NGUYÊN LÝ & KỸ THUẬT SIÊU ÂM DOPPLER

(PRINCIPLES & TECHNIQUES FOR DOPPLER US)

“Người ta chỉ thấy những gì người ta được chuẩn bị để thấy."

Ralph Waldo Emerson

Bs. NGUYỄN QUÝ KHOÁNG

Bs. NGUYỄN QUANG TRỌNG

website: www.sieuamvietnam.vn, www.cdhanqk.com

Email: vietnamultrasound@gmail.com

(Updated, 22/08/2017)

05/09/2017 2

NỘI DUNG

• Điều chỉnh máy tối ưu.

• Hiệu ứng Doppler.

• Góc Doppler.

• Các hệ thống Doppler.

• Hiện tượng vượt ngưỡng.

• Kỹ thuật siêu âm Doppler.

• Điều chỉnh trường nhìn.

• Phân tích phổ Doppler.

• B flow imaging.

Kiến thức thay đổi theo thời gian, những gì mà ngày hôm nay

được xem là đúng thì ngày mai có thể sai.

05/09/2017 3

ĐIỀU CHỈNH TRƯỜNG NHÌN

• Ưu điểm của đầu dò Linear là độ phân giải cao, điều này rất hữu ích khi ta khảo sát mạch máu ngọai vi (thường nằm nông). Thế nhưng nhược điểm của đầu dò này là trường nhìn bị hạn chế.

• Ưu điểm của đầu dò Convex là trường nhìn rộng, trong khi nhược điểm lại là độ phân giải thấp.

• Với tiến bộ kỹ thuật, đầu dò ngày nay có thể phát cùng lúc nhiều chùm tia theo các hướng khác nhau, do vậy người ta có thể mở rộng trường nhìn của đầu dò linear bằng chức năng Virtual Convex (convex ảo). Nhờ chức năng này, trường nhìn được mở rộng sang hai bên với một góc tối đa là 200 (hoặc 260, tùy máy) mỗi bên.

05/09/2017 4

Ngoài những chùm tia siêu âm phát và nhận vuông góc với mặt đầu dò,

máy còn phát và nhận những chùm tia siêu âm xiên qua trái và xiên

qua phải (độ xiên tùy khả năng của máy, có máy xiên 200, có máy xiên

260 – như hình trên).

05/09/2017 5

Không khảo sát được gốc của động mạch

đốt sống phải.

Khảo sát được gốc của động mạch đốt

sống phải.

• 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 vận tốc 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-EDV).

PHÂN TÍCH PHỔ DOPPLER

05/09/2017 9

05/09/2017 11

• Dòng chảy trở kháng thấp (low-resistance flow):

– ĐM cung cấp máu cho các cơ quan (trọng yếu) 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.

W. Schaberle. Ultrasonography in Vascular Diseases. 2005

05/09/2017 12

• Dòng chảy trở kháng cao (high-resistance flow):

– 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.

W. Schaberle. Ultrasonography in Vascular Diseases. 2005

05/09/2017 13

05/09/2017 14 W. Schaberle. Ultrasonography in Vascular Diseases. 2011

Dựa vào phương trình liên tục, ta suy ra rằng: khi diện tích

dòng chảy càng giảm thì vận tốc dòng chảy càng tăng.

05/09/2017 15

• Để hiểu được các dòng chảy ta cần phải phân biệt dòng chảy

lớp (laminar flow) và dòng chảy cuộn xoáy (turbulent

flow).

05/09/2017 16

Ở dòng chảy không bị hẹp, ta có dòng chảy lớp với vận tốc khá đồng đều. Điều

này khiến cho phổ Doppler có tần sô ́ 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)

05/09/2017 18

Ở dòng chảy bị hẹp nhẹ, ta có dòng chảy rối với vận tốc không đồng đều.

Điều này khiến cho phổ Doppler có tần sô ́ không đồng đều, tạo nên đường

viền phổ (spectral envelope) dày, làm giảm hình ảnh phổ “trống chân”

(giảm kích thước cửa sổ phổ).

05/09/2017 19

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 tần sô ́ 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.

05/09/2017 20

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 tần sô ́ 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.

05/09/2017 21

Khi đặt cửa sổ ngay sau chỗ hẹp nặng, ta đồng thời lấy được phổ Doppler có bờ

trên hình răng cưa biểu hiện của dòng chảy cuộn xoáy (turbulent) (các mũi

tên), đồng thời cũng xuất hiện dòng chảy ngược (mũi tên lớn) – bidirectional

flow.

05/09/2017 22

05/09/2017 23

Sơ đồ biểu diễn sự tiêu hao năng lượng của

dòng chảy khi đi qua một chỗ hẹp.

05/09/2017 24

Sơ đồ biểu diễn cho thấy vận tốc dòng chảy tăng lên khi đi qua chỗ hẹp.

Nhưng khi dòng chảy quá hẹp thì khi qua được chỗ hẹp, vận tốc sẽ nhanh

chóng giảm xuống vì tiêu hao quá nhiều năng lượng.

05/09/2017 25

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).

05/09/2017 26

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 cũng thấy khi dòng chảy bị hẹp nặng trên một đoạn dài. 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 – acceleration time) 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:

PHỔ TARDUS-PARVUS

05/09/2017 28

PHỔ TARDUS-PARVUS

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.Rumack et al. Diagnostic Ultrasound. 3rdEdition.2005

05/09/2017 29

Phổ bình thường ở ĐM gian thuỳ thận Phổ tardus-parvus ở ĐM gian thuỳ thận

05/09/2017 30

So sánh phổ ở ĐM cảnh chung, cảnh trong bình thường và

phổ tardus-parvus ở hạ lưu chỗ hẹp.

05/09/2017 31

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

cánh đầu.

Phổ bình thường ở ĐM cảnh chung (P) ?

05/09/2017 32

05/09/2017 33

• Ở siêu âm 2D, hồi âm của hồng cầu rất yếu, chỉ bằng 1/1000 hồi âm của thành mạch và các mô xung quanh. Chính vì vậy, lòng mạch thường có hồi âm trống, và ta thường không thấy được huyết động dòng chảy trên 2D, nhất là đối với động mạch.

• Ở dòng chảy chậm của tĩnh mạch đôi khi ta thấy hồi âm tiên phát của dòng chảy (spontaneous echo contrast) do các hồng cầu chuyển động tạo thành: lúc này ta nên tận dụng tối đa hiện tượng này trong chẩn đoán, nhất là trong chẩn đoán suy tĩnh mạch.

B MODE IMAGING

05/09/2017 36

B FLOW IMAGING • Color Doppler giúp ta thấy được, cũng như định hướng được dòng chảy. Tuy nhiên, qua phân

tích ở phần trên cho thấy nó có những nhược điểm của nó (lem màu, khuyết màu...).

• Các hãng máy cố gắng đi tìm một công cụ khác để bổ sung. Và họ đã phát triển B flow

imaging – tức có nghĩa là dòng chảy trên B mode – với hãng máy GE. Còn hãng Hitachi-

Aloka gọi nó là eFLOW.

• B flow dựa trên nguyên lý trừ tín hiệu (subtraction): Máy phát chùm tia và nhận tín hiệu B

mode, ngay sau đó 1 ms, máy lại phát và nhận tín hiệu B mode. Hai loạt tín hiệu này trừ cho

nhau, ta nhận được tín hiệu dòng chảy.

Karl-Heinz Deeg et al. Doppler Sonography in Infancy and Childhood.

Springer International Publishing Switzerland 2015

DSA- Digital Subtraction Angiography.

Un-subtracted Image Subtracted Image

After contrast Before contrast

Subtracted Image

MRI subtraction

B FLOW IMAGING

• Như vậy B-flow imaging không phải là siêu âm Doppler, do vậy nó không bị lem màu, khuyết màu cũng như vượt ngưỡng (aliasing).

• Nó cũng không phải là siêu âm có chích thuốc tương phản (enhanced US): siêu âm phải có chích thuốc cản âm vào đường tĩnh mạch.

• Nếu B-flow imaging đơn thuần (B-flow without background): ta chỉ thấy được dòng chảy.

• Nếu B-flow + B mode (B-flow with background) ta thấy được dòng chảy trên nền hình ảnh B mode.

B FLOW IMAGING

• B flow giúp nhận diện tốt dòng chảy trong các mô cũng như

trong lòng mạch.

• Để điều chỉnh độ nhạy ta chỉ cần tăng – giảm Sensitivity PRI.

• PRI = pulse repetition interval.

• Để nhận biết dòng chảy vận tốc thấp ta gia tăng PRI. Tuy

nhiên, nhược điểm của PRI cao là dễ bị xảo ảnh (bar artifacts).

• Do vậy, nhà sản xuất khuyến cáo ta chỉ gia tăng PRI khi cần

thiết. PRI thấp nhận diện tốt các dòng chảy nhanh (ví dụ dòng

chảy qua chỗ hẹp).

• Lợi ích lớn nhất của B-flow trong siêu âm mạch máu: đó là nó xác định ranh giới chính xác giữa dòng chảy và thành mạch, giúp cho ta có được kết quả đo độ hẹp chính xác hơn: nó tránh được hiện tượng lem màu hoặc khuyết màu trên Doppler màu.

05/09/2017 48

05/09/2017 49

Kết hợp Color Doppler và

B-flow imaging trong chẩn

đoán hẹp ĐM cảnh trong.

05/09/2017 50

• Vết loét trên mảng xơ vữa được nhận định chính xác mà

không cần làm siêu âm có chích thuốc tương phản hoặc chụp

mạch máu (angiography).

05/09/2017 52

• B-flow imaging giúp nhận diện tốt hơn tình trạng bóc tách

động mạch (arterial dissection).

05/09/2017 53

• B-flow imaging cũng giúp ta nhận diện chính xác hơn huyết

động của dòng chảy.

• Độ phân giải hình ảnh trên B-flow imaging được giữ nguyên

như siêu âm 2D, cho hình ảnh real-time về dòng chảy trông

giống như siêu âm có chích thuốc tương phản.

B FLOW COLOR

• Nhược điểm của B flow imaging là không định hướng được dòng

chảy.

• Người ta tạo ra một mode kết hợp giữa B flow và color Doppler,

đó chính là B flow color (BFC).

• B flow color cũng có hộp màu giống như color Doppler, nhờ nó mà

ta định hướng được dòng chảy. Người ta không dùng hai màu xanh-

đỏ mà dùng hai màu tím-hồng để quy ước hướng của dòng chảy.

• Đặc tính: B flow color lấy được ưu điểm của B flow đó là nhận biết

được dòng chảy vận tốc thật thấp mà không bị lem màu. Nhược

điểm của nó là rất dễ bị hiện tượng vượt ngưỡng (aliasing) so

với color Doppler.

• Do vậy, BFC chỉ nên ứng dụng khi siêu âm tĩnh mạch, tưới máu mô.

58

B flow color cũng có thể định hướng dòng chảy giống như Color Doppler, ít bị

hiện tượng lem màu hơn Color Doppler khi khảo sát dòng chảy tĩnh mạch.

So sánh spontaneous

contrast và color Doppler.

So sánh spontaneous

contrast và B flow color.

05/09/2017 65

B flow color rất dễ bị hiện tượng vượt ngưỡng khi dòng chảy có vận tốc cao, do

vậy không nên dùng để khảo sát các động mạch có vận tốc dòng chảy cao.

Như vậy, B-flow và B-flow color chỉ đơn thuần giúp ta nhận diện

dòng chảy chứ không định lượng (this is a purely visual,

nonquantitative method of showing blood flow).

Do vậy B-flow và B-flow color chỉ hỗ trợ cho siêu âm Doppler

chứ không thể thay thế cho siêu âm Doppler.

05/09/2017 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO

- John S. Pellerito et al. Introduction to Vascular Ultrasonography. 6th Edition, 2012.

- W. Schaberle. Ultrasonography in Vascular Diseases, 2nd Edition, Springer-Verlag Berlin

Heidelberg 2011.

- C. M. Rumack et al. Diagnostic Ultrasound, 4nd Edition, 2011.

- D. Eugene Strandness . Duplex Scanning in Vascular Disorders, 3rd Edition, 2002.

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

- Joseph F. Polak. Peripheral Vascular Sonography, 1992.

- Donald P. Ridway. Introduction to Vascular Scanning, 2004.

- Ali F. AbuRhama et al. Noninvasive Peripheral Arterial Diagnosis. 3rd Edition. 2013.

- M. A. Mansour et al. Vascular Diagnosis. 2005. Elservier

- K. Myers and A. Clough. Making Sense of Vascular Ultrasound, 2004.

- Paul L. Allan et al. Clinical Doppler Ultrasound, 2nd Edition, 2006.

- Carol Krebs et al. Doppler Color, 2001.

- Hofer. Teaching Manual of Color Duplex Sonography

- F.Cattin et al .Echo-Doppler des Arteres Carotides et Vertebrales, Doppler

Transcranien. 2001.

- Ph.Melki et al. Echo-Doppler Vasculaire et Visceral. 2001.

- Plainfosse. Echo-Doppler Couleur en Practique Viscerale & Peripherique.