Ultrasonic Computed Tomography Combining with Elastography to Characterize Tissue Elastic Properties

MỘT PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT ĐÀN HỒI MÔ: KẾT HỢP ĐO ĐỘ ĐÀN HỒI VỚI SIÊU ÂM CẮT LỚP 


BS NGUYỄN THIỆN HÙNG biên dịch
Trung tâm Y khoa MEDIC Hoà Hảo
Thành phố Hồ Chí Minh

(từ A Method for Characterization of Tissue Elastic Properties Combining Ultrasonic Computed Tomography with Elastography, Tanya Glozman- Haim Azhari, Israel Institut of Technology, J Ultrasound Med 2010; 29:387-398).

Tương quan giữa bệnh lý và thay đổi tính chất cơ học tại chỗ của mô mềm đã biết từ lâu. Hơn 20 năm qua, đã có nhiều nghiên cứu xác định tính chất cơ học mô sinh học bằng siêu âm đo độ đàn hồi. Nhưng phần lớn các nghiên cứu này chỉ xác định mỗi một loại sóng (sóng dọc hoặc sóng biến dạng).

Phương pháp kết hợp giữa UCT (Ultrasonic Computed Tomography) và đo độ đàn hồi này dựa trên hình ảnh học siêu âm để đo kết hợp cả độ đàn hồi tán xạ (backscattered elastography) và cắt lớp siêu âm  truyền xuyên mô (through-transmitted ultrasonic computed tomography). Phương pháp này đo cả tốc độ sóng dọc và sóng biến dạng, giúp tính toán các thông số đàn hồi mô một cách không xâm lấn như độ đàn hồi Young và độ đàn hồi sóng biến dạng, chỉ số Poisson, và quan trọng nhất là độ đàn hồi khối (bulk modulus). Để xác định độ đàn hồi khối cần có cả số đo tốc độ sóng biến dạng và tốc độ sóng dọc cùng lúc.

H.1: Một vật được đặt trong một thùng nước giữa 2 đầu dò siêu âm. Một tín hiệu được phát từ một đầu dò và được phát hiện bởi đầu dò kia. Một card chuyển data từ analog sang digital. Có được một hình quét của vật ở mode planar CT.

H.2: Hệ thống đo độ đàn hồi: Nguồn piezoelectric shear wave dính chặt vật khảo sát. Các mũi tên chỉ vector chuyển động. Sự dời chỗ mô được phát hiện bằng cách dùng một đầu dò siêu âm.
A/D=analog/digital; v à I/O=input/output

Có 2 hệ thống được thiết kế: Hệ thống UCT để đo tốc độ sóng dọc CL và hệ thống transient elastography để đo tốc độ sóng biến dạng CS.

Giá trị của CS thay đổi từ 1 đến 10m/s trong khi CL trong mô mềm khoảng 1500m/s.

Cả tốc độ sóng dọc và sóng biến dạng đều cần để xác định tính chất đàn hồi mô cơ thể.

Độ đàn hồi khối chỉ có thể được xác định bằng cách kết hợp số đo tốc độ sóng dọc và sóng biến dạng nên độ đàn hồi khối thích ứng cho việc phân loại các mô khác nhau, là lợi ích của việc kết hợp giữa UCT và đo độ đàn hồi.

Đây là phương pháp hổ trợ giúp phát hiện ung thư vú cho nhũ ảnh cũng như dùng với xung lực bức xạ âm (acoustic radiation force impulse) hay tạo hình chuyển động hoà âm (harmonic motion imaging) để đo tốc độ sóng biến dạng.

VỀ KHẢ NĂNG CHẨN ĐOÁN của SHEAR WAVE ELASTOGRAPHY

NÓI CHUYỆN VỚI Jacques Souquet, PhD VỀ KHẢ NĂNG CHẨN ĐOÁN CỦA ShearWave Elastography
(Từ A Conversation with Jacques Souquet, PhD : The Diagnostic Capabilities of Shear Wave Elastography, IMAGE rt, 01.18.2010)

BS NGUYỄN THIỆN HÙNG dịch
Trung tâm Y KHOA MEDIC HÒA HẢO- Thành phố Hồ Chí Minh


Tên của Jacques Souquet, PhD, đồng nghĩa với đổi mới siêu âm, đang dẫn đầu phát triển công nghệ hơn 30 năm qua, đến mức báo Le Monde từng gọi ông là Steve Jobs của hình ảnh học y khoa. Chúng tôi phỏng vấn ông Souquet về ShearWave Elastography (tên thương mại dùng cho SuperSonic Imagine) và khả năng chẩn đoán của kỹ thuật này.


1. ShearWave Elastography của siêu âm là gì và hoạt động ra sao?

- Trả lời: ShearWave Elastography được chuẩn y để đo độ đàn hồi mô định lượng trong thời gian thực. Độ đàn hồi mô liên quan đến bệnh học và do vậy là một công cụ chẩn đoán quan trọng.

ShearWave Elastography là phương tiện tương tác giữa sóng siêu âm và sóng biến dạng để xác định độ đàn hồi mô cơ thể. Sóng biến dạng có trong cơ thể tự nhiên. Tim đập tạo ra sóng biến dạng. Cho đến nay, chưa có máy siêu âm nào có thể khai thác sóng biến dạng do hạn chế kỹ thuật.

Có thể giải thích ShearWave Elastography theo 3 bước sau:

- Sóng biến dạng được tạo ra như thế nào: ShearWave Elastography dùng lực bức xạ âm do chùm siêu âm gây ra để dời chỗ mô và tạo nên sóng biến dạng. Để làm được điều này, các xung được nối tiếp tiêu điểm hóa ở các độ sâu khác nhau trong mô với tốc độ siêu thanh rồi được tăng cường bằng cách tạo ra mach cone (hình nón tốc độ siêu thanh), hình nón này làm tăng sự lan truyền sóng biến dạng. Điều này được thực hiện do công nghệ có bản quyền mà không cần thay đổi trình tự khám (workflow) hoặc chu kỳ làm mát (cool down period) cho đầu dò.

- Sự bắt (capture) sóng biến dạng: ShearWave Elastography dựa trên platform phần mềm siêu nhanh (ultra-fast software platform) có thể thu được hình ảnh trên 20.000Hz. Khi sóng biến dạng di chuyển nhanh trong cơ thể cần có tốc độ thu nhận ít nhất là 5.000Hz để phát hiện chúng. Để chộp được toàn bộ sự lan truyền của sóng biến dạng phải dùng xung âm phẳng (flat insonification) thay vì phương pháp thu nhận line-by-line như trong các máy siêu âm quy ước.

- Sự tính toán của sóng biến dạng: Young’s Modulus cho biết tốc độ lan truyền của sóng biến dạng có liên quan trực tiếp với các giá trị đàn hồi mô. Tốc độ lan truyền sóng biến dạng được tính toán và độ đàn hồi mô thực sự được biểu diễn thành kilopascals trên bản đồ đàn hồi màu mã hóa của vùng khám ROI. Mỗi pixel trên hình ShearWave Elastography có một giá trị kilopascal, tập họp lại thành độ đàn hồi mô tại chỗ, tất cả đều trong thời gian thực.

2. ShearWave Elastography khác với đàn hồi quy ước như thế nào ?

- Trả lời: Đàn hồi quy ước được gọi là căng hay đàn hồi tĩnh (strain hay static elastography). Strain elastography dùng sự đè nén cơ học đồng nhất tại bề mặt cơ thể để làm mô biến dạng. Người khám ấn mô và máy siêu âm tính toán rồi biểu diễn sự biến dạng gây ra và hình ảnh hóa độ đàn hồi mô một cách không thật. Kỹ thuật này cũng không định lượng; lệ thuộc người khám và có độ lập lại thấp.

3. Ứng dụng hiện tại và tương lai ra sao ?

- Trả lời: Hiện tại áp dụng tốt cho tuyến vú, giáp và bụng, đặc biệt là gan và thận. Tương lai sẽ là tuyến tiền liệt, cơ xương khớp và tim mạch.

4. ShearWave Elastography được ông nhấn mạnh là không lệ thuộc người khám, xin giải thích là gì và hoạt động như thế nào?

- Trả lời: ShearWave Elastography không lệ thuộc người khám vì việc tạo ra sóng biến dạng được thực hiện bằng phần mềm. Người khám không cần ấn mô do vậy ít có nguy cơ tạo ra xảo ảnh do đè ấn. Strain elastography lại dựa vào kỹ năng người khám để hiệu chỉnh áp lực cần thiết sao cho có được kết quả có giá trị. ShearWave Elastography xóa bỏ sự phỏng đoán vì không thay đổi trình tự công việc từ B-mode sang ShearWave Elastography. Đơn giản chỉ ấn nút và ShearWave Elastography được kích hoạt.

5. Không lệ thuộc người khám có ý nghĩa gì cho việc quản lý bệnh nhân và chất lượng khám ?

- Quản lý bệnh nhân được củng cố thông qua ShearWave Elastography. Vì ShearWave Elastography không lệ thuộc người khám, bác sĩ và người làm siêu âm có thể khám cùng một bệnh nhân với cùng kết quả do vậy làm giảm thời gian quản lý. Nói chung vì không phải ấn khám đầu dò khi khám nên xảo ảnh giảm và chất lượng hình ảnh được tăng cường .

Hơn nữa, quản lý bệnh nhân và chất lượng khám được tăng cường do kết quả khám có thể lập lại. Các thông số định lượng độ đàn hồi cung cấp thêm phương tiện chẩn đoán để phân loại mô trong khi theo dỏi tổn thương một cách chính xác và theo dỏi điều trị. Có thể theo dỏi tổn thương theo thời gian để xác định điều trị trong tương lai hoặc để biết đáp ứng của tổn thương với thuốc điều trị.