Chụp cắt lớp phát xạ positron

Chụp cắt lớp phát xạ Positron (PET; tomography - từ tiếng Hy Lạp cổ đại: tome: vết cắt; graphein: viết) là một kỹ thuật hình ảnh y học hạt nhân cho phép hình dung các quá trình trao đổi chất thông qua việc sử dụng các chất phóng xạ mức độ thấp. Điều này rất hữu ích trong việc chẩn đoán viêm, khối u và các bệnh khác có quá trình trao đổi chất tăng hoặc giảm. Phương pháp này, được sử dụng đặc biệt trong ung thư học (khoa học đối phó với ung thư), tim mạch (khoa học đối phó với cấu trúc, chức năng và các bệnh của tim) và thần kinh học (khoa học đối phó với não và hệ thần kinh và các bệnh về não và hệ thần kinh), có thể xác định hoạt động sinh hóa trong sinh vật được điều tra bằng cách sử dụng một dược phẩm phóng xạ (chất đánh dấu; chất đánh dấu: chất hóa học đã được dán nhãn với hoạt chất phóng xạ). Cơ sở cho chụp cắt lớp phát xạ positron, đã được sử dụng trong chẩn đoán trong 15 năm, là theo dõi phân tử trong cơ thể bệnh nhân bằng cách phát xạ positron sử dụng bộ phát positron. Việc phát hiện (khám phá) positron sau đó dựa trên sự va chạm của positron với một điện tử, vì sự va chạm của các hạt mang điện dẫn đến sự hủy (tạo lượng tử gamma), điều này đủ để phát hiện. Các nhà nghiên cứu người Mỹ Michel Ter-Pogossion, Michael E. Phelps, EJ Hoffman và NA Mullani đã thành công trong việc hiện thực hóa ý tưởng này, vốn đã tồn tại hàng thập kỷ, chỉ vào năm 1975, khi họ công bố kết quả nghiên cứu của mình trên tạp chí “Radiology“. Tuy nhiên, đã có một phần nỗ lực thành công để hình ảnh u não bằng hình ảnh dựa trên positron ngay từ những năm 1950. Hơn nữa, vì chụp cắt lớp phát xạ positron đòi hỏi một cơ chế tăng cường như một nguyên tắc chức năng, người đoạt giải Nobel người Đức Otto Heinrich Warburg, người đã nhận ra sự gia tăng chuyển hóa của các tế bào khối u kèm theo sự gia tăng glucose tiêu thụ sớm nhất từ ​​năm 1930, cũng có thể được coi là một trong những cha đẻ của kỹ thuật hình ảnh này.

Chỉ định (lĩnh vực ứng dụng)

  • Hội chứng CUP: Ung thư of Unknown Primary (Tiếng Anh): ung thư với khối u nguyên phát không rõ (primarius): trong khoảng 3 đến 5% tổng số bệnh khối u, mặc dù được chẩn đoán rộng rãi, không phát hiện được khối u nguyên phát, chỉ có di căn (hình thành các khối u con). Các nghiên cứu khám nghiệm tử thi có thể phát hiện linh trưởng trong 50 đến 85% trường hợp, điều này được tìm thấy trong 27% trường hợp phổi, 24% ở tụy (tụy tạng), và ít thường xuyên hơn ở gan / đường mật, thận, tuyến thượng thận, đại tràng (ruột kết), cơ quan sinh dục và dạ dày; về mặt mô học (mô mịn) nó chủ yếu là ung thư biểu mô tuyến.
  • thoái hóa não bệnh tật (Bệnh Alzheimer/ hình ảnh PET beta-amyloid / mất khớp thần kinh trong hippocampus; Bệnh Parkinson; sa sút trí tuệ).
  • U não (ví dụ, u thần kinh đệm).
  • Ung thư biểu mô ruột kết (ung thư ruột kết)
  • Phổi khối u (khối u phổi tròn đơn độc; ung thư biểu mô phế quản tế bào nhỏ /ung thư phổi, SCLC).
  • U lympho ác tính
  • Ung thư biểu mô tuyến vú (ung thư vú)
  • U hắc tố ác tính (ung thư da đen)
  • Ung thư biểu mô thực quản (ung thư thực quản)
  • Khối u đầu và cổ
  • U nguyên bào thần kinh
  • Sarcomas (sarcoma Ewing, sarcoma xương, sarcoma mô mềm, sarcoma cơ vân).
  • Chẩn đoán xương
  • Ung thư biểu mô tuyến giáp (ung thư tuyến giáp)
  • Tiến độ giám sát ly giải điều trị (điều trị bằng thuốc để làm tan một máu cục máu đông) trong điều kiện sau giấc mơ (đột quỵ).
  • não rối loạn tuần hoàn - để thể hiện kích thước của penumbra (như penumbra (lat.: Penumbra) được gọi là trong nhồi máu não, khu vực ngay cạnh trung tâm hoại tử vùng và vẫn chứa các tế bào sống sót) và để xác định sức sống của cơ tim, ví dụ, sau khi nhồi máu cơ tim (tim tấn công).

các thủ tục

Nguyên tắc của chụp cắt lớp phát xạ positron dựa trên việc sử dụng bức xạ beta, cho phép các hạt nhân phóng xạ (nguyên tử không ổn định mà hạt nhân của chúng phân rã phóng xạ, phát ra bức xạ beta) phát ra positron. Hạt nhân phóng xạ thích hợp cho ứng dụng là những hạt nhân có thể phát ra positron ở trạng thái phân rã. Như đã mô tả, các positron va chạm với một electron gần đó. Khoảng cách mà sự hủy diệt xảy ra trung bình là 2 mm, quá trình hủy là một quá trình trong đó cả positron và electron đều bị phá hủy, tạo ra hai photon. Những photon này là một phần của bức xạ điện từ và tạo thành cái gọi là bức xạ hủy diệt. Bức xạ này tác động vào một số điểm của máy dò, để có thể xác định được nguồn phát xạ. Vì hai máy dò đối diện nhau, vị trí có thể được xác định theo cách này. Các quy trình sau được yêu cầu để tạo hình ảnh mặt cắt:

  • Đầu tiên, một loại thuốc phóng xạ được áp dụng cho bệnh nhân. Những cái gọi là chất đánh dấu này có thể được dán nhãn bằng các chất phóng xạ khác nhau. Các đồng vị phóng xạ của flo và carbon được sử dụng phổ biến nhất. Do sự giống nhau về phân tử cơ bản, cơ thể không thể phân biệt các đồng vị phóng xạ với nguyên tố cơ bản, dẫn đến các đồng vị được tích hợp vào cả quá trình trao đổi chất đồng hóa và dị hóa. Tuy nhiên, do chu kỳ bán rã ngắn, nên việc sản xuất các đồng vị diễn ra gần với máy quét PET.
  • Các máy dò đã được mô tả phải có mặt với số lượng lớn để đảm bảo phát hiện các photon. Phương pháp tính điểm va chạm của electron và positron được gọi là phương pháp trùng hợp. Mỗi máy dò đại diện cho sự kết hợp của tinh thể chiếu sáng và ống nhân quang (ống điện tử đặc biệt).
  • Từ sự kết hợp của các sự kiện không gian và thời gian, có thể tạo ra hình ảnh mặt cắt ba chiều, có thể đạt được độ phân giải cao hơn so với xạ hình.

Về quy trình chụp cắt lớp phát xạ positron:

  • Sau khi tiêm tĩnh mạch hoặc hít phải uống thuốc phóng xạ, phân phối của đồng vị phóng xạ trong ăn chay bệnh nhân được chờ đợi, và sau khoảng một giờ, quy trình PET thực sự được bắt đầu. Vị trí của thi thể phải được chọn sao cho vòng của thiết bị phát hiện gần với bộ phận của cơ thể cần kiểm tra. Do đó, để chụp toàn bộ cơ thể là cần thiết để thực hiện một số vị trí cơ thể.
  • Thời gian ghi trong quá trình khám phụ thuộc vào cả loại thiết bị và loại thuốc phóng xạ được sử dụng.

Vì máy quét PET có độ phân giải không gian kém hơn so với chụp cắt lớp vi tính và điều này chỉ có thể được bù đắp bằng cách tiếp xúc với bức xạ cao hơn, nên cần có sự kết hợp của hai phương pháp để có thể sử dụng các ưu điểm của cả hai:

  • Phương pháp được phát triển PET / CT là một phương pháp có độ nhạy cao, hoạt động với bức xạ bổ sung thấp bằng cách áp dụng cái gọi là bản đồ hiệu chỉnh của CT.
  • Ngoài độ phân giải cao hơn, thời gian cần thiết giảm cũng có thể được coi là một lợi thế so với PET thông thường.

Như một nhược điểm của quy trình PET / CT là việc nhập X-quang chất tương phản. Ghi chú thêm