Trong đánh giá định lượng hình ảnh chuyển hoá PET/CT thì giá trị hấp thu chuẩn hoá SUV là công cụ phổ biến nhất được các nhà chuyên môn sử dụng trong phân tích hình ảnh. SUV là một tham số không có thứ nguyên, nó thể hiện mức độ hấp thu thuốc phóng xạ trên từng phần thể tích của vật thể cần quan tâm (trong thực nghiệm này là hình nộm, trong thực tế là cơ thể bệnh nhân). Ví dụ, với một thể tích hình nộm biết trước, hoạt độ phóng xạ biết trước và được trộn đều, đồng nhất thì giá
48
trị SUV trong bất kỳ phần thể tích nào của hình nộm cũng cho giá trị SUV = 1. Công thức tính SUV được cho bởi [11]
(3.1) Và trong thực nghiệm này cũng vậy, giá trị phân tích bán định lượng SUV cực đại (Max SUV) được dùng để đánh giá mức độ hấp thu thuốc phóng xạ trong các quả cầu với các thông số cao thế chụp CT khác nhau, thay đổi từ 80 đến 140 kV, kết quả thu được cho trong bảng sau:
Bảng 3.5: Giá trị Max SUV ứng với từng quả cầu và cao thế chụp CT khác nhau.
Đường kính quả cầu
Giá trị cao thế (kV) trong ghi hình PET/CT trên phantom
80 kV 100 kV 120 kV 140 kV
Max SUV Max SUV Max SUV Max SUV
37 mm 26,28 26,33 26,52 26,22 28 mm 25,42 26,07 25,76 26,09 22 mm 24,57 24,75 24,66 24,52 13 mm 19,33 18,2 17,89 19,24 10 mm 10,74 9,77 11,99 9,62 3.3.3.Giá trị liều bức xạ
Giả định phantom có hệ số chuyển đổi liều tương đương với hệ số chuyển đổi liều toàn thân k = 0,015 (mSv.mGy-1.cm-1), khi đó ta có bảng giá trị liều bức xạ (mSv) được cho trong bảng 3.6. Liều ECT cho bởi công thức ECT= k x DLP (mSv).
Bảng 3.6: Liều bức xạ của phantom từ phần chụp hình CT trong kỹ thuật PET/CT
Thông số chụp 80 kV 100 kV 120 kV 140 kV
Dòng (mAs) 130 134 140 137
CTDIvol (mGy) 2,36 5,28 9,45 14,46
DLP (mGy.cm) 61 137 245 375
49
3.4. Bàn luận
3.4.1.Chất lượng hình ảnh CT thay đổi theo cao thế (kV)
Với cùng một vật thể chụp là hình nộm và tất cả các thông số chụp đều giống nhau, ta thấy rằng, chất lượng hình ảnh thay đổi nhiều theo giá trị cao thế, với hình ảnh cao thế thấp (80 kV) thì tín hiệu nhiễu tăng làm cho hình ảnh không sắc nét so với các hình ảnh với cao thế cao hơn như 100 kV, 120 kV, và 140 kV. Điều này được giải thích như sau, khi chùm tia X có năng lượng càng cao thì khả năng đâm xuyên qua vật chất càng dễ dàng và mức độ suy giảm trong vật chất sẽ ít hơn, do vậy tín hiệu thu được cao hơn, cho hình ảnh sắc nét. Ngược lại chùm tia X năng lượng càng thấp thì suy giảm càng mạnh và nhiễu hình ảnh càng cao, như minh hoạ trong hình 3.9 và 3.10.
(A) ảnh CT (axial), cao thế 80 kV (B) ảnh CT (axial), cao thế 100 kV
(C) ảnh CT (axial), cao thế 120 kV (D) ảnh CT (axial), cao thế 140 kV
Hình 3.9: Hình ảnh CT với các thông số chụp thay đổi từ 80 kV đến 140 kV. Rõ
ràng bằng mắt thường ta có thể đánh giá được độ sắc nét của từng hình ảnh, qua đó cho thấy điện thế càng cao, thì nhiễu càng giảm và hình ảnh càng sắc nét, mịn màng hơn. Tuy nhiên rất khó để phân biệt sự khác biệt giữa hình ảnh 120 kV và 140 kV.
50
(A) ảnh CT (axial), cao thế 80 kV (B) ảnh CT (axial), cao thế 120 kV
Hình 3.10: Hình ảnh CT với cùng một lát cắt nhưng có thông số chụp CT khác
nhau là 80 kV và 120 kV. Hình (B) 120 kV có thể quan sát rõ tất cả các quả cầu với bề dày của quả cầu có thể đo được. Tuy nhiên rất khó để phân biệt các quả cầu trên hình (A) 80 kV.
3.4.2.Mối tương quan giữa SUV và cao thế (kV)
Theo tác giả Ronald Boellaard [11] các yếu tố vật lý có thể ảnh hưởng đến giá trị SUV bao gồm :
Bảng 3.7: Các yếu tố vật lý ảnh hưởng đến giá trị SUV [11]
STT Yếu tố ảnh hưởng Nguyên nhân – hậu quả
1 Thông số cài đặt để ghi hình PET SUV tăng khi tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) của PET thấp.
2 Thông số tái tạo ảnh PET SUV bị ảnh hưởng khi thay đổi thông số và thuật toán tái tạo ảnh.
3 Vùng quan tâm ROI (Region of interest)
Giá trị SUV phụ thuộc rất lớn vào kích thước và vị trí và loại thể tích khi cần đánh giá vùng quan tâm ROI.
4 Hệ số chuẩn hóa cho SUV
SUV phụ thuộc vào cách tính là cân nặng thực, tức cân nặng có trừ mỡ hoặc diện tích mặt da.
5
Dùng chất cản quang trong chụp hình CT để làm hiệu chỉnh suy giảm cho ảnh PET.
Sự suy giảm thái quá sẽ làm cho giá trị SUV cao hơn bình thường ở một số tổ chức mô.
Từ bảng các hệ số ảnh hưởng trên, cho thấy giá trị cao thế trong chụp ảnh CT đã không được đề cập đến. Và kết quả thực nghiệm trong nghiên cứu này cũng cho
51
thấy giá trị SUV có sự khác biệt giữa ảnh PET/CT 80 kV, 100 kV, 120 kV và 140 kV. Tuy nhiên sự khác biệt này không tuân theo qui luật nhất định nào, có khả năng do sai số thống kê số liệu hạt nhân gây nên, như minh hoạ trong hình 3.11.
Hình 3.11 và hình 3.12 cho thấy mối liên hệ giữa giá trị Max SUV và cao thế chụp CT (80-140 kV) với các quả cầu 37 mm, 28 mm, 22 mm, 13 mm và 10mm . Qua đó cho thấy các số liệu thay đổi không theo một qui luật nào.
Hình 3.11: Biểu đồ biểu diễn sự thăng giáng của Max SUV theo cao thế chụp CT cho
các quả cầu đường kính 37 mm, 28 mm, 22 mm, 13 mm và 10 mm.
3.4.3.Liều bức xạ giảm khi giảm cao thế chụp CT
Theo lý thuyết thì các thông số tác động đến liều bức xạ trong chụp hình CT scan gồm:
52
a. Yếu tố kỹ thuật liên quan đến thiết bị như chất lượng đầu dò, thời gian chụp, kích thước collimator.
b. Phạm vi cơ thể phải chụp hình.
c. Thông số liên quan đến việc kiểm soát dòng tự động (mA).
d. Thuật toán tái tạo ảnh, thông số tái tạo ảnh (bộ lọc, ma trận ảnh, thông số vòng lặp...).
e. Cao thế.
Trong đó yếu bố (b) và (e) là hai yếu tố có thể thay đổi bởi người sử dụng và ảnh hưởng chủ yếu đến việc tăng/giảm liều bức xạ. Các yếu tố còn lại phụ thuộc vào cấu hình của nhà sản xuất và thông thường đã được cài đặt tối ưu.
Trong thực nghiệm này, yếu tố cao thế đã được thay đổi, qua đó cho thấy liều bức xạ giảm đi rất nhiều khi giảm cao thế cài đặt cho đầu bóng. Nếu lấy mức cao thế là 120 kV làm chuẩn thì ta có bảng số liệu với sự khác biệt về liều lượng như cho trong bảng 3.8.
Bảng 3.8: Liều bức xạ giảm khi giảm cao thế và % khác biệt so với giá trị chuẩn
120 kV
Thông số chụp 80 kV 100 kV 120 kV 140 kV
Liều bức xạ ECT
(mSv) 0,915 2,055 3,675 5,625
% khác biệt so với giá
trị chuẩn là 120 kV -75,10% -44,08% 0,00% 53,06% Từ Bảng 3.8 ta thấy rằng, khi giảm điện thế chụp từ 120 kV xuống 100 kV thì ta đã giảm được 44% liều, và nếu giảm mức 80 kV thì phần giảm liều lên đến 75%. Ngược lại khi tăng lên mức 140 kV thì liều tăng lên đáng kể là 53%. Từ đó cho thấy, việc áp dụng giảm cao thế trong quá trình chụp nên được cân nhắc để giảm liều bức xạ cho bệnh nhân. Ví dụ, với bệnh nhân có thể trạng nhỏ như em bé, người gầy ốm thì nên sử dụng mức cao thế thấp để giảm liều bức xạ mà vẫn đảm bảo chất lượng hình ảnh. Đối với trẻ sơ sinh nếu bắt buộc phải chụp CT thì nên cài đặt cao
53
thế ở mức tối thiểu có thể để giảm tối đa ảnh hưởng của bức xạ lên bệnh nhân sơ sinh.
Kết luận
Qua việc thực hiện khoá luận này, tôi đã rút ra được một số kết luận sau: Chất lượng hình ảnh CT thay đổi theo cao thế
Kiểm chứng trên hình ảnh thực nghiệm đã cho thấy khi thay đổi cao thế chụp CT thì chất lượng hình ảnh thay đổi đáng kể, với mức cao thế thấp thì ta có độ tương phản hình ảnh vẫn ở mức cao tuy nhiên nhiễu cũng cao, làm cho hình ảnh nhìn chung có độ phân giải không tốt.
Mối tương quan giữa SUV và cao thế
Chưa thấy mối tương quan giữa giá trị phân tích bán định lượng SUV và cao thế chụp trên hình ảnh PET/CT. Mặc dù có sự khác biệt giữa giá trị Max SUV với các mức cao thế khác nhau, nhưng rất ngẫu nhiên và có khả năng liên quan đến sai số thống kê số liệu hạt nhân hơn. Tuy nhiên, nhận định này cần được kiểm chứng trên nhiều thực nghiệm khác với tỷ số SRN và kích thước phantom khác nhau.
Liều bức xạ giảm khi giảm cao thế chụp CT
Kết quả thực nghiệm cho thấy, với cùng một điều kiện và thông số cài đặt thì liều bức xạ phụ thuộc mạnh vào giá trị cao thế chụp hình CT. Tuy nhiên cần cân nhắc giảm cao thế sao cho vẫn đảm bảo được chất lượng hình ảnh sau cùng.
Từ các nhận định trên, rõ ràng hình ảnh CT trong máy ghi hình kết hợp PET/CT có vai trò rất lớn như: cung cấp thêm thông tin về hình ảnh cơ thể học của bệnh nhân, giúp hình ảnh PET/CT sau cùng có độ phân giải tốt hơn. Hình ảnh CT còn giúp cho việc thực hiện hiệu chỉnh suy giảm hình ảnh PET trở nên nhanh chóng và dễ dàng hơn. Tuy nhiên, đi kèm với những ưu điểm trên thì ghi hình CT đóng góp một liều bức xạ đáng kể trên tổng liều chung PET/CT.
54
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
[1] Châu Văn Tạo (2004), An toàn bức xạ, NXB Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh.
[2] Đinh Thị Thu Ngân (2014), Tính liều hiệu dụng cho bệnh nhân chụp CT, luận văn Thạc sĩ đại học Khoa Học Tự Nhiên TP Hồ Chí Minh.
[3] Huỳnh Hoàng Phúc, Giới thiệu chung về máy CT xoắn ốc trong y học, khóa luận cử nhân khóa 2007 Đại học Khoa học tự nhiên TP Hồ Chí Minh.
[4] Mai Trọng Khoa (2012), Atlas PET/CT một số bệnh ung thư ở người Việt Nam, nhà xuất bản Y Học.
[5] Nguyễn Tấn Châu (2013), PET-CT Vật lý và Kỹ thuật, Đơn vị PET-CT và Cyclotron bệnh viện Chợ Rẫy TP Hồ Chí Minh.
[6] Nguyễn Tấn Châu (2013), Tính liều chiếu trong cho bệnh nhân ghi 18F-FDG PET/CT bằng phương pháp MIRD, luận văn Thạc sĩ đại học Khoa Học Tự Nhiên TP Hồ Chí Minh.
Tiếng Anh
[7] Andreas K. Buck, Ken Herrmann, Tom Stargardt, Tobias Dechow, Bernd Joachim Krause and Jonas Schreyögg, Economic Evaluation of PET and PET/CT in Oncology: Evidence and Methodologic Approaches, J. Nucl. Med. Technol. 2010;38:6-17.
[8] Frederic H. Fahey, Data Acquisition in PET Imaging, J. Nucl. Med. Technol.
2002;30:39-49.
[9] P. E. Kinahan, D. W. Townsend, T. Beyer, and D. Sashin, Attenuation correction for a combined 3D PET/CT scanner, Department of Radiology, University of Pittsburgh, 200 Lothrop Street, Pittsburgh, Pennsylvania 15213.
[10] Peter E. Valk, Dale L. Bailey, David W. Townsend and Michael N. Maisey (2003), Positron Emission Tomography: Basic Science and Clinical Practice, Springer, London.
55
[11] Ronald Boellaard, Nanda C. Krak, Otto S. Hoekstra and Adriaan A. Lammertsma (2004), Effects of Noise, Image Resolution, and ROI Definition on the Accuracy of Standard Uptake Values: A Simulation Study, Journal of Nuclear Medicine 45, pp. 1519-1527.
[12] Siemens (2010), guide to low dose - Answers for life, Siemens.
[13] Siemens (2010), Principles and Practice of PET/CT Part 1 A Technologist‘s Guide, Siemens.
[14] Simon R. Cherry, James A. Sorenson, and Michael E. Phelps, Physics in nuclear medicine 4th ed, Elsevier saunders ISBN: 978-1-4160-5198-5, 2012.
[15] IAEA, IAEA human health series no. 1 Quality assurance for PET and PET/CT systems. — Vienna : International Atomic Energy Agency, 2009.
Internet
[16] Medgadget, Philips GEMINI TF Big Bore PET/CT Tomograph
http://www.medgadget.com/2008/06/philips_gemini_tf_big_bore_petct_tomograph. html
[17] Medgadget, Siemens Unveils SOMATOM Force Dual Source CT Scanner, http://www.medgadget.com/2013/12/siemens-unveils-somatom-force-dual-source- ct-scanner.html
[18] Taringa, The Beatles y el Nobel de Medicina 1979 (Relación),
http://www.taringa.net/posts/info/14098579/The-Beatles-y-el-Nobel-de-Medicina- 1979-Relacion.html
[19] Wikipedia, Positron emission tomography,