Công nghệ CT mới cải thiện khả năng phát hiện u tủy xương

Theo một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Radiology, công nghệ CT mới kết hợp với khả năng giảm nhiễu dựa trên trí thông minh nhân tạo (AI) giúp phát hiện bệnh về xương liên quan đến đa u tủy với liều bức xạ thấp hơn so với CT thông thường. Công nghệ mới, được gọi là CT-đầu dò đếm photon, được đưa vào ứng dụng từ năm 2021 sau nhiều thập kỷ phát triển. Bằng cách chuyển đổi trực tiếp các photon tia X riêng lẻ thành tín hiệu điện, CT-đầu dò đếm photon có thể giảm kích thước pixel của đầu dò và cải thiện độ phân giải không gian của hình ảnh.

CT-đầu dò đếm photon đã chứng minh được khả năng đáp ứng hiệu quả yêu cầu chẩn đoán với liều lượng tốt hơn nhiều so với CT thông thường, cho phép thu được hình ảnh có độ phân giải cao với các vùng rộng trên cơ thể. Kết quả này được các nhà khoa học và bác sỹ tại Mayo đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm tại Phòng khám ở Rochester. Việc cải thiện chất lượng hình ảnh khi quét toàn bộ cơ thể với liều thấp của CT-đầu dò đếm photon đã được thực hiện trên người mắc bệnh đa u tủy, căn bệnh hình thành từ loại tế bào bạch cầu được tìm thấy trong tủy xương gọi là tế bào plasma. Bệnh u tủy xương này có đặc trưng bởi các khu vực xương bị phá hủy ở khoảng 80% bệnh nhân đa u tủy.

Hình ảnh ở một bệnh nhân 71 tuổi bị đa u tủy. Tổn thương lytic (mũi tên nét đứt) trong thân đốt sống ngực và cánh xương chậu trái thấy dễ hơn trên hình ảnh CT-đầu dò đếm photon dọc trục (PCD) không cản quang (giữa; mũi tên liền) so với hình ảnh CT thường (trái).

Tiến sĩ Baffour và các đồng nghiệp (tác giả của công bố) đã so sánh CT-đầu dò đếm photon với CT thông thường toàn thân liều thấp ở 27 bệnh nhân đa u tủy, tuổi trung bình 68 tuổi. Các bệnh nhân được quét toàn bộ cơ thể với cả hai loại CT và được so sánh hình ảnh. Đây là một trường hợp điển hình để minh chứng độ phân giải cực cao của CT-đầu dò đếm photon với liều thấp. Các nhà nghiên cứu cũng đã áp dụng kỹ thuật AI deep-learn được phát triển tại Trung tâm Đổi mới Lâm sàng CT của Mayo Clinic để giảm nhiễu trong các hình ảnh CT-đầu dò đếm photon sắc nét. CT-đầu dò đếm photon có ưu điểm so với CT thông thường, bao gồm: khử nhiễu điện tử, cải thiện độ phân giải không gian và giảm liều bức xạ. CT-đầu dò đếm photon chuyển đổi trực tiếp tia X thành tín hiệu điện, tạo điều kiện thuận lợi cho các đầu dò nhỏ mà không làm giảm hiệu suất hình học và cho phép CT sử dụng nhiều ngưỡng năng lượng.

Hình ảnh chụp bệnh nhân nam 85 tuổi với mảnh ghép stent động mạch chậu từ CT tích hợp (EID-CT) ở 100 kV (bên trái) và CT-đầu dò đếm photon độ phân giải cao (PCD) năng lượng photon từ 20 đến 120 keV (giữa và bên phải). Cả hai lần quét đều sử dụng iều bức xạ 10 mGy.

Chế độ độ phân giải cao của CT-đầu dò đếm photon thể hiện độ phân giải không gian trong mặt phẳng 125 micron và độ phân giải theo chiều dọc 0,3 mm, đây là chế độ nhỏ nhất được công bố cho đến nay đối với hệ thống CT lâm sàng. CT-đầu dò đếm photon cung cấp hình ảnh đa năng lượng có độ phân giải thời gian 66-ms ở chế độ nguồn kép. Giảm nhiễu (đến 47%) hoặc giảm liều (đến 30%) đạt được ở bệnh nhân sử dụng hệ thống CT-đầu dò đếm photon so với hệ thống CT tương tự trang bị đầu dò thông thường. Ví dụ, đối với bệnh động mạch vành, CT-đầu dò đếm photon có thể cung cấp hình ảnh chất lượng chẩn đoán ở những bệnh nhân không phải là đối tượng phù hợp để chụp CT động mạch vành. Điều này giúp nhiều bệnh nhân không phải thực hiện các loại xét nghiệm xâm lấn hơn.

CT-đầu dò đếm photon với tính năng giảm nhiễu từ kỹ thuật AI deep-learn đã chứng minh sự cải thiện về hình ảnh và phát hiện nhiều tổn thương hơn so với CT thông thường. CT-đầu dò đếm photon không chỉ hiệu quả trên bệnh đa u tủy mà còn cho phép tạo ra các lát cắt hình ảnh mỏng hơn. Do đó, CT-đầu dò đếm photon có thể phát hiện nhiều tổn thương hơn so với CT thông thường. Các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ tiến hành các nghiên cứu tiếp theo trên những bệnh nhân có tình trạng tiền đa u tủy để khẳng định CT-đầu dò đếm photon có thể tìm thấy các tổn thương xương dẫn tới bệnh đa u tủy. Họ cũng muốn xem CT-đầu dò đếm photon trong các trường hợp khác, sử dụng liều thấp, chẳng hạn như ở bệnh nhân nhi hoặc bệnh nhân mang thai hoặc các ứng dụng sàng lọc. Hiện đã có những nghiên cứu đang được tiến hành để xác định mức độ có thể giảm liều chiếu trong khi vẫn thu được hình ảnh đáp ứng chẩn đoán.