FDG PET (18F-FDG Positron Emission Tomography) là kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh y học hạt nhân sử dụng đồng vị phóng xạ 18F gắn với phân tử deoxyglucose nhằm ghi hình và định lượng chuyển hóa glucose tại các mô cơ quan, giữ vai trò then chốt trong chẩn đoán, phân tầng giai đoạn và đánh giá đáp ứng điều trị ung thư.
Nguyên lý sinh học và cơ chế bẫy chuyển hóa
Kỹ thuật FDG PET khai thác hiện tượng hiệu ứng Warburg: đa số các tế bào ung thư ác tính có tốc độ phân chia nhanh và chuyển hóa đường phân hiếu khí tăng vọt gấp nhiều lần so với tế bào bình thường, dẫn tới sự biểu hiện vượt trội của các kênh vận chuyển glucose trên màng tế bào cùng sự gia tăng hoạt tính của enzyme hexokinase trong tế bào chất.
Sau khi được tiêm vào tĩnh mạch, phân tử 18F-FDG được vận chuyển tích cực vào tế bào và bị phosphoryl hóa bởi hexokinase tạo thành 18F-FDG-6-phosphate. Tuy nhiên, do thiếu nhóm hydroxyl ở vị trí carbon số 2, phân tử này không thể tiếp tục đi vào chu trình đường phân thông thường và cũng không thể đảo ngược ra ngoài màng tế bào. Kết quả là 18F-FDG-6-phosphate bị bẫy lại nội bào theo tỷ lệ thuận với tốc độ tiêu thụ glucose của mô.
Cơ chế ghi hình bức xạ positron và chỉ số SUV
Hạt nhân phóng xạ Fluorine-18 phân rã phát ra một hạt positron. Sau khi di chuyển một quãng đường rất ngắn trong mô, positron va chạm với một electron tự do và xảy ra hiện tượng hủy hạt, sinh ra hai tia gamma năng lượng cao 511 keV bay theo hai hướng ngược chiều nhau 180 độ. Hệ thống vòng dò tinh thể nhấp nháy của máy PET phát hiện đồng thời hai tia gamma này để tái tạo hình ảnh phân bố chuyển hóa không gian ba chiều.
Mức độ hấp thu FDG được định lượng chuẩn hóa thông qua chỉ số giá trị hấp thu chuẩn hóa SUV, cho phép phân biệt tổn thương ác tính với tổn thương viêm lành tính và đánh giá khách quan đáp ứng của khối u sau hóa trị, xạ trị hoặc liệu pháp miễn dịch.
Ứng dụng lâm sàng trong ung thư học, tim mạch và thần kinh
Trong ung thư học, hệ thống tích hợp PET/CT và PET/MRI giúp phát hiện chính xác vị trí khối u nguyên phát, đánh giá di căn hạch lympho và di căn xa, phát hiện tái phát ung thư sớm hơn các phương pháp hình ảnh giải phẫu đơn thuần. Trong tim mạch, FDG PET là tiêu chuẩn vàng đánh giá tình trạng sống còn của cơ tim sau nhồi máu cơ tim. Trong thần kinh học, kỹ thuật này giúp chẩn đoán phân biệt các thể sa sút trí tuệ và định vị ổ phát sinh động kinh trước phẫu thuật.