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 (Ph¸p) hiÖu øng ¸p ®iÖn 1945 Fir.
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 SIấU 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:
Trang 4TÍNH CHẤT VẬT LÝ CƠ BẢN
CỦA SIÊU ÂM
Radio hồng ngo¹i…
Trang 5TÍNH CHẤT VẬT LÝ CƠ BẢN
CỦA SIÊU ÂM
khi t ¬ng t¸c víi m«i tr êng vËt chÊt.
•TÝnh chÊt bÞ hÊp thô khi truyÒn qua c¸c m«i tr êng.
•T¸n x¹ (khóc x¹)
Trang 6TÍNH CHẤT VẬT Lí CƠ BẢN
CỦA SIấU ÂM
Tốc độ truyền âm
•Không khí: 350m/s, rất kém, phải có môi tr ờng trung gian (dầu n ớc) để siêu
Giúp đo khoảng cách trong siêu
âm (thời gian đi và về của chùm sóng siêu âm).
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 tr ờng
•V1 và V2 là tốc độ truyền của 2 môi
Trang 8®Çu dß tÇn sè cao.
Trang 9TÍNH CHẤT VẬT Lí CƠ BẢN
CỦA SIấU ÂM
Suy giảm của chùm sóng siêu âm
Truyền qua môi tr ờng vật chất, một phần sóng siêu âm sẽ bị hấp thu và biến thành nhiệt
C ờng độ siêu âm ở tại một độ sâu nhất định:
Trang 10TÍNH CHẤT VẬT Lí CƠ BẢN
CỦA SIấU ÂM
•Tần số càng cao độ hấp thụ càng lớn: đầu dò tần số cao khám các tạng nông
•Khám các tạng sâu: sử dụng kỹ thuật khuyếch đại bù theo chiều sâu (DGC- depth gain control) hay bù theo
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
§Çu dß
Ph¸t sãng siªu ©m, ghi sãng ph¶n x¹ l¹i (echo)
•Nguyªn t¾c: hiÖu øng ¸p ®iÖn Piezo
•Tinh thÓ ¸p ®iÖn (piezoelectric crystal) biÕn tÝn hiÖu ®iÖn thµnh tÝn hiÖu sãng vµ ng îc l¹i.
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 c¸ch biÓu diÔn vÞ trÝ, tÝnh chÊt cÊu tróc ph¶n x¹:
•A-mode
•B-mode
•M-mode
Trang 18NGUYÊN LÝ CẤU TẠO MÁY VÀ
TẠO ẢNH TRONG SIÊU ÂM
Trang 19NGUYấN Lí CẤU TẠO MÁY VÀ
TẠO ẢNH TRONG SIấU ÂM
Siêu âm 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 t ơng đối giữa nguồn phát
và vật thay đổi: tần số tăng nếu khoảng cách giảm và ng ợc lại.
V
Trang 20NGUYÊN LÝ CẤU TẠO MÁY VÀ
TẠO ẢNH TRONG SIÊU ÂM
3 kiÓu siªu ©m Doppler:
•Doppler liªn tôc
•Doppler xung
•Doppler n¨ng l îng
Trang 21NGUYÊN LÝ CẤU TẠO MÁY VÀ
TẠO ẢNH TRONG SIÊU ÂM
Siªu ©m Doppler xung kÕt hîp víi siªu
©m c¾t líp (hÖ thèng Duplex).
Trang 22NGUYấN Lí CẤU TẠO MÁY VÀ
TẠO ẢNH TRONG SIấU 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 đ ợc mã hoá d ới dạng màu và thể hiện chồng lên ảnh siêu âm 2D tạo thành Doppler màu còn đ ợc gọi là bản đồ màu của dòng chảy (Color Flow Mapping- CFM)
Trang 23NGUYÊN LÝ CẤU TẠO MÁY VÀ
TẠO ẢNH TRONG SIÊU ÂM
M¸y siªu ©m cã 3 kiÓu: hai chiÒu, h×nh Doppler mµu vµ phæ Doppler gäi lµ hÖ thèng Triplex
Trang 24NHỮNG TIẾN BỘ TRONG TẠO
Trang 25NGUYÊN LÝ CẤU TẠO MÁY VÀ
TẠO ẢNH TRONG SIÊU ÂM
Trang 26NHỮNG TIẾN BỘ TRONG TẠO
ẢNH SIấU ÂM
1 Các tiến bộ về cấu tạo máy: đầu
dò độ phân giải cao, đầu dò biến tần, đầu dò đa tâm điểm
2 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, b ớc 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 29Héi tô cña
®Çu dß:
1 ®Çu dß kh«ng héi tô
2 ®Çu dß héi
tô c¬ häc ë xa
3 ®Çu dß héi
tô c¬ häc ë gÇn
4 Héi tô ®iÖn tö
®Çu dß Héi tô ®iÖn tö
Trang 31Các tiến bộ về cấu tạo máy Phân giải dọc phụ
thuộc vào chiều dài b ớc 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 đ ợc 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.Tr ờng sóng âm rộng không có hội tụ
•2 và 3 Tr ờng sóng âm hẹp có hội tụ
độ phân giải
Các máy thời gian thực có thể quét tới 250
đ ờng trên 10cm và cho 30 hình trong
một giây
Trang 33Siªu ©m hoµ hîp m«
Harmonic
C¸c tiÕn bé vÒ mode siªu ©m
Trang 361 eSie Touch™ elasticity imaging
2 Virtual Touch™ tissue imaging
3 Virtual Touch™ tissue quantification
Tất cả các loại đầu dò:
SIấU ÂM đàn hồi mô:
Đỏnh giỏ độ rắn của tổn
thương
Các tiến bộ về mode siêu âm
Trang 37SIấU 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
VS = 1,14 m/s VS = 1,4 m/s VS = 3,51 m/s
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
C¸c tiÕn bé vÒ mode siªu ©m
Trang 44BA CHIỀU THỜI GIAN THỰC HAY SIÊU ÂM BỐN CHIỀU
-LIVE 3D HAY 4D
ĐẦU DÒ NHIỀU TINH THỂ XẾP NGANG HAY CONG VÀ HỆ THỐNG CƠ HAY ĐIỆN TỦ QUÉT TỰ ĐỘNG BÊN TRONG ĐẦU DÒ.
THU ĐƯỢC HÌNH ẢNH ĐA BÌNH DIỆN TRÊN MỘT LẦN CẮT.
ẢNH TRÊN MÁY TÍNH MẠNH ĐỂ TẠO HÌNH ẢNH THỜI GIAN THỰC: TÁI TẠO BỀ MẶT, CHẾ ĐỘ XƯƠNG
C¸c tiÕn bé vÒ mode siªu ©m
Trang 46ABVS Automated Breast Volumes Simplified
Các tiến bộ về mode siêu âm
Đầu dò khối siêu âm vú tự động
Trang 48NHỮNG TIẾN BỘ TRONG TẠO
ẢNH SIÊU ÂM
ChÊt §èI ©m
Trang 49TRIỆU CHỨNG HỌC SIÊU ÂM
V
tm
viii
tmc
Trang 50TRIỆU CHỨNG HỌC SIÊU ÂM
Trang 61ẢNH 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 62ẢNH 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 63ẢNH 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 64ẢNH 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 65ẢNH 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 66ẢNH 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 67ẢNH 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 68ẢNH 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 70ẢNH 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 71ẢNH 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 72ẢNH 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 73ẢNH 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 74ẢNH 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 75ẢNH 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 77Xin ch©n thµnh c¶m ¬n!