Báo cáo thí nghiệm kỹ thuật thiết bị y học Đề tài siêu âm

Th c hành quét ngang 2D hình ự ảnh tuyến giáp .... Thông tin này sau đó được s dử ụng để xây dựng hình ảnh, trong đó mỗi điểm ảnh đại diện cho một cấu trúc bên trong cơ thể... f Hình nh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Sinh viên thực hiện Mã số sinh viên Đặng Nhật Huy Hoàng 2111228 Huỳnh Đông Đăng Nguyên 2114215 Phan Nguyễn B o Huy ả 2113531

Thành ph H Chí Minh Tháng 12 ố ồ – năm 2023

DANH MỤC HÌNH NH Ả

Hình 1 Nguyên t c c a sóng siêu âm ắ ủ

Hình 2 S khác bi t c a siêu âm 2D/3D/4D/HD ự ệ ủ

Hình 3 Siêu âm Doppler

Hình 4 H ệ thống siêu âm trên xe đẩy

Hình 5 H ệ thống siêu âm c m tay ầ

Hình 6 Thi t b siêu âm c m tay ế ị ầ

Hình 7 V trí cị ủa động mạch cảnh

Hình 8 Động mạch cảnh trong và động mạch cảnh ngoài 1

Hình 9 Hình nh mả ặt ph ng ngang CCA ẳ

Hình 10 V ị trí đặt đầu dò

Hình 11 Kí hi u nút C ệ

Hình 12 Kí hi u Change ệ

Hình 13 Kí hi u Trackball ệ

Hình 14 M t c t d c CCA có màu ặ ắ ọ

Hình 15 M t c t ngang c a ICA và ECA có màu.ặ ắ ủ

Hình 16 Kí hi u nút Pw và Trackball ệ

Hình 17 V trí siêu âm cho ch ị ế độ Pw

Hình 18 Kiểm tra ch d Pw trên mế ộ ặt ph ng d c hình nh CCA c a thành viên 1 ẳ ọ ả ủ

Hình 19 Kiểm tra ch d Pw trên mế ộ ặt phẳng d c hình nh CCA c a thành viên 2 ọ ả ủ

Hình 20 V ị trí đăt để đo độ dày l p n i trung mớ ộ ạc

Hình 21 Đo độ dày l p n i trung m c c a thành viên 1 ớ ộ ạ ủ

Hình 22 Đo độ dày l p n i trung m c c a thành viên 2 ớ ộ ạ ủ

Hình 23 V trí cị ủa tuyến giáp

Hình 24 Eo giáp

Hình 25 Gi i phả ẫu tuyến giáp

Hình 26 V trí bị ệnh nhân và đầu dò được sử dụng 2

Hình 27 V ị trí đặt đầu dò khi th c hành ự

Hình 28 Ki m tra tuy n giáp theo m t c t ngang ể ế ặ ắ

Hình 29 Ki m tra tuy n giáp theo m t c t d c ể ế ặ ắ ọ

Hình 30 Th c hành quét ngang 2D hình ự ảnh tuyến giáp

Hình 31 nh mẢ ẫu

Hình 32 nh siêu âm tuy n giáp c a 2 thành viên Ả ế ủ

Hình 33 Quét d c 2D tuyọ ến giáp

Hình 34 Thùy ph i tuy n giáp cả ế ủa 2 thành viên nhóm

Hình 35 Thùy trái tuyến giáp của 2 thành viên nhóm

Hình 36 Kí hi u nút Calculator ệ

Hình 37 Đo chiều dài, chiều rộng và độ sâu của tuy n giáp ế 3

Hình 38 Đo độ sâu eo giáp

Hình 39 Độ sâu eo giáp c a thành viên mủ ẫu đầu tiên

Hình 40 Xác định kích thước và thể tích thùy ph i tuy n giáp c a thành viên mả ế ủ ẫu đầu tiên 32

Hình 41 Xác định kích thước và thể tích thùy trái tuy n giáp cế ủa thành viên mẫu đầu tiên 33

Hình 42 Độ sâu eo giáp c a thành viên m u th hai ủ ẫ ứ

Hình 43 Xác định kích thước và thể tích thùy ph i tuy n giáp c a thành viên m u th haiả ế ủ ẫ ứ 35

Hình 44 Xác định kích thước và thể tích thùy trái tuy n giáp c a thành viên m u th hai ế ủ ẫ ứ 3

Hình 45 Hi n th k t qu ể ị ế ả quét độ đàn hồi mức biến d ng 3ạ Hình 46 Đánh giá SR của ung thư tuyến giáp dạng nhú (giá tr SR cao: 7,05) ị

Hình 47 Đánh giá SR của khối u lành tính (giá tr SR trung bình: 1,25) ị 3

Hình 48 K t qu ế ả quét siêu âm đàn hồi mức biến d ng cạ ủa thành viên mẫu đầu tiên của nhóm 39

Hình 49 K t qu ế ả quét siêu âm đàn hồi mức biến d ng cạ ủa thành viên m u th hai c a nhómẫ ứ ủ 40

DANH MỤC B NG Ả

B ng 1 S u c a 2 thành viên trong nhóm ả ố liệ ủ

B ng 2 K t qu sả ế ả ố liệu đo IMT của 2 thành viên trong nhóm

Bảng 3 Kích thước và th tích tuy n giáp thành viên m u th haiể ế ẫ ứ 3

M C L C Ụ Ụ

M C L C Ụ Ụ

GIỚI THI U CHUNG Ệ 1 Nguyên t c c a siêu âm ắ ủ

2 H ệ thống siêu âm thương mại

2.1 Thi t k ế ế

2.2 Phân lo i ạ

2.3 Ứng dụng

THỰC NGHI M Ệ

1 Khám động mạch cảnh

1.1 Giải ph u ẫ

1.2 Siêu âm động mạch cảnh

2 Kiểm tra tuy n giáp ế

2.1 Giải phẫu tuyến giáp:

2.2 Siêu âm tuy n giáp ế

1

GIỚI THIỆU CHUNG

1 Nguyên t c cắ ủa siêu âm

H ệ thống siêu âm s d ng nguyên t c phử ụ ắ ản x ạ sóng âm để tạo ra hình ảnh cắt lớp của cơ thể M ộ ột b chuyển đổi phát sóng sóng âm tần cao vào cơ thể, và khi sóng âm này đi qua mô, chúng tương tác với các cấu trúc nội t i Khi sóng âm gạ ặp ranh gi i gi a các lo i mô khác nhau, m t ph n cớ ữ ạ ộ ầ ủa năng lượng sóng âm được phản x và tr v ạ ở ề đầu dò Đầu dò sau đó chuyển đổi sóng âm thành tín hiệu điện

H ệ thống đo thời gian gi a lúc sóng ữ được phát và lúc sóng ph n x ả ạ trở ề, cũng vnhư đo cường độ của sóng ph n xả ạ Thông tin này sau đó được s dử ụng để xây dựng hình ảnh, trong đó mỗi điểm ảnh đại diện cho một cấu trúc bên trong cơ thể Các hình ảnh này thường được t o thành nh ạ ờ việc k t h p nế ợ hiều góc quan sát, tạo

ra hình nh 2D ho c 3D c a các c u trúc n i t i, ch ng hả ặ ủ ấ ộ ạ ẳ ạn như cơ, mạch máu, hoặc cơ quan nội tạng

Hình 1 Nguyên t c c a sóng siêu âm ắ ủ

2 H ệ thống siêu âm thương mại

2.1 Thiết k ế

Thi t k c a h ế ế ủ ệ thống siêu âm thương mại bao g m mồ ộ ốt s thành ph n chính và ầcần cân nhắc để đảm b o hình nh hiệu qu ả ả ả và chính xác Dưới đây là tổng quan v ềcác y u t thi t k ế ố ế ế điển hình:

a) Công ngh ệ đầu dò:

Các chi ti t c ế ụ thể bao g m l a ch n v t liồ ự ọ ậ ệu áp điện (như PZT hoặc PVDF), số lượng và cách s p x p các ph n t ắ ế ầ ử đầu dò cũng như dải tần số được điều chỉnh cho

2

các ứng d ng lâm sàng c ụ ụ thể (ví dụ: t n s ầ ố cao hơn để tạo ảnh b m t và t n s ề ặ ầ ốthấp hơn để thâm nhập sâu hơn)

b) Thuật toán định dạng tia:

Điều này liên quan đến việc thực hiện tính toán độ trễ thời gian để điều khiển

và t p trung các chùm siêu âm Các k ậ ỹ thuậ ạt t o chùm tia k thu t s có th bao ỹ ậ ố ểgồm độ trễ và t ng, lổ ấy nét thu động và các thuật toán định d ng chùm thích ng ạ ứ

để tối ưu hóa chất lượng hình ảnh

c) K thu t xung-Echo: ỹ ậ

Thiết k m b o ki m soát chính xác thế đả ả ể ời lượng xung, t n s l p l i xung ầ ố ặ ạ(PRF) và phát hi n tiệ ếng vang Điều này bao g m các cân nhồ ắc để giảm thi u hiể ện tượng giả và tối đa hóa tỷ l tín hi u trên tệ ệ ạp âm

d) X lý tín hiử ệ u:

Các k ỹ thuật x lý tín hi u c ử ệ ụ thể bao gồm các phương pháp lọc (ví dụ: lọc trung vị, lọc thích ng), phát hiứ ện đường bao để trích xuất tín hi u tiệ ếng vang và thu t toán hình ậ ảnh hài hòa mô để có độ tương phản hình ảnh tốt hơn

e) Tái t o hình ạ ảnh:

Các thu t toán tái t o hình nh có th liên quậ ạ ả ể an đến các k ỹ thuật tiên tiến như chụp ảnh khẩu độ ổ t ng hợp để ả c i thiện độ phân giải ngang, ghép không gian đểgiảm nhi u và x ễ ử lý song song để có thời gian tái tạo nhanh hơn

f) Hình nh Doppler: ả

Đối với khả năng Doppler, thiết kế bao gồm các thu t toán l p bậ ậ ản đồ dòng màu, phân tích quang ph và Doppler sóng xung Các thông s ổ ố như cài đặt b lộ ọc trên tường và hi u chệ ỉnh góc Doppler được tối ưu hóa để hiển thị lưu lượng máu chính xác

g) Giao diện người dùng:

Thi t k giao diế ế ện người dùng ch nh cách b trí cỉ đị ố ác nút điều khiển trên b ng ảđiều khi n h ể ệ thống siêu âm, tích h p màn hình cợ ảm ứng để ận hành trực quan, vcài đặt trước có th tùy chể ỉnh cho các thăm khám khác nhau và điều hướng menu thân thi n vệ ới người dùng

h) Lưu trữ và kết nối d ữ liệu:

3

Thi t k h ế ế ệ thống bao g m các giao thồ ức lưu trữ an toàn, đảm b o tuân th các ả ủquy định bảo vệ dữ liệu s c khứ ỏe Các tính năng kết nối bao g m giao diồ ện DICOM (Hình nh Kả ỹ thuật số và Truy n thông trong Y h c) tiêu chuề ọ ẩn để tích hợp li n mề ạch v i mớ ạng bệnh viện

i) Tính di động (Tùy ch n): ọ

Nếu được thi t k ế ế cho tính di động, các yếu tố c n cân nh c bao g m tr ng ầ ắ ồ ọlượng và kích thước của hệthống, độ ch c chắ ắn để đả m bảo độ ề b n trong nhiều môi trường khác nhau và việc đưa vào các tính năng như kế ối không dây để tăng t ntính linh hoạt

j) Ngu n cồ ấp:

H ệ thống cấp điện được thi t k ế ế để chứa các cổ ắm điện tiêu chuẩn và, nếu có, pin s c dành cho các mạ ẫu máy xách tay Tính năng quản lý pin đảm bảo hoạt động không b ị gián đoạn khi nguồn điện biến động

k) Tuân th và An toàn: ủ

Các chi tiết cụ thể bao gồm vi c tuân th các tiêu chuệ ủ ẩn thi t b y t ế ị ế như IEC

60601, các biện pháp an toàn điện và th nghi m kh ử ệ ả năng tương thích sinh học Các bi n pháp ki m soát khí thệ ể ải được thực hiện để đáp ứng các tiêu chuẩn tương thích điện từ (EMC)

l) Khả năng nâng cấp:

Các cân nh c v thi t k ắ ề ế ế mô-đun bao gồm kh ả năng tương thích với các bản cập nh t ph n mậ ầ ềm và nâng c p ph n cấ ầ ứng trong tương lai Cổng USB ho c các ặgiao diện khác tạo điều ki n thu n l i cho vi c tích h p các chệ ậ ợ ệ ợ ức năng mới hoặc cải thi n khệ ả năng xử lý

m) Đào tạo và hỗ trợ:

Các khía c nh thi t k có th bao g m vi c tạ ế ế ể ồ ệ ạo hướng d n s dẫ ử ụng tương tác, hướng dẫn trên màn hình và các tính năng hỗ trợ từ xa M c tiêu là cung c p các ụ ấcông c ụ đào tạo toàn diện và hỗ trợ đáp ứng cho người dùng

2.2 Phân lo i ạ

H thệ ống siêu âm thương mại có thể được phân lo i d a trên nhi u tiêu chí khác ạ ự ềnhau như

a) Mục đích sử ụ d ng:

4

H ệ thống siêu âm hình nh t ng quát: ả ổ

Được thiế ết k cho nhi u ứề ng d ng hình nh, bao g m hình nh b ng, s n khoa, ụ ả ồ ả ụ ảphụ khoa và cơ xương Hệ thống đa năng phù hợp v i nhiớ ều môi trường lâm sàng khác nhau

H ệ thống siêu âm chuyên dụng:

Được thiế ết k riêng cho các chuyên ngành y t c ế ụ thể, ch ng hẳ ạn như tim mạch, hình nh mả ạch máu, ti t ni u và nhãn khoa ế ệ Các tính năng đượ ối ưu hóa cho các c tyêu c u riêng bi t c a các chuyên khoa y t c ầ ệ ủ ế ụ thể

H ệ thống siêu âm điểm chăm sóc (POCUS):

H ệ thống di động được thi t k s d ng tế ế để ử ụ ại giường b nh ho c tệ ặ ại điểm chăm sóc Lý tưởng để đánh giá và can thiệp nhanh chóng trong các môi trường lâm sàng khác nhau

Hình 2 Sự khác bi t c a siêu âm 2D/3D/4D/HD ệ ủ

5

H ệ thống siêu âm Doppler:

K t h p kh ế ợ ả năng chụ ảnh Doppler đểp hình dung lưu lượng máu và đánh giá tình trạng mạch máu Bao g m các ch ồ ế độ Doppler màu, Doppler quang ph và ổDoppler năng lượng

Hình 3 Siêu âm Doppler c) Thi t kế ế hệ thống:

H ệ thống siêu âm đựa trên xe đẩy:

Các h ệ thống c nh lố đị ớn hơn được gắn trên xe đẩy có bảng điều khiển và màn hình hi n th tích hể ị ợp Thích h p cho vi c chợ ệ ụp ảnh toàn diện trong môi trường bệnh viện

6

Hình 4 Hệ thống siêu âm trên xe đẩy

H ệ thống siêu âm c m tay: ầ

H ệ thống nh gỏ ọn và nh ẹ được thi t k ế ế cho tính di động Lý tưởng cho các ng ứdụng chăm sóc tại chỗ, thuốc cấp c u và s d ng t i hiứ ử ụ ạ ện trường

Hình 5 Hệ thống siêu âm c m tay ầ

7

Thi t b siêu âm c m tay: ế ị ầ

Thi t b c m tay, c c k ế ị ầ ự ỳ di động để đánh giá nhanh và cài đặ chăm sóc ban t

đầu Được s dụng cho hình ử ảnh cơ bản và phân lo ại

Hình 6 Thi t b siêu âm c m tay ế ị ầd) Ứng dụng nâng cao:

Siêu âm đàn hồi:

Đo độ cứng của mô và được sử dụng để đánh giá tình trạng xơ hóa gan và xác định đặc điểm tổn thương vú

Siêu âm tăng cường độ tương phản (CEUS):

S d ng các chử ụ ất tương phản để tăng cường hình ảnh c a mủ ạch máu và mộ ốt s bệnh lý

Siêu âm s n khoa 3D/4D: ả

Các h ệ thống chuyên dụng để hiển th chi ti t giị ế ải ph u và chuyẫ ển động của thai nhi

Siêu âm trong m và can thiổ ệp:

Được thiế ết k để chụp nh theo th i gian th c trong quá trình ph u thu t hoả ờ ự ẫ ậ ặc can thi p can thiệ ệp

8

e) Giao diện người dùng và tính năng:

H ệ thống siêu âm cao cấp:

H ệ thống giàu tính năng với công nghệ hình nh tiên tiả ến, cài đặt có th tùy ểchỉnh và giao diện người dùng toàn diện

H ệ thống siêu âm t m trung: ầ

Cân b ng giằ ữa tính năng và khả năng chi trả, phù h p v i nhi u hoợ ớ ề ạt động y t ế

H ệ thống siêu âm cấp độ đầ u vào:

Các h ệ thống cơ bản với kh ả năng chụp ảnh c n thiết, thường được sử dụng ở ầcác phòng khám nh ỏ hơn hoặc các cơ sở chăm sóc sức khỏe ban đầu

f) Đổi m i công ngh : ớ ệ

H ệ thống siêu âm tích h p AI: ợ

K t h p trí tu nhân tế ợ ệ ạo để phân tích hình ảnh, đo lường tự động và nâng cao khả năng chẩn đoán

H ệ thống siêu âm không dây:

Tính năng kết nối không dây để cải thiện tính linh ho t và d s dạ ễ ử ụng

Siêu âm th c t ự ế tăng cường (AR):

S d ng công ngh ử ụ ệ thự ế tăng cường để cải thi n hình c t ệ ảnh và hướng dẫn trong quá trình làm th tủ ục

Giải phẫu động mạch c nh ả

Hình 7 Vị trí của động mạch cảnh Nguồn ảnh: TS Phạm Đăng Diệu, GIẢI PHẪU ĐẦU M T C , nhà xuẶ Ổ ất bản

Y học

- Trượt đầu dò để kiểm tra

15

 K t qu ế ả thực hành

Hình 14 Mặt c t d c CCA có màu ắ ọ

Hình 15 ặt cắM t ngang c a ICA và ECA có màu ủ

Trong hình bên trái là ECA, bên phải là ICA vì ICA là động mạch c nh trong to ảhơn ECA là động m ch c nh ngoài ạ ả

ED là v n tậ ốc dòng ch y tâm thu trung bình Giá tr ả ị bình thường c a ED là t ủ ừ 40 đến

80 cm/s Trong trường hợp , ED là 44,93 cm/s, n m trong phằ ạm vi bình thường, còn

18

20.61 cm/s là bất thường Tamax là v n t c dòng ch y tâm thu tậ ố ả ối đa Giá trị bình thường c a Tamax là tủ ừ 50 đến 150 cm/s Trong trường hợp Tamax là 71,21 cm/s, nằm trong phạm vi bình thường, còn trường hợp 41.91 cm/s là bất thường

Tamean là v n t c dòng ch y tâm thu trung bình Giá trậ ố ả ị bình thường c a Tamaean ủ

là t ừ 40 đến 80 cm/s Trong trường hợp Tamaean là 38,65 cm/s, n m trong ph m vi ằ ạbình thường, còn trong trường hợp 20.34 cm/s là bất thường

 Có trong lúc đo kết các bước th c hi n có s sai lự ệ ự ệch do gel không đủ hoặc

để đầu dò chưa sát với vị trí động m ch c nh ạ ả

 Đo độ dày nội mạc (IMT)

IMT là vi t t t cế ắ ủa "bề dày lớp n i mộ ạc" Đây là một chỉ số được s dử ụng để đánh giá nguy cơ mắc bệnh tim mạch IMT được đo bằng siêu âm động mạch c nh, một ả

kỹ thuật không xâm l n s dấ ử ụng sóng âm để tạo ra hình ảnh của động mạch c nh ảĐộng mạch cảnh là hai động mạch chính cung c p máu cho não ấ

19 Hình 21 Đo độ dày l p n i trung m c c a thành viên 1 ớ ộ ạ ủ

Hình 22 Đo độ dày l p n i trung m c c a thành viên 2 ớ ộ ạ ủ

21

2 Kiểm tra tuy n giáp ế

2.1 Giải ph u tuy n giáp: ẫ ế

Tuy n giáp là mế ột cấu trúc n m ở ằ giữa thuộc vùng c ổ trước:

Hình 23 Vị trí c a tuy n giáp ủ ế

 Chú thích hình nh: ả

Thyroid gland: Tuy n giáp ế

Right/Left lobe: Thùy ph i/trái ả

• Để xác nhận và mô t s ả ự hiện di n c a (các) n t/tệ ủ ố ổn thương tuyến giáp

• Để sàng lọc bệnh nhân có nguy cơ cao mắc bệnh tuyến giáp ác tính như bệnh nhân có ti n s ề ử ung thư tuyến giáp gia đình

 Hình nh tuy n giáp: Quy trình ả ế

V trí b nh nhân : N m ng a, c ị ệ ằ ử ổ duỗi quá m c, v ứ ị trí đầu b nh nhân tệ ối ưu

là th ng v ẳ ề phía trước Sử dụng đầu dò tuyến tính tần số cao

24

2.2 Siêu âm tuy n giáp ế

Hình 26 Vị trí bệnh nhân và đầu dò được s dử ụng

Hình 27 Vị trí đặt đầu dò khi th c hành ự

25

V ị trí đầu dò: M t ph ng ngang và dặ ẳ ọc Trượt đầu dò để kiểm tra

M t phặ ẳng ngang: Đặt đầu dò theo chi u ngang, ki m tra trong trung tâm, ề ể

cổ phải và trái

Hình 28 Ki m tra tuyể ến giáp theo m t c t ngang ặ ắ

M t ph ng dặ ẳ ọc: Đặt đầu dò theo chi u d c và tề ọ ạo m t góc kho ng 30 theo ộ ả o

phương thẳng đứng, ki m tra bên ph i và bên trái c ể ả ổ

26

Hình 29 Kiểm tra tuy n giáp theo mế ặ ắt c t dọc

 Hình nh tuy n giáp: Quét ngang 2D ả ế

Hình 30 Th c hành quét ngang 2D hình ự ảnh tuyến giáp

28

Hình 32 Ảnh siêu âm tuyến giáp của 2 thành viên

 Hình nh tuy n giáp: Quét d c 2D ả ế ọ

Hình 33 Quét d c 2D tuy n giáp ọ ế