Thiết bị Đồng vị phóng xạ Thuốc phóng xạ Đánh giá
SPECT SPECT- CT
201Tl 201Tl-Chloride Tưới máu cơ tim
99mTc 99mTc-MIBI,
99mTc- Tetrofosmin
Tưới máu cơ tim
Thiết bị Đồng vị phóng xạ Thuốc phóng xạ Đánh giá
PET-CT PET-MRI
13N 13N-NH3 Tưới máu cơ tim
18F 18F-FDG Chuyển hóa glucose
“Nguồn: Nguyễn Xuân Cảnh (2019)” [1]
CT trong máy SPECT-CT, PET-CT và MRI trong máy PET-MRI có vai trị:
Hiệu chỉnh cường độ tia gamma của đồng vị phóng xạ.
Xác định chính xác vị trí tổn thương trên hình ảnh SPECT hoặc PET.
Chẩn đoán giống như CT và MRI ở khoa Chẩn Đốn Hình Ảnh. Trong hình ảnh xạ hình cơ tim, vai trị chính của CT hoặc MRI là hiệu chỉnh cường độ tia gamma của đồng vị phóng xạ, giảm thiểu hình ảnh dương tính giả do giảm hấp thu phóng xạ ở thành sau dưới do ảnh hưởng bởi cơ hoành và ở thành trước bên do mô vú dày ở phụ nữ.
Máy SPECT Máy SPECT-CT
Máy PET-CT Máy PET-MRI
Hình 1. 2 : Hệ thống thiết bị dùng cho xạ hình tim
“Nguồn: Nguyễn Xuân Cảnh (2019)” [1]
Được giới thiệu lần đầu vào năm 1970, Thallium-201 (201Tl) là một đồng vị phóng xạ đã được sử dụng trong xạ hình SPECT hoặc SPECT/CT đánh giá tưới máu cơ tim.
Đồng vị phóng xạ 201Tl được sản xuất từ lị gia tốc vịng Cyclotron, có thời gian bán rã vật lý là 73 giờ và thuốc phóng xạ ở dạng dung dịch 201 Tl Chloride. Cơ tim hấp thu của phần lớn Tl-201 qua cơ chế vận chuyển tích cực qua màng tế bào thông qua bơm Na-K-ATPase. Sự hấp thu 201Tl của cơ tim tỷ lệ với tưới máu. Trong qui trình XHTMCT gắng sức, 201Tl được tiêm tại thời điểm đạt 85% mức độ gắng sức tối đa và xạ hình được thực hiện trên máy SPECT hoặc SPECT-CT khoảng 10 phút sau tiêm. Sau hấp thu ban đầu, Tl- 201 đi ra ngoài tế bào cơ tim, lưu thơng trong tuần hồn và được hấp thu trở lại vào tế bào cơ tim, nên được gọi là giai đoạn tái phân phối “redistribution”. XHTMCT giai đoạn nghỉ tĩnh mà không cần tiêm 201Tl được thực hiện lần 2 sau 4 giờ hoặc sau 24 giờ là nhờ hiện tượng tái phân phối và thời gian bán rã dài nên 201Tl vẫn cịn tính bức xạ tại thời điểm ghi hình. Tuy nhiên, nếu chỉ định dùng thêm ngậm Nitroglycerine dưới lưỡi để giãn động mạch vành và/hoặc tiêm thêm 1 mCi tại thời điểm nghỉ tĩnh thì có thể đánh giá tốt hơn tình trạng sống cịn cơ tim.
XHTMCT với 201Tl có khả năng phát hiện tính sống cịn cơ tim với giá trị tiên đoán dương 69% và giá trị tiên đoán âm 89% [43]. Mặc khác, XHTMCT với 201Tl đã cho thấy tính hữu ích đánh giá sống cịn cơ tim khi đã minh chứng được mối quan hệ liên tục giữa mức độ hấp thu và khả năng cải thiện tính co bóp cơ tim sau tái tưới máu [100].
Hình 1. 3: Kết quả SPECT với 201Tl thì nghỉ tĩnh và thì tái phân bố sau 24 giờ
“Nguồn: Garcia M. J. et al., (2020)” [53]
Xạ hình tưới máu cơ tim với thuốc 99mTc-MIBI và 99mTc-Tetrofosmin
99mTc-MIBI và 99mTc-Tetrofosmin là 2 thuốc phóng xạ được sử dụng trong XHTMCT do thuốc được hấp thu vào trong ty lạp thể của tế bào cơ tim tương quan với tỷ lệ tưới máu. 99mTc được sử dụng rộng rãi trong khoa Y học hạt nhân vì tiện lợi trong việc cung ứng phóng xạ. Tuy nhiên, do đồng vị
99mTc có thời gian bán rã 6 giờ và thuốc 99mTc-MIBI và 99mTc-Tetrofosmin không giống 201Tl là thuốc giữ lại trong cơ tim đáng kể và rất ít hiện tượng tái phân phối, nên cần phải tiêm 2 liều thuốc riêng biệt để đánh giá tưới máu cơ tim lúc gắng sức và lúc nghỉ tĩnh.
99mTc-MIBI được đào thải qua gan mật nên có thể ảnh hưởng sự chiếu tia xạ lên thành dưới cơ tim trong một số trường hợp, trong khi 99mTc- Tetrofosmin đào thải qua gan mật và thận nên cải thiện một phần nhược điểm.
Qui trình XHTMCT gắng sức - nghỉ tĩnh trong 2 ngày
Thực hiện XHTMCT gắng sức trước, nếu kết quả tưới máu cơ tim bất thường thì sẽ tiến hành XHTMCT nghỉ tĩnh vào những ngày sau tùy chọn.
Qui trình XHTMCT gắng sức - nghỉ tĩnh trong 1 ngày
Để tiện lợi sắp xếp thời gian cho bệnh nhân không phải đến khoa thực hiện XHTMCT thêm một ngày nữa, tiết kiệm chi phi về thuốc phóng xạ, thì qui trình XHTMCT gắng sức - nghỉ tĩnh trong 1 ngày sẽ được thực hiện và chỉ sử dụng 1 lọ thuốc MIBI hoặc Tetrofosmin để gắn kết phóng xạ 99mTc tạo thành thuốc phóng xạ (nếu dùng qui trình 2 ngày thì phải dùng 2 lọ thuốc MIBI hoặc Tetrofosmin).
Thời gian thực hiện XHTMCT gắng sức - nghỉ tĩnh trong 1 ngày sẽ hồn thành trong vịng 6 giờ. Đầu tiên, thực hiện xạ hình gắng sức là sẽ tiêm 8-10 mCi thuốc phóng xạ tại thời điểm đạt 85% gắng sức tối đa và xạ hình SPECT hoặc SPECT/CT sau 1 giờ. Nếu xạ hình gắng sức phát hiện tổn thương tưới máu cơ tiêm, thì 4 giờ sau, bệnh nhân tiếp tục làm xạ hình nghỉ tĩnh với tiêm 25-30 mCi thuốc phóng xạ và xạ hình sau tiêm 1 giờ.
Xạ hình tưới máu cơ tim kết hợp 2 đồng vị 201Tl và 99mTc
Qui trình xạ hình 2 đồng vị sẽ giảm thời gian cho bệnh nhân và phát huy ưu điểm của 201Tl trong đánh giá sự sống cịn cơ tim. Đầu tiên, xạ hình nghỉ tĩnh sau tiêm 10-20 hoặc 30 phút 201Tl. Sau khi kết thúc ghi hình nghỉ tĩnh, thì thực hiện nghiệm pháp gắng sức, tiêm thuốc phóng xạ 99mTc-MIBI hoặc 99mTc-Tetrofosmin và xạ hình sau 1 giờ.
Phương pháp dùng 2 đồng vị có bất tiện liên quan đến chi phí cao, bệnh nhân chịu liều bức xạ cao và do dùng 2 loại thuốc phóng xạ khác nhau nên khó thực hiện hiệu chỉnh hiệu ứng suy giảm tia và hình ảnh so sánh hơi khơng tương xứng tốt như cùng dùng 1 loại phóng xạ.
Hình 1. 4 : Xạ hình tưới máu cơ tim kết hợp 2 đồng vị: nghỉ tĩnh với 201Tl
và gắng sức với 99mTc-MIBI
“Nguồn: Phuong Kim Huynh. et al., (2016)” [73] Xạ hình tưới máu cơ tim nối cổng điện tim (Gated SPECT)
XHTMCT nối cổng điện tim với các thuốc phóng xạ nói trên là một kỹ thuật xạ hình cơ tim theo từng phân khoảng chia nhỏ 8 phần hoặc 16 phần của sóng R-R của điện tim. Những nhịp tim không đều sẽ được lọc ra và chương trình sẽ tự động loại bỏ dữ liệu mà đã ghi hình được cho chu kỳ R-R của nhịp tim khơng đều đó.
Hình ảnh phân bố phóng xạ ở cơ tim theo từng phân khoảng nhỏ tương xứng với một khoảng co bóp của cơ tim, từ đó có thể đánh giá được chức năng co bóp của tâm thất trái.
Nghiệm pháp gắng sức
Trong xạ hình cơ tim pha gắng sức, bệnh nhân cần được gắng sức thể lực (exercise stress) để đánh giá tưới máu cơ tim lúc gắng sức. Trong những trường hợp bệnh nhân không thể gắng sức thể lực tối ưu như người già, bệnh xương khớp …, thì có thể thay thế bằng phương pháp gắng sức bằng thuốc (pharmacologic stress). Hai nhóm thuốc thường được sử dụng thay thế cho nghiệm pháp gắng sức thể lực là thuốc giãn mạch (Dipyridamole và Adenosine) có tác dụng tăng tưới máu động mạch vành và thuốc giống giao cảm (Dobutamine) gây tăng nhu cầu oxygen cho cơ tim. Có những trường hợp kết hợp thuốc giãn mạch và gắng sức thể lực ở mức độ thấp.
Bảng 1.3. Đặc điểm và tác dụng của gắng sức thể lực và nghiệm pháp dùng thuốc Thảm lăn Xe đạp Dipyri- damole Adenosine Dobuta- mine Nhịp tim Huyết áp Thời gian bán hủy 30-60 phút <10 giây 2 phút Khởi phát tác dụng 2 phút Giây 1-2 phút
Thời gian trung
bình đạt lưu
lượng vành tối đa
Thảm lăn Xe đạp Dipyri- damole Adenosine Dobuta- mine
Tăng lưu lượng vành
1-3 lần 1-3 lần 3-5 lần 3-5 lần 3 lần
Tác dụng phụ
yêu cầu can
thiệp thuốc
16% 0,6% 5%
Xạ hình PET, PET-CT
Để đánh giá khả năng sống cịn cơ tim, xạ hình PET hoặc PET-CT (với CT giúp hiệu chỉnh cường độ tia phóng xạ) được chỉ định để thực hiện xạ hình lúc nghỉ tĩnh đánh giá tưới máu với thuốc phóng xạ 82Rb Chloride hoặc thuốc 13N-NH3 và đánh giá chuyển hóa glucose của cơ tim với thuốc phóng xạ 18F-FDG.
Ưu điểm của xạ hình PET hoặc PET-CT là cho độ phân giải hình ảnh cao, chất lượng so với hình ảnh SPECT hoặc SPECT-CT. Ngoài ra trong phần mềm chương trình có định lượng được dự trữ mạch vành khi sử dụng các thuốc đánh giá tưới máu.
Phương pháp tốt nhất đánh giá sống cịn của cơ tim là hình ảnh PET hoặc PET-CT với thuốc phóng xạ 18F-FDG (khảo sát chuyển hóa glucose của cơ tim), cần được kết hợp thêm với xạ hình tưới máu để đánh giá sự sống còn của cơ tim. Trong điều kiện bình thường, tế bào cơ tim sử dụng phần lớn acid béo (chiếm 2/3) và chỉ một phần glucose (chiếm 1/3) để chuyển hóa nặng lượng hoạt động. Khi nhịn đói, cơ tim chuyển hóa acid béo như là nguồn năng lượng chính để hoạt động và lúc đói thì nồng độ insulin thấp ở trong máu nên chỉ một lượng nhỏ glucose được hấp thu bởi cơ tim. Sau khi ăn, tăng nồng độ insulin làm cho cơ tim tăng hấp thu glucose. Ngoài ra, những vùng cơ tim
thiếu máu thường thích sử dụng glucose để tạo năng lượng hơn. Dựa vào cơ chế này, qui trình xạ hình 18F-FDG sẽ cho bệnh nhân nhịn đói, sau đó cho bệnh nhân sử dụng đường glucose (đường uống hoặc tiêm truyền) sẽ làm tăng tiết insulin, kéo theo hấp thu thuốc phóng xạ 18F-FDG. PET hoặc PET-CT sẽ nhìn thấy hấp thu 18F-FDG ở cơ tim – tương đương cơ tim có chuyển hóa glucose, tức là cơ tim cịn sống.
Kết hợp hình ảnh tưới máu và chuyển hóa cho nhiều lợi điểm trong chẩn đốn chính xác tình trạng sống cịn cơ tim và đánh giá hiệu quả điều trị ở bệnh nhân thiếu máu cơ tim nặng như cơ tim ngủ đông. Nếu có sự tương xứng bao gồm khơng có tưới máu và khơng có hấp thu 18F-FDG sẽ chẩn đốn sẹo cơ tim. Cịn nếu có sự bất tương xứng bao gồm khơng thấy tưới máu, nhưng có hấp thu 18F-FDG, chứng tỏ cơ tim còn sử dụng glucose tức là cơ tim cịn sống và có thiếu máu nặng.
Hình 1. 5: Kết quả khảo sát tính sống cịn trên xạ hình PET 2 đồng vị gồm xạ
hình tưới máu với 13N-NH3 và xạ hình chuyển hóa với 18F-FDG
1.4.4. Cộng hưởng từ tim
Cộng hưởng từ (MRI) tim nêu được đặc trưng của cơ tim ngủ đông bằng sự phối hợp nhiều kĩ thuật: ghi nhận mỏng thành thất trái cuối kì tâm trương, dự trữ chức năng co bóp từng vùng đáp ứng với chất kích thích co bóp cơ tim, và mức độ lan rộng xuyên thành của nhồi máu cơ tim với hình ảnh ngấm thuốc muộn cơ tim.
Hình 1.6: Kết quả MRI tim của một bệnh nhân có nhồi máu thành trước
mạn tính
(Trái) Những đoạn mỏng, vô động được ghi nhận ở thành trước và trước
vách, có nhồi máu xuyên thành.
(Phải) Dấu hiệu ngấm thuốc muộn minh hoạ mức độ lan rộng của nhồi
máu xuyên thành khoảng 50% ở những đoạn cơ tim thành trước bên và trước vách.
“Nguồn: Garcia M. J. et al., (2020)” [53]
Những phương pháp khác trên MRI tim, gồm định lượng dữ trữ co bóp vùng với chức năng theo dấu hoặc đánh dấu cơ tim hoặc quang phổ kí
cộng hưởng từ để đánh giá chuyển hố phosphates năng lượng cao (ví dụ định lượng nồng độ và tỉ lệ ATP/phosphocreatine với quang phổ kí P-31 trong một thể tích nhỏ cơ tim), thường không được dùng trong thực tiễn lâm sàng.
Ở bệnh nhân có bệnh mạch vành mạn, mỏng thành cơ tim thường nhất là hậu quả của sự tái hấp thu nhồi máu và sự co rút sợi, nhưng nó cũng có thể là hậu quả của thiếu máu cục bộ nặng nề. Bởi vậy, một mình dấu mỏng thành tim cuối tâm trương có giá trị tiên đốn giới hạn về hồi phục chức năng sau tái tưới máu. Baer và cs. đã báo cáo với ngưỡng chẩn đoán của mỏng thành tim cuối tâm trương là 5,5mm có độ nhạy 94% nhưng độ chuyên chỉ 52% cho dự báo hồi phục chức năng vùng sau tái tưới máu [20]. Độ chuyên thấp của dấu này có thể xuất phát từ việc dấu hiệu này chỉ là biến về cấu trúc, không phản ánh đáp ứng sinh lý của cơ tim và rằng có sự biến thiên lớn trong dấu này giữa các cá thể và cả giữa các vùng cơ tim trong cùng một bệnh nhân [81]. Như Shah và cs. đã chứng minh, khoảng 20% vùng cơ tim bị mỏng và rối loạn chức năng có vùng sẹo giới hạn; thật vậy, những vùng này còn sống với bằng chứng là có sự cải thiện tính co bóp và tình trạng mỏng thành tim sau tái tưới máu vành [111].
Thuốc tương phản từ Gadolinium làm ngắn thời gian thư giãn của mô xung quanh tỉ lệ với nồng độ gadolinium tại chỗ. Ở tình trạng bình thường, gadolinium, là một chất tỉ trọng cao, phân tử lớn sẵn sàng đi vào khoang ngoại bào sau khi được tiêm tĩnh mạch, nhưng không thể di chuyển qua màng tế bào cơ tim bình thường. Tuy nhiên, khi màng tế bào cơ tim bị tổn tương (ví dụ sau nhồi máu cơ tim cấp) hoặc nếu có tình trạng gia tăng khoang ngoại bào giữa các tế bào cơ tim (ví dụ phù mơ kẽ cấp hoặc xơ hố mạn tính hoặc nhồi máu cơ tim), thuốc tương phản từ Gadolinium tích tụ trong khoang ngoại bào, và bị rửa trơi đi chậm sau khi được tiêm [130]. Do đó, diện tích vùng cơ tim bất thường (ví dụ bị nhồi máu, xơ hố, viêm hoặc thâm nhiễm) sẽ có nồng độ
thuốc tương phản từ Gadolinium tăng và bởi vậy sẽ có hình ảnh tăng sáng trên pha T1-W tương đối so với vùng cơ tim bình thường xung quanh. Trong thực hành lâm sàng, những quy trình phổ biến nhất dùng liều thuốc tương phản từ Gadolinium là 0,1 mmol/kg và ghi nhận hình ảnh với dấu hiệu ngấm thuốc muộn sau 10 phút tiêm thuốc. Mặc dù vậy, những chất đánh dấu mới nhất cho phép ghi nhận dấu hiệu ngấm thuốc sớm nhất đến 5 phút sau tiêm phút một cách đáng tin cậy và thành công [39]. Khi ghi nhận dấu hiệu ngấm thuốc muộn, tín hiệu từ vùng cơ tim bình thường bị lược bỏ nhờ vào xung chuẩn bị hồi phục đảo ngược [117]. Khi ghi nhận dấu hiệu ngấm thuốc muộn ở bệnh nhân BMV, vùng cơ tim rối loạn chức năng với cường độ tín hiệu bị lược bỏ bình thường cho thấy vùng này có thể là vùng cơ tim chống váng, ngủ đơng hoặc khơng có nhồi máu. Ở nhồi máu cơ tim mạn tính, dấu hiệu ngấm thuốc muộn đặc trưng liên quan đến vùng dưới nội mạc hoặc tiến triển đến mức độ xuyên thành hoàn toàn ở những đoạn cơ tim được cấp máu bởi vùng chi phối nhánh động mạch tương ứng. Ở những bệnh nhân BMV mạn có rối loạn chức năng thất trái được đánh giá để xem xét lợi ích của tái tưới máu mạch vành, mức độ xuyên thành của dấu hiệu ngấm thuốc muộn cung cấp dự đoán liên quan đến mức độ giảm dần của khả năng cải thiện tính co bóp của đoạn cơ tim sau tái tưới máu mạch vành [82].
Hình 1. 7: Cơ chế giải thích của dấu hiệu ngấm thuốc muộn
Những đoạn vơ động khơng có nhồi máu dưới nội mạc hoặc chỉ mức độ tối thiểu có đến > 90% khả năng hồi phục tính co bóp của đoạn đó nếu mạch vành cấp máu tương ứng được tái thông thành công. Những đoạn có mức độ nhồi máu xuyên thành > 50% lại chỉ có < 10% khả năng hồi phục bất