Bài giảng chẩn đoán hình ảnh phần 1 trường đh tây nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUN BÀI GIẢNG MƠN: CHẨN ĐỐN HÌNH ẢNH Giảng viên: BS.CKI PHẠM THỊ QUỲNH MY Đơn vị: Trường Đại học Tây Nguyên Đắk Lắk, tháng 12 năm 2020 MỤC LỤC Chương Tổng quan nguyên lý tạo ảnh chẩn đốn hình ảnh 1.1 Lịch sử hình thành phát triển ngành chẩn đốn hình ảnh 1.2 Sự phát triển ngành chẩn đoán hình ảnh 1.2.1 Cắt lớp vi tính 1.2.2 Cộng hưởng từ 1.2.3 Siêu âm 1.2.4 X quang 1.3 Các nguyên lý vật lý chẩn đốn hình ảnh 1.3.1 X quang quy ước 1.4 Siêu âm .8 1.4.1 Cơ sở vật lý siêu âm 1.4.2 Tạo ảnh siêu âm 10 1.4.3 Các hình ảnh siêu âm 11 1.4.4 Nghiên cứu ảnh siêu âm 11 1.5 Sơ lược Cắt lớp vi tính Cộng hưởng từ .11 1.5.1 Chụp cắt lớp vi tính (CLVT) 11 1.5.2 Chụp Cộng hưởng từ (Magnetic Resonance Imaging) 12 Chương Chẩn đốn hình ảnh hệ hô hấp 15 2.1 Các kỹ thuật hình ảnh khám hệ hô hấp 15 2.1.1 Phim phổi thông thường 15 2.1.2 Siêu âm 25 2.1.3 Chụp cắt lớp vi tính 26 2.1.4 Chụp cộng hưởng từ 26 2.2 Các hội chứng hình ảnh phim phổi thông thường 26 2.2.1 Hội chứng màng phổi 26 2.2.2 Hội chứng trung thất 30 2.2.3 Hội chứng phế bào (HCPB) 32 2.2.4 Hội chứng kẽ 34 2.2.5 Hội chứng phế quản 35 2.2.6 Hội chứng mạch máu 36 2.2.7 Hội chứng nhu mô 37 2.3 Chẩn đốn hình ảnh bệnh phổi thường gặp .38 2.3.1 Viêm phổi siêu vi 38 2.3.2 Viêm phổi thùy cấp tính 38 2.3.3 Phế quản phế viêm (PQPV) 38 2.3.4 Áp xe phổi 38 2.3.5 Lao phổi 39 2.3.6 U phổi 40 Chương Chẩn đốn hình ảnh hệ xương khớp .43 3.1 Các kỹ thuật chẩn đốn xương khớp giải phẫu bình thường .43 3.1.1 X quang thường quy (Conventional Radiography) 43 3.1.2 Siêu âm (Ultrasound - Echographie) 44 3.1.3 Cắt lớp vi tính (CLVT - Computed Tomography Scanner) 44 3.1.4 Chụp nhấp nháy (Scintigraphie) 45 3.1.5 Chụp mạch máu (Angiography) 45 3.1.6 Cộng hưởng từ (Magnetic Resonance Imaging - MRI) 45 3.2 Cấu trúc giải phẫu xương bình thường 45 3.2.1 Mô xương 45 3.2.2 Cấu trúc xương 46 3.3 Các dấu hiệu tổn thương xương X quang .47 3.3.1 Bất thường độ cản quang 47 3.3.2 Bất thường cấu trúc 48 3.3.3 Bất thường hình dáng 49 3.4 Các bệnh lý xương hay gặp 50 3.4.1 Viêm xương tuỷ xương 50 3.4.2 Viêm xương khớp lao 51 3.4.3 U xương lành tính 54 3.4.4 U xương ác tính nguyên phát 55 3.4.5 Di xương 57 3.5 Giải phẫu X quang khớp số bệnh lý khớp thường gặp 58 3.5.1 Giải phẫu X quang khớp 58 3.5.2 Triệu chứng học X quang khớp 60 3.5.3 Bệnh lý khớp thường gặp 60 Chương Chẩn đốn hình ảnh hệ tiết niệu .67 4.1 Các kỹ thuật hình ảnh khám hệ tiết niệu 68 4.1.1 Phim hệ tiết niệu (bụng) không chuẩn bị (ASP: Abdomen Sans Preparation) 68 4.1.2 Siêu âm (Echographie - Ultrasound) 68 4.1.3 Chụp niệu đồ tĩnh mạch (NĐTM) (UIV: Urographie intraveineuse) 69 4.1.4 Chụp cắt lớp vi tính (CLVT) (CT: computed tomography) 74 4.1.5 Cộng hưởng từ (MRI magnetic resonance imaging) 75 4.1.6 Các kỹ thật chụp nhuộm trực tiếp 75 4.1.7 Chụp động mạch thận (Angiography) 76 4.2 Sỏi thận 76 4.2.1 Đại cương 76 4.2.2 Chẩn đoán 77 4.3 Hội chứng tắc đường dẫn niệu 78 4.3.1 Đại cương 78 4.3.2 Chẩn đoán xác định 79 4.3.3 Chẩn đoán giám biệt 80 4.4 Nhiễm trùng đường tiểu cấp tính 80 4.4.1 Đại cương 80 4.4.2 Nhiễm trùng đường tiểu thấp 81 4.4.3 Viêm thận bể thận cấp 81 4.4.4 Áp xe thận 82 4.4.5 Thận ứ nước nhiễm khuẩn - Thận ứ mủ 83 4.4.6 Một số thể nhiễm trùng đường tiểu đặc biệt 83 4.5 Nhiễm trùng đường tiểu mãn tính 83 4.5.1 Viêm thận bể thận mãn 84 4.5.2 Viêm thận bể thận hạt vàng (pyelonephrite xanthogranulomateuse) 84 4.5.3 Lao thận 85 4.6 Nang thận .85 4.6.1 Nang thận điển hình 85 4.6.2 Nang thận không điển hình 86 4.6.3 Nang cạnh bể thận 86 4.6.4 Loạn sản đa nang 86 4.6.5 Thận đa nang 86 4.6.6 Thận đa nang trẻ em 87 4.7 U hệ tiết niệu 87 4.7.1 Đại cương 87 4.7.2 U nhu mô thận - Carcinome tế bào thận 88 4.7.3 U bể thận niệu quản, bàng quang 88 Chương Chẩn đốn hình ảnh hệ tiêu hóa 90 5.1 Các dấu hiệu bệnh lý phim X quang thường quy 92 5.1.1 Tăng độ cản quang (Hyperdensity) 92 5.1.2 Giảm độ cản quang (Hypodensity) 92 5.1.3 Hình khuyết 92 5.1.4 Hình lồi 92 5.1.5 Hình nhiễm cứng 93 5.1.6 Hình dịch 93 5.2 Hình ảnh X Quang thực quản .93 5.2.1 Kỹ thuật thăm khám 93 5.2.2 Hình ảnh thực quản bình thường 93 5.2.3 Các dấu hiệu bệnh lý X quang hay gặp 93 5.3 Hình ảnh X Quang dày 94 5.3.1 Kỹ thuật khám X quang dày 94 5.3.2 Dạ dày bình thường 94 5.3.3 Các dấu hiệu bệnh lý dày 95 5.3.4 Các bệnh lý dày thường gặp 96 5.3.5 Ung thư dày 98 5.4 Hình ảnh X Quang tá tràng 99 5.4.1 Tá tràng bình thường 99 5.4.2 Hoạt động tá tràng 99 5.4.3 Dấu hiệu bất thường tá tràng 100 5.4.4 Bệnh lý tá tràng thường gặp 100 5.5 Hình ảnh X Quang tiểu tràng 102 5.5.1 Kỹ thuật khám X quang tiểu tràng 102 5.5.2 Hình ảnh tiểu tràng bình thường 102 5.5.3 Dấu hiệu bất thường tiểu tràng 102 5.6 Hình ảnh X Quang đại tràng .102 5.6.1 Kỹ thuật khám đại tràng 102 5.6.2 Hình ảnh đại tràng bình thường 102 5.6.3 Hình ảnh bất thường đại tràng 103 5.6.4 Các bệnh lý đại tràng thường gặp 104 5.7 Chẩn đốn hình ảnh gan 106 5.7.1 Các kỹ thuật thảm khám hình ảnh gan 106 5.7.2 Giải phẫu gan 107 5.7.3 Một số bệnh lý hay gặp gan 108 5.8 Chẩn đốn hình ảnh đường mật 112 5.8.1 Kỹ thuật thảm khám hình ảnh 112 5.8.2 Giải phẫu đường mật 113 5.8.3 Một số bệnh lý hay gặp đường mật 113 5.9 Chẩn đốn hình ảnh cấp cứu bụng 115 5.9.1 Kỹ thuật thăm khám hình ảnh 115 5.9.2 Một số bệnh lý cấp cứu bụng hay gặp 115 Chương Chẩn đốn hình ảnh hệ tim mạch 119 6.1 Các kỹ thuật chẩn đốn hình ảnh tim mạch hình ảnh bóng tim bình thường 119 6.1.1 Kỹ thuật khám X quang tim mạch 119 6.1.2 Các kỹ thuật hình ảnh cắt lớp tim mạch 123 6.1.3 Các hình ảnh bất thường bóng tim 123 6.2 Các dấu hiệu bệnh tim 125 6.2.1 Các buồng tim to 125 6.2.2 Các biểu tuần hoàn phổi bệnh tim 129 6.3 Các bệnh tim mắc phải thường gặp 129 6.3.1 Hẹp van 129 6.3.2 Hở van 131 6.3.3 Bệnh van (hẹp hở) 131 6.3.4 Hẹp hở van động mạch chủ 133 6.4 Các bệnh tim bẩm sinh thường gặp 135 6.4.1 Tứ chứng fallot Dị tật tim gồm: 135 6.4.2 Hẹp eo động mạch chủ 135 6.4.3 Còn ống động mạch (Peristance du canal antériel) 136 6.4.4 Phình động mạch chủ 137 6.5 Tràn dịch màng tim 137 Chương Chẩn đốn hình ảnh hệ thần kinh, sọ não, cột sống 139 7.1 Các kỹ thuật chẩn đoán hệ thần kinh .139 7.1.1 Kỹ thuật chụp X quang thường quy 139 7.1.2 Siêu âm 140 7.1.3 Chụp cắt lớp vi tính (CLVT) 140 7.1.4 Cộng hưởng từ (CHT) 140 7.1.5 Chụp ống tủy sống (Myelography) chụp cắt lớp tuỷ sống có cản quang (Myeloscanner) 140 7.1.6 Chụp mạch máu (Angiography) 141 7.1.7 Chụp nhấp nháy đồng vị phóng xạ (Scintigraphie) 141 7.2 Giải phẫu hình ảnh sọ não X quang não cắt lớp vi tính 141 7.2.1 Giải phẫu X quang sọ não 141 7.2.2 Giải phẫu hình ảnh não cắt lớp vi tính 144 7.2.3 Động mạch vỏ não 147 7.2.4 Giải phẫu hình ảnh não cộng hưởng từ Error! Bookmark not defined 7.3 Hình ảnh bệnh lý thần kinh sọ não 155 7.3.1 Các dấu hiệu bất thường hình ảnh X quang sọ não 155 7.3.2 Hình ảnh chấn thương sọ não 157 7.3.3 Các dấu hiệu bất thường hình ảnh cắt lớp vi tính 158 7.4 Chẩn đốn hình ảnh cột sống 163 7.4.1 Các kỹ thuật hình ảnh khảo sát cột sống 163 7.4.2 Chẩn đốn hình ảnh bệnh lý chủ yếu cột sống 164 7.4.3 Chẩn đốn hình ảnh bệnh lý tuỷ sống 167 Chương Tổng quan ngun lý tạo ảnh chẩn đốn hình ảnh Mục tiêu học tập Kiến thức: Trình bày lịch sử phát triển ngành Chẩn đốn hình ảnh (CĐHA) Phân tích nguyên lý vật lý kỹ thuật X quang, Siêu âm, trình bày sơ lược nguyên lý Cắt lớp vi tính Cộng hưởng từ Kỹ năng: Giải thích nguyên lý tạo ảnh kỹ thuật X quang, Siêu âm, Cắt lớp vi tính Cộng hưởng từ Thái độ: Sinh viên tham gia học tập đầy đủ, nghiêm túc, hứng thú có thói quen tự học, tự nghiên cứu trước học 1.1 Lịch sử hình thành phát triển ngành chẩn đốn hình ảnh * Lịch sử ngành chẩn đốn hình ảnh Ngày tháng 11 năm 1895, Wilhelm Conrad Rontgen (1845 - 1923) - Giáo sư vật lý lý thuyết Đại học Wuzburrg - Đức công bố khám phá tia X, Rontgen trao giải Nobel Vật lý xem ơng tổ ngành chẩn đốn hình ảnh đại Phim X quang kính tráng nhũ tương muối bạc, sau nhiều năm thay phim tráng nhũ tương mặt cảm thụ tia X Trong thập kỷ từ 1910 - 1920, Bucky - Potter cải thiện chất lượng hình ảnh nhờ xóa tia khuyếch tán lưới chống mờ Coolidge, Bowers tạo bóng có dương cực quay, tăng tuổi thọ cho bóng X quang Vấn đề tương phản nghiên cứu để cải thiện chất lượng hình ảnh: - Tương phản tự nhiên có đậm độ bản: Calci, nước, mỡ, khơng khí - Các chất tương phản sử dụng Bismuth, muối Iode, khơng khí dùng để tăng đối quang cho số tạng thể xử dụng từ năm 1930 - Khắc phục chi tiết nằm độ sâu khác chụp nghiêng, chụp chếch, chụp cắt lớp thực năm 1930 - Năm 1950 bóng tăng sáng tự động hóa chương trình thăm khám buồng có ánh sáng, truyền hình, quay phim, chụp ảnh - Năm 1958, siêu âm bắt đầu áp dụng khám sản phụ sau khám bụng - Năm 1970 phát triển chụp cắt lớp vi tính (CLVT), đến năm 1979 Hounsfield nhận giải Nobel Y học Đầu tiên ứng dụng CLVT cho đầu, sọ não sau tồn thể Nhờ kỹ thuật số hóa mở cho hình ảnh X quang hướng mới, X quang số hóa Phim thường chuyển thành phim in tia Laser tiền đề cho mơn Chẩn đốn hình ảnh đại đời Đáng kể X quang can thiệp hay X quang điều trị cho phép xác định xác vị trí chọc dị sinh thiết, dẫn lưu nang, ổ áp xe, tụ dịch, nong mở động mạch, đặt Stent, bịt tắc nhánh mạch máu chảy mạch nuôi cấp máu cho u - Hình ảnh Cộng hưởng từ xuất cách mạng chẩn đốn hình ảnh Đến tháng 11 năm 2003 Lauterbur Mansfield giải thưởng Nobel Y học Bác sĩ chẩn đốn hình ảnh khơng phải biết vận hành, sử dụng nhiều loại máy móc đại, mà phải có kiến thức khơng y khoa mà cịn lý sinh, vật lý, tin học Sau 100 năm X quang trở thành ngành rộng với kiến thức đại, địi hỏi nhiều kỹ năng, kỹ xảo Với hình ảnh X quang mới, nhà lâm sàng phải nắm vấn đề bản, phải đào tạo lại cách đọc phim với hình ảnh Trong khn khổ đào tạo quy giới ngành Chẩn đốn hình ảnh (CĐHA) (Radiology, Diagnostic Imaging, Imagerie Médicale) bao gồm môn học: - X quang thường quy hay quy ước (Conventional Radiology) gồm kỹ thuật chẩn đoán dùng tia X từ thời Rontgen ứng dụng vai trị định chẩn đốn hàng ngày Một vấn đề thời gắn liền với X quang thường quy X quang kỹ thuật số (Computed Radiography) cập nhật nhằm số hóa hình ảnh X quang để lưu trữ, xử lý ảnh kỹ thuật số khác - Siêu âm hay siêu âm cắt lớp (Ultrasound, Sonography, Echographie, Echotomographie) bao gồm kỹ thuật siêu âm cổ điển đại, yếu tố vật lý áp dụng sóng siêu âm - Cắt lớp vi tính hay Cắt lớp điện tốn (Computed Tomography Scanner - CT, Tomodensitométrie - TDM, Scanographie) Ứng dụng đo tỉ trọng mô sau tia X xuyên qua thể, nhờ máy vi tính thu thập liệu, tái tạo ảnh nhờ kỹ thuật số - Cộng hưởng từ trước gọi cộng hưởng từ hạt nhân (Magnetic Resonance Imaging) Phối hợp tính tốn máy vi tính cộng hưởng từ trường có nhân H+ nước mơ thể để tạo ảnh - Chụp mạch máu X quang can thiệp (Angiography and Interventional Radiography): Bằng cách đưa catheter qua đường mạch máu ta bơm thuốc cản quang để chụp để can thiệp điều trị số bệnh Cũng từ thập kỷ 1970, kỹ thuật số đời phát triển nhanh chóng, tạo tiền đề cho CĐHA nói chung chụp mạch máu nói riêng có thành tựu Do kỹ thuật số hóa hình ảnh thay dần kỹ thuật quy ước, chụp mạch máu có tên “Chụp mạch máu số hóa xóa nền” (Digital Subtraction Angiography - DSA) Qua hình ảnh số hóa, việc xác định xâm nhập vào mạch máu nhỏ thể trở nên dễ dàng xác hơn, nhờ nhà X quang mượn đường catheter để đưa hóa chất vật liệu khác vào tiêu điểm cần can thiệp để điều trị, X quang can thiệp Chính lĩnh vực này, mà ngày người ta có xu hướng xếp khoa CĐHA vào cụm khoa lâm sàng, không khoa Cận lâm sàng trước Ngoài cịn có số phận chẩn đốn hình ảnh, không thuộc khoa CĐHA Nội soi, chụp Nhấp nháy đồng vị phóng xạ (Scintigraphy, Positron Emission Tomography - PET, Single Photon Emission Computed Tomography SPECT) 1.2 Sự phát triển ngành chẩn đốn hình ảnh 1.2.1 Cắt lớp vi tính Máy cắt lớp vi tính phát triển qua hệ, từ máy xoắn ốc dãy đầu dò đời năm 1989 đến sản suất CLVT đa dãy đầu dò 2, 4, 8, 64, 128, 320 dãy - Máy chụp cắt lớp hệ + Bộ thu gồm: đầu dò, chùm tia X hẹp song song dạng bút chì + Phương thức qt: Bóng X quang đầu dị dịch chuyển song song vng góc với chùm tia, bao trùm toàn mặt phẳng lớp cắt Toàn hệ thống quay góc lại tiếp tục dịch chuyển song song, tia X phát thu đặn khoảng cách Quá trình lặp lặp lại đủ số lượng tín hiệu để tái tạo ảnh Đến nay, hệ máy chụp cắt lớp khơng cịn sử dụng thời gian chụp dài, công suất bóng X quang có nhiều hạn chế, máy khơng thể chuyển động với vận tốc cao - Máy chụp cắt lớp hệ thứ + Cấu trúc: Sử dụng chùm đầu dò khoảng 20 - 30 bố trí liền kề nhau, chùm tia qt hình quạt + Phương pháp quét: Hệ thống đo thực loại dịch chuyển: Song song tịnh tiến giúp nguồn xạ tia X sử dụng hiệu hơn, thực nhiều phép chiếu, tăng góc quay khoảng hai lần chiếu, giảm tổng số số lần quay hệ thống đo bước quét phẳng Thời gian tạo ảnh cho lớp cắt khoảng 10 - 60 giây - Máy chụp cắt lớp hệ thứ + Cấu trúc: Tăng số lượng đầu dò lên vài trăm cái, đầu dị bố trí vịng cung đối diện gắn cố định với bóng X quang Chùm tia X phát theo hình rẻ quạt theo góc 30 - 60 độ + Phương pháp quét: Mỗi lớp cắt hệ thống đo quay quanh đối tượng với góc 360 độ Hệ thống thực kiểu chuyển động quay liên tục nên thời gian chụp vài giây, nguồn xạ tia X sử dụng tối ưu nhiều - Máy chụp cắt lớp hệ thứ + Cấu trúc: Bóng X quang đầu dị gắn chặt với nhau, quay dịch chuyển Hệ thống đầu dị máy chụp cắt lớp hồn tồn tách biệt với bóng X quang tập hợp nhiều đầu dị bố trí vòng tròn quanh khoang bệnh nhân + Phương pháp qt: Bóng X quang quay trịn quanh bệnh nhân để phát chùm tia hình rẻ quạt bao phủ vùng cần chụp Máy chụp cắt lớp vi tính hệ thứ có thời gian chụp ngắn khoảng vài giây, không bị nhiễu ảnh hệ máy thứ có vài hãng sản xuất nên sử dụng Ở Việt Nam nhiều trung tâm y tế lớn, BV tư nhân, trang bị máy CLVT đa đầu dò với 512, 640 lát cắt làm tăng độ phân giải hình ảnh tái tạo, khám động học số quan bệnh lý, khám xét tốt mạch máu, tạo ảnh chất lượng cao, khám xét nhanh toàn thể lần phát tia X CLVT kết hợp với kỹ thuật hình ảnh khác ngành y học hạt nhân PET Để tạo nên máy chụp CLVT đồng thời ghi hình PET, gọi PET - CT (Positron Emission Tomography - Computed Tomography) cho hình ảnh ghép hai kỹ thuật, cung cấp đồng thời thông tin cấu trúc thông tin chức Những thay đổi mức tế bào phát sớm giúp chẩn đoán, đánh giá hiệu điều trị, theo dõi tái phát, tìm di bệnh lý nhiều quan, đặc biệt ung thư, bệnh lý thần kinh 1.2.2 Cộng hưởng từ Máy CHT sử dụng có từ lực 0,2 - Tesla, hệ Tesla trang bị nhiều bệnh viện Việt Nam Các xung CHT khơng ngừng cải tiến có chất lượng cao hơn, nhanh hơn, phù hợp CHT cung cấp thông tin cấu trúc mà cịn thơng tin chức năng, khơng cho hình ảnh phận riêng biệt mà cho hình ảnh tồn thể Hiện nay, máy chụp cộng hưởng từ 3.0 cho phép hiển thị hình ảnh rõ nét, bác sĩ can thiệp lấy huyết khối dễ dàng cho bệnh nhân tắc mạch não, đột quỵ, tái tạo mạch máu chiều không cần tiêm thuốc đối quang từ đồng thời cho phép tầm soát, chẩn đoán phát sớm khối u viêm nhiễm tuyến vú Máy cộng hưởng từ 3.0 đánh giá cho hình ảnh rõ tới cơ, dây thần kinh, điều mà hệ thống máy móc trước khơng có Máy hiển thị màu để bác sĩ phân biệt phận hoạt động phận chức 1.2.3 Siêu âm Kỹ thuật siêu âm y học liên tục phát triển đóng vai trị quan trọng chẩn đốn điều trị bệnh Các kỹ thuật siêu âm liên tục cải tiến, phát triển ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác y học Đầu tiên siêu âm 2D, sau xuất siêu âm doppler, siêu âm 3, chiều (một dạng video mơ tả hình dạng quan, hệ quan chuyển động chúng thể), Hiện nay, ứng dụng chất cản âm để siêu âm đàn hồi mô Siêu âm đàn hồi mô kỹ thuật siêu âm đánh giá độ cứng mô thông qua mức độ đàn hồi mô chịu tác động lực học Siêu âm đàn hồi mô giúp bổ xung thêm thơng tin đặc tính mơ tổn thương để làm tăng khả chẩn đốn Ngồi siêu âm áp dụng vào nhiều thủ thuật sinh thiết, chọc dịch màng phổi 1.2.4 X quang X quang cổ điển: Dùng hệ thống phim/bìa tăng quang để chụp phận thể Phim chứa cassette Cassette đặt sau vật cần chiếu, tia X sau xuyên qua vật đến đập vào phim Phim sau phô xạ, đưa vào phòng tối để xử lý hóa chất hình định hình Khi rửa phim người ta dùng AgCl, nơi tác dụng với tia X rửa khơng bị (có màu đen) cịn nơi khơng tác dụng với tia X (đối với xương, tia X bị cản lại), rửa bị trơi (có màu trắng) Sau đọc hộp đèn đọc phim Đây hình vĩnh viễn, khơng sửa đổi được, khó lưu trữ, lục truy tìm X quang kỹ thuật số gián tiếp CR (Computed Radiography): Đây hệ thống gần giống X quang cổ điển, máy phát tia X quang bình thường phim/bìa tăng quang thay tạo ảnh (Imaging plate) có tráng lớp Phosphor lưu trữ (storage) kích thích phát sáng (photostimulable luminescence) Tấm tạo ảnh tia X chiếu lên tạo nên tiềm ảnh (latent image), sau tạo ảnh phát quang lần quét tia laser máy Kỹ thuật số hóa (digitizer), ánh sáng bắt lấy (capture) cho hình kỹ thuật số tức có chuyễn đổi từ hình analog digital Hình chuyển qua máy tính để xử lý Tấm tạo ảnh xóa nguồn ánh sáng trắng tái sử dụng Số lần tái sử dụng tùy thuộc vào công nghệ, chất liệu hãng sản xuất tạo ảnh X quang số trực tiếp DR (Direct Radiography): Kỹ thuật giống máy chụp ảnh kỹ thuật số, dùng nguyên tắc tương tự bảng cảm ứng cho hình sau chụp Nguyên tắc tạo ảnh nhờ bảng cảm ứng (Sensor panel) cấu tạo kết hợp lớp nhấp nháy (Scintillator) gồm lớp cesiumiodide/thallium phim mỏng transistor (TFT) với silicon vơ định hình (amorphous silicon) Bảng cảm ứng thay cặp phim/bìa tăng quang cổ điển, sau phơ xạ, chuyển hình hiển thị hình máy tính sau khoảng giây chụp tiếp khơng cần xóa CR Ngày nay, nhờ phát triển ngành điện tử kỹ thuật số: máy X quang sản xuất với công nghệ đại như: Máy X quang cao tần, máy CT scanner, máy X quang chụp tuyến vú, máy X quang chụp mạch xóa DSA 1.3 Các ngun lý vật lý chẩn đốn hình ảnh 1.3.1 X quang quy ước 1.3.1.1 Cơ chế phát sinh tia X Tia X tạo nhờ chuyển đổi lượng từ hạt electron thành photon lượng (quang năng) bên bóng phát tia X, dạng lượng điều chỉnh qua thông số điện như: Điện - KV, cường độ dòng điện mA, thời gian phát tia X - sec - Bóng X quang: Là bóng thủy tinh, bên chân khơng (bóng Coolidge) Có hai cực: Cực âm: (Cathode) cấu tạo cuộn dây tungsten đặt kim loại có hình tách đốt nóng lên nguồn điện từ - 10 vơn, có chức tạo hạt điện tử (electron), tập trung lại thành luồng hướng vào đích cực dương Cực dương: (Anode) hay đối âm cực kim loại rắn, có độ nóng chảy cao, có số nguyên tử Z lớn bạch kim (74), wolfram, tungsten - rhenium, molybdenum, Rhodium nối với cực dương dịng điện có hai chức chuyển lượng điện thành xạ tia X tải nhiệt - Sản xuất tia X: Khi đốt nóng âm cực tạo hạt điện tử (HĐT), tác dụng độ chênh điện cao 40.000 volt, HĐT bị lực hút kéo dương cực với vận tốc lớn Khi HĐT va chạm với cực dương tạo nhiệt (99%) xạ tia X (< 1%) Lực gia tốc HĐT phụ thuộc vào hiệu số điện dịng điện tính KV chất lượng chùm HĐT phụ thuộc vào cường độ dịng điện tính mA - Bản chất tia X: Là xạ điện từ, gồm sóng dao động theo chu kỳ hình sin, nhóm với sóng vơ tuyến điện, ánh sáng, xạ ion hóa tia vũ trụ, tia Gamma, xạ đồng vị Trong số phổ sóng điện từ ta thấy cực cao tia Hồng ngoại 7200 A0, tiếp đến ánh sáng trắng 3900 A0, cực thấp tia Vũ trụ, tia X bước sóng từ 5A0 - 0,01 A0, A0 = 10 - 6cm, tia Gamma có bước sóng từ 0,01 - 0,0001A° - Tính chất tia X: + Có khả đâm xuyên qua thể người, khả phụ thuộc nhiều vào yếu tố độ dài sóng tia, bề dày, trọng lượng nguyên tử vật + Tia kích sáng số muối kim loại, ứng dụng để chiếu huỳnh quang hay bóng tăng sáng truyền hình + Tia có khả ion hóa, ứng dụng cho việc chế tạo buồng đếm, loại detector đo lường, dùng kỹ thuật số + Tia tác dụng lên nhũ tương phim ảnh, theo hướng theo đường thẳng + Số lượng tia giảm theo tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách + Tia có tác dụng sinh học ứng dụng xạ trị liệu, thận trọng dòng tế bào non, tủy xương tạo huyết, thủy tinh thể, bào thai kỳ đầu 1.3.1.2 Cơ chế tạo ảnh X quang - Nguyên lý chiếu X quang cổ điển: + Ứng dụng tính chất đâm xuyên qua chất tia X + Tính chất suy giảm chùm tia X sau qua chất khác + Tính chất kích sáng muối kim loại huỳnh quang + Nguyên lý hình chiếu khơng gian ba chiều, cho phép phân tích hình ánh sáng tối bình thường, bệnh lý quan thể buồng tối - Nguyên lý chiếu X quang tăng ánh sáng truyền hình: Với nguyên tắc trên, thay huỳnh quang bóng tăng độ sáng Làm tăng sáng lên hàng ngàn lần, cho phép chiếu buồng ánh sáng thường - Nguyên lý chụp X quang thường quy: + Ứng dụng tích chất đâm xuyên qua chất tia X + Nhờ tác dụng tia X lên nhũ tương có muối Bạc phim + Với kỹ thuật tráng rửa phim hiệu ứng suy giảm tia X khác sau qua mô khác nhau, ta có hình ảnh trắng đen, xám phim Độ tương phản trắng đen có ta gọi độ đối quang (contrast) - Nguyên lý chụp Cắt lớp cổ điển: + Thay bóng X quang phim cố định chụp thường quy, chụp cắt lớp cổ điển có di chuyển đồng ngược chiều bóng phim để xóa chi tiết lớp cắt Ngày người ta bỏ phương pháp này, độ phân giải hình ảnh thấp chất lượng không cao 1.3.1.3 Chất lượng hình ảnh X quang Chất lượng hình ảnh Y học nói chung, phụ thuộc vào nhiều yếu tố phương pháp ghi hình, đặc điểm thiết bị, người vận hành kỹ thuật Chất lượng hình ảnh phụ thuộc vào yếu tố sau: Độ tương phản, hình mờ, hình nhiễu (noise), ảnh giả (artifact), hình biến dạng Riêng hình ảnh X quang có hai yếu tố quan trọng: - Độ tương phản (contrast): Tức độ đối quang, khác vùng sáng vùng đen phim, phụ thuộc vào kỹ thuật chụp người quan sát Ta biết sau xuyên qua thể tia X bị hấp thụ bị suy giảm cách khác nhau, tác dụng lên nhũ tương phim khác nhau: Nơi không bị suy giảm tạo nên vùng đen, nơi bị suy giảm nhiều tạo nên vùng trắng Tương tự ta có vùng xám nhiều hay tùy thuộc vào hệ số hấp thụ, xuất thuật ngữ “nấc thang xám” (gray scale) Trong hình ảnh X quang thường quy có nấc đen khơng khí, xám sẫm mỡ, xám nhạt nước mô mềm, trắng xương - Sự rõ nét hình ảnh (sharpness): Là phân biệt đường khác phim, độ rõ nét cao đường bờ rõ Nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như: + Kích thước tiêu điểm phát tia, nhỏ độ nét cao ngược lại + Khoảng cách vật phim, gần phim rõ ngược lại + Sự cố định vật tạo cho hình ảnh rõ nét, chuyển động tạo hình mờ + Thời gian chụp, ngắn hạn chế chuyển động, hình ảnh rõ 1.3.1.4 Cách đọc phim X quang Gồm giai đoạn - Phân tích hình ảnh: Là động tác quan sát, mô tả về: + Tư bệnh nhân + Phương pháp chụp + Hình dáng, kích thước, vị trí, tính chất hình ảnh bình thường bất thường so sánh với giải phẫu X quang, tập hợp thành triệu chứng, hội chứng Trong giai đoạn cần tránh sai lầm bỏ sót, cần quan sát tỉ mỉ - Tổng hợp dấu hiệu: Là giai đoạn tổng kết, đối chiếu dấu hiệu nói với triệu chứng lâm sàng, xét nghiệm khác Để hướng đến chẩn đoán gần với giải phẫu bệnh Giai đoạn phụ thuộc vào kỹ nhà chẩn đốn hình ảnh học 1.3.1.5 Các hình ảnh X quang thường quy - Tăng độ cản quang (hyperdensity): Khi ta thấy vùng trắng so với mức bình thường với - Giảm độ cản quang (hypodensity): Cịn gọi hình sáng, biểu vùng xám mức bình thường - Hình khuyết: Có thể gặp trạng rỗng, hình xâm nhập vào lịng ống tiêu hóa xương thể làm cho thuốc cản quang không ngấm Do nguyên nhân sau: + Chèn ép từ bên ngoài: Gây triệu chứng đầy đủ khu trú, việc chẩn đốn dựa góc nối để phân biệt khối u hay thành ống, u thành góc nối góc nhọn; ngồi thành góc tù Dựa tâm cung trịn so với thành: Tâm trong thành, tâm ngồi ngồi thành - Hình lồi: Là hình xâm lấn vào thành ống tiêu hóa, tương ứng ổ loét hay túi thừa tạo nên túi thuốc cản quang chui vào Ta dễ thấy hình chụp tiếp tuyến hay chụp nghiêng - Hình dịch: Hơi nằm mức dịch nằm ngang, hình thấy chùm tia song song với mức dịch, cho dù trước 1.4 Siêu âm 1.4.1 Cơ sở vật lý siêu âm - Cơ chế phát sóng âm: Sóng âm tạo chuyển đổi lượng từ điện thành sóng xung tương tự phát xạ tia X, phát từ đầu dị, có cấu trúc gốm áp điện (piezo-electric) Sóng âm truyền qua vật chất mà không truyền qua chân khơng, khơng có tượng rung Một đặc điểm tần số sóng âm phụ thuộc vào chất vật có độ rung khác Đơn vị đo tần số Hertz, tức số chu kỳ dao động giây - Bản chất Siêu âm: Để hiểu siêu âm ta phải hiểu âm thanh, dao động sóng hình sin có tần số từ 20Hz - 20.000Hz Nếu sóng âm tần số thấp < 20Hz gọi Hạ âm, > 20.000Hz gọi Siêu âm Trong lĩnh vực Y tế người ta dùng sóng âm với tần số từ MHz đến 20 MHz (1 MHz = 109Hz) tùy theo yêu cầu thăm khám - Tính chất Siêu âm: + Sự lan tuyền sóng âm - Sự suy giảm hấp thu: Trong mơi trường có cấu trúc đồng nhất, sóng âm lan truyền theo đường thẳng, bị lượng dần gọi suy giảm Sự suy giảm theo luật nghịch đảo bình phương khoảng cách Sự hấp thụ quan trọng lượng âm gặp vật chất tạo nhiệt Tuy nhiên lượng siêu âm không giống xạ tia X, cịn có hiệu ứng quang từ hiệu ứng Compton Vận tốc truyền sóng âm phụ thuộc vào độ cứng tỷ trọng môi trường vật chất xuyên qua, thể người: Mỡ 1450; nước 1480; mô mềm 1540; xương 4100 m/s + Sự phản xạ hay phản hồi: Trong mơi trường có cấu trúc khơng đồng nhất, phần sóng âm phản hồi mặt phẳng thẳng góc với chùm sóng âm tạo nên âm dội hay âm vang (echo), phần lại lan truyền theo hướng chùm sóng âm phát Như vậy, đường ranh giới hai mơi trường có trở kháng âm (acoustic impedance), ký hiệu Z, Z khác tùy thuộc cấu trúc vật chất đặc biệt số nguyên tử Sóng phản hồi thu nhận đầu dị, sau xử lý máy truyền ảnh lên hình (display), ghi lại phim, giấy in băng đĩa từ Tất nhiên sóng phản hồi khơng thu nhận đầu dị bị biến theo luật suy giảm + Sự khúc xạ, nhiễu âm: Khi chùm sóng qua mặt phẳng phân cách với góc nhỏ, chùm âm phát bị thụt lùi khoảng so với chùm âm tới cịn gọi nhiễu âm Chính điều tạo ảnh giả - Đầu dò (Transducer - Probe): Làm nhiệm vụ vừa phát vừa thu sóng âm phản hồi Nó bao gồm nhiều miếng gốm áp điện (piezo-eletric), có dịng điện xoay chiều tần số cao khích thích vào miếng gốm làm cho co giãn phát xung siêu âm Ngược lại miếng áp điện rung lên sóng siêu âm dội trở tạo xung động Sóng siêu âm lan truyền vào mơ thể, gặp mặt phẳng gặp sóng âm dội trở Mỗi âm dội mà đầu dò thu nhận chuyển thành tín hiệu điện, từ tín hiệu chuyển thành tín hiệu hình, tất chùm sóng âm qt tạo nên hình ảnh siêu âm Tùy theo máy hãng sản xuất, đầu dò quét nhờ hệ thống khí hay điện tử, với chùm thăm dị theo hình chữ nhật hay rẻ quạt + Đầu dị qt học: Trong đầu dị có chuyển động gắn với tinh thể gốm áp điện gương phản âm Chức giống đèn pha quét ánh sáng chùm đơn, chuyển động nhờ bánh xe chuyển động kế Các dao động sóng phản chiếu nhờ gương + Đầu dò quét điện tử: Các tinh thể gốm áp điện xếp thành dãy theo chiều ngang (tuyến tính), mở cửa sổ (aperture) nhỏ lớn phụ thuộc vào số lượng tinh thể, chiều rộng chùm sóng âm phát - Các loại kỹ thuật siêu âm: + Siêu âm kiểu A (Amplitude): Ghi lại sóng phản hồi xung nhọn, mà vị trí tương ứng với chiều sâu biên độ tỷ lệ thuận với cường độ âm vang Kiểu A có giá trị chẩn đốn Mà dùng để kiểm tra xác máy siêu âm + Siêu âm kiểu B hay chiều (2D - Bidimention): Mỗi sóng xung kiểu A ghi lại chấm sáng nhiều hay tùy theo cường độ âm dội Sự di chuyển đầu dò da bệnh nhân cho phép ghi lại cấu trúc âm mô thể nằm mặt phẳng quét chùm tia, phương pháp siêu âm cắt lớp (Echotomography) Hình thu từ âm vang lưu trữ nhớ chuyển thành tín hiệu truyền chấm trắng đen, xám + Siêu âm kiểu Động (Dynamic): Là kiểu hai chiều với tốc độ quét nhanh, tạo nên hình ảnh theo thời gian thực (Real time) Kiểu Động so với kiểu B tựa điện ảnh so với chụp ảnh + Siêu âm kiểu TM (Time Motion): Trong kiểu siêu âm âm vang ghi lại theo kiểu A, chuyển động theo thời gian nhờ hình qt ngang thường xun Do cấu trúc đứng yên hình đường thẳng, cấu trúc chuyển động đường cong ngoằn nghèo tùy theo chuyển động quan thăm khám Siêu âm kiểu thường dùng để khám tim + Siêu âm kiểu Doppler (Động): Dùng hiệu ứng Doppler siêu âm để đo tốc độ tuần hồn, xác định hướng dịng máu đánh giá lưu lượng máu Có loại Doppler: D liên tục, D xung, D màu, người ta thường phối hợp hệ thống D với siêu âm cắt lớp theo thời gian thật gọi siêu âm DUPLEX Ngày người ta cịn mã hóa dịng chảy siêu âm siêu âm Động - màu, siêu âm D lượng (Power Doppler), siêu âm tổ chức (Tissue Doppler) siêu âm chiều tiện cho việc thăm khám Tim - Mạch, sản khoa 1.4.2 Tạo ảnh siêu âm Theo nguyên tắc vật lý, người ta ứng dụng tính chất sau siêu âm cho vấn đề tạo ảnh: - Tính lan truyền qua vật chất sóng âm - Tính phản hồi qua mặt phẳng phân cách - Chuyển sóng âm thành lượng điện sau mã hóa số phát cảm quang âm cực (Photocathode) hình Vì sóng âm suy giảm cường độ theo luật nghịch đảo bình phương khoảng cách, muốn có hình ảnh siêu âm 10 đẹp, ta cần có đầu dị thích hợp với chiều sâu cấu trúc thăm dị, cần điều chỉnh tốc độ khuyếch đại âm vang nông tăng cường độ khuyếch đại âm vang sâu, làm cho cường độ chúng đồng gọi điều chỉnh bù theo độ sâu (Deep gain compensation DGC - Time gain compensation TGC) - Ta vừa xem ảnh siêu âm qua hình, vừa nối với hệ thống in nhiệt, laser - camara - chụp phim polaroid hay ghi băng từ, đĩa từ để lưu trữ 1.4.3 Các hình ảnh siêu âm - Cấu trúc dịch lỏng: (Bàng quang, túi mật, u nang) có cấu trúc đồng thể vùng rỗng âm (anechogen, echo - free) Sóng âm dễ dàng truyền mơi trường lỏng nên bị suy giảm vùng xung quanh, có tượng tăng âm phía sau cấu trúc dịch đồng (acoustic enhencement) - Cấu trúc đặc có đậm độ cao nhu mơ chung quanh: Sẽ thể vùng tăng âm (hyperéchogène, echo rich), nhiêm có loại u giảm âm sau vùng tăng âm vùng giảm âm (attenuation posterieur) - Một số cấu trúc đặc: (Vơi hóa, sỏi, xương) có tác dụng nhu chắn, sóng âm phản hồi hồn tồn bề mặt phân cách tạo nên vùng âm rõ, phía sau vùng trống âm tức sóng âm bị chặn lại chắn Vùng gọi “bóng lưng” (Cơne d’ombre postérieur, acoustic shadowing) - Một số vùng giảm âm (hypoéchogène, echo - poor) có cấu trúc nửa lỏng nửa đặc, ví dụ ổ áp xe hay u hoại tử có hình siêu âm giống - Hơi tổ chức có tác dụng làm khuyếch tán, phản hồi, hấp thụ khúc xạ bề mặt tiếp xúc Điều làm cho ta khó đánh giá cấu trúc sau bề mặt này, người ta thường dùng thuật ngữ “bóng lưng bẩn” (dirty acoustic shadow) để mơ tả ống tiêu hố 1.4.4 Nghiên cứu ảnh siêu âm Một ưu điểm thăm khám siêu âm cho phép cắt lớp tất mặt phẳng không gian, mà không cắt ngang cắt lớp vi tính Đồng thời tái tạo thành ảnh ba chiều (3 dimention - 3D) chiều (4D) Điều đòi hỏi bác sỹ thăm khám siêu âm cần phải nắm giải phẫu định khu thể kỹ thuật khám siêu âm Trong thực tế người khám phải cắt nhiều lớp khác nhau, với góc quét khác để chẩn đốn, cịn chụp ghi lại hình ảnh đặc trưng mà thơi Giống cắt lớp vi tính, theo quy ước lớp cắt ngang trình bày người quan sát đứng phía chân nhìn lên Những lớp cắt dọc chiều quy ước đầu bệnh nhân bên trái người quan sát, chân phía phải 1.5 Sơ lược Cắt lớp vi tính Cộng hưởng từ 1.5.1 Chụp cắt lớp vi tính (CLVT) Cịn gọi Cắt lớp điện toán, chụp Cắt lớp đo tỷ trọng (Computed, Tomography Scanner, Tomodensitométrie, Scannography) - Dựa nguyên lý X quang cổ điển, tức hấp thụ tia X khác mô thể tùy theo tỷ trọng đo lường tính 11 tốn khác tỉ trọng nhờ máy tính điện tử Sự tái hình ảnh lên hình phim, Gantry quét vịng trịn cho hình ảnh cắt lớp ngang qua thể Vì sơ đồ khối máy chụp CLVT ta có cụm chức chính: + Cụm phát (bóng phát tia X) thu tín hiệu tia X (detector): Gọi GANTRY + Cụm đo lường, tính tốn, xử lý, lưu trữ liệu số hóa: Máy vi tính + Cụm tạo ảnh (tái cấu trúc hình ảnh - Imaging Reconstruction): Màn hình (Monitor, display), máy in Laser, ổ đĩa từ, đĩa quang (Magnetic Optical Disc) - Đã có nhiều hệ máy đời nhằm cải tiến chất lượng hiệu chẩn đóan, gần đời máy CLVT hệ mới, Cắt lớp điện toán cực nhanh (Electron Beam Ultrafast Scanner - EBUS - EBCT), cho phép thấy hình ảnh chuyển động theo thời gian thực (real time), chẳng hạn cho ta xem phổi, khí quản hoạt động kỳ hơ hấp (Webb WR cs 1992) 1.5.2 Chụp Cộng hưởng từ (Magnetic Resonance Imaging) - Dựa nguyên lý cộng hưởng từ trường hạt nhân H+ có dịch nội ngoại bào, tổ chức thể - Dựa phép đo lường tính tốn khác (algorythm) tín hiệu từ (magnetic signal) mơ thể nhờ máy tính điện tử kỹ thuật số - Sự tái hình ảnh lên hình phim, Gantry qt vịng trịn qua thể cho ta hình ảnh cắt lớp ngang, dọc đa chiều (Multiptlanar) tùy trường nhìn chọn 12 ... quan nguyên lý tạo ảnh chẩn đốn hình ảnh 1. 1 Lịch sử hình thành phát triển ngành chẩn đốn hình ảnh 1. 2 Sự phát triển ngành chẩn đốn hình ảnh 1. 2 .1 Cắt lớp vi tính 1. 2.2... 11 5 5.9 .1 Kỹ thuật thăm khám hình ảnh 11 5 5.9.2 Một số bệnh lý cấp cứu bụng hay gặp 11 5 Chương Chẩn đốn hình ảnh hệ tim mạch 11 9 6 .1 Các kỹ thuật chẩn đốn hình ảnh. .. 1. 4.2 Tạo ảnh siêu âm 10 1. 4.3 Các hình ảnh siêu âm 11 1. 4.4 Nghiên cứu ảnh siêu âm 11 1. 5 Sơ lược Cắt lớp vi tính Cộng hưởng từ .11 1. 5 .1 Chụp