BÁO cáo đề tài SIÊU âm và ỨNG DỤNG CHẨN đoán

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐẠI HỌC Y DƯỢC HÀ NỘI BÁO CÁO ĐỀ TÀI SIÊU ÂM VÀ ỨNG DỤNG CHẨN ĐOÁN Giảng Viên: Đỗ Minh Hà Lớp: Răng-Hàm-Mặt CLC K65 Thành viên: Phạm Thành Nam Trần Thị Linh Nguyễn Thị Ngọc Ly Trần Thị Thanh Huyền Mở đầu Siêu âm ứng dụng chẩn đốn phần quan trọng hình ảnh y học, phương pháp thăm khám không chảy máu, không gây nguy hiểm cho bệnh nhân thầy thuốc, phương pháp ứng dụng nhiều sở y tế từ trung ương đến địa phương Trong báo cáo bọn em xin trình bày khái niệm nguyên lí hoạt động phương pháp khám siêu âm, đồng thời mở rộng ứng dụng thực tiễn ngành y học I NGUN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA SIÊU ÂM Tính chất vật lí: 1.1 Khái niệm Siêu âm loại dao động học truyền môi trường vật chất định Năng lượng học tác động vào phân tử vật chất môi trường làm cho chúng dao động khỏi vị trí cân bằng, mặt khác tương tác mà phân tử bên cạnh chịu ảnh hưởng dao động theo, tạo thành song lan truyền hết lượng Chính vậy, siêu âm khơng truyền chân khơng sóng điện từ Siêu âm đặc trưng đại lượng vật lí như: tần số, biên độ, chu kì, bước sóng, Sau ta nói thêm số đại lượng quan trọng sau: -Tốc độ siêu âm (C): Thường lấy đơn vị m/s, tốc độ siêu âm không phụ thuộc vào công suất máy phát mà phụ thuộc vào chất môi trường truyền âm Những mơi trường có mật độ phân tử cao, tính đàn hồi lớn siêu âm truyền với tốc độ cao ngược lại với môi trường có mật độ thấp Trong siêu âm chẩn đốn người ta thường lấy giá trị trung bình tốc độ siêu âm thể 1540m/s Giữa tốc độ truyền âm, bước sóng tần số có mối liên hệ qua phương trình sau: C = f -Năng lượng siêu âm (p): biểu thị mức lượng mà chùm tia siêu âm truyền vào thể, giá trị phụ thuộc vào nguồn phát Trong siêu âm chẩn đoán máy thường phát mức lượng khoảng 1mw đến 10mw để đảm bảo an toàn -Cường độ sóng âm mức lượng sóng âm tạo nên đơn vị diện tích Thường đo đơn vị W/cm2 Cường độ sóng âm suy giảm dần đường truyền tần số khơng thay đổi Người ta cịn tính cường độ sóng âm tương đối đo dB Khác với cường độ sóng âm, đại lượng giá trị tương đối, cho biết khác cường độ siêu âm vị trí khơng gian ẽỉB = iOẢ0g10(-^) o I : Cường độ siêu ám điểm bẫt kỳ 2°.- Cường độ siêu âm ban đàu 1.2 Cơ chế phát xạ siêu âm Tấm thạch ảnh mỏng kẹp hai điện cực nối với nguồn điện cao tần xoay chiều Do tượng áp điện, thay đổi điện từ trường xoay chiều làm thạch anh co giãn rung: tần số rung tỷ lệ với tần số dòng điện phụ thuộc vào chiều dày Hiện tượng áp điện xảy theo hai chiều, người ta dùng đầu phát siêu âm làm đầu thu: sóng siêu âm gặp thạch anh làm rung phát điện, tín hiệu điện thu vào hai điện cực, khuếch đại đưa vào dao động ký thành xung điện Có hai cách phát xạ siêu âm: - Phát xạ liên tục: thường dùng chẩn đoán Doppler - Phát xạ gián đoạn: thường dùng kiểu A, B, TM; thời gian xung micro giây giấy có 500-1000 xung Sự lan truyền sóng âm thể 2.1 Môi trường đồng Là môi trường có cấu trúc giống nhau, đặc trưng cho môi trường hệ số mật độ môi trường (p) Khi chiếu chùm tia siêu âm vào mơi trường đồng nhất, xun qua với lượng giảm dần hết lượng Sở dĩ có suy giảm lượng đường truyền có tương tác siêu âm phần tử nhỏ thể gây hiệu ứng toả nhiệt, nhiên siêu âm chẩn đốn sử dụng cơng suất thấp nên không cảm thấy tăng nhiệt độ trình thăm khám Mỗi mơi trường có hệ số hấp phụ siêu âm (a) khác nhau, nên mức độ suy giảm siêu âm khác Ví dụ chiếu chùm tia siêu âm với tần số MHz qua 1cm thận cường độ siêu âm bị giảm 1dB Tương tự chùm tia siêu âm bị giảm lượng nhiều chiếu qua phổi, xương không thay đổi xuyên qua máu nước Do đó, muốn nâng cao độ xuyên sâu để thăm khám phận xa đầu dò người thầy thuốc buộc phải giảm tần số nguồn phát tăng lượng chùm tia siêu âm, để đảm bảo tính an tồn cho bệnh nhân điều kiện thứ thường thực 2.2 Môi trường không đồng Cơ thể người môi trường không đồng nhất, bao gồm nhiều quan, tổ chức có cấu trúc khác Khi chùm tia siêu âm truyền tới biên giới hai môi trường có độ trở kháng âm khác nhau, phần theo hướng ban đầu tiếp tục vào môi trường phần bị phản xạ trở lại, mức độ phản xạ nhiều hay phụ thuộc vào độ chênh lệch trở kháng hai môi trường Trở kháng âm (z) đại lượng vật lý biểu thị cho khả cản trở môi trường, chống lại không cho siêu âm xuyên qua, phụ thuộc vào mật độ tốc độ truyền âm môi trường: Z = p c p: mật độ môi trường c: tốc độ siêu âm thể Z: Độ trở kháng rayl (kg/m2/sX 10-6) Ví dụ độ trở kháng âm số tổ chức, quan thể sau: khơng khí 0,0004; mỡ 1,38; gan 1,65; 1,7; xương 7,8 Khi sóng siêu âm truyền tới mặt phân cách hai mơi trường có độ trở kháng âm khác nhau, phần lượng chùm tia siêu âm phản xạ trở tỷ lệ thuận với độ chênh lệch trở kháng môi trường Và chúng đặc trưng đại lượng gọi hệ số phản xạ R Để đơn giản xét trường hợp đặc biệt chùm tia vng góc với mặt phẳng phân cách phận cần thăm dò i (Z2 ~z1) L(Z2 + ZJ z1.- Độ trở khảng ám mòi trường z~: Độ trở kháng ảm mỏi trường Ngược lại với độ trở kháng độ truyền âm qua hai mơi trường có cấu trúc khác Người ta tính hệ số truyền âm qua hai mơi trường theo công thức sau: 4Z?Z ẢẲ (Z1+Zj)ỉ PT: Percentage transmitted (% ) 1.1 Chân đoán kiêu A B: - Chẩn đoán siêu âm kiểu A: Đây kiểu siêu âm cổ điển nhất, ngày sử dụng phạm vi hẹp Đầu dò phát siêu âm xuyên qua thể gặp phận có trở kháng khác cho âm phản xạ trở lên đầu dị siêu âm tạo thành tín hiệu điện, tín hiệu khuếch đại truyền vào sóng máy giao động ký, biểu thành hình xung nhọn nhơ lên khỏi đường đẳng điện Như vậy, hình khơng nhìn thấy hình ảnh mà thấy xung Biên độ xung tỷ lệ với cường độ âm vang Cịn vị trí xung đánh dấu vị trí phận phản xạ âm trở Trên hình sóng có thang đo chia độ: vạch nhỏ 2mm, vạch to cm Nhờ thang đo đọc khoảng cách xung với với xung đánh dấu đầu điện âm - Chẩn đoán siêu âm kiểu B: Trong kiểu tín hiệu chuyển thành điểm sáng mà độ sáng tỷ lệ với cường độ tín hiệu Khi quét tự động máy, hình ảnh thu ảnh động tức thời, hình ảnh lớp cắt nối tiếp nhanh chóng màn, nhờ tượng lưu ảnh võng mạc ta thấy hình ảnh liên tục không tách rời lớp Kết hợp kiểu chẩn đoán áp dụng cho số chuyên khoa: - Khoa sản: Đo đường kính lưỡng đỉnh thai, đo khung chậu sản phụ - Khoa mắt: Đo đường kính nhãn cầu, phát bong võng mạc - Khoa thần kinh: Làm âm vang não đồ 1.2 Siêu âm kiểu 2D: Siêu âm kiểu 2D hay cịn gọi siêu âm bình diện, kiểu siêu âm sử dụng phổ biến tất chuyên khoa Có thể nói siêu âm 2D cách mạng ngành siêu âm chẩn đốn lần nhìn cấu trúc bên thể vận động chúng, mở thời kỳ ứng dụng rộng rãi siêu âm lâm sàng Thai nhi qua chẩn đoán siêu âm 2d Nguyên lý siêu âm 2D sau: Những tín hiệu siêu âm phản xạ đầu dò tiếp nhận biến thành dòng điện xoay chiều, dòng điện mang theo thông tin mức độ chênh lệch trở kháng biên giới cấu trúc khác khoảng cách cấu trúc so với đầu dị Dịng điện sau xử lý biến thành chấm sáng có mức độ sáng khác tuỳ theo dòng điện lớn hay nhỏ vị trí chúng theo khoảng cách từ đầu dị đến mặt phân cách có phản hồi âm thông tin thể hình thành vơ vàn chấm sáng với cường độ khác nhau, xếp theo thứ tự định tái tạo nên hình ảnh quan, cấu trúc mà chùm tia qua Để nghiên cứu cấu trúc có vận động thể tim mạch máu người ta chế tạo đầu dị ghi lại nhiều hình ảnh vận động chúng thời điểm khác đơn vị thời gian (> 24 hình/giây) vận động quan thể liên tục giống vận động thực thể người ta gọi siêu âm hình ảnh thời gian thực (real time) Tất máy siêu âm hình ảnh thời gian thực 1.3 Siêu âm kiểu TM: Để đo đạc thông số siêu âm khoảng cách, thời gian cấu trúc có chuyển động, nhiều siêu âm 2D gặp nhiều khó khăn Do để giúp cho việc đo đạc dễ dàng người ta đưa kiểu siêu âm M-Mode hay gọi TM (Time motion) Đây kiểu siêu âm vận động theo thời gian, chùm tia siêu âm cắt vị trí định, trục tung đồ thị biểu biên độ vận động cấu trúc, trục hoành thể thời gian Như vậy, cấu trúc khơng vận động thành đường thẳng, cịn cấu trúc vận động biến thành đường cong với biên độ tuỳ theo mức độ vận động cấu trúc Sau dừng hình dễ dàng đo thơng số khoảng cách, biên độ vận động, thời gian vận động Kiểu TM sử dụng nhiều siêu âm tim mạch 1.4 Siêu âm 3D: Trong năm gần siêu âm 3D đưa vào sử dụng số lĩnh vực, chủ yếu sản khoa Hiện có loại siêu âm 3D, loại tái tạo lại hình ảnh nhờ phương pháp dựng hình máy tính loại gọi 3D thực hay gọi Live 3D Siêu âm 3D đầu dị có cấu trúc lớn, mà người ta bố trí chấn tử nhiều theo hình ma trận, phối hợp với phương pháp qt hình theo chiều khơng gian nhiều mặt cắt, mặt cắt theo kiểu 2D máy tính lưu giữ lại dựng thành hình theo khơng gian chiều Ngày có số máy siêu âm hệ có siêu âm chiều cho tim mạch, nhiên ứng dụng chúng hạn chế kỹ thuật tương đối phức tạp đặc biệt giá thành cao 1.5 Siêu âm Doppler: Đây tiến lớn siêu âm chẩn đốn cung cấp thêm thông tin huyết động, làm phong phú thêm giá trị siêu âm thực hành lâm sàng, đặc biệt siêu âm tim mạch Tuy nhiên nguyên lí kiểu siêu âm vượt cấp so với trình độ bọn em nên bọn em xin phép không đề cập đến Ứng dụng thực tế Trước kết thúc phần trình bày bọn em xin giới thiệu thêm số bệnh chẩn đoán thể người: 2.1 Trong siêu âm gan, đường mật: Siêu âm phát khối u u máu gan, phì đại nốt khu trú, u tuyến gan hay bệnh tổn thương nang gan từ đơn thuần, đa nang đến u tuyến nang u máu thê hang Một số bệnh lan tỏa gan gan nhiễm mỡ, xơ gan, tăng áp lực tĩnh mạch cửa hay nhiễm sắc tố sắt phát Ngoài máy siêu âm phát bệnh ký sinh trùng gan sán gan, sán máng 2.2 Động mạch chủ bụng tĩnh mạch Đây cấu trúc nằm sâu khoang khúc mạc giữa, siêu âm phương pháp tốt để nghiên cứu hình thể chúng, chí cịn đánh giá dịng chảy chúng bên Các vấn đề phình động mạch chủ, xơ vữa động mạch, cục tắc mạch lòng mạch chẩn đốn nhờ siêu âm Hình Mặt cẩt ngang phình đơng mạch chủ bụng Hình Mặt cắt dọc phình động mạch chủ bụng 2.3 Ống tiêu hóa Siêu âm thực nhiều tình đặc biệt loại đau bụng, nghi ngờ khối u ổ bụng, Trong nhiều trường hợp đặc biệt cấp cứu, siêu âm phương tiện hỗ trợ đắc lực giúp chẩn đốn viêm ruột thừa cấp, lồng ruột, Nói đến siêu âm ống tiêu hóa khơng thể khơng nói đến siêu âm nội soi, kĩ thuật thực với đầu dị tần số cao lịng ống tiêu hóa có vai trò quan trọng đánh giá thực quản, dày, trực tràng, 2.4 Sản khoa Trong trình mang thai, cha mẹ muốn biết rõ phát triển cần phải khám siêu âm Phương pháp dự đốn phả hệ dùng số tình phát triển khơng bình thường thai nhi 90% khơng phụ thuộc vào yếu tố gia đình Đối với khám lâm sàng, nhiều trường hợp siêu âm phát bất thường thai nhi khám lâm sàng thấy bình thường Thậm chí siêu âm khơng gây ảnh hưởng đến thai nhi hay sản phụ, với tất lí trên, siêu âm trở nên thơng dụng sản khoa Ngồi trường hợp trước nạo hút thai, phá thai phải siêu âm để xác định thai làm tổ buồng tử cung hay chưa III KẾT LUẬN Sóng siêu âm đơn dạng sóng học, người chiếu tia siêu âm vào thể nhờ dao động phản xạ cho ta biết diễn thể cách an tồn xác Chỉ cần hiểu biết giúp ta chẩn đốn loại bệnh khó mà trước khám lâm sàng khơng thể nhận ra; nhờ hàng loạt người cứu sống Trong năm gần với phát triển khoa học, kỹ thuật phương tiện siêu âm chẩn đốn phát triển khơng ngừng, máy móc hệ sau ngày cho hình ảnh với độ phân giải cao, với nhiều tính ưu việt cung cấp cho thơng tin chi tiết xác IV TÀI LIỆU THAM KHẢO Siêu âm tổng quát - Pgs.Ts Phạm Minh Thơng Ngun lý siêu âm chẩn đốn (Bài giảng) - TS Hoàng Anh ... Làm âm vang não đồ 1.2 Siêu âm kiểu 2D: Siêu âm kiểu 2D hay gọi siêu âm bình diện, kiểu siêu âm sử dụng phổ biến tất chun khoa Có thể nói siêu âm 2D cách mạng ngành siêu âm chẩn đốn lần nhìn cấu... trúc bên thể vận động chúng, mở thời kỳ ứng dụng rộng rãi siêu âm lâm sàng Thai nhi qua chẩn đoán siêu âm 2d Nguyên lý siêu âm 2D sau: Những tín hiệu siêu âm phản xạ đầu dò tiếp nhận biến thành... A B: - Chẩn đoán siêu âm kiểu A: Đây kiểu siêu âm cổ điển nhất, ngày sử dụng phạm vi hẹp Đầu dò phát siêu âm xuyên qua thể gặp phận có trở kháng khác cho âm phản xạ trở lên đầu dò siêu âm tạo