Source: www.pocus101.com

Translator: Phan Văn Minh Quân

Hiện nay, có vô vàn các loại máy siêu âm khác nhau trên thị trường cũng như các khoa phòng, cảm giác đầu tiên của những bác sĩ mới chập chững tiếp cận với POCUS chính là sự bỡ ngỡ trong cách sử dụng máy siêu âm. Bài viết này sẽ giúp bạn giải quyết trở ngại đó, giúp bạn tự tin với mọi loại máy siêu âm mà bạn tiếp cận. Bạn sẽ được học về các nút vặn, nút bấm, đầu dò, chế độ siêu âm, động tác sử dụng đầu dò và các mặt cắt.

Đầu dò (Probe)

Lựa chọn đầu dò thích hợp

Yếu tố quan trọng nhất để có một hình ảnh siêu âm chính xác là lựa chọn đầu dò thích hợp dựa vào cơ quan và vị trí muốn khảo sát. Nói một cách khác, "đi cày phải mang theo trâu". Ví dụ, khi sử dụng đầu dò "linear" (hay gọi là đầu dò mạch máu hoặc đầu dò thẳng), ta sẽ thu được hình ảnh có độ phân giải cao (high resolution) nhưng chỉ khảo sát được tổ chức nông, do đó không thể nào đánh giá tốt được cơ quan nằm sâu như tim hay tĩnh mạch chủ dưới.

Do đó, trước khi thực hiện siêu âm, phải giải đáp được các câu hỏi sau để giúp lựa chọn một đầu dò thích hợp:

• Cơ quan đang muốn khảo sát là gì?
• Độ sâu của cấu trúc muốn khảo sát?
• Diện tích tiếp xúc mong muốn của đầu dò là lớn hay nhỏ?
• Có sử dụng siêu âm để hướng dẫn thực hiện thủ thuật hay không?
• Có cần khảo sát các khoang không (khoang chậu, áp-xe quanh amidan)?

Trong bài này, ta sẽ đi qua 4 đầu dò phổ biến nhất trong POCUS: linear (đầu dò thẳng), curvilinear (đầu dò bụng), phased array (đầu dò tim), endocavitary (đầu dò nội khoang). Bảng dưới đây tóm tắt các đặc điểm của mỗi loại đầu dò.

Mỗi đầu dò đều có ưu và nhược điểm riêng. Thông thường, các yếu tố quan trọng để quyết định lựa chọn đầu dò là độ phân giải (resolution), độ xuyên thấu của sóng âm (penetration), và diện tiếp xúc đầu dò (footprint size).

Diện tiếp xúc đầu dò (Ultrasound probe "footprint") là vị trí đầu dò tiếp xúc trực tiếp với da của bệnh nhân. Đây là đầu tận cùng của đầu dò, thường được bọc 1 lớp mỏng có cảm giác như cao su. Phụ thuộc vào vị trí và cơ quan muốn khảo sát mà ta sẽ lựa chọn đầu dò có diện tiếp xúc lớn hay nhỏ. Thứ tự đầu dò có diện tiếp xúc từ lớn đến nhỏ như sau: Curvilinear > Linear > Phased Array.

Đầu dò "Linear" (Đầu dò mạch máu/Đầu dò thẳng)

Đầu dò "linear" có tần số quét cao (5-15 MHz) sẽ cho bạn hình ảnh có độ phân giải cao nhất trong tất cả các đầu dò nhưng chỉ có thể khảo sát cấu trúc nằm nông. Nguyên tắc chung là, muốn khảo sát cấu trúc có độ sâu bé hơn 8 cm, hãy sử dụng đầu dò "linear". Đầu dò "linear" không thể "chạm" tới độ sâu quá 8 cm.

Đầu dò "linear" sẽ xuất hình ảnh dưới dạng hình chữ nhật, tương ứng với diện tiếp xúc tứ giác nằm ngang của nó.

Đầu dò "Curvilinear" (Đầu dò bụng/Đầu dò cong)

Đầu dò "curvilinear" có tần số quét dao động trong khoảng 2-5MHz. Đây được xem là đầu dò có tần số thấp nhưng có diện tiếp xúc rộng, cho phép cải thiện độ phân giải vùng bên (better lateral resolution) nếu so sánh với đầu dò "phased array" (đầu dò tim). Đầu dò "curvilinear" thường được sử dụng trong siêu âm bụng tổng quát và siêu âm vùng chậu. Ngoài ra, đầu dò này còn có thể sử dụng để siêu âm tim và phổi nhưng vì diện tiếp xúc lớn dẫn đến khó khăn cho việc khảo sát khoảng giữa 2 xương sườn.

Hình ảnh được xuất ra từ đầu dò "curvilinear" là một "thị trường" cong rộng dần về 2 bên trên màn hình.

Đầu dò "Phased Array" (Đầu dò tim)

Đầu dò tim có tần số quét khoảng 1-5MHz, tương tự đầu dò bụng nhưng có diện tiếp xúc phẳng và nhỏ hơn.

Ưu điểm của đầu dò tim là các hạt tinh thể áp điện (piezoelectric crystals) được đặt vào trung tâm của đầu dò, tạo điều kiện dễ dàng để sóng âm "lách" qua khoảng giữa của các xương sườn (có thể thấy vị trí xuất ra hình ảnh từ đầu dò cực kỳ nhỏ).

Đây là đầu dò tối ưu nhất để siêu âm tim, tuy nhiên, có thể sử dụng cho các vị trí cơ quan khác tương tự như đầu dò bụng (với độ phân giải vùng bên kém hơn đầu dò bụng).

Đầu dò "Endocavitary" (Đầu dò nội khoang)

Đầu dò nội khoang có diện tiếp xúc cong, xuất ra hình ảnh rộng với tần số quét 8-13 MHz (cao hơn đầu dò bụng). Độ phân giải hình ảnh của đầu dò nội khoang rất tốt, tuy nhiên, tương tự như đầu dò "linear", nó phải được đặt sát vào cấu trúc muốn khảo sát vì có tần số quét cao nhưng độ xuyên thấu lại thấp.

Đầu dò "endocavitary" được sử dụng phổ biến nhất trong siêu âm khoang miệng (tìm kiếm áp xe quanh amidan) và siêu âm qua ngã âm đạo (khảo sát u nang buồng trứng, thai ngoài tử cung, u buồng trứng xoắn...). Đảm bảo phải luôn bọc đầu dò bằng bọc vô khuẩn ("condom" hoặc găng vô khuẩn) trước khi siêu âm.

Đầu dò siêu âm cầm tay "All-in One"

Với sự phát triển của khoa học công nghệ, hiện nay, có rất nhiều thiết bị siêu âm cầm tay ra đời, kết nối với smartphone và giả lập các loại đầu dò khác nhau thông qua một vài thao tác nhỏ. Tiêu biểu trong số đó là Thiết bị siêu âm cầm tay Butterfly. Đầu dò Butterfly có diện tiếp túc lớn hơn đầu dò tim và cân nặng gấp 2-3 lần đầu dò tim tiêu chuẩn.

Thao tác sử dụng đầu dò siêu âm

Để tối ưu hình ảnh siêu âm mong muốn, cần sử dụng đầu dò siêu âm với các thao tác thích hợp. Có 4 thao tác sử dụng đầu dò cơ bản khi siêu âm bao gồm: động tác tịnh tiến (sliding), động tác quét (tilting), động tác lia (rocking), động tác xoay (rotating). Một thao tác thứ 5 có thể cân nhắc là động tác "nhấn" (Compression).

Dưới đây là video ngắn tóm tắt các động tác siêu âm cơ bản:

Vận dụng và kết hợp các động tác siêu âm thành thục sẽ giúp bạn có được hình ảnh mong muốn. Đối với các bác sĩ siêu âm kinh nghiệm, họ sẽ biết được mỗi động tác sẽ làm thay đổi hình ảnh siêu âm theo hướng nào. Do đó, khi chưa có được hình ảnh tốt nhất, hãy suy nghĩ cần thực hiện động tác siêu âm nào tiếp theo để có được hình ảnh tối ưu, đừng "xoay trở" đầu dò một cách "vô thức".

Động tác tịnh tiến (Sliding)

Tịnh tiến là động tác "rê" toàn bộ đầu dò theo một hướng nhất định để có được hình ảnh siêu âm mong muốn. Động tác này thường được dùng để tìm "cửa sổ" tối ưu, di chuyển đầu dò đến những vùng khác nhau hoặc đi theo một cấu trúc nhất định (như mạch máu).

Động tác quét (Tilting/Fanning)

Quét là động tác nghiêng theo trục ngắn của đầu dò (ra trước hoặc ra sau) mà vẫn giữ nguyên vị trí của đầu dò. Động tác quét cho ta nhiều hình ảnh lát cắt ngang của cấu trúc được khảo sát. Có thể áp dụng động tác này khi siêu âm các cơ quan như tim, thận, bàng quang, mạch máu,...

Động tác xoay (Rotating)

Xoay đầu dò bao gồm xoay theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ. Động tác xoay thường được dùng để thay đổi hình ảnh của một cấu trúc đang ở trục ngang thành trục dọc và ngược lại, ví dụ như siêu âm tim, mạch máu, thận.

Ở ví dụ bên dưới, xoay đầu dò 90 độ để theo dõi hình ảnh động mạch cánh tay từ trục ngắn sang trục dài.

Động tác lia (Rocking)

Là động tác nghiêng theo trục dài của đầu dò (sang phải hoặc sang trái), động tác lia giúp ta mở rộng "phẫu trường" về 2 bên và giúp hướng cấu trúc cần khảo sát về phía trung tâm của màn hình.

Động tác "nhấn" (Compression)

Là động tác sử dụng lực tay "đè" đầu dò xuống nhằm khảo sát sự đàn hồi của một cấu trúc. Động tác này thường dùng để đánh giá huyết khối tĩnh mạch sâu, đánh giá ruột thừa viêm và phân biệt động tĩnh mạch.

Gờ chỉ điểm (Indicator/Orientation Marker)

Mỗi đầu dò có một gờ chỉ điểm (indicator/marker) tương ứng với điểm đánh dấu (screen marker/position marker) trên màn hình máy siêu âm. Điều này giúp cho người làm siêu âm cầm đúng hướng đầu dò.

Vị trí gờ chỉ điểm trên đầu dò

Gờ chỉ điểm trên đầu dò thường được đánh dấu bởi một rãnh nhỏ hoặc một dấu nhấn ở một bên đầu dò, tương ứng với điểm đánh dấu trên màn hình siêu âm.

Vị trí gờ chỉ điểm trên màn hình siêu âm

Nhìn chung, hầu hết các đầu dò tiêu chuẩn đều xuất hình ảnh siêu âm có gờ chỉ điểm nằm phía trên trái màn hình. Riêng biệt đối với chế độ siêu âm tim (cardiac mode), gờ chỉ điểm sẽ nằm phía bên phải màn hình.

Các mặt cắt và định hướng hình ảnh siêu âm

Mặt phẳng

Về mặt hình ảnh học, cơ thể được chia làm ba mặt phẳng: mặt phẳng dọc (sagittal), mặt phẳng ngang (transverse) và mặt phẳng vành (coronal/frontal). Sự kết hợp của ít nhất hai trong ba mặt phẳng gọi là mặt phẳng chéo (oblique).

• Mặt phẳng dọc (sagittal): song song với trục dài của cơ thể, chia cơ thể thành 2 nửa trái và phải.
• Mặt phẳng ngang (transverse): vuông góc với trục dài của cơ thể, chia cơ thể thành 2 nửa trên (superior) vào dưới (inferior).
• Mặt phẳng vành (coronal): song song với trục dài của cơ thể, chia cơ thể thành 2 nửa trước (anterior) và sau (posterior).
• Mặt phẳng chéo (oblique): sự kết hợp của ít nhất hai trong ba mặt phẳng trên.

Trục dài và trục ngắn

Các cấu trúc hình trụ, không tròn, có thể được định hướng bằng trục trục dài (long axis) hay trục ngắn (short axis).

• Trục dài (long axis): mặt phẳng song song với chiều dài lớn nhất của cấu trúc.
• Trục ngắn (short axis): mặt phẳng vuông góc với trục dài của cấu trúc.

Hình ảnh trục dài hay trục ngắn của một cấu trúc có thể dễ dàng có được bằng cách xoay đầu dò 90 độ theo chiều kim hoặc ngược chiều kim đồng hồ. Các mặt cắt theo trục này thường dùng trong siêu âm mạch máu và siêu âm tim. Ngoài ra, còn được sử dụng trong siêu âm hướng dẫn thực hiện thủ thuật.

Sử dụng máy siêu âm: tiếp cận theo từng bước

Nỗi ám ảnh lớn nhất khi bắt đầu tiếp cận với siêu âm là máy siêu âm có quá nhiều nút xoay và nút bấm. Thật may thay, hầu hết các máy siêu âm đều có các nút, chế độ và cài đặt cơ bản giống nhau, khi nắm bắt được các vấn đề này, bạn có thể tự tin sử dụng tất cả các máy siêu âm mà mình tiếp cận.

Trong bài này, tôi sẽ sắp xếp cách sử dụng máy siêu âm theo từng bước, việc đi theo từng bước sẽ giúp bạn tránh bỏ quên các cài đặt cơ bản và từ đó cải thiện đáng kể chất lượng hình ảnh trên siêu âm.

Bước 1: Nút khởi động (Power Button)

Bạn không nhìn nhầm đâu. Đúng vậy, bước khởi đầu quan trọng nhất chính là bấm nút khởi động.

Một sự thật thú vị: nút bật/tắt nguồn bắt nguồn từ hệ thống đánh số nhị phân, trong đó "0" là Tắt và "1" là Bật. Vì vậy, để tạo ra một biểu tượng chung cho nút Power, "0" và "1" được kết hợp lại với nhau để tạo nên biểu tượng này.

Biểu tượng "Power" này áp dụng cho hầu hết các máy siêu âm. Do đó, hãy tìm kiếm biểu tượng này khi muốn bật máy.

Bước 2: Lựa chọn đầu dò (Probe/Transducer)

Sau khi đọc phần đầu của bài, bạn đã biết cách lựa chọn đầu dò thích hợp tùy thuộc vào cơ quan và cấu trúc muốn khảo sát. Do đó, sau khi khởi động máy siêu âm, bước tiếp theo chính là lựa chọn đầu dò. Hiểu biết về các nút bấm siêu âm sẽ vô nghĩa nếu lựa chọn đầu dò không chính xác.

Mỗi máy siêu âm sẽ có những cách lựa chọn đầu dò khác nhau, thật may là cách lựa chọn đầu dò rất dễ nhận biết và thực hiện trên máy siêu âm.

Bước 3: Cài đặt đầu dò (Preset)

Mỗi loại đầu dò sẽ có một danh sách các "preset" khác nhau về tần số và diện tiếp xúc. Các hãng máy siêu âm sẽ tạo ra các "preset" phù hợp với mỗi đầu dò nhất định. Vậy "preset" là gì?

Hãy xem rằng việc lựa chọn "preset" trên máy siêu âm tương tự như cách bạn cài đặt máy ảnh trước khi chụp hình, bạn sẽ phải tinh chỉnh về khẩu độ, tốc độ khung hình để phù hợp với chế độ ban ngày hay ban đêm. Và hầu hết các ống kính camera hiện nay sẽ tự động tinh chỉnh các cài đặt đó để phù hợp với các điều kiện cụ thể.

Lựa chọn "preset" trên siêu âm cũng tương tự như vậy, nó sẽ tự động lựa chọn tần số, độ sâu và độ sáng tối ưu để phù hợp với cấu trúc cơ quan muốn khảo sát. "Preset" cho bạn một điểm xuất phát tối ưu nhất để từ đó bạn có thể tiếp tục điều chỉnh bằng các nút siêu âm để thu được hình ảnh tốt nhất.

Bước 4: Điều chỉnh độ sâu (Depth)

"Depth" là độ sâu mà bạn mong muốn đạt được khi siêu âm. Nguyên tắc chung là chỉ điều chỉnh độ sâu cần thiết để nhìn thấy rõ cấu trúc mà bạn mong muốn, việc điều chỉnh độ sâu quá cao dẫn đến có rất nhiều cấu trúc không cần thiết xuất hiện ở phần đáy của màn hình.

Thông thường, phía bên phải của màn hình máy siêu âm sẽ có các điểm và đường thẳng, đánh dấu độ sâu bằng centimet, giúp bạn ước lượng được độ sâu của cấu trúc bạn đang khảo sát. Khi tăng hay giảm độ sâu bằng núm xoay trên máy siêu âm, các số bên phải màn hình cũng thay đổi tương ứng với độ sâu của cấu trúc.

Dưới đây là ví dụ về tăng và giảm độ sâu trên máy siêu âm:

Bước 5: Gain (Overall) (Gain tổng)

Sau khi điều chỉnh về độ sâu, cài đặt tiếp theo phải thực hiện là điều chỉnh "Gain".

"Gain" có thể hiểu đơn giản là độ sáng tối của hình ảnh siêu âm. Nó làm tăng hoặc giảm cường độ của tín hiệu sóng âm mà từ đó biểu thị lên màn hình siêu âm.

"Gain" tổng là gì? Là khi tăng hoặc giảm "Gain", toàn bộ độ sáng của hình ảnh siêu âm sẽ tăng hoặc giảm. "Gain" tổng được dùng khi toàn bộ hình ảnh siêu âm quá tối (under-gained) hoặc quá sáng (over-gained). "Gain" tổng giúp hình ảnh siêu âm có mật độ âm đồng nhất và ổn định trong toàn bộ "thị trường".

Bước 6: Near/Far Field Gain (Gain vùng xa/gần) và Time Gain Compensation (TGC - Bù trừ gain theo thời gian)

Hầu hết các máy siêu âm sẽ có thêm chức năng giúp bạn tinh chỉnh "gain" ở một độ sâu nhất định trên hình ảnh siêu âm. Các chức năng này được gọi là "Gain vùng xa/gần" và "Bù trừ gain theo thời gian" (TGC).

Gain vùng xa/gần:

Máy siêu âm phổ biến nhất hỗ trợ chức năng này là máy Sonosite M-Turbo hoặc Edge. Vùng gần (near field) là nửa trên của màn hình và vùng xa (far field) là nửa dưới của màn hình. Như vậy khi thay đổi "gain" vùng gần hay xa, độ sáng tối sẽ thay đổi tương ứng với nửa trên hay nửa dưới màn hình siêu âm.

Bù trừ "gain" theo thời gian:

Hầu hết các máy siêu âm khác cho phép bạn điều chỉnh "gain" ở một số khu vực cụ thể hơn trên màn hình siêu âm. Chức năng này gọi là "Time Gain Compensation" (TGC).

Điều chỉnh TGC cho phép thay đổi độ sáng tối ở bất cứ độ sâu nào mà bạn muốn, không chỉ là vùng gần hay xa. Các nút điều chỉnh TGC sẽ tương ứng với một độ sâu nhất định.

Dưới đây là ví dụ về giảm TGC ở phần giữa, tương ứng với hình ảnh trống âm ở khoảng giữa màn hình.

Bước 7: Focus (Hội tụ)

Cài đặt cuối cùng để tối ưu hóa hình ảnh siêu âm chính là điều chỉnh "Focus" (hội tụ). "Focus" hiểu đơn giản là sự tập trung sóng âm vào một vị trí nhất định mà bạn muốn đạt được độ phân giải hình ảnh tối đa tại vị trí đó. Đặt "con trỏ" (cursor) vào độ sâu mà bạn muốn "focus" rồi từ đó điều chỉnh nút xoay Focus trên máy siêu âm. Thông thường, "focus" được biểu hiện bằng một dấu mũi tên nhỏ trên thanh độ sâu bên phải màn hình siêu âm.

Một số máy siêu âm như Sonosite không cho phép bạn tự điều chỉnh "Focus" mà trên máy có chế độ điều chỉnh "Focus" tự động (auto-focus).

Bước 8: Freeze, Measure (Caliper), Image/Video Capture

Sau khi đi qua 7 bước trên, bạn chắc hẳn đã có được một hình ảnh siêu âm mong muốn. Dưới đây là một số Nút siêu âm hữu ích mà bạn sẽ cần khi thực hiện siêu âm: Freeze, Measure và Image Capture.

Freeze:

Đúng với tên gọi của nó, nút "freeze" dùng để "đóng băng" (tạm dừng) khung hình siêu âm cho phép bạn có thời gian quan sát kỹ hơn. Các máy siêu âm thường lưu trữ hình ảnh trong 10-30s trước đó, do đó khi tạm dừng, bạn có thể quan sát lại các khung hình trước đó trong khoảng 30 giây trở lại.

Measure (Calipers):

"Measure" là một chức năng cực kỳ quan trọng cho phép bạn đo đạc khoảng cách giữa các cấu trúc trên màn hình siêu âm.

Image/Video Capture:

Tất cả các máy siêu âm hiện đại cho phép bạn lưu trữ hình ảnh hoặc video siêu âm, phục vụ cho công tác học tập, nghiên cứu và giảng dạy.

Dưới đây là video ngắn giới thiệu cách sử dụng các chức năng Freeze, Measure và Image Capture:

Chế độ siêu âm cơ bản

Trong phần này, chúng ta sẽ thảo luận về hai chế độ siêu âm cơ bản và phổ biến nhất: B-mode và M-mode. Ở những phần tiếp theo của bài, ta sẽ đi đến những chế độ chuyên sâu hơn như Doppler màu, Doppler xung, Doppler liên tục.

Đối với những bác sĩ mới khởi đầu với siêu âm, tôi khuyên bạn chỉ tập trung vào B-mode (thang xám) và cố gắng luyện tập cách để thu được một hình ảnh 2D tối ưu nhất. Sau khi thành thục với B-mode, tiếp tục tiến tới các mode "cao cấp" hơn như Doppler.

B-mode hoặc 2D Mode

B-mode là chế độ siêu âm tạo ra hình ảnh 2D theo thang xám (greyscale) trên màn hình siêu âm và đây là chế độ được sử dụng phổ biến nhất. B-mode là chế độ siêu âm quan trọng nhất mà bạn cần phải nắm vững nếu muốn thành thục POCUS. Tất cả các mode còn lại đều phải dựa vào một hình ảnh 2D đẹp. Tôi hi vọng rằng, các bạn đã nắm vững các bước cài đặt ở phần trên của bài để từ đó thu được một hình ảnh 2D tối ưu.

Các nút bấm trên siêu âm giúp bạn lựa chọn B-mode:

• B (trên máy GE)
• 2D (trên máy Sonosite, Philips và HM70 EVO)

M-mode (Motion Mode)

M-mode là sự biểu thị chuyển động theo thời gian của hình ảnh 2D B-mode dọc theo đường thẳng đã chọn tương ứng (chosen line). Sự chuyển động được biểu thị trên trục tung Y và thời gian được biểu thị trên trục hoành X. Ứng dụng phổ biến của M-mode là để đo thông số EPSS trên siêu âm tim hoặc tính toán tần số tim thai nhi. Bạn cũng có thể sử dụng M-mode trong siêu âm phổi để đánh giá dấu "phổi trượt" và loại trừ tràn khí màng phổi.

Hình ảnh dưới đây là một ví dụ của M-mode (bên trái màn hình) và B-mode (bên phải màng phổi) khi siêu âm phổi. M-mode đơn giản là lấy 1 "lát cắt" trên B-mode tương ứng với "cursor line" rồi từ đó phiên giải "lát cắt" đó theo thời gian. M-mode sẽ "ngó lơ" tất cả mọi thứ trên hình ảnh 2D của B-mode và chỉ tập trung duy nhất vào vị trí đặt "cursor line".

Dưới đây là các bước để đo khoảng cách trên hình ảnh M-mode:

• B1: khảo sát cấu trúc mong muốn dưới dạng 2D (B-mode).
• B2: bấm vào nút M-mode trên máy siêu âm và quan sát thấy "cursor line" xuất hiện trên màn hình.
• B3: dùng núm xoay đưa "cursor line" đến vị trí muốn khảo sát.
• B4: bấm nút M-mode một lần nữa để kích hoạt M-mode.
• B5: bấm nút "Freeze".
• B6: sử dụng núm xoay để đưa con trỏ đến vị trí mong muốn.
• B7: bấm nút "Measure".
• B8: đo khoảng cách các cấu trúc mong muốn.

Dưới đây là video trình bày 8 bước sử dụng M-mode để đo EPSS (E-point Septal Separation) khi siêu âm tim:

Dưới đây là video về cách sử dụng M-mode đánh giá dấu "phổi trượt" và tràn khí màng phổi:

Chế độ siêu âm nâng cao (Doppler)

Bên cạnh B-mode và M-mode là hai chế độ siêu âm cơ bản, phần này bạn sẽ tiếp cận các mode siêu âm nâng cao (Doppler). Dưới đây là hình ảnh tóm tắt các mode siêu âm:

Ban đầu, các mode Doppler này rất dễ gây nhầm lẫn, tuy nhiên trên thực tế, tất cả các mode Doppler đều dựa vào nguyên lý dòng chảy, xác định vận tốc chuyển động của một vật hướng về phía đầu dò hay đi ra xa đầu dò. Nắm vững nguyên lý này sẽ giúp bạn ứng dụng thành thục các mode Doppler.

Bạn có thể xem lại bài 'Vật lý và ảnh giả siêu âm' tại đây.

Phương trình độ lệch Doppler (Doppler Shift Equation)

Tất cả các tín hiệu Doppler đều được tín toán dựa vào phương trình độ lệch Doppler. Dưới đây là hình ảnh minh họa chi tiết cách sử dụng Doppler và mức độ tác động của góc khám (angle of insonation) trong việc xác định tốc độ dòng chảy/chuyển động. Với bất cứ mode Doppler nào, bạn phải đặt đầu dò sao cho dòng chảy/chuyển động hướng trực tiếp vào đầu dò (góc khám = 0 độ). Trong trường hợp đặt đầu dò vuông góc với hướng của dòng chảy/chuyển động, bạn sẽ không xác định được hình ảnh dòng chảy/chuyển động trên máy siêu âm.

Do đó, điểm quan trọng nhất để cải thiện hình ảnh đối với bất cứu mode Doppler nào là đảm bảo rằng hướng dòng chảy/chuyển động phải song song với đầu dò siêu âm nhiều nhất có thể (góc 0 độ). Bất cứ góc khám nào lớn hơn 25-30 độ đều làm sai lệch ít nhiều kết quả đo lường. Nếu hướng dòng chảy/chuyển động tạo với đầu dò một góc 90 độ, tín hiệu Doppler sẽ không xuất hiện trên màn hình siêu âm.

Doppler màu (Color Doppler Mode)

Mode Doppler được sử dụng phổ biến nhất là Doppler màu. Chế độ này cho phép bạn quan sát chuyển động của dòng máu trong động mạch và tĩnh mạch dưới màu sắc xanh và đỏ trên màn hình siêu âm.

Một câu hỏi thường gặp trong Doppler màu là: Các màu sắc này có ý nghĩa gì? Nhiều người nghĩ rằng dòng màu đỏ là động mạch và dòng màu xanh là tĩnh mạch, đây là sai lệch kiến thức phổ biến nhất đối với các bác sĩ chưa tiếp cận với siêu âm. Thực tế, màu sắc của dòng chảy biểu thị trên màn hình siêu âm phụ thuộc vào tương quan giữa hướng của dòng chảy và sóng siêu âm, tạo nên góc khám (angle of insonation). Màu đỏ đại diện do dòng chảy HƯỚNG TỚI đầu dò và màu xanh đại diện cho dòng chảy đi RA XA đầu dò.

Các bước thực hiện siêu âm Doppler màu:

• B1: Kích hoạt Doppler màu (thường bấm nút chữ C trên máy siêu âm).
• B2: Điều chỉnh diện tích vùng Doppler màu.
• B3: Điều chỉnh thang vận tốc (Scale).
• B4: Điều chỉnh "Gain".

Dưới đây là video hướng dẫn các bước thực hiện siêu âm Doppler màu:

Doppler năng lượng (Power Doppler Mode)

Đây là mode tương tự như Doppler màu nhưng bạn sẽ không thấy màu đỏ hay xanh trên màn hình siêu âm mà chỉ đơn giản là một màu vàng duy nhất, kết quả từ sự khuếch đại đối với cường độ của dòng chảy. Do đó, mode này không nói cho bạn biết là dòng chảy đang hướng đến hay ra xa đầu dò. Doppler năng lượng nhạy cảm hơn Doppler màu và được dùng để xác định các dòng chảy có vận tốc thấp như dòng chảy tĩnh mạch ở tuyến giáp hay tinh hoàn.

Các mode Doppler khác

Có thể bạn cảm thấy rằng, các mode Doppler như Doppler xung (Pulse Wave), Doppler liên tục (Continuous Wave) hay Doppler mô (Tissue) là quá "cao cấp" để có thể tiếp cận. Tuy nhiên, tất cả các mode Doppler này đều có chung nguyên lý đối với Doppler màu: dòng chảy/chuyển động hướng đến hay rời xa đầu dò. Nếu dòng chảy/chuyển động hướng về phía đầu dò thì sẽ cho hình ảnh sóng dương trên đồ thị chuyển động, và ngược lại nếu dòng chảy/chuyển động rời xa đầu dò sẽ cho hình ảnh sóng âm.

Doppler xung (Pulse Wave Doppler)

Doppler xung (PW) cho phép đo lường vận tốc của dòng chảy tại một vị trí nhất định. Tính chất đặc biệt của Doppler xung là ta có thể chọn vị trí chính xác tại nơi mà ta muốn đo vận tốc dòng chảy dựa vào điều chỉnh "cửa sổ mẫu" (Sample Gate). "Sample Gate" trên màn hình siêu âm thường là 2 đường nằm ngang ngắn, song song, nằm trên "cursor line", sử dụng núm xoay trên máy siêu âm để di chuyển "Sample Gate" đến vị trí mong muốn và tiến hành đo vận tốc dòng chảy (xem hình minh họa bên dưới).

Tuy nhiên, hạn chế lớn nhất của Doppler xung chính là ngưỡng vận tốc tối đa (còn gọi là Nyquist Limit) mà nó có thể đo đạc. Bất cứ dòng chảy nào có vận tốc quá lớn đều sẽ tạo nên tín hiệu nhiễu trên màn hình siêu âm. Do đó, không nên sử dụng Doppler xung đối với những dòng chảy có vận tốc lớn hơn 200cm/s. Đó là lí do tại sao ta không thể áp dụng Doppler xung trong trường hợp hở/hẹp van tim nặng.

Dưới đây là ví dụ về tín hiệu nhiễu trên Doppler xung:

Ứng dụng phổ biến nhất của Doppler xung là đo cung lượng tim và đánh giá chức năng tâm trương thất trái.

Sau đây là bước thực hiện Doppler xung (PW):

• B1: bấm nút Doppler xung trên máy siêu âm (nút PW), thấy xuất hiện "cursor line" trên máy siêu âm.
• B2: sử dụng nút xoay trên máy để đặt "Sample gate" đến vị trí cần đo.
• B3: bấm nút PW một lần nữa để kích hoạt Doppler xung.
• B4: điều chỉnh "Gain", "Baseline" và "Scale".
• B5: điều chỉnh "Sweep Speed" (số giây xuất hiện trên trục hoành X, xem video bên dưới để được hướng dẫn chi tiết).
• B6: bấm "Freeze".
• B7: dùng nút xoay để chọn được khung hình mong muốn.
• B8: bấm "Measure".
• B9: đo đạc thông số mong muốn.

Dưới đây là video hướng dẫn chi tiết cách sử dụng Doppler xung trên máy siêu âm để đo VTI (Velocity Time Integral - Tích phân vận tốc theo thời gian) của LVOT (buồng tống của thất trái):

Doppler liên tục (Continuous Wave Doppler)

Doppler liên tục (CW) tương tự như Doppler xung (PW) nhưng sẽ "nhạy bén" hơn khi xác định dòng chảy có vận tốc cao (lên đến hơn 1000 cm/s). Do đó Doppler liên tục là lựa chọn ưu tiên trong đánh giá hẹp/hở van tim.

Khác với Doppler xung (PW), Doppler xung sẽ đo vận tốc tại một vị trí đặt "Sample gate", Doppler liên tục sẽ đo vận tốc dọc theo vị trí đặt "cursor line". Do đó thứ chúng ta thu được là vận tốc dòng chảy tối đa được xác định dọc theo "cursor line". Điều này vừa mang ưu điểm và nhược điểm. Ưu điểm là tín hiệu trên siêu âm sẽ không bị nhiễu và đo được vận tốc dòng chảy cao, nhưng nhược điểm là ta không thể biết vận tốc dòng chảy đó đến từ đâu. Do đó nếu có hai dòng chảy dọc theo "cursor line", ta sẽ không thể phân biệt được tín hiệu của dòng chảy có vận tốc thấp so với dòng chảy có vận tốc cao, vì tín hiệu của dòng chảy vận tốc cao sẽ chiếm ưu thế và "che mờ" dòng chảy vận tốc thấp.

Các bước thực hiện đo Doppler liên tục (CW) tương tự như đo Doppler xung. Khi kích hoạt CW, sẽ xuất hiện "cursor line" và "sample gate", nhưng vị trí đặt "sample gate" không có vai trò quan trọng, vì máy sẽ đo lường vận tốc dòng chảy dọc theo "cursor line".

Các bước thực hiện siêu âm Doppler liên tục (CW):

• B1: bấm nút Doppler liên tục (nút CW), đường "cursor line" xuất hiện.
• B2: dùng núm xoay đưa "cursor line" đến vị trí cần đo đạc ("sample gate" không có vai trò trong mode này).
• B3: bấm nút CW lần nữa để kích hoạt Doppler liên tục.
• B4: điều chỉnh "Gain", "Baseline" và "Scale".
• B5: điều chỉnh "Sweep Speed".
• B6: bấm "Freeze".
• B6: dùng nút xoay để chọn được khung hình mong muốn.
• B7: bấm "Measure".
• B8: đo đạc thông số mong muốn.

Dưới đây là ví dụ đo dòng hở qua van 3 lá (tricuspid regurgitation - TR) sử dụng Doppler liên tục (CW).

Doppler mô (Tissue Doppler Imaging - TDI)

Một tin vui là tất cả nguyên lý áp dụng cho Doppler xung (PW) đều có thể áp dụng cho Doppler mô (TDI). Thực tế là, Doppler mô (TDI) là một dạng Doppler xung cho phép ta đo vận tốc chuyển động của mô/cơ với tốc độ thấp hơn (1 - 20 cm/s) so với Doppler xung (30 - 200 cm/s).

Cách sử dụng Doppler mô có sự khác nhau giữa các máy siêu âm, hãy tìm kiếm nút TDI trên máy siêu âm hoặc lựa chọn biểu tượng TDI xuất hiện trong khi đang trong chế độ Doppler xung (PW).

Dưới đây là các bước thực hiện Doppler mô (TDI):

• B1: bấm nút PW (Doppler xung) trên máy siêu âm.
• B2: dùng núm xoay điều chỉnh "Sample gate" tới vị trí mong muốn.
• B3: bấm nút TDI để kích hoạt Doppler mô.
• B4: điều chỉnh TDI "Gain", "Baseline" và "Scale".
• B5: điều chỉnh "Sweep Speed".
• B6: bấm "Freeze".
• B7: dùng nút xoay để chọn được khung hình mong muốn.
• B8: bấm "Measure".
• B9: đo đạc thông số mong muốn.

Dưới đây là video hướng dẫn sử dụng Doppler mô để đánh giá rối loạn chức năng tâm trương thất trái:

Một số cài đặt Doppler khác: Wall Filter, Steer và Angle Correction

Khi ta sử dụng một trong các mode Doppler, bạn có thể tối ưu hình ảnh siêu âm bằng cách điều chỉnh các nút xoay/nút bấm sau:

• Wall Filter: giảm tín hiệu dòng chảy vận tốc thấp, được sử dụng để làm giảm tín hiệu nhiễu trên hình ảnh Doppler.
• Steer: điều chỉnh khung Doppler màu, giúp làm nhỏ góc Doppler để tối ưu hình ảnh.
• Angle Correction: áp dụng cho Doppler xung, tinh chỉnh góc của "sample gate" nếu không thu được hình ảnh tối ưu.

Dưới đây là video hướng dẫn cách sử dụng các nút trên:

Tóm tắt

Dưới đây là video tóm tắt cách sử dụng đầu dò, nút bấm và các chế độ siêu âm:

Tài liệu tham khảo

1. AIUM technical bulletin. Transducer manipulation. American Institute of Ultrasound in Medicine. Journal of ultrasound in medicine : official journal of the American Institute of Ultrasound in Medicine 1999
2. Bahner, D., Blickendorf, J., Bockbrader, M., Adkins, E., Vira, A., Boulger, C., Panchal, A.(2016). Language of Transducer Manipulation Journal of Ultrasound in Medicine 35(1), 183 – 188. https://dx.doi.org/10.7863/ultra.15.02036
3. Ransingh. Teaching Point-of-Care Ultrasound (POCUS) to the Perioperative Physician. 2018. https://doi.org/10.1017/9781316822548.013
4. Case courtesy of Dr Balint Botz , Radiopaedia.org. From the case rID: 64786