Spect là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học về Spect

Định nghĩa và nguyên lý của SPECT

SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) là kỹ thuật hình ảnh y học hạt nhân cho phép ghi nhận sự phân bố không gian của dược chất phóng xạ trong cơ thể người bệnh. Kỹ thuật này tạo ra ảnh 3 chiều thể hiện chức năng sinh học của mô và cơ quan, thông qua quá trình thu nhận bức xạ gamma phát ra từ chất đánh dấu phóng xạ.

Chất đánh dấu phóng xạ được đưa vào cơ thể thường thông qua đường tiêm tĩnh mạch. Sau khi phân bố theo đặc tính sinh học, các photon gamma phát ra từ cơ thể được đầu dò quay quanh bệnh nhân ghi nhận theo nhiều góc. Dữ liệu sau đó được xử lý bằng máy tính để dựng lại ảnh cắt lớp, tái hiện phân bố hoạt độ phóng xạ. Kết quả là hình ảnh mô tả chức năng sinh lý ở mức phân tử.

SPECT không cung cấp hình ảnh giải phẫu chi tiết như CT hoặc MRI, nhưng lại là công cụ mạnh trong việc phân tích tưới máu mô, mức chuyển hóa, receptor tế bào, giúp phát hiện rối loạn chức năng ngay cả khi cấu trúc mô chưa thay đổi.

Phân biệt SPECT và PET

SPECT và PET đều là kỹ thuật hình ảnh y học hạt nhân dựa trên nguyên lý phát hiện bức xạ phát ra từ cơ thể. Tuy nhiên, điểm khác biệt then chốt nằm ở loại đồng vị phóng xạ sử dụng và cách chúng phát ra tín hiệu. SPECT dùng đồng vị phát photon đơn như $^{99m}Tc$ trong khi PET dùng đồng vị phát positron như $^{18}F$.

Khi positron phát ra trong PET gặp electron, quá trình tiêu hủy tạo ra hai photon gamma phát ra ngược chiều nhau và được phát hiện đồng thời. Cơ chế này cho phép PET có độ phân giải không gian và khả năng định lượng tốt hơn so với SPECT. Tuy nhiên, PET đòi hỏi thiết bị và dược chất đắt tiền, trong khi SPECT dễ triển khai hơn về mặt kỹ thuật và tài chính.

So sánh tổng quan giữa hai kỹ thuật:

Tiêu chí	SPECT	PET
Đồng vị phóng xạ	$^{99m}Tc$, I-123	$^{18}F$, $^{11}C$
Loại bức xạ	Photon đơn	Photon cặp từ positron
Độ phân giải ảnh	Vừa	Cao
Chi phí	Thấp hơn	Cao hơn
Tính phổ biến	Rộng rãi	Giới hạn

Quy trình kỹ thuật SPECT

Một quy trình chụp SPECT tiêu chuẩn bắt đầu bằng việc chuẩn bị dược chất phóng xạ phù hợp với mục tiêu khảo sát. Chất này thường được tiêm tĩnh mạch, sau đó đợi một khoảng thời gian để chất phân bố và tập trung tại cơ quan đích. Thời gian chờ phụ thuộc vào loại mô và dược chất, có thể từ vài phút đến vài giờ.

Sau giai đoạn phân bố, bệnh nhân được đặt nằm yên trên bàn chụp, đầu dò gamma quay xung quanh cơ thể thu tín hiệu từ nhiều góc độ. Hệ thống máy tính thu thập và xử lý dữ liệu thành ảnh cắt lớp 2D hoặc ảnh dựng 3D. Một lượt chụp thường kéo dài 20–45 phút. Nếu máy tích hợp SPECT/CT, một ảnh CT được ghi nhận đồng thời để hỗ trợ định vị và hiệu chỉnh hình ảnh.

Các bước chính trong quy trình:

• Tiêm dược chất phóng xạ
• Chờ phân bố (10–180 phút tùy loại)
• Định vị bệnh nhân trong máy
• Thu nhận dữ liệu quay vòng
• Tái tạo và xử lý hình ảnh

Hướng dẫn cụ thể có thể tham khảo từ NIBIB – Nuclear Medicine.

Các chất đánh dấu phóng xạ thường dùng

Sự lựa chọn chất đánh dấu phóng xạ trong SPECT phụ thuộc vào cơ quan cần khảo sát và chức năng sinh học cần đánh giá. Yêu cầu cơ bản là chất này phải có thời gian bán rã phù hợp, phân bố chọn lọc tại mô đích, và có đường đào thải rõ ràng.

Một số chất phổ biến:

• $^{99m}Tc$-sestamibi: đánh giá tưới máu cơ tim
• I-123: khảo sát tuyến giáp, hệ thần kinh trung ương
• In-111: phát hiện ổ viêm hoặc nhiễm trùng
• $^{99m}Tc$-HMPAO: khảo sát lưu lượng máu não

Các dược chất phóng xạ được sản xuất trong điều kiện đạt chuẩn GMP, được cấp phép bởi các cơ quan quản lý như FDA (Mỹ) hoặc EMA (Châu Âu). Việc sử dụng đúng chỉ định giúp giảm thiểu liều chiếu xạ không cần thiết và tăng độ chính xác của chẩn đoán.

Ứng dụng lâm sàng

SPECT là công cụ chẩn đoán chức năng có giá trị trong nhiều lĩnh vực y khoa nhờ khả năng cung cấp hình ảnh sinh lý học ở mức tế bào. Trong tim mạch, SPECT được ứng dụng để đánh giá tưới máu cơ tim, phát hiện vùng thiếu máu do hẹp mạch vành, xác định mức độ sống còn của mô cơ tim, và theo dõi sau can thiệp mạch vành.

Trong thần kinh học, SPECT có thể khảo sát tưới máu não để hỗ trợ chẩn đoán động kinh, bệnh Alzheimer, Parkinson hoặc các rối loạn tâm thần kinh như trầm cảm kháng trị. Kỹ thuật này còn giúp lập kế hoạch phẫu thuật não ở bệnh nhân động kinh kháng thuốc.

Ứng dụng trong ung bướu học bao gồm phát hiện và đánh giá hạch di căn, khối u xương, và khối u thần kinh nội tiết. Ngoài ra, SPECT có thể hỗ trợ chẩn đoán nhiễm trùng xương khớp (viêm tủy xương), phát hiện ổ viêm khu trú hoặc theo dõi tiến triển bệnh lý tự miễn.

Ưu điểm và hạn chế

SPECT có nhiều ưu điểm nổi bật khiến nó trở thành phương tiện chẩn đoán phổ biến trong thực hành lâm sàng:

• Phản ánh trực tiếp chức năng sinh học, không phụ thuộc vào thay đổi hình thái học
• Có thể tích hợp với CT (SPECT/CT) để bổ sung thông tin giải phẫu
• Chi phí thấp hơn PET, dễ tiếp cận tại các bệnh viện đa khoa
• Đa dạng dược chất phóng xạ với chu kỳ bán rã phù hợp và độ an toàn cao

Tuy nhiên, kỹ thuật này cũng tồn tại những hạn chế:

• Độ phân giải không gian thấp hơn PET hoặc MRI
• Thời gian chụp lâu hơn CT hoặc MRI, dễ gây khó chịu cho bệnh nhân
• Chất lượng ảnh phụ thuộc vào kỹ năng xử lý và hiệu chuẩn thiết bị
• Không thích hợp cho phụ nữ mang thai hoặc trẻ sơ sinh do phơi nhiễm phóng xạ

Do đó, lựa chọn sử dụng SPECT cần dựa vào mục tiêu lâm sàng cụ thể, khả năng kỹ thuật và đánh giá nguy cơ–lợi ích rõ ràng cho từng đối tượng bệnh nhân.

So sánh SPECT với các phương pháp khác

Việc so sánh SPECT với các kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh khác như PET, CT, MRI giúp hiểu rõ vai trò tương đối của từng phương pháp. Trong khi CT và MRI cung cấp ảnh cấu trúc chi tiết với độ phân giải cao, thì SPECT cho phép phân tích chức năng sinh học như tưới máu, chuyển hóa hoặc hoạt động receptor.

PET có độ nhạy và độ phân giải cao hơn SPECT, nhưng chi phí đầu tư và vận hành lớn hơn, cùng với yêu cầu đồng vị có thời gian bán rã ngắn khiến PET ít phổ biến hơn tại các cơ sở y tế tuyến dưới. Trong khi đó, CT được sử dụng rộng rãi để đánh giá nhanh các tổn thương cấu trúc, và MRI phù hợp cho khảo sát mô mềm, thần kinh trung ương và cơ–xương–khớp.

Bảng so sánh tóm tắt:

Kỹ thuật	Chức năng	Giải phẫu	Chi phí	Phơi nhiễm bức xạ
SPECT	Cao	Trung bình	Thấp	Có
PET	Rất cao	Trung bình	Cao	Có
CT	Không	Rất cao	Trung bình	Có
MRI	Không	Rất cao	Cao	Không

An toàn và liều chiếu xạ

Tất cả các kỹ thuật y học hạt nhân bao gồm SPECT đều liên quan đến phơi nhiễm bức xạ ion hóa, nhưng liều thường nằm trong ngưỡng an toàn nếu được chỉ định hợp lý. Liều hiệu dụng trung bình của một lần chụp SPECT tim là khoảng 9–11 mSv, tương đương với 3–5 năm phơi nhiễm tự nhiên từ môi trường.

Các dược chất phóng xạ được sử dụng trong SPECT có thời gian bán rã ngắn và được bài tiết qua thận hoặc gan. Sau chụp, bệnh nhân thường được khuyên uống nhiều nước để tăng đào thải phóng xạ. Người thân có thể tiếp xúc bình thường sau vài giờ, ngoại trừ phụ nữ mang thai và trẻ nhỏ nên hạn chế tiếp xúc trong vòng 24 giờ.

Một số lưu ý an toàn:

• Báo với bác sĩ nếu đang mang thai hoặc cho con bú
• Ngưng cho con bú ít nhất 24 giờ sau tiêm phóng xạ
• Theo dõi các phản ứng dị ứng hiếm gặp với dược chất

Tham khảo tiêu chuẩn an toàn tại RadiologyInfo – Radiation Safety.

Xu hướng phát triển và kết luận

Sự phát triển của công nghệ đầu dò gamma, phần mềm tái tạo ảnh và tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) đang giúp cải thiện độ phân giải, giảm thời gian chụp và tối ưu hóa liều bức xạ cho bệnh nhân trong kỹ thuật SPECT. Hệ thống SPECT/CT đang dần trở thành tiêu chuẩn mới trong các trung tâm y học hạt nhân hiện đại.

Hơn nữa, nghiên cứu đang mở rộng sang hướng "theranostics" – kết hợp chẩn đoán và điều trị – sử dụng các dược chất phóng xạ không chỉ để hình ảnh hóa mà còn tiêu diệt tế bào bệnh. Kết hợp SPECT với các thuật toán học máy còn giúp phát hiện tổn thương sớm, nâng cao hiệu quả tầm soát bệnh mạn tính và ung thư.

Kết luận, SPECT là một trong những công cụ hình ảnh chức năng có tính ứng dụng cao nhất trong y học hiện đại, đặc biệt tại các cơ sở lâm sàng có nguồn lực hạn chế, đồng thời đóng vai trò then chốt trong việc đưa ra quyết định điều trị dựa trên dữ liệu sinh học cá thể hóa.