Nghiên cứu chế tạo thiết bị chẩn đoán ung thư sớm

- TRỊNH XUÂN CƯỜNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THIẾT BỊ CHẨN ĐOÁN UNG THƯ SỚM LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC VẬT LÝ KỸ THUẬT Hà Nội – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI.
- TRỊNH XUÂN CƯỜNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THIẾT BỊ CHẨN ĐOÁN UNG THƯ SỚM Chuyên ngành: VẬT LÝ KỸ THUẬT LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS.
- 4 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN UNG THƢ SỚM 1.1 Chẩn đoán lâm sàng bệnh ung thƣ.
- 10 1.2 Các phƣơng pháp chẩn đoán cận lâm sàng.
- 15 1.3 Chẩn đoán tế bào học.
- 20 1.4 Chẩn đoán giai đoạn.
- 21 1.5 Phân tích các phƣơng pháp chẩn đoán ung thƣ vú sớm hiện nay.
- Cơ sở vật lý của thiết bị chẩn đoán ung thƣ vú sớm.
- 49 CHƢƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết quả thiết kế chế tạo thiết bị chẩn đoán ung thƣ sớm (ECDD.
- Luận văn thạc sĩ Ngành Vật Lý Kỹ Thuật 1 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên tiếng Anh Ý nghĩa WHO World Health Organization Tổ chức Y tế thế giới SPECT Single Photon Emission Computed Tomography Chụp cắt lớp đơn photon PET Positron Emission Tomography Chụp cắt lớp phát xạ positron CT CT - Scanner Chụp X quang cắt lớp điện toán MRI Magnetic Resonance Imaging Chụp cộng hưởng từ hạt nhân OTC Optical Coherence Tomography Chụp cắt lớp quang học PSA Prostatic Specific Antigen Kháng nguyên đặc hiệu tuyến tiền liệt GC Gamma - camera Máy chụp xạ hình ECDD Early Cancer Detection Device Thiết bị chẩn đoán ung thư sớm CEA Carcino Embryonic Antigen Kháng nguyên ung thư phôi thai LDH Lactate dehydrogenase Tên một loại sản phẩm chuyển hóa FOBT Fecal Occult Blood Test Xét nghiệm máu tiềm ẩn trong phân AFP Alpha fetoprotein Tên một loại protein DNA Deoxyribonucleic acid Axít deoxyribonucleic TM Tumor marker Chất chỉ điểm ung thư Luận văn thạc sĩ Ngành Vật Lý Kỹ Thuật 2 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Nguyên tố đồng vị phóng xạ dùng cho máy PET và PET/CT.
- 16 Bảng 1.2 Các chất chỉ điểm trong chẩn đoán ung thư.
- 55 Bảng 3.3 Danh sách các tình nguyện viên kiểm tra ung thư vú .
- 57 Bảng 3.4 Danh sách các bệnh nhân kiểm tra ung thư vú .
- 55 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hình ảnh chụp X quang vú.
- 23 Hình 1.2 Hình ảnh chụp cộng hưởng từ tuyến vú.
- 25 Hình 1.3 Nhũ ảnh ở vú phải và MRI tuyến vú.
- 25 Hình 1.4 Hình ảnh ung thư vú giai đoạn I.
- 27 Hình 1.5 Hình ảnh ung thư vú giai đoạn II.
- 28 Hình 1.6 Hình ảnh ung thư vú giai đoạn III.
- 29 Hình 1.7 Hình ảnh ung thư vú giai đoạn IV.
- 32 Hình 2.2 Chuyển dời lượng tử.
- 36 Luận văn thạc sĩ Ngành Vật Lý Kỹ Thuật 3 Hình 2.4 Ảnh chụp cắt lớp quang học của ung thư tuyến vú.
- 38 Hình 2.5 Sơ đồ chức năng của IC nâng áp TK11851L.
- 42 Hình 2.6 Sơ đồ chức năng của IC ổn dòng LM2576.
- 47 Hình 2.11 Sơ đồ mạch cảm biến hồng ngoại.
- 48 Hình 2.12 Sơ đồ thiết kế vỏ thiết bị.
- 49 Hình 2.13 Vật liệu làm đầu chiếu thiết bị.
- 50 Hình 3.1 Ảnh thiết bị ECDD khi lắp ráp hoàn thiện.
- 51 Hình 3.2 Ảnh đo cường độ sáng của thiết bị ECDD.
- 52 Hình 3.3 Ảnh thiết bị ECDD soi xuyên qua các lớp mô.
- 54 Hình 3.4 Ảnh kiểm tra sự tăng nhiệt của thiết bị ECDD.
- 54 Hình 3.5 Ảnh kiểm tra ung thư vú của tình nguyện viên Đỗ Kim Huyền.
- 56 Hình 3.6 Ảnh tổng hợp kết quả kiểm tra ung thư vú bằng thiết bị ECDD.
- 58 Hình 3.7 Ảnh MRI và ảnh chụp ECDD của bệnh nhân Nguyễn Thị H.
- 59 Hình 3.8 Ảnh MRI và ảnh chụp ECDD của bệnh nhân Vũ Thị L.
- 60 Hình 3.9 Ảnh chụp ECDD và MRI của bệnh nhân kiểm tra ung thư vú.
- 62 Luận văn thạc sĩ Ngành Vật Lý Kỹ Thuật 4 MỞ ĐẦU Ngày nay khoa học đã phát hiện hơn 200 loại ung thư khác nhau, mỗi loại đều có các triệu chứng, phương pháp điều trị và chẩn đoán riêng.
- Báo cáo về ung thư trên toàn cầu năm 2015 của tổ chức Y tế thế giới (WHO) tiếp tục đánh hồi chuông báo động về tốc độ tăng số lượng ung thư, đặc biệt là ở các quốc gia đang phát triển.
- Theo ghi nhận của WHO, mỗi năm trên thế giới có 14 triệu ca ung thư được phát hiện mới và 8,2 triệu bệnh nhân tử vong vì ung thư.
- Riêng ở Việt Nam, PGS.TS Lê Văn Thảo - Phó chủ tịch thường trực Hội ung thư Hà Nội cho biết, mỗi năm nước ta có tới 150.000 trường hợp mới mắc ung thư và khoảng 75.000 ca tử vong do ung thư.
- Ước tính tới năm 2020 Việt Nam sẽ có 25.000 trường hợp mới mắc ung thư vú ở phụ nữ .
- Theo thống kê của WHO, 5 loại ung thư hàng đầu gặp ở nam giới là: ung thư phổi, gan, đại trực tràng, dạ dày, vòm hầu (chiếm 57,1% tất cả các vị trí ung thư).
- Trong khi đó ở nữ giới, 5 loại ung thư hàng đầu thường gặp là: ung thư vú, cổ tử cung, đại trực tràng, phổi, tuyến giáp (chiếm 61,6% tất cả các vị trí ung thư).
- Hiểm họa ung thư đẩy bệnh nhân đến việc đối mặt với gánh nặng kép, song hành cùng nguy cơ tử vong cao là gánh nặng về chi phí điều trị đeo đuổi suốt cuộc đời .
- Chẩn đoán phát hiện sớm ung thư có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc đưa ra liệu pháp và kết quả điều trị ung thư, tăng tỷ lệ sống của bệnh nhân.
- Lịch sử phát hiện và chẩn đoán ung thư đã trải qua nhiều năm, từ việc thăm khám lâm sàng: nhìn, sờ, gõ, nghe đến các giai đoạn xét nghiệm cận lâm sàng: chẩn đoán tế bào học trên kính hiển vi thường có độ phóng đại lớn, đến kính hiển vi điện tử có độ phóng đại gấp hàng nghìn lần so với kính hiển vi quang học thường.
- Ngày càng có nhiều phương tiện hỗ trợ cho việc chẩn đoán nhanh và có độ chính xác cao, cho phép chúng ta tiếp cận với hầu hết các ngóc ngách trong cơ thể và các loại ung thư nằm sâu trong nội tạng như: siêu âm, phương pháp chẩn đoán Y học hạt nhân: SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography), PET (Positron Emission Tomography), X quang qui ước và CT, MRI, nội soi (bao gồm cả nội soi sinh thiết).
- Luận văn thạc sĩ Ngành Vật Lý Kỹ Thuật 5 Xuyên suốt bề dày lịch sử phát triển ấy con người ngày càng chủ động trong lĩnh vực chẩn đoán sớm ung thư .
- Dựa vào những hiểu biết mới về ung thư như: thời gian nhân đôi của khối u, khả năng miễn dịch và khỏi bệnh tự phát, tiến triển của ung thư theo giai đoạn lâm sàng gồm khối u - hạch vùng - di căn và loại tế bào mô học, mô bệnh học.
- đã giúp cho y học hiện đại nhận thức được rõ ràng việc phát hiện và chẩn đoán sớm ung thư sẽ có ảnh hưởng quan trọng đến phương pháp, kết quả điều trị và tiên lượng bệnh.
- Chẩn đoán sớm ung thư tức là chúng ta tìm ra những tổn thương từ khi chúng chưa có biểu hiện lâm sàng, hay còn gọi giai đoạn tiền lâm sàng của ung thư.
- Tuy nhiên, đây là việc hết sức khó khăn vì ở giai đoạn này kích thước khối u thường quá bé, 1 ÷ 2 cm (tương đương với tế bào) đã có khả năng di căn xa là rất lớn và trở thành ổ ung thư thứ phát.
- Chính vì thế đã có nhiều trường hợp ung thư không có triệu chứng lâm sàng gì, nhưng khi được phát hiện và chẩn đoán đã là giai đoạn muộn, xâm lấn rộng và có di căn xa.
- Cũng trong giai đoạn này, y học có khả năng chữa khỏi bệnh hoàn toàn tối thiểu 50% các trường hợp ung thư hay ít nhất thời gian bệnh nhân được sống thêm sẽ kéo dài hơn so với trước .
- Ngày nay vấn đề chẩn đoán sớm ung thư đã có mục tiêu cụ thể hơn, đó là phát hiện ung thư tại chỗ, ung thư giai đoạn 0, ung thư nội biểu mô, ung thư tiền xâm nhập (tùy theo cách gọi của từng tác giả), tức là ung thư chưa có xâm lấn, di căn và khả năng chữa khỏi đạt xấp xỉ 100%.
- Tuy nhiên vấn đề đặt ra là muốn chẩn đoán sớm ung thư cần phải có nhiều sự hỗ trợ và nỗ lực của cả xã hội bao gồm: y tế, chính phủ và ý thức của mỗi người dân trong việc phát hiện sớm ung thư.
- Ở Mỹ hàng năm người ta phải chi trả 2000 USD cho một trường hợp phát hiện ung thư.
- Trên thế giới, ngoài các phương pháp hiện đại thông dụng, đã có phương pháp kiểm tra nhanh bằng cách chụp cắt lớp quang học (Optical Coherence Tomography - OTC) nhưng hình ảnh không rõ nét và thường nhầm lẫn với u lành, vùng bị sưng viêm… Ở Việt Nam, chưa có cơ sở nào nghiên cứu và sản xuất thiết bị chẩn đoán ung thư nhanh bằng phương pháp thu phổ năng lượng mô phỏng hình ảnh khối u.
- Các bệnh viện lớn ở nước ta đã nhập các thiết bị chẩn đoán (như siêu âm, cộng Luận văn thạc sĩ Ngành Vật Lý Kỹ Thuật 6 hưởng từ, chụp cắt lớp, các máy phân tích sinh hoá) phục vụ cho nghiên cứu lâm sàng, điều trị… Do các thiết bị trên hiện đại và có giá thành nhập ngoại cao (hàng trăm nghìn USD) nên các cơ sở y tế tuyến dưới không trang bị được.
- Tại phòng thí nghiệm Cộng hưởng từ & Quang điện tử chúng tôi đã bước đầu tiến hành nghiên cứu chế tạo thiết bị chẩn đoán ung thư sớm theo nguyên lý mô phỏng hình ảnh hấp thụ năng lượng của khối ung thư (đặc biệt là ung thư vú và các loại ung thư nông).
- Với nhiệm vụ đưa ra những nghiên cứu ban đầu về thiết bị chẩn đoán ung thư sớm chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài trên, để có các ứng dụng có thể triển khai được trong điều kiện Việt Nam [2, 34].
- Bước đầu nghiên cứu, chế tạo được thiết bị chẩn đoán ung thư vú sớm.
- Xây dựng một phương pháp mới trong chẩn đoán nhanh về ung thư bằng thiết bị thương hiệu Việt, có giá thành rẻ, không gây tác dụng phụ và có độ tin cậy cao.
- Kết cấu luận văn gồm 3 chương: Chƣơng 1: Tổng quan về các phương pháp chẩn đoán ung thư sớm.
- Luận văn thạc sĩ Ngành Vật Lý Kỹ Thuật 7 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN UNG THƢ SỚM 1.1 Chẩn đoán lâm sàng bệnh ung thƣ Mỗi loại ung thư có triệu chứng lâm sàng riêng và người ta chia thành 2 nhóm triệu chứng chính sau đây: Triệu chứng sớm và triệu chứng lâm sàng rõ rệt.
- 1.1.1 Chẩn đoán sàng lọc Các dấu hiệu lâm sàng xuất hiện tương đối sớm, giúp ta có thể chẩn đoán sớm được một số bệnh ung thư.
- Ung thư được phát hiện ở giai đoạn càng sớm thì tỷ lệ chữa khỏi càng cao.
- Sàng lọc và phát hiện sớm luôn là một trong 4 ưu tiên của chương trình phòng chống ung thư các nước đặc biệt là các nước phát triển.
- Sàng lọc là cách đánh giá mỗi cá thể hay cộng đồng khoẻ mạnh về mặt lâm sàng, nhằm phát hiện ung thư tiềm ẩn hay thương tổn tiền ung thư để điều trị khỏi.
- Mục tiêu của sàng lọc nhằm giảm tỷ lệ tử vong do ung thư .
- Thường chẩn đoán ra bệnh khi u nhỏ, hạch di căn ít hơn những người không thực hành tự khám vú.
- Chụp vú không chuẩn bị được sử dụng rộng rãi trong việc xác định bệnh cũng như cho việc sàng lọc ung thư vú.
- Sàng lọc ung thƣ cổ tử cung Ung thư xâm lấn cổ tử cung có thể được phòng ngừa nếu sàng lọc được tiến Luận văn thạc sĩ Ngành Vật Lý Kỹ Thuật 8 hành bởi sự chính xác của PAP test hay tế bào học âm đạo mỗi năm một đến hai lần ở phụ nữ trên 30 tuổi đã có gia đình.
- Bởi ích lợi của việc sàng lọc ung thư cổ tử cung đã làm giảm 30% các trường hợp ung thư xâm lấn.
- Vừa chẩn đoán vừa điều trị các ung thư tiền xâm lấn.
- Sàng lọc ung thƣ đại tràng và trực tràng Ở nhiều nước phát triển, ung thư đại trực tràng đứng hàng thứ 2 sau ung thư phổi.
- Các xét nghiệm sàng lọc cho thấy khoảng 2% FOBT dương tính và giá trị dự đoán của test cho cả u tuyến lành và ung thư từ 20 - 30%.
- Sàng lọc các loại ung thƣ khác + Đối với ung thư gan nguyên phát Luận văn thạc sĩ Ngành Vật Lý Kỹ Thuật 9 Sàng lọc bằng cách định lượng alpha fetoprotein (AFP) trong huyết thanh những đối tượng đã bị viêm gan siêu virus B, những người nghiện rượu, những người xơ gan.
- Đối với ung thư vòm họng Sàng lọc bằng cách định lượng kháng thể IgA của virus Epstein - Barr cho người dân ở vùng hay mắc loại ung thư này.
- Đối với ung thư vùng họng miệng Thăm khám bằng mắt các đối tượng có nguy cơ cao, cần kết hợp với các chương trình giáo dục cho dân chúng (đặc biệt là các đối tượng có thói quen nhai thuốc lá, nhai trầu, hút thuốc, uống rượu) biết lợi ích của việc phát hiện ung thư sớm và các tình trạng tiền ung thư.
- Đối với ung thư tiền liệt tuyến Cả 3 xét nghiệm có khả năng phát hiện bệnh khi chưa có triệu chứng lâm sàng: thăm khám trực tràng bằng tay, siêu âm qua trực tràng, kháng nguyên đặc hiệu của tuyến tiền liệt - PSA (Prostatic Specific Antigen.
- Đối với ung thư tuyến giáp Các đối tượng đã chiếu xạ vào vùng đầu cổ khi còn thơ ấu sẽ có nguy cơ cao cần phải được khám lâm sàng định kỳ, xét nghiệm calcitonin và thyroglobulin.
- Đối với ung thư phế quản phổi Nên chụp X quang phổi định kỳ hàng năm cho những người hút thuốc trên 45 tuổi để phát hiện sớm tổn thương khi các khối u còn nhỏ.
- Đối với ung thư dạ dày Cần làm X quang dạ dày và nội soi trên những bệnh nhân có nguy cơ cao (tuổi, tiền sử của bệnh viêm loét dạ dày mãn tính.
- Đối với ung thư hắc tố Biện pháp quan trọng là quan sát bằng mắt với những cán bộ y tế được huấn luyện tốt.
- Luận văn thạc sĩ Ngành Vật Lý Kỹ Thuật 10 1.1.2 Một số triệu chứng lâm sàng sớm của bệnh ung thƣ Là những dấu hiệu lâm sàng xuất hiện tương đối sớm có thể giúp chẩn đoán sớm được một số bệnh ung thư.
- Ho kéo dài là triệu chứng sớm của ung thư phế quản.
- Xuất huyết, tiết dịch bất thường (khí hư) báo hiệu nhiều bệnh ung thư như : chảy máu bất thường âm đạo báo hiệu ung thư cổ tử cung.
- ỉa ra máu, nhầy báo động ung thư đại trực tràng.
- chảy dịch bất thường đầu núm vú báo động ung thư vú.
- Thay đổi thói quen đại, tiểu tiện báo động ung thư đại trực tràng, ung thư tiết niệu sinh dục.
- Rối lọan tiêu hóa kéo dài có thể là triệu chứng sớm của ung thư đường tiêu hóa: đau bụng âm ỉ kéo dài, đại tiện phân nhầy máu.
- Đau đầu, ù tai một bên là dấu hiệu sớm của ung thư vòm mũi họng.
- Nói khàn, nói khó báo động ung thư thanh quản, nuốt vương, nuốt nghẹn báo động ung thư thực quản.
- Nổi u, cục cứng, phát triển nhanh báo động ung thư vú, ung thư phần mềm.
- Vét loét dai dẳng khó liền báo động ung thư môi, lưỡi, dạ dày.
- Thay đổi tính chất, kích thước nốt ruồi báo hiệu ung thư hắc tố.
- Đau Ở giai đoạn muộn đau là triệu chứng phổ biến, hay gặp ở hầu hết bệnh nhân ung thư.
- Đau là do tổ chức ung thư xâm lấn, phá hủy tổ chức xung quanh, chèn ép dây, rễ thần kinh, gây ra bít tắc (ung thư đường tiêu hóa, gan, mật, tiết niệu.
- Bệnh nhân có thể chết vì đau, vì suy kiệt do đau gây ra và đây cũng là vấn đề khó giải quyết trong điều trị bệnh ung thư

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt