Nguyên lý siêu âm tim

1. PGS TS Trần Kim Trang

2. NỘI DUNG
Các kiểu
siêu âm
Bộ phận
xử lý
Đầu dò
Định
nghĩa
Tạo chất
lượng
hình ảnh

3. SA là 1 loại dao động cơ học được truyền trong một
môi trường vật chất nhất định
-> Năng lượng cơ học này tác động vào các phân tử
vật chất của môi trường & các phân tử bên cạnh
-> tạo thành sóng lan truyền đến khi hết năng lượng.
ĐỊNH NGHĨA

4. ĐỊNH NGHĨA
SÂ Điều trị: viêm bao hoạt dịch / thập niên 50
SÂ Chẩn đoán: tim/ thập niên 80

5. Các thành phần của sóng âm:
tần số, bước sóng, biên độ

6. HiỆU ỨNG ÁP ĐIỆN
(piezoelectric effect)
Là khả năng biến tín hiệu
điện -> tín hiệu âm & ngược
lại.
Các đầu dò SA được gắn 1
loạt các tinh thể (ceramic)có
hiệu ứng áp điện -> truyền
cho chúng 1điện thế->
Chúng biến thành sóng âm
-> vào cơ thể, gặp các mặt
phân cách giữa 2 môi
trường khác nhau trong cơ
thể & dội ngược về đầu dò.

7. ĐẦU DÒ SIÊU ÂM TIM
Phát chùm tia SA vào cơ thể
& nhận chùm tia SA phản xạ quay về.

8. LINEAR
THẲNG
CONVEX
CONG
SECTOR
RẼ QUẠT
Khám mạch máu
ngoại vi, các bộ
phận nhỏ- nông
(tuyến vú, tuyến
giáp...)
Khám ổ
bụng & sản
phụ khoa
Tim
ĐẦU DÒ SIÊU ÂM

9. ĐẦU DÒ SIÊU ÂM TIM
2-4 MHz
3,5 MHz
Người lớn
4-8 MHz
5 MHz
Trẻ em
Tối ưu đa tần
Thích hợp
Người VN/
Tần số đầu dò

10. BỘ PHẬN XỬ LÝ TÍN HiỆU
Tín hiệu SA phản hồi từ cơ thể về đầu dò
Xử lý
Thông tin về cấu trúc & chức năng của cơ
quan (thể tích thất trái cuối kỳ tâm thu/trương, thể tích nhát
bóp, cung lượng tim… )

11. CÁC KIỂU SIÊU ÂM
Siêu âm 2D phổ biến nhất trong tất cả các chuyên khoa:
Nhìn được các cấu trúc trong cơ thể & sự vận động của
chúng.
Tín hiệu SA phản hồi đầu dò
- > biến thành dòng điện xoay chiều
Dòng điện được xử lý thành các chấm sáng khác nhau
tuỳ dòng điện lớn hay nhỏ
& vị trí từ đầu dò đến mặt phân cách có hồi âm.
Thông tin thể hiện trên màn hình
thành những chấm sáng cường độ khác nhau
xếp theo thứ tự nhất định
tái tạo hình ảnh các cơ quan, cấu trúc mà chùm tia đi qua

12. CÁC KIỂU SIÊU ÂM
SA hình ảnh thực( real time): Để nghiên cứu
các cấu trúc có vận động ( tim mạch)
Đầu dò ghi lại rất nhiều hình ảnh vận động ở
các thời điểm khác nhau trong 1 đơn vị thời
gian ( > 24 hình/ giây )
Thể hiện liên tục giống như vận động thực của
nó trong cơ thể

13. SIÊU ÂM 2D
Tia SA quét góc 82 độ, do mắt lưu ảnh -> chùm tia SA như 1
mặt phẳng cắt qua 1 cấu trúc: THẤY CẤU TRÚC & VẬN ĐỘNG
NHƯ THỜI GIAN THỰC

14. Siêu âm TM ( Time motion). = M-Mode: đo các thông số
về khoảng cách, thời gian đối với những cấu trúc có
chuyển động,.).
Chùm tia SA được cắt ở một vị trí nhất định
Trục tung: biên độ vận động của các cấu trúc
Trục hoành thể hiện thời gian
Cấu trúc không vận động sẽ thành đường thẳng
Cấu trúc vận động: đường cong, biên độ tuỳ mức độ
vận động
Khi dừng hình : đo các thông số về khoảng cách, biên
độ, thời gian vận động...
CÁC KIỂU SIÊU ÂM

15. SIÊU ÂM 2D - TM: TRỤC DỌC CẠNH ỨC

16. CÁC KIỂU SIÊU ÂM
Siêu âm Doppler: thêm thông tin về huyết động
Hiệu ứng Doppler( Doppler 1842)
Máy ghi nhận thay đổi tần số do hiệu ứng Doppler khi
chùm sóng SA phát ra gặp hồng cầu chuyển động trong
mạch máu tiến gần hoặc đi xa đầu dò

17. HIEÄU ÖÙNG DOPPLER
So ù ng a â m truye à n ñi
(transmitted-T) töø ñaàu doø
Doppler xung vôùi taàn soá
hoa ë c b ö ô ù c so ù ng co á
ñònh.Taàn soá cuûa soùng aâm
õ khoâng ñoåi neáu caùc caáu
tru ù c ma ø no ù ga ë p tre ân
ñöôøng ñi bất ñoäng.
Gaëp doøng maùu chuyeån
ñ o ä ng,so ù ng a â m tr ô û ve à
(returning waveform) se õ
taêng hoaëc giaûm taàn soá
->taàn soá soùng truyeàn ñi &ø
trôû veà khaùc nhau ->leäch
pha nhau.
Hieäu cuûa 2 taàn soá naøy laø
taàn soá Doppler.
Arthur Fleischer,M.D et al. Color Power Doppler Ultrasound.1999.

18. HIEÄU ÖÙNG DOPPLER
• Taàn soá Doppler Δ F cuûa tín hieäu hoài aâm töø caùc teá
baøo maùu ñang chuyeån ñoäng so vôùi taàn soá soùng
aâm phaùt ñi (F0) ñöôïc tính theo coâng thöùc (FE laø taàn
soá soùng aâm phaûn hoài):

19. HIEÄU ÖÙNG DOPPLER
• Töø coâng thöùc treân ->
-Taàn soá Doppler Δ F tyû leä thuaän vaän toác doøng chaûy.
-Taàn soá Doppler Δ F coù trò lôùn nhaát khi chuøm tia song song
doøng chaûy (cos θ=1).
- Khi chuøm tia vuoâng goùc doøng chaûy thì cos θ =0 Khoâng
coù tín hieäu Doppler.
- Đaàu doø phaùt vôùi taàn soá 2-8MHz -> Δ F trong phaïm vi taàn soá
nghe ñöôïc (50Hz-15KHz).

20. HIEÄU ÖÙNG DOPPLER

21. Phổ Doppler
Thời gian
Biên độ
Tần số:
độ sáng
Dòng máu về phía đầu dò có phổ (+) & ngược lại

23. Dopper liên tục
Đầu dò có 2 tinh thể:
1 phát sóng
1 nhận sóng phản hồi
liên tục
Ưu điểm: Đo chính xác vận tốc
cao của dòng máu( bệnh van, tim
bẩm sinh)
Bất lợi: thiếu tách bạch chiều
sâu( ghi vận tốc của nhiều điểm
chuyển động trên đường chùm
sóng âm phát ra thay vì chỉ ghi
vận tốc 1 điểm xác định)

24. Doppler xung
• Đầu dò có 1 tinh thể: phát & nhận sóng.
• Sóng phát từng chuỗi xung theo hướng quét của
đầu dò, nhưng chỉ nhận những xung trở về từ
cửa sổ khảo sát

25. • Doppler Duplex: kết hợp SA 2 chiều +
Doppler xung

26. PRF: pulse repitition
frequency = tần số lặp
xung= số lần chùm SA
đi – về giữa đầu dò –
cấu trúc / giây
Aliasing:do vận tốc
bất thường vượt quá
mức mà Doppler xung
ghi nhận( ≤ PRF/2: tần
số Nyquist) -> thêm
màu vàng ngoài xanh
– đỏ + phổ cụt đầu
Doppler xung

27. Dòng chảy
Lớp:do tim mạch có thành song
song -> hồng cầu cùng 1 vùng
sẽ chuyển động cùng hướng &
cùng vận tốc.
Thường vận tốc < 1,5m/s
Xoáy: do dòng bị tắc nghẽn ->
hồng cầu chuyển động hổn
loạn, vận tốc có thể 7m/s

28. Doppler màu
Tín hiệu doppler xung được mã hoá
phủ màu lên hình 2D sao cho dòng
máu về phía đầu dò có màu đỏ &
ngược lại có màu xanh

29. • Siêu âm kiểu 3D, chủ yếu là sản khoa.
Hiện có 2 loại : loại tái tạo hình ảnh nhờ các
phương pháp dựng hình máy tính + loại 3D
thực sự ( Live 3D).
Đầu dò có cấu trúc khá lớn, các chấn tử nhiều
hơn theo hình ma trận, phối hợp với quét
hình theo chiều không gian nhiều mặt cắt ->
các mặt cắt theo kiểu 2D này được máy tính
giữ lại , dựng hình theo không gian 3 chiều.

30. • Siêu âm tim khác:
Qua thực quản
Gắng sức
Nội mạch vành
Cản âm
Năng lượng
Doppler mô

31. Đ
ĐẠ
ẠT CH
T CHẤ
ẤT L
T LƯ
ƯỢ
ỢNG H
NG HÌ
ÌNH
NH Ả
ẢNH T
NH TỐ
ỐT
T
ALIASING
- Dời baseline cột màu
lên / xuống theo phổ
- Tăng PRF
- Dùng đầu dò có tần số
thấp hơn
--> doppler liên tục
- Tăng góc θ
θ (< 60
(< 600
0).
).
Chỉnh thang vận tốc màu
Nếu thang < vận tốc trung
bình của dòng máu ->không
phân biệt được dòng xoáy &
dòng bình thường( aliasing)
Ngược lại -> mất aliasing ->
sót tổn thương
Chỉnh độ lọc
thành( wall
filter): nếu đặt
cao -> sót dòng
chảy gần thành
có vận tốc thấp
Chỉnh góc α
< 60 o -> vận
tốc dòng
chảy cao
nhất
Chỉnh cửa sổ
- Nhỏ -> sót tín
hiệu doppler.
- Nên song song
hướng dòng
chảy
Chỉnh cửa sổ màu: vừa
phủ vùng khảo sát
- Càng lớn, độ phân giải
dọc càng kém
- Càng sâu, PRF càng
nhỏ -> dễ aliasing
- Tạo góc < 600 so dòng
chảy
Chỉnh gain
phổ & màu:
- Nếu nhỏ -> sót
tín hiệu
- Lớn -> phổ
doppler soi
gương, phổ màu
lem

32. Aliasing