Tài liệu Đại cương siêu âm Dopller pdf

Nếu chuyển động dòng máu hướng về đầu dò thì tần số sóng phản hồi sẽ tăng lên và bước sóng sẽ ngắn lại và ngược lại... Nhược điểm: Không ghi được tốc độ tại một điểm xác định mà nó chỉ g

Mụ c tiêu:

Hiểu và trình bày được hiệu ứng Doppler.

Ứng dụng hiệu ứng Doppler vào siêu âm.

Nắm được kỹ thuật, thao tác điều chỉnh trên

máy khi thực hiện siêu âm Doppler.

Phân tích một vài phổ và âm thanh thu được.

Nội dung:

Hiệu ứng Doppler

Các hệ thống Doppler

Hiện tượng vượt ngưỡng

Kỹ thuật siêu âm Doppler

Phân tích phổ Doppler

Kết luận

Kết luận:

XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!

Dopler là gì?

Tên nhà vật lý học, toán học người

Áo-Christian Johann Doppler

Hiệu ứng Doppler tìm ra vào năm 1842

Ông giải thích hiện tượng lệch màu sắc

của các ngôi sao đang chuyển động

f = V / λ

Đị nh nghĩa:

Hiệu ứng Doppler là sự thay đổi tần số

của sóng khi có sự dịch chuyển tương quan giữa nguồn phát sóng và người quan sát, tần số sóng phản hồi tăng lên khi nguồn phát sóng và/hoặc người quan sát tiến lại gần nhau, tần số này sẽ giảm xuống trong trường hợp ngược lại

Tiếng còi xe cấp cứu ở xa âm trầm (tần số thấp), khi xe chạy lại gần ta nghe âm bỗng

Tiếng tàu hỏa từ xa chạy lại và chạy qua

1959, Satomura (Nhật) lần đầu tiên ứng dụng Doppler để khảo sát tim mạch.

Sau đó Pourcelot (Pháp) và Franklin (Mỹ) phát triển tiếp kỹ thuật này

Khác với siêu âm B-mode, máy không xử

Chuyển động của các tế bào máu làm thay đổi tần số của sóng phản hồi trở về (reflected-R) đầu dò

Nếu chuyển động dòng máu hướng về đầu dò thì tần số sóng phản hồi sẽ tăng lên và bước sóng sẽ ngắn lại và ngược lại

Do vậy tần số của sóng truyền đi và trở về khác nhau, chúng sẽ lệch pha với nhau.

Hiệu số của hai tần số này chính là tần số Doppler (∆F )

Hộp màu

Đường nền

Cửa sổ

Đường nền

Doppler màu

Doppler xung

Ưu điểm:

Dopper liên tục đo được vận tốc dòng máu rất lớn ( thường gặp trong tình trạng bệnh lý)

Nhược điểm:

Không ghi được tốc độ tại một điểm xác định mà nó chỉ ghi được tốc độ trung bình của nhiều điểm chuyển động mà chùm sóng âm phát ra gặp trên đường

đi của nó

Doppler màu chứng tỏ hở van 02 lá.

Mặt cắt 04 buồng từ mỏm có dòng phụt

màu xanh vào nhĩ trái.

Doppler liên tục giúp ước lượng độ hẹp của van tim và áp lực của động mạch phổi

Doppler liên tục đo được vận tốc cao nhưng không định vị phát tín hiệu dòng chảy (rối loạn dòng chảy)

Sóng âm được phát đi theo từng chuỗi xung dọc theo hướng quét của đầu dò, chỉ những xung phản hồi từ vị trí đặt cửa sổ

(gate, sample volume) là được ghi nhận

và xử lý

TÍ N HIỆU DOPPLER XUNG

Tín hiệu Doppler thu nhận được thể hiện dưới dạng âm thanh, dạng phổ và hình ảnh

Âm thanh phân biệt được:

 Dòng chảy êm dịu, liên tục của tĩnh mạch.

 Dòng chảy phụt gọn, cách khoảng của động

mạ ch.

 Dòng chảy phụt kéo dài, thô ráp của động

mạ ch bị hẹp.

Phổ Doppler gồm có 3 thành phần:

 Thời gian (time): được mô tả theo trục X.

 Tần số (frequency): được mô tả theo trục Y.

 Biên độ (amplitude): được mô tả bằng độ sáng của phổ (brightness).

Ta phóng đại một phổ Doppler phân tích:

Hộp xanh chỉ một điểm thời gian trong chu

kỳ tim

Những hộp màu vàng biểu hiện độ lớn của các tần số riêng biệt

Vào một thời điểm xác định (hộp hồng) các tín hiệu Doppler có tần số khác nhau được biểu hiện bằng những vị trí khác nhau trên phổ Doppler.

Sự khác nhau về biên độ biểu hiện bằng

độ sáng trên thang độ xám Với cùng một tần số, biên độ sóng càng cao thì phổ càng sáng

Theo qui ước khi dòng máu đi về phía đầu

dò thì ta có phổ dương (phía trên trục X), ngược lại, khi dòng máu đi xa đầu dò thì ta

có phổ âm ( phía dưới trục X)

Để hiểu được các dòng chảy ta cần phân biệt dòng chảy lớp (laminar flow) và

dòng chảy cuộn xoáy (turbulent flow)

Dòng chảy lớp thấy được ở các mạch máu có vách song song và nhẵn, nhờ vậy các hồng cầu ở cùng một vùng sẽ chuyển động với cùng một vận tốc và cùng hướng

Tuy vậy, do sự ma sát của thành mạch, dòng chảy cạnh thành mạch luôn hơi thấp hơn dòng chảy ở trung tâm.

Phần lớn dòng chảy của hệ tim mạch (bao gồm tim và mạch máu lớn) là dòng chảy lớp và hiếm khi vận tốc > 1,5m/s

Dòng chảy cuộn xoáy xuất hiện khi có

sự tắc nghẽn ngăn chặn dòng chảy lớp Nếu tắc nghẽn nặng, hồng cầu có thể chuyển động với vận tốc 7m/s

Thông tin được chuyển đổi thành tín hiệu màu chồng lên hình ảnh siêu âm hai chiều.

Trên mỗi đường tạo ảnh có khoảng 32 đến 128 vị trí lấy mẫu, để có thông tin chính xác, ta không nên để hộp màu(color box, sample volume) quá lớn

Dòng chảy hướng về đầu dò được mã

hóa màu đỏ, ngược lại chạy xa đầu dò được mã hóa màu xanh

Doppler màu sử dụng tần số trung bình,

nó có thể biểu hiện cả hướng(nhờ màu)

và tần số trung bình (nhờ sắc-hue) của dòng chảy trong cùng một ô vuông

Ưu điểm: thể hiện hình ảnh dưới dạng siêu âm 2 chiều, nhờ vậy nhận định được hướng của dòng chảy, vị trí, kích thước mạch máu mà đôi khi siêu âm 02 chiều khó phát hiện.

Nhược điểm: có số ảnh trong một giây thấp, độ phân giải kém

DOPPLER NĂNG LƯỢNG:

Doppler năng lượng khảo sát độ lớn của tín hiệu Doppler mà không quan tâm đến chiều của dòng chảy

Không phụ thuộc vào vector vận tốc, độ nhạy cao hơn so với Doppler màu, dễ bị

xảo ảnh do chuyển động hơn

Doppler xung thể hiện tất cả các biên độ, Doppler năng lượng chỉ thể hiện biên độ trung bình và cho màu hồng trên hình thu được bất kể dòng máu đến hay đi xa đầu dò.

Màu được mã hóa để biểu hiện có hay không có dòng chảy, không cho biết hướng dòng chảy

DUPLEX SONOGRAPHY:

Hình ảnh siêu âm hai chiều ( cung cấp thông tin về cấu trúc giải phẫu, vị trí đặt cửa sổ, góc α)

Doppler xung ( thông tin dòng chảy)

Sự kết hợp hai thành phần trên được gọi

là Duplex sonography

HIỆN TƯỢNG VƯỢT NGƯỠNG

(ALIASING PHENOMENON):

Trong Doppler xung có một yếu tố gọi là

tần số tái lập xung ( Pulse Repetition Freqency-PRF):

PRF= C/2d

 C : tốc độ sóng siêu âm trong cơ thể.

 d : chiều sâu của mạch máu.

PRF là số lần mỗi giây mà chùm siêu âm đi-về giữa đầu dò và mạch máu.

Khi tín hiệu Doppler xung có tần số vượt tần số NYQUIST thì sẽ xảy ra hiện tượng vượt ngưỡng, lúc này:

 Phổ Doppler xung sẽ bị cắt cụt.

 Doppler màu sẽ xuất hiện thêm sắc vàng ngoà i hai màu xanh đỏ.

KỸ THUẬT SIÊU ÂM DOPPLER:

Kỹ thuật tránh hiện tượng vượt ngưỡng.

Điều chỉnh thang tốc độ màu

Chuyển dịch đường nền (baseline) lên

trên hoặc xuống dưới tùy thuộc phổ thu được

Tăng PRF: máy thu tín hiệu nhiều lần trên đường đi về của sóng siêu âm

Giảm ∆F bằng cách giảm tần số đầu dò (với đầu dò đa tđa tần số), đổi đầu dò có tần

số thấp hơn

PRF=14286 Phổ khó nhận biết.

PRF=3731

Phổ dễ nhận biết

Đầu dò 2.8-3.5 MHz

Đầu dò 7-7.5MHz

GHI NHỚ:

Để tránh hiện tượng vượt ngưỡng cần điều chỉnh PRF hay SCALE cho phù hợp với vận tốc dòng chảy

Nếu thang tốc độ màu (color velocity) đặt thấp hơn vận tốc trung bình của dòng máu thì ta không thể phân biệt được đâu là dòng bình thường đâu là dòng cuộn xoáy cao

Nếu thang tốc độ màu đặt cao hơn vận tốc trung bình của dòng máu thì hiện tượng aliasing có thể biến mất, ta bỏ sót chỗ hẹp.

Ta tăng tốc độ màu bằng cách tăng PRF

và ngược lại

Ở chỗ mạch máu gần tắc tốc độ dòng máu rất thấp, lúc này ta cần giảm thang tốc độ màu xuống thật thấp (1cm/s) để tránh dương tính giả của của tắc mạch

Thang tốc độ màu cao,

bỏ sót dòng chảy hẹp

Thang tốc độ màu thấp Thấy dòng chảy nhỏ,

chẩn đoán tắc không hoàn toàn

Điều chỉnh PRF=3,4KHz xuống 1.35KHz dẫn theo giảm vận tốc màu và độ lọc thành.

Độ lọc thành được biểu thị vùng giữa thang tốc độ màu.

Trên máy, độ lọc thành kết hợp cùng với PRF trên một nút chức năng Khi tăng PRF,

độ lọc lọc thành tăng theo và ngược lại

Ở máy tốt hơn, ngoài nút chức năng PRF,

độ lọc thành được điều chỉnh riêng biệt

Đ IỀU CHỈNH GÓC α :

Để tính chính xác vận tốc dòng chảy thì góc α luôn luôn < 600 (độ sai số chấp nhận được)

 Được biết vận tốc thực s ự của dòng máu qua van ĐMC là 2m/s.

 Khi góc α = 10 0 , vận tốc đo được là 1,97m/s.

 Khi góc α = 30 0 , vận tốc đo được là 1,73m/s.

 Khi góc α = 60 0 , vận tốc đo được là 1,00m/s.

 Chỉnh hướng cửa sổ song song với dòng chảy.

Khảo sát dây rốn đặt cửa sổ tại

vị trí động mạch-tĩnh mạch.

Angle

Chỉnh góc thấp 30 0,

Vt dòng chảy thấp hơn bt

Chỉnh góc 70 0,

Vt dòng chảy cao

hơn thực tế.

Đ IỀU CHỈNH VỊ TRÍ, KÍCH THƯỚC

Hộp màu đặt càng sâu càng dễ bị hiện tượng vượt ngưỡng, do đó vùng khảo sát không quá xa đầu dò

Chỉnh hộp màu vừa đủ bao trùm vung

khảo sát

Chỉnh hướng cạnh bên hộp màu tạo góc

α<600 so với hướng dòng chảy

Chỉnh kích thước hộp màu

Nếu gain phổ hoặc gain màu quá thấp sẽ bỏ sót tín hiệu

Nếu quá cao sẽ bị hiện tượng soi gương (Dopler phổ) hoặc lem màu (Doppler màu)

Chỉnh gain phổ quá cao sẽ xuất hiện

hình ảnh soi gương qua đường nền

Thì tâm trương, dòng chảy có vận tốc thấp hơn Để đánh giá dòng chảy, đo vận tốc cuối tâm trương(end diastolic velocity).

Người ta tính chỉ số kháng(resistance index) để đánh giá kháng lực của mạch máu

RI= (A – B)/A

Dòng chảy trở kháng thấp:

 Động mạch cung cấp máu cho các cơ quan trọng yếu trong cơ thể (ĐM gan, lách, thận,

ĐM cảnh trong…) là những dòng chảy trở kháng thấp với phổ giảm dần từ đỉnh tâm thu kéo dài suốt kỳ tâm trương

Ở dòng chảy không bị hẹp, ta có dòng chảy lớp với vận tốc khá đồng đều Do đó phổ Doppler có biên độ khá đồng đều tạo nên đường viền phổ mỏng, cho hình ảnh phổ “trống chân” hay còn gọi cửa sổ phổ (spectral window)

Ở dòng chảy bị hẹp nhẹ, ta có dòng chảy rối với vận tốc không đồng đều Do đó phổ Doppler có biên độ không đồng đều, tạo nên đường viền phổ dày, làm giảm hình ảnh phổ “trống chân”.

Ở dòng chảy hẹp vừa và nặng, có dòng chảy rối vận tốc rất không đồng đều Phổ Doppler có biên độ ;rất không đồng đều, tạo nên đường viền phổ rất dày, làm mất hình ảnh phổ “trống chân”, đồng thời PSV tăng cao.

Khi đặt cửa sổ ngay sau chỗ hẹp nặng, đồng thời phổ Doppler bờ trên hình răng cưa biểu hiện của dòng chảy cuộn xoáy (mũi tên), đồng thời xuất hiện phổ đảo ngược dòng chảy.

Vận tốc dòng chảy tăng lên khi đi qua chỗ

hẹp thì vận tốc nhanh chóng giảm xuống

vì tiêu hao quá nhiều năng lượng

Tuổi thai càng lớn, sóng D càng tăng, tỷ

số S/D giảm dần

Phổ Doppler bình thường của

Chỉ số RI của động mạch rốn:

Sóng D tăng dần theo tuổi thai.

D giảm xuống khi nhịp tim giảm

S và D thay đổi theo cử động hô hấp của thai nhi

Nếu đo gần thành bụng thai nhi thì sóng cao hơn gần cuống rốn thai nhi

Thai 24 tuần, S/D= 4.6

Thai 28 tuần tăng S/D=3.4

Thai 32 tuần, mất sóng D, thai nhi tử vong.

PSV: vậ n tốc đỉnh tâm thu (peak systolic velocity).

EDV: Vậ n tốc cuối tâm trương (End diastolic velocity).

Tỷ lệ S/D (S/ D giảm dần về cuối thai