APLIO - DYNAMIC và ADVANCED DYNAMIC FLOW =MÔ TẢ KỸ THUẬT

APLIO - DYNAMIC và ADVANCED DYNAMIC FLOW =MÔ TẢ KỸ THUẬT.

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

(Từ APLIO - DYNAMIC and ADVANCED DYNAMIC FLOW = A Technological Description, TAKESHI SATO, MEDICAL SYSTEMS COMPANY, TOSHIBA CORPORATION, TOCHIGI, JAPAN).

Có một số vấn đề nảy sinh khi sử dụng chất tương phản LevovistTM. Trong Doppler mode là vấn đề độ ly giải kém và vùng blooming (khuếch đại) rộng. Trong thế hệ thứ 2, harmonic imaging và pulse inversion imaging có liên quan đến tissue harmonic imaging (THI) vì Levovist cần có high mechanical index (MI). Tissue Harmonic Imaging (THI) tăng dưới các điều kiện của high MI và THI lại giao thoa với kỹ thuật tương phản dùng chất Levovist. Nói chung vi bọt trong Levovist bị xẹp đi vì các điều kiện của high MI nên khó nhận ra vi bọt trong các frames.

Dynamic Flow tránh được các vấn đề trên. Dynamic Flow cũng dùng Doppler mode nhưng các hình của DF có độ ly giải cao hơn và vùng blooming nhỏ hơn các hình của siêu âm Doppler quy ước. Dynamic Flow không thể hiện THI do đó có khả năng phát hiện vi bọt cao hơn các mode khác dùng Levovist tăng cường. Dynamic Flow có độ nhạy cao nên có thể thể hiện vi bọt trong thời gian thực (real time).
Advanced Dynamie Flow (ADF) là kỹ thuật cải thiện cơ bản cho độ nhạy và khả năng thể hiện khi so sánh với DF quy ước. Khi dùng chất tương phản, hình ảnh ADF rất giống hình B-mode do high resolution và wide dynamic range.
Còn khả năng phát hiện vi bọt thì cao hơn DF quy ước. ADF có thể phát hiện vi bọt trong những mạch máu nhỏ hơn nhiều và xuyên thấu sâu hơn bằng cách cho tăng cường đồng nhất từ nông đến sâu.
ADF có thể sử dụng mà không cần chất tương phản và có thể thấy đươc các mạch máu rất nhỏ với độ ly giải cao và high frame rates. Thông tin về hướng dòng chảy có thể thêm vào bằng các màu khác nhau. Độ nhạy của ADF có thể sánh với siêu âm màu và màu năng lượng.

DẪN NHẬP=
Từ khi có LevovistTM (Schering AG, Germany) năm 1999, một chất thuốc tương phản tiêm tĩnh mạch dùng cho siêu âm, có nhiều phương pháp dùng siêu âm tương phản được áp dụng và phát triển. Mới đầu, Levovist được dùng làm tăng độ nhạy trong khám Color Doppler/Power Doppler nhưng lại gây blooming đáng kể nên khó khám các mạch máu nhỏ. Tiếp đến thế hệ 2 harmonic method cho phép khám các mạch máu nhỏ và theo sau là pulse inversion method,có độ ly giải cao hơn.
Tuy nhiên, harmonic method và pulse inversion method phải đương đầu với 2 vấn đề tồn tại từ đặc trưng cố hữu của Levovist. Vấn đề thứ nhất là thuộc tính hiệu ứng tương phản yếu của Levovist. Dù với sóng âm có áp lực cao truyền đi, hiệu ứng tương phản vẫn không đủ nhưng chính việc truyền sóng áp lực cao đã phá hủy ngay các vi bọt của Levovist. Thêm vào đó khó nhận được các hình ảnh tương phản liên tục. Để vượt qua trở ngại này phương pháp Flash Echo imaging được áp dụng. Trong phương pháp này vi bọt được phép kết tụ tạm thời khi gián đoạn truyền âm, và rồi bị hủy ngay tất cả trong một lần truyền sóng âm khác. Tuy vậy, phương pháp này cũng không cho được hình ảnh tức thì (real time) gây cản trở cuộc khám.


Vấn đề thứ 2 là việc dùng sóng âm có áp lực cao cũng tạo ra các thành phần harmonic từ mô, tạo ra các hình ảnh giống như là từ THI, điều này gây khó khăn khi biểu hiện chất tương phản và mô với độ tương phản tốt khi dùng kỹ thuật harmonic và pulse inversion methods.

Kỹ thuật Dynamic Flow vừa mới áp dụng đã vượt qua các giới hạn nói trên. Dynamic Flow là phương pháp hình ảnh dùng kỹ thuật Color Doppler để có high-resolution, high-frame-rate imaging. Vì phương pháp này không gồm việc truyền sóng âm không liên tục như Flash Echo, các tín hiệu dòng máu được phát hiện với độ nhạy cao. Tuy nhiên có thể khảo sát sự tưới máu (dòng chảy trong mô) trong real time có dùng Levovist. Dynamic Flow có trong các dòng máy PowerVision 6000/8000 (Toshiba Corporation, Tokyo). Dynamic Flow là phương pháp hình ảnh đầu tiên real time, trong đó tín hiệu vi bọt có thể biểu hiện chỉ bằng truyền đơn giản tín hiệu áp lực âm năng lượng cao tới Levovist và nhận lại tín hiệu pseudo Doppler kết hợp với việc hủy vi bọt. Tuy nhiên Dynamic Flow có những giới hạn trong độ nhạy và khả năng tạo hình, như là xuyên thấu không đủ và kiểu black defects.
Độ nhạy, độ ly giải và độ xuyên thấu của Dynamic Flow (DF) đã đươc cải thiện bằng Advanced Dynamic Flow (ADF) để có được hình ảnh có hiệu quả lâm sàng ngay cả khi không dùng chất tương phản. Kỹ thuật này được cài đặt trong dòng máy Aplio Toshiba.

CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA DYNAMIC FLOW

Dynamic Flow dùng kỹ thuật băng rộng duy nhất của Toshiba nhằm các mục tiêu= 1)khám Doppler với độ ly giải cao. 2) với high frame rate. 3) ít blooming. Và 4) dễ vận hành máy.
Dynamic Flow được áp dụng cho cả khi có dùng và không dùng chất tương phản. Nói cách khác khi không dùng chất tương phản, dòng máu chảy được biểu hiện với high frame rate với độ nhạy cao. Khi có dùng chất tương phản dòng chảy được tăng cường sẽ biểu hiện với độ nhạy cao hơn nữa.

CÁC CẢI THIỆN TRONG ADVANCED DYNAMIC FLOW

Nhằm đạt được 1) độ ly giải cao hơn. 2) nhạy hơn. 3) xuyên thấu tốt. 4) tương thích với đầu dò linear tần số cao. 5) chất lượng hình ảnh cùng cỡ với hình B-mode (có dùng chất tương phản). 6) mức khả dụng lâm sàng của chất lượng hình ảnh khi không dùng chất tương phản. 7) biểu hiện hướng dòng chảy (không dùng chất tương phản).

So sánh với Dynamic Flow các cải thiện có ý nghĩa này đều cơ bản đạt được khi thực hiện.


Hình 1= So sánh giữa hình Color Doppler (trái) và Advanced Dynamic Flow (phải), không dùng chất tương phản.

Như trong H.1 ADF vẫn có độ nhạy như trong siêu âm Doppler màu khi không dùng chất tương phản, trong khi củng cố thêm độ ly giải và frame rate. Vài ví dụ lâm sàng như trong H.2, một hình gan không dùng chất tương phản cho thấy độ xuyên thấu không dưới 11cm, và hình biểu hiện rõ ràng việc đo lưu lượng máu 0,4mm hay thấp hơn trong mô tuyến giáp. Trong DF quy ước, độ nhạy thấp hơn độ nhạy của siêu âm màu Doppler khi không dùng chất tương phản là giới hạn phạm vi ứng dụng của kỹ thuật này, nhưng kỹ thuật ADF cho phép có được các thông tin lâm sàng có ích ngay cả khi không dùng chất tương phản. H.3 là hình dùng ADF, các mạch máu nhỏ chồng lên H.1 được mô tả tách biệt bằng nhiều màu khác nhau (nhiều hướng).


Hình 2: Các ví dụ lâm sàng không dùng chất tương phản. Tất cả các hình này đều không dùng chất tương phản.

Hình 3= Advanced Dynamic Flow có định hướng, không dùng chất tương phản.


KỸ THUẬT CỦA ADVANCED DYNAMIC FLOW

Các đặc điểm kỹ thuật của ADF gồm 3 lãnh vực= distance resolution, Doppler signal processing và image processing.

1/ Distance Resolution:
Wide-band Doppler và Doppler digital image optimizer (DIO) được dùng cho signal processing trong distance direction, kết quả là cả độ ly giải và độ nhạy đều được tăng cường.

2/ Doppler Signal Processing (Doppler DIO):
Nói chung, khi dùng chất tương phản, tần số lặp xung (PRF) trong cùng hướng được thiết lập ở mức cao hơn nhiều so với Doppler bụng quy ước gây nên hạ thấp tốc độ dòng chảy trong mô tương đối với aliasing frequency. Kết quả là hình ảnh có được khi dùng Doppler DIO hầu như không còn clutter components và chỉ có artifacts rất yếu.

3/ Adapted Image Processing (AIP):
Tiến trình này có lợi ở chỗ clutter components trong wide-band transmission trong một hình Power Doppler rất giống với hình B-mode. Khi dùng phương pháp processing này residual clutter components trong hình Power Doppler hầu như giảm hòan tòan và hiện tượng overpainting cũng được giảm thiểu. H.7 trình bày hình do AIF tạo nên.




Hình 7= Nguyên l‎í của Adaptive Image Processing (AIP).



Hơn nữa, hình Power Doppler có chất tương phản hầu như không còn clutter components, do vậy tránh được admixture của clutter trong AIP. Cũng vậy, khi dùng chất tương phản, display dynamic range rộng khỏang 60dB, điều này có nghĩa là gradient và các depiction levels rất sát với thông số này của hình B-mode.

KẾT LUẬN=

ADF là kỹ thuật DF đã cải thiện, có tác dụng (1) độ ly giải cao hơn, (2) độ nhạy lớn hơn và (3) xuyên thấu tốt hơn.
Khi không dùng chất tương phản, độ nhạy hầu như bằng với Color Doppler trong khi độ ly giải và frame rate đều được tăng cường có ý nghĩa. Hình ảnh trình bày với nhiều màu theo nhiều hướng có giá trị, tất cả gợi lên ‎khả năng dùng ADF để thay thế Color Doppler và Power Doppler.
Trong khi dùng chất tương phản Levovist các vấn đề tồn tại của DF quy ước (như xuyên thấu kém và mô tả) đều được cải thiện có ý nghĩa, do đó có thể quan sát các mạch máu nhỏ real time trong thì vascular và đạt được hình ảnh đồng nhất của tòan bộ gan trong thì postvascular.
Nói chung, ADF là phương pháp hình ảnh l‎í tưởng khi khảo sát với chất tương phản Levovist.


CHÚ THÍCH=

1. Blooming artifact= Xảo ảnh khuếch đại: Siêu âm Color Doppler (CDI) và Power Doppler (PDI) thường có nhiễu tín hiệu ngoài mạch máu, thường thấy rõ trong PDI, gọi là blooming artifact. Do vậy nhiều kỹ thuật siêu âm dùng chất tương phản như harmonic, flash echo và pulse inversion methods được phát triển và áp dụng để tránh artifact này.

2. Wide-band Doppler technology= Kỹ thuật harmonic cần kỹ thuật chế tạo đầu dò siêu âm đa tần số hay dãi rộng (ví dụ từ 2 đến 5 MHz) cho phép nhận tức thì các phản âm có cường độ khác nhau.
3. Harmonic method= Kỹ thuật hòa âm: Kỹ thuật này dùng như B-mode, Doppler xung, Color Doppler hay Power Doppler. Tuy nhiên chỉ sử dụng được trong một dãi tần số giới hạn, gấp đôi tần số cơ bản của đầu dò (2,5MHz và 5MHz, 3MHz và 6MHz) vì tần số cơ bản và tần số harmonic không thể tách rời nhau. Nhược điểm là khó dùng harmonic khám các vị trí sâu vì tần số harmonic sẽ giảm âm rất mạnh.
4. Flash echo method= Kỹ thuật harmonic mới giúp tìm các di căn gan nhỏ và khảo sát tưới máu mô dùng tín hiệu của vi bọt bị xẹp do sóng âm. Vào thời điểm đó một tín hiệu echo rất lớn (như một chớp flash) có từ sóng truyền âm lúc đầu sau vài giây chờ, thấy được trong frame đầu tiên mà không thấy trong khung hình thứ hai. Thời gian chờ từ 30--40 giây sau tiêm chất tương phản một lần. Khi gan sáng lên do chất tương phản có thể thấy các di căn gan là isoechoic hay hypoechoic so với mô gan lành xung quanh.
5. Pulse inversion=Kỹ thuật đảo xung: Cũng dựa vào tính cộng hưởng của vi bọt chất tương phản luân phiên biểu hiện thành áp lực sóng âm cộng và trừ; một dòng hình được tạo bởi 2 xung ngược pha. Mô có tái phân bố tuyến tính còn vi bọt có tái phân bố không tuyến tính với các xung cộng và trừ có dạng không đối xứng do cộng hưởng khác nhau. Xung tổng của 2 xung của vi bọt có biên độ lớn hơn xung tổng của mô. Kỹ thuật này tách được thành phần harmonic của tín hiệu mà không dùng lọc và không làm giảm độ rộng dãi tần số của hình ảnh.