Xạ hình xương là gì? Các bài nghiên cứu khoa học liên quan
Xạ hình xương là kỹ thuật hình ảnh hạt nhân dùng dược chất phóng xạ để đánh giá và ghi nhận mức chuyển hóa trong mô xương trên toàn cơ thể người bệnh. Phương pháp này cho phép phát hiện sớm các bất thường sinh học ở xương bằng cách quan sát phân bố dược chất phóng xạ với độ nhạy cao trong thực hành.
Khái niệm xạ hình xương
Xạ hình xương là kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh hạt nhân dùng một lượng nhỏ dược chất phóng xạ để đánh giá mức độ hoạt động của mô xương trong toàn bộ cơ thể. Giá trị cốt lõi của kỹ thuật này nằm ở khả năng phát hiện bất thường sinh học trước khi cấu trúc xương thay đổi rõ rệt trên X quang thường quy. Khi dược chất phóng xạ phân bố trong hệ xương, gamma camera ghi nhận bức xạ phát ra và tạo bản đồ hoạt động chuyển hóa, qua đó giúp xác định vùng xương đang tăng hay giảm hoạt tính.
Xạ hình xương được ứng dụng rộng rãi trong lâm sàng nhờ độ nhạy cao. Một tổn thương dù rất nhỏ nhưng có sự thay đổi vi mô ở quá trình tạo xương hoặc phá hủy xương đều có thể được nhận diện. Điều này đặc biệt hữu ích ở bệnh nhân ung thư, viêm xương hoặc chấn thương kín đáo. Kỹ thuật cũng phù hợp để khảo sát nhiều vùng xương trong một lần chụp, thuận lợi cho đánh giá hệ thống khi bác sĩ nghi ngờ bệnh toàn thân.
Một số đặc điểm nổi bật:
- Phát hiện sớm biến đổi chuyển hóa xương.
- Khảo sát toàn thân trong một lần chụp.
- Độ nhạy cao nhưng độ đặc hiệu phụ thuộc bối cảnh lâm sàng.
Nguyên lý hoạt động
Hầu hết các cơ sở y khoa sử dụng dược chất phóng xạ technetium 99m gắn với diphosphonate. Dược chất này có ái lực mạnh với cấu trúc hydroxyapatite của xương. Khi xương tăng chuyển hóa, các tinh thể hydroxyapatite mới hình thành nhiều hơn, tạo điều kiện cho diphosphonate gắn vào với mật độ cao. Quá trình này lý giải sự xuất hiện của vùng tăng hấp thu trên hình xạ hình xương.
Gamma camera hoạt động dựa trên nguyên lý ghi nhận bức xạ gamma phát ra từ Tc-99m. Hệ thống đầu dò và bộ phận xử lý hình ảnh tái tạo bản đồ phân bố dược chất trong xương theo thời gian thực. Vùng xương khỏe mạnh thường cho hình ảnh phân bố đều. Vùng xương bệnh lý thể hiện tăng hoặc giảm mức hấp thu, phản ánh sự bất thường trong chu trình tái tạo xương.
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp thu dược chất:
| Yếu tố | Ảnh hưởng lên hình ảnh |
|---|---|
| Tưới máu xương | Tăng tưới máu dẫn đến tăng hấp thu, giảm tưới máu tạo vùng lạnh. |
| Mức độ chuyển hóa | Khu vực tái tạo xương mạnh hấp thu cao hơn. |
| Tổn thương cấu trúc | Vùng hoại tử hoặc thiếu máu cục bộ có xu hướng giảm hấp thu. |
Quy trình thực hiện
Quy trình xạ hình xương gồm ba giai đoạn: tiêm dược chất phóng xạ, chờ phân bố và chụp xạ hình. Ở giai đoạn đầu, bệnh nhân được tiêm Tc-99m diphosphonate vào tĩnh mạch ngoại vi. Dược chất sẽ theo dòng máu tới hệ xương trong vài phút đầu tiên và bắt đầu gắn vào các vị trí đang tái tạo xương. Thường không có cảm giác khó chịu vì liều phóng xạ rất thấp và kỹ thuật tiêm tương tự các thủ thuật tiêm tĩnh mạch khác.
Giai đoạn chờ phân bố kéo dài 2 đến 4 giờ nhằm đảm bảo phần dược chất không gắn vào xương đã được đào thải qua thận. Bệnh nhân được hướng dẫn uống nhiều nước và đi tiểu thường xuyên để giảm lượng phóng xạ tồn lưu trong mô mềm. Trong thời gian chờ, bệnh nhân sinh hoạt bình thường và không bị hạn chế vận động.
Khi chụp, bệnh nhân nằm trên bàn máy gamma camera. Quá trình ghi hình mất khoảng 30 đến 60 phút tùy vào mục đích khảo sát. Một số trường hợp đặc biệt như nghi viêm xương cấp hoặc đánh giá tưới máu sẽ yêu cầu kỹ thuật xạ hình ba pha.
- Pha tưới máu: ghi hình ngay khi tiêm.
- Pha mô mềm: ghi sau vài phút.
- Pha xương: ghi sau 2 đến 4 giờ.
Các chỉ định thường gặp
Xạ hình xương đóng vai trò quan trọng trong đánh giá bệnh lý ung thư. Nhiều loại ung thư như vú, tuyến tiền liệt và phổi có xu hướng lan đến xương. Giai đoạn di căn xương có thể xuất hiện rất sớm và không gây triệu chứng rõ ràng. Xạ hình xương giúp phát hiện những điểm tăng hấp thu gợi ý di căn ngay cả khi X quang hoặc CT chưa thấy thay đổi rõ. Điều này hỗ trợ bác sĩ trong việc đánh giá giai đoạn bệnh, lên kế hoạch điều trị và theo dõi đáp ứng.
Kỹ thuật này cũng hữu ích trong chấn thương và bệnh lý chuyển hóa xương. Các gãy xương kín đáo, viêm xương, hoại tử vô mạch hay bệnh Paget thường được nhận biết qua mô hình hấp thu bất thường. Viêm xương thường cho hình ảnh tăng hấp thu mạnh ở cả ba pha của xạ hình ba pha. Gãy xương bị che lấp trên X quang sẽ được phát hiện nhờ sự tăng hoạt tính tái tạo xương tại vị trí tổn thương.
Một số chỉ định điển hình:
- Sàng lọc di căn xương ở bệnh nhân ung thư nguy cơ cao.
- Đánh giá viêm xương mạn hoặc cấp.
- Phát hiện gãy xương kín đáo sau chấn thương.
- Khảo sát đau xương không rõ nguyên nhân.
- Đánh giá bệnh lý chuyển hóa như Paget hoặc rối loạn tạo xương.
Hạn chế và chống chỉ định
Xạ hình xương cung cấp độ nhạy cao nhưng không phải là công cụ chuyên biệt cho từng bệnh. Nhiều rối loạn khác nhau như viêm, thoái hóa, gãy xương, di căn hoặc thậm chí thay đổi sau phẫu thuật đều có thể tạo ra vùng tăng hấp thu tương tự nhau. Điều này khiến kỹ thuật thiếu đặc hiệu nếu không kết hợp với thông tin lâm sàng, xét nghiệm và các kỹ thuật hình ảnh hỗ trợ như CT hoặc MRI. Bác sĩ lâm sàng thường phải đối chiếu mô hình hấp thu với vị trí đau, yếu tố thời gian và bệnh sử để xác định ý nghĩa thực sự của hình ảnh.
Một hạn chế khác là khả năng giải phẫu của xạ hình xương kém hơn so với CT hoặc MRI. Gamma camera chỉ phản ánh phân bố dược chất nhưng không thể mô tả rõ cấu trúc tổn thương. Trong một số trường hợp, đặc biệt là tổn thương cột sống hoặc khớp phức tạp, SPECT hoặc SPECT/CT được sử dụng để tăng khả năng định vị. Dù vậy, không phải cơ sở y tế nào cũng trang bị đầy đủ hệ thống này, dẫn đến giới hạn về chẩn đoán.
Chống chỉ định tương đối bao gồm phụ nữ mang thai vì nguy cơ phơi nhiễm phóng xạ cho thai nhi. Trường hợp bắt buộc phải chụp, bác sĩ cần đánh giá lợi ích và nguy cơ kỹ lưỡng. Người bệnh suy thận nặng cũng cần thận trọng vì khả năng thải trừ dược chất giảm, có nguy cơ lưu giữ phóng xạ cao hơn trong cơ thể. Một số bệnh nhân dị ứng với thành phần dược chất phóng xạ cũng cần được khai thác tiền sử rõ ràng.
- Phụ nữ mang thai: hạn chế tối đa trừ khi không có lựa chọn khác.
- Suy thận nặng: cân nhắc liều và theo dõi đào thải.
- Dị ứng với diphosphonate: hiếm gặp nhưng cần đánh giá trước thủ thuật.
Giải thích hình ảnh
Hình ảnh xạ hình xương phản ánh sự khác biệt về hoạt động sinh học giữa các vùng xương. Vùng tăng hấp thu xuất hiện sáng rõ hơn, gợi ý tăng chuyển hóa. Điều này thường gặp trong di căn xương dạng tạo xương, viêm xương, gãy xương mới hoặc vùng đang hồi phục sau phẫu thuật. Tuy nhiên, một vùng tăng hấp thu không luôn đồng nghĩa ung thư. Các bệnh lành tính vẫn có thể tạo nên tín hiệu tương tự nếu mô xương đang tái tạo mạnh. Vì vậy, bác sĩ thường theo dõi mô hình phân bố, đối xứng và vị trí để tăng độ chính xác.
Vùng giảm hấp thu thường hiếm gặp hơn nhưng có giá trị quan trọng. Những vị trí này có thể phản ánh hoại tử, giảm tưới máu hoặc các khối u phá hủy xương không tạo phản ứng tạo xương. Trong trường hợp hoại tử vô mạch, vùng tổn thương có thể tạo hình ảnh “lạnh”, khác biệt hoàn toàn với mô xung quanh. Khi gặp hình ảnh bất thường kiểu này, bác sĩ thường yêu cầu thêm MRI do MRI thể hiện rõ hơn rối loạn tưới máu.
Vai trò của xạ hình ba pha cũng được xem xét khi có nghi ngờ viêm xương. Sự tăng hấp thu ở cả ba pha (tưới máu, mô mềm, và pha xương) là dấu hiệu đặc trưng cho viêm xương cấp. Ngược lại, nếu gãy xương kín đáo, pha tưới máu và mô mềm có thể bình thường trong khi pha xương tăng hấp thu rõ. Phân tích hành vi hấp thu theo từng pha giúp phân biệt nhiều tình trạng tưởng như tương đồng.
| Kiểu hấp thu | Nguyên nhân thường gặp |
|---|---|
| Tăng hấp thu lan tỏa | Bệnh Paget, tăng chuyển hóa xương toàn thân, thiếu vitamin D nặng |
| Tăng hấp thu khu trú | Gãy xương, di căn, viêm xương, thoái hóa |
| Giảm hấp thu | Hoại tử vô mạch, khối u phá hủy xương mạnh, giảm tưới máu |
Sự khác biệt giữa xạ hình xương và các phương pháp khác
Xạ hình xương nhấn mạnh vào chức năng sinh học, trong khi các kỹ thuật như X quang hay CT chú trọng cấu trúc. Ở giai đoạn rất sớm của bệnh lý, cấu trúc xương có thể chưa thay đổi. Điều này khiến CT hoặc X quang không phát hiện được bất thường trong khi xạ hình đã nhận diện vùng chuyển hóa cao. Sự khác biệt này tạo ưu thế cho xạ hình trong phát hiện di căn xương hoặc viêm xương giai đoạn sớm.
MRI đóng vai trò mạnh trong mô mềm và chi tiết cấu trúc, đặc biệt là tủy xương. Tuy nhiên, MRI không khảo sát toàn thân nhanh như xạ hình xương và không phản ánh trực tiếp hoạt động tạo xương. Một số bệnh nhân đặt thiết bị kim loại cũng khó thực hiện MRI. PET/CT với FDG cho độ nhạy cao ở ung thư chuyển hóa mạnh nhưng không phải loại di căn xương nào cũng hấp thu FDG. Một số di căn dạng tạo xương hấp thu FDG thấp nhưng lại hiện rõ trên xạ hình xương.
Bảng so sánh:
| Kỹ thuật | Điểm mạnh | Hạn chế |
|---|---|---|
| Xạ hình xương | Nhạy cao với thay đổi chuyển hóa, khảo sát toàn thân | Đặc hiệu thấp, chi tiết giải phẫu hạn chế |
| CT | Hiển thị chi tiết cấu trúc tốt | Kém nhạy ở giai đoạn sớm |
| MRI | Đánh giá mô mềm và tủy xương xuất sắc | Tốn thời gian, giới hạn ở bệnh nhân có dụng cụ kim loại |
| PET/CT | Độ nhạy cao với ung thư chuyển hóa mạnh | Chi phí cao, không hiệu quả ở một số loại di căn tạo xương |
Tính an toàn và liều phóng xạ
Liều phóng xạ dùng trong xạ hình xương được đánh giá là tương đối an toàn đối với phần lớn bệnh nhân. Lượng Tc-99m sử dụng chỉ tương đương hoặc thậm chí thấp hơn so với một số kỹ thuật CT ngực liều thấp. Dược chất chủ yếu được đào thải qua thận trong vòng 24 đến 48 giờ, vì vậy uống nhiều nước sau chụp là biện pháp đơn giản để giảm phơi nhiễm cho cơ thể.
Nhân viên y tế luôn áp dụng nguyên tắc ALARA (As Low As Reasonably Achievable) để giảm tối đa liều phơi nhiễm mà vẫn đảm bảo chất lượng hình ảnh. Trẻ em, phụ nữ cho con bú và người suy thận được điều chỉnh liều phù hợp. Trường hợp phụ nữ cho con bú có thể được khuyến cáo ngưng cho bé bú trong một khoảng thời gian tùy theo loại dược chất, nhằm tránh trẻ hấp thu phóng xạ qua sữa mẹ.
Một số lưu ý an toàn:
- Uống nhiều nước sau khi chụp để tăng đào thải phóng xạ.
- Tránh tiếp xúc gần trẻ nhỏ hoặc phụ nữ mang thai trong vài giờ đầu nếu có thể.
- Thông báo tiền sử dị ứng hoặc bệnh thận cho bác sĩ trước khi chụp.
Ứng dụng lâm sàng mở rộng
Xạ hình xương không chỉ dùng để tìm tổn thương mà còn có giá trị trong theo dõi điều trị. Ở bệnh nhân ung thư di căn xương, bác sĩ có thể sử dụng các lần chụp định kỳ để đánh giá đáp ứng thuốc hoặc phát hiện tổn thương mới. Mô hình hấp thu thay đổi theo thời gian giúp xác định liệu phác đồ điều trị có đạt hiệu quả hay không. Ở bệnh lý viêm, sự giảm dần của vùng tăng hấp thu theo thời gian là dấu hiệu cải thiện.
Kỹ thuật SPECT và SPECT/CT là bước tiến quan trọng vì cung cấp góc nhìn ba chiều và chi tiết giải phẫu đầy đủ hơn. Điều này giúp bác sĩ phân biệt rõ đâu là tổn thương do thoái hóa, đâu là di căn hoặc viêm xương. Ở vùng cột sống, SPECT/CT đặc biệt hữu ích khi nhiều cấu trúc chồng lên nhau khiến xạ hình hai chiều khó phân biệt.
Ngoài ra, xạ hình xương có thể hỗ trợ phát hiện biến chứng sau phẫu thuật như lỏng dụng cụ cố định, viêm quanh khớp nhân tạo hoặc phản ứng bất thường quanh vị trí ghép xương. Sự kết hợp giữa hình ảnh chức năng và cấu trúc tạo nên ưu thế mà nhiều kỹ thuật chỉ đơn lẻ không mang lại.
Tài liệu tham khảo
Các bài báo, nghiên cứu, công bố khoa học về chủ đề xạ hình xương:
- 1
- 2
- 3
- 4