Y học hạt nhân ghi hình hay điều trị tại một cơ quan bị bệnh hoặc một hệ thống sinh học nh− máu, dịch nEo tuỷ, dịch trong ngoài tế bào, cơ x−ơng khớp... đòi hỏi phải có những thuốc phóng xạ tập trung đặc hiệu vào đó. Cơ chế tập trung vào những đích trên có thể là một trong những cơ chế sau đây:
2.1. Chuyển vận tích cực
Trong cơ thể sống, sự phân bố nồng độ một số ion vật chất trong và ngoài tế bào có thể có sự chênh lệch rất khác nhaụ Đó chính là do cơ chế "chuyển vận tích cực". Dựa vào cơ chế này để đ−a iốt phóng xạ tập trung cao hơn hàng trăm lần vào tế bào tuyến giáp làm chẩn đoán và điều trị.
2.2. Khuyếch tán
Ngoài cơ chế vận chuyển tích cực là cơ chế khuyếch tán. Thông th−ờng, sự cân bằng nồng độ chất là do khuyếch tán từ nơi có nồng độ cao tới nơi có nồng độ thấp. Riêng ở nEo, mạch máu có một hàng rào sinh học ngăn cản sự khuyếch tán những chất không cần cho nEo từ mạch vào tế bào nEọ Nh−ng khi nEo có tổn th−ơng, hàng rào sinh học bị phá vỡ, thuốc phóng xạ có thể khuyếch tán từ hệ vi mạch vào vùng nEo tổn th−ơng. Nhân cơ hội này, y học hạt nhân có thể ghi hình khối u nEo, thiểu năng tuần hoàn nEọ
Ví dụ: dùng albumin huyết thanh ng−ời đánh dấu 131I hoặc Na99mTcO4 ...
2.3. Chuyển hoá
Một số nguyên tố phóng xạ ở dạng muối vô cơ hoặc hữu cơ d−ới dạng thuốc phóng xạ có tham gia vào chuyển hoá trong một số loại tế bào của một số tổ chức trong cơ thể. Dựa vào cơ chế này, y học hạt nhân đE dùng những thuốc phóng xạ để ghi hình những tổn th−ơng đang tăng sinh nh− đang bị viêm, đang có khối u phát triển hoặc đang cần nhiều năng l−ợng. Ví dụ: những hạt nhân phóng xạ tham gia chuyển hoá x−ơng (hoặc giống nh− Ca) nh− 32P, 81Sr, 67Gạ Những nguyên tố phóng xạ này dùng trong ghi hình x−ơng hoặc điều trị giảm đau trong ung th− di căn vào x−ơng. Một số hợp chất hữu cơ nh− deoxyglucose đánh dấu 18F dùng trong ghi hình cắt lớp nEo, các khối u trong cơ thể bằng PET dựa trên cơ chế chuyển hoá đ−ờng giải phóng năng l−ợng.
2.4. Lắng đọng
Một số thuốc phóng xạ dạng keo hạt có trọng l−ợng phân tử và hạt keo rất nặng. Khi các hạt keo này đi từ động mạch vào vi mạch trong gian bào, do nặng nên bị đọng lại ở đó. Trong thời gian lắng đọng ở các tổ chức liên võng nội mô, ta có thể ghi hình
chẩn đoán hoặc có thể dùng điều trị một số bệnh ác tính. Ví dụ: keo vàng phóng xạ (198Au colloid) dùng trong ghi hình lách, hệ bạch mạch, điều trị ung th− bạch mạch ...
2.5. Đào thải
Trong cơ thể có hai cơ quan làm chức năng đào thải lớn nhất là gan và thận. Dựa vào chức năng này, y học hạt nhân dùng những thuốc phóng xạ thải qua gan để chẩn đoán chức năng gan nh− Rosebengal - 131Ị Những thuốc phóng xạ thải qua thận để chẩn đoán chức năng thận nh− Hippural - 131Ị
2.6. Thực bào
Các tổ chức liên võng nội mô trong cơ thể có nhiệm vụ thực bàọ Khi có các chất lạ xâm nhập vào gian bào, các tế bào liên võng giữ các chất lạ lại và ăn theo cơ chế tự tiêụ Y học hạt nhân đE sử dụng cơ chế này để ghi hình chẩn đoán chức năng, vị trí, kích th−ớc và các tổn th−ơng của gan, lách bằng microaggregates - 131I hoặc microspheres - 99mTc.
2.7. Tắc nghẽn vi mạch tạm thời
Trong ghi hình t−ới máu phổi để thăm dò vị trí tắc nghẽn động mạch phổi, tắc nghẽn hệ vi mạch phổi bằng macroaggregates-131Ị Thể tụ tập macroaggregates đ−ợc điều chế từ albumine huyết thanh với kích th−ớc hạt khá lớn (khoảng trên 20 àm). Khi các đám hạt này vào hệ vi mạch trong phổi làm tắc nghẽn tạm thời hệ vi động mạch phổi, do đó có thể ghi hình phổi bằng Scanner, SPECT trên phổi bình th−ờng và bệnh lý. Do hiện t−ợng các đám hạt protein làm nhồi, tắc vi mạch phổi nên khi ghi hình bệnh phổi nặng phải chuẩn bị cấp cứu hô hấp, phòng khi bệnh nhân bị ngạt thở.
2.8. Chỉ l−u thông trong máu tuần hoàn
Để ghi hình các khối u máu, các khoang, vũng máu lớn, y học hạt nhân dùng các thuốc phóng xạ chỉ l−u thông trong hệ mạch máu tuần hoàn. Cơ chế này rất có hiệu quả trong chẩn đoán phân biệt với u ngoài mạch, không phải u máụ Các thuốc phóng xạ th−ờng dùng là albumin - 131I ( hoặc 99mTc ), hồng cầu đánh dấu 51Cr ...
2.9. Chỉ l−u thông trong dịch nDo tuỷ, dịch sinh học
Các thuốc phóng xạ có kích th−ớc phân tử lớn hoặc nhỏ đều có thể dùng đ−ợc nếu nh− chúng không thoát ra ngoài hệ dịch cần ghi hình. Ví dụ: ghi hình dịch nEo tuỷ để chẩn đoán tắc hay bán tắc do u, chèn ép khác, ng−ời ta tiêm thuốc phóng xạ vào vị trí thích hợp để thăm dò. Ví dụ: dùng dung dịch Na131I tiêm buồng nEo thất thăm dò chẩn đoán nEo úng thuỷ. Hoặc albumin - 131I ghi hình nEo tuỷ cột sống.
2.10. Miễn dịch
Một số bệnh tự miễn hoặc một số khối u có các kháng nguyên đặc hiệu, ta có thể đánh dấu hạt nhân phóng xạ vào các kháng thể t−ơng ứng dùng trong ghi hình chẩn đoán. Cơ chế này dựa trên phản ứng kết hợp đặc hiệu giữa kháng nguyên kháng thể trên bề mặt của khối u, do đó ta có đ−ợc hình ảnh d−ơng tính hơn các ph−ơng pháp ghi hình khác.
Ví dụ: dùng kháng thể CEA đánh dấu phóng xạ ghi hình ung th− trực tràng.
2.11. Chất nhận đặc hiệu (receptor)
Dựa theo cơ chế chất nhận đặc hiệu của các phân tử sinh học trong cơ thể mà d−ợc học phóng xạ đE đánh dấu phóng xạ vào một số hormon làm thuốc phóng xạ ghi hình đặc hiệụ Mỗi loại tế bào đều có các receptor trên bề mặt của chúng để nhận tất cả những vật chất chuyển hoá hoặc thực hiện chức năng của tế bàọ Hiện nay, ng−ời ta đE tổng hợp đ−ợc một chất có cấu trúc peptid, chất này và dẫn chất của nó có thể kết hợp
đ−ợc với các receptor của rất nhiều loại khối ụ Đó là octreotid và dẫn xuất đ−ợc đánh dấu với một số hạt nhân phóng xạ dùng trong ghi hình chẩn đoán và điều trị khối ụ
2.12. Tập trung đặc hiệu không rõ cơ chế
Có một số chất tập trung vào khối u không theo cơ chế đặc hiệu nào mà lại rất đặc hiệu để phát hiện khối u đó. Những phát hiện này đều là do tình cờ thực nghiệm và thực hành, về cơ chế vẫn ch−a giải thích đ−ợc.
Ví dụ: một số ion kim loại nh− 67Ga, 201Tl hoặc một số hợp chất hữu cơ nh− DMSA-
99mTc, MIBG -131I ghi hình thận và ung th− giáp thể tuỷ ...