Tổng số lượt xem trang

Thứ Ba, ngày 26 tháng 8 năm 2014

New Approaches for Transcanial Ultrasound Used for the Treatment of Brain Tumors and Targeted Drug Delivery.

New Approaches for Transcanial Ultrasound Used for the Treatment of Brain Tumors and Targeted Drug Delivery

By Medimaging International staff writers
Posted on 17 Aug 2014




Image: Ultrasound image of the Circle of Willis (Photo courtesy of the Swedish Cerebrovascular Center, Seattle, WA, USA).



Image: Doppler ultrasound waveform of flow velocities in the middle cerebral artery (Photo courtesy of the Swedish Cerebrovascular Center, Seattle, WA, USA).
A study completed by a Finnish researcher provides new insights into the limitations and potential new directions for the future advancement of transcranial ultrasound therapy. Active research is ongoing in this field, which potentially can be applied to the treatment of brain tumors and targeted drug delivery.

The therapy modality has already been effectively applied to the treatment of neuropathic pain disorder and essential tremors. The benefits of transcranial ultrasound therapy include minimal invasiveness, because the treatment is delivered to the brain by transmitting ultrasound through the intact skull of the patient. The study focuses on two issues that may potentially restrict the applicability of transcranial ultrasound: skull-base heating and formation of standing-waves.

As the ultrasound beam encounters the skull bone, part of the beam’s energy is transferred into the skull as heat. In the study, it was found that the heating of the skull-base during transcranial ultrasound therapy can result in hazardous temperature elevations when the sonications are performed close to the skull-base. Three new approaches were developed in this study to counteract this potentially hazardous phenomenon.

However, standing waves are formed in the ultrasound field when waves reflect from the surface of the skull bone. During transcranial ultrasound therapy, the ultrasound amplitude can reach higher levels than intended if these reflections are not taken into account during the initial treatment planning. The study, a project that came out of a PhD thesis by Aki Pulkkinen, MSc, from the University of Eastern Finland (Joensuu), revealed that the formation of standing waves is greatly reduced when specifically designed large-area ultrasound transducers are used.

The study also introduces a model to numerically simulate clinical patient treatments performed with transcranial ultrasound therapy. The predictions produced by the model were compared to observations done in clinical patient trials performed earlier. The predictions were found to be of sufficient accuracy for an initial treatment planning. However, more accurate characterization of the acoustical and thermal parameters involved in transcranial ultrasound therapy is nonetheless required.

The Ph.D. thesis by Aki Pulkkinen, MSc, entitled Simulation Methods in Transcranial Ultrasound Therapy, is available online (please see Related Links below).

Thứ Tư, ngày 20 tháng 8 năm 2014

Siêu âm đàn hồi ARFI và siêu âm thường quy chẩn đoán phân biệt tổn thương đặc ở phổi (ARFI and Conventional US for Pulmonary Consolidation)





Siêu âm đàn hồi ARFI và siêu âm thường quy chẩn đoán phân biệt tổn thương đặc ở phổi

Bs Lê Thanh Liêm, Bs Nguyễn Thiện Hùng, Bs Phan Thanh Hải
Trung Tâm Y Khoa Medic, TP. Hồ Chí Minh, Việt Nam

Tóm tắt
Mục đích
Sử dụng kỹ thuật tạo hình xung lực bức xạ âm (ARFI - Acoustic Radiation Force Impulse Imaging) để khảo sát các tổn thương đặc phổi ở ngoại vi, kết hợp với siêu âm B-mode và Doppler để đánh giá khả năng của kỹ thuật ARFI trong chẩn đoán phân biệt các tổn thương này.
Đối tượng và phương pháp
Tổng cộng có 28 bệnh nhân tại Trung tâm Y khoa Medic từ tháng 10 năm 2008 đến tháng 12 năm 2012, trong đó có 21 bệnh nhân nam, tuổi từ 18 đến 79. 16 trường hợp viêm phổi thùy (57,1%), 6 trường hợp xẹp phổi (21,4%), 4 trường hợp ung thư phế quản (14,2%), 2 trường hợp lymphoma di căn phổi (7,1%). 6 trường hợp được làm siêu âm đàn hồi ARFI, bao gồm 3 trường hợp viêm phổi thùy và 3 trường hợp xẹp phổi. Mỗi trường hợp được đo ARFI (VTQ) 5 lần. Tất cả các trường hợp đã được chụp X-Quang phổi, xét nghiệm. Chụp cắt lớp vi tính đã được sử dụng trong các trường hợp chẩn đoán không rõ ràng (10 trường hợp, 35,7%). Phần mềm thống kê Medcalc được sử dụng để so sánh giá trị ARFI (V = m / giây) giữa hai nhóm.
Kết quả
16 trường hợp viêm phổi thùy, 9 trường hợp ở thùy dưới của phổi (87,5%), có hình tam giác (94%), bờ đều (68,7%), đồng phản âm với mô gan (25%), có khí ảnh nội phế quản (94%), có hình ảnh cây mạch máu (56%), phổ 3 pha kháng lực cao trên siêu âm Doppler (7/9 trường hợp). 6 trường hợp xẹp phổi, thường có hình tam giác (100%), bờ đều (83,3%), tăng âm (100%), cây mạch máu (2/6 trường hợp), phổ Doppler 3 pha kháng lực cao (2/2 ca), khí ảnh nội phế quản (50%). 4 trường hợp ung thư phế quản, thường có hình bầu dục (75%), bờ không đều (75%), giảm âm (100%), không có khí ảnh nội phế quản, có mạch máu đơn lẻ (4/4 trường hợp), phổ 1 pha kháng lực thấp (3/4 trường hợp). Lymphoma có hình tròn hay oval, phản âm kém giống nang và mạch máu đơn lẻ, không có khí ảnh nội phế quản. Vận tốc sóng biến dạng của viêm phổi thùy từ 2,06 đến 4,02 m/giây (trung bình=3,11 ± 0,99 m/giây) và của xẹp phổi từ 0,94 đến 1,93 m/giây (trung bình=1,52 ± 0,46 m/giây). Có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa hai nhóm với t = 2,896 (p = 0.034). Vận tốc sóng biến dạng của viêm phổi thùy cao hơn (cứng hơn)  vận tốc sóng biến dạng của xẹp phổi.
Kết luận
Đây là một nghiên cứu sơ bộ về siêu âm đàn hồi ARFI trong chẩn đoán phân biệt tổn thương đặc phổi ở ngoại vi, kết hợp với siêu âm B-mode và Doppler. Kết quả ban đầu cho thấy vận tốc sóng biến dạng ARFI của viêm phổi thùy cao hơn (cứng hơn)  vận tốc sóng biến dạng của xẹp phổi.
  Trong tương lai, cần nghiên cứu với số lượng lớn để xác nhận khả năng của kỹ thuật này và ứng dụng trong thực hành lâm sàng.

Tổng quan
Siêu âm phổi đã được biết đến từ lâu và có nhiều nghiên cứu và sách giáo khoa trên thế giới. Tuy nhiên, trong thực tế siêu âm ít được sử dụng trong chẩn đoán bệnh lý phổi, ngoại trừ chẩn đoán dịch màng phổi.
Viêm phổi thùy, xẹp phổi và u phổi là 3 bệnh lý ở phổi thường gặp và biểu hiện trên X-Quang là đám mờ với nét đặc trưng riêng, tuy nhiên nhiều trường hợp không thể phân biệt được rõ ràng. Trong trường hợp xẹp thùy phổi do tràn dịch màng phổi, X-Quang khó phát hiện do chồng lấp với hình mờ của dịch.
Siêu âm phổi chỉ thấy tổn thương ngoại vi phổi, nhưng khi thấy thì cung cấp rất nhiều thông tin về đặc điểm của tổn thương và có khi chấn đoán chính xác bản chất tổn thương. Trong viêm phổi thùy đã điều trị khỏi, hình ảnh tổn thương  phổi trên siêu âm mất đi trước khi mất trên X Quang.
Siêu âm Doppler màu cung cấp hình ảnh phân bố mạch máu trong tổn thương, Doppler phổ giúp phân biệt nguồn gốc mạch máu. Theo đó, phổ 3 pha kháng lực cao là đặc trưng của động mạch phổi và phổ 1 pha kháng lực trung bình là đặc trưng của động mạch phế quản trung tâm.
Siêu âm đàn hồi là kỹ thuật mới, quan sát tổn thương theo chiều kích mới, đó là dựa vào độ cứng của tổn thương. Chúng tôi chưa tìm thấy báo cáo nghiên cứu nào trước đây về siêu âm đàn hồi chẩn đoán tổn thương đặc ở phổi.
Kỹ thuật tạo hình xung lực bức xạ âm (Acoustic Radiation Force Impulse Imaging – ARFI) trên máy Siemen Acuson S2000 là kỹ thuật dùng chùm sóng âm tập trung tác động vào vùng quan tâm (region of interest - ROI) gây sự dời chỗ mô. Sự dời chỗ sinh ra sóng biến dạng là sóng ngang. Kỹ thuật này gồm hai phần: Một là bản đồ đàn hồi (VTI-Virtual Touch Tissue Imaging), ghi lại sự dời chỗ mô, với quy luật vật lý là mô càng cứng thì sự dời chỗ càng ít và được mã hóa thành màu đen. Hai là định lượng vận tốc sóng biến dạng (VTQ-Virtual Touch Tissue Quantification) với quy luật vật lý là mô càng cứng thì tốc độ truyền sóng càng cao (hình 8).

Mục đích
Sử dụng kỹ thuật ARFI khảo sát các tổn thương đặc phổi ngoại vi, kết hợp với siêu âm B-mode và Doppler để đánh giá khả năng của kỹ thuật ARFI trong chẩn đoán phân biệt các tổn thương này.

Phương pháp và đối tượng
Tổng số 28 bệnh nhân tại Trung tâm Y khoa Medic từ tháng 10 năm 2008 đến tháng 12 năm 2012, tuổi từ 18 đến 79, có 16 trường hợp viêm phổi thùy (57,1%), 6 trường hợp xẹp phổi (21,4%), 4 trường hợp ung thư phế quản (14,2%), 2 trường hợp lymphoma di căn phổi (7,1%).
6 trường hợp được làm siêu âm đàn hồi ARFI, bao gồm 3 trường hợp viêm phổi thùy và 3 trường hợp xẹp phổi. Mỗi trường hợp được đo ARFI (VTQ) 5 lần. Sử dụng phần mềm thống kê Medcalc để so sánh giá trị ARFI (V=m/giây) giữa hai nhóm.
Tất cả các trường hợp đã được chụp X-Quang phổi, xét nghiệm máu và siêu âm bằng đầu dò cong 3,5 MHz hoặc đầu dò thẳng 7,5 MHz trên nhiều loại máy siêu âm (Siemens, Aloka, Medison,…). Chụp cắt lớp vi tính dùng trong các trường hợp chẩn đoán không rõ ràng (10 trường hợp, 35.7%).

Kết quả
16 trường hợp viêm phổi thùy, thường ở thùy dưới của phổi (87,5%), hình tam giác (94%), bờ đều (68,7%), đồng phản âm với mô gan (25%), có khí ảnh nội phế quản (air bronchogram) (94%), có hình ảnh cây mạch máu (9 trường hợp, 56%), phổ 3 pha kháng lực cao trên siêu âm Doppler (7/9 trường hợp, 77,8%) (hình 1, hình 2).

6 trường hợp xẹp phổi, thường có hình tam giác (100%), bờ đều (83,3%), tăng âm (100%), cây mạch máu (2/6 trường hợp), phổ Doppler 3 pha kháng lực cao (2/2 trường hợp), khí ảnh nội phế quản (50%) (hình 3, hình 8).
    
4 trường hợp ung thư phế quản, thường hình bầu dục (75%), bờ không đều (75%), giảm âm (100%), không khí ảnh nội phế quản, có mạch máu đơn lẻ (4 trường hợp, 100%), phổ 1 pha kháng lực thấp (3/4 trường hợp, 75%) (Hình 4, Hình 5).


    


               
Lymphoma có hình tròn hay oval, phản âm kém giống và mạch máu đơn lẻ, không có khí ảnh nội phế quản (Hình 6).


          
Vận tốc sóng biến dạng của viêm phổi thùy từ 2,06 đến 4,02 m/giây (trung bình=3,11 ± 0,99 m/giây), và của xẹp phổi từ 0,94 đến 1,93 m/giây (trung bình=1,52 ± 0,46 m/giây). Có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa hai nhóm với t = 2,896 (p = 0,034) (hình 7, hình 8).

Kết luận
Đây là một nghiên cứu sơ bộ về siêu âm đàn hồi ARFI trong chẩn đoán phân biệt tổn thương đặc phổi ở ngoại vi, kết hợp với siêu âm B-mode và Doppler. Kết quả ban đầu cho thấy vận tốc sóng biến dạng ARFI của viêm phổi thùy cao hơn (cứng hơn) vận tốc sóng biến dạng của xẹp phổi.


Trong tương lai, cần nghiên cứu với số lượng lớn để xác nhận khả năng của kỹ thuật này và ứng dụng trong thực hành lâm sàng.

Tài liệu tham khảo
1.     Roee Lazebnik S., MD Ph.D.,Tissue Strain Analytics - Virtual Touch Tissue Imaging and Quantification, Siemens ACUSON S2000 Utrasound System, Siemens Medical Solutions, USA, Inc, Mountain View, CA USA, 2008.’
2.     Color Doppler Sonographic Mapping of Pulmonary Lesions, Evidence of Dual Arterial Supply by Spectral Analysis, Christian Görg, MD, Ulf Seifart, MD, Konrad Görg, MD and Gerhard Zugmaier, MD Medizinische Universitätsklinik, Marburg, Germany.
3.     HEPATIZATION OF A LUNG LOBE AS A CAUSE OF PERSISTENT COUGH, Ali Emad MD, Shiraz University of Medical Sciences, Shiraz, Iran.
4.     Real-time lung ultrasound for the diagnosis of alveolar consolidation and interstitial syndrome in the emergency department. Volpicelli, Giovanni; Silva, Fernando; Radeos, Michael. European Journal of Emergency Medicine: April 2010 - Volume 17 - Issue 2 - pp 63-72.