Thiết bị PET CT positron emission tomography computed tomography scanner và khả năng ứng dụng tại việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  PHẠM THANH TÙNG THIẾT BỊ PET/CT (POSITRON EMISSION TOMOGRAPHY / COMPUTED TOMOGRAPHY SCANNER) VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT Y SINH Hà Nội - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  PHẠM THANH TÙNG THIẾT BỊ PET/CT (POSITRON EMISSION TOMOGRAPHY / COMPUTED TOMOGRAPHY SCANNER) VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT Y SINH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN THÁI HÀ Hà Nội - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình tơi tự làm nghiên cứu Trong luận văn có sử dụng số tài liệu tham khảo nước nước Những tài liệu tham khảo trích dẫn liệt kê mục tài liệu tham khảo Hà Nội, ngày tháng… năm Học viên Phạm Thanh Tùng MỤC LỤC TRANG BÌA PHỤ LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ LỜI NÓI ĐẦU 12 Chương TỔNG QUAN VỀ Y HỌC HẠT NHÂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA PET/CT TRONG CHẨN ĐOÁN Y HỌC 13 1.1 Y học hạt nhân ứng dụng 13 1.1.1 Sự hình thành phát triển y học hạt nhân 13 1.1.2 Ứng dụng y học hạt nhân 14 1.1.3 Vai trò y học hạt nhân chuyên khoa 21 1.1.4 Tình hình phương hướng phát triển y học hạt nhân nước ta giới 22 1.2 PET/CT ứng dụng y học 24 1.2.1 Quá trình hình thành phát triển máy PET/CT 24 1.2.2 Ứng dụng PET/CT điều trị chẩn đoán bệnh lý 32 Chương NGUYÊN LÝ VÀ CẤU TẠO CỦA PET/CT 41 2.1 Các thành phần hệ thống PET/CT 41 2.2 Thành phần máy CT máy PET/CT 42 2.2.1 Nguồn phát tia X 42 2.2.2 Nguyên lý tạo ảnh CT 43 2.2.3 Đầu dò thu thập tia X 44 2.3 Thành phần máy PET máy PET/CT 46 2.3.1 Tạo nguồn phát xạ positron để chụp ảnh PET 46 2.3.2 Nguyên lý tạo ảnh PET 48 2.3.3 Tương tác photon 511keV với môi trường 48 2.3.4 Sự suy giảm photon 511keV qua môi trường khác 50 2.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ phân giải ảnh PET 51 2.3.6 Đầu dò thu tia photon gamma 53 2.3.7 Thu thập liệu hệ thống PET 58 2.3.8 Xử lý liệu 63 2.3.9 Hiệu chỉnh liệu 67 2.4 Những lỗi tạo ảnh PET/CT 74 Chương AN TOÀN BỨC XẠ VÀ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG TRONG CHỤP PET/CT 77 3.1 An toàn xạ chụp PET 77 3.1.1 Ý nghĩa việc đảm bảo an toàn xạ 77 3.1.2 Đảm bảo an toàn xạ chụp PET/CT 77 3.2 Đảm bảo chất lượng chụp PET/CT 87 3.2.1 Kiểm tra hồ sơ, ngoại quan hệ thống 88 3.2.2 Điều kiện thực bước kiểm tra an toàn điện, chất lượng phần CT chất lượng phần PET 89 3.2.3 Kiểm tra an toàn điện 89 3.2.4 Kiểm tra chất lượng phần CT 90 3.2.5 Kiểm tra chất lượng phần PET 96 3.2.6 Kiểm tra liều chiếu xạ cho bệnh nhân chụp PET/CT 98 3.2.7 Lưu giữ hồ sơ kiểm tra chất lượng 99 3.2.8 Quản lý, vận hành hệ thống PET/CT theo quy định Nhà nước 99 KẾT LUẬN 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Ý nghĩa YHHN Y học hạt nhân VLHN Vật lý hạt nhân DCPX Dược chất phóng xạ ĐVPX Đồng vị phóng xạ ATBX An toàn xạ PET Positron Emission Tomography CT Computed Tomography SPECT Single Photon Emission Computed Tomography PMT Photomultiplier Tube LOR Line Of Response IAEA International Atomic Energy Agency ALARA As Low As Reasonably Achievable DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tên bảng Trang Bảng 1.1 Các dược chất phóng xạ cho chẩn đốn ung thư 19 Bảng 1.2 Các bước thực chụp PET/CT 39 Bảng 2.1 Các loại chất phóng xạ thường dùng chụp ảnh PET 46 Bảng 2.2 Thuộc tính vật liệu phát tia Gama 511 keV 54 Bảng 3.1 Các tiêu chí kiểm tra phần CT hệ thống PET/CT 90 Bảng 3.2 Thiết bị, dụng cụ phục vụ kiểm tra CT 91 Bảng 3.3 Yêu cầu chấp nhận độ phân giải không gian / tương 95 phản cao DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình vẽ, Tên hình vẽ, đồ thị Trang đồ thị Chương Tổng quan y học hạt nhân ứng dụng PET/CT chẩn đốn y học Hình 1.1 Một số thiết bị ghi đo theo phương pháp RIA IRMA Bệnh viện 20 Bạch Mai Hình 1.2 Mẫu thiết kế PET/CT phát triển Bayer đồng 25 nghiệp Hình 1.3 Máy quét PET/CT thương mại từ nhà cung cấp lớn 26 thiết bị hình ảnh y tế: (a) GE Discovery PET/CT 600; (b) GE Discovery PET/CT 690; (c) Gemini; (d) Biograph; (e) SeptreP3; (f) Aquiduo Hình 1.4 Hệ thống PET/CT Bệnh viện Trung ương Quân đội 108 28 Hình 1.5 Hệ thống PET/CT Bệnh viện Bạch Mai 28 Hình 1.6 Hệ thống PET/CT Bệnh viện Việt Đức 29 Hình 1.7 Hệ thống PET/CT Bệnh viện Nội tiết Trung ương 29 Hình 1.8 Hệ thống PET/CT Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Times City 30 Hình 1.9 Hệ thống PET/CT Bệnh viện Đa khoa Đà Nẵng 30 Hình 1.10 Hệ thống PET/CT Bệnh viện Chợ Rẫy 31 Hình 1.11 Hệ thống PET/CT Bệnh viện Nhân dân 115 31 Hình 1.12 Hệ thống PET/CT Bệnh viện Trung ương Quân đội 175 32 Hình 1.13 Hình ảnh chụp CT, PET, PET/CT bệnh nhân ung thư thùy gan trái 40 Hình 1.14 Hình ảnh chụp CT, PET, PET/CT bệnh nhân ung thư 40 thực quản 1/3 Chương Nguyên lý cấu tạo PET/CT Hình 2.1 Dịng liệu máy quét PET/CT 41 Hình 2.2 Quá trình tạo chùm tia X 42 Hình 2.3 Nguyên lý hoạt động máy CT 44 Hình 2.4 Mảng đầu dò CT đa lát cắt gồm nhiều hàng đầu dò đặt cạnh 45 dọc theo trục z Hình 2.5 Phân nhóm hàng đầu dị cho phép thu thập lát cắt với chiều rộng khác 46 Hình 2.6 Quá trình tạo F18 47 Hình 2.7 Phản ứng hủy xảy chụp PET 48 Hình 2.8 Sơ đồ biểu diễn hiệu ứng quang điện 49 Hình 2.9 Sơ đồ biểu diễn tán xạ Compton photon chuyển phần 50 lượng cho electron, gây thay đổi hướng Hình 2.10 Ảnh hưởng qng đường positron mơ 52 Hình 2.11 Ảnh hưởng phát xạ cặp photon xảy góc khác 180° 52 Hình 2.12 Đường LOR PET 53 Hình 2.13 Thành phần đầu dị máy PET 53 Hình 2.14 Một ống nhân quang (PMT) bao gồm loạt dynodes (điện cực) 56 đặt điện áp cao với chuỗi điện trở Hình 2.15 Sơ đồ vẽ ghép nối quang học đầu dò 57 Hình 2.16 Xác định vị trí hủy thu thập liệu PET 58 Hình 2.17 Sơ đồ mạch trùng hợp Hai đầu dò kết nối với 59 khuếch đại riêng (Amp) phân tích chiều cao xung (PHA) Hình 2.18 Minh họa bốn loại kiện trùng hợp 61 Hình 2.19 Cấu trúc hình học cho máy quét PET đơn lát cắt bao gồm 32 đầu dị 63 Hình 2.20 Bản đồ cặp đầu dò sinogram từ hệ thống PET 32 đầu 64 dị Hình 2.19 Hình 2.21 Cho thấy sinogram lấy từ đối tượng hình trụ đơn giản có 65 chứa hai khu vực với nồng độ phóng xạ khác Chú ý vùng có hấp thu phóng xạ khác theo dõi đường hình sin sinogram Hình 2.22 Thu thập liệu 2D 66 Hình 2.23 Thu thập liệu 3D 66 Hình 2.24 Minh họa phương trình để hiệu chỉnh suy giảm PET 68 Hình 2.25 Quét truyền sử dụng nguồn hạt nhân phóng xạ G68 Các quỹ đạo 69 nguồn khắp thể, chiếu rọi tất đường đáp ứng LOR, cách so sánh với máy quét trống tính yếu tố suy giảm cho đường Hình 2.26 Cách đo hiệu chỉnh suy giảm tạo cách chia sinogram 70 quét trống cho sinogram quét truyền.Hoạt động thực phần tử sinogram Hình 2.27 Sự điều chỉnh suy giảm sinogram phát thực 70 cách nhân sinogram phát với sinogram hiệu chỉnh suy giảm Hoạt động thực phần tử sinogram Hình 2.2.8 Sự khác việc có (trái) khơng (phải) áp dụng hiệu chỉnh 71 suy giảm PET/CT Hình 2.29 Bản đồ chuyển đổi từ số CT sang hệ số suy giảm tuyến tính 511 keV 73 Hình 2.30 (A) Bệnh nhân 61tuổi bị ung thư phổi uống barium ngày trước 75 quét PET/CT Nồng độ chất phản quang đại tràng (mũi tên) tăng thể hình ảnh CT (B) Chỉ số CT cao barium dư dẫn đến suy giảm liệu PET bắt chước hình ảnh với suy giảm CT (C) Khơng hiệu chỉnh suy giảm Hình 2.31 Người đàn ơng 54 tuổi có khối u ác tính di (hướng mũi tên) với 76 (A) Hình ảnh CT xuất cắt cụt hai bên (B) Hình ảnh quét PET Chương An toàn xạ đảm bảo chất lượng chụp PET/CT Hình 3.1 Phịng điều khiển phịng chụp 80 Hình 3.2 Phịng bệnh nhân 81 Hình 3.3 Áo chì yếm chì 83 Hình 3.4 Kính bảo vệ mắt 84 Hình 3.5 Găng tay chì găng tay cao su 84 Hình 3.6 Màn che chắn treo trần, rèm chì bảo vệ mắc bàn bệnh nhân 84 Hình 3.7 Cửa sổ quan sát kính chì 84 Hình 3.8 Kỹ thuật viên tiêm dược chất phóng xạ cho bệnh nhân 85 Hình 3.9 Kỹ thuật viên tiếp xúc với bệnh nhân cần che chắn 85 Hình 3.10 Thiết bị đo liều cá nhân trang bị cho tất nhân viên làm 85 việc mơi trường có tia xạ Hình 3.11 Dược sỹ làm việc với dược chất phóng xạ 10 86 Chương AN TOÀN BỨC XẠ VÀ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG TRONG CHỤP PET/CT 3.2.4 Kiểm tra chất lượng phần CT 3.2.4.1 Các tiêu chí kiểm tra Các thiết bị CT phải đáp ứng yêu cầu chấp nhận bảng sau: Bảng 3.1 Các tiêu chí kiểm tra phần CT hệ thống PET/CT TT Thông số kiểm tra Yêu cầu chấp nhận I Kiểm tra ngoại quan Chuyển mạch (hoặc nút bấm Hoạt động tốt Kim thị phải trùng thiết bị thị số) đặt chế độ với vạch chia giá trị đọc thông số (đối thị với thiết bị thị số giá trị đọc phải ổn định) Cơ khí bàn bệnh nhân phanh hãm Các hệ thống phải dịch chuyển nhẹ nhàng, chắn an toàn II Đặc trưng làm việc thiết bị Độ xác dịch chuyển bàn Sai lệch hành trình dịch chuyển bệnh nhân bàn nằm khoảng ± mm so với giá trị đặt Độ xác số CT Số CT trung bình nước phải nằm khoảng ± 10 HU Nhiễu Không sai lệch 15% so với giá trị đường Độ đồng Không sai lệch ± HU so với giá trị đường Độ phân giải không gian / tương phản Nằm giá trị chấp nhận độ cao phân giải không gian / tương phản cao quy định kiểu ma trận tái dựng ảnh 90 Chương AN TOÀN BỨC XẠ VÀ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG TRONG CHỤP PET/CT Độ phân giải tương phản thấp Có khả phân biệt đối tượng có kích thước mm với khác biệt mật độ 0,5% Độ dày lát cắt Sai lệch độ dày lát cắt so với giá trị đặt: không lớn 0,5 mm độ dày nhỏ mm; không lớn 50% độ dày từ đến mm; không lớn mm độ dày mm Độ lệch tâm lát cắt không vượt ± Độ xác tâm lát cắt mm 3.2.4.2 Thiết bị, dụng cụ kiểm tra Phải có đủ sử dụng thiết bị, dụng cụ kiểm tra quy định Bảng 3.2 thiết bị, dụng cụ kiểm tra nhà sản xuất thiết bị cung cấp dùng cho kiểm tra thiết bị Bảng 3.2 Thiết bị, dụng cụ phục vụ kiểm tra CT Bộ phantom chuẩn dùng cho thiết bị CT để kiểm tra độ phân giải không gian / tương phản cao, độ phân giải tương phản thấp, số CT, nhiễu, độ đồng đều, độ dày lát cắt Thước đo độ dài xác đến mm Thước kiểm tra độ thăng Hình 3.14 Bộ phantom Model 461A hãng Gamex dùng để kiểm tra CT 91 Chương AN TOÀN BỨC XẠ VÀ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG TRONG CHỤP PET/CT 3.2.4.3 Các bước kiểm tra CT a) Kiểm tra chuyển mạch (hoặc nút bấm thiết bị thị số) đặt chế độ thị - Kiểm tra gantry: Chỉ thị vị trí, chiều cao bàn bệnh nhân; thị góc gantry; thị phát tia “X ray on” - Kiểm tra tủ điều khiển: Nút bật phát tia; đèn thị, đồng hồ thị thông số làm việc thiết bị; thị phát tia “X ray on” tủ điều khiển; nhãn cảnh báo - Tiêu chí đánh giá: Các chuyển mạch nút bấm phải hoạt động tốt; kim thị phải trùng với vạch chia giá trị đọc thông số (đối với thiết bị thị số giá trị đọc phải ổn định); thị khác phải bảo đảm theo thiết kế - Các nhận xét kết đánh giá phải ghi lại biên kiểm tra b) Kiểm tra hoạt động khí bàn bệnh nhân hệ thống phanh hãm - Kiểm tra để bảo đảm hệ thống phải dịch chuyển nhẹ nhàng, chắn an toàn - Các nhận xét kết đánh giá phải ghi lại biên kiểm tra c) Kiểm tra độ xác dịch chuyển bàn bệnh nhân * Dụng cụ kiểm tra: Dụng cụ cần thiết để kiểm tra thơng số thước đo độ dài xác đến mm vật để đánh dấu * Các bước kiểm tra: - Đánh dấu vị trí điểm cố định thích hợp giá đỡ bàn bệnh nhân (phần cố định) điểm tương ứng bàn bệnh nhân (phần dịch chuyển) - Phép kiểm tra thực với bệnh nhân (có trọng lượng khoảng 60 kg) nằm bàn sử dụng vật có trọng lượng tương đương với bệnh nhân gắn cố định bàn trường hợp khơng có bệnh nhân - Từ bàn điều khiển thiết bị CT điều khiển bàn bệnh nhân dịch chuyển theo hướng phía trước gantry khoảng cách xác định Đánh dấu vị trí sau dịch chuyển bàn bệnh nhân dùng thước đo độ dài đo khoảng cách dịch chuyển thực tế bàn, ký hiệu Ltiến Sau điều khiển quay bàn bệnh nhân trở vị trí ban đầu, đánh dấu vị trí sau dịch chuyển đo độ lệch vị trí so với điểm đánh dấu ban đầu, ký hiệu Ctiến 92 Chương AN TOÀN BỨC XẠ VÀ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG TRONG CHỤP PET/CT - Lặp lại quy trình kiểm tra với hướng dịch chuyển ngược lại bàn bệnh nhân thực phép đo để xác định khoảng cách dịch chuyển theo hướng lùi, ký hiệu Llùi, độ lệch sau quay so với vị trí ban đầu, ký hiệu Clùi * Đánh giá: Khoảng cách dịch chuyển thực tế bàn bệnh nhân so sánh với giá trị đặt từ tủ điều khiển để đánh giá độ xác dịch chuyển bàn theo yêu cầu chấp nhận: - Độ lệch giá trị Ltiến, Llùi so với giá trị đặt từ bàn điều khiển phải không vượt ± mm; - Độ lệch Ctiến, Clùi không vượt ± mm * Ghi lại kết đánh giá biên kiểm tra d) Kiểm tra số CT, nhiễu độ đồng * Dụng cụ kiểm tra: Dụng cụ cần thiết để kiểm tra thông số phantom nước dùng cho mục đích kiểm tra * Các bước kiểm tra: Thực việc quét phantom nước theo hướng dẫn nhà sản xuất: - Đặt cố định phantom nước CT tâm gantry thiết bị Đánh dấu ghi chép lại vị trí đặt phantom để lặp lại lần kiểm tra sau này; - Quét phantom qua vùng tâm với thông số chụp theo hướng dẫn nhà sản xuất Ghi lại giá trị đặt biên kiểm tra; - Sau thu ảnh phantom, lựa chọn ROI vị trí tâm ảnh phantom ROI vị trí khác khoảng 2/3 bán kính phantom phía cạnh nó, vị trí kim đồng hồ 3, 12 Các ROI nên hình trịn đường kính 20 mm hình vng có cạnh 20 ÷ 30 mm; - Xác định số CT trung bình, độ lệch tiêu chuẩn số CT ROI; ghi lại kết biên kiểm tra; - Lưu lại ảnh kiểm tra để tham khảo cho lần kiểm tra sau * Đánh giá - Đánh giá độ xác số CT: So sánh số CT trung bình nước ROI trung tâm với giá trị số CT chuẩn nước để đánh giá độ xác số CT theo yêu cầu chấp nhận: Số CT trung bình ROI trung tâm phải nằm khoảng ± 10 HU 93 Chương AN TOÀN BỨC XẠ VÀ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG TRONG CHỤP PET/CT - Đánh giá nhiễu: Nhiễu xác định độ lệch tiêu chuẩn số CT đơn vị HU ROI trung tâm đánh giá theo tiêu chuẩn chấp nhận: Giá trị nhiễu không lệch 15% so với giá trị đường - Đánh giá độ đồng đều: So sánh số CT trung bình ROI vị trí trung tâm với số CT trung bình ROI vị trí gần biên ảnh thu để đánh giá độ đồng theo tiêu chuẩn chấp nhận: Độ lệch số CT trung bình ROI biên ROI trung tâm không sai lệch ±2 HU so với giá trị đường * Ghi lại kết đánh giá biên kiểm tra e) Kiểm tra độ phân giải không gian / tương phản cao: * Dụng cụ kiểm tra: Dụng cụ cần thiết để kiểm tra thông số phantom CT kiểm tra độ phân giải không gian / tương phản cao kiểu lỗ kiểu vạch phantom phần mềm cung cấp nhà sản xuất thiết bị cho phép đánh giá giá trị MTF (modulation transfer function) * Các bước kiểm tra: Thực việc quét phantom kiểm tra đánh giá theo hướng dẫn nhà sản xuất: - Đặt phantom kiểm tra mặt bàn bệnh nhân nâng bàn để chỉnh phantom xác với vị trí tâm quay mặt phẳng lát cắt; đánh dấu ghi chép lại vị trí đặt phantom để lặp lại lần kiểm tra sau này; dùng thước đo thăng chỉnh bảo đảm để bàn bệnh nhân gantry không bị nghiêng; - Quét phantom chế độ chụp theo hướng dẫn nhà sản xuất; Ghi lại giá trị đặt biên kiểm tra; - Tiến hành đánh giá độ phân giải không gian / tương phản cao sở ảnh thu phantom; sử dụng phantom kiểu lỗ, xác định hàng có đường kính lỗ nhỏ mà tất lỗ phân biệt với cách rõ ràng ghi lại giá trị đường kính lỗ; sử dụng phantom kiểu vạch, xác định phần có số đường vạch lớn mà phân biệt rõ ràng vạch ghi lại giá trị lp/mm; sử dụng phantom MTF, xác định giá trị MTF cut off theo hướng dẫn nhà sản xuất; ghi lại kết biên kiểm tra; - Lưu lại ảnh kiểm tra để tham khảo cho lần kiểm tra sau * Đánh giá: Yêu cầu chấp nhận độ phân giải không gian / tương phản cao cho Bảng 3.3 sau theo kích thước ma trận tái dựng ảnh khác nằm khoảng ± 10% so với giá trị khuyến cáo nhà sản xuất thiết bị CT 94 Chương AN TOÀN BỨC XẠ VÀ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG TRONG CHỤP PET/CT * Ghi lại kết đánh giá biên kiểm tra Bảng 3.3 Yêu cầu chấp nhận độ phân giải không gian / tương phản cao Ma trận tái MTF cut off Số cặp đường milimet Kích thước lỗ dựng ảnh (mm-1) (lp/mm) (mm) 256 ≥ 0,5 ≥ 0,5 ≤ 1,0 512 ≥ 1,0 ≥ 1,0 ≤ 0,5 1024 ≥2 ≥2 ≤ 0,3 f) Kiểm tra độ phân giải tương phản thấp * Dụng cụ kiểm tra: Dụng cụ cần thiết để kiểm tra thông số phantom CT kiểm tra độ phân giải tương phản thấp * Các bước kiểm tra: Thực việc quét phantom kiểm tra đánh giá theo hướng dẫn nhà sản xuất: - Đặt phantom kiểm tra mặt bàn bệnh nhân chỉnh phantom xác với vị trí tâm quay mặt phẳng lát cắt theo hướng dẫn nhà sản xuất; Đánh dấu ghi chép lại vị trí đặt phantom để lặp lại lần kiểm tra sau này; - Quét phantom chế độ chụp theo hướng dẫn nhà sản xuất; ghi lại giá trị đặt biên kiểm tra; - Tiến hành đánh giá độ tương phản thấp sở ảnh thu phantom; ghi lại kết biên kiểm tra; - Lưu lại ảnh kiểm tra để tham khảo cho lần kiểm tra sau * Đánh giá: Căn ảnh thu được, xác định đối tượng mẫu kiểm tra phantom có kích thước nhỏ phân biệt mắt thường ảnh thu để đánh giá độ tương phản thấp theo yêu cầu chấp nhận: Thiết bị CT phải bảo đảm có khả phân biệt vật có kích thước mm với khác biệt độ tương phản 0,5% * Ghi lại kết đánh giá biên kiểm tra g) Kiểm tra độ dày lát cắt * Dụng cụ kiểm tra: Dụng cụ cần thiết để kiểm tra thông số phantom CT kiểm tra độ dày lát cắt * Các bước kiểm tra: Thực việc quét phantom kiểm tra đánh giá độ dày lát cắt theo hướng dẫn nhà sản xuất: 95 Chương AN TOÀN BỨC XẠ VÀ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG TRONG CHỤP PET/CT - Đặt phantom kiểm tra mặt bàn bệnh nhân, dùng thước thăng để kiểm tra thăng phantom chỉnh phantom xác với vị trí tâm quay mặt phẳng lát cắt theo hướng dẫn nhà sản xuất; góc nghiêng gantry phải xác 00; - Đánh dấu ghi chép lại vị trí đặt phantom để lặp lại lần kiểm tra sau này; - Quét phantom chế độ chụp theo hướng dẫn nhà sản xuất; Ghi lại giá trị đặt biên kiểm tra; - Lưu lại ảnh kiểm tra để tham khảo cho lần kiểm tra sau * Đánh giá: So sánh độ dày lát cắt từ ảnh thu với giá trị độ dày lát cắt đặt thiết bị để đánh giá độ xác độ dày lát cắt theo tiêu chuẩn chấp nhận: Sai lệch độ dày lát cắt đo giá trị đặt phải bảo đảm: - Không lớn 0,5 mm độ dày nhỏ mm; - Không lớn 50% độ dày từ đến mm; - Không lớn mm độ dày mm * Ghi lại kết đánh giá biên kiểm tra h) Kiểm tra độ xác tâm lát cắt * Dụng cụ kiểm tra bước kiểm tra: Sử dụng phantom thực bước kiểm tra nêu mục kiểm tra độ dày lát cắt * Đánh giá: Đánh giá độ xác tâm lát cắt dựa độ lệch tâm lát cắt từ ảnh thu theo tiêu chuẩn chấp nhận: Độ lệch tâm lát cắt không vượt ± mm * Ghi lại kết đánh giá biên kiểm tra 3.2.5 Kiểm tra chất lượng phần PET 3.2.5.1 Thiết bị, dụng cụ kiểm tra Sử dụng phantom IEC/NEMA 2001/2007 chuyên dụng để kiểm tra chất lượng hình ảnh PET, phantom phải đạt thông số theo tiêu chuẩn IEC 61675-1:2013 - Chiều dài tối thiểu 18 cm để che tồn trục trường nhìn (FOV – field of view) PET - Sáu cầu rỗng có đường kính 1,0; 1,3; 1,7; 2,2; 2,8 3,7 cm chiều dày thành không mm 96 Chương AN TOÀN BỨC XẠ VÀ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG TRONG CHỤP PET/CT - Ở phantom ống nhựa rỗng (đường kính ngồi 5,0 ± 0,2 cm) Ngồi phantom cịn sử dụng đồng vị phóng xạ 18F nước lạnh Hình 3.14 Bộ phantom IEC/NEMA 2001/2007 dùng để kiểm tra PET 3.2.5.2 Kiểm tra chất lượng PET - Làm đầy bên ống nhựa xốp sau đổ đầy dung dịch đồng vị phóng xạ 18F với nồng độ 5,3 ± 0,27 kBq/mL Nồng độ phóng xạ 5,3 kBq/mL tương ứng với tổng lượng phóng xạ tiêm 5,3 kBq/mL x 70000 mL = 371 MBq (~ 10 mCi), liều tiêm điển hình cho nghiên cứu PET toàn thể Nếu nhà sản xuất khuyến cáo dùng liều thấp để quét tồn thể nồng độ phóng xạ thấp 5,3 kBq/mL sử dụng báo cáo cho xét nghiệm - Các cầu 2,8 3,7 cm phải đổ đầy nước lạnh để mơ hình ảnh tổn thương lạnh Các cầu 1,0; 1,3; 1,7 2,2 cm lấp đầy dung dịch 18F có 97 Chương AN TỒN BỨC XẠ VÀ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG TRONG CHỤP PET/CT nồng độ phóng xạ cao gấp lần so với 18F có ống nhựa Các cầu phải định vị cho tâm tất cầu phải nằm mặt phẳng ngang, bán kính 5,72 cm tính từ tâm phantom - Đặt phantom lên giường chỉnh cho trục tâm phantom trùng với trục PET, mặt phẳng qua tâm cầu đồng phẳng với mặt phẳng PET, với độ sai lệch cho phép mm chiều dài phantom - Khởi động máy PET tiến hành thu nhận hình ảnh phantom - Sau máy thu nhận hình ảnh từ phantom phân tích liệu có Nếu liệu có sai số nằm dải sai số cho phép thơng số quy định máy đạt, cịn khơng khơng đạt Khi phải tiến hành sửa chữa, bảo trì, kiểm chuẩn lại máy - Ghi lại kết đánh giá biên kiểm tra 3.2.5.3 Kiểm tra chất lượng phần CT phần PET hàng ngày Hình 3.15 Phantom nước Phantom Ge-68 Ngồi phantom chuyên dụng dùng để kiểm tra chất lượng PET/CT theo định kỳ sau có bảo dưỡng, sửa chữa lớn ngày kỹ thuật viên, kỹ sư VLHN sử dụng phantom nước kiểm tra số tiêu phần CT phantom Ge-68 kiểm tra số tiêu phần PET 3.2.6 Kiểm tra liều chiếu xạ cho bệnh nhân chụp PET/CT a) Chụp CT Liều chiếu xạ cho bệnh nhân chụp CT đo giá trị CTDI (CT dose index) nên đánh giá tối thiểu hàng năm Nên đánh giá liều chiếu cho người lớn trẻ em với CT chẩn đốn (ví dụ: đầu, ngực, bụng… toàn thể) Những kết 98 Chương AN TOÀN BỨC XẠ VÀ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG TRONG CHỤP PET/CT phải so sánh với hướng dẫn khuyến cáo phù hợp có Nếu liều tham chiếu khơng phù hợp với khuyến cào cần thiết phải tiến hành bước hiệu chỉnh thích hợp b) Chụp PET Cần phải đánh giá liều chiếu xạ cho qua chất phóng xạ gây chụp PET Một vấn đề cần phải quan tâm trình kiểm tra chất lượng đánh giá hoạt độ DCPX sử dụng chẩn đoán Hoạt độ DCPX sử dụng cho người bệnh phải tối ưu để liều chiếu cho bệnh nhân tối thiểu mà khơng làm ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh chẩn đoán 3.2.7 Lưu giữ hồ sơ kiểm tra chất lượng Hồ sơ kết kiểm ta chất lượng hệ thống PET/CT phải làm thành phần riêng hạng mục hệ thống Thông tin lỗi việc sửa chữa chúng phải ghi lại Hồ sơ phải bao gồm thông tin cần thiết phép hồi cứu liều Tất hồ sơ kiểm tra chất lượng, bao gồm lỗi, sửa chữa bảo trì phải làm theo mẫu quan có thẩm quyền 3.2.8 Quản lý, vận hành hệ thống PET/CT theo quy định Nhà nước Hệ thống PET/CT hệ thống phức tạp, có chứa yếu tố công nghệ cao đem lại nhiều lợi ích to lớn cơng tác khám, chữa bệnh Bên cạnh hệ thống sử dụng đồng vị phóng xạ nên việc đảm bảo an tồn xạ quan trọng, phải đáp ứng tiêu chuẩn an toàn Bộ Khoa học Công nghệ quy định Hệ thống phân loại theo mức độ rủi ro thuộc nhóm C nằm danh mục phải xin giấy phép nhập theo Thông tư 30/2015/TT-BYT ngày 12 tháng 10 năm 2015 Bộ Y tế Bộ Y tế Bộ Khoa học Công nghệ ban hành văn pháp luật nhằm đảm bảo an toàn chất lượng sử dụng hệ thống PET/CT Một số văn sau: - Quyết định 705/QĐ-BYT ngày 28/02/2014 Bộ Y tế Về việc ban hành tài liệu “Hướng dẫn quy trình kỹ thuật khám bệnh, chữa bệnh chuyên ngành Y học hạt nhân” - Quyết định 5204/QĐ-BYT ngày 18/12/2014 Bộ Y tế Về việc ban hành tài liệu chun mơn “Hướng dẫn chẩn đốn điều trị bệnh Y học hạt nhân” 99 Chương AN TOÀN BỨC XẠ VÀ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG TRONG CHỤP PET/CT - Bộ Y tế (2017): Hướng dẫn quy trình kỹ thuật khám bệnh, chữa bệnh chuyên ngành y học hạt nhân, NXB Y học, Việt Nam - Thông tư liên tịch 13/2014/TTLT-BKHCN-BYT ngày 09/06/2014 Bộ Khoa học Công nghệ Bộ Y tế quy định Bảo đảm an tồn xạ y tế - Thơng tư 02/2016/TT-BKHCN ngày 25/03/2016 Bộ Khoa học Công nghệ Ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia thiết bị chụp cắt lớp vi tính dùng Y tế - Quy chuẩn quốc gia QCVN 12:2016/BKHCN – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia thiết bị chụp cắt lớp vi tính dùng Y tế Việc quản lý trang thiết bị y tế nhóm C thực chi tiết cụ thể theo hai nghị định: Nghị định 36/2016/NĐ-CP ngày 15/5/2016 Chính phủ nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Quản lý trang thiết bị y tế Nghị định 169/2018/NĐ-CP ngày 31/12/2018 Chính phủ nước Cộng hịa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Sửa đổi, bổ sung số điều Nghị định 36/2016/ NĐ-CP Nhờ mà vấn đề đảm bảo an tồn chất lượng hệ thống PET/CT nước ta nâng cao 100 KẾT LUẬN Như vậy, tìm hiểu vấn đề lý thuyết, nguyên lý cấu tạo hệ thống PET/CT Đây hệ thống phức tạp, mang yếu tố công nghệ cao có nhiều đóng góp thiết thực y học Trong chương 1, tác giả giới thiệu y học hạt nhân ứng dụng hệ thống PET/CT Trong chương 2, trình bày nguyên lý cấu tạo hệ thống PET/CT điển hình Cịn chương 3, trình bày an tồn đảm bảo chất lượng đưa hệ thống PET/CT vào sử dụng thực tế Ngày nay, y học hạt nhân nói chung PET/CT nói riêng nhà nghiên cứu giới tìm hiểu khám phá nhiều cơng nghệ mới, có nhiều ứng dụng thực tiễn đảm bảo an toàn cho người sử dụng Một số vấn đề sau tiếp tục nghiên cứu thời gian tới: - Chia liều dược chất phóng xạ cho đảm bảo tính xác an tồn - Giảm thiểu thời gian chụp cho bệnh nhân - Đảm bảo chất lượng cao hình ảnh thu 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Mai Trọng Khoa (2012): Atlas PET/CT số bệnh ung thư người Việt Nam, NXB Y học, Việt Nam [2] Mai Trọng Khoa (2013): Ứng dụng kỹ thuật PET/CT ung thư, NXB Y học, Việt Nam [3] Bộ môn Y học hạt nhân (2015): Y học hạt nhân, Trường Đại học Y Hà Nội, Việt Nam [4] Nguyễn Đức Thuận, Nguyễn Thái Hà (2006): Y học hạt nhân kỹ thuật xạ trị, NXB Bách Khoa, Việt Nam [5] Phan Văn Duyệt (2002): Y học hạt nhân – Cơ sở lâm sàng, NXB Y học, Việt Nam [6] Nguyễn Xuân Phách, Nguyễn Anh Tuấn (2012): Y học hạt nhân chẩn đoán, điều trị nghiên cứu khoa học, NXB Y học, Việt Nam [7] Vũ Hữu Khiêm (2017): Đánh giá kết điều trị ung thư phổi không tế bào nhỏ phác đồ hóa – xạ trị với kỹ thuật PET/CT mô phỏng, Luận án tiến sĩ Đại học Y Hà Nội, Việt Nam [8] Nguyễn Xuân Hịa (2016): Thực trạng an tồn xạ, sức khỏe, bệnh tật nhân viên y tế tiếp xúc với xạ ion hóa hiệu số giải pháp can thiệp, Luận án tiến sĩ Đại học Thái Nguyên, Việt Nam [9] Lê Đức Hà (2011): Nghiên cứu thiết bị chẩn đoán ung thư sớm, Luận văn thạc sĩ Đại học Bách Khoa Hà Nội, Việt Nam [10] Nguyễn Thành Trung (2015): Hệ thống PET/CT ứng dụng PET/CT đánh giá khả sống tim, Luận văn thạc sĩ Đại học Bách Khoa Hà Nội, Việt Nam [11] Lại Phú Minh (2017): Đánh giá liều hiệu dụng chụp ảnh chẩn đoán sử dụng máy PET/CT, Luận văn thạc sĩ Đại học Bách Khoa Hà Nội, Việt Nam [12] Nguyễn Tấn Châu (2013): Tính liều chiếu cho bệnh nhân ghi hình 18 F- FDG PET/CT phương pháp MIRD, Luận văn thạc sĩ Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam 102 [13] Lê Huỳnh Xuân Mai (2013): Tính tốn che chắn an tồn xạ cho phịng máy PET khu vực lân cận, Luận văn thạc sĩ Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam [14] Bùi Thị Hải (2012): Tính tốn che chắn an tồn xạ cho phịng máy CT, Luận văn thạc sĩ Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam [15] Nguyễn Đăng Lợi (2015): Tìm hiểu hệ thống chụp ảnh PET/CT chẩn đoán bệnh ung thư, Đồ án tốt nghiệp đại học Đại học Bách Khoa Hà Nội, Việt Nam [16] Trịnh Thanh Bình (2018): Tìm hiểu máy PET/CT, Đồ án tốt nghiệp đại học Đại học Bách Khoa Hà Nội, Việt Nam [17] Trần Quốc Nam (2016): Nghiên cứu đánh dấu 177 Lu với Pyrophosphate (PYP) – điều chế dược chất phóng ứng dụng điều trị giảm đau di xương Đồ án tốt nghiệp đại học Đại học Đà Lạt, Việt Nam [18] Viện nghiên cứu Khoa học y dược lâm sàng 108 (2018): Tạp chí Y dược lâm sàng 108 – Tập 13 – Số đặc biệt 7/2018, Việt Nam [19] Nghị định 36/2016/NĐ-CP ngày 15/5/2016 Chính phủ nước Cộng hịa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Quản lý trang thiết bị y tế [20] Nghị định 169/2018/NĐ-CP ngày 31/12/2018 Chính phủ nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Sửa đổi, bổ sung số điều Nghị định 36/2016/ NĐ-CP [21] Quyết định 705/QĐ-BYT ngày 28/02/2014 Bộ Y tế Về việc ban hành tài liệu “Hướng dẫn quy trình kỹ thuật khám bệnh, chữa bệnh chuyên ngành Y học hạt nhân” [22] Quyết định 5204/QĐ-BYT ngày 18/12/2014 Bộ Y tế Về việc ban hành tài liệu chun mơn “Hướng dẫn chẩn đốn điều trị bệnh Y học hạt nhân” [23] Bộ Y tế (2017): Hướng dẫn quy trình kỹ thuật khám bệnh, chữa bệnh chuyên ngành y học hạt nhân, NXB Y học, Việt Nam [24] Thông tư liên tịch 13/2014/TTLT-BKHCN-BYT ngày 09/06/2014 Bộ Khoa học Công nghệ Bộ Y tế quy định Bảo đảm an toàn xạ y tế [25] Thông tư 02/2016/TT-BKHCN ngày 25/03/2016 Bộ Khoa học Công nghệ Ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia thiết bị chụp cắt lớp vi tính dùng Y tế 103 [26] Quy chuẩn quốc gia QCVN 12:2016/BKHCN – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia thiết bị chụp cắt lớp vi tính dùng Y tế Tiếng Anh [27] Gopal B Saha (2009): Basic of PET Imaging – Physics, Chemistry, and Regulations Springer, USA [28] Miles N Wernick, John N Aarsvold (2004): Emission Tomography – The Fundamentals of PET and SPECT, Elsevier Academic Press, USA [29] Dale L Bailey, David W Townsend, Peter E.Valk, Michael N Maisey (2004): Positron Emission Tomography, Springer, USA [30] T.B Lynch (2007): PET/CT in Clinical Practice, Springer, USA [31] IAEA (2009): IAEA Human Health Series, No 1: Quality Assurance for PET and PET/CT Systems, International Atomic Energy Agency, Austrial [32] IAEA (2014): IAEA Human Health Series, No 27: PET/CT Atlas on Quality Control and Image Artefacts, International Atomic Energy Agency, Austrial [33] NEMA (2018): NEMA Standards Publication NU 2-2018, Performance Measurements of Positron Emission Tomographs (PETS), USA [34] IAEA (2008): Safety Reports Series, No 58: Radiation Protection in Newer Medical Imaging Techniques: PET/CT, International Atomic Energy Agency, Austrial [35] Forum for nuclear cooperation in Asia (FNCA) (2011): Guideline for radiation protection and performance evaluation of PET-CT imaging, Malaysia [36] IEC 61675-1:2013 Radionuclide imaging devices - Characteristics and test conditions - Part 1: Positron emission tomographs Internet [37] https://vietnamnet.vn/vn/suc-khoe/suc-khoe-24h/2018-viet-nam-dang-o-dau-trenban-do-ung-thu-the-gioi-479361.html [38] http://www.nhandan.com.vn/khoahoc/khoa-hoc/item/10045602-.html 104 ... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  PHẠM THANH TÙNG THIẾT BỊ PET/ CT (POSITRON EMISSION TOMOGRAPHY / COMPUTED TOMOGRAPHY SCANNER) VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM LUẬN... 22 1.2 PET/ CT ứng dụng y học 24 1.2.1 Quá trình hình thành phát triển máy PET/ CT 24 1.2.2 Ứng dụng PET/ CT điều trị chẩn đoán bệnh lý 32 Chương NGUYÊN LÝ VÀ CẤU TẠO CỦA PET/ CT ... (Positron emission tomography / Computed tomography scanner) khả ứng dụng Việt Nam? ?? để nghiên cứu làm luận văn tốt nghiệp Bản luận văn gồm có ba chương sau: Chương Tổng quan y học hạt nhân ứng dụng PET/ CT