Ứng dụng thiết bị gia tốc Cyclotron của GE trong y học chính xác
Mỗi buổi sáng, một chuyến bay đặc biệt mang theo chất đồng vị phóng xạ được cất cánh từ Helsinki, Phần Lan đến Örebro, Thụy Điển. Các hợp chất phóng xạ này rất cần thiết cho việc quét hình ảnh phân tử, cho thấy quá trình trao đổi chất bên trong tế bào. Bác sĩ Y học hạt nhân Håkan Geijer và các đồng nghiệp của ông tại Bệnh viện Đại học Örebro sử dụng phương pháp chụp cắt lớp phát xạ position (PET) để chẩn đoán và xác định hướng điều trị bệnh. Bệnh viện Đại học Örebro sử dụng dược chất đánh dấu phóng xạ từ một công ty thương mại ở Phần Lan, vì vậy Geijer và các đồng nghiệp của ông chỉ làm việc với những hợp chất tồn tại sau chuyến đi 350 dặm.
Vào thời điểm máy bay từ Helsinki hạ cánh, chỉ một nửa số thành phần phóng xạ trong đó được sử dụng. Điều này gây hạn chế hình ảnh lâm sàng mà các bác sĩ tại Örebro có thể cung cấp. Cùng với đó, việc vận chuyển này phụ thuộc rất nhiều vào sự thay đổi thất thường của thời tiết. Geijer chia sẻ: “Vào mỗi mùa đông, khi sân bay có nhiều sương mù thì máy bay không thể hạ cánh. Chính vì thế, chúng tôi không nhận được bất kỳ hợp chất nào và tất cả bệnh nhân ngày hôm đó đều không được điều trị”. Bất kỳ sự chậm trễ nào cũng có thể ảnh hưởng đến lịch trình điều trị, điều này vừa gây căng thẳng cho bác sĩ vừa gây nguy hiểm cho bệnh nhân.
Vào tháng 4 vừa qua, Bệnh viện Đại học Örebro đã lắp đặt Cyclotron - một thiết bị gia tốc hoàn toàn mới của GE Healthcare nặng 20 tấn, hứa hẹn cung cấp đủ chất đồng vị phóng xạ cho hàng trăm ca điều trị mỗi ngày. Với các dược chất đánh dấu phóng xạ được cung cấp tại chỗ, các bác sĩ lâm sàng của Örebro có thể chẩn đoán bệnh bằng cách sử dụng các đồng vị có tuổi thọ ngắn hơn để đánh giá các quá trình trong cơ thể như lưu lượng máu và chức năng tim. Thiết bị Cyclotron mới hứa hẹn sẽ đảm bảo nguồn cung cấp ổn định, đẩy nhanh thời gian chẩn đoán bệnh nhân và đem lại kết quả chính xác nhất.
Trên thực tế, thiết bị tại Örebro là chiếc Cyclotron thứ 500 GE Healthcare đã lắp đặt và là một trong những sản phẩm mới nhất của hãng từ năm 2018. Ở những vùng thiết bị Cyclotron vẫn còn khan hiếm, bệnh nhân gặp nhiều khó khăn trong việc thăm khám và điều trị, do đó mỗi lần sản phẩm được lắp đặt là một lần mở rộng cơ hội người bệnh tiếp cận với chất lượng chăm sóc cao hơn. Do chu kỳ bán rã của các đồng vị, các thiết bị Cyclotron phải được lắp đặt ở khoảng cách nhất định để có được các đồng vị hoạt động cho bệnh nhân.
Geijer và nhóm bác sĩ Y học hạt nhân Håkan Geijer (ngoài cùng bên phải) và các đồng nghiệp của ông tại Bệnh viện Đại học Örebro quan sát sự xuất hiện của cyclotron (hình trên). Nguồn: GE Healthcare
Để tạo ra dược chất đánh dấu phóng xạ, mỗi cyclotron tạo ra các trường điện từ lớn làm tăng tốc các hạt mang điện lên gần 1/5 tốc độ của ánh sáng, hoặc khoảng 37.000 dặm một giây. Sàng lọc theo đường xoắn ốc, các ion va đập vào các nguyên tử được lựa chọn theo các đặc tính hóa học cụ thể của chúng. Các vụ va chạm gây ra phản ứng hạt nhân, tạo ra các đồng vị phóng xạ phát ra năng lượng khi chúng chuyển về dạng ổn định hơn.
Sau đó, các kỹ thuật viên liên kết các đồng vị với các hóa chất không hoạt tính, được gọi là chất mang, mà các tế bào cụ thể tiêu thụ như một phần của quá trình bình thường. Ví dụ, chất mang phổ biến nhất – glucose có xu hướng kết tụ trong các mô thiếu năng lượng như khối u. Trong khoảng một giờ, các kỹ thuật viên có thể tạo ra một chất lỏng đánh dấu để bệnh nhân tiêm hoặc nuốt vào trước khi chụp ảnh chẩn đoán bệnh. Cùng với quá trình di chuyển trong các tế bào, các đồng vị phóng xạ phát ra năng lượng giúp máy PET phát hiện và được nhận dưới dạng điểm ánh sáng trên bản quét. Các bác sĩ sẽ tìm kiếm những vùng sáng bất thường để chẩn đoán ung thư và các bệnh khác cho bệnh nhân.
Việc quét PET cho thấy hoạt động của các tế bào riêng lẻ, từ đó cung cấp một cái nhìn chính xác về tình trạng cơ thể người bệnh. Geijer bày tỏ: “Với PET, chúng tôi có thể tiếp cận chính xác hơn vị trí khối u, và nếu nó đã di căn PET cũng có thể hiển thị ở cấp độ tế bào đem lại hiệu quả trong quá trình điều trị”. Karin Granath, Quản lý cấp cao của Cyclotron & TRACERcenter tại GE Healthcare cho biết: “Nếu thuốc không hiệu quả, bạn nên thay đổi liệu trình ngay lập tức. Với PET, chúng tôi không cần phải chờ kết quả xem khối u có nhỏ hay không, bởi điều đó đôi khi là quá muộn”.
Các đồng vị do Cyclotron tạo ra cũng rất quan trọng trong việc chẩn đoán trị liệu (sự kết hợp giữa điều trị và chẩn đoán). Với cách tiếp cận này, các bác sĩ chụp X-quang sử dụng các đồng vị trong khi quét PET để tìm các protein trên các tế bào ác tính liên kết với các phân tử mang. Nếu chất mang gắn vào các protein đó, sẽ dễ dàng nhận ra khối u trên hình ảnh thu được. Sau đó, các kỹ thuật viên gắn các đồng vị tiêu diệt ung thư vào các phân tử mang giống hệt nhau, đưa quá trình điều trị vào cùng các tế bào phát sáng trên máy quét PET.
Erez Levy, Quản lý cấp cao phụ trách hình ảnh phân tử của GE Healthcare chia sẻ về thiết bị Cyclotron của hãng: “Bạn sẽ thấy chính xác những gì bạn được điều trị.”
Với phương pháp chẩn đoán trị liệu, bác sĩ chuyên khoa có thể điều chỉnh phương pháp điều trị phù hợp với các tế bào khối u của bệnh nhân. Khác với phương pháp hóa trị hoặc xạ trị truyền thống, phương pháp chẩn đoán trị liệu bao gồm những loại thuốc có chứa nguyên tố phóng xạ kết hợp với một nuclit phóng xạ và một phân tử liên kết với các tế bào ung thư. Điều này giúp vừa làm tiêu biến các tế bào ung thư vừa hạn chế bức xạ đến các tế bào khỏe mạnh khác. Trong hai năm qua, phương pháp chẩn đoán trị liệu đã trở thành một liệu pháp ngày càng phổ biến, mang đến hy vọng cho nhiều bệnh nhân mắc bệnh giai đoạn nặng niềm hy vọng mới
Tại Örebro, các bác sĩ lâm sàng mong muốn mở rộng khả năng của các thiết bị chụp chiếu. Geijer cho biết: “Chúng tôi luôn cố gắng đưa ra chẩn đoán chính xác nhất cho bệnh nhân. Để làm được điều đó, chúng ta cần dược chất đánh dấu phóng xạ tốt. Và, Cyclotron là một phần không thể thiếu trong việc chăm sóc bệnh nhân của chúng tôi”.