Slide 1 NGUYÊN LÝ KỸ THUẬT TRIỆU CHỨNG HỌC ẢNH GIẢ TRONG SIÊU ÂM Y HỌC Th S LÊ TUẤN LINH BỘ MÔN CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI LỊCH SỬ SIÊU ÂM 1900 P Curie (Pháp) hiệu ứng áp điện 1945 Firestone (Mỹ) siêu âm phát hiện các vết nứt trong kim loại Chiến tranh thế giới 2 dò tàu ngầm, gọi là Sonar Y học sau chiến tranh 1950 hội nghị Erlangen (CHLB Đức) đã tổng kết điều trị bằng siêu âm 1950 Hải quận Mỹ dò sỏi mật bằng máy Sonar Sau đó các công trình về áp dụng siêu âm chẩn đoán bằng các k.
Trang 1NGUYÊN LÝ - KỸ THUẬT
TRIỆU CHỨNG HỌC- ẢNH GIẢ
TRONG SIÊU ÂM Y HỌC
Th.S LÊ TUẤN LINH
BỘ MÔN CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI
Trang 2LỊCH SỬ SIÊU ÂM
1900: P Curie (Pháp) hiệu ứng áp điện
1945: Firestone (Mỹ) siêu âm phát hiện các vết nứt trong kim loại
Chiến tranh thế giới 2: dò tàu ngầm, gọi là Sonar.
Y học sau chiến tranh: 1950 hội nghị
Erlangen (CHLB Đức) đã tổng kết điều trị bằng siêu âm
1950: Hải quận Mỹ dò sỏi mật bằng máy
Sonar
Trang 3Sau đó các công trình về áp dụng siêu
âm chẩn đoán bằng các kiểu khác
nhau:
Siêu âm kiểu A
Siêu âm kiểu B
Siêu âm kiểu TM
Siêu âm Doppler
Siêu âm Harmonic
Siêu âm đàn hồi mô (Eclastic)
LỊCH SỬ SIÊU ÂM
Trang 4TÍNH CHẤT VẬT LÝ CƠ BẢN
CỦA SIÊU ÂM
Radio hồng ngo¹i…
Trang 5TÍNH CHẤT VẬT LÝ CƠ BẢN
CỦA SIÊU ÂM
Truyền qua của sóng siêu âm khi tương tác với môi trường vật chất Phản xạ.
Tính chất bị hấp thụ khi truyền qua các môi trường.
Tán xạ
Trang 71 1
2 2
1
1
V P
V P
V P
V
P R
P1 và P2 là tỷ trọng của 2 môi trường
V1 và V2 là tốc độ truyền của 2 môi trường Môi trường càng khác nhau phản xạ càng nhiều.
Mô mỡ-cơ R= 0,0007, xương sọ- não R= 0,36
Trang 9TÍNH CHẤT VẬT LÝ CƠ BẢN
CỦA SIÊU ÂM
SUY GIẢM CỦA CHÙM SÓNG SIÊU ÂM
Truyền qua môi trường vật chất, một phần sóng siêu âm sẽ bị hấp thu và biến thành nhiệt
Cường độ siêu âm ở tại một độ sâu nhất định:
Ix= Io- 2αFX
Io: Cường độ chùm sóng siêu âm bề mặt đầu dò Ix: Cường độ chùm sóng siêu âm ở độ sâu X.
ỏ: Hệ số hấp thụ của môi trường.
F: Tần số của chùm sóng siêu âm.
X: Chiều dày của mô xuyên qua, tính bằng cm
Trang 10khuyếch đại bù theo chiều sâu (DGC-
depth gain control) hay bù theo thời gian (TGC- time gain compensation).
SUY GIẢM CỦA CHÙM SÓNG SIÊU ÂM
Trang 12NGUYÊN LÝ CẤU TẠO MÁY VÀ
TẠO ẢNH TRONG SIÊU ÂM
Đầu dò Xử lý tín hiệu Màn hình
Lưu giữ
Trang 13NGUYÊN LÝ CẤU TẠO MÁY VÀ
TẠO ẢNH TRONG SIÊU ÂM
ĐẦU DÒ
Phát sóng siêu âm, ghi sóng phản xạ lại (echo)
Nguyên tắc: hiệu ứng áp điện Piezo electric
thuận, nghịch.
Tinh thể áp điện (piezoelectric crystal) biến tín hiệu điện thành tín hiệu sóng và ngược lại.
Trang 14NGUYÊN LÝ CẤU TẠO MÁY VÀ
TẠO ẢNH TRONG SIÊU ÂM
Trang 15NGUYÊN LÝ CẤU TẠO MÁY VÀ
TẠO ẢNH TRONG SIÊU ÂM
Trang 17NGUYÊN LÝ CẤU TẠO MÁY VÀ
TẠO ẢNH TRONG SIÊU ÂM
3 cách biểu diễn vị trí, tính chất cấu trúc phản xạ:
A-mode
B-mode
M-mode
Trang 18NGUYÊN LÝ CẤU TẠO MÁY VÀ
TẠO ẢNH TRONG SIÊU ÂM
Trang 19NGUYÊN LÝ CẤU TẠO MÁY VÀ
TẠO ẢNH TRONG SIÊU ÂM
Siªu ©m Doppler
Nguyên lý chung: hiệu ứng Doppler, 1842
Johan Christian Doppler (Áo)
Tần số của chùm siêu âm phản hồi thay đổi
so với tần số của chùm phát đi nếu khoảng cách tương đối giữa nguồn phát và vật thay đổi: tần số tăng nếu khoảng cách giảm và ngược lại.
V
Trang 20NGUYÊN LÝ CẤU TẠO MÁY VÀ
TẠO ẢNH TRONG SIÊU ÂM
3 KIỂU SIÊU ÂM DOPPLER:
Doppler liên tục Doppler xung Doppler năng lượng
Trang 21NGUYÊN LÝ CẤU TẠO MÁY VÀ
TẠO ẢNH TRONG SIÊU ÂM
Siêu âm Doppler xung kết hợp với siêu âm
cắt lớp (hệ thống Duplex).
Trang 22NGUYÊN LÝ CẤU TẠO MÁY VÀ
TẠO ẢNH TRONG SIÊU ÂM
Siêu âm Doppler màu: Áp dụng nguyên
lý siêu âm Doppler xung nhiều cửa
(multigate pulse Doppler) để thu tín hiệu Doppler trên một vùng trong một mặt cắt Tín hiệu từ các cửa ghi Doppler được mã hoá dưới dạng màu và thể hiện chồng lên ảnh siêu âm 2D tạo thành Doppler màu
còn được gọi là bản đồ màu của dòng
chảy (Color Flow Mapping- CFM)
Trang 23NGUYÊN LÝ CẤU TẠO MÁY VÀ
TẠO ẢNH TRONG SIÊU ÂM
Máy siêu âm có 3 kiểu: hai chiều, hình Doppler màu và phổ Doppler gọi là hệ thống Triplex
Trang 24NHỮNG TIẾN BỘ TRONG TẠO
ẢNH SIÊU ÂM
Siêu âm Doppler năng lượng :
Tín hiệu Doppler thấp nên nó được biến đổi mã hoá năng lượng
Không nhận biết được chiều của dòng
chảy.
Toàn bộ lòng mạch được lấp đầy các pixel màu do Doppler năng lượng có độ nhạy
gấp 3 lần Doppler màu Các mạch máu
nhỏ cũng được thấy (các động mạch liên thuỳ thận).
Không còn "aliasing" màu.
Trang 25NGUYÊN LÝ CẤU TẠO MÁY VÀ
TẠO ẢNH TRONG SIÊU ÂM
Trang 26NHỮNG TIẾN BỘ TRONG TẠO
ẢNH SIÊU ÂM
Các tiến bộ về cấu tạo máy: đầu dò độ
phân giải cao, đầu dò biến tần, đầu dò đa tâm điểm
Các tiến bộ về mode siêu âm: harmonic, elastic (ARFI), siêu âm 3D-4D, thể tích
khối tự động ABVS.
Trang 27ĐẦU DÒ ĐA TẦN
Bề dày tinh thể quyết định tần số của đầu dò : tinh thể càng mỏng, bước sóng càng ngắn, tần số càng lớn.
Nếu tinh thể gốm dày 1mm: đầu dò có tần số 2 MHz
Tinh thể dày 2mm: đầu dò tần số 4MHz
Ngày nay với sự phát triển của công nghệ vật liệu tổng hợp, các đầu dò không chỉ có một tần số mà có dải từ 2 đến 8 tần số.
CÁC TIẾN BỘ VỀ CẤU TẠO MÁY
Trang 29Hội tụ của đầu dò:
1 Đầu dò không hội tụ
2 Đầu dò hội tụ cơ học ở xa
3 Đầu dò hội tụ cơ học ở gần
4 Hội tụ điện tử
ĐẦU DÒ HỘI TỤ ĐIỆN TỬ
Trang 31CÁC TIẾN BỘ VỀ CẤU TẠO MÁY
Phân giải dọc phụ thuộc vào chiều dài bước
sóng và thời gian phát xung.
a) Xung ngắn, tần
số cao: phân giải tốt.
b) Xung dài tần số thấp: phân giải kém, không phân biệt được hai
điểm.
ĐỘ PHÂN GIẢI
Trang 32CÁC TIẾN BỘ VỀ CẤU TẠO MÁY
Phân giải ngang phụ thuộc vào chiều
rộng của chùm sóng âm
1.Trường sóng âm rộng không có hội tụ
2 và 3 Trường sóng âm hẹp có hội tụ
ĐỘ PHÂN GIẢI
Các máy thời gian thực có thể quét tới 250
đường trên 10cm và cho 30 hình trong một giây
Trang 33SIÊU ÂM HOÀ HỢP MÔ
HARMONIC
CÁC TIẾN BỘ VỀ MODE SIÊU ÂM
Trang 36 eSie Touch™ elasticity imaging
Tất cả các loại đầu dò:
SIÊU ÂM ĐÀN HỒI MÔ:
Đánh giá độ rắn của tổn
thương CÁC TIẾN BỘ VỀ MODE SIÊU ÂM
Trang 37SIÊU ÂM ĐÀN HỒI MÔ:
eSie Touch™ elasticity imaging
CÁC TIẾN BỘ VỀ MODE SIÊU ÂM
Trang 40by acoustic push pulse
• Detection pulses track
displacement on axis
to 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 LESION SOFT TISSUE
TRANSDUCER
REGION OF INTEREST
Trang 41• 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 OF INTEREST
Shear wave attenuation (Approx 10,000x Longitudinal Attenuation)
Trang 42F0 F1 F2 F3 F4
Trang 43SIÊU 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
CÁC TIẾN BỘ VỀ MODE SIÊU ÂM
Trang 44BA CHIỀU THỜI GIAN THỰC HAY SIÊU ÂM BỐN CHIỀU
CÁC TIẾN BỘ VỀ MODE SIÊU ÂM
Trang 48NHỮNG TIẾN BỘ TRONG TẠO
ẢNH SIÊU ÂM
CHẤT ĐỐI ÂM
Trang 49NHỮNG TIẾN BỘ TRONG TẠO
ẢNH SIÊU ÂM
HÌNH ẢNH KẾT HƠP
FUSION
Trang 50 Số lượng, vị trí, kích thước, tương quan
Ranh giới: rõ, không rõ
Đường bờ: đều, không đều (thùy múi lớn, nhỏ, tua gai)
Nội dung:
Đồng nhất/không: gồm…
Đậm độ âm: tăng, giảm, đồng, trống
Xung quanh, phía sau
Tính chất tưới máu
Trang 51TRIỆU CHỨNG HỌC SIÊU ÂM
V
tm
viii
tmc
Trang 53TRIỆU CHỨNG HỌC SIÊU ÂM
Trang 67ẢNH GIẢ TRÊN SIÊU ÂM
1.Phản hồi lặp lại của chùm sóng âm
1.1 Phản hồi âm giữa hai mặt phẳng 1.2 Phản hồi âm bên trong một cấu trúc 1.3 Phản hồi âm qua mặt phẳng cong
2 Suy giảm chùm sóng siêu âm
3 Tăng cường truyền sóng âm
Trang 68ẢNH GIẢ TRÊN SIÊU ÂM
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
Trang 69ẢNH GIẢ TRÊN SIÊU ÂM
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)
Trang 70ẢNH GIẢ TRÊN SIÊU ÂM
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
Trang 71ẢNH GIẢ TRÊN SIÊU ÂM
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
Trang 72ẢNH GIẢ TRÊN SIÊU ÂM
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
Trang 73ẢNH GIẢ TRÊN SIÊU ÂM
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
Trang 74ẢNH GIẢ TRÊN 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
Trang 76ẢNH GIẢ TRÊN SIÊU 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
Trang 77ẢNH GIẢ TRÊN SIÊU 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
Trang 78ẢNH GIẢ TRÊN SIÊU ÂM
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
Trang 79ẢNH GIẢ TRÊN SIÊU ÂM
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
Trang 80ẢNH GIẢ TRÊN 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
Trang 81ẢNH GIẢ TRÊN SIÊU ÂM
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
Trang 83XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!
