Tổng số lượt xem trang

Chủ Nhật, 13 tháng 2, 2011

DOPPLER TĨNH MẠCH CỬA

Trích từ Doppler US of the Liver Made Simple, Dean Alexander McNaughton,  Monzer M. Abu-Yousef, Radiographics 2011.

Dạng sóng của tĩnh mạch cửa phức tạp sau động mạch gan và trước các tĩnh mạch trên gan. Để hiểu kiểu dòng chảy tĩnh mạch cửa cần chấp nhận 2 điểm như sau. Thứ nhất, dòng chảy bình thường luôn hướng về trước (antegrade), tức là hướng đến đầu dò và có dạng sóng trên đường gốc (baseline). Thứ hai, phổ đập của các tĩnh mạch trên gan lan truyền một phần đến tĩnh mạch cửa qua các xoang gan nhằm giúp thấy được biến đổi hoạt động tim ở dạng sóng tĩnh mạch cửa. Nên luôn nhớ rằng tốc độ lưu lượng tĩnh mạch cửa tương đối chậm (16-40cm/s) khi so sánh với động mạch gan chạy cạnh bên.

Dạng sóng bình thường của tĩnh mạch cửa (H.23) hơi uốn lượn và thường ở trên đường gốc. Tốc độ đỉnh của tĩnh mạch cửa (V1) tương ứng với thì tâm thu, và tốc độ thấp (V2), với thì tâm trương.



 Thoạt tiên, có một lý lẽ có thể không đúng cho rằng thì tâm thu có thể gây sức ép và tạo ra vùng áp lực thấp; tuy nhiên điều này không như thế. Biến đổi ban đầu trên thay đổi áp lực tĩnh mạch cửa là co thắt tâm nhĩ xảy ra ở cuối tâm trương. Co thắt tâm nhĩ, hướng về cuối tâm trương, truyền sức ép trước nhất qua các tĩnh mạch trên gan, rồi đến các xoang gan và sau cùng đến tuần hoàn cửa, nơi mà do hậu quả này dòng chảy (tốc độ) tĩnh mạch cửa hướng về trước bị giảm đi (chỗ áp lực thấp). Thật vậy, những nghiên cứu trước đây ở bệnh nhân có tăng phổ đập tĩnh mạch cửa thứ phát do phụt ngược van 3 lá  (tricuspid regurgitation) ghi nhận rằng dạng sóng tĩnh mạch cửa giống như dạng sóng đảo ngược ở tĩnh mạch trên gan. Do đó, ở cuối tâm trương, tâm nhĩ co thắt và dạng sóng tĩnh mạch cửa tới điểm thấp (chỗ áp lực thấp). Mức độ uốn lượn thay đổi rất nhiều nhưng có thể định lượng bằng chỉ số đập PI (H.24). Cần nhấn mạnh là việc tính PI của tĩnh mạch cửa khác với PI động mạch gan (arterial PI = (V1–V2)/Vmean). Ở tĩnh mạch cửa, PI được tính bằng V2/V1, với V1 bình thường lớn hơn 0,5. Điểm cần nhấn mạnh khác là PI thấp tương ứng với độ đập cao hơn.



Dòng chảy bình thường của tĩnh mạch cửa được diễn tả theo nhiều cách. Dựa vào hướng dòng chảy, thuật ngữ antegrade (hướng về trước) và hepatopetal (hướng gan) là đồng nghĩa và chỉ dùng cho tĩnh mạch cửa và nghĩa là bình thường. Còn hepatofugal (xa gan) là bệnh lý. Nếu dựa vào hình thái, dạng sóng tĩnh mạch cửa là uốn sóng nhẹ. Nên tránh dùng chữ gây lẫn lộn như biphasic (2 pha). Nói chung dạng sóng tĩnh mạch cửa bình thường là hướng về trước và có pha (phasic).

Dòng chảy bệnh lý của tĩnh mạch cửa thường có 4 kiểu:

1. Dạng phổ đập (pulsatile waveform) (H.25) : Xuất hiện khi có khác biệt lớn của tốc độ dòng chảy giữa đỉnh tâm thu và cuối tâm trương. Nhớ rằng các xoang gan thông nối với tĩnh mạch cửa bằng động mạch gan và các tĩnh mạch trên gan. Bình thường, động mạch không làm tăng độ đập, mà là do các tĩnh mạch trên gan góp phần làm tăng độ đập như đã nói ở trên. Bất kỳ áp lực bất thường nào truyền đến các xoang gan đều gây ra dạng phổ đập của tĩnh mạch cửa. Ở tĩnh mạch trên gan, phụt ngược van 3 lá và suy tim phải truyền áp lực và làm tăng độ đập. Ở động mạch, nối tắt động tĩnh mạch (arteriovenous shunting) như trong chai gan nặng hoặc dò động tĩnh mạch (như trong hereditary hemorrhagic telangiectasia) có thể có tác động này (Bảng 8).


Trong thực hành, không khó phân biệt nguyên nhân làm tăng độ đập. Hereditary hemorrhagic telangiectasia thì hiếm gặp và thường có biểu hiện lâm sàng. Phụt ngược van 3 lá và suy tim phải có thể phân biệt bằng cách phân tích dạng sóng tĩnh mạch trên gan và phân biệt dễ dàng với chai gan, vì suy tim phải có giãn tĩnh mạch trên gan ở siêu âm thang xám, trong khi các tĩnh mạch trên gan bị chèn ép trong chai gan.


2. Dòng chảy chậm của tĩnh mạch cửa (H.26): Xảy ra bất thường khi áp lực tốc độ hướng về trước. Được chẩn đoán cho cao áp tĩnh mạch cửa, khi tốc độ đỉnh dưới 16cm/s (Bảng 9). Cao áp tĩnh mạch cửa phần lớn do chai gan. Tuy nhiên các nguyên nhân được phân ra thành 3 loại: trước gan (vd. huyết khối tĩnh mạch cửa), trong gan (vd. chai gan do bất cứ nguyên nhân nào), và sau gan (suy tim phải, phụt ngược van 3 lá, Budd-Chiari syndrome). Dấu hiệu cao áp tĩnh mạch cửa chuyên biệt nhất là nối tắt động tĩnh mạch (vd. tái thông tĩnh mạch rốn) và dòng chảy chậm và đảo ngược (dòng xa gan). Lách to và dịch báng bụng là dấu hiệu không chuyên biệt có thể gặp trong bệnh lý này.



3. Dòng xa gan (đảo ngược): Xảy ra khi áp lực trội quá áp lực hướng về trước, với dòng đảo ngược tiếp sau. Dòng đảo ngược có dạng sóng bên dưới đường gốc. Vì với dòng chảy chậm dấu hiệu này được dùng để chẩn đoán cao áp tĩnh mạch cửa do bất kỳ nguyên nhân nào.

4. Mất dòng chảy tĩnh mạch cửa [Absent (aphasic) portal venous flow] (H. 28, Bảng 10) Có thể do dòng chảy trì trệ (cao áp tĩnh mạch cửa) hoặc do bệnh lý tắc nghẽn thường do huyết khối lành hay ác tính. Mặc dù mất dòng chảy tĩnh mạch cửa là sine qua non (điều kiện tối cần thiết) của huyết khối tắc nghẽn tĩnh mạch cửa, phải nhớ rằng các trường hợp lấp lòng mạch cũng có thể không gây tắc nếu chưa choán đầy toàn bộ lòng mạch. Trong trường hợp như thế có vài mức độ như dòng chảy tăng ở chỗ hẹp, chảy rối ngay dưới chỗ tắc, hoặc giảm ở hạ lưu xa sau hẹp. Không phải tất cả các trường hợp mất dòng chảy là bệnh lý tắc nghẽn. Trong cao áp tĩnh mạch cửa nặng, có một giai đoạn dòng chảy không hướng gan hoặc xa gan, mà chảy trì trệ. Điều này gây ra tình trạng mất dòng chảy tĩnh mạch cửa (ở siêu âm Doppler) và làm tăng nguy cơ ở HCC và tạo u huyết khối (tumor thrombus). HCC là nguyên nhân nhiều nhất của huyết khối ác tính, mặc dù còn có nguyên nhân khác như pancreatic carcinoma, cholangiocarcinoma, metastatic disease, và primary portal venous leiomyosarcoma.

Phân biệt huyết khối lành và ác tính là công việc thường ngày. Trong y văn có đầy mẹo và kỹ thuật phân biệt của siêu âm, CT và MRI.

Với siêu âm thang xám, các dạng huyết khối lành và ác tính điển hình có biểu hiện là lấp lòng mạch có echo. Không thể dùng độ sinh echo để phân biệt huyết khối lành và ác tính, vì các lấp lòng mạch có echo đều được quan sát bằng tần số như nhau trong điều kiện cả hai nhóm. Độ sinh echo của huyết khối tĩnh mạch cửa rất thay đổi tùy theo tuổi của nó. Huyết khối mới có thể là echo kém hoặc ngay cả không có echo.
Loại sau này nhấn mạnh ích lợi của siêu âm màu và Doppler phổ. Nói chung về sinh echo của huyết khối, tĩnh mạch cửa dãn đã thấy được với siêu âm thang xám. Tuy nhiên u huyết khối cũng gặp được trong trường hợp kích thước tĩnh mạch cửa bình thường; cấp tính đôi khi làm dãn tĩnh mạch cửa. Do vậy, đường kính tĩnh mạch cửa không được xem là yếu tố phân biệt đáng tin cậy. Dấu hiệu tin cậy của siêu âm thang xám về huyết khối ác tính là huyết khối tĩnh mạch cửa kèm theo khối u gan. Siêu âm Doppler màu hiển thị mất dòng chảy tĩnh mạch cửa khi có huyết khối gây tắc, và không có dạng sóng tĩnh mạch cửa bình thường. Một số trường hợp huyết khối ác tính, có tín hiệu màu trong huyết khối ; dấu hiệu này ở CT angio và siêu âm Doppler màu đều gọi là [dấu dòng chảy có sọc], “thread and streak sign”. Khi đánh giá phổ của huyết khối ác tính, các tín hiệu màu này có dạng sóng động mạch (đập, pulsatile), là dấu hiệu đặc trưng của u huyết khối (H.29).




Đặc điểm khác của huyết khối tĩnh mạch cửa gây tắc (đặc biệt trong tình trạng không cấp tính) là có tuần hoàn bàng hệ trong hay cạnh tĩnh mạch cửa bị tắc; gọi là cavernous transformation / chuyển dạng hóa hang. Dấu hiệu này có xu hướng được dùng để chỉ huyết khối lành tính, vì các mạch máu tuần hoàn bàng hệ phát triển cần có thời gian dài (nhiều tháng đến nhiều năm). Trong khi với u huyết khối bệnh nhân không sống đủ lâu để phát triển tuần hoàn bàng hệ này. Tuy vậy có trường hợp huyết khối tĩnh mạch cửa gây tắc có chuyển dạng hóa hang chỉ trong nhiều tuần lễ đã được ghi nhận.

Thứ Tư, 9 tháng 2, 2011

Fibrosis Index: A New Doppler Index for Differentiation of Cirrhosis from Chronic Hepatitis

CHỈ SỐ HÓA XƠ: CHỈ SỐ DOPPLER GIÚP PHÂN BIỆT CHAI GAN và VIÊM GAN MẠN

Fibrosis Index: A New Doppler Index for Differentiation of Cirrhosis from Chronic Hepatitis, H. Mazaher,  Sh. Sharif Kashani, H. Sharifian, Iran. J. Radiol., Autumn 2006. 

Tình hình nghiên cứu/Mục tiêu

Cho đến nay, nhiều tác giả đã thực hiện nhiều nghiên cứu siêu âm Doppler nhằm phân biệt chai gan và viêm gan mạn. Tuy nhiên, chưa có công trình nào đáp ứng được yêu cầu của lâm sàng. Chúng tôi đề nghị dùng một chỉ số Doppler, gọi là chỉ số hóa xơ (Fibrosis Index, FI) dựa vào chỉ số cản RI của động mạch gan của chai gan cao hơn viêm gan mạn và tốc độ đỉnh của tĩnh mạch cửa ở chai gan thấp hơn viêm gan mạn, và thực hiện một nghiên cứu tiền cứu nhằm đánh giá hiệu quả chỉ số này khi phân biệt chai gan và viêm gan mạn.

Đối tượng và Phương pháp

30 bệnh nhân (BN) được sinh thiết chứng minh là chai gan và 30 bệnh nhân viêm gan mạn do siêu vi gan (HBV hoặc HCV) được khám siêu âm và sinh thiết. Siêu âm Doppler do một người làm siêu âm và mô học do một người làm giải phẫu bệnh lý (GPBL), cà hai đều mù với kết quả của người khác. Nhiều chỉ số Doppler về tuần hoàn gan như tốc độ đỉnh tĩnh mạch cửa (peak portal flow velocity, PPFV), chỉ số cản ( resistive index, RI) của động mạch gan, và chỉ số hóa xơ (fibrosis index, FI), đang được giới thiệu ở đây; chỉ số này được định nghĩa như là RI động mạch gan chia cho tốc độ đỉnh tĩnh mạch cửa PPFV rồi nhân cho 100. Các chỉ số này được so sánh giữa 2 nhóm bệnh nhân trên.



Kết quả

Kết quả của GPBL cho thấy 6 bệnh nhân của nhóm viêm gan mạn cũng là chai gan, vậy có 24 BN chai gan và 36 BN viêm gan mạn. Có khác biệt có ý nghĩa giữa RI động mạch gan, PPFV và chỉ số FI giữa 2 nhóm BN. Dựa vào kết quả phân tích thống kê, chúng tôi thiết lập giá trị ngưỡng cho chỉ số FI: lớn hơn 3,6 là chai gan, [nhỏ hơn 3,6 (và lớn hơn 1,8) là viêm gan mạn, do người dịch thêm vào]. Độ nhạy, độ chuyên biệt và độ chính xác của chỉ số FI lần lượt là 94,4%, 100%, and 96%.



Kết luận

Chỉ số hóa xơ FI, một chỉ số dẫn xuất từ Doppler, là phương pháp không xâm lấn thích hợp giúp phân biệt chai gan với viêm gan mạn, và có thể giúp làm giảm nhu cầu sinh thiết cho các bệnh nhân nghi ngờ.
_________________________________________________________

VÀI NHẬN XÉT KHI ÁP DỤNG:
(Bs Nguyễn Thiện Hùng)
Như vậy, chỉ số Fibrosis Index được đề nghị dựa vào 2 biến số: RI của động mạch gan và tốc độ đỉnh của tĩnh mạch cửa PPVF. Trong báo cáo trên, chai gan chủ yếu dựa vào giá trị tăng của RI và giá trị giảm của PPFV.
Thường giá trị bình thường của PPFV trong khoảng 16-40cm/sec và giá trị bình thường của RI=0,55-0,7.

FI lớn hơn 3,6 được đề nghị để chần đoán phân biệt giữa chai gan và viêm gan mạn. Tuy nhiên thực tế có phức tạp trong đánh giá nguyên nhân tăng giảm chỉ số RI (xem bài riêng).  Và tình trạng cao áp lực tĩnh mạch cửa xuất hiện khi  tốc độ đỉnh của tĩnh mạch cửa PPVF giảm dưới 16cm/s (xem bài riêng).

Nếu  RI=0,7 và PPFV=16cm/s, FI sẽ là 4,3  xếp loại chai  gan;
Nhưng với RI=0,7 mà PPFV=20cm/sec, FI là =3,5 xếp loại viêm gan mạn.
Lại chọn RI=0,65 và PPFV=16cm/sec, chỉ số FI lại là = 4 xếp loại chai gan.
Còn RI=0,55 và PPFV= 16cm/sec, chỉ số FI= 3,4 viêm gan mạn.

Do đó chỉ số này có hạn chế nhất định khi áp dụng, có vẻ  không phù hợp khi cơ thể  có đáp ứng bù trừ để sửa chữa hay thích nghi. Vì như chúng ta đã biết, giảm tốc độ đỉnh tĩnh mạch cửa PPFV chỉ là một yếu tố của cao áp tĩnh mạch cửa, hoặc tăng RI động mạch gan  thì  không đặc hiệu cho chai gan.


Thứ Hai, 7 tháng 2, 2011

TISSUE ABERRATION CORRECTION

HIỆU CHỈNH SAI LỆCH MÔ: Giải pháp mới tăng cường chất lượng hình ảnh ở bệnh nhân béo phì

Thomas P. Gauthier, Douglas R. Maxwell, và Systems Design Engineers of Philips
www.healthcare.philips.com/pwc_hc/.../dl_tissue_whitepaper_en.pdf

Dẫn nhập

Các máy siêu âm quy ước đảm bảo tốc độ âm hằng định khi tạo hình. Điều này được chuyển cho phần cứng thực hiện rất đơn giản nhưng độ mạnh hạn chế có ảnh hưởng đến biến thiên tốc độ âm trong cơ thể. Tình trạng này càng rõ khi tạo hình ở bệnh nhân thừa cân vì siêu âm khó truyền qua lớp mỡ dưới da hơn khi qua nhu mô gan. Thách thức của siêu âm là phải xuyên thấu vào đủ sâu trong bụng để cung cấp thông tin chẩn đoán. Vấn đề này rất quan trọng trong tình hình mới, vì siêu âm trở thành phương tiện chẩn đoán hình ảnh được chọn cho các bệnh nhân không thể chụp CT/MRI (vì không đủ rộng cho bệnh nhân thừa cân).

Với thuật toán tạo chùm (beamforming) siêu âm phải đáp ứng và thích nghi với thuật toán này để khám bệnh nhân thừa cân: tăng cường chất lượng hình ảnh và khả năng xuyên thấu, và cung cấp thông tin chẩn đoán chính xác.



Tạo chùm (Beamforming) là gì?

Trong siêu âm xung có 2 loại chùm:

- Chùm dẫn truyền theo một xung âm truyền theo một đường quét được cho. Nói khác đi nó trình bày một phần cơ thể được siêu âm thắp sáng, rồi phản âm trở lại tới đầu dò để xử lý và biểu hiện thành một hình (H.1).




H. 1. Tín hiệu chỉnh nét và quét để tạo chùm (“beams”)



- Chùm nhận là một vùng nguồn do nhiều điểm tạo thành được kết hợp với đường được cho của hình siêu âm. Chùm nhận càng rộng, độ ly giải bên (lateral resolution) của hình siêu âm càng giảm. Cũng vậy chùm nhận rộng hơn gây nên vết dội tạp (clutter) khắp nơi trong hình siêu âm.

Chỉnh nét động chùm nhận (dynamic receive focusing)


Mục tiêu của chỉnh nét động tối hảo trong bộ phận tạo chùm không thích nghi (non-adaptive beamformer) là  ước lượng sự trì hoãn (delay) tốt nhất của biến tử (yếu tố đầu dò) một cách tiên nghiệm (a priori) liên quan với một đường quét điểm tham chiếu (một vị trí khởi động ảo, thường ở trên bề mặt đầu dò), và rồi thực hiện sự trì hoãn này trong bộ phận nhận (receiver). Mỗi biến tử có một delay khác nhau theo một hàm (function) của điểm khu trú trong không gian cách xa điểm tham chiếu. Trong việc thực hiện chỉnh nét động, sự trì hoãn là hàm của thời gian nhận hoặc thời khoảng (range). Phần lớn các công nghiệp siêu âm biết dùng “chính xác” hoặc “xấp xỉ” các phương trình hình học để tính toán các trì hoãn thời gian cần thiết theo hàm của thời khoảng. Những phương trình này chỉ cần biết vị trí điển hình của điểm khu trú trong không gian theo đường quét mong muốn và vị trí của biến tử và tham chiếu (theo lộ trình tốc độ âm) như minh họa dưới đây.


H. 2. Chỉnh nét động đơn giản hóa (Simplified Dynamic Focus Geometry)


Lợi ích của phương pháp này là có thể thiết kế dễ dàng phần cứng của bộ phận nhận mà không cần tốn chỗ nhiều để xác định đường biểu diễn độ trì hoãn theo mỗi đường quét của mỗi biến tử. Bất lợi là khó đánh giá  biến thiên tốc độ âm giữa nguồn tán xạ và biến tử đầu dò.

Hãng Philips biến đổi thuật toán beamforming để tạo hình bệnh nhân thừa cân tốt hơn như thế nào?

Như trong phần dẫn nhập, máy siêu âm quy ước đảm bảo một tốc độ âm hằng định khi tạo hình. Tuy nhiên cơ thể người không thể tạo mẫu như là môi trường đồng dạng (homogenous medium) với  tốc độ âm là 1540m/s. Có nghĩa là mỗi máy siêu âm cần một giá trị tốc độ âm vì input không được vận hành chính xác bởi máy. Hoạt động beamforming đặc biệt chịu ảnh hưởng của sai lệch tốc độ âm. Trong thực hành, mô phỏng giá trị sai của tốc độ âm sẽ chuyển thành biến dạng dẫn truyền,  biến dạng chùm nhận và rồi làm giảm chất lượng hình và giảm xuyên thấu.

Hãng Philips tạo hình bệnh nhân thừa cân với cốt lỏi là làm cho máy siêu âm nhận biết nhiều hơn đặc điểm môi trường được tạo hình  và đặc biệt, sự tăng giảm tốc độ âm của máy theo độ sâu. Thay vì bảo đảm một tốc độ âm độc nhất và cố định xuyên suốt môi trường tạo hình, máy sẽ mô phỏng môi trường (medium) theo phân lớp, mỗi lớp với một giá trị tốc độ âm khác nhau. Khi tạo hình bụng bệnh nhân thừa cân, bụng được định dạng thành 2 lớp (H.3).

             H.3. Lớp mỡ (Fat Layer Geometry)


Giá trị tốc độ âm trong lớp mỡ nông, dựa theo y văn, được cài đặt là 1450m/s. Nhu mô gan thuộc lớp sâu, tốc độ âm là 1540m/s. Đó chính là nguyên lý đổi mới của hãng Philips: áp dụng thuật toán non-adaptive beamforming, bởi vậy càng mạnh hơn với bệnh nhân thừa cân này sang bệnh nhân thừa cân khác, và càng ít lệ thuộc người khám. Không cần điều chỉnh giá trị tốc độ âm theo bề dày lớp mỡ. Điều này làm đơn giản hóa kinh nghiệm người khám. Trong lúc khám người sử dụng nhìn qua bệnh nhân rồi quyết định lúc nào sử dụng khả năng hiệu chỉnh sai lệch mô. Nếu chọn thì hiệu chỉnh tốc độ âm sẽ làm tăng chất lượng hình trên bệnh nhân thừa cân mà không phải vặn nút điều chỉnh.


Thực hiện chỉnh nét động này dựa trên trình tự đánh giá thích ứng tốt nhất từng phần (best-fit segments to approximate the desired estimator). Tùy vào thuật toán, có thể cần thêm bộ nhớ đủ để tái tạo đánh giá đường biểu diễn trì hoãn nhưng mềm dẻo trong đánh giá những thay đổi trì hoãn do phản hồi của các lớp tác động.

Nguyên lý Fermat- lan truyền qua lớp trung gian

Các mẫu chỉnh nét dùng nguyên lý Fermat để đánh giá thời gian truyền từ biến tử đầu dò đến một điểm khu trú. Trong quang học, nguyên lý Fermat (còn gọi là nguyên lý thời gian tối thiểu) phát biểu rằng, giữa 2 điểm một tia sáng luôn truyền theo đường ngắn nhất. Nguyên lý này có thể ứng dụng vào lãnh vực siêu âm và diễn đạt thời gian lý thuyết (bay) giữa biến tử đầu dò và một điểm khu trú.


Kết quả lâm sàng

Một vài ví dụ lâm sàng đáng giá của giải pháp beamforming trong tạo hình bụng bệnh nhân thừa cân. Trong hình 4, đường viền vách mạch máu được tăng cường cũng như giảm vết dội tạp (clutter). Hình 5, cũng cho thấy đường viền mạch máu rõ hơn và kiểm soát được mức độ của vết dội tạp khi lớp mỡ được thuật toán beamforming giải quyết.




H. 4a. Trước hiệu chỉnh         H. 4b. Sau hiệu chỉnh.




H. 5a. Không hiệu chỉnh         H. 5b. Có hiệu chỉnh



Trong hình 6, hiệu chỉnh tốc độ âm giúp tạo hình túi mật rõ hơn. Điều này đặc biệt quan trọng khi tìm sỏi túi mật. Hình 7 được so sánh với hình trước, cho thấy hiệu chỉnh tốc độ âm ở bụng bệnh nhân thừa cân mà không cần chỉnh bề dày lớp mỡ và do đó đơn giản hóa kinh nghiệm của người khám.



H. 6. So sánh hình túi mật




H. 7. Hiệu chỉnh tương tự với bề dày lớp "sai"


Kết luận

Béo phì là nguyên nhân làm siêu âm thất bại khi cung cấp thông tin chẩn đoán. Nguyên nhân chính của giảm chất lượng hình là do mô phỏng tốc độ âm không chính xác ở người có lớp mỡ quá dày. Thực hiện hiệu chỉnh sai lệch mô làm tăng cường chất lượng hình ở người béo phì khó khám. Không có thuật toán hiệu chỉnh mô sẽ khó phân biệt giữa các mô khám và hình sẽ không rõ nét. Tích hợp các đặc điểm then chốt này chỉ trong một nút bấm làm đơn giản cuộc khám và chắc chắn làm giảm đi số lần khám thất bại ở bệnh nhân béo phì.

Chủ Nhật, 6 tháng 2, 2011

Sound Speed Correction (SSC)


HIỆU CHỈNH TỐC ĐỘ ÂM (SSC)

Từ Practical Aberration Correction Methods,

Glen W.McLaughlin,David Napolitano,Ching-Hua Chou.
www.sonotech.ch/_pdf/wfumb_poster.pdf


Máy siêu âm theo truyền thống đảm bảo một vận tốc âm không đổi là 1540 m/s. Nhưng vận tốc cố định của âm truyền trong cơ thể làm cho hình mất nét và làm tăng vệt dội tạp (clutter) ở nhiều bệnh nhân. Nghiên cứu này nhằm  tìm một phương pháp đánh giá tốc độ âm của cơ thể nhằm tạo ra cách hiệu chỉnh ưu tiên (first order correction). Dữ liệu kênh được thực hiện nhiều lần nhằm tạo ra nhiều hình ảnh với các tốc độ khác nhau . Tích hợp năng lượng phổ bên (lateral spectral energy) của các hình ảnh được dùng khi có một hình đủ đánh giá được phần lớn tốc độ.  Vì sai lệch vận tốc âm được tích lũy nên kết quả của việc hiệu chỉnh gây ấn tượng ở độ sâu nhiều nhất.  Độ ly giải chi tiết của của hình  ở sâu được cải thiện, các vệt dội tạp giảm đi toàn bộ và độ tin cậy của chẩn đoán được tăng cường.

I. Dẫn nhập:

Tốc độ không đồng nhất trong cơ thể gây ra sai lệch khi tạo hình siêu âm và dẫn đến hình mất nét (defocusing). Điều này làm giảm signal-to-noise-ratio (SNR), tăng vệt dội tạp (clutter), giảm ly giải bên (lateral resolution) và giảm contrast (tương phản). Hiệu chỉnh sai lệch từ điểm này sang điểm khác không chỉ tính toán cường độ, mà còn cần đầu dò dãy biến tử 2-D (2-D transducer arrays) và thay đổi từ khung hình này sang khung hình khác. Nghiên cứu này nhằm tìm ra một phương pháp thuật toán để đánh giá và áp dụng sự hiệu chỉnh tốc độ âm ưu tiên cho dữ liệu hình ảnh.





II. Đặc điểm mô và tốc độ âm (Tissue Properties and Sound Velocities)

Tốc độ âm biến thiên trong mô do nhiều nguyên do: loại mô, thành phần mô, tình trạng bệnh lý, hướng truyền âm, và mức độ ngậm nước (hydrat hóa). Dịch chuyển (offset) gia tăng khi mặt sóng âm lan truyền làm tốc độ âm sai lệch. Vì thế, ở độ sâu xãy ra dịch chuyển lớn nhất, nơi mà vận hành của toàn bộ máy siêu âm bị yêu cầu nhiều nhất. Ví dụ một máy siêu âm với vận tốc âm đảm bảo là 1460 m/s có khả năng sai lệch 2 chiều (2-way error) khoảng 16mm ở độ sâu 20cm làm cho chất lượng tạo hình suy giảm.

III. Tổng quan thuật toán 

Hiệu chỉnh sai lệch từ điểm này sang điểm khác rất phức tạp, cần có đầu dò dãy biến tử 2-D, và không quá mạnh trong một cửa sổ âm đơn độc. Cần xác định tốc độ âm bình quân trong mô thay thế. Điều này được thực hiện với đầu dò dãy biến tử tiêu chuẩn và như kết quả trong công trình này cho thấy, cần phải mạnh trong cửa sổ âm được cho. Giản đồ khối thuật toán SSC dùng để đánh giá tốc độ âm tối hảo được trình bày trong hình trên.


Sound Speed Correction (SSC) là thuật toán hoạt động trên dữ liệu kênh tập họp lại cho toàn bộ một khung hình. Dữ liệu này được dùng vô số lần nhằm đảm bảo có nhiều tốc độ âm để thử nghiệm. Có một yếu tố chất lượng chỉnh nét hình [tụ tiêu](focus quality factor) được dùng để đánh giá tốc độ âm tối hảo. 
Khối giản đồ thuật toán để xác định yếu tố chất lượng chỉnh nét hình được minh họa bên dưới.


Phổ chất lượng chỉnh nét hình được xác định bằng cách tính toán  độ lớn trung bình của Biến đổi Fourier bắt chéo với khoảng mẫu (mean lateral Fourier Transform magnitude across range samples). Trong đó mỗi Biến đổi Fourier được tính cho các tốc độ thử nghiệm khác nhau. Các yếu tố chất lượng chỉnh nét hình được dùng để xác định tốc độ âm ưu tiên tối hảo (optimum first order sound speed).




Hình trên cho thấy hình siêu âm gan và thận trên người. Hình bên T ở 1540 m/s trong khi bên P được thực hiện với thuật toán SSC, với vận tốc âm tối hảo là 1480m/s. Hình SSC cho thấy rõ mạch máu và đường viền hơn. Không may là người được khám không cho phép phẫu tích và xác định thật sự tốc độ âm trên các cơ quan của ông ta.

IV. Kết luận

Bù trừ tốc độ âm ưu tiên có hiệu quả trên toàn bộ hình ảnh,  ấn tượng nhất là hình ảnh ở độ sâu. SCC có khả năng tăng xuyên thấu, tăng cường độ ly giải bên, giảm vệt dội tạp, cải thiện signal-to-noise-ratio (SNR) và tăng cường tương phản (contrast), làm tăng độ tin cậy chẩn đoán và giúp chăm sóc bệnh nhân tốt hơn.
_____________________________________________

Ghi chú=
1. Tác giả thực hiện nghiên cứu này trên máy siêu âm Zonare, hiện có tại Trung tâm Y khoa Medic.
2. SNR = Signal-to-noise ratio (thường được viết tắt SNR hay S/N) được sử dụng để định lượng bao nhiêu tín hiệu đã bị hỏng bởi nhiễu ồn. Nó được định nghĩa là tỷ lệ năng lượng tín hiệu với cường độ của tín hiệu nhiễu làm hư hỏng.

Thứ Năm, 3 tháng 2, 2011

BÀN VỀ Ý NGHĨA CỦA CHỈ SỐ CẢN (RESISTIVE INDEX, RI) của ĐỘNG MẠCH GAN

BÀN VỀ Ý NGHĨA CỦA CHỈ SỐ CẢN RI CỦA ĐỘNG MẠCH GAN

BS NGUYỄN THIỆN HÙNG trích dịch
Trích từ Doppler US of the Liver Made Simple, Dean Alexander McNaughton,  Monzer M. Abu-Yousef, RadioGraphics 2011; 31:161–188.

TRỞ KHÁNG ĐỘNG MẠCH


Các động mạch có khả năng thay đổi trở kháng (sức cản) các dòng chảy đến các cơ quan cần nhất. Nói chung khi các cơ quan "cần", giường động mạch giãn ra, dạng sóng chuyển thành trở kháng thấp và cơ quan được tưới máu đúng lúc. Khi cơ quan chuyển sang trạng thái tiết kiệm năng lượng ( “power safe”), động mạch co lại, dạng sóng bật sang trở kháng cao và dòng chảy chuyển cấp máu sang cơ quan khác. Trong lúc khám siêu âm Doppler, các động mạch có xu hướng hỗ trợ cho cả 2 trạng thái có sức cản cao và thấp. Bình thường các động mạch có trở kháng thấp lúc nghỉ (không vận động chẳng hạn) gồm động mạch Cảnh trong (não luôn cần), động mạch Gan (gan luôn cần), động mạch Thận (thận luôn cần) và động mạch Tinh hoàn (bảng 1).



Các động mạch mạc treo (tràng trên và dưới) sau ăn cũng có trở kháng thấp; nên thường được khám khi đói. Các động mạch bình thường có trở kháng cao lúc nghỉ gồm động mạch Cảnh ngoài (cơ mặt và cơ sọ nghỉ), các mạch máu chi (cơ nghỉ) và các động mạch mạc treo lúc đói (ống tiêu hóa đang nghỉ) (bảng 2).


Trở kháng, hay sức cản dòng chảy, vốn được trình bày định lượng và theo kinh nghiệm (H.9).


Bằng chứng kinh nghiệm là ở lúc quan sát và phân loại dạng sóng. Nếu điểm thấp nhất (chỗ áp lực thấp, trough) của dạng sóng cuối tâm trương ở mức cao, thì có liên quan nhiều với dòng chảy ở thì tâm trương, và mạch máu có trở kháng thấp được ghi nhận. Nếu điểm này ở mức thấp, lại là mạch máu có trở kháng cao được ghi nhận.

Sức cản động mạch vốn được định lượng với 3 chỉ số: chỉ số cản (resistive index, RI), tỉ lệ tâm thu/ tâm trương (systolic/diastolic ratio), và chỉ số đập (pulsatility index,PI).

Nhớ rằng PI của động mạch ([V1−V2]/Vmean, với V1 = peak systolic velocity và V2 = enddiastolic velocity) được tính khác với PI của tĩnh mạch Cửa (V2/V1). Còn chỉ số thường dùng của động mạch Gan là chỉ số cản RI, được tính như sau:




Trong đó PSV = tốc độ đỉnh tâm thu, peak systolic velocity và EDV = tốc độ cuối tâm trương, end diastolic velocity.

Tính RI là phần dễ nhất vì hầu hết các máy siêu âm đều có phần mềm tính RI tự động. Nhưng kết quả có khi không rõ ràng vì khoảng giá trị trung bình lại khác nhau với động mạch khác, địa điểm nghiên cứu khác và bài báo khác. Hơn nữa kết quả bất thường luôn có ý nghĩa không rõ ràng. Do vậy không nên chỉ đơn thuần dựa vào số đo đơn độc này mà còn phải dùng thêm các dữ liệu khác.

Nói chung, động mạch trở kháng thấp có RI= 0,55 đến 0,7. Động mạch Gan có trở kháng thấp, nhưng khoảng giá trị bình thường lại rộng hơn,  từ 0,55 đến 0,81.

Động mạch trở kháng cao có RI lớn hơn 0,7; thấp hơn có thể là bệnh lý. Bệnh lý có tác động đến trở kháng động mạch. Để xác định khi nào trở kháng động mạch bất thường (quá cao hoặc quá thấp) cần xem xét sức cản của chính động mạch ấy. Thí dụ, RI=0,8 của động mạch Cảnh ngoài là hoàn toàn bình thường, vì đây là động mạch có trở kháng cao; tuy nhiên với cùng giá trị RI ở một động mạch trở kháng thấp (như động mạch Gan) lại là bất thường và có thể là bệnh lý.

CHỈ SỐ TRỞ KHÁNG (RI) ĐỘNG MẠCH GAN

Trong bệnh cảnh của siêu âm gan Doppler, các ý sau đây được giản lược hóa nhằm giúp hiểu được bệnh lý có ảnh hưởng đến RI của động mạch Gan như thế nào:

1. RI cao không có giá trị đặc hiệu trong bệnh lý gan, hơn nữa, nếu đơn độc rất ít có ý nghĩa so với trường hợp RI thấp.

2. RI quá cao có thể do sau ăn, tuổi già, bệnh lý vi động mạch ngoại vi lan tỏa, với nhiều nguyên do bao gồm bệnh lý gan mạn tính do chai gan hay viêm gan mạn.

3. RI quá thấp: hẹp shunt mạch máu gần hoặc xa (dò động tĩnh mạch hay dò động tĩnh mạch cửa), như trong chai gan nặng, chấn thương (gồm cả chấn thương do thày thuốc), hoặc hội chứng Osler-Weber-Rendu.

Vì gan cần máu liên tục, động mạch Gan có trở kháng thấp, với RI trong khoảng 0,55 đến 0,7. Nói chung dạng sóng động mạch Gan bình thường là phổ đập với trở kháng thấp.

Bệnh lý gan làm cho RI tăng lớn hơn 0,7 hoặc giảm dưới 0,55. Trở kháng cao là triệu chứng không đặc hiệu, và có thể xảy ra lúc sau ăn, bệnh nhân cao tuổi, bị chèn ép vi động mạch ngoại vi lan tỏa hay bệnh lý, như trong bệnh lý tế bào gan mạn (kể cả chai gan), ứ huyết tĩnh mạch gan, nhồi máu lạnh (cold ischemia) sau ghép gan, và trong bất kỳ giai đoạn nào của thải ghép gan (bảng 4).




Động mạch Gan có trở kháng thấp có giá trị bệnh lý đặc hiệu hơn và nhiều chẩn đoán phân biệt giới hạn gồm các tình huống kết hợp với hẹp động mạch gần (hẹp động mạch gan ghép) [thông nối], bệnh lý xơ vữa [động mạch Thân tạng và Gan], hội chứng dây chằng cung (arcuate ligament) và các shunt mạch máu xa (ngoại vi) [dò động tĩnh mạch sau chấn thương hoặc do chai gan với cao áp tĩnh mạch Cửa và kết hợp với shunts động tĩnh mạch hay động mạch tĩnh mạch cửa, hội chứng Osler-Weber-Rendu với dò động tĩnh mạch] (bảng 5).



 
Tác động của chai gan trên vi tuần hoàn động mạch Gan khá phức tạp và có nhiều biến thiên. Trở kháng động mạch có biểu hiện giảm, bình thường, hoặc tăng ở bệnh nhân chai gan. Một số diễn tiến bệnh được cho là làm tăng trở kháng như phù do viêm, chèn ép động mạch do các nốt tái tạo, và chèn ép động mạch do nhu mô gan cứng vì hóa xơ. Mặt khác, tình huống “đáp ứng giảm xóc động mạch gan” (tăng nhanh bù trừ các động mạch nhỏ và tăng lượng giường động mạch nhỏ) và tạo shunt động tĩnh mạch được cho là làm giảm trở kháng.

Cân bằng toàn thể các yếu tố này giúp đoán ra thực tế có việc đánh giá hẹp hòi về trở kháng và cho rằng RI động mạch Gan không ích lợi trong chẩn đoán chai gan hay tiên lượng tình trạng nặng của bệnh lý này.