1 NGUYEN LY VA KY THUAT SIEU AM DOPPLER

HIỆU ỨNG DOPPLER • Sóng âm được truyền đi transmitted-T từ một đầu dò Doppler xung với một tần số hoặc bước sóng cố định.. HIỆU ỨNG DOPPLER • Từ công thức trên ta rút ra: - Tần số Dopp

Trang 2

DÀN BÀI

• Hiệu ứng Doppler

• Các hệ thống Doppler

• Hiện tượng vượt ngưỡng

• Kỹ thuật siêu âm Doppler

• Phân tích phổ Doppler

Trang 3

DÀN BÀI

Trang 4

HIỆU ỨNG DOPPLER

• Hiệu ứng Doppler được tìm ra vào năm 1842 bởi

Christian Johann Doppler (1803-1853)

• Lúc đó ông dùng nó để giải thích hiện tượng lệch

màu sắc của các ngôi sao đang chuyển động: Khi

ngôi sao tiến lại gần quả đất thì ánh sáng của nó sẽ

tần số của sóng ánh sáng tăng lên) Ngược lại, khi

ngôi sao đi xa quả đất thì ánh sáng của nó chuyển

giảm xuống)

Trang 5

14/11/2006 5

Định nghĩa: “Đó 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”

Trang 6

• Một hình ảnh quen thuộc đó là khi ta nghe tiếng còi xe cấp cứu

ở xa với âm trầm (do tần số thấp), khi xe chạy lại gần thì ta

nghe âm bỗng (do tần số cao)

• Hoặc là khi ta nghe tiếng tàu hỏa từ xa chạy lại rồi chạy qua:

Trang 7

• Năm 1959, Satomura (Nhật) lần đầu tiên ứng dụng

hiệu ứng Doppler vào Y học nhằm khảo sát

thay đổi tần số do hiệu ứng Doppler xảy ra khi

chùm sóng siêu âm phát ra gặp các hồng cầu chuyển động trong mạch máu đang tiến lại gần đầu dò hoặc

đi xa đầu dò

Trang 8

• Sóng âm gồm có hai thành phần: tần

số (frequency) và biên độ (amplitude)

• Tần số (f) sóng âm liên quan đến độ

dài bước sóng (wavelength) λ theo

công thức:

f = V(velocity) / λ (wavelength)

• Vận tốc sóng âm đi qua hầu hết các

mô trong cơ thể với vận tốc

1.540m/giây Do vậy khi thay đổi độ

dài bước sóng thì tần số sóng âm cũng

Trang 9

• Sóng âm được truyền đi (transmitted-T) từ một đầu dò Doppler xung với một tần số hoặc bước sóng cố định Tần số của sóng âm sẽ không thay đổi nếu như các

cấu trúc mà nó gặp trên đường đi không chuyển động

14/11/2006 Arthur Fleischer, MD et al Color Power Doppler Ultrasound 1999 9

Trang 10

 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 của

dòng máu hướng về đầu dò thì tần số sóng phản hồi sẽ tăng lên

và bước sóng ngắn lại Ngược lại, nếu dòng máu chuyển động

xa đầu dò thì tần số sóng phản hồi sẽ giảm và độ dài bước sóng tăng

Arthur Fleischer, MD et al Color Power Doppler Ultrasound 1999

Trang 12

- ΔF: tần số Doppler

- Fo: tần số của sóng phát đi

- Fr: tần số của sóng phản hồi

- v: vận tốc của dòng máu

- c : tốc độ của sóng âm truyền trong cơ thể (#1540m/s)

- α: góc giữa chùm tia siêu âm và mạch máu

W Schaberle Ultrasonography in Vascular Diseases p1-27 2005

Trang 13

• Từ công thức trên ta rút ra:

- Tần số Doppler Δ F tỷ lệ thuận với vận tốc dòng chảy

- ΔF có trị số lớn nhất khi chùm tia song song với dòng chảy

(cos α =1) Khi chùm tia vuông góc với dòng chảy thì sẽ không

có tín hiệu Doppler (cos α = 0)

- Với đầu dò phát với tần số 2-8MHz thì ΔF thu được nằm trong phạm vi tần số mà tai người nghe được (50Hz-15KHz)

- Vận tốc dòng chảy được tính theo công thức:

Trang 14

C M Rumack et al Diagnostic Ultrasound 3 rd Edition 2005

Trang 15

DÀN BÀI

Trang 16

CÁC HỆ THỐNG DOPPLER

DOPPLER LIÊN TỤC

• Doppler liên tục (continuous wave-CW) với đầu dò có hai tinh thể, một có chức năng phát sóng liên tục và một có chức năng nhận sóng phản hồi liên tục

Trang 17

• Nhược điểm : Nó không ghi

được tốc độ tại 1 điểm xác

Trang 18

DOPPLER LIÊN TỤC

• Khi chùm sóng âm xuyên

qua hai mạch máu cạnh

nhau (hai động mạch hoặc

Trang 19

DOPPLER XUNG

• Phát sóng dạng xung được dùng trong Doppler xung

chức năng phát và nhận sóng phản hồi

Trang 20

DOPPLER XUNG

• Sóng âm được phát đi

theo từng chuỗi xung

dọc theo hướng quét của

đầu dò, song chỉ những

xung phản hồi từ vị trí

đặt cửa sổ (gate, sample

volume) là được ghi

nhận và xử lý

Trang 21

DUPLEX SONOGRAPHY

• Sự kết hợp hình ảnh siêu âm hai chiều (cung cấp thông tin về cấu trúc giải phẫu, vị trí đặt cửa sổ, góc α) và Doppler xung (cung cấp thông tin về dòng chảy) được gọi là Duplex sonography

Trang 24

• Ta phóng đại một phổ Doppler để 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

Trang 25

• 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 (các mũi tên)

14/11/2006 Arthur Fleischer, MD et al Color Power Doppler Ultrasound 1999 25

Trang 26

• 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

Trang 28

• Tuy vậy, do có sự ma sát với thành mạch, dòng chảy ở cạnh thành mạch luôn luôn hơi thấp hơn dòng chảy ở trung tâm

• Phần lớn dòng chảy của hệ tim-mạch (bao gồm tim và các mạch máu lớn)

là dòng chảy lớp và hiếm khi có vận tốc > 1,5m/s

Trang 29

• Dòng chảy cuộn xoáy (turbulent flow) xuất hiện khi có sự tắc nghẽn ngăn chặn dòng chảy lớp Điều này khiến cho các hồng cầu chuyển động hỗn loạn, không cùng hướng và tạo nên vô số dòng xoáy Nếu tắc nghẽn nặng, hồng cầu có thể chuyển động với vận tốc 7m/s

Trang 30

-Dịng chảy lớp bình thường qua van ĐMC thì

tâm thu với vận tốc khá đồng đều

-Dịng chảy cuộn xốy qua van ĐMC thì tâm trương với nhiều vận tốc khác nhau

Trang 31

DOPPLER MÀU (COLOR DOPPLER)

• Đó là tín hiệu Doppler xung được mã hóa màu sắc

phủ lên hình siêu âm hai chiều

• Nhưng trong khi ở Doppler xung chỉ có 1 vị trí đặt

cửa sổ (gate), thì ở đây có rất nhiều vị trí đặt cửa sổ

ở kế cận nhau trên vùng khảo sát

Trang 32

• Thông tin Doppler thu nhận được từ mỗi vị trí đặt

cửa sổ được phân tích để xác định hướng dòng chảy

• Những thông tin này được chuyển đổi thành tín hiệu màu chồng lên hình ảnh siêu âm hai chiều

Trang 33

• Thông thường thì trên mỗi đường tạo ảnh có

khoảng 32 đến 128 vị trí lấy mẫu, do vậy để có

được thông tin chính xác, ta không nên để hộp màu (color box, sample volume) quá lớn

Trang 34

• Với đầu dò convex, ở vùng xa đầu dò, các vị trí lấy mẫu sẽ

thưa ra do sự phân kỳ của chùm tia siêu âm, do vậy sẽ có

những vị trí không có thông tin Doppler Để khắc phục hiện tượng này máy sẽ làm phép tính trung bình của 2 vị trí lấy mẫu cạnh nhau để tạo thông tin Doppler cho vùng khuyết chen

giữa

Trang 35

• Dòng chảy hướng về đầu dò được mã hóa màu đỏ;

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

Trang 37

• Với dòng chảy lớp thì vận tốc khá đồng nhất, trong khi với dòng chảy cuộn xoáy thì có nhiều vận tốc và hướng chảy khác nhau; do đó nếu chỉ mã hóa hai màu xanh-đỏ thì sẽ bỏ sót thông tin mà tín hiệu Doppler đem lại Để khắc phục điều này người ta mã hóa thêm các màu thể hiện bằng sơ đồ dưới đây:

Trang 38

• Vì Doppler màu chỉ sử dụng tần số trung bình, nó có thể biểu hiện cả hướng (nhờ màu-color) và tần số trung bình (nhờ sắc màu-hue) của dòng chảy trong cùng một ô vuông (pixel)

Arthur Fleischer,M.D et al Color Power Doppler Ultrasound.1999

Trang 40

DOPPLER NĂNG LƯỢNG (POWER DOPPLER)

 Doppler màu đánh giá tốt sự hiện diện và chiều của

dòng chảy, tuy vậy nó không thể đánh giá được các mạch máu nhỏ li ti (mao mạch) Do đó không thể đánh giá tốt sự tưới máu tại các mô

 Doppler năng lượng ra đời, chỉ khảo sát độ lớn của tín hiệu Doppler mà không quan tâm đến chiều của dòng chảy

Trang 41

 Với Doppler năng lượng thì hoàn toàn không phụ thuộc vào các vector vận tốc, do vậy nó có độ nhạy cao hơn nhiều so với Doppler màu, đồng thời nó cũng dễ có sảo ảnh do chuyển động

Trang 42

DOPPLER NĂNG LƯỢNG (POWER DOPPLER)

• Khác với Doppler xung thể hiện tất cả các biên độ, Doppler năng lượng chỉ thể hiện biên độ trung bình

được bất kể dòng máu đến hay đi xa đầu dò

Trang 44

DÀN BÀI

Trang 45

HIỆN TƯỢNG VƯỢT NGƯỠNG

(ALIASING PHENOMENON)

• Trong Doppler xung có một yếu tố gọi là tần số lập lại xung (Pulse Repetition Frequency-PRF):

+C: Tốc độ sóng siêu âm trong cơ thể

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

Trang 46

• PRF được tính bằng kHz

• Các tín hiệu Doppler xung chỉ thu nhận tốt khi có tần

số bằng hoặc thấp hơn PRF/2 Tần số giới hạn này

Trang 47

14/11/2006 Joseph A.Kisslo,MD Basic Echo-Doppler 47

Trang 48

• Hiện tượng này được giải thích như sau: Ví như ta có 1 bánh

xe, trên bánh xe có đánh dấu 1 điểm Ta quay bánh xe theo

chiều kim đồng hồ với tốc độ ¼ vòng/giây

• Nếu ta ghi nhận hình ảnh một lần mỗi giây (tương đương với tần số lập lại xung – PRF) thì điểm đánh dấu sẽ chuyển động

theo chiều kim đồng hồ, cách nhau 900

Trang 49

• Nếu ta ghi nhận hình ảnh với tần suất chậm hơn, chỉ một lần cho mỗi 3 giây (tương đương với tần số lập lại xung – PRF) thì sẽ có hiện tượng lạ xảy ra: Trong lúc bánh xe quay theo

chiều kim đồng hồ thì điểm đánh dấu lại chuyển động ngược

chiều kim đồng hồ, cách nhau 900

Trang 50

DÀN BÀI

Trang 51

14/11/2006 51

Kỹ thuật tránh hiện tượng vượt ngưỡng

1 Chuyển dịch đường nền lên trên hoặc xuống dưới tùy

thuộc phổ thu được

2 Tăng PRF: máy thu tín hiệu nhiều lần trên đường đi

về của sóng âm

3 Giảm ΔF bằng cách giảm tần số đầu dò (với đầu dò

đa tần số), đổi đầu dò có tần số thấp hơn

Trang 52

Trang 53

14/11/2006 53

Trang 55

14/11/2006 55

Trang 56

Jonathan B Kruskal, MD, PhD et al Optimizing Doppler and Color Flow US: Application to Hepatic

Trang 57

14/11/2006 Jonathan B Kruskal, MD, PhD et al Optimizing Doppler and Color Flow US: Application to Hepatic 57

Sonography RadioGraphics 2004;24:657-675

Chỉnh color baseline để

tránh aliasing màu

Trang 58

Trang 59

14/11/2006 59

Trang 60

PRF=14,286Hz

PRF=3,731Hz

Trang 61

PRF = 06 kHz, di chuyển đường nền

PRF = 04 kHz

Trang 62

PRF = 10 kHz PRF = 04 kHz

Trang 63

14/11/2006 63

Trang 64

Đầu dò 7-7,5 MHz Đầu dò 2,8-3,5 MHz

Trang 65

14/11/2006 65

Điều chỉnh thang tốc độ màu (color velocity scale):

- Nó không đồng nghĩa với PRF, nhưng PRF liên quan

với thang tốc độ màu vì rằng tăng tốc độ màu cũng tăng PRF và ngược lại

- Nếu thang tốc độ màu đặt dưới vận tốc trung bình của

dòng máu thì ta không thể phân biệt được đâu là dòng bình thường đâu là dòng cuộn xoáy tốc độ cao

- Nếu thang tốc độ màu đặt cao hơn vận tốc trung bình

của dòng máu thì hiện tượng aliasing có thể biến mất, lúc đó ta sẽ bỏ sót chỗ hẹp

- Ở chỗ mạch máu gần tắc, tốc độ dòng máu có thể thấp hơn thang tốc độ màu, tạo nên dương tính giả của tắc mạch Lúc này ta cần giảm thang tốc độ màu xuống < 15cm/s Nếu vẫn không thấy được dòng chảy thì cần phải làm thêm CT, MRA

có chích thuốc hoặc Angiography trước khi kết luận tắc

mạch hoàn toàn

Trang 67

14/11/2006 67

Trang 68

14/11/2006 Jonathan B Kruskal, MD, PhD et al Optimizing Doppler and Color Flow US: Application to Hepatic 68

Thang tốc độ màu: 30,7cm/s Thang tốc độ màu: 69,2cm/s

Thang tốc độ màu: 2,3cm/s

Trang 69

14/11/2006 69

H.R.Tahmasebpour et al Sonographic Examination of the Carotid Arteries

Radiographics.2005;25:1561-1575

Trang 70

H.R.Tahmasebpour et al Sonographic Examination of the Carotid Arteries

Thang tốc độ màu quá cao  bỏ sót

dòng chảy vận tốc thấp ?

Thang tốc độ màu thấp  thấy được dòng chảy hẹp, ngoằn ngoèo  Chẩn đoán chính xác là gần tắc chứ không phải là tắc hoàn toàn

Trang 71

14/11/2006 71

Điều chỉnh góc α

Để tính chính xác vận tốc dòng chảy thì góc α luôn luôn < 60 0 (độ sai số chấp nhận được)

Trang 72

• Hình dưới đây minh họa tầm quan trọng của việc lấy góc α:

– Được biết vận tốc thực sự 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

Joseph A.Kisslo,MD Basic Echo-Doppler

Trang 73

14/11/2006 73

Điều chỉnh cửa sổ

- Cửa sổ quá nhỏ sẽ bỏ sót tín hiệu Doppler

- Cửa sổ quá lớn sẽ lấy nhiều tín hiệu dòng chảy thấp ở hai bên thành

- Cửa sổ lý tưởng chiếm 1/3 đường kính mạch máu và đặt ở 1/3 giữa của lòng mạch

- Chỉnh hướng của cửa sổ song song với hướng dòng chảy

Trang 74

Trang 75

14/11/2006 75

Trang 76

Trang 77

14/11/2006 77

Trang 78

Vận tốc dòng chảy trước khi chỉnh góc: 18cm/s

Chỉnh góc quá thấp (30 0 )

 vận tốc dòng chảy thấp

hơn so với thực tế

Định dạng
Số trang	106
Dung lượng	6,39 MB