Dai cuong sieu am bs lin hday ck 2013 vat ly, nguyen ly cau tao,tien bo, anh gia

NGUYÊN LÝ - KỸ THUẬT TRIỆU CHỨNG HỌC- ẢNH GIẢ

TRONG SIÊU ÂM Y HỌC

Th.S LÊ TUẤN LINHBỘ MÔN CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI

LỊCH SỬ SIÊU ÂM

•1900: P. Curie (Ph¸p) hiÖu øng ¸p ®iÖn. •1945: Firestone (Mü) siªu ©m ph¸t hiÖn çc vÕt nøt trong kim lo¹i. •ChiÕn tranh thÕ giíi 2: dß tµu ngÇm, gäi lµ Sonar.•Y häc sau chiÕn tranh: 1950 héi nghÞ Erlangen (CHLB §øc) ®· tæng kÕt ®iÒu trÞ b»ng siªu ©m. •1950: H¶i quËn Mü dß sái mËt b»ng m¸y Sonar.

Sau ®ã çc c«ng tr×nh vÒ ¸p dông siªu ©m chÈn ®o¸n b»ng çc kiÓu kh¸c nhau: •Siªu ©m kiÓu A•Siªu ©m kiÓu B•Siªu ©m kiÓu TM•Siªu ©m Doppler•Siªu ©m 3D vµ 3D thêi gian thùc (4D)•Siªu ©m Harmonic•Siªu ©m ®µn håi m« (Eclastic)

LỊCH SỬ SIÊU ÂM

TÍNH CHẤT VẬT LÝ CƠ BẢN CỦA SIÊU ÂM

Radiohồng ngo¹i…


•TruyÒn qua cña sãng siªu ©m khi t¬ng t¸c víi m«i trêng vËt chÊt.•Ph¶n x¹.•TÝnh chÊt bÞ hÊp thô khi truyÒn qua çc m«i trêng.•T¸n x¹ (khóc x¹).


Tèc ®é truyÒn ©m

•Kh«ng khÝ:350m/s, rÊt kÐm, ph¶i cã m«i trêng trung gian (dÇu níc) ®Ó siªu ©m vµo c¬ thÓ. •M«i trêng kh¸c: tèt, parafin 1400, níc 1500, thÐp 5000m/s.•M«i trêng sinh häc: phÇn mÒm, mì 1400, c¬1600, x¬ng 3600 – 4000m/s.v.v. tèc ®é TB trong phÇn mÒm 1540m/s. Gióp ®o kho¶ng çch trong siªu ©m (thêi gian ®i vµ vÒ cña chïm sãng siªu ©m).


ph¶n x¹

HÖ sè ph¶n x¹:2211

2211

VPVP

VPVPR

•P1 vµ P2 lµ tû träng cña 2 m«i trêng•V1 vµ V2 lµ tèc ®é truyÒn cña 2 m«i trêng•M«i trêng cµng kh¸c nhau ph¶n x¹ cµng nhiÒu.•M« mì-c¬ R= 0,0007, x¬ng sä- n·o R= 0,36.



t¸n x¹

•Mét phÇn sãng siªu ©m ®æi híng, t¹o thµnh sãng khuyÕch t¸n hay gäi lµ hiÖn tîng t¸n x¹. •T¸n x¹ khi §K cÊu tróc nhá h¬n-b»ng ®é dµi bíc sãng siªu ©m hoÆc bÒ mÆt kh«ng ®ång ®Òu. •VD: kh¸m m¹ch m¸u ®Çu dß 2,5MHz, bíc sãng 600µ, gÇn b»ng §K hång cÇu, th× t¸n x¹ x¶y ra nhiÒu h¬n lµ ph¶n x¹: trèng ©m, kh«ng thÊy dßng ch¶y nh ®Çu dß tÇn sè cao.


Suy gi¶m cña chïm sãng siªu ©m

TruyÒn qua m«i trêng vËt chÊt, mét phÇn sãng siªu ©m sÏ bÞ hÊp thu vµ biÕn thµnh nhiÖt. Cêng ®é siªu ©m ë t¹i mét ®é s©u nhÊt ®Þnh:

Ix= Io- 2αFX

•Io: Cêng ®é chïm sãng siªu ©m bÒ mÆt ®Çu dß. •Ix: Cêng ®é chïm sãng siªu ©m ë ®é s©u X.•α: HÖ sè hÊp thô cña m«i trêng.•F: TÇn sè cña chïm sãng siªu ©m.•X: ChiÒu dµy cña m« xuyªn qua, tÝnh b»ng cm.


•TÇn sè cµng cao ®é hÊp thô cµng lín: ®Çu dßtÇn sè cao kh¸m çc t¹ng n«ng•Kh¸m çc t¹ng s©u: sö dông kü thuËt khuyÕch ®¹i bï theo chiÒu s©u (DGC- depth gain control) hay bï theo thêi gian (TGC- time gain compensation).

Suy gi¶m cña chïm sãng siªu ©m

NGUYÊN LÝ CẤU TẠO MÁY VÀTẠO ẢNH TRONG SIÊU ÂM

Đầu dò Xử lý tín hiệu Màn hình

Lưu giữ


§Çu dß

Ph¸t sãng siªu ©m, ghi sãng ph¶n x¹ l¹i (echo)

•Nguyªn t¾c: hiÖu øng ¸p ®iÖn Piezo electric thuËn, nghÞch.•Tinh thÓ ¸p ®iÖn (piezoelectric crystal) biÕn tÝn hiÖu ®iÖn thµnh tÝn hiÖu sãng vµ ngîc l¹i.




xö lý tÝn hiÖu vµ hiÓn thÞ

Xung ®iÖn qua bé xölý sÏ ®îc khuÕch ®¹i vµ xö lý ®Ó biÕn thµnh tÝn hiÖu ®iÖn vµ ®îc hiÓn thÞ lªn mµn ¶nh t¬ng øng víi cÊu tróc ph¶n x¹ siªu ©m.


3 çch biÓu diÔn vÞ trÝ, tÝnh chÊt cÊu tróc ph¶n x¹:•A-mode•B-mode•M-mode



Siªu ©m Doppler

Nguyªn lý chung: hiÖu øng Doppler, 1842 Johan Christian Doppler (¸o).

TÇn sè cña chïm siªu ©m ph¶n håi thay ®æi so víi tÇn sè cña chïm ph¸t ®i nÕu kho¶ng çch t¬ng ®èi gi÷a nguån ph¸t vµ vËt thay ®æi: tÇn sè t¨ng nÕu kho¶ng çch gi¶m vµ ngîc l¹i.

C

Vfo cos..2f =f fo=

ffo

V


4 kiÓu siªu ©m Doppler:

•Doppler liªn tôc•Doppler xung•Doppler mµu •Doppler n¨ng lîng


Doppler liªn tôc

§Çu dß: 2 tinh thÓ gèm ¸p ®iÖn, mét ph¸t liªn tôc sãng siªu ©m, mét thu sãng ph¶n håi.

¦u: m¸y ®¬n gi¶n, ghi dßng ch¶y cao, kh«ng aliasing.

Nhîc: kh«ng ghi chän läc mét vïng, m¸y ghi l¹i tÊt c¶ çc tÝn hiÖu dßng ch¶y mµchïm siªu ©m ®i qua.


Doppler xung

§Çu dß: 1 tinh thÓ gèm ¸p ®iÖn, ph¸t vµ thu sãng siªu ©m ng¾t qu·ng (xung).

DD

VÞ trÝ, thÓ tÝch vïng ghi tÝn hiÖu (cöa ghi) Doppler cã thÓthay ®æi. VÞ trÝ cöa ghi Doppler: D. KÝch thíc cöa ghi Doppler: L.


P.R.F = d

C

2f

2

PRF

f > PRF/2: aliasing, ®Ønh phæ Doppler bÞ c¾t côt vµ ®îc ghi sang phÝa ®èi diÖn cña ®êng 0.


f > PRF/2: aliasing, ®Ønh phæ Doppler bÞ c¾t côt vµ ®îc ghi sang phÝa ®èi diÖn cña ®êng 0.4 biÖn ph¸p tr¸nh aliasing:•ChuyÓn ®êng 0 xuèng thÊp, bá çc tÇn sè ©m.•Gi¶m f: gi¶m tÇn sè ph¸t fo, gi¶m Cos ( < 600

®Ó gi¶m sai sè).•Gi¶m ®é s©u (d): Ðp bÖnh nh©n.•Sö dông m¸y cã PRF cao.


TÝn hiÖu Doppler (liªn tôc, xung ) ®îc ph©n tÝch díi d¹ng ©m thanh hay d¹ng phæ:- ¢m s¾c vµ cêng ®é ©m thanh.-Phæ Doppler: ph©n tÝch tÝn hiÖu Doppler (f) b»ng phÐp biÕn ®æi nhanh cña Fourier (Fast Fourier Transform-FFT).-Màu



Siªu ©m Doppler xung kÕt hîp víi siªu ©m c¾t líp (hÖ thèng Duplex).


Siªu ©m Doppler mµu: ¸p dông nguyªn lý siªu ©m Doppler xung nhiÒu cöa (multigate pulse Doppler) ®Ó thu tÝn hiÖu Doppler trªn mét vïng trong mét mÆt c¾t. TÝn hiÖu tõ çc cöa ghi Doppler ®îc m· ho¸díi d¹ng mµu vµ thÓ hiÖn chång lªn ¶nh siªu ©m 2D t¹o thµnh Doppler mµu cßn ®îc gäi lµb¶n ®å mµu cña dßng ch¶y (Color Flow Mapping- CFM)


®Æc ®iÓm siªu ©m Doppler mµu:

•Çc dßng ch¶y vÒ phÝa ®Çu dß hay ®i xa ®Çu dß ®îc thÓ hiÖn b»ng mµu ®á, xanh. •Dßng ch¶y tèc ®é cµng lín mµu cµng s¸ng.•Tèc ®é dßng ch¶y lín: "aliasing" mµu: chçtèc ®é qu¸ cao thµnh mµu ®èi lËp, phai nh¹t.•Dßng rèi: kh¶m mµu (çc « ®á, xanh, vµng n»m xen lÉn nhau kh«ng theo trËt tù nµo c¶).


M¸y siªu ©m cã 3 kiÓu: hai chiÒu, h×nh Doppler mµu vµ phæ Doppler gäi lµ hÖ thèng Triplex.

NHỮNG TIẾN BỘ TRONG TẠO ẢNH SIÊU ÂM

Siªu ©m Doppler năng lîng :•TÝn hiÖu Doppler thÊp nªn nã ®îc biÕn ®æi m· ho¸ năng lîng. •Kh«ng nhËn biÕt ®îc chiÒu cña dßng ch¶y.•Toµn bé lßng m¹ch ®îc lÊp ®Çy çc pixel mµu do Doppler năng lîng cã ®é nh¹y gÊp 3 lÇn Doppler mµu. Çc m¹ch m¸u nhá còng ®îc thÊy (çc ®éng m¹ch liªn thuú thËn).•Kh«ng cßn "aliasing" mµu.



1. Çc tiÕn bé vÒ cÊu t¹o m¸y: ®Çu dß ®é ph©n gi¶i cao, ®Çu dß biÕn tÇn, ®Çu dß ®a t©m ®iÓm.

2. Çc tiÕn bé vÒ mode siªu ©m: harmonic, elastic (ARFI), siªu ©m 3D-4D, thÓ tÝch khèi tù ®éng ABVS.

®Çu dß ®a tÇn

•BÒ dµy tinh thÓ gèm quyÕt ®Þnh tÇn sè cña ®Çu dß :tinh thÓ cµng máng, bíc sãng cµng ng¾n, tÇn sècµng lín.NÕu tinh thÓ gèm dµy 1mm: ®Çu dß cã tÇn sè 2 MHzTinh thÓ dµy 2mm: ®Çu dß tÇn sè 4MHz

•Ngµy nay víi sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ vËt liÖu tæng hîp, çc ®Çu dß kh«ng chØ cã mét tÇn sè mµ cã d¶i tõ 2 ®Õn 8 tÇn sè.

Çc tiÕn bé vÒ cÊu t¹o m¸y


Héi tô cña ®Çu dß:1. ®Çu dß kh«ng héi tô2. ®Çu dß héi tô c¬ häc ë xa3. ®Çu dß héi tô c¬ häc ë gÇn4. Héi tô ®iÖn tö

®Çu dß Héi tô ®iÖn tö


Ph©n gi¶i däc phô thuéc vµo chiÒu dµi bíc sãng vµ thêi gian ph¸t xung.a) Xung ng¾n, tÇn sècao: ph©n gi¶i tèt.b) Xung dµi tÇn sè thÊp: ph©n gi¶i kÐm, kh«ng ph©n biÖt ®îc hai ®iÓm.

®é ph©n gi¶i


Ph©n gi¶i ngang phô thuéc vµo chiÒu réng cña chïm sãng ©m•1.Trêng sãng ©m réng kh«ng cã héi tô•2 vµ 3. Trêng sãng ©m hÑp cã héi tô

®é ph©n gi¶i

Çc m¸y thêi gian thùc cã thÓ quÐt tíi 250 ®êng trªn 10cm vµ cho 30 h×nh trong mét gi©y

Siªu ©m hoµ hîp m«Harmonic

Çc tiÕn bé vÒ mode siªu ©m



1. eSie Touch™ elasticity imaging

2. Virtual Touch™ tissue imaging

3. Virtual Touch™ tissue quantification

TÊt c¶ çc lo¹i ®Çu dß:

SIÊU ÂM ®µn håi m«:

Đánh giá độ rắn của tổn thương


SIÊU ÂM ®µn håi m«:

eSie Touch™ elasticity imaging





LongitudinalWave

Attenuation(~0.5dB/cm MHz)

Velocity :~1540 m/sIn tissue

• Displacement inducedby acoustic push pulse

• Detection pulses trackdisplacement on axisto the push pulse within the ROI

• The push/detect sequence is stepped across the ROI

• Relative displacement difference locations are mapped to the image

STIFF LESIONSOFT TISSUE

TRANSDUCER

REGION OFINTEREST

Virtual Touch tissue imaging: Di c¨n gan cña ung th vó.

* Not commercially available in the USA.

LongitudinalWave

Attenuation(~0.5dB/cm MHz)

Velocity :~1540 m/sIn tissue

• Shear waves induced by a virtual extended shear wave source

• Detection pulses track displacement vs. time off axis to the acoustic push pulse

• Time to Peak (TTP) is measured along each detection beam and speed is computed

• The speed of shear wave propagation is related to tissue stiffness

STIFF LESION

SOFT TISSUE

TRANSDUCER

REGION OFINTEREST

Shear wave attenuation(Approx 10,000x Longitudinal Attenuation)

F0F0 F2F2 F4F4F1F1 F3F3

VS = 1,14 m/s VS = 3,51 m/sVS = 1,4 m/s

SIÊU ÂM BA CHIỀU – 3D:CẤU TẠO ĐẦU DÒ HAI CHIỀU BÌNH THƯỜNG VÀ CÁC LÁT CẮT ĐƯỢC XỬ LÝ THÀNH HÌNH ẢNH BA CHIỀU THÔNG QUA MÁY VI TÍNH VÀ PHẦN MỀM ĐẶC BIỆT TUỲ MỖI HÃNG


BA CHIỀU THỜI GIAN THỰC HAY SIÊU ÂM BỐN CHIỀU -LIVE 3D HAY 4D

ĐẦU DÒ NHIỀU TINH THỂ XẾP NGANG HAY CONG VÀ HỆTHỐNG CƠ HAY ĐIỆN TỦ QUÉT TỰ ĐỘNG BÊN TRONG ĐẦU DÒ. CHẾ ĐỘ QUÉT 3D: TRỰC TRÀNG, THAI ĐẦU DÒ ÂM ĐẠO… SẼ THU ĐƯỢC HÌNH ẢNH ĐA BÌNH DIỆN TRÊN MỘT LẦN CẮT. CHẾ ĐỘ QUÉT 4D: MÁY SIÊU ÂM CÓ PHẦN MỀM XỬ LÝ HÌNH ẢNH TRÊN MÁY TÍNH MẠNH ĐỂ TẠO HÌNH ẢNH THỜI GIAN THỰC: TÁI TẠO BỀ MẶT, CHẾ ĐỘ XƯƠNG...



57

ABVS Automated Breast Volumes Simplified

Çc tiÕn bé vÒ mode siªu ©m§Çu dß khèi siªu ©m vó tù ®éng


ChÊt §èI ©m

TRIỆU CHỨNG HỌC SIÊU ÂM

V

tm

viii

tmc











ẢNH GIẢ TRÊN SIÊU ÂM1.Phản hồi lặp lại của chùm sóng âm

1.1. Phản hồi âm giữa hai mặt phẳng1.2. Phản hồi âm bên trong một cấu trúc1.3. Phản hồi âm qua mặt phẳng cong

2. Suy giảm chùm sóng siêu âm 3. Tăng cường truyền sóng âm 4. Khúc xạ chùm sóng âm 5. Chùm sóng âm phụ6. Phản hồi âm chậm7. Thay đổi tốc độ truyền của sóng siêu âm8. Hiệu ứng thể tích khối9. Hiệu ứng hình đôi

ẢNH GIẢ TRÊN SIÊU ÂM

A B

Siêu âm đầu dò phẳng vùng thành bụng, có mặt phẳng phân cách là dải cân tăng âm, phía

sau có những dải tăng âm giả song song có cùng khoảng cách với mức độ tăng âm kém rõ

dần. B: Sơ đồ giải thích phản hồi của chùm sóng âm qua lại một hoặc nhiều lần giữa mặt

phẳng phân cách và bề mặt đầu dò.

Phản hồi âm giữa hai mặt phẳng


Siêu âm ổ bụng bằng đầu dò cong. A: Hình nhiễu phản xạ do tiếp xúc

giữa đầu dò với da không tốt, tạo nên những vệt song song mép bên trái

hình ảnh (mũi tên). B: Hình nhiễu phản xạ của lớp khí trong ống tiêu

hóa (mũi tên số1), tạo nên những vệt sáng phía sau (mũi tên từ số 2-4).


A : Siêu âm đầu dò cong vùng đáy phổi, có mặt phẳng phân cách là lớp

khí tăng âm, phía sau nó có vô số những vệt tăng âm song song. B: Sơ

đồ giải thích phản xạ của chùm sóng âm đi qua lại bề mặt xa và gần của

lớp khí với một hoặc vô số lần rồi mới trở về đầu dò, tạo ra những vệt

sáng trên hình siêu âm, giống hình “đuôi sao chổi”.

Phản hồi âm bên trong một cấu trúc


A: Siêu âm túi mật u cơ tuyến có những hạt cholesterol nằm trong thành

có hình “đuôi sao chổi”. B: Sơ đồ giải thích phản xạ của sóng âm di

chuyển theo nhiều hướng trong tinh thể cholesterol sau đó mới trở về

đầu dò, tạo ra những vệt sáng phía sau.


A: Siêu âm gan thấy khối u máu tăng âm “soi gương” qua cơ hoành. B:

Sơ đồ giải thích hiện tượng soi gương này do lệch hướng của chùm sóng

phản hồi khi tới cơ hoành là mặt phẳng phân cách cong.

Phản hồi âm qua mặt phẳng cong


A: Siêu âm sỏi túi mật là hình đậm âm có bóng cản lưng. B: Sơ đồ giải

thích hình “bóng cản” hình nón phía sau của đầu dò hình dẻ quạt, do cấu

trúc có kháng trở cao cản hoàn toàn sóng âm.

Suy giảm chùm sóng siêu âm


A: Siêu âm túi mật, nhu mô gan sau túi mật tăng sáng hơn so với nhu

mô kề bên có cùng độ sâu. B: Sơ đồ giải thích hình “tăng sáng phía sau”

hình nón của đầu dò rẻ quạt, do chùm sóng âm truyền qua cấu trúc dịch

(L) không bị suy giảm so với chùm sóng âm qua tổ chức kề bên.

Tăng cường truyền sóng âm


A: Siêu âm khối dịch (1) trong nhu mô gan (2), ngoài thấy hình tăng sáng phía sau

còn thấy hình “bóng cản bờ” (mũi tên). B: Sơ đồ giải thích hiện tượng này do lệch

hướng của chùm sóng âm đi qua hai bờ của cấu trúc nang dịch tròn (L), tạo vùng

không có sóng âm đi qua (c) giới hạn phía ngoài của vùng tăng sáng phía sau (R).

Khúc xạ chùm sóng âm


A: Siêu âm túi mật, trong lòng vùng thấp của túi mật có hình nhiễu giả bùn mật

do ảnh của khí trong ống tiêu hóa kế cận (mũi tên vàng) được dịch chuyển và

trong lòng túi mật (mũi tên trắng). B: Sơ đồ giải thích hiện tượng này: ảnh từ

một vùng cấu trúc (r) phản hồi lại từ chùm sóng bên, đầu dò nhận được âm

vang này và ghi nhận chồng vào chùm sóng chính (a), như vậy nó tạo nên hình

giả nằm trong chùm sóng chính.

Chùm sóng âm phụ


A B

A: Siêu âm bàng quang, trong lòng bàng quang ở phía sau thành trước có những điểm âm

vang (mũi tên) là hình nhiễu ảnh do sóng phản hồi chậm gây ra, đồng thời chúng là

nguyên nhân làm cho thành trước của bàng quang kém rõ. B: Sơ đồ giải thích hiện tượng

sóng phản hồi chậm do sóng phản hồi trên đường đi về đầu dò bị lệch hướng với vô số

những khoảng cách khác nhau, tạo nên vô số điểm ảnh của mặt phẳng phân cách nằm xa

hơn, và được thấy rõ khi phía sau mặt phẳng phân cách này là cấu trúc dịch.

Phản hồi âm chậm


Siêu âm qua vùng gan, hình khối u mỡ tăng âm, kèm bóng cản âm nhẹ phía sau. Cơ

hoành đoạn tương ứng vùng bóng cản này nằm xa hơn so với đoạn cơ hoành sau nhu mô

gan bình thường, tạo nên hình đứt đoạn cơ hoành. Hiện tượng này được giải thích do tốc

độ truyền sóng âm trong u mỡ chậm hơn so với nhu mô gan.

Thay đổi tốc độ truyền của sóng siêu âm


A: Siêu âm vú, giữa nhu mô tuyến vú tăng âm có ba khối nang, khối lớn

nhất là hình rỗng âm dịch thuần nhất, hai khối nhỏ hơn kề bên dạng dịch

giảm âm; dịch chuyển đầu dò vào chính giữa hai khối nhỏ này thì thấy là

khối dịch rỗng âm. B: Sơ đồ giải thích hiện tượng khối dịch thuần nhất giảm

âm khi lớp cắt siêu âm lẫn hai cấu trúc dịch và tổ chức kế cận (1), và khối

dịch này sẽ là khối rỗng âm thật sự nếu cắt vào chính giữa đầu dò (2).

Hiệu ứng thể tích khối


A: Siêu âm cắt ngang vùng thượng vị, sau gan trái có hình giả động

mạch chủ đôi. B: Sơ đồ giải thích hiện tượng này là do chùm sóng âm

qua mặt phẳng cong của bờ cơ thẳng bị khúc xạ lệch hướng để tới cấu

trúc rồi phản hồi về đầu dò, nội suy ảnh sẽ dịch chuyển ảnh của cấu trúc

là đường thẳng trục (đường nét rời); cấu trúc bên trái là hình thật.

Hiệu ứng hình đôi

Xin ch©n thµnh c¶m ¬n!

Health & Medicine

Dai cuong sieu am bs lin hday ck 2013 vat ly, nguyen ly cau tao,tien bo, anh gia