhân có không đáp ứng đánh giá thông qua PET-CT tương ứng 16,4 6,4 tháng 88 4.2.2.4 Đánh giá đáp ứng sớm Sử dụng phương pháp định lượng độ tập trung FDG không dễ dàng đánh giá đáp ứng muộn sau điều trị công mà cịn tiên đốn sớm đáp ứng với điều trị hóa chất Nghiên cứu Webber cộng [18] tiến hành 40 bệnh nhân ung thư biểu mơ tuyến thực quản có sử dụng PET-CT trước ngày thứ 14 chu kỳ hóa chất, giảm tập chung FDG sau ngày 14 có khác biệt có ý nghĩa thống kê trường hợp có khơng có đáp ứng mặt lâm sàng, cận lâm sàng Ngưỡng tối ưu hóa để phát có hay khơng phản ứng giảm 30-35% so với độ tập trung FDG ban đầu Dùng ngưỡng để đánh giá đáp ứng mức độ chuyển hóa tiên đoán đáp ứng lâm sàng với độ nhạy độ đặc hiệu 93% 95% Sự thoái chuyển toàn gần toàn khối u mức độ mô bệnh học quan sát thấy 53% có đáp ứng điều trị 5% khơng có đáp ứng chuyển hóa Bệnh nhân có đáp ứng mức chuyển hóa có thời gian bệnh tiến triển, thời gian tái phát thời gian sống thêm toàn dài Khi điều trị với phương pháp xạ trị hóa trị thường gây phản ứng viêm chỗ thực quản Đã có nhiều báo cáo cho thấy tổn thương viêm thường có tăng hấp thụ FDG Sự tăng tập chung FDG phản ứng viêm xạ trị làm hạn chế việc sử dụng FDG PET-CT để theo dõi mức độ chuyển hóa bệnh nhân ung thư thực quản việc đánh giá muộn với FDG PET-CT Do dó người ta khuyến cáo việc sử dụng FDG PET-CT để đánh giá nên trì hỗn tiến hành sau vài tuần vài tháng sau điều trị Tuy nhiên việc khuyến cáo không dựa số liệu thống kê lâm sàng mà dựa lý thuyết trường hợp thực tế Trong nghiên cứu Wieder cộng thay đổi thời gian đổi độ tập trung FDG 38 bệnh nhân ung thư biểu mô tuyến tế bào vảy thực quản tiến triển q trình hóa xạ trị tiền phẫu Các bệnh nhân tiến hành chụp PET-CT trước 89 ... hoạt động PET- CT 58 3.2.2 Cấu tạo hệ thống máy PET- CT 59 3.3 Hợp ảnh PET ảnh CT 61 3.4 Dựa CT để hiệu chỉnh suy giảm 64 3.5 Ứng dụng PET- CT việc hộ trợ chẩn đoán loại... MÁY PET- CT 57 3.1 Giới thiệu chung máy PET- CT 57 3.1.1 Khái niệm 57 3.1.2 Lịch sử hình thành phát triển máy PET- CT 57 3.2 Nguyên lý cấu tạo hệ thống máy PET- CT. .. quan máy quét PET trình tạo ảnh chức PET, dược chất phóng xạ sử dụng PET Vai trị PET tạo ảnh chức góp phần quan trọng việc phát chẩn đoán theo dõi trình tiến triển bệnh bệnh nhân Với ứng dụng