CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.2. ĐÁNH GIÁ CHỨC NĂNG THẤT TRÁI BẰNG CÁC THÔNG SỐ
1.2.2. Các phương pháp đánh giá sức căng cơ tim
1.2.2.1. Đánh giá sức căng cơ tim bằng Doppler mô
Là phương pháp siêu âm đầu tiên dùng đánh giá sức căng hay biến dạng cơ tim thông qua sự biến đổi vận tốc cơ tim.
Sự biến dạng cơ tim (S) (strain) chính là tích phân tốc độ biến dạng. Tốc độ biến dạng (SR) (strain rate) bằng TDI là đạo hàm của tổng các vận tốc. Tốc độ biến dạng được tính theo cơng thức: SR= (V1- V2)/L. Trong đó V1 và V2 là vận tốc tại điểm 1 và 2.
Hình 1.13. Cách đo sức căng và tốc độ sức căng bằng siêu âm Doppler mô
Nguồn Gorscan và cộng sự [54]
Hạn chế:
- Phụ thuộc góc. Vì thế chỉ đánh giá tốt những vùng cơ tim dọc theo chùm tia siêu âm. Cịn những vùng cơ tim vng góc với chùm tia thì khơng
thể đánh giá được.
- Sự biến dạng của một đoạn cơ tim bằng TDI dễ bị ảnh hưởng bởi sự chuyển động của những đoạn cơ kế cận. Yamada và cộng sự [55] mô tả vận tốc mô bị giảm đáp ứng với dobutamin ở những đoạn cơ tim không thiếu máu nếu chúng nằm kế đoạn thiếu máu hoặc sẹo.
- TDI đo vận tốc trong một thể tích mẫu được xác định, khơng phải một vùng cơ tim. Thể tích mẫu thường được đặt ở một vùng cố định trong khoảng không gian trong chu kỳ tim và tất cả các đoạn của mẫu đó được đối chiếu với một điểm bên ngồi (đầu dị). Do cơ tim chuyển động nên sẽ có những đoạn trong mẫu đi ra ngồi vùng thăm dị. Chính vì vậy, tạo ra sự khác nhau giữa đo lường biến dạng cơ tim bằng TDI và biến dạng thật sự của cơ tim[56].
- Đánh giá sức căng và tốc độ căng bằng Doppler mô tốn thời gian. Để ghi hình và xử lý cần chuyên gia đọc.
- Biến dạng cơ tim, tốc độ biến dạng cơ tim đo bằng Doppler mơ có sự khác nhau lớn giữa những người đo khác nhau.
1.2.2.2. Đánh giá sức căng cơ tim bằng kỹ thuật siêu âm tim đánh dấu mô 2D
Kỹ thuật siêu âm tim đánh dấu mô (STE) 2D cho phép đo lường các thông số về cơ học của tim bằng cách theo dõi sự chuyển động của các đốm (mô cơ tim) được gọi là sự biến dạng cơ tim (biến dạng và tốc độ biến dạng) trong mặt phẳng hình ảnh. Các thơng số đo được bằng STE đã được chứng minh tính giá trị khi so sánh với cộng hưởng từ.
Nguyên lý: Nguyên lý siêu âm đánh dấu mơ 2D dựa trên hình ảnh một
đoạn mơ cơ tim thể hiện trên hình ảnh siêu âm như một mơ hình đốm, gồm các đốm nhỏ (speckle). Các đốm nhỏ này được hình thành do sự tương tác của chùm tia siêu âm với mô cơ tim. Siêu âm đánh dấu mô 2D dựa trên giả định rằng các đốm sáng đang di chuyển trong mặt phẳng quét của hình ảnh
2D trong các khung hình liên tiếp của chu kỳ tim. Theo dõi sự chuyển động của các đốm này, chúng ta cũng biết được sự chuyển động của mơ cơ tim. Từ đó chúng ta biết độ dài của cơ tim thay đổi trong chu kỳ tâm thu và tâm trương. Khi máy dựng hình ảnh siêu âm thì cũng cần phải có rất nhiều khung hình, thường gọi là tốc độ khung hình. Vậy biết được quãng đường đi, biết được tốc độ khung hình, từ đó chúng ta có thể tính được vận tốc của đốm hay vận tốc của mơ cơ tim, tính được các thơng số biến dạng từng vùng hay tồn bộ mơ cơ tim [57].
Cách ghi:
Tốc độ khung hình trung bình là 40- 80 khung hình/giây. Khi nhịp tim nhanh tốc độ khung hình có thể cao hơn. Vùng cần thăm khám nên được đặt ở độ sâu trung gian để tối ưu hóa hình và độ rộng của vùng nên điều chỉnh vừa đủ. Bất kỳ hình ảnh giả nào tương tự như mẫu hình đốm sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của các đánh dấu mơ, do đó cần tránh. Mặt cắt trục dọc phải đi qua mỏm tim hoặc với mặt cắt trục ngắn lấy ảnh thất trái phải trịn thì kết quả sự biến dạng theo trục ngang và xoắn mới chính xác [38], [57].
Ưu điểm và nhược điểm của siêu âm đánh dấu mô 2D
Ưu điểm:
- Siêu âm đánh dấu mơ 2D có thể phân tích sức căng cơ tim theo nhiều hướng khác nhau chiều dọc, chu vi và bán kính, xoắn của tất cả các buồng tim trong mặt phẳng ảnh. Vì vậy, sự biến dạng, tốc độ biến dạng và sự xoay của thất trái có thể được tính tốn dễ dàng.
- Siêu âm đánh dấu mơ 2D có tính tái lập lại cao và khả năng phân tích ngoại tuyến (offline), trong khi TDI phải phân tích trực tuyến (online).
Nhược điểm:
- Phương pháp này là phụ thuộc vào tốc độ khung hình, tỷ lệ khung hình tối ưu cho STE là 50- 70 hình/giây. Tỷ lệ khung hình quá thấp sẽ dẫn đến
những thay đổi quá lớn từ hình này sang hình khác, cho kết quả theo dõi kém chính xác. Tỷ lệ khung hình cao sẽ cho kết quả thấp hơn bình thường. Do đó, hạn chế sử dụng trong nhịp tim cao.
- STE cần chất lượng hình ảnh siêu âm tốt bởi vì phân định bờ nội mạc kém sẽ cho bờ nội mạc khơng đúng, dẫn đến đánh giá kết quả khơng chính xác [57].
1.2.2.3. Đánh giá sức căng cơ tim bằng kỹ thuật siêu âm đánh dấu mô 3D
Siêu âm tim đánh dấu mơ 3D là một kỹ thuật hình ảnh tiên tiến được thiết kế để phân tích biến dạng cơ tim thất trái (LV) dựa trên tập dữ liệu 3D. STE 3D khắc phục được một số hạn chế của siêu âm tim đánh dấu mô 2D trong việc đánh giá vận động phức tạp của thất trái, cung cấp các thông số biến dạng của thất trái, bổ sung thêm các thông số biến dạng (chẳng hạn như biến dạng diện tích) và định lượng tồn diện hình học và chức năng thất trái [58].
Các sợi cơ của thất trái (LV) có định hướng khơng gian phức tạp. Khi thất trái co bóp, các sợi cơ sẽ co theo các hướng khác nhau, vận động cơ học thất trái về bản chất là một hiện tượng 3D và việc đánh giá chính xác nó địi hỏi phải có phương pháp hình ảnh 3D. Trong những năm gần đây, siêu âm đánh dấu mô ba chiều đã được triển khai để đo biến dạng 3D và đã nổi lên như một công cụ thăm khám khơng xâm lấn tốt hơn để phân tích vận động phức tạp của thất trái, khắc phục những hạn chế vốn có của STE 2D. Do tính ưu việt được cung cấp bởi việc bổ sung chiều thứ ba để phân tích biến dạng cơ tim (ví dụ: khơng có chuyển động xun mặt phẳng của các đốm, khả năng theo dõi các đốm theo hai hướng đồng thời để định lượng biến dạng vùng, v.v.), STE 3D có tiềm năng trở thành kỹ thuật rất có giá trị để đánh giá chức năng tâm thu của LV bằng siêu âm tim trong tương lai gần [58].
nhưng đã có một số nghiên cứu thử nghiệm và lâm sàng đã chứng minh độ tin cậy và tính khả thi của STE 3D, cũng như một số ưu điểm của STE 3D so với STE 2D. Kỹ thuật này đã cung cấp những hiểu biết mới về co bóp của thất trái trong một số lĩnh vực lâm sàng, chẳng hạn như đánh giá khách quan chức năng toàn bộ và chức năng vùng của thất trái trong các bệnh tim thiếu máu cục bộ và không do thiếu máu cục bộ, đánh giá rối loạn đồng bộ thất trái, cũng như phát hiện các rối loạn chức năng tim cận lâm sàng trong những mặt bệnh có nguy cơ tiến triển thành suy tim. Tuy nhiên, STE 3D thường yêu cầu bệnh nhân phải nhịn thở khi ghi hình và nhịp tim đều để cho phép thu nhận 3D đa nhịp theo ECG. Ngoài ra, các phép đo, giới hạn bình thường và giá trị giới hạn liên quan đến các thông số biến dạng 3D hiện đang được nhà cung cấp cụ thể hóa và phụ thuộc nhiều vào thiết bị siêu âm 3D được sử dụng. Những tiến bộ công nghệ với sự cải thiện về độ phân giải không gian, thời gian và một phương pháp chuẩn hóa để thu được các phép đo biến dạng 3D không phụ thuộc vào nhà cung cấp được mong đợi trong tương lai để ứng dụng rộng rãi STE 3D trong cả lĩnh vực nghiên cứu và lâm sàng.
Trong STE 3D, mỗi điểm đốm là 1 hình khối lập phương của các điểm đánh dấu mô, các điểm này được theo dõi và đánh giá thông qua chu chuyển tim bằng thuật tốn STE 3D. Từ đó vẽ lên được đường đi của chúng theo các chiều khác nhau trong không gian, dựa vào các thuật tốn chúng ta sẽ tính được các biến dạng cơ tim theo các chiều khác nhau trong khơng gian.
Hình 1.14. Mơ hình đốm trên siêu âm 3D
Nguồn Muraru và cộng sự [58]
STE 3D là một kỹ thuật tiết kiệm thời gian, vì nó cho phép tính tốn tất cả các thơng số biến dạng 3D của LV từ một tập dữ liệu thể tích duy nhất và tránh các lỗi do sự thay đổi nhịp tim có thể xảy ra khi cần nhiều lần thu thập như với 2DSTE [58].
Hạn chế:
Mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng siêu âm STE 3D vẫn còn đang trong quá trình các thử nghiệm và chưa được ứng dụng rộng rãi trên lâm sàng do nó cịn tồn tại những hạn chế sau:
- Yêu cầu cửa sổ siêu âm tốt, chất lượng hình ảnh 3D tốt;
- Sự hợp tác của bệnh nhân, bệnh nhân phải nín thở khi ghi hình siêu âm;
- Độ phân giải theo thời gian phù hợp để đảm bảo các điểm đánh dấu mơ cơ tim có thể nhận biết được rõ ràng. Người ta thấy rằng, tốc độ khung hình tối ưu là 35-50 volume/s, nếu tốc độ khung hình thấp < 18 volume/s sẽ dẫn đến đánh giá thấp đáng kể độ lớn biến dạng. Do đó khơng đánh giá được ở những bệnh nhân nhịp không đều. Độ phân giải về thời gian của các thế hệ siêu âm 3D hiện tại chưa cho phép đánh giá được chức năng tâm trương của thất trái.
- Những tiến bộ gần đây trong công nghệ, cho phép siêu âm 3D thu nhận hình ảnh tồn bộ thất trái trong 1 nhịp tim, dễ phân tích với bệnh nhân loạn nhịp hoặc khơng nín thở được.
- Khơng thể tự điều chỉnh lại vị trí ROI sau khi theo dõi để tối ưu hóa đánh giá biến dạng trong các vùng thất trái. Không xác nhận tự động chất lượng theo dõi đốm. Khơng có tùy chọn nào để loại trừ các phân đoạn được theo dõi kém khỏi việc tính tốn các giá trị biến dạng tồn cục của người vận hành. Khơng có sự phân biệt rõ ràng giữa chất lượng theo dõi kém và chức năng kém trong các vùng bất thường.
- Sự thay đổi lớn của các phép đo biến dạng, các thuật toán và định nghĩa được sử dụng cũng như các giá trị quy chuẩn giữa các nhà cung cấp là rào cản lớn chống lại việc sử dụng rộng rãi hơn STE 3D.
- Cách thức tiến hành siêu âm STE 3D, cách thu nhận 3D, phân tích và giải thích STE 3D và ứng dụng cho từng mục đích lâm sàng cũng cần được đào tạo để có kết quả đúng và chính xác.