Acoustic Radiation Force Impulse [ARFI] Imaging

Acoustic Radiation Force Impulse [ARFI] Imaging (Tạo hình bằng xung lực bức xạ âm) của SIEMENS ACUSON S2000.
BS NGUYỄN THIỆN HÙNG tổng hợp
TRUNG TÂM Y KHOA MEDIC HÒA HẢO
Thành phố Hồ Chí Minh

Kỹ thuật tạo hình bằng xung lực bức xạ âm (Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI) Imaging) dùng lực bức xạ âm để tạo thành hình ảnh các đặc tính cơ học của mô mềm. Kỹ thuật này là phần mềm được cài đặt trong dòng máy SIEMENS ACUSON S 2000.

Kỹ thuật tạo hình ARFI kích thích cơ học mô bằng cách dùng xung âm ngắn (xung đè ép) trong vùng khám ROI được chọn, tạo nên sóng âm biến dạng thẳng góc với xung đè ép gây ra dời chỗ mô với tỉ lệ micron (1/1000 mm). Sóng âm biến dạng này cường độ thấp hơn cường độ xung đè ép (1/100).
Xung đè ép dùng vài trăm chu kỳ và điện thế khác khi so sánh với xung B-mode chu kỳ ngắn. Thời khoảng tương tác giữa sóng biến dạng và phát hiện sóng âm đánh dấu giai đoạn trôi qua giữa việc tạo sóng biến dạng và sóng xuyên qua toàn bộ vùng khám ROI. Có thể định lượng được shear wave velocity – SWV (m/s) bằng cách ghi lại mặt sóng biến dạng ở nhiều vị trí và liên hệ các số đo trong thời gian trôi qua; nói chung vùng mô càng cứng tốc độ SWV lan truyền trong vùng mô cứng càng lớn. Nên tốc độ SWV là đặc tính nội tại và có thể lập lại của mô. Máy liệt kê tốc độ SWV và độ sâu lúc đo. Đầu dò tạo nên lực bức xạ và bám sát theo sự dời chỗ gây nên. Vì kỹ thuật này được cài đặt bằng phần mềm kiểm soát tạo hình được thêm vào và thuật toán phát hiện nên có thể cung cấp đồng đăng ký với B-mode, color Doppler và tạo hình ARFI.

Máy siêu âm ACUSON S2000 (Siemens), với đầu dò cong 2-4 MHz được cài đặt kỹ thuật ARFI bằng phần mềm kiểm soát tạo hình và thuật toán phát hiện hình. Ngoài ra để định lượng xơ hóa gan (fibrosis) còn dùng thêm phần mềm định lượng sờ ảo mô [“Virtual Touch (VT) tissue quantifcation”], cho phép đo SWV (m/s) trong vùng chọn ROI theo nguyên lý đã trình bày ở trên, vùng mô càng cứng tốc độ SWV lan truyền trong vùng mô cứng càng lớn.

Đầu dò đặt trên mặt da bệnh nhân, ở hạ sườn P. Vùng chọn ROI để đo SWV ở dưới da 4cm. Khi quét giữa khoảng gian sườn, không đè vào gan và bảo bệnh nhân nín thở một lúc (thay vì hít vào sâu rồi nín thở).

Khi VT tissue quantifcation được cho phép trên ACUSON S 2000, giao diện ở setup mode. Bất cứ khi nào ấn nút update key việc đo của VT tissue quantifcation sẽ được chấp nhận.

Máy liệt kê SWV (m/s) trong vùng ROI và độ sâu đã đo (H.1). Khi không có giá trị đúng được chấp nhận, màn hình sẽ hiển thị biểu tượng “X-X-X-X”, nghĩa là mức tin cậy nội tại được xác định bằng thuật toán đánh giá tốc độ biến dạng (shear velocity) dưới 0,8 trên thang diểm từ 0 đến 1. Điều này có nghĩa là vận tốc cá biệt đó đánh giá giữa các chùm theo dõi (tracking beams) quá thay đổi để đọc đáng tin cậy. Đây là đặc điểm an toàn nhằm đảm bảo số đo không giá trị không bị bỏ sót, một yếu tố chất lượng – như đặc điểm mà trong đó ngưỡng tối thiểu cho kết quả đọc đáng tin.

Lấy số trung bình của 10 số đo SWV được dùng để phân tích thống kê.

H.1= Hình siêu âm dùng định lượng tốc độ sóng biến dạng (shear wave velocity) 4 cm dưới da trong liver fibrosis.

H.2, 3, 4, 5 = ARFI liver focal lesions (Acoustic Radiation Force Impulse Elastography for the Evaluation of Focal Solid Hepatic Lesions: Preliminary Results, Seung Hyun Cho et al, Seoul National University Hospital, Korea, 12th WFUMB 2009 Sydney Australia.).

Chú thích=

Xung lực bức xạ âm (ARFI) [từ Wikipedia]=

Sóng âm tiêu điểm hóa lan truyền qua mô được hấp thụ và tạo nên lực bức xạ.

Lực bức xạ âm là một hiện tượng kết hợp với truyền sóng âm trong môi trường giảm âm. Giảm âm bao gồm cả tán xạ và hấp thu sóng âm. Giảm âm phụ thuộc vào tần số và trong mô mềm chủ yếu là hấp thu. Khi tần số tăng, mô không đáp ứng đủ nhanh với chuyển đổi áp lực dương và âm nên chuyển động lệch pha với sóng âm và năng lượng được lưu giữ trong mô. Năng lượng này gây ra một xung lượng truyền theo hướng âm truyền và làm mô nóng lên. Truyền xung lượng tạo nên lực làm mô dời chỗ và thang thời gian của đáp ứng này chậm hơn thời gian truyền sóng siêu âm. Tương tác âm này với mô có thể dùng để thông tin thêm về mô, nhiều hơn hình siêu âm bình thường cung cấp. Độ lớn, vị trí, không gian choán chỗ và  thời khoảng của lực bức xạ âm có thể kiểm soát được để nghiên cứu các đặc điểm cơ học của mô.
Tạo hình  ARFI dùng lực bức xạ âm để tạo ra hình ảnh của đặc trưng cơ học các mô mềm.

Ứng dụng lâm sàng gồm:

Liver Fibrosis Quantification (Định lượng xơ hóa gan)
Breast Mass Imaging (Tạo hình u vú )
Colorectal Tumor Imaging/Staging (Tạo hình u đại trực tràng/Định giai đoạn)
Prostate Imaging (Tạo hình tuyến tiền liệt)

REAL-TIME VIRTUAL SONOGRAPHY

REAL-TIME VIRTUAL SONOGRAPHY
của HITACHI
BS NGUYỄN THIỆN HÙNG tổng hợp
TRUNG TÂM Y KHOA MEDIC HÒA HẢO
Thành phố Hồ Chí Minh

Siêu âm là kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh (CĐHA) dựa vào tín hiệu siêu âm phản hồi, nên khó có được hình ảnh cơ quan xuyên qua xương và khí trong ống tiêu hóa. Thêm vào đó đầu dò siêu âm vận hành bằng tay lúc khám nên các mặt cắt ngang kém chuẩn so với các kỹ thuật CĐHA khác.
Từ tháng 02/2004, Hitachi Medical Systems thông báo đã phối hợp với đại học KEIO và TOHOKU để phát triển một kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh mới, và đã cài đặt vào các dòng máy siêu âm Hitachi EUB-8500 và EUB-6500.

Kỹ thuật siêu âm này có thể hiển thị các hình MPR (Multi-Planar Reconstruction) ảo từ MRI / CT volume data có cùng mặt cắt ngang như hình siêu âm thật trong thời gian thực. Hợp nhất (fusing) hình siêu âm và MRI /CT là phương cách tốt hơn để có nhiều thông tin nhằm chẩn đoán bệnh tốt hơn (Development of Real-time Virtual Sonography, MITAKE TSUYOSHI và ARAI OSAMU ( Hitachi Med. Corp., Tech. Res. Lab.).

H.1= Hệ thống Real-time virtual sonography

Real-time virtual sonography, siêu âm với hình ảo trong thời gian thực, là hệ thống phác họa các hình MPR từ MRI / CT volume scan data tương ứng với các mặt cắt ngang của siêu âm. Kỹ thuật này có ý nghĩa quan trọng là các hình MPR ảo của CT / MRI có thể so sánh với hình siêu âm thật trong thời gian thực. Phương pháp này rất có ích để định hướng mặt cắt giải phẫu trong không gian 3 chiều khi khám siêu âm, xác định tổn thương đã được CT/MRI phát hiện thí dụ như u gan và thương tổn đa ổ (Usefulness of Real-time Virtual Sonography, OKUMA KIYOSHI, OSHIO KOICHI, SHINMOTO HIROSHI (Keiodai I Hoshasenshindanka), MITAKE TSUYOSHI, ARAI OSAMU (Hitachi Med. Corp., Tech. Res. Lab.) .

Hệ thống Real-time virtual sonography (RVS system)

Gồm bộ phận từ hóa dò tìm chuyển động (magnetic motion-tracking device) và máy siêu âm có trữ bộ phận xử lý hình ảnh (image processing workstation) và phần mềm RVS. Bộ phận cảm ứng từ (magnetic sensor) được gắn chặt vào đầu dò siêu âm (3,5-5 MHz) (xem hình 1). RVS có thể hiển thị các hình ảo MPR trong thời gian thực tương ứng với hình siêu âm thật trên màn hình siêu âm.
Sau khi nạp phần mềm RVS và data hình 3DCT-LG của bệnh nhân, đầu scan được đặt bờ trên cán ức và bắt đầu quét.

H.2a= Hình 3DCT lymphogram hạch sentinel (SLN).
H.2b= Hình SA (P) tương ứng với hình ảo CT (T): Dạng oval của SA tương ứng với hình hạch sentinel (SLN) phát hiện bởi 3DCT lymphography.

Trong trường hợp khám tìm hạch nách, hình ảnh siêu âm được đồng bộ hóa với hình ảo của CT/MRI trình bày rõ tĩnh mạch nách bằng cách dùng chức năng "Adjust" của hệ thống.

RVS cung cấp các hình CT / MRI tái tạo trong thời gian thực tương ứng với các hình siêu âm cắt ngang trên monitor máy siêu âm.
Bộ phận xử lý hình có thể sản xuất bất cứ hình tái tạo MPR từ MRI / multidetector - row helical CT. Còn RVS trình bày các hình MPR ảo này kèm theo với hình thật từ máy siêu âm. Các hình minh họa sau lấy từ báo cáo RVS hiển thị các hình MPR ảo từ 3D CT-LG để phát hiện hạch sentinel (canh gác) trước mổ và đánh giá các hạch sentinel này và báo cáo các tổn thương gan lành tính có dùng chất tăng cường âm (Real-time Contrast-enhanced and Real-time Virtual Sonography in the Assessment of Benign Liver Lesions).
.

H.3a=RVS u mạch máu gan (mũi tên) trên SA và CE CT (RLL=thùy P gan, A= ĐMChủ bụng, RK= thận P).
H.3b= Focal nodular hyperplasia (FNH) ở thùy P gan. RVS cho thấy ảnh tương hợp của CE MR hình Power Doppler (ảnh trên). Sau tiêm SonoVue, ghi nhận có tăng cường âm nhanh và tồn tại trong thì động mạch (ảnh dưới).

Tóm lại, RVS là kỹ thuật CĐHA với sự hợp nhất của siêu âm và CT/MRI. Hệ thống RVS có thể hiển thị các hình ảo của CT hay MRI kèm theo các hình siêu âm thật. Các thuận lợi của hệ thống RVS gồm:
- tăng độ tin cậy chẩn đoán.
- so sánh trực tiếp các tổn thương với các phương tiện chẩn đoán hình ảnh khác nhau.
- theo dỏi các thủ thuật can thiệp chính xác hơn mà không bị phơi nhiễm xạ thêm.
- tương thích với B-mode, Color Doppler hay dynamic contrast harmonic imaging modes.
- đáng giá và hiệu quả.