NGUYÊN LÝ CỦA SIÊU ÂM DOPPLER - Trần Quang Hiền · PDF...

26/03/2009 1

"People only see what they are prepared to see." "People only see what they are prepared to see." Ralph Waldo EmersonRalph Waldo Emerson

NGUYÊN LÝ VÀ KỸ THUẬT SIÊU ÂM DOPPLER

BS. NGUYỄN QUANG TRỌNG

(Update 10/03/2009)

KHOA CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH

BỆNH VIỆN AN BÌNH – TP.HCM

26/03/2009 2

NỘI DUNG

• Hiệu ứng Doppler. • Các hệ thống Doppler.• Hiện tượng vượt ngưỡng.• Kỹ thuật siêu âm Doppler.• Phân tích phổ Doppler.• Kết luận.

26/03/2009 3

HIỆU ỨNG DOPPLER• Hiệu ứng Doppler được tìm ra vào năm 1842 bởi Christian Johann Doppler

(1803-1853).• Lúc đó ông dùng nó để giải thích hiện tượng lệch màu sắc của các ngôi sao

đang chuyển động: Khi ngôi sao tiến lại gần quả đất thì ánh sáng của nó sẽchuyển thành màu xanh (tức là bước sóng giảm và tần số của sóng ánh sáng tăng lên). Ngược lại, khi ngôi sao đi xa quả đất thì ánh sáng của nó chuyển thành màu đỏ (tức là bước sóng tăng lên và tần số giảm xuống).

26/03/2009 4

Định nghĩa: “Đó là sự thay đổi tần số của sóng khi có sựdịch chuyển tương quan giữa nguồn phát sóng và người quan sát, tần số sóng phản hồi tăng lên khi nguồn phát sóng và/hoặc người quan sát tiến lại gần nhau, tần sốnày sẽ giảm xuống trong trường hợp ngược lại”.

26/03/2009 5

• Một hình ảnh quen thuộc đó là khi ta nghe tiếng còi xe cấp cứu ở xa với âm trầm (do tần số thấp), khi xe chạy lại gần thì ta nghe âm bỗng (do tần số cao).

• Hoặc là khi ta nghe tiếng tàu hỏa từ xa chạy lại rồi chạy qua:

26/03/2009 6

• Năm 1959, Satomura (Nhật) lần đầu tiên ứng dụng hiệu ứng Doppler vào Y học nhằm khảo sát tim-mạch.

• Sau đó Pourcelot (Pháp) và Franklin (Mỹ) phát triển tiếp kỹ thuật này.

• Khác với siêu âm B-mode, máy không xử lý tín hiệu sóng phản hồi thành hình ảnh, mà chỉ ghi nhận sự thay đổi tần số do hiệu ứng Doppler xảy ra khi chùm sóng siêu âm phát ra gặp các hồng cầu chuyển động trong mạch máu đang tiến lại gần đầu dò hoặc đi xa đầu dò.

26/03/2009 7

• Sóng âm gồm có hai thành phần: tần số (frequency) và biên độ(amplitude).

• Tần số (f) sóng âm liên quan đến độ dài bước sóng (wavelength) λtheo công thức:f = V(velocity) / λ (wavelength)

• Vận tốc sóng âm đi qua hầu hết các mô trong cơ thể với vận tốc 1.540m/giây. Do vậy khi thay đổi độ dài bước sóng thì tần số sóng âm cũng thay đổi.

• Biên độ biểu hiện cường độ của sóng âm.

Arthur Fleischer, MD et al. Color Power Doppler Ultrasound. 1999

26/03/2009 8

• Sóng âm được truyền đi (transmitted-T) từ một đầu dò Doppler xung với một tần số hoặc bước sóng cố định. Tần số của sóng âm sẽ không thay đổi nếu như các cấu trúc mà nó gặp trên đường đi không chuyển động.


26/03/2009 9

• Chuyển động của các tế bào máu làm thay đổi tần số của sóng phản hồi trở về (reflected-R) đầu dò. Nếu chuyển động của dòng máu hướng về đầu dò thì tần số sóng phản hồi sẽ tăng lên và bước sóng ngắn lại. Ngược lại, nếu dòng máu chuyển động xa đầu dò thì tần số sóng phản hồi sẽ giảm và độ dài bước sóng tăng.


26/03/2009 10

• Do vậy tần số của sóng truyền đi và trở về khác nhau, chúng sẽ lệch pha với nhau.

• Hiệu số của hai tần số này chính là tần số Doppler (∆F ).


26/03/2009 11

- ∆F: tần số Doppler.

- Fo: tần số của sóng phát đi.

- Fr: tần số của sóng phản hồi.

- v: vận tốc của dòng máu.

- c : tốc độ của sóng âm truyền trong cơ thể (#1540m/s).

- α: góc giữa chùm tia siêu âm và mạch máu.

W. Schaberle. Ultrasonography in Vascular Diseases. p1-27. 2005

26/03/2009 12

• Từ công thức trên ta rút ra:- Tần số Doppler ∆ F tỷ lệ thuận với vận tốc dòng chảy.- ∆F có trị số lớn nhất khi chùm tia song song với dòng chảy (cos α =1). Khi chùm tia vuông góc với dòng chảy thì sẽ không có tín hiệu Doppler (cos α = 0).- Với đầu dò phát với tần số 2-8MHz thì ∆F thu được nằm trong phạm vi tần số mà tai người nghe được (50Hz-15KHz).- Vận tốc dòng chảy được tính theo công thức:


26/03/2009 13C. M. Rumack et al. Diagnostic Ultrasound. 3rd Edition. 2005

26/03/2009 14

CÁC HỆ THỐNG DOPPLER

• Doppler liên tục (continuous wave-CW).• Doppler xung (pulsed wave-PW). • Duplex sonography.• Tín hiệu Doppler xung.• Doppler màu (color Doppler).• Tín hiệu Doppler màu.• Doppler năng lượng (power Doppler).

26/03/2009 15

CÁC HỆ THỐNG DOPPLERDOPPLER LIÊN TỤC

• Doppler liên tục (continuous wave-CW) với đầu dò cóhai tinh thể, một có chức năng phát sóng liên tục vàmột có chức năng nhận sóng phản hồi liên tục.


26/03/2009 16

• Ưu điểm: Doppler liên tục đo được vận tốc dòng máu rất lớn (mà điều này thường thấy trong tình trạng bệnh lý).

• Nhược điểm: Nó không ghi được tốc độ tại 1 điểm xác định mà nó chỉ ghi được tốc độtrung bình của nhiều điểm chuyển động mà chùm sóng âm phát ra gặp trên đường đi của nó.

26/03/2009 17

• Khi chùm sóng âm xuyên qua hai mạch máu cạnh nhau (hai động mạch hoặc một động mạch và một tĩnh mạch) thì tốc độ ghi được là tốc độ trung bình của các tốc độ ở hai mạch máu.

C. M. Rumack et al. Diagnostic Ultrasound. 3rd Edition. 2005

26/03/2009 18

CÁC HỆ THỐNG DOPPLERDOPPLER XUNG

• Phát sóng dạng xung được dùng trong Doppler xung (pulsed wave-PW) với đầu dò có một tinh thể vừa cóchức năng phát và nhận sóng phản hồi.


26/03/2009 19

• Sóng âm được phát đi theo từng chuỗi xung dọc theo hướng quét của đầu dò, song chỉ những xung phản hồi từ vị trí đặt cửa sổ (gate, sample volume) là được ghi nhận và xử lý.

26/03/2009 20

CÁC HỆ THỐNG DOPPLERDUPLEX SONOGRAPHY

• Sự kết hợp hình ảnh siêu âm hai chiều (cung cấp thông tin về cấu trúc giải phẫu, vị trí đặt cửa sổ, góc α) và Doppler xung (cung cấp thông tin về dòng chảy) được gọi là Duplex sonography.

26/03/2009 21

26/03/2009 22

TÍN HIỆU DOPPLER XUNG

• Tín hiệu Doppler thu nhận được thể hiện dưới dạng âm thanh, dạng phổ và hình ảnh.

• Dưới dạng âm thanh, ta có thể phân biệt được dòng chảy êm dịu, liên tục của tĩnh mạch; dòng chảy phụt gọn, cách khoảng của động mạch; dòng chảy phụt kéo dài, thô ráp của động mạch bị hẹp.

26/03/2009 23

• Phổ Doppler gồm có 3 thành phần:– Thời gian (time): được

mô tả theo trục X.– Tần số (frequency): được

mô tả theo trục Y.– Biên độ (amplitude): được mô tả bằng độ sáng (brightness) của phổ.


26/03/2009 24

• Ta phóng đại một phổ Doppler để phân tích:– Hộp xanh chỉ một điểm thời gian trong chu kỳ tim.– Những hộp màu vàng biểu hiện độ lớn của các tần

số riêng biệt.


26/03/2009 25

• Vào một thời điểm xác định (hộp hồng) các tín hiệu Doppler có tần số khác nhau được biểu hiện bằng những vị trí khác nhau trên phổ Doppler (các mũi tên).


26/03/2009 26

• Sự khác nhau về biên độ biểu hiện bằng độ sáng trên thang độ xám. Với cùng một tần số, biên độ sóng càng cao thì phổ càng sáng.


26/03/2009 27

• Theo qui ước, khi dòng máu đi về phía đầu dò thì ta có phổ dương (phía trên trục X); ngược lại, khi dòng máu đi xa đầu dò thì ta có phổ âm (phía dưới trục X).

26/03/2009 28

Tuy vậy, cần lưu ý rằng phổ Doppler có thể đảo ngược hoàn toàn nếu ta ấn vào nút “invert” trên bàn phím máy siêu âm!

26/03/2009 29

• Để hiểu được các dòng chảy ta cần phải phân biệt dòng chảy lớp (laminar flow) và dòng chảy cuộn xoáy (turbulent flow).

• Dòng chảy lớp thấy được ở các mạch máu có vách song song vànhẵn (smooth), nhờ vậy các hồng cầu ở cùng một vùng sẽ chuyển động với cùng một vận tốc và cùng hướng.

• Tuy vậy, do có sự ma sát với thành mạch, dòng chảy ở cạnh thành mạch luôn luôn hơi thấp hơn dòng chảy ở trung tâm.

• Phần lớn dòng chảy của hệ tim-mạch (bao gồm tim và các mạch máu lớn) là dòng chảy lớp và hiếm khi có vận tốc > 1,5m/s.

26/03/2009 30

• Dòng chảy cuộn xoáy (turbulent flow) xuất hiện khi cósự tắc nghẽn ngăn chặn dòng chảy lớp. Điều này khiến cho các hồng cầu chuyển động hỗn loạn, không cùng hướng và tạo nên vô số dòng xoáy. Nếu tắc nghẽn nặng, hồng cầu có thể chuyển động với vận tốc 7m/s.

26/03/2009 31

-Dòng chảy lớp bình thường qua van ĐMC thìtâm thu với vận tốc khá đồng đều.

-Dòng chảy cuộn xoáy qua van ĐMC thì tâm trương với nhiều vận tốc khác nhau.

26/03/2009 32

CÁC HỆ THỐNG DOPPLERDOPPLER MÀU (COLOR DOPPLER)

• Đó là tín hiệu Doppler xung được mã hóa màu sắc phủ lên hình siêu âm hai chiều.

• Nhưng trong khi ở Doppler xung chỉ có 1 vị trí đặt cửa sổ (gate), thì ở đây có rất nhiều vị trí đặt cửa sổở kế cận nhau trên vùng khảo sát.

26/03/2009 33

• Thông tin Doppler thu nhận được từ mỗi vị trí đặt cửa sổ được phân tích để xác định hướng dòng chảy và tốc độ trung bình.

• Những thông tin này được chuyển đổi thành tín hiệu màu chồng lên hình ảnh siêu âm hai chiều.

26/03/2009 34

• Thông thường thì trên mỗi đường tạo ảnh cókhoảng 32 đến 128 vị trí lấy mẫu, do vậy để có được thông tin chính xác, ta không nên để hộp màu (color box, sample volume) quá lớn.

26/03/2009 35

• Với đầu dò convex, ở vùng xa đầu dò, các vị trí lấy mẫu sẽ thưa ra do sự phân kỳ của chùm tia siêu âm, do vậy sẽ có những vị trí không có thông tin Doppler. Đểkhắc phục hiện tượng này máy sẽ làm phép tính trung bình của 2 vị trí lấy mẫu cạnh nhau để tạo thông tin Doppler cho vùng khuyết chen giữa.

26/03/2009 36

• Dòng chảy hướng về đầu dò được mã hóa màu đỏ; ngược lại, chạy xa đầu dò được mã hóa màu xanh.

26/03/2009 37

Tuy vậy, cần lưu ý rằng màu sắc được mã hóa này có thể đảo ngược hoàn toàn nếu ta ấn vào nút “invert” trên bàn phím máy siêu âm!

26/03/2009 38

26/03/2009 39

TÍN HIỆU DOPPLER MÀU• Với dòng chảy lớp thì vận tốc khá đồng nhất, trong khi với

dòng chảy cuộn xoáy thì có nhiều vận tốc và hướng chảy khác nhau; do đó nếu chỉ mã hóa hai màu xanh-đỏ thì sẽ bỏ sót thông tin mà tín hiệu Doppler đem lại. Để khắc phục điều này người ta mã hóa thêm các màu thể hiện bằng sơ đồ dưới đây:

26/03/2009 40

• Vì Doppler màu chỉ sử dụng tần số trung bình, nó cóthể biểu hiện cả hướng (nhờ màu-color) và tần sốtrung bình (nhờ sắc màu-hue) của dòng chảy trong cùng một ô vuông (pixel).

Arthur Fleischer,M.D et al. Color Power Doppler Ultrasound.1999.

26/03/2009 41

• Vì vận tốc trung bình ở giữa dòng (B) luôn luôn cao hơn vận tốc ởcạnh thành mạch (A và C), sắc màu (hue) ởgiữa dòng sáng hơn hai bên tương ứng với vận tốc hoặc tần sốtrung bình cao hơn.

26/03/2009 42

CÁC HỆ THỐNG DOPPLERDOPPLER NĂNG LƯỢNG (POWER DOPPLER)

• Doppler màu đánh giá tốt sự hiện diện và chiều của dòng chảy, tuy vậy nó không thể đánh giá được các mạch máu nhỏ li ti (mao mạch). Do đó không thể đánh giá tốt sự tưới máu tại các mô.

• Doppler năng lượng ra đời, chỉ khảo sát độ lớn của tín hiệu Doppler mà không quan tâm đến chiều của dòng chảy.

26/03/2009 43

• Với Doppler màu, trong hộp màu (color box, sample volume) hiện diện đồng thời các vector vận tốc ngược hướng nhau, do vậy giá trị trung bình của vận tốc sẽ nhỏ đi, thậm chí bị triệt tiêu.

• Với Doppler năng lượng thì hoàn toàn không phụthuộc vào các vector vận tốc, do vậy nó có độ nhạy cao hơn nhiều so với Doppler màu, đồng thời nócũng dễ có sảo ảnh do chuyển động.

26/03/2009 44

• Khác với Doppler xung thể hiện tất cả các biên độ, Doppler năng lượng chỉ thể hiện biên độ trung bình (MEAN amplitude) và cho màu hồng trên hình thu được bất kể dòng máu đến hay đi xa đầu dò.

Arthur Fleischer,M.D et al. Color Power Doppler Ultrasound.1999.

26/03/2009 45

• Với Doppler năng lượng, màu được mã hóa để biểu hiện cóhay không có dòng chảy. Nó không cho biết hướng của dòng chảy.

26/03/2009 46

HIỆN TƯỢNG VƯỢT NGƯỠNG(ALIASING PHENOMENON)

• Trong Doppler xung có một yếu tố gọi là tần số lập lại xung (Pulse Repetition Frequency-PRF):

PRF=C/2d+C: Tốc độ sóng siêu âm trong cơ thể.+d: Chiều sâu của mạch máu.

• Như vậy PRF là số lần mỗi giây mà chùm siêu âm đi-về giữa đầu dò và mạch máu.

26/03/2009 47

• PRF được tính bằng kHz. • Các tín hiệu Doppler xung chỉ thu nhận tốt khi có tần

số bằng hoặc thấp hơn PRF/2. Tần số giới hạn này gọi là tần số NYQUIST.

• Khi tín hiệu Doppler có tần số vượt tần số NYQUIST thì sẽ xảy ra hiện tượng vượt ngưỡng. Lúc này phổDoppler xung sẽ bị cắt cụt, Doppler màu sẽ xuất hiện thêm sắc vàng ngoài hai màu xanh-đỏ.

26/03/2009 48Joseph A.Kisslo,MD. Basic Echo-Doppler

26/03/2009 49

Aliasing phổ Aliasing màu

26/03/2009 50

• Hiện tượng này được giải thích như sau: Ví như ta có 1 bánh xe, trên bánh xe có đánh dấu 1 điểm. Ta quay bánh xe theo chiều kim đồng hồ với tốc độ ¼vòng/giây.

• Nếu ta ghi nhận hình ảnh một lần mỗi giây (tương đương với tần số lập lại xung – PRF) thì điểm đánh dấu sẽ chuyển động theo chiều kim đồng hồ, cách nhau 900 .

26/03/2009 51

• Nếu ta ghi nhận hình ảnh với tần suất chậm hơn, chỉ một lần cho mỗi 3 giây (tương đương với tần số lập lại xung – PRF) thì sẽ có hiện tượng lạ xảy ra: Trong lúc bánh xe quay theo chiều kim đồng hồ thì điểm đánh dấu lại chuyển động ngược chiều kim đồng hồ, cách nhau 900.

26/03/2009 52

KỸ THUẬT SIÊU ÂM DOPPLER

• Để có một kết quả siêu âm Doppler đáng tin cậy, các BS làm siêu âm Doppler cần phải biết cách điều chỉnh các nút chức năng của máy để cho ra kết quảtốt nhất.

• Ngoài ra, chất lượng của máy cũng là điểm đáng lưu ý vì nó ảnh hưởng không ít đến kết quả siêu âm.

• Tuy vậy, ta cần phải nắm vững kỹ thuật siêu âm Doppler để cho ra kết quả tốt nhất.

26/03/2009 53

• Các kỹ thuật bao gồm:– Kỹ thuật tránh hiện tượng vượt ngưỡng.– Điều chỉnh thang tốc độ màu.– Điều chỉnh độ lọc thành.– Điều chỉnh góc α.– Điều chỉnh kích thước và hướng cửa sổ.– Điều chỉnh kích thước và hướng của hộp màu.– Điều chỉnh gain phổ và gain màu.

26/03/2009 54

KỸ THUẬT TRÁNH HIỆN TƯỢNG VƯỢT NGƯỠNG 1. Chuyển dịch đường nền lên trên hoặc xuống dưới tùy thuộc

phổ thu được.2. Tăng PRF: máy thu tín hiệu nhiều lần trên đường đi về của

sóng âm.3. Giảm ∆F bằng cách giảm tần số đầu dò (với đầu dò đa tần

số), đổi đầu dò có tần số thấp hơn.

26/03/2009 55

26/03/2009 56

26/03/2009 57

26/03/2009 58Jonathan B. Kruskal, MD, PhD et al. Optimizing Doppler and Color Flow US: Application to Hepatic Sonography. RadioGraphics 2004;24:657-675

26/03/2009 59Jonathan B. Kruskal, MD, PhD et al. Optimizing Doppler and Color Flow US: Application to Hepatic Sonography. RadioGraphics 2004;24:657-675

Chỉnh color baseline để tránh aliasing màu.

26/03/2009 60

26/03/2009 61

PRF=3,731Hz

PRF=14,286Hz

Jonathan B. Kruskal, MD, PhD et al. Optimizing Doppler and Color Flow US: Application to Hepatic Sonography. RadioGraphics 2004;24:657-675

26/03/2009 62

26/03/2009 63

PRF = 06 kHz, di chuyển đường nềnPRF = 04 kHz

26/03/2009 64

PRF = 04 kHz PRF = 10 kHz

26/03/2009 65

PRF quá cao: bỏ sót tín hiệu màu ở cạnh thành mạchPRF đúngPRF quá thấp: Aliasing

Abigail Thrush et al. Peripheral Vascular Ultrasound – How, Why and When. 2nd Edi. 2005

26/03/2009 66

ĐM chày sau, đoạn xa, PRF=2500 Hz

PRF được điều chỉnh giảm xuống 1000 Hz

Doppler xung cho thấy dòng chảy có PSV rất thấp, 10,3 cm/s

Abigail Thrush et al. Peripheral Vascular Ultrasound – How, Why and When. 2nd Edi. 2005

26/03/2009 67

Đầu dò 7-7,5 MHz Đầu dò 2,8-3,5 MHz

26/03/2009 68

ĐIỀU CHỈNH THANG TỐC ĐỘ MÀU (color velocity scale):- Nó không đồng nghĩa với PRF, nhưng PRF liên quan với thang tốc độ màu vì rằng tăng tốc độ màu cũng tăng PRF và ngược lại.- Nếu thang tốc độ màu đặt dưới vận tốc trung bình của dòng máu thì ta không thể phân biệt được đâu là dòng bình thường đâu là dòng cuộn xoáy tốc độ cao.- Nếu thang tốc độ màu đặt cao hơn vận tốc trung bình của dòng máu thì hiện tượng aliasing có thể biến mất, lúc đó ta sẽ bỏ sót chỗ hẹp. - Ở chỗ mạch máu gần tắc, tốc độ dòng máu có thể thấp hơn thang tốc độ màu, tạo nên dương tính giả của tắc mạch. Lúc này ta cần giảm thang tốc độ màu xuống thật thấp (có máy có thểgiảm đến 1 cm/s). Nếu vẫn không thấy được dòng chảy thì cần phải làm thêm CTA, MRA hoặc Angiography trước khi kết luận tắc mạch hoàn toàn.

26/03/2009 69

26/03/2009 70

26/03/2009 71

Thang tốc độ màu: 69,2cm/s

Thang tốc độ màu: 2,3cm/s

Thang tốc độ màu: 30,7cm/sJonathan B. Kruskal, MD, PhD et al. Optimizing Doppler and Color Flow US: Application to Hepatic

Sonography. RadioGraphics 2004;24:657-675

26/03/2009 72

Huyết khối tĩnh mạch cửa ? (các đầu mũi tên)

Sau khi điều chỉnh thang tốc độmàu từ 20cm/s xuống 7cm/s, ta thấy xuất hiện phổ màu trong lòng TMC (các đầu mũi tên)

26/03/2009 73

Chỉnh thang tốc độ màu quá cao (maximum velocity=77cm/s)

Chỉnh thang tốc độ màu vừa phải (maximum

velocity=32cm/s)

Chỉnh thang tốc độ màu quá thấp (maximum

velocity=08cm/s)

Paul L Allan et al. Clinical Doppler Ultrasound. 2nd Edi. 2006

26/03/2009 74

26/03/2009 75H.R.Tahmasebpour et al. Sonographic Examination of the Carotid Arteries.

Radiographics.2005;25:1561-1575.

26/03/2009 76

Thang tốc độ màu thấp thấy được dòng chảy hẹp, ngoằn ngoèo

Chẩn đoán chính xác là gần tắc chứkhông phải là tắc hoàn toàn.

Thang tốc độ màu cao bỏ sót dòng chảy vận tốc thấp ?

H.R.Tahmasebpour et al. Sonographic Examination of the Carotid Arteries.Radiographics.2005;25:1561-1575.

26/03/2009 77

ĐIỀU CHỈNH ĐỘ LỌC THÀNH (wall filter):- Khi độ lọc thành đặt quá cao, dòng chảy gần thành có tốc độ thấp sẽ bị bỏ sót.- Độ lọc thành có thể được biểu thị ở vùng giữa thang tốc độ màu.- Trên máy, độ lọc thành có thể kết hợp cùng với PRF trên một nút chức năng (khi có cùng chung một nút chức năng, thì khi ta giảm PRF, độ lọc thành cũng tự động giảm theo và ngược lại). - Ở các máy tốt hơn, ngoài nút chức năng PRF, độ lọc thành còn được điều chỉnh riêng biệt:

+Với các máy này, khi ta giảm PRF thì độ lọc thành cũng tự động giảm theo. + Nhưng khi ta chọn điều chỉnh riêng độ lọc thành thì PRF không bị ảnh hưởng.

26/03/2009 78

Máy có nút chức năng chung cho PRF và độ lọc thành, ta xoay nút theo chiều kim đồng hồ nếu muốn điều chỉnh tăng PRF và wall filter và ngược lại.

26/03/2009 79

Máy có nút chức năng PRF và nút chức năng riêng cho độ lọc thành

Máy đang hiển thị nút đo chức năng PRF, ta xoay nút theo chiều kim đồng hồ nếu muốn điều chỉnh tăng PRF và ngược lại.

26/03/2009 80

Điều chỉnh PRF từ 3.4kHz xuống 1,7kHz, vận tốc màu giảm từ 25cm/s xuống 12cm/s, đồng thời độ lọc thành cũng giảm từ 262Hz xuống còn 135Hz.

26/03/2009 81

Để điều chỉnh riêng độ lọc thành, ta nhấn nút điều chỉnh, máy sẽ chuyển sang điều chỉnh độ lọc thành (wall filter). Ta xoay nút theo chiều kim đồng hồ nếu

muốn điều chỉnh tăng và ngược lại.

26/03/2009 82

Điều chỉnh độ lọc thành (wall filter) từ 790Hz xuống 262Hz, PRF và vận tốc màu không thay đổi.

26/03/2009 83

Phổ hẹp van ĐMC, wall filter được điều chỉnh (mũi tên) để loại bỏ các tín hiệu có vận tốc thấp.

26/03/2009 84

26/03/2009 85

Phổ đảo dòng ở TMC do tăng áp lực TMC. Huyết khối TMC (các

mũi tên) ?

Giảm vận tốc màu, giảm độ lọc thành xuống thấp xuất hiện

dòng chảy trong TMC không có huyết khối.

26/03/2009 86

ĐIỀU CHỈNH GÓC αĐể tính chính xác vận tốc dòng chảy thì góc α luôn luôn < 600

(độ sai số chấp nhận được).

26/03/2009 87

• Hình dưới đây minh họa tầm quan trọng của việc lấy góc α:– Được biết vận tốc thực sự của dòng máu qua van ĐMC là 2m/s.– Khi góc α = 100, vận tốc đo được là 1,97m/s.– Khi góc α = 300, vận tốc đo được là 1,73m/s.– Khi góc α = 600, vận tốc đo được là 1,00m/s.

Joseph A.Kisslo,MD. Basic Echo-Doppler

26/03/2009 88

26/03/2009 89

ĐIỀU CHỈNH KÍCH THƯỚC VÀ HƯỚNG CỦA CỬA SỔ- Cửa sổ quá nhỏ sẽ bỏ sót tín hiệu Doppler. - Cửa sổ quá lớn sẽ lấy nhiều tín hiệu dòng chảy thấp ở hai bên thành.- Cửa sổ lý tưởng chiếm 1/3 đường kính mạch máu và đặt ở 1/3 giữa của lòng mạch.- Chỉnh hướng của cửa sổ song song với hướng dòng chảy.

26/03/2009 90

Cửa sổ lý tưởng chiếm 1/3 đường kính mạch máu và đặt ở 1/3 giữa của lòng mạch.

26/03/2009 91

26/03/2009 92

Chỉnh hướng của cửa sổ song song với hướng dòng chảy.

26/03/2009 93

26/03/2009 94

Vận tốc dòng chảy trước khi chỉnh góc: 18cm/s

Chỉnh góc quá thấp (300) vận tốc dòng chảy thấp

hơn so với thực tế.


26/03/2009 95


Chỉnh góc quá cao (700) vận tốc dòng chảy cao

hơn so với thực tế.


26/03/2009 96


Vận tốc dòng chảy sau khi chỉnh góc đúng (song song với hướng dòng chảy): 29,3cm/s


26/03/2009 97

Góc của cửa sổ không song song với hướng dòng chảy, PSV=356cm/s (sai)

Góc của cửa sổ song song với hướng dòng chảy, PSV=155cm/s (đúng)

26/03/2009 98

Góc của cửa sổ song song với thành mạch, PSV=198cm/s (sai).

Góc của cửa sổ song song với hướng dòng chảy, PSV=376cm/s (đúng).

Paul L Allan et al. Clinical Doppler Ultrasound. 2nd Edi. 2006

26/03/2009 99

SV: sample volume (cửa sổ). Góc củaSV song song với thành mạch cho kết quả PSV của ICA là 229cm/s, tương ứng với hẹp > 70% (không chính xác).

Góc của SV song song với hướng của dòng chảy cho kết quả PSV của ICA là161cm/s, tương ứng với hẹp > 50-69%

(chính xác).


26/03/2009 100

SV đặt đúng vị trí (A) trên một ĐMcảnh trong ngoằn ngoèo.


26/03/2009 101

ĐIỀU CHỈNH KÍCH THƯỚC VÀ HƯỚNG HỘP MÀU - Hộp màu càng sâu sẽ có PRF thấp hơn, do vậy càng dễ bị hiện tượng vượt ngưỡng.- Hộp màu càng lớn thì hình ảnh thu được có độ phân giải dọc càng kém, do vậy chỉnh hộp màu vừa đủ bao trùm vùng cần khảo sát.- Chỉnh hướng hộp màu tạo góc α < 600 so với hướng của dòng chảy.

26/03/2009 102

26/03/2009 103

26/03/2009 104

Hộp màu quá lớn Hộp màu vừa đủ


26/03/2009 105

26/03/2009 106

26/03/2009 107

hưhướớng dòng chng dòng chảảyy

hưhướớng cng củủa ha hộộp mp mààuu

hưhướớng dòng chng dòng chảảyy

hưhướớng cng củủa ha hộộp mp mààuu

Hướng của hộp màu vuông góc với hướng dòng chảy Không đúng.

Hướng của hộp màu tạo một góc < 600

với hướng dòng chảy Đúng.

26/03/2009 108

Hướng của hộp màu (cũng chính là hướng của chùm tia) vuông góc với dòng chảy Không đúng.

Hướng của hộp màu (cũng chính là hướng của chùm tia) tạo một góc <

600 với dòng chảy Đúng.

26/03/2009 109

Hướng của hộp màu (cũng chính là hướng của chùm tia) vuông góc với dòng chảy Không đúng.

Hướng của hộp màu (cũng chính là hướng của chùm tia) tạo một góc <

600 với dòng chảy Đúng.


26/03/2009 110

ĐIỀU CHỈNH GAIN PHỔ VÀ GAIN MÀU Nếu gain phổ hoặc gain màu quá thấp sẽ bỏ sót tín hiệu, nếu quá cao sẽ bị hiện tượng soi gương (Doppler phổ) hoặc lem

màu (Doppler màu).

26/03/2009 111

26/03/2009 112

Phổ hở van 3 lá, gain quá thấp Phổ van ĐMC, gain quá cao

26/03/2009 113

Chỉnh gain phổ


26/03/2009 114

Nhưng khi gain phổ được chỉnh quá cao sẽ xuất hiện hình ảnh soi gương qua đường nền.

26/03/2009 115

26/03/2009 116

Gain màu quá cao

Gain màu quá thấp

Gain màu vừa đủ


26/03/2009 117

Gain màu quá cao: không thấy chỗ hẹp Gain màu vừa đủ: phát hiện chỗ hẹp


26/03/2009 118

PHÂN TÍCH PHỔ DOPPLER

• Phổ Doppler phản ánh huyết động của dòng chảy.– Thì tâm thu, do lực co bóp của quả tim, vận tốc dòng chảy

tăng cao. Để đo vận tốc tối đa của dòng máu đạt được, người ta dùng khái niệm đỉnh tâm thu (peak systolic velocity-PSV).

– Thì tâm trương, tuy rằng tim không co bóp, nhưng dòng chảy vẫn được duy trì do sự co bóp của thành mạch, dòng chảy có vận tốc thấp hơn. Để đánh giá dòng chảy trong thì tâm trương, người ta đo vận tốc cuối tâm trương (end diastolic velocity).

W. Schaberle. Ultrasonography in Vascular Diseases. 2005

26/03/2009 119

• Người ta tính chỉ số kháng (resistance index) để đánh giákháng lực của mạch máu.

• RI = (A-B)/A


26/03/2009 120

• Dòng chảy trở kháng thấp (low-resistance low):– ĐM cung cấp máu cho các cơ quan trong cơ thể

(ĐM gan, lách, thận, ĐM cảnh trong, ĐM cột sống…) là những dòng chảy trở kháng thấp với phổ giảm dần từ đỉnh tâm thu kéo dài suốt kỳ tâm trương.


26/03/2009 121

• Dòng chảy trở kháng cao (high-resistance low):– ĐM cung cấp máu cho các chi là những dòng chảy

trở kháng cao với phổ đảo ngược tiền tâm trương, dòng chảy thấp giữa tâm trương và không có dòng chảy cuối tâm trương, tạo nên sóng 3 pha.


26/03/2009 122

Dựa vào phương trình liên tục, ta suy ra rằng: khi diện tích dòng chảy càng giảm thì vận tốc dòng chảy càng tăng


26/03/2009 123

Ở dòng chảy không bị hẹp, ta có dòng chảy lớp với vận tốc khá đồng đều. Điều này khiến cho phổ Doppler có biên độ khá đồng đều, tạo nên đường viền phổ

(spectral envelope) mỏng, cho hình ảnh phổ “trống chân” hay còn gọi là có cửa sổ phổ (spectral window)

26/03/2009 124

Ở dòng chảy không bị hẹp, ta có dòng chảy lớp với vận tốc khá đồng đều. Điều này khiến cho phổ Doppler có biên độ khá đồng đều, cho hình ảnh

phổ “trống chân” hay còn gọi là có cửa sổ phổ (các mũi tên)

26/03/2009 125

Ở dòng chảy bị hẹp nhẹ, ta có dòng chảy rối với vận tốc không đồng đều. Điều này khiến cho phổ Doppler có biên độ không đồng đều, tạo nên đường viền phổ (spectral envelope) dày, làm giảm hình ảnh phổ “trống chân” (giảm

kích thước cửa sổ phổ).

26/03/2009 126

26/03/2009 127

Ở dòng chảy bị hẹp vừa và nặng, ta có dòng chảy rối với vận tốc rất không đồng đều. Điều này khiến cho phổ Doppler có biên độ rất không đồng đều, , tạo nên đường viền phổ (spectral envelope) rất dày, làm mất hình ảnh phổ

“trống chân” (mất cửa sổ phổ), đồng thời PSV tăng cao.

26/03/2009 128

Ở dòng chảy bị hẹp vừa và nặng, ta có dòng chảy rối với vận tốc rất không đồng đều. Điều này khiến cho phổ Doppler có biên độ rất không đồng đều, , tạo nên đường viền phổ (spectral envelope) rất dày, làm mất hình ảnh phổ

“trống chân” (mất cửa sổ phổ), đồng thời PSV tăng cao.

26/03/2009 129

Khi đặt cửa sổ ngay sau chỗ hẹp nặng, ta đồng thời lấy được phổ Doppler có bờtrên hình răng cưa biểu hiện của dòng chảy cuộn xoáy (turbulent) (các mũi tên), đồng thời cũng xuất hiện phổ đảo ngược dòng chảy (flow reversal) (mũi tên lớn).

26/03/2009 130

Sơ đồ biểu diễn sự tiêu hao năng lượng của dòng chảy khi đi qua một chỗ hẹp.

26/03/2009 131

Sơ đồ biểu diễn cho thấy vận tốc dòng chảy tăng lên khi đi qua chỗ hẹp. Nhưng khi dòng chảy quá hẹp thì vận tốc sẽ nhanh chóng giảm xuống vì

tiêu hao quá nhiều năng lượng.

26/03/2009 132

Phổ Doppler bình thường trước hẹp (1), tăng cao PSV khi qua chỗ hẹp (2), ngay sau chỗ hẹp, PSV vẫn còn cao đồng thời xuất hiện phổ đảo

ngược (flow reversal) (3), ở hạ lưu chỗ hẹp PSV thấp hơn trước hẹp vì bị tiêu hao năng lượng nhiều khi đi qua chỗ hẹp (4,5).

26/03/2009 133

Ngay trước hẹp

Ngay sau hẹp: PSV tăng cao, xuất hiện dòng cuộn xoáy (các mũi tên) và phổ đảo ngược (flow reversal-mũi tên lớn).

Sau hẹp: PSV thấp hơn trước hẹp vì bị tiêu hao năng lượng

26/03/2009 134

PHỔ TARDUS-PARVUS

• Với dòng chảy bị hẹp nặng ở thượng lưu, ta có phổ“tardus parvus” (phổ “mạch chậm”) ở hạ lưu dòng chảy. Phổ này còn gặp ở dòng chảy do tuần hoàn bàng hệ hình thành.

• Đặc trưng của phổ này là thời gian gia tốc (AT) kéo dài, PSV thấp và tròn. Ta cần nhận biết được dạng sóng này để tránh bỏ sót chẩn đoán.

• Phổ này có thể bắt gặp ở bất cứ động mạch nào trong cơ thể. Nhưng để dễ hình dung, ta lấy trường hợp hẹp ĐM thận làm ví dụ:

26/03/2009 135

PHỔ TARDUS-PARVUS

ATAT

Hẹp > 75% với tăng PSV > 150cm/s, AT (acceleration time – thời gian gia tốc) > 0,07s ở đoạn gần ĐM thận (P) và phổ tardus-parvus trong nhu mô thận (P) với AT

kéo dài, PSV thấp và tròn.

C.M.C.M.RumackRumack et al. Diagnostic Ultrasound. 3rdEdition.2005et al. Diagnostic Ultrasound. 3rdEdition.2005

26/03/2009 136

So sánh phổ ở ĐM cảnh chung, cảnh trong bình thường vàphổ tardus-parvus ở hạ lưu chỗ hẹp.

26/03/2009 137

Phổ bình thường ở ĐM cảnh chung (P) ?

Sóng tardus-parvus ở ĐMCC (P) Angiography: Hẹp nặng thân ĐM cánh đầu.

26/03/2009 138

KẾT LUẬN

• Để có thể làm tốt siêu âm Doppler thì việc đầu tiên làphải hiểu được nguyên lý của siêu âm Doppler. Nó được xem như nền móng của ngôi nhà.

• Việc nắm vững nguyên lý này cũng giúp ta biết cách điều chỉnh các yếu tố kỹ thuật sao cho đạt được kết quả chính xác nhất.

• Phải biết phân tích phổ Doppler, từ phổ Doppler ta cóthể chẩn đoán được các thay đổi huyết động của dòng chảy.

26/03/2009 139

TÀI LIỆU THAM KHẢO

• W. Schaberle. Ultrasonography in Vascular Diseases. 2005• Abigail Thrush et al. Peripheral Vascular Ultrasound – How,

Why and When. 2nd Edi. 2005• Paul L Allan et al. Clinical Doppler Ultrasound. 2nd Edi. 2006• C. M. Rumack et al. Diagnostic Ultrasound. 3rd Edition. 2005• Jonathan B. Kruskal, MD, PhD et al. Optimizing Doppler and

Color Flow US: Application to Hepatic Sonography. RadioGraphics 2004;24:657-675

• H.R.Tahmasebpour et al. Sonographic Examination of the Carotid Arteries. Radiographics.2005;25:1561-1575.

• Joseph A.Kisslo,MD. Basic Echo-Doppler

NGUYÊN LÝ CỦA SIÊU ÂM DOPPLER - Trần Quang Hiền · PDF...

Documents

Transcript of NGUYÊN LÝ CỦA SIÊU ÂM DOPPLER - Trần Quang Hiền · PDF...