Nguyên lý hoạt động
SPECT hoạt động dựa trên nguyên lý ghi nhận sự phân bố của một chất đánh dấu phóng xạ trong cơ thể và tái tạo hình ảnh 3D từ dữ liệu thu được. Quá trình này bao gồm ba bước chính:
- Đồng vị phóng xạ: Bệnh nhân được tiêm, hít hoặc nuốt một lượng nhỏ chất đánh dấu phóng xạ, còn được gọi là radiopharmaceutical hoặc radiotracer. Chất này được gắn với một phân tử có ái lực với cơ quan hoặc mô cần kiểm tra. Ví dụ, trong SPECT tim, chất đánh dấu có thể gắn với các tế bào cơ tim. Việc lựa chọn radiotracer phù hợp phụ thuộc vào cơ quan hoặc quá trình sinh học cần khảo sát.
- Phát xạ gamma: Đồng vị phóng xạ phân rã và phát ra các photon gamma. Các photon này được camera gamma, quay quanh bệnh nhân, phát hiện. Năng lượng của photon gamma phát ra là đặc trưng cho mỗi đồng vị phóng xạ.
- Phát hiện và tái tạo hình ảnh: Camera gamma ghi lại số lượng và hướng của các photon gamma phát ra. Dữ liệu này sau đó được xử lý bằng máy tính để tái tạo lại hình ảnh ba chiều của sự phân bố chất đánh dấu phóng xạ trong cơ thể. Quá trình tái tạo này thường sử dụng các thuật toán toán học phức tạp, như filtered back projection. Hình ảnh SPECT thể hiện mức độ tập trung của chất đánh dấu, phản ánh chức năng của cơ quan hoặc mô được khảo sát.
Ứng dụng
SPECT được sử dụng để chẩn đoán và theo dõi nhiều bệnh lý, bao gồm:
- Đánh giá tưới máu cơ tim: Xác định các vùng cơ tim bị thiếu máu hoặc hoại tử sau nhồi máu cơ tim.
- Chẩn đoán bệnh Alzheimer và các rối loạn thần kinh khác: Đánh giá chức năng não và phát hiện những thay đổi trong hoạt động của não.
- Đánh giá chức năng thận: Đo lượng tốc độ lọc cầu thận và đánh giá tưới máu thận.
- Phát hiện và định vị khối u: Một số chất đánh dấu phóng xạ có thể tích tụ trong các khối u, giúp phát hiện và định vị chúng.
- Đánh giá xương và khớp: Phát hiện gãy xương, nhiễm trùng xương và các bệnh lý khớp khác.
Ưu điểm
- Cung cấp thông tin về chức năng: SPECT cung cấp thông tin về chức năng của các cơ quan, giúp chẩn đoán sớm các bệnh lý trước khi xuất hiện các thay đổi về cấu trúc.
- Độ nhạy cao: SPECT có thể phát hiện những thay đổi nhỏ trong hoạt động của cơ quan.
- Ứng dụng rộng rãi: SPECT có thể được sử dụng để đánh giá nhiều cơ quan và mô khác nhau trong cơ thể.
Nhược điểm
- Phải nhiễm phóng xạ: Mặc dù liều phóng xạ trong SPECT thường thấp, nhưng vẫn có một mức độ phơi nhiễm nhất định. Liều phóng xạ này thường được coi là chấp nhận được so với lợi ích chẩn đoán mà nó mang lại.
- Độ phân giải không gian hạn chế: So với một số kỹ thuật hình ảnh khác như MRI, độ phân giải không gian của SPECT thấp hơn.
- Thời gian chụp tương đối dài: Quá trình chụp SPECT có thể mất từ vài phút đến vài giờ. Thời gian chụp phụ thuộc vào loại khảo sát và thiết bị được sử dụng.
So sánh với PET (Positron Emission Tomography)
Cả SPECT và PET đều là kỹ thuật hình ảnh y học hạt nhân, nhưng chúng sử dụng các đồng vị phóng xạ khác nhau. PET sử dụng các đồng vị phóng xạ phát ra positron, trong khi SPECT sử dụng các đồng vị phóng xạ phát ra tia gamma. PET thường có độ phân giải không gian tốt hơn SPECT, nhưng chi phí cao hơn và ít phổ biến hơn. Sự khác biệt về độ phân giải xuất phát từ bản chất của quá trình phát xạ và phương pháp phát hiện.
Tóm lại
SPECT là một kỹ thuật hình ảnh y học hạt nhân hữu ích cung cấp thông tin quan trọng về chức năng của các cơ quan và mô trong cơ thể. Kỹ thuật này được ứng dụng rộng rãi trong chẩn đoán và theo dõi nhiều bệnh lý khác nhau.
Chuẩn bị cho chụp SPECT
Trước khi chụp SPECT, bệnh nhân có thể cần nhịn ăn hoặc uống trong một khoảng thời gian nhất định. Một số loại thuốc cũng có thể ảnh hưởng đến kết quả chụp SPECT, vì vậy bệnh nhân nên thông báo cho bác sĩ về tất cả các loại thuốc đang sử dụng. Quá trình tiêm chất đánh dấu phóng xạ thường không gây đau đớn.
Quá trình chụp SPECT
Bệnh nhân nằm trên bàn chụp và camera gamma quay quanh cơ thể để ghi lại các photon gamma phát ra từ chất đánh dấu phóng xạ. Thời gian chụp có thể dao động từ vài phút đến vài giờ, tùy thuộc vào loại khảo sát. Trong quá trình chụp, bệnh nhân cần nằm yên để đảm bảo chất lượng hình ảnh.
Sau khi chụp SPECT
Sau khi chụp SPECT, bệnh nhân có thể trở về sinh hoạt bình thường. Chất đánh dấu phóng xạ sẽ được đào thải khỏi cơ thể theo thời gian, chủ yếu qua nước tiểu. Bác sĩ sẽ phân tích hình ảnh SPECT và thảo luận kết quả với bệnh nhân.
Các kỹ thuật SPECT nâng cao
- SPECT/CT: Kết hợp SPECT với chụp cắt lớp vi tính (CT) để cung cấp cả thông tin chức năng (từ SPECT) và thông tin cấu trúc (từ CT). Sự kết hợp này giúp cải thiện độ chính xác chẩn đoán.
- SPECT gated tim: Đồng bộ hóa quá trình ghi nhận dữ liệu SPECT với chu kỳ tim để tạo ra hình ảnh động của tim, cho phép đánh giá chức năng tim chi tiết hơn.
- Brain SPECT with statistical parametric mapping (SPM): Kỹ thuật phân tích hình ảnh não SPECT bằng phương pháp thống kê để phát hiện những thay đổi nhỏ trong hoạt động của não.
Rủi ro của SPECT
SPECT là một kỹ thuật an toàn, nhưng vẫn có một số rủi ro nhỏ liên quan đến việc sử dụng chất đánh dấu phóng xạ. Liều phóng xạ trong SPECT thường thấp và được coi là an toàn cho hầu hết mọi người. Tuy nhiên, phụ nữ mang thai hoặc đang cho con bú nên thông báo cho bác sĩ trước khi chụp SPECT. Phản ứng dị ứng với chất đánh dấu phóng xạ rất hiếm gặp.
Tương lai của SPECT
Nghiên cứu và phát triển đang được tiến hành để cải thiện độ phân giải không gian, giảm thời gian chụp và phát triển các chất đánh dấu phóng xạ mới cho SPECT. Sự kết hợp giữa SPECT với các kỹ thuật hình ảnh khác, chẳng hạn như MRI, cũng đang được nghiên cứu.