Siêu âm trong phụ khoa và sản khoa: Các đặc tính cơ bản của máy siêu âm

Siêu âm trong phụ khoa và sản khoa: Các đặc tính cơ bản của máy siêu âm

Người dịch: BS Nguyễn Quang Trọng

GIỚI THIỆU

Việc khảo sát siêu âm đòi hỏi nhiều kỹ năng bao gồm kiến thức y khoa, kỹ thuật khéo léo và biết cách điều chỉnh những nút chức năng của máy siêu âm. Máy siêu âm ngày nay phức tạp và rất tiến bộ về công nghệ, khả năng hậu xử lý. Việc tối ưu hóa hình ảnh siêu âm phụ thuộc vào hiểu biết chức năng cơ bản của máy siêu âm. Chương này sẽ tập trung ôn lại những thành phần của máy và những yếu tố cơ bản của việc tối ưu hóa hình ảnh. Chương tiếp theo (chương 3) sẽ gới thiệu một số kỹ thuật siêu âm hữu ích.  

MÁY SIÊU ÂM

Kỹ thuật chế tạo máy siêu âm đã thay đổi mạnh mẽ sau một thập niên vừa qua cho phép thu nhỏ đáng kể kích thước của máy siêu âm. Sự đa dạng của máy siêu âm ngày nay bao gồm những máy có thể nằm gọn trong lòng bàn tay, cho đến những máy kỹ thuật cao có thể thực hiện được những nghiên cứu siêu âm tinh vi. Điều quan trọng cần lưu ý là trước khi sử dụng máy siêu âm, bạn phải có hiểu biết của người sẽ sử dụng thiết bị cho mục đích y khoa nào mà nó được hướng đến để sử dụng, thiết bị sẽ được sử dụng trong môi trường nào, và nó sẽ được bảo trì sửa chữa ra sao. Trả lời cho những câu hỏi quan trọng này sẽ giúp chúng ta chọn được máy siêu âm phù hợp.  Ví dụ như, máy siêu âm dành cho nơi có nguồn điện không ổn định sẽ có các đặc tính như xách tay, cứng cáp, và có thể dùng pin để phù hợp với nguồn điện dao động. Hơn nữa, những máy này được thiết kế sao cho dễ dàng vận chuyển cho sửa chữa và bảo trì.  

Đầu dò siêu âm

Đầu dò siêu âm bao gồm đầu dò, dây đầu dò và ổ kết nối, giúp kết nối đầu dò với máy siêu âm.

Đầu dò có một mặt tiếp xúc (footprint) (Hình 2.1) nơi sóng âm được phát ra và trở về đầu dò. Mặt tiếp xúc này cần phải tiếp xúc tốt với cơ thể để cho sóng âm dễ dàng lan truyền. Chất gel được bôi trên bề mặt da/niêm mạc của cơ thể cho sóng âm dễ lan truyền, sóng âm không lan truyền tốt trong không khí. Mỗi đầu dò cũng có một đánh dấu đầu dò (probe marker) nằm ở một phía của đầu dò nhằm giúp ta định hướng (Figure 2.2). Đánh dấu đầu dò có thể là một khuyết, một chấm, hoặc một bóng đèn phát sáng ở một bên đầu dò. Dùng đánh dấu đầu dò trong việc cầm đầu dò và định hướng sẽ được thảo luận kỹ trong chương kế tiếp (Chương 3). 

Hình 2.1:  Mặt tiếp xúc của đầu dò cong khảo sát qua thành bụng. Mặt tiếp xúc là nơi sóng âm đi và  về đầu dò

Hình 2.2:  Đánh dấu đầu dò trên đầu dò cong khảo sát qua thành bụng. Đánh dấu đầu dò giúp ta cầm và định hướng (được thảo luận trong chương 3)

Đầu dò được chế tạo theo hình dáng, kích thước và tần số và phù hợp với các áp dụng lâm sàng chuyên biệt. Nhìn chung, đầu dò cho tim có mặt tiếp xúc nhỏ. Đầu dò cho mạch máu có tần số cao và mặt tiếp xúc phẳng, đầu dò cho sản phụ và vùng bụng có mặt tiếp xúc cong để phù hợp với vùng khảo sát (Hình 2.3). 

 

Hình 2.3: Đầu dò qua ngã bụng dùng trong sản khoa. Lưu ý mặt tiếp xúc cong, giúp dễ tiếp xúc với thành bụng.   

Đầu dò phẳng (linear transducer) tạo ra chùm sóng âm đi song song, cho ra hình ảnh siêu âm có hình chữ nhật. Chiều rộng của hình và số đường khảo sát là đồng nhất qua tất cả các mô (Hình 2.4). Đầu dò này cho độ phân giải tốt ở vùng gần (phần nông). Đầu dò phẳng không dùng tốt cho các phần cong của cơ thể vì khí bị chen giữa da và đầu dò (Hình 2.5).

 

Hình 2.4: Lát cắt ngang ngực thai nhi quý II.

Hình 2.5: Đầu dò phẳng khảo sát thai cuối quý II. Lưu ý khoảng trống giữa đầu dò và bụng thai phụ (các mũi tên trắng). Điều này có thể khắc phục bằng cách ép nhẹ đầu dò lên vùng bụng cần khảo sát.

 Lưu ý khung hình chữ nhật và có độ phân giải vùng gần tốt.  

 

Đầu dò rẽ quạt (sector transducer) tạo hình ảnh hình rẽ quạt, hẹp ở vùng gần, rộng ở vùng xa với độ xuyên thấu sâu hơn. Đầu dò rẽ quạt hữu ích khi khảo sát các vị trí giải phẫu nhỏ, như giữa các xương sườn vì nó nằm gọn trong khoảng liên sườn, hoặc siêu âm xuyên thóp ở trẻ sơ sinh (Hình 2.6). Nhược điểm của đầu dò rẽ quạt là độ phân giải kém ở vùng gần và có phần khó thao tác. 

 

Figure 2.6:  Đầo dò rẽ quạt; lưu ý mặt tiếp xúc nhỏ, giúp khảo sát những vị trí giải phẫu nhỏ như khoảng liên sườn, vùng thóp trẻ sơ sinh. 

Đầu dò cong (curvilinear transducer) lý tưởng cho khảo sát vùng bụng do bề mặt cong của thành bụng (Hình 2.3). Tần số đầu dò nằm trong khoảng 2 đến 7 MHz. Mật độ các đường khảo sát giảm dần theo độ sâu khảo sát, hình được tạo thành là một hình cong (curvilinear image), cho phép có một trường nhìn rộng (Hình 2.7). 

 

Figure 2.7:  Hình siêu âm đầu thai nhi sử dụng đầu dò cong. Lưu ý hình có dáng cong (các mũi tên) và có trường nhìn rộng.  

Đầu dò qua ngã âm đạo (transvaginal transducer), giống như các đầu dò nội khoang (endocavitary transducer) khác, có mặt tiếp xúc nhỏ và tần số đầu dò điển hình nằm trong khoảng 5-12 MHz (Hình 2.8). Chúng được thiết kế cho những khoang nhỏ khớp với mặt tiếp xúc ở chóp của đầu dò (qua ngã âm đạo) hoặc ở mặt lưng của đầu dò (qua ngã hậu môn). Khi thực hiện siêu âm qua ngã âm đạo, một bao cao su sạch, hoặc một ngón của găng tay phẫu thuật, cần được dùng để bao đầu dò. Gel siêu âm cần được bôi ở bên trong và bên ngoài của lớp cao su bảo vệ để sóng âm dễ dàng lan truyền.  

 

Hình 2.8:  Phần đầu của đầu dò qua ngã âm đạo; lưu ý mặt tiếp xúc nhỏ tại đỉnh của đầu dò.   

Quy trình vệ sinh đầu dò cần được tôn trọng triệt để  nhằm giảm nguy cơ lây nhiễm. Cả đầu dò qua ngã bụng và đầu dò qua ngã âm đạo cần được chùi sạch giữa các lần khảo sát và việc khử trùng đầu dò âm đạo cần được thực hiện theo hướng dẫn quốc gia hoặc hướng dẫn của nhà sản xuất (1). 

Điều khiển máy siêu âm

Máy siêu âm có nhiều kiểu dáng và tính năng. Những tính năng được vận hành hoặc từ bàn điều khiển của máy siêu âm, một màn hình chạm, hoặc cả phối hợp cả hai  (Hình 2.9). Những điều khiển cơ bản mà bạn cần phải hiểu rõ đó là: 

 

Hình 2.9:  Máy siêu âm cho thấy có nhiều nút điều khiển. Hầu hết máy siêu âm có một bàn phím và một banh lăn (trackball) trên bàn điều khiển.  

Điều khiển công suất: Điều chỉnh hiệu điện thế dòng điện đến các tinh thể áp điện. Sự gia tăng công suất làm gia tăng cường độ của sóng âm phát ra và trở về đầu dò, và như thế gia tăng tỷ số tín hiệu/sóng âm phát ra. Sự gia tăng công suất làm gia tăng năng lượng truyền đến bệnh nhân.  Như thế, tốt nhất là ta vận hành với công suất nhỏ nhất có thể cho loại khảo sát mà ta cần tiến hành. Sử dụng đầu dò tần số thấp hơn có thể giúp khảo sát sâu hơn đồng thời giảm công suất sử dụng. 

Độ sâu: Nút điều chỉnh độ sâu (depth) cho phép bạn tăng hoặc giảm độ sâu khảo sát. Điều quan trọng là bạn phải luôn luôn phóng to vùng cần khảo sát đồng thời giảm độ sâu khảo sát đến mức có thể, sao cho cấu trúc cần khảo sát to và rõ. Hình 2.10 A và B chỉ cho thấy tầm quan trọng của việc điều chỉnh độ sâu trong siêu âm sản khoa. 

Gain: Nút gain điều chỉnh độ sáng tối của màn hình bằng cách khuếch đại độ mạnh của sóng âm trở về. Độ sáng chung của hình có thể điều chỉnh tăng hoặc giảm bằng cách vặn nút gain theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ. Hình 2.11 A và B cho thấy một hình ảnh siêu âm với hai mức gain khác nhau.

 

Hình 2.10 A và B:  Hình A và B thể hiện lát cắt ngang đầu thai nhi, lát cắt đo đường kính lưỡng đỉnh. Hình A, độ sâu (mũi tên đôi trắng) gia tăng, kết quả là đầu thai nhi thấy nhỏ, những chi tiết giải phẫu khó nhìn.  Hình B, độ sâu giảm, cho phép đầu lớn hơn và như thế giúp nhìn chi tiết giải phẫu tốt hơn. 

 

Hình 2.11 A và B:  Hình A và B thể hiện lát cắt ngang đầu thai nhi, lát cắt qua tiểu não. Hình A, gain quá thấp và hình B, gain đủ. Lưu ý ta thấy rõ chi tiết não thai nhi với gain cao hơn ở hình (B). Việc điều chỉnh gain ở mức độ tối  ưu cần phải có kinh nghiệm. 

Bù gain theo thời gian (TGC): TGC cho phép điều chỉnh độ sáng tại một độ sâu cụ thể. Những nút phía trên điều chỉnh tăng – giảm độ sáng vùng nông, những nút phía dưới điều chỉnh tăng – giảm độ sáng vùng sâu. Hình 2.12 chỉ vị trí điều chỉnh TGC trên bàn điều khiển của một máy siêu âm. Quy luật chung, trong siêu âm bụng, các nút ở nửa trên cần chỉnh lệch nhẹ về bên trái so với các nút ở nửa dưới (bằng cách này, mắt của người làm siêu âm có thể thấy rõ  phần sâu của trường nhìn). Quy luật sẽ đảo ngược với đầu dò qua ngã âm đạo, vì vùng cần khảo sát thường nằm nông.  

 

Hình 2.12:  Bù gain theo thời gian (TGC) trên bàn điều khiển máy siêu âm. Những nút phía trên (upper field) và phía dưới (lower field) điều chỉnh độ sáng theo thứ tự. Nút chung (overall)  giúp chỉnh sáng – tối toàn màn hình.  

Vùng tập trung: Vùng tập trung luôn luôn phải được đặt tại độ sâu của vùng cần khảo sát để chắc chắn có được độ phân giải bên tốt nhất. Nhiều vùng tập trung có thể được chọn để có được độ phân giải bên tối đa; tuy nhiên điều này sẽ làm giảm tốc độ khung hình, và đây là điều không mong muốn khi khảo sát các cấu trúc đang chuyển động như thai nhi hoặc tim thai.   

Nút dừng hình: Nút này cho phép hình dừng lại (đóng băng) trên màn hình. Trong lúc hình dừng lại ta có thể đo đạc, ghi chú tên cấu trúc lên màn hình trước khi lưu hình. Hơn thế, chức năng “cineloop” (lăn ngược banh lăn – trackball - để xem lại những hình siêu âm ngay trước đó) là một tùy chọn, mà có sẵn trên hầu hết máy siêu âm. Đây là một chức năng rất quan trọng trong siêu âm sản khoa, vì nó trợ giúp trong việc bắt giữ những khung hình trong suốt quá trình chuyển động của thai nhi, như việc đo đạc các xương dài.

Banh lăn (trackball): Banh lăn được dùng để chuyển động những vật thể trên màn hình và cho chuyển động ngược banh lăn trong mode dừng màn hình. Nó có nhiều chức năng như dịch chuyển thước đo, ghi chú trên màn hình, dịch chuyển vùng phóng đại hoặc dịch chuyển hộp màu tới vị trí mong muốn. 

Phóng to (zoom): Một số máy siêu âm có chức năng này, nó cho phép phóng to một vùng cần khảo sát lên màn hình theo thời gian thực (real time). Banh lăn được dùng kết hợp với nút này để chọn vùng cần phóng to. 

Mode 2D: Nhấn nút 2D khi làm siêu âm B-mode truyền thống. Đây là mode sáng –tối. Trong mode này, hình ảnh thể hiện trên thang độ xám bao gồm những điểm ảnh (pixel) sắp xếp cạnh nhau theo kiểu rẽ quạt hoặc song song với nhiều sắc độ xám, thể hiện cường độ của tín hiệu hồi âm (Hình 2.13). Khi ngưởi làm siêu âm nhấn nút này, hình ảnh 2D truyền thống sẽ được kích hoạt. Nút này cũng được dùng để quay trở lại mode 2D từ mode Doppler màu và/hoặc Doppler xung. 

 

Hình 2.13:  Hình siêu âm 2D ngực thai nhi, lát cắt ngang 4 buồng tim. Lưu ý nhiều mức độ xám với xương sườn sáng nhất (hồi âm dày) nằm sau phổi và tim (ribs). Nước ối (AF) hồi âm trống (anechoic) phản ánh cường độ yếu của sóng hồi âm.   

M-Mode: Nút M kích hoạt chức năng M-Mode của máy siêu âm. M-Mode có nghĩa là mode chuyển động và trong chức năng này một đường M-Mode xuất hiện ở phần trên của hình với MMode thể hiện ở phần dưới của hình (Hình 2.14). Hình M-Mode thể hiện tương ứng với cấu trúc giải phẫu mà tia M-Mode cắt qua. M-Mode được dùng chủ yếu để đánh giá chuyển động, như hoạt động của tim thai giai đoạn sớm (Hình 2.15).  

Hình 2.14:  Đường M-Mode (đường chấm) cắt ngang qua tim thai (dầu ngoặc nhỏ) ở phần trên của hình. Lưu ý M-Mode thể hiện (dấu ngoặc lớn) ở phần dưới  chỉ hoạt động của tim.  

 

Hình 2.15:  Hình M-Mode quý I ghi nhận hoạt động của tim thai. Những vết phản chiếu trên M-Mode (các hoa thị) thể hiện hoạt động tim thai. Thước đo đo tần số tim thai (Fetal Heart Rate - FHR) là 144 lần trên phút (beats per minute - bpm).   

Mode Dopper màu: Nút CF kích hoạt mode Doppler màu, lúc này ta thấy xuất hiện thêm một hộp màu chồng lên hình 2D theo thời gian thực (real-time). Người làm siêu âm có thể điều chỉnh kích thước và vị trí của hộp màu trên hình 2D. Doppler màu giúp phát hiện dòng chảy trong mô và màu của dòng chảy được mã hóa dựa vào hướng chảy của nó. Theo quy ước, dòng chảy hướng về đầu dò được mã hóa màu đỏ, chạy xa đầu dò mã hóa màu xanh. Người làm siêu âm cũng có thể điều chỉnh thang vận tốc (velocity scale, PRF- pulse repetition frequency) và độ lọc thành (wall filter). Những thông số này đóng vai trò quan trọng trong đánh giá giường mạch máu. Lưu ý rằng dòng chảy màu tuân thủ nguyên tắc Doppler và vì thế nếu chùm tia siêu âm đi vuông góc với dòng chảy, thông tin Doppler màu sẽ không thể hiện trên màn hình (xem chi tiết trong chương 1). Máy siêu âm thế hệ mới cố gắng khắc phục nhược điểm này bằng cách bổ sung thêm các mode mới như Doppler năng lượng (Power Doppler) phản ánh chủ yếu biên độ sóng âm và Dòng chảy trên B-Mode (B-flow) (đừng lầm với B-Mode), hai mode này không phụ thuộc góc Doppler.    

Mode Doppler xung hoặc Dopper phổ (Pulsed Wave or Spectral Doppler) nút PW kích hoạt mode Doppler xung. Trong mode này, một tia Dopper xung kèm một cửa sổ Doppler (gate) xuất hiện ở nửa trên của màn hình (Hình 2.16). Cửa sổ Doppler có thể được dịch chuyển bởi người làm siêu âm và được đặt trong lòng mạch nhờ hình ảnh Doppler màu. Mode này thường được kích hoạt sau khi mode Doppler màu xác định dòng chảy. Doppler xung cho những thông tin định lượng về mạch máu như tỷ lệ Tâm thu/Tâm trương (P/S ratio) của động mạch rốn (Hình 2.17). Dòng chảy hướng về đầu dò thể hiện trên đường nền và chạy xa đầu dò thể hiện dưới đường nền. Người làm siêu âm có thể đảo ngược phổ Doppler để nó thể hiện trên đường nền (Hình 2.16). Xem chi tiết trong chương 1. 

Hình 2.16: Doppler xung động mạch rốn. Lưu ý cửa sổ Doppler (gate) được đặt trong động mạch rốn như thấy trong nửa trên hình và phổ Doppler thể hiện ở nửa dưới của hình. Phổ Doppler được đảo ngược để thể hiện trên đường nền.
 

Hình 2.17:  Doppler xung động mạch rốn tại chỗ cắm vào thành bụng. Phổ Doppler có màu xanh. S là vận tốc đỉnh tâm thu, D là vận tốc cuối tâm trương. Lưu ý các chỉ số Doppler trên góc phải của màn hình (vàng). Chi tiết hơn, xin đọc chương 1.  

Đo đạc: Chức năng đo đạc được kích hoạt khi nhấn nút Measure hoặc Cal (Calculation) trên bàn điều khiển. Chức năng này cho phép người làm siêu âm đo đạc với những định dạng khác nhau, những cấu trúc khác nhau trên màn hình. Khi nhấn nút này, một thước đo xuất hiện trên màn hình. Sử dụng banh lăn (trackball) để di chuyển thước đo đến vị trí mong muốn và nhấn chọn (set). Một khi đã nhấn chọn, một thước đo thứ hai xuất hiện, và ta có thể tiếp tục đo đạc. Những biểu đồ, dữ liệu cài đặt trong máy cho phép ta xác định tuổi thai và ước tính cân nặng thai nhi sau khi đo đạc những thông số cần thiết.

BẮT ĐẦU MỘT KHẢO SÁT

Trước khi tiến hành siêu âm, điều quan trọng cần phải chắc chắn rằng những thông tin thiết yếu về bệnh nhân phải được nhập vào máy siêu âm để có thể lưu hình vào ổ cứng của máy siêu âm, tính toán chính xác tuổi thai và in hình siêu âm cho mục đích làm bằng chứng. Những thông tin tối thiểu cần phải được nhập vào bao gồm tên bệnh nhân, ngày tháng năm sinh và ngày đầu của kỳ kinh cuối. Trên nhiều máy siêu âm, có nút “Patient hoặc Start” giúp bạn điền những thông tin này (Hình 2.18). Nếu bạn không nhập những thông tin này hoặc không có tên bệnh nhân; phần lớn máy siêu âm không cho phép bạn in hoặc lưu hình từ khảo sát của bạn. 

 

Hình 2.18:  Bàn điều khiển của một máy siêu âm có nút “Patient” (vòng trắng), giúp bạn điền thông tin trên màn hình (không hiển thị ở đây) nơi thông tin của bệnh nhân được nhập vào trước khi tiến hành siêu âm.

Khi bệnh nhân tái khám siêu âm, máy siêu âm hiện đại cho phép bạn tự động lấy lại thông tin của bệnh nhân mà không cần nhập dữ liệu trở lại. 

BẰNG CHỨNG KHẢO SÁT

Báo cáo siêu âm được làm sau mỗi khảo sát. Chương 15 cho biết chi tiết những thông số trong báo cáo siêu âm sản – phụ khoa. Điều quan trọng cần biết là hình ảnh bằng chứng là một phần quan trọng của khảo sát và báo cáo siêu âm. Hình ảnh có thể được in trên giấy hoặc lưu bằng kỹ thuật số trên máy siêu âm. Nhiều máy siêu âm có nút in hình siêu âm, cho phép in trên giấy nhiệt hoặc lưu kỹ thuật số chuẩn DICOM trong ổ cứng của máy siêu âm. Người làm siêu âm cũng có thể lưu hình trên ổ cứng ngoài hoặc lưu vào USB. Đây là một chức năng quan trọng cho giáo dục và tư vấn. Thường sẽ có những nút chức năng cho việc in giấy nhiệt, lưu ổ cứng, lưu vào USB. Sao lưu dữ liệu thường xuyên các báo cáo siêu âm, bao gồm hình ảnh siêu âm theo quy định quốc gia.   

Tài liệu tham khảo:

1) American Institute of Ultrasound in Medicine (AIUM) Guidelines for Cleaning and Preparing Endocavitary Ultrasound Transducers Between Patients (Approved 6/4/2003) – http://www.aium.org/officialStatements/27

 

Nguồn: “Siêu âm trong phụ khoa và sản khoa: một cách tiếp cận thực tế”

Tác giả : Rabih Chaoui, MDPhilippe Jeanty, MD Dario Paladini, MD