ứng dụng siêu âm doppler của thiết bị cts 8800 plus cho y học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA SƯ PHẠM BỘ MÔN SƯ PHẠM VẬT LÝ TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG SIÊU ÂM DOPPLER CỦA THIẾT BỊ CTS 8800 PLUS CHO Y HỌC Luận văn tốt nghiệp Ngành Sư phạm Vật lý Chuyên ngành Sư phạm Vật lý Công nghệ Giáo viên hướng dẫn Ths Hồ Hữu Hậu Sinh viên thực Họ tên: Phạm Thị Hồng Thanh MSSV: 1117611 Lớp Sư phạm Vật lý Công nghệ Khóa 37 Cần Thơ, tháng 11/2014 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu MỤC LỤC PHẦN 1: PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG CƠ HỌC I Dao động học II Sóng học 1 Môi trường đàn hồi Sóng ngang sóng dọc Đặc điểm sóng học Phương trình sóng Giao thoa sóng CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT ÂM THANH I Âm sóng âm II Đặc điểm sóng âm Vận tốc âm Sự truyền sóng âm Giao thoa Cộng hưởng Sóng dừng III Các đặc trưng sóng âm Đặc trưng vật lý Đặc trưng sinh lý IV Nguồn phát âm Thuyết đàn hồi gọi thuyết học Giả thiết luồng thần kinh Housson V Phương pháp âm chẩn đoán bệnh 10 Chẩn đoán gõ 10 Chẩn đoán nghe 11 Phép thử Rinner (Rhinner) 11 CHƯƠNG 3: SÓNG SIÊU ÂM 13 I Sóng siêu âm 13 II Vận tốc sóng siêu âm 13 III Năng lượng sóng siêu âm 14 IV Tính chất sóng siêu âm 15 Hiện tượng phản xạ 15 Hiện tượng khúc xạ 15 Hiện tượng nhiễu xạ 15 Hiện tượng hấp thụ 15 V Quá trình lan truyền sóng siêu âm thể 16 Trong môi trường đồng chất 16 Trong môi trường không đồng chất 17 VI Ứng dụng siêu âm ngành y 18 Ứng dụng siêu âm điều trị 18 Ứng dụng siêu âm vào chẩn đoán 19 VII Các nguồn phát thu sóng siêu âm 20 i SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu Hiện tượng áp điện (Piezoelectric) 20 Hiện tượng từ giảo 23 Nguồn phát sóng siêu âm 24 Nguồn thu sóng siêu âm 25 CHƯƠNG 4: HIỆU ỨNG DOPPLER 26 I Hiệu ứng Doppler 26 II Công thức hiệu ứng Doppler 26 III Các kiểu Doppler 27 IV Sự thể thông tin Doppler 28 Âm 28 Phổ tần số theo thời gian 28 Sự thể theo loại vận tốc 29 Kỹ thuật Doppler màu 30 Kỹ thuật Power Doppler – Doppler lượng 30 V Siêu âm Doppler 32 VI Ứng dụng siêu âm Doppler 32 CHƯƠNG 5: SIÊU ÂM CHẨN ĐOÁN 34 I Lịch sử đời siêu âm chẩn đoán 34 II Cấu tạo chung máy siêu âm 36 III Đầu dò siêu âm 36 Hiệu ứng áp điện 36 Cấu tạo đầu dò 37 Các đầu dò quét điện tử 38 Độ phân giải đầu dò 40 Lựa chọn đầu dò 41 Các hình thức thể 42 CHƯƠNG 6: MÁY CTS 8800 PLUS 44 I Các thông số kỹ thuật 45 II Sơ đồ khối chức 46 III Các chức thăm khám máy siêu âm 47 CHƯƠNG 7: TỔNG QUÁT VỀ SIÊU ÂM TRONG THỰC TẾ 48 I Chuẩn bị siêu âm 48 Chuẩn bị bệnh nhân 48 Cách thực ca siêu âm 48 Những bệnh nhân cảm thấy lúc siêu âm sau siêu âm 48 Những giới hạn siêu âm chẩn đoán 48 II Một vài hình ảnh siêu âm số bệnh 49 III Những ích lợi nguy siêu âm 50 Ích lợi 50 Nguy 50 PHẦN 4: KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO i SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu LỜI CẢM ƠN Hoàn thành luận văn em xin chân thành cảm ơn quý thầy (cô) Khoa Sư phạm Bộ môn Sư phạm Vật lý cung cấp cho em kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt thời gian học tập rèn luyện trường Đặc biệt em gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến thầy Hồ Hữu Hậu tận tình bảo định hướng hướng dẫn em thực thành công đề tài luận văn Và em muốn gửi lời biết ơn đến gia đình, bạn bè người thân động viên, giúp đỡ hoàn thành luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng hạn chế thời gian kiến thức nên tránh khỏi thiếu sót Kính mong đóng góp ý kiến quý thầy (cô) bạn Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Phạm Thị Hồng Thanh SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Tốc độ truyền âm tính đơn vị m/s số chất 00C Bảng 2.2 Mối liên hệ tần số tỉ lệ lượng âm phát từ tim bình thường Bảng 3.1 Tốc độ siêu âm trung bình qua thể người 1500 – 1600 m/s Bảng 3.2 Sự suy giảm sóng âm môi trường khác thể Bảng 3.3 Giá trị âm trở số vật chất hay gặp Bảng 6.1 Bảng thông số kỹ thuật máy siêu âm màu 4D CTS 8800 Plus DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Dao động học Hình 1.2 Sóng ngang Hình 1.3 Sóng dọc Hình 1.4 Đặc điểm sóng học Hình 2.1 Dãy âm Hình 3.1 Sơ đồ chùm tia siêu âm thể người với môi trường có độ trở kháng khác Hình 3.2 Hình ảnh chùm siêu âm truyền qua tương tự tạo ảnh Xquang chẩn đoán Hình 3.3 Hình ảnh tạo nên nhờ chùm siêu âm phản xạ từ mặt phân cách đối tượng khảo sát với môi trường Hình 3.4 Hiệu ứng áp điện Hình 3.5 Hướng phân cực Hình 3.6 Cảm biến áp điện Hình 3.7 Cấu trúc cảu vật liệu áp điện Hình 3.8 Tinh thể áp điện Hình 3.9 Hiện tượng từ giảo Hình 3.10 Mạch phát siêu âm Hình 3.11 Mạch thu siêu âm Hình 4.1 Hiệu ứng Doppler hệ đầu ứng dụng siêu âm Hình 4.2 Sự phản hồi hai lần dòng chảy phát xung từ đầu dò Hình 4.3 Các loại dòng chảy lòng mạch máu Hình 4.4 Sự thể phổ Doppler Hình 4.5 Hình ảnh Doppler màu Hình 4.6 Hình ảnh Doppler lượng Hình 5.1 Howry thiết bị ông nghiên cứu siêu âm Hình 5.2 Igne Ender Hert với thiết bị siêu âm Hình 5.3 Giáo sư Ian Donald Hình 5.4 Kratochwil thiết bị Hình 5.5 Hiệu ứng áp điện Hình 5.6 Cấu tạo đầu dò Hình 5.7 Đầu dò Linear array Hình 5.8 Đầu dò Convex Hình 5.9 Góc quét với tia đầu dò Hình 5.10 Đầu dò Sector Hình 5.11 Các loại đầu dò gắn kèm máy siêu âm Hình 5.12 Tín hiệu kiểu A-mode SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu Hình 5.13 Tín hiệu B-mode Hình 5.14 So sánh kiểu thu nhận tind hiệu A-mode, B-mode TM-mode Hình 6.1 Các máy CTS 8800 Plus Hình 6.2 Cấu hình chung máy siêu âm chẩn đoán Hình 7.1 Siêu âm Doppler van tim nhân tạo Hình 7.2 Mặt cắt dọc thận Hình 7.3 Siêu âm thai nhi Hình 7.4 Siêu âm bụng tổng quát Hình 7.5 Siêu âm mô mềm SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu PHẦN 1: MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Vật lý học nghiên cứu vật chất tương tác Đây ngành khoa học định luật vật lý chi phối tất ngành khoa học tự nhiên khác hóa học, sinh vật, nông nghiệp, y khoa, … Y học ngành khoa học quan trọng với Vật lý có đóng góp lớn lĩnh vực y tế nhằm bảo vệ chăm sóc sức khỏe cho người Một số ứng dụng tiêu biểu Vật lý y học dùng laser để phẩu thuật mắt, ung thư, chụp X quang, điện tâm đồ, … Đặc biệt kể từ siêu âm ứng dụng vào y học (năm 1950) đến nay, trải qua nhiều tiến kĩ thuật chất lượng hình ảnh, siêu âm trở thành công cụ chẩn đoán hình ảnh thông dụng phổ biến trung tâm y tế bệnh viện Tổ chức Y tế Thế giới đề nghị phương tiện chẩn đoán hình ảnh nước phát triển ưu tiên kỹ thuật siêu âm Kỹ thuật chứng tỏ hiệu tiết kiệm Phương pháp siêu âm chẩn đoán có lợi bật: khả ứng dụng rộng, thông tin chẩn đoán cao, gọn nhẹ Trong vài thập niên tới tiềm đẩy mạnh hiệu siêu âm chẩn đoán y học lớn lao Là sinh viên SP lý công nghệ muốn tìm hiểu tính chật vật lý siêu âm ứng dụng vào y học nào? Tôi định nghiên cứu chọn đề tài: “Ứng dụng siêu âm Doppler thiết bị CTS 8800 Plus cho y học” Mục đích đề tài - Nghiên cứu tính chất vật lý sóng siêu âm siêu âm Doppler cho y học - Nghiên cứu ứng dụng siêu âm Doppler thiết bị CTS 8800 Plus y học Phương pháp nghiên cứu - Tổng hợp phân tích nguồn tài liệu liên quan đến đề tài - Ý kiến hướng dẫn giáo viên hướng dẫn Các bước thực đề tài Bước 1: Nhận đề tài, xác định nhiệm vụ cần đạt đề tài Bước 2: Xây dựng đề cương Bước 3: Thu thập, tìm kiếm tài liệu có liên quan đến đề tài Bước 4: Tổng hợp tài liệu, tiến hành viết đề tài Bước 5: Nộp cho giáo viên hướng dẫn, tham khảo ý kiến chỉnh sửa Bước 6: Hoàn chỉnh luận văn báo cáo SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ HỌC VÀ SÓNG CƠ HỌC I DAO ĐỘNG CƠ HỌC Dao động lặp lại nhiều lần trạng thái vật Trong học, dao động chuyển động có giới hạn không gian, lặp lặp lại nhiều lần quanh vị trí cân Một ví dụ dao động học lắc đồng hồ Vị trí cân ví dụ lắc đứng yên không chạy Một dao động nghiên cứu nhiều học dao động tuần hoàn, tức dao động lặp lặp lại cũ quanh vị trí cân sau khoảng thời gian Khoảng thời gian ngắn mà vật lặp lại vị trí cũ gọi chu kì dao động Hình 1.1 Dao động học II SÓNG CƠ HỌC Môi trường đàn hồi Môi trường đàn hồi môi trường cấu tạo phần tử (phân tử, nguyên tử) mà chúng có lực liên kết Thí dụ ta ném đá xuống mặt nước, miền nước đá chạm vào bắt đầu dao động, dao động truyền từ miền nước đến miền lân cận nhận sóng mặt nước Ta cần ý truyền dao động, tức sóng truyền đi, phần tử môi trường đàn hồi dao động quanh vị trí cân mà không dịch chuyển theo sóng lan đến vùng khác Đồng thời với trình sóng truyền lượng truyền tới phần tử môi trường mà sóng tới, phần tử có trạng thái dao động giống nguồn lúc ban đầu Sóng ngang sóng dọc Sóng dao động học lan truyền môi trường Trong sóng truyền đi, phần tử sóng dao động chỗ xung quanh vị trí cân Quá trình truyền sóng trình truyền lượng Sóng ngang sóng phần tử môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng Trừ trường hợp sóng mặt nước, sóng ngang truyền chất rắn Hình 1.2 Sóng ngang Sóng dọc sóng phần tử môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng Sóng dọc truyền chất khí, chất lỏng chất rắn SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu Hình 1.3 Sóng dọc Đặc điểm sóng học Hình 1.4 Đặc điểm sóng học a) Chu kỳ, tần số sóng tất phần tử môi trường có sóng truyền tới dao động với chu kỳ tần số chu kỳ tần số nguồn dao động Đó chu kỳ tần số sóng b) Tốc độ truyền sóng tốc độ lan truyền dao động môi trường, đo quãng đường sóng truyền đơn vị thời gian Kí hiệu v, đơn vị m/s Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào chất nhiệt độ môi trường d) Biên độ sóng điểm biên độ dao động phần tử môi trường điểm Thực tế, xa tâm dao động biên độ nhỏ Kí hiệu a, đơn vị m cm e) Bước sóng + Là khoảng cách gần hai điểm dao động pha phương truyền sóng + Là quãng đường sóng truyền thời gian chu kỳ Kí hiệu , đơn vị m cm f) Năng lượng sóng Một chất diểm dao động điều hòa có tỉ lệ với bình phương biên độ Sóng làm cho phần tử vật chất dao động, tức truyền cho chúng lượng Quá trình truyền sóng trình truyền lượng Năng lượng sóng lượng dao động phần tử môi trường có sóng truyền qua Nếu nguồn điểm, sóng lan truyền mặt phẳng (sóng phẳng) lượng sóng tỉ lệ nghịch với quãng đường truyền sóng r (Biên độ giảm tỉ lệ nghịch với r ) SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu Nếu nguồn điểm, sóng lan truyền không gian (sóng cầu) lượng sóng tỉ lệ nghịch với bình phương quãng đường truyền sóng r2 (Biên độ giảm tỉ lệ nghịch với r) Nếu nguồn điểm, sóng lan truyền đường thẳng (lí tưởng) lượng sóng không đổi (Biên độ không đổi) g) Liên hệ chu kỳ, tần số, bước sóng, tốc độ truyền   v.T  v f (1.1) Phương trình sóng Là phương trình dao động môi trường điểm Nó cho ta xác định li độ dao động phần tử môi trường cách gốc toạ độ khoảng x thời điểm t Phương trình sóng có dạng: x t x 2x u ( x, t ) M  a cos  (t  )  a cos 2 (  )  a cos(t  ) (1.2) v T   Trong : a biên độ sóng  tần số góc T chu kỳ sóng, v tốc độ truyền sóng  bước sóng Nếu sóng truyền ngược chiều dương phương trình có dạng: x t x 2x u (x , t ) M  a cos ( t  )  a cos (  )  a cos(t  ) v T   (1.3) Phương trình sóng cho thấy sóng vừa tuần hoàn theo thời gian, vừa tuần hoàn theo không gian Giao thoa sóng a Hai sóng kết hợp Hai nguồn kết hợp hai nguồn thỏa mãn điều kiện sau: + Dao động tần số phương + Có độ lệch pha không đổi theo thời gian Hai sóng hai nguồn kết hợp phát gọi sóng kết hợp b Giao thoa Giao thoa tượng hai sóng kết hợp, gặp điểm xác định luôn tăng cường làm yếu + Độ lệch pha sóng điểm:   ( t  2d 2d1 2 )  ( t  )  (d  d )    (1.4) + Tại điểm mà hiệu đường hai sóng tới nguyên lần bước sóng (hai sóng pha)  = 2k hay d - d2 = k; (k = 0, 1, 2, …), dao động tổng hợp có biên độ cực đại Tại có cực đại giao thoa + Tại điểm mà hiệu đường hai sóng tới số bán nguyên lần bước sóng (hai sóng ngược pha):   ( k  1)   hay d1  d  (2k  1) ; (k = 0, 1, 2, …), dao động tổng hợp có 2 biên độ cực tiểu Tại có cực tiểu giao thoa Trên mặt nước, có giao thoa, tập hợp điểm có biên độ cực đại hay cực tiểu đường hypebol xen kẽ lẫn nhau, gọi vân giao thoa + Giao thoa tượng đặc trưng trình truyền sóng c Sóng dừng sóng có nút bụng cố định không gian SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu Hình 5.7 Đầu dò Linear array * Đầu dò convex: Nguyên lý làm việc giống Linear, khác đơn tinh thể xếp theo hình cong Ưu điểm đầu dò quét theo hình rẻ quạt mà không cần khí đồng pha, bề mặt tiếp xúc nhỏ Linear dạng cong nên áp dụng nhiều vùng thể Ứng dụng vùng bụng vùng chậu, mạch máu sâu Hình 5.8 Đầu dò Convex * Phased arrayhay gọi sector điện tử: Đầu dò có 64 – 128 phần tử áp điện Tia siêu âm lái điện tử theo hình rẻ quạt nên gọi sector điện tử Các tinh thể bật tắt qua trễ thời gian, t1 lớn tn xung phát tới tinh thể n trước tinh thể cuối cùng, tinh thể đủ nhỏ coi nguồn điểm sóng, nguồn điểm tạo nên mặt sóng 39 SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu Hình 5.9 Góc quét tia với đầu dò Ưu điểm đầu dò có bề mặt tiếp xúc nhỏ, đầu dò nhỏ nhẹ có khả thăm khám đặc biệt cao, hiển thị đồng thời B-mode, Doppler TM-mode, rẻ quạt mà không cần phận khí, đo Doppler liên tục (CW-Doppler) Ứng dụng siêu âm tim qua khe liên sườn ứng dụng đặc biệt nội soi qua thành bụng, nội soi niệu Hình 5.10 Đầu dò Sector Độ phân giải đầu dò: Là khoảng cách gần hai cấu trúc cạnh mà hình phân biệt 40 SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu Như nói độ phân giải cao khả quan sát chi tiết cấu trúc rõ rệt nét, độ phân giải tiêu để đánh giá chất lượng máy siêu âm Người ta chia độ phân giải làm loại: - Độ phân giải theo chiều dọc khả phân biệt hai vật theo chiều chùm tia (theo chiều – hình) - Độ phân giải ngang khả phân biệt theo chiều ngang (theo chiều phải – trái hình) - Độ phân giải theo chiều dày (chiều vuông góc với mặt phẳng cắt, thực tế mặt cắt siêu âm mặt phẳng, mà có độ dày định) Độ phân giải phụ thuộc nhiều vào tần số đầu dò, vị trí cấu trúc nghiên cứu thuộc trường gần hay trường xa đầu dò Mặt khác điều không hoàn toàn đầu dò định mà phụ thuộc vào xử lý máy Lựa chọn đầu dò Trong thực hành nhiều người làm siêu âm phải thực thăm khám nhiều quan, phận thể, đặc biệt bệnh viện đa khoa Do nên lựa chọn đầu dò cho phù hợp với nhiệm vụ mình, tốt đương nhiên đầu dò đa tần đầy đủ chủng loại sector, convex, linear Tuy nhiên thực tế điều khó xảy nên cần loại bỏ đầu dò sử dụng cần có biện pháp khắc phục khó khăn đầu dò chuyên dụng Trước hết chủng loại đầu dò điện tử khí, hai loại điều cho hình ảnh chất lượng tốt nhau, nhiên đầu dò khí thường có độ bền để làm siêu âm tim thường có kích thước to đầu dò điện tử loại, đầu dò loại thường rẻ Theo mục đích thăm khám, để làm siêu âm tim tốt đương nhiên đầu dò sector, người Việt Nam trưởng thành tần số thích hợp 3,5 MHz nhiên có loại đa tần từ – MHz tối ưu, trẻ em MHz thích hợp loại từ – MHz Để làm siêu âm bụng tổng quát thông thường dùng đầu dò convex với người lớn 3,5 MHz (tốt – MHz), trẻ em dùng loại có tần số cao Tuy nhiên trường hợp đầu dò convex, đầu dò sector dùng thăm khám ổ bụng Để thăm khám phận nông tuyến giáp, tuyến vú, tinh hoàn, mạch máu ngoại vi… đầu dò linear với tần số – 10 MHz tốt Để phục vụ mục đích sinh thiết người ta thường gắn thêm phận giá đỡ cho đầu dò chuyên dụng, điều kiện sử dụng đầu dò thông thường cho mục đích đầu dò sector tốt Như điều kiện chọn đầu dò nên mua đầu dò sector đa tần 3,5 MHz Hình 5.11 Các loại đầu dò gắn kèm máy siêu âm 41 SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu Các hình thức thể * A – mode (Amplitude mode): Tín hiệu hồi âm thể xung hình gai dao động ký qua hệ thống trục tung trục hoành, chiều cao xung thể độ lớn biên độ tín hiệu hồi âm, vị trí xung thể khoảng cách từ đầu dò đến mặt phản hồi, thường dùng đo đạc độ xác cao Hình 5.12 Tín hiệu kiểu A – mode * B – mode (Brightness mode): Tín hiệu hồi âm thực chấm sáng, độ sáng chấm thể biên độ tín hiệu hồi âm, vị trí chấm sáng xác định khoảng cách từ đầu dò đến mặt phản hồi Hình 5.13 Tín hiệu B-mode * TM – mode (Time Motion mode): Dùng để thể chuyển động phương với tia siêu âm vật theo thời gian cách thể hình ảnh B – mode theo diễn biến thời gian với tốc độ quét khác Nếu nguồn hồi âm đứng yên tạo đường thẳng ngang qua hình, mặt phản hồi chuyển động đường cong phản ánh chuyển động mặt phản hồi Trên hình thể TM – mode, biên độ chuyển động mặt phản hồi biểu thị trục tung, thời gian trục hoành với tốc độ quét xác định ta tính toán vận tốc chuyển động mặt phản hồi 42 SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu Hình 5.14 So sánh kiểu thu nhận tín hiệu: A – mode, B – mode TM – mode Phương pháp A – mode, B – mode TM – mode gọi chung siêu âm chiều Ưu điểm phương pháp đơn giản, rẻ tiền, xác định xác vị trí bề mặt phản xạ kiểu TM đo biên độ chuyển động vật thể theo phương song song với chùm tia siêu âm Tuy nhiên có nhược điểm không cho hình ảnh tổng thể vật cần chẩn đoán không đánh giá chuyển động có phương vuông góc với phương truyền tia siêu âm 43 SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu CHƯƠNG 6: MÁY CTS 8800 PLUS Hình 6.1 Các máy CTS 8800 Plus 44 SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu I CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT Loại hệ thống (Version) Kiểu dáng Màn hình hiển thị TCG Tần số tối đa Tần số tối thiểu Mức thay đổi tần số Góc quét tối đa Độ sâu tối đa Cổng cắm đầu dò DICOM 3.0 4D Dung lượng ổ cứng lưu trữ Body mark Phát lại cine chế độ B Phát lại cine chế độ M Điều khiển Gain Focus Các chế độ quét CTS 8800 Plus (V1.0) Xách tay 4D LCD 12inch 12MHz 2.0MHz bước 180 300mm Lựa chọn thêm Có sẵn 500G 114 Tối đa 200 khung Tối đa 2560 giây 0-100 1-8 B, 2B, 4B, M, B/M Ảnh hình thang/ Ảnh mở rộng, Doppler xung PW (chọn thêm) Ảnh Compoud (chọn thêm), Elastography (chọn thêm) Có sẵn Có sẵn Có sẵn Đầu khối 4D BMG, JPG, TIF AVI, CIN Lựa chọn thêm Có sẵn Có sẵn 1 1 250VA 315*215*340mm 8Kg 490*440*515mm 14Kg Lựa chọn thêm Đèn bàn phím Chức báo cáo Biểu đồ tăng trưởng Đầu dò tiêu chuẩn Định dạng lưu trữ ảnh Định dạng lưu trữ phim Đường dân sinh thiết Phím tự định nghĩa Một phím tối ưu hóa Bàn phím Alphabe Cổng USB Cổng video Cổng điều khiển máy in Cổng kết nối mạng Cổng VGA Cổng S-video Công suất Kích thước trần Khối lượng Kích thước đóng gói Tổng khối lượng Máy in Sony UP-897 MD 45 SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu Lựa chọn thêm Lựa chọn thêm Máy in Mitsusbishi P93W Máy in màu Sony UP-21MD Bảng 6.1 Bảng thông số kỹ thuật máy siêu âm màu 4D CTS 8800 Plus II SƠ ĐỒ KHỐI CHỨC NĂNG Bộ xử lý Hiển thị Tương phản Bộ quét chuyển đổi Điều khiển quét Cường độ Đầu dò Gain TGC Máy phát xung Bộ khuếch đại Xung tới Xung phản xạ Bề mặt phản xạ thể Hình 6.2 Cấu hình chung máy siêu âm chẩn đoán Có chế độ phát thường dùng phát sóng xung (PW Pulse wave) phát chế độ liên tục (CW continuous wave) Trong chế độ sóng xung máy phát xung phát xung điện áp vào tinh thể đầu dò, độ cao xung điện (thường khoảng 150V) xác định biên độ dao động tinh thể biên độ dao động sóng siêu âm Sau ngưng cấp xung điện, quán tính tinh thể dao động thời gian tắt dần sóng siêu âm đầu tinh thể có dạng tắt dần Độ dài xung điện thường khoảng s chứa vài bước sóng, tần số phát xung (số xung phát 1s) khoảng 1KHz Biên độ sóng phản hồi (echo) thường nhỏ, khoảng cỡ V , làm tăng lên nhờ tiền khuếch đại với độ lợi tính theo công thức Gain(dB)  20 log[ A2 / A1 ] (2.1) Thường sau bước khuếch đại: Tín hiệu analog chuyển thành tín hiệu digital nhờ biến đổi ADC 46 SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu Khuếch đại bù trừ thời gian (time-gain compensation, TGC) để bù trừ suy giảm tín hiệu đường Độ khuếch đại TGC đặt lớn thời gian để echo đến đầu dò lớn, tương ứng với vị trí phản xạ sâu Khi chưa có khuếch đại, biên độ tín hiệu chênh lệch hàng triệu lần = 120dB TGC giúp giảm chênh lệch xuống khoảng 300:1=50dB III CÁC CHỨC NĂNG THĂM KHÁM CỦA MÁY SIÊU ÂM Thiết bị siêu âm có nhiều chức thăm khám: Siêu âm xuyên sọ: Áp dụng thuận tiện trẻ em qua thóp để phát tụ máu não, não úng thủy, u não… Siêu âm mắt: Để phát dị vật mắt, tìm dấu võng mạc, u sau nhãn cầu, dấu phù gai thị tăng áp lực nội soi Siêu âm tuyến giáp: Để biết bướu giáp không phì đại ức đòn chủm Siêu âm phản ánh phần chất bướu giáp Siêu âm tuyến vú: Giúp phát sớm khối u vú nhỏ Siêu âm động mạch cảnh: Phát màng xơ vữa động mạch hay hạch dọc động mạch cảnh, với siêu âm Doppler, biết tình trạng tưới máu động mạch cảnh Đối với bệnh lý thuộc ổ bụng: Siêu âm hẳn X quang chẩn đoán bệnh tạng đặc, tạng chứa dịch gan, lách, tụy, đường mật, thận, hệ niệu nói chung, tuyến tiền liệt bàng quang, dịch ổ bụng, mạch máu phình hay dãn động mạch chủ bụng Về chuyên khoa sản phụ, siêu âm định quan trọng: * Trong sản khoa: - Siêu âm giúp chẩn đoán có thai sớm chắn - Chẩn đoán tuổi thai, theo dõi phát triển thai nhi - Phát bệnh lý mang thai như: thai tử cung, thai chết lưu, bong non, tiền đạo - Giúp chẩn đoán dị tật bẩm sinh thai nhi như: sứt môi, vô sọ, thoát vị hoành… * Trong phụ khoa: Các bệnh lý phát nhờ siêu âm như: u xơ tử cung, khối u buồng trứng, áp xe phần phụ, ứ dịch vòi trứng, siêu âm theo dõi phát triển nang trứng điều trị vô sinh Ngoài siêu âm áp dụng chấn thương chỉnh hình gân, cơ, xương, khớp 47 SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu CHƯƠNG 7: TỔNG QUÁT VỀ SIÊU ÂM TRONG THỰC TẾ I CHUẨN BỊ KHI SIÊU ÂM Chuẩn bị bệnh nhân Bạn nên mặc đồ thoải mái, quần áo rộng rãi khám siêu âm Có thể bác sĩ yêu cầu bạn cởi bỏ phần quần áo trang sức nằm khu vực phải khám xét Đối với số thủ thuật bạn yêu cầu mặc áo choàng để khám thuận tiện Những chuẩn bị khác tùy thuộc vào loại siêu âm Đối với số loại siêu âm, bác sĩ yêu cầu bạn không ăn uống vòng 12 trước khám Đối với số khác bạn yêu cầu uống khoảng ly nước vòng trước khám nhịn tiểu để bàng quang chứa đầy nước khám Cách thực ca siêu âm Trong hầu hết khám siêu âm, bệnh nhân yêu cầu nằm ngửa khám Một chất gel suốt, vô trùng bôi lên vùng thể cần thăm khám để giúp đầu dò tiếp xúc với toàn thể hạn chế không khí chen vào đầu dò da bệnh nhân Sau bác sĩ siêu âm ấn đầu dò vào da bệnh nhân quét phía sau trước vùng thể khám Trong số kiểu siêu âm, đầu dò đưa vào lỗ tự nhiên thể Những khảo sát bao gồm: - Siêu âm tim qua ngã thực quản: đầu dò đưa vào thực quản để khảo sát hình ảnh tim - Siêu âm qua ngã trực tràng: đầu dò đưa vào trực tràng bệnh nhân nam để quan sát tiền liệt tuyến - Siêu âm qua ngã âm đạo: đầu dò đưa vào âm đạo bệnh nhân nữ để quan sát tử cung buồng trứng Hầu hết đợt khám siêu âm hoàn thành khoảng từ 10 phút đến Những bệnh nhân cảm thấy lúc siêu âm sau siêu âm Hầu hết thủ thuật siêu âm không đau, nhanh chóng dễ dàng Sau bạn nằm giường theo tư thế, bác sĩ bôi gel ấm lên da đặt đầu dò lên thể, di chuyển sau trước khu vực khám ghi nhận hình ảnh mong muốn Thường khó chịu bác sĩ ấn đầu dò lên vùng thể khám Nếu siêu âm khu vực nhạy cảm, bạn cảm thấy áp lực bị đau nhẹ đầu dò Những khảo sát siêu âm cần phải đưa đầu dò vào lỗ tự nhiên thể gây chút khó chịu Nếu siêu âm Doppler, bạn thật nghe thấy âm mạch đập thay đổi đọ cao đầu dò đặt vào vị trí dòng máu theo dõi đo đạc Sau siêu âm, bạn không bị ảnh hưởng quay trở lại sinh hoạt ngày Những giới hạn siêu âm chẩn đoán - Sóng siêu âm bị cản trở không khí, siêu âm phương tiện chẩn đoán hình ảnh lý tưởng cho ruột (tạng rỗng) quan bị ruột 48 SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu che khuất Trong hầu hết trường hợp, khảo sát với barium, CT scan MRI phương pháp lựa chọn tình - Sóng siêu âm không qua không khí, khảo sát dày, ruột nob ruột già bị giới hạn Khí ruột non ngăn không quan sát cấu trúc nằm sâu tụy động mạch chủ Những bệnh nhân có khổ người lớn siêu âm khó khăn mô làm suy giảm sóng âm sâu vào thể - Sóng âm khó xuyên thấu xương nhìn thấy mặt cấu trúc xương không nhìn nằm bên Để quan sát cấu trúc bên xương số khớp, bác sĩ thường dùng phương tiện chẩn đoán hình ảnh khác MRI II MỘT VÀI HÌNH ẢNH SIÊU ÂM CỦA MỘT SỐ BỆNH Hình 7.1 Siêu âm Doppler van tim nhân tạo Hình 7.2 Mặt cắt dọc thận 49 SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu Hình 7.3 Siêu âm thai nhi Hình 7.4 Siêu âm bụng tổng quát Hình 7.5 Siêu âm mô mềm III NHỮNG ÍCH LỢI VÀ NGUY CƠ CỦA SIÊU ÂM Ích lợi - Hầu hết phương pháp siêu âm không xâm lấn (không dùng kim không cần phải tiêm thuốc) thường không gây đau - Siêu âm sử dụng rộng rãi, dễ dàng tốn phương tiện hình ảnh khác - Siêu âm không dùng tia xạ ion hóa - Siêu âm cho thấy hình ảnh rõ ràng mô mềm vốn thể lập lập lại mức độ cần thiết - Siêu âm phương pháp khảo sát hình ảnh ưa thích để chẩn đoán theo dõi phụ nữ mang thai thai nhi - Siêu âm cung cấp hình ảnh theo thời gian thực nên trở thành công cụ tố để hướng dẫn cho thủ thuật xâm lấn tối thiểu chẳng hạn tiêm cortisone, sinh thiết kim, dùng kim hút dịch khớp nơi khác thể Nguy - Đối với siêu âm chẩn đoán chưa tìm thấy tác dụng có hại người 50 SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths Hồ Hữu Hậu - Theo tạp chí siêu âm Mỹ: Không có hậu sinh học xác định ảnh hưởng lên bệnh nhân thai nhi từ việc sử dụng siêu âm chẩn đoán hiệu siêu âm mang lại cao nhiều so với nguy 51 SVTH: Phạm Thị Hồng Thanh PHẦN KẾT LUẬN Đề tài đáp ứng tương đối đầy đủ mục tiêu đề ra, trình bày kiến thức vật lý ứng dụng lĩnh vực siêu âm, giới thiệu chung máy siêu âm CTS 8800 Plus ứng dụng thực tiễn thành tựu mà phương pháp siêu âm mang lại Vì kiến thức chuyên ngành kiến thức liên quan đến y học nhiều hạn chế nên đề tài dừng lại mức độ tìm hiểu chưa sâu Tuy nhiên đề tài hay, gần gũi thiết thực đời sống xã hội Sau thực đề tài biết thêm nhiều kiến thức ứng dụng vật lý y học sở phục vụ công việc giảng dạy tương lai, đồng thời hội để chia sẻ với người thân gia đình bạn bè người xung quanh giúp họ quan tâm sức khỏe TÀI LIỆU THAM KHẢO A.Bonnin Cẩm nang siêu âm NXB y học Hà Nội - 1998 David Halliday Cơ sở Vật lý tập NXB Giáo dục – 1996 L.Lliboutry Vật lý sở NXB Khoa học kĩ thuật Hà Nội – 1978 Paul A.Tipler Physics for scientist and Engineers worth publishers – 1995 Nguyễn Đăng Tạc Siêu âm ứng dụng NXB Khoa học kĩ thuật Hà Nội – 1978 Lương Duyên Bình Vật lý đại cương tập NXB Giáo dục – 1997 Phan Sỹ An Lý sinh y học NXB y học Hà Nội – 1998 Võ Thị Kim Loan Tính chất sóng siêu âm Luận văn tốt nghiệp – 2003 Website: lisinhstudy.tnu.edu.vn [...]... độ siêu âm lúc đầu và cường độ siêu âm đo được ở độ sâu x f là hệ số hấp thụ của môi trường x là chiều d y của môi trường siêu âm đi qua Do các hiện tượng trên nên cường độ siêu âm đi càng xa càng bị suy giảm Nguyên nhân g y ra sự suy giảm năng lượng của tia siêu âm: - Sự phản xạ và tán xạ trên tổ chức - Sự hấp thu của môi trường do một phần năng lượng của tia siêu âm bị chuyển thành năng lượng của. .. hiệu ứng sinh lỗ hỏng (hiệu ứng Kavitaxi), hiệu ứng gió âm (hiệu ứng ch y âm) Sóng vùng âm không thể g y ra các hiệu ứng trên - Sóng siêu âm có tần số dao động lớn hơn tần số sóng âm nhỏ hơn 20 KHz nên bước sóng của sóng siêu âm rất nhỏ so với bước sóng âm trong cùng một môi trường truyền sóng Chẳng hạn, trong không khí sóng âm có tần số 1000 Hz ứng với bước sóng 0,33 m, sóng siêu âm có tần số 1 MHz ứng. .. tượng tán xạ siêu âm thường gặp khi siêu âm gặp các cấu trúc nhỏ có đường kính nhỏ hơn bớc sóng (ϕ ... lý siêu âm ứng dụng vào y học nào? Tôi định nghiên cứu chọn đề tài: Ứng dụng siêu âm Doppler thiết bị CTS 8800 Plus cho y học Mục đích đề tài - Nghiên cứu tính chất vật lý sóng siêu âm siêu âm. .. dòng ch y, nh y nên dễ g y ảnh giả chuyển động bị hạn chế vùng sâu đặc tính giảm âm môi trường V Siêu âm Doppler Siêu âm Doppler phương pháp ứng dụng hiệu ứng Doppler Người ta phát sóng siêu âm tới... tài - Nghiên cứu tính chất vật lý sóng siêu âm siêu âm Doppler cho y học - Nghiên cứu ứng dụng siêu âm Doppler thiết bị CTS 8800 Plus y học Phương pháp nghiên cứu - Tổng hợp phân tích nguồn tài