Báo-cáo-Lý-sinh-học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ BÁO CÁO SIÊU ÂM VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ LIÊN QUAN GVHD: Quách Khả Quang Sinh viên thực hiện: Trần Thanh Vũ B1411785 Nguyễn Phong Vinh B1401737 Võ Chí Nguyện B1401706 Nguyễn Huỳnh Diễm My B1401699 Hà Ngân Hà B1411743 Nguyễn Hữu Toàn B1401728 Lê Thị Kim Sang B1401719 Cần Thơ, 2017 Lời mở đầu Ngày nay, kỹ thuật siêu âm có mặt phát huy tác dụng lĩnh vực khoa học, kỹ thuật đời sống như: ngành hàng hải địa chất (các thiết bị thăm dò độ sâu đại dương, dị tìm đá ngầm, phát nguồn cá, thiết bị liên lạc nước, siêu âm), quân quốc phòng (các loại mìn thủy lơi siêu âm, thiết bị dị tín hiệu, phát theo dõi mục tiêu,…), lĩnh vực công-nông nghiệp (các thiết bị kiểm tra chất lượng, tìm khuyết tật sản phẩm, máy khoan hàn gia công vật liệu cứng kim cương, đá quý,… đặc biệt phương pháp sấy siêu âm tỏ ưu việt), ngành công nghiệp thực phẩm, hóa dược, thơng tin liên lạc,… quen thuộc với thiết bị siêu âm Đặc biệt lĩnh vực y học, sóng siêu âm ngày ứng dụng rộng rãi chẩn đoán điều trị Báo cáo ngồi lời nói đầu, phần tài liệu tham khảo mục lục trình bày phần:  Phần 1: Kỹ thuật siêu âm sở vật lý siêu âm  Phần 2: Phân loại máy siêu âm  Phần 3: Cấu tạo nguyên lý hoạt động máy siêu âm  Phần 4: Các loại kỹ thuật siêu âm (mode siêu âm)  Phần 5: Siêu âm điều trị bệnh Cuối cùng, cho phép gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Quách Khả Quang, người tận tình giảng dạy, hướng dẫn chúng tơi q trình học tập TP Cần Thơ, tháng 9, năm 2017 Tác giả báo cáo Nhóm báo cáo viên Kỹ thuật siêu âm sở vật lý siêu âm 1.1 Kỹ thuật siêu âm Siêu âm (Ultrasound/Sonography) – kỹ thuật chẩn đốn hình ảnh khơng xâm lấn, áp dụng phổ biến y tế, phương pháp tạo ảnh sử dụng sóng siêu âm (sóng âm tần số cao) để xây dựng tái tạo hình ảnh cấu trúc bên thể Những hình ảnh cung cấp thơng tin có giá trị việc chẩn đốn điều trị bệnh Do hình ảnh siêu âm ghi nhận theo thời gian thực nên cho thấy hình ảnh cấu trúc chuyển động phận bên thể kể hình ảnh dịng máu chảy mạch máu Siêu âm thường sử dụng để:  Khảo sát phận, quan thể: Ổ bụng tổng quát, Sản khoa, Tim mạch, Phụ khoa, Tiết niệu, Tiền liệt tuyến, Tuyến giáp, Tuyến vú, Các phận nhỏ, Cơ xương khớp, Tinh hoàn,…  Siêu âm dẫn đường cho sinh thiết hỗ trợ kỹ thuật y học khác 1.2 Cơ sở vật lý siêu âm Sóng 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 chụi ảnh hưởng dao động theo, tạo thành sóng lan truyền hết lượng Chính vậy, siêu âm khơng thể truyền mơi trường chân khơng sóng điện từ Âm chia thành loại dựa theo tần số Những âm có tần số 16Hz mà tai người khơng thể nghe hạ âm, sóng địa chấn Các sóng âm có dải tần từ 16Hz đến 20.000Hz gọi âm nghe được, siêu âm có tần số 20.000Hz Như vậy, chất siêu âm khơng có khác với dao động học khác đặc trưng số đại lượng vật lý như: tần số, biên độ, chu kỳ,…  Chu kỳ khoảng thời gian thực nén dãn Đơn vị thường tính đơn vị đo thời gian (s, ms, )  Biên độ khoảng cách lớn đỉnh cao thấp  Tần số (f) số chu kỳ giao động giây, đơn vị đo Hz - Bước sóng (λ) độ dài chu kỳ giao động Bước sóng thường đo đơn vị đo chiều dài mm, cm  Tốc độ siêu âm (c) quãng đường mà chùm tia siêu âm đơn vị thời gian, thường đo m/s Tốc độ siêu âm không phụ thuộc vào công suất máy phát mà phụ thuộc vào chất mơi trường truyền âm Những mơi trường có mật độ phân tử cao, tính đàn hồi lớn siêu âm truyền tốc độ cao ngược lại mơi trường có mật độ phân tử thấp tốc độ nhỏ Ví dụ xương từ 2700-4100 m/s; tổ chức mỡ 1460-1470 m/s; gan 1540-1580 m/s; phổi 650-1160 m/s; 1545-1630 m/s; nước 1480 m/s Trong siêu âm chẩn đoán người ta thường lấy giá trị trung bình tốc độ siêu âm thể 1540 m/s Giữa tốc độ truyền âm, bước sóng tần số có mối liên hệ qua phương trình sau: C = λ 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, siêu âm chẩn đốn để đảm bảo an tồn máy thường phát với mức lượng thấp vào khoảng 1mw đến 10mw Tuy nhiên,  kiểu siêu âm siêu âm Doppler thường có mức lượng cao máy siêu âm đại người sử dụng chủ động thay đổi mức phát lượng để nâng cao tính an tồn cho bệnh nhân, thai nhi trẻ em 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 Hình 1.1 Sơ đồ minh hoạ cách tính chu kỳ, biên độ, bước song, tần số siêu âm 1.3 Q trình lan truyền sóng âm thể 1.3.1 Trong mơi trường đồng Là mơi trường có cấu trúc giống nhau, đặc trưng cho môi trường hệ số mật độ môi trường (ρ) Khi chiếu chùm tia siêu âm vào môi trường đồng nhất, xuyên 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 tạo vi bọt, nhiên siêu âm chẩn đốn sử dụng cơng suất thấp nên không cảm thấy tăng nhiệt độ q trình thăm khám Mỗi mơi trường có hệ số hấp phụ siêu âm (α) khác nhau, nên mức độ suy giảm siêu âm khác Ngoài độ suy giảm siêu âm phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường tần số chùm tia siêu âm, tần số cao mức độ suy giảm nhanh nên độ xuyên sâu Trong siêu âm hệ số (α) thường tính đơn vị dB/cm tần số 1MHz Một số tổ chức, quan thể có hệ số hấp phụ sau: Phổi 41; xương sọ 20; 3,3; thận 1; gan 0,94; não 0,85; mỡ 0,65; máu 0,18; nước 0,0022 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 Trong thực hành lâm sàng mức độ suy giảm siêu âm cao thơng thường sử dụng đầu dị có tần số lớn 1MHz, nhiên nói xác mối quan hệ tần số hệ số hấp phụ khơng hồn tồn tuyến tính, giải tần số siêu âm chẩn đốn thơng thường, coi gần tuyến tính nghĩa tần số tăng lên 2MHz hệ số hấp phụ tăng lên gần gấp đơi 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 toàn cho bệnh nhân điều kiện thứ thường thực 1.3.2 Trong 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 mơi trường có độ trở kháng âm khác nhau, phần theo hướng ban đầu tiếp tục vào môi trường tiếp theo, 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 khơng cho siêu âm xun qua, phụ thuộc vào mật độ tốc độ truyền âm môi trường: Z = ρ c ρ: 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 (𝑍2 − 𝑍1 ) 𝑅=[ ] (𝑍2 + 𝑍1 ) Với Z1, Z2 độ trở kháng âm môi 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 môi trường theo công thức sau: 4𝑍2 𝑍1 𝑃𝑇 = [ ] (𝑍2 + 𝑍1 )2 Với PT: Percentage Transmitted, hệ số truyền âm Ví dụ hệ số phản xạ hệ số truyền âm hai môi trường xương tổ chức mô mền sau: (7.8 − 1.63) 𝑅=[ ] = 0.6542 = 0.43 (7.8 + 1.63) 𝑃𝑇 = − 𝑅 = − 0.43 = 0.57 Như vậy, chùm tia siêu âm qua tổ chức xương vào mơ mền có 43% lượng bị phản xạ trở lại có 57% lượng tiếp tục qua Tương tự bề mặt phân cách khơng khí mơ mền R = 0,998, hay hệ số truyền âm - 0,998 = 0,002 hay = 0,2% Do thực hành phải tạo môi trường chất lỏng (gel siêu âm) đầu dò thể để chùm tia siêu âm xuyên vào thể, mà khơng bị phản xạ trở lại Những ví dụ mà mô tả xét điều kiện chùm tia siêu âm vng góc với bề mặt phân cách mơi trường truyền âm có độ trở kháng khác thể Nhưng thực tế phức tạp ta có tượng phản xạ tồn phần tượng sóng âm trượt bề mặt phân cách hai môi trường, tượng hay gặp đường chùm tia siêu âm có cấu trúc hình cầu Ngồi mặt phẳng phân cách môi trường không phẳng ngồi tượng phản xạ xun qua cịn có tượng tán xạ siêu âm, lúc có phần nhỏ sóng siêu âm theo hướng khác có sóng trở đầu dò Hiện tượng tán xạ siêu âm thường gặp siêu âm gặp cáu trúc nhỏ có đường kính nhỏ bước sóng (𝜙 ≪ 𝜆) Nhưng nhờ có tán xạ siêu âm mà ta đánh giá đồng nhu mơ, tổ chức thể Hình 1.2 Sơ đồ chùm tia siêu âm thể người với mơi trường có độ trở kháng khác 1.3.3 Sự hấp phụ lượng siêu âm tổ chức Trong q trình sóng siêu âm qua tổ chức thể, lượng giảm dần, phần bị phản xạ trở lại, phần tương tác với môi trường chuyển thành nhiệt gây biến đổi cấu trúc môi trường Nếu ta gọi P(d) biên độ áp âm vị trí d, P(0) biên độ áp âm ban đầu thì: P(d) = P(0).(E-α).f.d E: Hệ số suy giảm siêu âm f: tần số sóng siêu âm d: khoảng cách đo so với ban đầu Theo phương trình ta thấy suy giảm lượng siêu âm tỷ lệ thuận với khoảng cách thăm dò, hệ số hấp phụ siêu âm tổ chức tần số đầu dò, khó khăn cho việc phát triển kỹ thuật siêu âm với tần số cao hình ảnh có độ nét cao, độ xuyên sâu nên thăm dị vị trí xa đầu dị Từ có khái niệm khoảng cách giảm lượng 1/2, khoảng cách mà chùm tia siêu âm lượng bị giảm nửa so với ban đầu, ví dụ khoảng cách khơng khí 0,08cm; xương 0,2-0,7cm; mơ mền 5-7cm; máu 15cm, Chính vậy, phận thể có chứa phổi, ruột gây cản trở nhiều cho thăm khám siêu âm Mặt khác, tượng suy giảm lượng siêu âm theo độ xuyên sâu chùm tia siêu âm, nên mặt kỹ thuật máy siêu âm có chế độ “bù gain theo chiều sâu” (Time Gain Compensation - TGC), chế độ nhằm tăng cường độ sáng phần xa đầu dị để tạo hình ảnh đồng độ phản hồi âm toàn trường nhìn hình, giúp người kiểm tra siêu âm tránh nhận định sai lầm kỹ thuật, đảm bảo kết xác Phân loại máy siêu âm Máy siêu âm chia thành nhiều chủng loại khác tùy vào hình dạng, cơng nghệ, phạm vi ứng dụng, …:  Theo hình dạng cấu trúc: máy siêu âm xe đẩy, máy siêu âm xách tay (để bàn), máy siêu âm cầm tay  Theo công nghệ: Máy siêu âm đen trắng, máy siêu âm màu, máy siêu âm Doppler, máy siêu âm 3D/4D,  Theo phạm vi ứng dụng: Máy siêu âm tim mạch, máy siêu âm tổng quát, máy siêu âm sản/phụ khoa,…      Accuvix XG - Medison S8 - Sonoscape Vscan - GE Healthcare Cấu tạo nguyên lý hoạt động máy siêu âm 3.1 Các phận máy siêu âm Đầu dò: phát thu nhận sóng siêu âm Hệ thống xử lý tín hiệu (phần cứng phần mềm): xử lý tín hiệu thu từ đầu dị, tái tạo hình ảnh hiển thị lên hình Hệ thống nhập liệu, tương tác: bao gồm bàn phím chức trackball (hoặc hình cảm ứng - có), sử dụng để nhập liệu bệnh nhân, lựa chọn thông số, chuyển đổi đầu dị,… Màn hình: hiển thị hình ảnh siêu âm sau xử lý (một số dòng siêu âm cao cấp có thêm hình cảm ứng để tăng tốc độ khả tương tác trình siêu âm) Máy in: in kết siêu âm (sử dụng máy in nhiệt máy in thông thường qua máy tính) Hình 3.1 Cấu tạo máy siêu âm (Máy siêu âm DC-70 Mindray) Hình 3.2 Máy in ảnh siêu âm Hình 3.3 Đầu dị siêu âm 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 kích 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 mô thể, gặp mặt phẳng gặp sóng âm dội trở Mỗi âm dội mà đầu dị thu nhận chuyển thành tín hiệu điện, từ tín hiệu xử lý chuyển thành tín hiệu hình, tất chùm sóng âm qt tạo nên hình ảnh siêu âm Tùy vào chức tần số khảo sát, hãng sản xuất, loại đầy dị có hình dạng kích thước khác Các đầu dị qt nhờ hệ thống khí hay điện tử, với chùm thăm dị theo hình chữ nhật hay rẽ 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 Một số loại đầu dò phổ biến đầu dò Convex (dò tổng qt), đầu dị Linear (khảo sát phần nơng), đầu dò tim (khảo sát tim mạch), đầu dò âm đạo (sản phụ khoa),… Đa số siêu âm thực với đầu dị bên ngồi da, số loại siêu âm thực bên thể (invasive ultrasound) Trong trường hợp này, đầu dò gắn vào que đo đưa vào bên đường mở tự nhiên Một số siêu âm thuộc loại bao gồm: – Transesophageal echocardiogram (siêu âm tim qua thực quản): đầu dò đưa vào bên thực quản để thu hình ảnh tim – Transrectal ultrasound (siêu âm qua trực tràng): đầu dò đưa vào bên hậu môn để quan sát trực tràng, tuyến tiền liệt – Transvaginal ultrasound (siêu âm qua âm đạo): đầu dò đưa vào bên âm đạo để quan sát tử cung & buồng trứng 3.2 Nguyên lý hoạt động siêu âm Siêu âm dựa tảng nguyên lý định vị sóng siêu âm (sonar) - kỹ thuật dùng để phát vật thể nước Trong siêu âm, bác sỹ sử dụng đầu dò (transducer) tỳ sát lên da, đầu dị có chức vừa phát vừa thu sóng siêu âm Khi siêu âm, tinh thể bên đầu dị phát sóng siêu âm truyền vào bên thể Các mô, xương chất lỏng thể - phần hấp thụ truyền qua - phần phản xạ lại sóng âm quay ngược trở lại đầu dò Đầu dò thu nhận sóng âm phản hồi, gửi thơng tin tới xử lý, sau phân tích tín hiệu phản hồi phần mềm thuật toán xử lý ảnh, kết hợp thông tin để xây dựng tái tạo thành hình ảnh siêu âm mà nhìn thấy hình Các loại kỹ thuật siêu âm (mode siêu âm) Kỹ thuật siêu âm ngày hoàn thiện phát triển bên cạnh việc phát triển công nghệ siêu âm Thông thường bệnh nhân thường biết đến với loại siêu âm 2D, 3D, 4D…nhưng kỹ thuật siêu âm nhiều kiểu siêu âm hay kỹ thuật siêu âm khác Siêu âm kiểu A (Amplitude): Ghi lại sóng phản hồi xung nhọn, mà vị trí tương ứng với chiều sâu biên tỷ lệ thuận với cường độ âm vang (echo) Kiểu A có giá trị chẩn đốn mà thường dùng để kiểm tra xác máy siêu âm Siêu âm kiểu B hay chiều (2D): 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 B ứng dụng loại máy siêu âm xách tay đen trắng hay siêu âm phủ màu xách tay 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 M (TM – Time Motion): Trong kiểu siêu âm âm vang ghi lại theo kiểu A, chuyển động theo thời gian nhờ hình quét ngang thường xuyên Do cấu trúc đứng n 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: Doppler liên tục, Doppler xung, Doppler màu, người ta thường phối hợp hệ thống Doppler 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 Doppler lượng (Power Doppler), siêu âm tổ chức (tissue doppler) siêu âm chiều tiện cho việc thăm khám Tim-Mạch, sản khoa Kiểu siêu âm thường có loại máy siêu âm màu Doppler hay dòng máy siêu âm Doppler màu 3D, 4D Siêu âm kiểu 3D: Trong năm gần siêu âm 3D ứng dụng rộng rãi, chủ yếu lĩnh vực 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 (Live 3D, 3D real time, 4D) 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 Ở dòng máy siêu âm đại máy siêu âm màu Doppler 3D, 4D, 5D/SLive sử dụng phổ biến kiểu siêu âm Trong thực siêu âm, bạn nằm giường bôi lượng gel nhỏ lên da Gel giúp bạn loại bỏ bọt khí đầu dị thể, để sóng siêu âm truyền tốt Đầu dị tạo áp suất ép lên da khu vực mà bạn kiểm tra, di chuyển từ nơi tới nơi khác cần thiết Siêu âm thơng thường khơng gây đau Tuy nhiên, bạn cảm thấy khó chịu thực số siêu âm mà đầu dò vào bên thể, đặc biệt bạn yêu cầu phải nhịn tiểu, làm bọng đái bị đầy bác sỹ ép mạnh lên bề mặt da số phận khảo sát Một kiểm tra siêu âm thông thường diễn từ 20 phút tới tiếng Ở Việt Nam, nhiều yếu tố liên quan nên đa số quy trình siêu âm thăm khám diễn khơng đủ tiểu chuẩn, siêu âm thông thường 3-10 phút Siêu âm điều trị bệnh 5.1 Tác dụng điều trị siêu âm 5.1.1 Tác dụng học Tác dụng siêu âm tổ chức tác dụng học, lan truyền sóng siêu âm gây nên thay đổi áp lực tương ứng với tần số siêu âm, tạo nên tượng gọi “xoa bóp vi thể” Với tần số lớn (3MHz), thay đổi áp lực nhanh so với tần số thấp (1MHz) Sự thay đổi áp lực gây ra: thay đổi thể tích tế bào, thay đổi tính thấm màng tế bào, tăng chuyển hóa Tác dụng học phụ thuộc vào cường độ siêu âm (W/cm2) chế độ liên tục hay xung 5.1.2 Tác dụng nhiệt Sự sinh nhiệt tổ chức tác dụng siêu âm tượng cọ xát chuyển từ lượng học sang lượng nhiệt Đối với siêu âm, tác động tới độ sâu 1/2 từ 3-5cm Để tăng nhiệt độ mô mềm độ sâu 8cm, cần dùng siêu âm với cường độ lớn 1,5w/cm2 độ sâu 8cm dùng siêu âm cường độ 1w/cm2 Khi nghiên cứu tác dụng sóng ngắn, vi sóng siêu âm để làm tăng nhiệt độ khớp háng thấy có siêu âm làm tăng nhiệt độ tới mức có hiệu lực điều trị So với tác nhân vật lý khác, siêu âm làm tăng nhiệt độ mô sâu phạm vi chống định hẹp Siêu âm liên tục 1,5w/cm2 sau phút thấy tổ chức phần mềm tăng 3,30C, bao khớp háng tăng 6,30C, xương tăng 9,30C Nhiệt độ tăng nhiều ranh giới tổ chức có trị số phản xạ âm khác Siêu âm liên tục làm tăng nhiệt độ nhiều siêu âm chế độ xung, điều cần ý điều trị tổ chức khớp, vùng xương gần sát da, nên sử dụng siêu âm xung Với cường độ 4w/cm2 dẫn tới tượng tạo lỗ Cấu trúc tế bào bắt đầu xuất phá huỷ, gây tổn thương màng xương, sụn khớp 5.1.3 Tác dụng sinh học Từ tác dụng học tác dụng sinh nhiệt dẫn đến hàng loạt tác dụng sinh học tạo nên hiệu siêu âm điều trị là:  Tăng tuần hoàn dinh dưỡng tăng nhiệt độ, tăng tính thấm mạch máu tổ chức  Giãn kích thích trực tiếp siêu âm lên thụ cảm thể thần kinh  Tăng tính thấm màng tế bào  Kích thích q trình tái sinh tổ chức  Tác dụng lên hệ thần kinh ngoại vi  Giảm đau 5.2 Chỉ định chống định 5.2.1 Chỉ định  Tổn thương xương, khớp sau chấn thương: bầm tím, bong gân, sai khớp, gãy xương  Viêm khớp dạng thấp mãn, thoái khớp, bạnh Bachterew, viêm bao hoạt dịch, viêm  Đau thần kinh ngoại vi, đau lưng thoát vị đĩa đệm,  Rối loạn tuần hoàn: bệnh Raynaud, Buerger, Sudeck, phù nề  Các vết thương, vết loét, sẹo xấu, sẹo lồi  Siêu âm dẫn thuốc 5.2.2 Chống định     Không điều trị siêu âm quan dễ tổn thương: mắt, tim, thai nhi, não, tủy, tinh hồn Khơng siêu âm vào cột sống vùng mổ cắt cung sau đốt sống Vùng da cảm giác U, viêm tắc tĩnh mạch, viêm nhiễm khuẩn, đái tháo đường, người mang máy tạo nhịp… 5.3 Những điểm lưu ý kỹ thuật điều trị siêu âm 5.3.1 Các phương pháp điều trị siêu âm 5.3.1.1 Siêu âm tiếp xúc trực tiếp với da Đặt đầu phát siêu âm tiếp xúc trực tiếp với da Không khí có hệ số hấp thu siêu âm lớn nên cần lớp khơng khí mỏng ngăn cách đầu phát siêu âm với da hấp thu gần hồn tồn siêu âm Vì vậy, đầu phát siêu âm da cần có mơi trường trung gian dẫn truyền siêu âm Người ta thường dùng chất gel, dầu, vaselin làm chất trung gian đầu phát siêu âm da để triệt tiêu lớp khơng khí đầu phát da Kỹ thuật tiếp xúc trực tiếp đơn giản, dễ làm, thường dùng vùng bề mặt da tương đối phẳng, dễ tiếp xúc 5.3.1.2 Siêu âm qua nước Nước môi trường dẫn truyền âm tốt, người ta thường dùng thùng, chậu hay bể đựng nước có nhiệt độ thích hợp, phận điều trị đầu phát siêu âm phải ngập nước Đầu phát siêu âm để vng góc với mặt da vùng điều trị, cách mặt da khoảng - 5cm Siêu âm qua nước có ưu điểm tận dụng lượng siêu âm, kỹ thuật phức tạp nên thường sử dụng cho vùng điều trị không phẳng mà sử dụng kỹ thuật tiếp xúc trực tiếp khó khăn ngón tay, ngón chân, khớp cổ tay, cổ chân 5.3.1.3 Siêu âm dẫn thuốc Dưới tác dụng siêu âm tạo nên vùng có áp suất thay đổi tuần hồn tổ chức, làm tăng tính thấm tính khuếch tán chất qua màng sinh học Vì người ta pha thuốc vào mỡ dầu làm môi trường trung gian đầu phát da Dưới tác dụng siêu âm, thuốc "đẩy" vào da vùng điều trị Các thuốc thường dùng mỡ hydrocortisol, mỡ kháng sinh, mỡ profenid, salicylat 5.3.2 Kỹ thuật thao tác 5.3.2.1 Cố định đầu phát siêu âm Đầu phát siêu cố định vùng điều trị Kỹ thuật thường dùng cho vùng điều trị nhỏ Chỉ dùng liều siêu âm thấp < 0,3W/cm2 với chế độ siêu âm liên tục dùng liều 1W/cm2 với chế độ siêu âm xung Với siêu âm nước, người ta sử dụng kỹ thuật cố định đầu phát Kỹ thuật siêu âm cố định dễ gây liều tổn thương màng xương, sụn khớp dùng chế độ liều cao liên tục 5.3.2.2 Di động đầu phát siêu âm Đầu phát siêu âm điều trị không cố định mà di chuyển theo vịng xốy theo chiều dọc ngang vùng da điều trị Tốc độ di chuyển chậm đầu phát phải tiếp xúc với bề mặt da Với kỹ thuật di động đầu phát siêu âm, dùng cường độ siêu âm trung bình 1W/cm2 với chế độ liên tục - 2W/cm2 với chế độ xung Có thể điều trị cho vùng rộng cần tính tốn thời gian điều trị cho phù hợp, diện tích điều trị rộng thời gian cần phải dài 5.3.3 Chế độ siêu âm liều điều trị 5.3.3.1 Chế độ siêu âm liên tục Siêu âm phát liên tục với cường độ không đổi suốt thời gian điều trị Chế độ siêu âm liên tục gây hiệu ứng nhiệt độ cao nên người ta thường phải dùng cường độ siêu âm thấp, điều hạn chế tác dụng hiệu ứng học hóa học 5.3.3.2 Chế độ siêu âm xung Siêu âm không phát liên tục mà phát ngắt quãng thời gian điều trị Vì vậy, lượng trung bình siêu âm theo thời gian thấp Ví dụ: xung 1:5 (1 giây có siêu âm, giây khơng có siêu âm) liều trung bình 20% chế độ liên tục Xung 1:10 liều trung bình 10% chế độ liên tục Với chế độ siêu âm xung cường độ siêu âm cao liều trung bình lại thấp nên tăng nhiệt độ phát huy tác dụng hiệu ứng học hóa học Chế độ siêu âm xung sử dụng rộng rãi điều trị 5.3.3.3 Liều điều trị Liều điều trị phụ thuộc vào yếu tố sau:  Tần số cao lượng lớn  Cùng thời gian, chế độ liên tục liều lớn chế độ xung Chế độ xung tính theo 1:5 (20%) tức 2ms có siêu âm 8ms nghỉ  Cường độ siêu âm lượng siêu âm truyền qua đơn vị diện tích mơi trường (W/cm2), cịn cơng suất siêu âm tích cường độ với diện tích vùng xạ có hiệu lực điều trị (W) Ví dụ đầu phát có diện tích 5cm2, cơng suất phát 1w/cm2 công suất 5cm2x1w/cm2=5w Với chế độ liên tục cường độ siêu âm không nên vượt 0,6w/cm2 Với chế độ xung, sử dụng liều: < 0,3 w/cm2 liều nhẹ 0,3-1,2 w/cm liều trung bình 1,2-3 w/cm2 liều mạnh  Thời gian điều trị lâu liều lớn, tối đa 15 phút tuỳ diện tích chế độ  Đợt điều trị: thường ngày lần, trường hợp mạn tính 2-3 lần tuần Trung bình 10-15 lần đợt Tài liệu tham khảo Bùi Văn Thiện (Chủ biên) (2011), Giáo trình Vật lý – Lý sinh y học, ĐH Thái Nguyên Hoàng Anh, Bài giảng Chuyên đề Nguyên lý siêu âm chẩn đoán Nguyễn Thị Cẩm Nhung, Luận văn Những sở kỹ thuật siêu âm ứng dụng kỹ thuật thiết bị thực tế, khảo sát số ứng dụng thăm khám cụ thể Một số website y khoa