Xạ hình xương - bệnh viện 103

Ghi hình phóng xạ chẩn đoán bệnh hệ xương khớp

Tuy không đặc hiệu nhưng xạ hình xương là phương pháp duy nhất đánh giá được các trạng thái sinh lý, chuyển hóa và trao đổi chất của hệ xương khớp. Phương pháp đạt độ nhạy cao (>95%), giúp phát hiện sớm di căn ung thư vào xương, chấn thương kín. Xạ hình xương là một trong những phương pháp chẩn đoán Osteosarcoma, Sarcoma Ewing, Chondrosarcoma…

1. Đặc điểm giải phẫu và sinh lý

Bộ xư­ơng ng­ười có nhiều nhiệm vụ: làm giá đỡ cho cơ thể, giúp cơ thể vận động, che chở cho các phủ tạng và tạo máu. Xư­ơng cũng giống những mô liên kết khác gồm những tế bào sống và một số lượng lớn những chất gian bào không sống (nonliving intercellular substance) đó là những chất đã canxi hoá.

Cấu trúc chung của xương gồm 2 phần chính: xư­ơng đặc và x­ương xốp. X­ương đặc (compact bone) là phần ngoài của x­ương. X­ương xốp là phần trong (cancellous bone). Các tế bào máu, mỡ và nhiều mạch máu nằm trong phần này. X­ương đ­ược phân thành 4 loại: x­ương dài (xương ống), x­ương ngắn, xương dẹt và xương không đều (irregular).

Sự khác nhau giữa xư­ơng và các mô liên kết khác là sự canxi hoá. Xương là mô có độ cứng vững chắc. Trong khung x­ương còn có các thành phần khác nh­ư collagen (một cơ chất vô định hình), và chất khoáng.

Tế bào có vai trò quan trọng trong tổng hợp xư­ơng là tạo cốt bào (osteoblast). Tạo cốt bào có nguồn gốc từ tế bào sợi, mô bào, tế bào ngoại mạc ở lớp trong màng xương hay xung quanh những mạch máu trong tuỷ xương hay trong ống Havers. Các tế bào này tiết ra collagen, các collagen đư­ợc trùng hợp để thành sợi và rồi tạo ra một loại mô giống như­ sụn gọi là osteoid.Trong osteoid còn có nhiều thành phần khác nh­ư glycoprotein, phosphoprotein, lipid nhưng vai trò của những chất này trong việc tạo xương ch­ưa rõ. Một thành phần khác chỉ chiếm 10% là dịch ngoại bào và proteoglycan, vai trò của chúng chư­a đ­ược rõ, có thể là tham gia quá trình gắn canxi và phospho vào khung xương.

X­ương có một cấu trúc cứng rắn, như­ng cũng biến động rất nhiều. Xương luôn luôn đ­ược tái tạo, x­ương mới đ­ược tạo thành, xư­ơng cũ đ­ược hấp thu đi. Tạo cốt bào đóng vai trò quan trọng trong việc tạo xư­ơng mới, hoạt động thư­ờng xuyên như­ng lượng xương mới tạo ra không nhiều, chỉ vào khoảng 4% của tất cả bề mặt xư­ơng.

Huỷ cốt bào (osteoclast) do tế bào võng, tế bào ngoại mạc, tế bào sợi trong tuỷ xương tạo thành. Hủy cốt bào làm nhiệm vụ thu dọn các tế bào xư­ơng cũ, hoạt động liên tục, chiếm vào khoảng 1% trên tất cả bề mặt x­ương. Xư­ơng còn có một loại tế bào khác nữa là tế bào xư­ơng (osteocyte). Tế bào xương là những tạo cốt bào bị bắt giữ trong xương trong quá trình khoáng hoá. Tế bào này có thể tham gia vào tạo xư­ơng nh­ưng cũng có thể làm tiêu x­ương.

Quá trình tạo xư­ơng mới và tiêu xư­ơng cũ chịu sự điều khiển của nội tiết tố calcitonin và vitamin D. Nội tiết tố cận giáp làm tăng calci trong huyết tương bằng cách: 1) giảm thải calci ra nư­ớc tiểu, 2) tăng hấp thu calci từ x­ương, 3) tăng hoạt tính của vitamin D. Calcitonin tác dụng ngược với nội tiết tố cận giáp trạng, như­ng tác dụng yếu hơn. Calcitonin làm giảm nồng độ calci trong huyết tư­ơng. Vitamin D với liều lượng nhỏ làm tăng hấp thu calci ở dạ dày, ruột và như­ vậy tăng nồng độ calci trong huyết t­ương và tăng cư­ờng quá trình tạo x­ương. Ngư­ợc lại, với liều lượng lớn sẽ làm tiêu x­ương. 

Có 2 loại khớp x­ương: khớp cứng (synarthrose) và khớp tự do vận động  (diarthrose). Khớp cứng có thể vận động trong một giới hạn rất nhỏ là các khớp xư­ơng mu, khớp của một số thân x­ương sống, những nơi đó có sụn ở giữa hai mặt khớp. Khớp vận động đ­ược là loại khớp có nhiều trên cơ thể ng­ười. Tại những khớp này có màng hoạt dịch bên trong chứa chất hoạt dịch. Bên trong khớp có dây chằng và đĩa đệm. Có một lớp mỏng sụn gọi là sụn khớp, bao bọc quanh đầu xư­ơng chỗ tiếp giáp khớp.

2. Ghi hình xương bằng ĐVPX

Ghi hình xương bằng ĐVPX  (xạ hình xương) dựa trên nguyên lý là các vùng xương bị tổn thương hay vùng xương bị phá hủy thường đi kèm tái tạo xương mà hệ quả là tăng hoạt động chuyển hóa. Nếu các dược chất phóng xạ có chuyển hóa tương đồng với calci thì chúng sẽ tập trung tại các vùng tái tạo xương, chỉ định để phát hiện vùng tăng sinh xương, gãy xương (gãy kín trên X quang không phát hiện được); u xương, cốt tuỷ viêm, khớp giả…

Từ 1970 đến nay, 99mTc-phosphonates là sự lựa chọn phổ biến hàng đầu được sử dụng trong xạ hình xương. Đáp ứng được những yêu cầu về giá thành, độ ổn định, thời gian chụp hình, cho hình ảnh tốt về xương, mô mềm cũng như liều lượng, 99mTc kết hợp với phosphonates đã được sử dụng rộng rãi trong ghi hình hệ thống xương bằng gammar camera. Đầu tiên là nhóm pyrophosphates, sau đó đã thay thế dần bằng diphosphonates như hiện nay: 99mTc-hydroxymethylene diphosphonate (HMDP hoặc HDP) và 99mTc-methylene diphosphonate (MDP) là những dược chất đã được nghiên cứu và cho chất lượng hình ảnh tốt nhất, thanh thải nhanh ra khỏi máu (3 – 4 giờ sau khi tiêm), cho hình ảnh xương rõ hơn, vì nồng độ phóng xạ trong máu và mô thấp. Liều xạ khoảng 20 – 30 mCi đối với người lớn, tiêm tĩnh mạch. Đối với trẻ em liều 250 – 300 mCi/kg, tối thiểu 1 –  2,5 mCi.

99mTc-MDP được chuẩn bị từ một Kit đơn thuần. Sau khi được tiêm vào cơ thể, 99mTc-MDP được phân bố nhanh chóng vào dịch ngoài màng tế bào (extracelluar liquid) và hấp thụ vào xương. 99mTc-MDP tích lũy chủ yếu dựa vào mức độ hoạt động  ở tế bào xương, mặc dù cơ chế tưới máu cũng đóng góp một phần nhất định. Xương ở vùng hoạt động (active bone) sẽ bắt giữ phóng xạ nhiều hơn so với xương đã trưởng thành (mature bone). 99mTc-MDP bao quanh và bắt giữ vào các thành phần chất khoáng trong xương như hydroxyapatite của ma trận xương (osseous matrix). Bên cạnh đó dược chất phóng xạ cũng có thể bắt vào những vị trí ngoài xương như mô mềm nhưng có vôi hóa (dystrophic soft tissue ossification). Khoảng 50% 99mTc-MDP tập trung vào xương, phần còn lại được thải qua thận. Mặc dù mức độ bắt giữ phóng xạ lên cao nhất ở xương xảy ra sau khi tiêm thuốc khoảng 1 giờ, nhưng tỷ lệ phông cao nhất lại gặp từ khoảng 6-12 giờ. Vì vậy cần phải duy trì sự cân bằng giữa thời gian bán hủy ngắn (6 giờ) của 99mTc và sự thuận tiện cho bệnh nhân.  Do đó, việc ghi hình được thực hiện sau khoảng 2-4 giờ sau khi tiêm là hợp lý. Giảm bắt giữ phóng xạ ở một vị trí nào đó thường do giảm tưới máu hoặc nhồi máu (infarction) và do di căn ác tính tiến triển (aggressive metastasis) được gọi là tổn thương lạnh – “cold” lesion.

Xạ hình xương có độ nhạy rất cao, cho hình ảnh tổng quát toàn bộ hệ thống xương, giúp phát hiện những tổn thương lành tính và ác tính. Chính vì vậy, xạ hình xương có một vị trí quan trọng và được sử dụng rộng rãi bên cạnh những phương pháp chẩn đoán hình ảnh khác như CT, MRI, PET.

Ung thư xương tăng tưới máu, tăng chuyển hoá, tăng tạo cốt bào, các phân tử MDP đến nhiều hơn, cho nên hoạt tính phóng xạ ở đó sẽ cao hơn (điểm nóng). Tuy nhiên, đôi khi ở một vài vị trí di căn lại có hiện tượng giảm hoặc mất tập trung hoạt độ phóng xạ và tạo nên một ổ hay một vùng lạnh trên xạ hình, mà vùng này có thể được bao quanh bởi một đường viền “nóng”. Trường hợp như vậy thường xuất hiện ở các bệnh nhân đa u tủy xương, ung thư thận. Khoảng 2% các trường hợp di căn có hiện tượng giảm tập trung hoạt độ phóng xạ.

Một số chỉ định xạ hình xương:

• Bệnh ung thư: phát hiện ung thư xương nguyên phát, di căn xương.
• U xương, nang xương, cốt tủy viêm, viêm khớp nhiễm trùng.
• Chấn thương kín.
• Hoại tử vô mạch, bệnh chuyển hóa: loãng xương, nhuyễn xương…
• Theo dõi xương ghép.
• Đau xương không rõ nguyên nhân…
• Đánh giá đáp ứng điều trị hoá chất, điều trị phóng xạ, điều trị bằng kháng sinh hoặc các điều trị khác.
• Xác định vị trí để chọc dò, sinh thiết xương.
• Xạ hình xương toàn thân:

Xạ hình xương toàn thân với 99mTc-MDP là phương pháp có độ nhạy cao trong phát hiện các tổn thương xương do ung thư di căn. Tuy không đặc hiệu nhưng đây là phương pháp ghi hình chủ yếu dựa trên những biến đổi chức năng ở xương giúp phát hiện sớm các ung thư di căn vào xương (sớm hơn so với phim chụp X quang 3-6 tháng),  gãy rạn nhỏ xương sau tai nạn. Một ưu điểm nổi bật nữa của kỹ thuật này là có thể khảo sát được toàn bộ hệ thống xương nên là xét nghiệm được lựa chọn hàng đầu cho tất cả các bệnh nhân ung thư có nguy cơ di căn xương.

Đặc điểm của xạ hình xương bình thường có thể thay đổi tùy thuộc vào lứa tuổi. Trên hình ảnh xạ hình xương của bệnh nhân dưới 18 tuổi có sự bắt giữ hoạt tính phóng xạ đối xứng ở các vị trí của sụn tăng trưởng (active growth plates) nhưng cũng là nơi hay gặp các bệnh như viêm tủy xương, hoặc u xương nguyên phát. Vì vậy trong những trường hợp này khó có thể xác định tổn thương ở những vị trí trên.

Đối với xạ hình xương của người trưởng thành bình thường, dược chất phóng xạ tập trung đồng đều, cân đối trên toàn bộ hệ thống xương. Có thể  dược chất phóng xạ tập trung hơi cao tại vùng khớp, dây chằng, xương bả vai. Một số vị trí như khớp cùng  chậu, cánh chậu, điểm xương hóa (residual ossification center) ở xương ức và các vị trí sụn sườn tăng hoạt tính phóng xạ theo đặc điểm sinh lý. Bên cạnh đó ở xương sọ vị trí xoang trán, hoặc ổ mắt (orbit) thường có tăng hoạt tính phóng xạ. Riêng cột sống do có những vị trí đường cong sinh lý-gần so với gammar camera hơn nên có thể có mật độ phóng xạ trên xạ hình cao hơn những phần còn lại. Đôi khi tăng hoạt tính phóng xạ xảy ra ở những khớp đang viêm khớp hoạt động (active arthritis). Tại các điểm gãy xương do chấn thương sau 3-5 ngày thường tập trung phóng xạ cao, thậm chí còn kéo dài trong một thời gian dài do quá trình tái tạo xương.

Ngoài ra, hình ảnh phần mềm trên xạ hình xương cũng có những vị trí tăng hoạt tính phóng xạ ở nhu mô tuyến vú, ruột hoặc những vị trí sau phẫu thuật hay chấn thương. Chính vì thế cần phải khai thác kỹ tiền sử bệnh trong khi khám và đọc kết quả xạ hình xương để không đưa ra những nhận định sai lệch. Thận và bàng quang là 2 cơ quan có bắt giữ phóng xạ theo đặc điểm sinh lý trên xạ hình xương toàn thân. Nếu mật độ phóng xạ ở thận ngang bằng hoặc cao hơn so với cột sống thắt lưng thì cũng có khả năng nghĩ đến những bất thường ở thận.

3. Ứng dụng lâm sàng của xạ hình xương

• Phát hiện tổn thương ung thư di căn xương
• Chẩn đoán ung thư xương nguyên phát
• Chẩn đoán u xương lành tính và một số bệnh chuyển hóa trong xương
• Xạ hình xương không có giá trị nhiều để chẩn đoán, tuy nhiên những đặc điểm tổn thương xương do bệnh chuyển hóa cần được nắm rõ để phân biệt với tổn thương di căn.

Nguồn: Bệnh viện 103