ứng dụng siêu âm đo vận tốc động mạch cảnh

Xoang cảnh thường lấn tới cả phần đầu động mạch Trong thành của xoang cảnh có tiểu thể cảnh glomus caroticum, có các sợi thần kinh đặc biệt đi vào cực trên tiểu thể cảnh tách từ hạch cổ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Phân công công việc

1. Nguyễn Hoàng Bảo - Tìm hiểu cấu trúc giải phẫu động mạch cảnh, và các dữliệu sinh học liên quan

2. Trần Nhật Quang - Nguyên lý,cơ sở vật lý máy siêu âm

3. Phan Đăng Khoa - Sử dụng, vận hành máy siêu âm

4. Ngô Thông Tân - Hiệu ứng doppler và ứng dụng đo vận tốc bằng máy

5. Thái Hòa Thành- Tổng hợp dữ liệu có được, viết báo cáo, chuẩn bị hình ảnh, video, slide thuyết trình

II Nội Dung

1.Cấu trúc giải phẫu động mạch cảnh

2 Khái quát về siêu âm

2.1 Giới thiệu siêu âm

2.2 Sự lan truyền của sóng âm

2.3 Sơ đồ cấu tạo máy siêu âm

2.3.1 Bên ngoài máy

2.3.2 Bên trong máy

3 Sử dụng máy siêu âm

3.1 Chiều hướng và cách cầm đầu dò

3.2 Các thao tác trước khi siêu âm

4 Hiệu ứng doppler

5.Sử dụng vận hành máy siêu âm doppler SmartDop 45 và phần mềm Phần mềm Smart-V-Link

3

1.Cấu trúc giải phẫu động mạch cảnh

Các động mạch cấp máu cho đầu và cổ đều là các động mạch lớn, tách trựctiếp hoặc gián tiếp từ cung động mạch chủ Ở bên phải là thân động mạch tay đầu

(truncus brachiocephalicus) sẽ phân nhánh là động mạch cảnh chung phải và động

mạch dưới đòn phải Khi nó lên nền cổ ở ngay sau khớp ức đòn phải Ở bên tráiđộng mạch cảnh chung trái và động mạch dưới đòn trái trực tiếp từ cung động

mạch chủ đi lên Động mạch dưới đòn (a subclavia) mang máu xuống nuôi chi trên

có các nhánh bên tới cấp máu cho một phần vùng cổ và cho cả não Hệ động mạch

cảnh (a carotid) gồm có hai động mạch cảnh chung phải và trái, khi tới bờ trên sụn

- Động mạch cảnh trong cấp máu cho phần trong hộp sọ là não và mắt

- Động mạch cảnh ngoài cấp máu cho phần ngoài hộp sọ gồm phần đầu mặt và mộtphần cổ Phần còn lại của cổ do động mạch dưới đòn nuôi dưỡng

1.1 ĐỘNG MẠCH CẢNH CHUNG (ARTERIA CAROTIS COMMUNIS)

Động mạch cảnh chung hay cảnh gốc là động mạch lớn đi qua vùng cổ,cấp máucho đầu, mặt và não Động mạch không có nhánh bên nên nếu bị thắt động mạch

Nguyên uỷ, đường đi, tận cùng

- Bên phải tách từ thân động mạch cánh tay đầu ngay sau khớp ức đòn

- Bên trái tách trực tiếp từ cung động mạch chủ nên có thêm một đoạn ởngực (dài hơn và nằm sâu hơn bên phải)

Hình 1 Liên quan của động mạch cảnh chung

Cả hai động mạch từ nền cổ đi lên hơi chếch ra ngoài dọc hai bên khí quản và thực

quản, tới bờ trên sụn giáp (ngang mức đôi sông cổ 4) thì phình ra gọi là phình cảnh hay xoang động mạch cảnh (sinus caroticus) rồi chia đôi thành động mạch cảnh

trong và động mạch cảnh ngoài Xoang cảnh thường lấn tới cả phần đầu động mạch

Trong thành của xoang cảnh có tiểu thể cảnh (glomus caroticum), có các sợi thần kinh đặc biệt đi vào cực trên tiểu thể cảnh (tách từ hạch cổ trên, từ dây thần kinh 9,

10 hoặc 12) nên nó được coi như một thụ cảm hoá học đáp ứng với sự thay đổi

nồng độ oxy trong máu và làm thay đổi huyết áp động mạch

1.2 ĐỘNG MẠCH CẢNH NGOÀI (A CAROTIS EXTERNA)

Là ngành tận của động mạch cảnh chung, cấp máu cho hầu hết các phần ngoài hộp

sọ Động mạch cảnh ngoài có nhiều nhánh bên và vòng nối, có thể thắt được

Nguyên uỷ, đường đi, tận cùng

Từ phình cảnh ngang mức bờ trên sụn giáp chạy lên trên, ra ngoài tới sau

cổ xương hàm dưới tận hết bằng cách chia 2 nhánh tận là động mạch thái dương

1.3 ĐỘNG MẠCH CẢNH TRONG (A CAROTIS INTERNA)

Là động mạch chính cấp máu cho não và mắt nên bị thắt rất nguy hiểm vì não

Nguyên uỷ, đường đi, tận cùng

Là một ngành cùng của động mạch cảnh chung từ phình cảnh ngang mức bờ trênsụn giáp đi lên qua vùng hàm hầu, tới mặt dưới nền sọ thì chui vào sọ qua ống độngmạch cảnh trong xương đá, rồi vào xoang tĩnh mạch hang và tận hết ở mỏm yêntrước bằng cách chia làm 4 nhánh cùng Đường đi ngoằn ngoèo tránh dòng máuphụt mạnh lên não

5

2 Khái quát về siêu âm

Sự hấp thụ quan trọng của năng lượng âm gặp vật chất tạo nhiệt

Tuy nhiên, sự mất năng lượng trong siêu âm không giống như bức xạ tia X do còn

có hiệu ứng quang từ hoặc hiệu ứng Compton

Vận tốc truyền sóng âm phụ thuộc vào độ cứng và tỷ trọng của môi trường vật chấtxuyên qua

Vd: trong cơ thể người: Mỡ 1450m/s, Nước 1480m/s, mô mềm 1540m/s, xương4100m/s

2 Sự phản xạ hay phản hồi:

Trong môi trường có cấu trúc không đồng nhất, một phần sóng âm sẽ phản hồi ởmặt phẳng thẳng góc với chùm sóng âm tạo nên âm dội hay âm vang (echo), phầncòn lại sẽ lan truyền theo hướng của chum sóng âm phát ra

Sóng phản hồi sẽ được ghi lại bởi đầu dò, sau đó được xử lí trong máy và truyềnảnh lên màn hình (display) hoặc trên phim, giấy in hay băng đĩa Các sóng phản hồikhông được ghi nhận bởi đầu dò sẽ biến mất theo luật suy giảm

3 Sự khúc xạ , nhiễu âm:

Khi chum sóng đi qua mặt phẳng phân cách với một góc nhỏ, chum âm phát ra sẽ

bị thụt lùi một khoảng so với chum âm tới còn gọi là nhiễu âm Chính điều này sẽtạo ra ảnh giả

2.3 Sơ đồ cấu tạo máy siêu âm

Thông số kĩ thuật của máy siêu âm SONOACE-3200

• Thiết bị ngoại vi gắn với máy siêu âm

Máy in giấy trắng đen

Máy ghi hình chuẩn NTSC-PAL (băng)

• Kết nối đầu dò: có 2 cổng gắn đầu dò

• Màn hình hiển thị CRT với độ phân giải cao và góc nhìn rộng

2.3.1 Bên Ngoài máy siêu âm

Màn hình

Giá đỡ đầu dò

Nơi cắm đầu dò

2.4.11 Đầu dò

Đầu dò là nơi phát ra sóng siêu âm và ghi nhận sóng phản xạ(hồi âm)

Đầu dò sử dụng nguyên tắc của hiệu ứng áp điện

Trong đầu dò có một hay nhiều tinh thể áp điện, đó là các tinh thể thạch anh.Khi áp một dòng điện xoay chiều vào tinh thể, tinh thể dao động

Sự dao động với tần số cao của tinh thể tạo ra sóng âm

Ngược lại, khi âm thanh hay áp suất tác dụng vào tinh thể, nó lại tạo ra một hiệuđiện thế

Do đó cùng một tinh thể có thể dùng để phát ra và thu nhận sóng siêu âm

9

Các khối trong máy

1 là thùng máy 2 là khối kỹ thuật số 3 là khối thu nhận

4 là khối tùy chỉnh 5 là khối tạo xung 6 là khối đầu cuối

7 là nguồn áp thấp 8 là nguồn áp cao 9 là bàn phím

10 là khối chủ(nơi liên kết các khối lại) 11 là màn hình

2.3.2 Bên Trong máy siêu âm

Thùng máy-bảng điều khiển

Là nơi cắm quạt,bàn phím, nguồn vào,dây nối đất,dây video in,video out.

Khối Nguồn Công suất thấp

Đầu vào cũng là 85-264 VAC tầAn số 47-440Hz

Đầu ra +12V ~ 1.5 A +-100V ~15mA +-80V ~35mACông suất 26W

Cung cấp nguồn cho hệ thống màn hình

11

Bo cắm

Là bo mạch chủ, nơi kết nối các khối lại với nhau

Khối tạo xung

Có con SEOAN 8 432Khz

Khối tùy chỉnh

Khối logic

13

Khối đầu cuối

3 Sử dụng máy siêu âm

3.1 Chiều hướng và cách cầm đầu dò

Quy ước chiều hướng của hình ảnh siêu âm thu nhận qua ngã bụng:

Ở lát cắt dọc:phía trên màn hình là phía trước ngực, phía dưới màn hình là phía saucủa bệnh nhân Bên trái màn hình là phía đầu, bên phải màn hình là phía chân củabệnh nhân,hình ảnh thu nhận được là hình ảnh ta nhìn từ phía bên phải bệnh nhânqua phía bên trái

Ở lát cắt ngang:phía trên màn hình là phía trước, phía dưới màn hình là phía saucủa bệnh nhân Bên trái màn hình là bên phải của bệnh nhân, bên phải màn hình làbên trái của bệnh nhân, hình ảnh thu nhận được là hình ảnh ta nhìn từ phía dướichân bệnh nhân lên phía đầu

Chiều hướng đầu dò

 Mỗi đầu dò có một gờ chỉ điểm(probe marker, indicator) tương ứng với điểmđánh dấu(screen marker, position marker) trên màn hình máy siêu âm

 Điều này giúp cho người làm siêu âm cầm đúng đầu dò

 Theo quy ước gờ chỉ điểm và điểm đánh dấu trên màn hình máy siêu âmluôn luôn ở cùng phía( hoặc là ở bên trái, hoặc là ở bên phải màn hình)

 Nếu cả 2 không cùng một phía thì xem như ta đã cầm ngược đầu dò siêu âm

Sử dụng đầu dò đúng cách

- Để sử dụng đầu dò đúng cách nên thực hiện các điều sau :

1 Kiểm tra các dây cáp đầu dò và kết nối thường xuyên để phát hiện ngay các bấtthường

2 Ngắt điện hệ thống trước khi thay đổi đầu dò để đảm bảo xác định đúng các đầu

dò và kéo dài tuổi thọ của hệ thống và đầu dò

3 Không thả đầu dò trên sàn nhà hoặc chống lại những vật cứng hoặc các bề mặt,chạm đầu dò có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của chúng

4 Đầu dò nên được trả lại cho người giữ đầu dò để lưu trữ khi không sử dụng

5 Không làm nóng đầu dò nếu các đầu dò có nhiệt độ dưới nhiệt độ phòng, đểchúng khởi động một cách tự nhiên trước khi sử dụng chúng

6 Không uốn cong hoặc kéo dây cáp đầu dò Bởi vì nó có thể làm đứt một số dâycáp bên trong.

7 Sử dụng duy nhất một loại gel đã được chọn

8 Chỉ bôi gel lên đầu quét của đầu dò và lau sạch khỏi đầu dò sau mỗi lần sử dụng

9 Khi đầu dò không được sử dụng, cẩn thận cất giữ chúng trong các hộp nhựađược cung cấp bởi Medison CO, LTD để tránh làm hư chúng

10 Tất cả các đầu dò nên được làm sạch khi tiếp xúc với bệnh nhân

3.2 Các thao tác chuẩn bị khi tiến hành siêu âm

1.Tiến hành kiểm tra xem máy siêu âm đã được tắt nguồn chưa ,bằng nút powertrên phía trên màn hình ,chuyển OFF để tắt

2.Chọn đầu dò Linear 7.5Mhz 60 mm đầu dò này có độ xuyên sâu là 9 cm

3.Mở máy bằng nút power, kiểm tra đèn báo màn hình hiển thị và nghe tiếng bípđiện tử , để đảm bảo rằng màn hình đã hoạt động Khi việc tự kiểm tra được hoàntất thành công, màn ảnh SA-3200 đang được hiển thị, và sẵn sàng quét một hìnhảnh

4 Để bệnh nhân nằm lên bàn được đặt phía bên tay phải của bác sĩ ,và tiến hànhquét Trước khi quét chúng ta cần xác định vị trí cần siêu âm dựa vào lý thuyết giảiphẫu cơ thể người,sau đó chúng ta tiến hành bôi gel lên vùng cần dò, đặt đầu dò lênvùng đó để tiến hành quét

Ở đây là siêu âm động mạch cảnh nên vị trí bôi del là vùng trái hoặc phải của cổ.+ Dựa vào điểm mốc trên đầu dò để xác định nhanh cách đặt đầu dò đúng cách,điểm mốc sẽ quay về phía bên phải bệnh nhân khi quét ngang và quay hướng lênđầu khi quét dọc

+ Sau khi đã xác định đúng vị trí cần siêu âm và đã thu nhận được hình ảnh trênmàn hình ,chúng ta tiến hành điều chỉnh màn hình để thu được hình ảnh tối ưu nhất + Từ từ điều chỉnh độ sáng bằng cách chuyển các núm phía trên bên trái của mànhình cho đến khi toàn bộ thanh thang độ sáng hiển ở phía bên trái của màn hình đạt

độ sáng phù hợp

15

+Từ từ điều chỉnh độ tương phản bằng cách chuyển các núm thấp hơn ở phía bêntrái màn hình cho đến khi bạn có thể nhìn thấy hình ảnh rõ nét nhất

5 Sau khi đã chỉnh được hình ảnh tối ưu ,chúng ta tiến hành di chuyển đầu dòquanh vị trí cần siêu âm theo lắt cắt đã chọn cho đến khi thu được hình ảnh tốt nhấttrên màn hình

6 Sau khi siêu âm xong chúng ta tiến hành vệ sinh cho bệnh nhận và đầu dò và tắtmáy

4 Hiệu ứng doppler

a/ Khái niệm:

Là một hiệu ứng vật lý, đặt tên theo Christian Andreas Doppler, trong đó tần số vàbước sóng của các sóng âm, sóng điện từ hay các sóng nói chung bị thay đổi khi mànguồn phát sóng chuyển động tương đối với người quan sát

b/ Biểu diễn toán học:

Đối với sóng chuyển động trong một môi trường, như sóng âm, nguồn sóng vàngười quan sát đều có thể chuyển động tương đối so với môi trường Hiệu ứngDoppler lúc đó là sự tổng hợp của hai hiệu ứng riêng rẽ gây ra bởi hai chuyển độngnày

trong đó

là vận tốc lan truyền của sóng trong môi trường,

là vận tốc tương đối của người quan sát đối với môi trường, nhận giá trịdương nếu người quan sát tiến lại gần nguồn âm,

là vận tốc tương đối của nguồn đối với môi trường, nhận giá trị dương nếunguồn dịch chuyển ra xa đối với người quan sát

Tần số tăng lên khi nguồn tiến về phía người quan sát, và giảm đi khi nguồn đi ra

xa người quan sát(với điều kiện chuyển động giữa nguồn và người không phải là

Cụ thể, nếu nguồn di động trong môi trường phát ra sóng với tần số tại

nguồn là f0, một người quan sát đứng yên trong môi trường sẽ nhận được tần

số f:

với c tốc độ lan truyền của sóng trong môi trường, v là thành phần vận

tốc chuyển động của nguồn so với môi trường theo phương chỉ đếnngười quan sát (âm nếu đi về phía người quan sát, dương nếu ngược lại).Tương tự, khi nguồn đứng im còn người quan sát chuyển động:

Đối với sóng điện từ (ví dụ ánh sáng), lan truyền mà không cần môi trường, hiệuứng Doppler được tính toán dựa vào thuyết tương đối

Hiệu ứng Doppler đúng cho mọi loại sóng từ sóng hạ âm, sóng nghe được chotới sóng siêu âm

Hiệu số giữa sóng tới và sóng phản xạ gọi là tần số Doppler

Công thức Δf=|Fr - Fi| =2Fi|cosθ|.v/c

5.Máy siêu âm doppler SmartDop 45

5.1 Tổng quan :

Mặt trước phía bên phải của máy và đầu dò

1 là nơi để đầu dò.

2 là cổng usb.

3 đầu dò.

4 là nút tạm dừng,ghi hình lại.

5 là nắp đậy đầu dò.

Mặt trước phía bên trái của máy Chú thích chức năng các phím:

Sơ đồ khối của máy:

19

PROBE (đầu dò) :

The Smartdop has 5 interchangeable probes with different frequencies

BT2M20S8C (2 MHz): Đo tim thai và âm thanh

BT4M05S8C (4 MHz): Đo tốc độ máu ngoại vi sâu và dòng chảy

BT5M05S8C (5 MHz): Đo tốc độ máu ngoại vi sâu và dòng chảy

BT8M05S8C (8 MHz): Đo vận tốc máu bề ngoài và dòng chảy

BT10M5S8C (10 MHz): Đo vận tốc máu bề ngoài và dòng chảy

5.2 Các bước đo vận tốc

1 Kết nối đầu dò cho máy với sự phân cực tròn đánh dấu trên các kết nối đầu dò

2 Đặt gel siêu âm trên đầu thăm dò hoặc da bệnh nhân

3 Nhấn nút nguồn để bật các đơn vị trên Biến điều khiển âm lượng tối đa

4 Hãy để đầu dò vào khu vực đo lường.chỉnh góc âm thanh Doppler tối đa đượcnghe Một góc lý tưởng để thăm dò là khoảng 60 độ

5.Khi các dạng sóng trở nên nhịp nhàng và ổn định, chờ đợi nhiều hơn 5 giây màkhông di chuyển đầu dò, và sau đó nhấn vào nút đóng băng và in các dạng sóng

1.3 Menu

Phím giữa là enter

Nhấn phím giữa để vào menu chính(menu hiển thị tùy vào đầu dò)

Chọn chế độ bằng cách nhấn nút lên hoặc xuống và chế độ được lựa chọn sẽđược tô đậm

Nhấn nút phải để tùy chỉnh menu con, nhấn nút trái để trở lại menu chính từmenu con hoặc ra khỏi chế độ menu

1.3.1 Menu trong đo vận tốc động mạch cảnh

• Bộ nhớ: có thể đọc lưu trữ và xóa 30 dữ liệu

• Thời gian: chậm hay bình thường

• Chỉnh sóng hướng vào hay ra khỏi đầu dò là thành phần dương

• Thông tin bệnh nhân:tên,tuổi,giới tính,ngày đo v.v

• Ngôn ngữ : tiếng Anh, Tây Ban Nha, Pháp, Ý,

• Đơn vị đo cm/s hay KHz

• Lọc 80Hz hay 200Hz

• Hiển thị dạng sóng hay dữ liệu

Phần mềm Smart-V-Link kết hợp với máy siêu âm doppler SmartDop 45

Các bước tiến hành

(1) Kết nối cáp truyền dữ liệu với Doppler

(2) Kết nối đầu cồn lại của cáp với cổng USB của máy tính

(3) Mở máy Doppler

(4) Khởi động Smart-V-Link và màn hình thông tin bệnh nhân sẽ xuất hiện

Điền thông tin bệnh nhân sau đó nhấn save và nhấn return to main screen

Sau đó nhấn option

23

Chọn Search Comm để kết nối đầu đò với máy tính và nhấn return to mainscreen

Có rất nhiều lựa chọn để đo vận tốc ở các bộ phận như chi trên,chi dưới,ở độngmạch hay tĩnh mạch

Venous Doppler ( siêu âm doppler tĩnh mạch)

Lower Extremity Segmental (đo chi dưới)

Upper Extremity Segmental (đo chi trên)

Posterior Tibial ( sau xương chày):

Tài liệu tham khảo

1 NGUYÊN LÝ VÀ KỸ THUẬT SIÊU ÂM DOPPLERBS CỦA B.SNGUYỄN QUANG TRỌNG

2 CHIỀU HƯỚNG VÀ CÁCH CẦM ĐẦU DÒ SIÊU ÂM CỦA BS.NGUYỄN QUANG TRỌNG

3 Service Manual SA-3200

4 Manual- SmartDop 45

25