Ứng dụng máy petct 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 hồn 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 chuyên gia, Thầy Cô 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 71 4.1.3 Tình hình ung thư thực quản Việt Nam 72 4.1.4 Nguyên nhân dẫn dẫn đến ung thư thực quản 72 4.1.5 Triệu chứng ung thư thực quản 73 4.1.6 Các giai đoạn ung thư thực quản 73 4.2 Ứng dụng ảnh PET-CT ung thư thực quản 79 4.2.1 Chẩn đoán ung thư tiên phát hạch vùng sử dụng PET-CT 79 4.2.2 Xác định vị trí tổn thương di phát PET-CT 81 4.2.3 Mơ hình ảnh PET-CT lập kế hoạch xạ trị 92 KẾT LUẬN 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CLĐT Cắt lớp điện toán Computer Tomography CT Computed Tomography PET-CT Positron Emission Tomography DCPX Dược chất phóng xạ ĐVPX Đồng vị phóng xạ SPECT Single Photon Emission Computed Tomography SSCT Single Spiral Computed Tomography MSCT Multislice Computed Tomography MIR Magnetic Resonance Imaging IMRT Intensity-modulated radiotherapy BGO Bismuth Germanate GSO Gadolinium oxyorthosilicate LSO Lutetium oxyorthosilicate LOR Line Of Response FDG Flour-Deoxy-Glucose PMT PhotoMultiplier ADP Avalanche PhotoDiode PHA Pulse Height Analyzer FWHM Full Width at Half Maximum HU Houns filed Units EC Esophageal Cancer (ung thư thực quản) SUV Standardized Uptake Value (giá trị bắt độ chuẩn hóa hay tỷ số mức độ tập chung FDG) GPB Giải phẫu bệnh UPS Uninterruptible Power Supply AC Adenocarcinomas (ung thư biểu mô tế bào tuyến) SCC Squamous cell carcinomas (ung thư biểu mô tế bào vẩy) TNM Trong đó, T viết tắt cho Tumor – khối u nguyên phát N Node – Hạch bạch huyết M Metastase – Di T3N0M0 Kích thước khối u lớn, chưa có hạch bạch huyết, chưa di T3N0M1 Kích thước khối u lớn, chưa có hạch bạch huyết, di Bảng 4.6: Vị trí tổn thương di phát PET-CT Vị trí di n (số bệnh nhân có tổn thương) Tỷ lệ % tổng số 50 bệnh nhân) Hạch Hạch Hạch trung thượng ổ thất đòn bụng Xương Phổi Gan 19 7 38 18 14 14 10 Cũng nghiên cứu hình 3.4 ảnh chụp PET-CT cho thấy rõ khả phát di nhiều vị trí khác lần chụp hình ảnh cho thấy tổn thương di tăng hấp thu hạch cổ, hạch ổ bụng, gan, tụy nhiều vị trí xương Hình 3.4: Hình ảnh PET-CT Ung thư thực quản 1/3 tổn thương di đa ổ tăng hấp thự 18FDG 83 Kết luận: Hình ảnh chụp PET-CT giúp xác định xác vị trí tổn thương di vào vùng với tỷ lệ kích thước khác từ giúp cho bác sĩ đưa phác đồ điều trị phù hợp với bệnh nhân giúp ích việc khoanh vùng xác vị trí di để lập kế hoạch xạ trị 4.2.2.1 Ảnh hưởng kích thước đến kết âm tính giả PET-CT Theo nghiên cứu [4] chia nhóm tổn thương u thực quản hạch di theo kích thước nhận thấy có mối tương quan kích thước giá trị SUV tổn thương (Bảng 4.7 5.8) Bảng 4.7: Giá trị SUV theo kích thước u nguyên phát Kích thước u nguyên phát < cm 2-4 cm 4-8 cm 11 22 10 Tỷ lệ % 14,0 22,0 44,0 20,0 SUV trung bình 5,2 7,2 10,3 15,1 Số bệnh nhân >8cm Bảng 4.8: Giá trị SUV theo kích thước hạch di Kích thước hạch di Số hạch SUV trung bình 0,5-1 cm 1-2 cm 2-3 cm > cm 20 5 4,3 7,05 6,55 10,78 Kết bảng cho thấy tương quan tỷ lệ thuận giá trị SUV kích thước tổn thương: kích thước u hạch lớn mức hấp thu FDG cao ngược lại Vì thế, u có kích thước nhỏ (