GIỚI THIỆU CHẾ ĐỘ SIÊU ÂM: DOPPLER NĂNG LƯỢNG VÀ DOPPLER MÀU

Giới thiệu về Siêu âm Doppler
Siêu âm Doppler là công cụ chẩn đoán không xâm lấn được dùng để đánh giá dòng chảy của máu bên trong mao mạch, tĩnh mạch và động mạch. Nguyên tắc cơ bản của siêu âm Doppler là sử dụng sóng siêu âm để “nghe” và “nhìn” dòng chảy của chất lỏng, chẳng hạn như máu trong các mạch máu. Khi dòng máu chảy qua, sóng siêu âm sẽ bị biến đổi về tần số, tạo ra sự thay đổi trong sóng âm phản xạ. Dựa trên sự thay đổi này, chúng ta có thể xác định tốc độ và hướng dòng máu.
Siêu âm Doppler cũng giúp đánh giá tình trạng tưới máu trong một cơ quan hoặc khu vực của cơ thể. Siêu âm Doppler cũng là một phần quan trọng trong siêu âm tim và đánh giá tim thai. Bên cạnh đánh giá dòng máu chảy qua các buồng tim/mạch máu, siêu âm Doppler cũng được dùng để đánh giá chuyển động của thành tim.

Nguyên lý Doppler
Nguyên lý Doppler, đặt theo tên của nhà vật lý học và toán học Christian Johann Doppler, mô tả sự thay đổi về tần số khi một vật di chuyển so với người quan sát. Hiệu ứng Doppler này không chỉ áp dụng cho ánh sáng mà còn cả sóng âm.

Sự khác biệt giữa tần số sóng âm phát ra và sóng âm nhận lại tỉ lệ thuận với vận tốc di chuyển của vật phát âm. Sự thay đổi này còn được gọi là chuyển dịch Doppler. Trong trường hợp siêu âm Doppler máu, chúng ta sử dụng nguyên tắc này để thu thập thông tin về chuyển động của các tế bào máu trong dòng máu.

Khi vật (các tế bào máu) di chuyển tiến gần nguồn phát sóng âm, tần số sóng âm nhận được tại nguồn thu (đầu dò) sẽ cao hơn tần số ban đầu. Ngược lại, khi vật di chuyển xa nguồn phát sóng âm, tần số sóng âm nhận được sẽ thấp hơn tần số ban đầu. Điều này xảy ra do di chuyển của vật thay đổi khoảng cách giữa nguồn phát và nguồn thu, gây ra thay đổi tần số sóng âm.

Cách đo đạc vận tốc dòng máu
● Đầu dò phát sóng với tần số (f0) phù hợp với vận tốc di chuyển của hồng cầu theo góc Doppler.
● Khi sóng âm gặp hồng cầu, nó sẽ bị phản xạ thành sóng phản xạ (fr).
● Khi dòng máu đứng yên, tần số f0 và fr bằng nhau.
● Khi dòng máu chuyển động, tần số f0 và fr khác nhau tuỳ thuộc vào hướng dòng chảy.
● Thay đổi góc quét sẽ thay đổi góc Doppler. Góc Doppler dưới 60 độ sẽ cho kết quả đo chính xác nhất. Chứng năng “steer” trên máy siêu âm có thể thay đổi, tăng giảm góc Doppler bằng cách xoay cửa sổ Doppler.
● Hiệu ứng Doppler sau khi sóng phản xạ trở lại có thể được hiển thị dưới dạng âm thanh, màu sắc (xanh-đỏ) hoặc phổ Doppler.

Ứng dụng của siêu âm Doppler
● Phát hiện sự xuất hiện hoặc biến mất bất thường của dòng máu
● Đánh giá chiều hướng của dòng máu
● Đánh giá vận tốc của dòng máu

Chỉ định sử dụng siêu âm Doppler
Siêu âm Doppler thường được chỉ định trong những trường hợp sau:
● Khiếm khuyết tim bẩm sinh; khiếm khuyết van tim
● Tắc nghẽn động mạch; hẹp động mạch; thuyên tắc tĩnh mạch
● Dị dạng động-tĩnh mạch; suy tĩnh mạch
● Đánh giá chức năng tim, mạch máu, van tim
● Đánh giá sức khỏe tim thai v.v.
● Ngoài ra, siêu âm Doppler màu còn giúp phân

CÁC LOẠI SIÊU ÂM DOPPLER
1. Siêu âm Doppler liên tục (continuous wave Doppler)
Nguyên lý: Phương pháp siêu âm Doppler sử dụng hai tinh thể áp điện: một phần tạo sóng siêu âm và một phần thu sóng phản xạ. Quá trình phát và thu sóng diễn ra liên tục. Để đo vận tốc di chuyển của các đối tượng, ta tính trung bình tần số của sóng phát và sóng thu. Phổ sóng được thể hiện dưới dạng biểu đồ (graph), với trục X là thời gian và trục Y là vận tốc của dòng máu. Giá trị Y dương (sóng nằm trên đường cơ sở) nghĩa là dòng chảy đang hướng về phía đầu dò, giá trị Y âm (sóng nằm dưới đường cơ sở) nghĩa là dòng chảy đang đi xa khỏi đầu dò. Ta có thể phát hiện những bất thường trong dòng chảy bằng cách đánh giá hình dạng của sóng.

Ưu điểm: Ưu điểm của phương pháp siêu âm Doppler liên tục là khả năng đo vận tốc của dòng máu có độ lớn rất cao, đặc biệt thích hợp cho siêu âm tim.

Nhược điểm: Phương pháp này không thể ghi lại được vận tốc tại một điểm cụ thể, máy ghi lại tín hiệu dòng chảy tại tất cả những điểm mà chùm siêu âm đi qua.

Ứng dụng: Thường dùng để đánh giá dòng máu vận tốc cao bên trong tim và động mạch chủ.

2. Siêu âm Doppler xung (pulsed wave Doppler)
Nguyên lý: Phương pháp siêu âm Doppler xung chỉ sử dụng một tinh thể áp điện, tạo ra sóng âm ngắt quãng để phát và sau đó ngừng để thu sóng phản xạ. Phổ sóng được thể hiện dưới dạng biểu đồ (graph) tương tự trên siêu âm Doppler liên tục, chỉ khác biệt về vận tốc tối đa đo được và hình dạng sóng.

Ưu điểm: Ưu điểm của phương pháp siêu âm Doppler xung là ta có thể ghi nhận vận tốc dòng máu tại một vị trí cụ thể. Trong phương pháp Doppler xung, ta có thể tính toán nhiều thông số huyết động học, do đó phương pháp này thường được ưa chuộng trong siêu âm mạch máu.

Nhược điểm: Phương pháp này có hạn chế trong việc đo tốc độ tối đa có thể và còn phụ thuộc nhiều vào góc Doppler. PW không thể đo đạc dòng máu có vận tốc quá cao, vì vậy dễ bị hiện tượng ‘aliasing’ (vượt ngưỡng), khiến phổ Doppler bị cụt đỉnh.

Ứng dụng: Dùng để đánh giá các dòng chảy nói chung tại một mạch máu hoặc cơ quan cụ thể.

3. Siêu âm Doppler màu (Color Doppler)
Nguyên lý: Dạng siêu âm Doppler màu thực chất là phương pháp Doppler xung, nhưng thông tin được lấy từ nhiều điểm (được gọi là nhiều cổng). Kết quả của phương pháp Doppler màu là một bản đồ màu thể hiện dòng chảy với các đường tạo ảnh (line) tại các vị trí khác nhau. Trên mỗi đường tạo ảnh có nhiều cổng. Tất cả các đường tạo ảnh và cổng này nằm trong một vùng gọi là color box.

Ưu điểm: Ưu điểm của phương pháp siêu âm Doppler màu là khả năng ghi nhận hướng dòng chảy trên nền giải phẫu, cùng với vị trí và kích thước của dòng máu.

Nhược điểm: Phương pháp này không đánh giá được các thông số huyết động học và dễ bị nhiễu, vượt ngưỡng. Do đó, để có cái nhìn đầy đủ về hình thái và tính chất huyết động của mạch máu, thường kết hợp cả siêu âm 2 chiều, hình Doppler màu và phổ Doppler.

Ứng dụng: Dùng để nhận diện mạch máu, xác định sự có mặt và chiều hướng của dòng chảy, phát hiện điểm bất thường trong dòng chảy (như dòng chảy bị hẹp, bị chậm hơn bình thường, bị rối loạn, cơ quan bị xoắn gây nghẽn mạch v.v.). Có thể dùng để phát hiện tân sinh mạch của khối u.

4. Siêu âm Doppler Năng lượng (Power Doppler)
Nguyên lý:
Phương pháp siêu âm Doppler năng lượng chỉ hiển thị sắc đỏ-vàng-cam để chỉ ra sự có hay không có dòng chảy của máu và mức độ nhanh-chậm của dòng máu dựa trên thang màu mà không cung cấp thông tin về vận tốc cụ thể hay chiều hướng của dòng máu. Tuy nhiên, những dòng máy cao cấp hơn có chế độ siêu âm Doppler Năng lượng chiều hướng (directional power Doppler), giúp ta xác định được hướng của dòng chảy tương tự như siêu âm Doppler màu.

Ưu điểm: Ưu điểm của phương pháp siêu âm Doppler năng lượng là khả năng nhạy cao, ít nhiễu, có thể phát hiện được các dòng chảy vận tốc thấp và không gặp hiện tượng vượt ngưỡng.

Nhược điểm: Phương pháp này dễ bị ảnh hưởng bởi chuyển động của thú

Ứng dụng: Phương pháp này hữu ích trong phát hiện và đánh giá các mạch máu nhỏ, vận tốc thấp hoặc đánh giá độ tưới máu tại một cơ quan.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Nội dung: Varshney, J. (2021). Ultrasound In Veterinary Medicine Fundamentals And Applications. New India Publishing Agency.
Hình ảnh: Mindray Animal Medical