SIÊU ÂM ĐA HƯỚNG / Spatial Compound Sonography

SPATIAL COMPOUND SONOGRAPHY

(SIÊU ÂM ĐA HƯỚNG)

BS NGUYỄN THIỆN HÙNG tổng hợp

Trung tâm Y khoa MEDIC HÒA HẢO

Thành phố Hồ Chí Minh



Mặc dù khái niệm đa hướng (compound sonography) đã có từ những năm 1960, gần đây, với các tiến bộ về máy tính (computing power) và xử lý hình ảnh, công nghệ spatial compound imaging (SCI) được đổi mới và trở thành hiện thực.



SCI là công nghệ broad bandwidth (băng rộng) kết hợp nhiều hình đồng diện (coplanar) thu từ nhiều góc khác nhau của chùm siêu âm và từ nhiều phổ tần số siêu âm (multiple ultrasound frequency spectra) để tạo nên một hình duy nhất trong thời gian thực. Kỹ thuật này được báo cáo là cao hơn kỹ thuật siêu âm ly giải cao quy ước trong nhiều lãnh vực, bao gồm mô mềm, vì làm tăng ly giải tương phản và chi tiết hình ảnh.

Hình 1: Nguyên lý của siêu âm đa hướng (spatial compound sonography): chùm siêu âm được lái off-axis (không trục) bằng cách theo nhiều góc truyền trong một lần quét. Tiến trình bình quân hóa thông tin siêu âm cung cấp dữ liệu và làm giảm nhiễu đốm và nhiễu ồn, cải thiện signal-to-noise ratio của thông tin vị trí đích.



Spatial compound imaging làm cải thiện chất lượng hình ảnh trong siêu âm vú, tuyến giáp và mảng xơ vữa. Bằng cách bình quân nhiều hình ảnh từ nhiều góc khám (angles of insonation), spatial compound imaging làm giảm đi nhiều loại xảo ảnh, bao gồm nhiễu đốm (speckle): các chùm siêu âm từ loại đầu dò dãy biến tử (array transducer) được dùng để tạo hình nhiều lần cùng một mẩu mô bằng cách sử dụng các chùm sóng âm song song theo nhiều hướng khác nhau. Chùm siêu âm được lái theo góc được cài đặt trước theo các góc khoảng 20 độ từ đường vuông góc. Phản âm từ nhiều hướng đó được bình quân hợp nhất lại để tạo nên một hình tổng hợp duy nhất.

Hình 2: So sánh SCI và siêu âm quy ước



Vì có nhiều chùm siêu âm khám cùng một vùng mô (thay vì chỉ một chùm như trong B-mode quy ước), nên cần nhiều thời gian hơn để lấy dữ liệu và tốc độ khung hình (frame rate) chậm hơn khi so với B-mode.



Spatial compound imaging thường làm giảm nhiễu đốm, nhiễu ồn (noise), clutter (đám lộn xộn), và refractive shadows (bóng lưng khúc xạ) cũng như làm tăng tương phản (contrast) và đường viền bờ (margin definition). Các xảo ảnh tăng cường âm (enhancement) và tạo bóng lưng (shadowing) cũng bị làm giảm, một hiện tượng vừa có lợi lẫn không có lợi tùy thuộc vào hoàn cảnh khám.

Hình 3: Với siêu âm đa hướng, nang có đường viền được tăng cường, giảm phản âm nhiều lần, thay đổi bóng lưng khúc xạ. Nguồn: BARR và cs, Speed of Sound Imaging, Ultrasound Quaterly, 25(3):141-144, 2009.

Chú thích:

Speckle (nhiễu đốm): là các dạng hạt (granular appearance) của hình siêu âm do tương tác cấu tạo và phá hủy của trường siêu âm từ vật phản xạ âm của mô (tissue reflectors). Nhiễu đốm có kiểu chấm sáng chồng lên hình siêu âm, làm giảm độ ly giải tương phản và làm mờ các chi tiết nhỏ.
Noise (nhiễu ồn): là tất cả các xảo ảnh làm giảm chất lượng hình, gồm clutter (đám lộn xộn) và blurring (mờ nhòe) do chuyển động gây ra.

Tài liệu tham khảo chính:

(AJR 2002, Advantages of Real-Time Spatial Compound Sonography of the Musculoskeletal System versus Conventional Sonography).

(Radiographics, 2003, Topics in Ultrasound, ).

(Radiology, 2005, Differentiation of Benign from Malignant Solid Breast Masses: Conventional US versus Spatial Compound Imaging).

(J Ultrasound Med, 2004, The History of Breast Ultrasound).

(J Ultrasound Med, 2007, Compound versus Fundamental Imaging in the Detection of Subdermal Contraceptive Implants).

(Ultrasound Quarterly, 2009, Speed of Sound Imaging).

----------------------------------------------------
SonoCT Real-time Compound Imaging technology / ATL Philips

Công nghệ tạo hình ghép SonoCT trong thời gian thực (SonoCT Real-time Compound Imaging technology) là kỹ thuật độc quyền của máy siêu âm ATL Philips vượt qua các xảo ảnh cố hữu của siêu âm quy ước vốn làm hại chất lượng hình ảnh. Công nghệ tạo hình SonoCT sử dụng kỹ thuật truyền chùm-hướng dẫn (beam-steering) để có được hình ảnh tomo đồng diện (coplanar), từ nhiều góc nhìn khác nhau, sau đó kết hợp các hình ảnh từ các góc nhỏ (micro-angulated)  này thành một ảnh ghép (compound) duy nhất ở tốc độ  khung hình trong thời gian thực. Tạo hình SonoCT giúp  bác sĩ có được thông tin của mô nhiều hơn đến chín lần so với dùng các chùm vuông góc của siêu âm quy ước, mà không cần bất cứ thao tác nào khác của đầu dò siêu âm và không lỡ mất tốc độ khung hình.

Cấu trúc xử lý tín hiệu mạnh theo hình đường ống được dùng để  tập hợp chính xác các khung hình được hướng dẫn thành hình học hiển thị thích hợp và cập nhật hình ảnh ghép trong thời gian thực như có được  một khung hình mới.

Nhiều góc hướng dẫn và các tốc độ khung hình cho phép bác sĩ để điều chỉnh hình ảnh SonoCT tùy theo ứng dụng lâm sàng.

SonoCT hỗ trợ hầu hết các mode tạo hình 2D, Doppler, harmonic và 3D, làm cho hình rõ thêm cho hầu hết các loại khám siêu âm và các loại bệnh nhân.

Với tạo hình SonoCT, các nhiễu ồn, nhiễu đốm và nhiễu tạo góc được giảm thiểu, và dễ khảo sát hơn các cấu trúc có đường bờ cong và không đều. Độ phân giải tương phản được cải thiện và đường viền mô dễ phân biệt hơn. Bằng cách sử dụng tạo hình SonoCT thông tin mô được gia cố thực sự trong khi các xảo ảnh ngẫu nhiên hầu như bị loại trừ. Công nghệ  tạo hình mạnh này có sẵn ở các đầu dò linear, curve, và volumetric, tạo hình ảnh vượt trội hơn tạo hình quy ước đến 94% bệnh nhân. Tạo hình SonoCT hơn nữa đã chứng tỏ thúc đẩy chẩn đoán đáng tin cậy, tạo ra hiệu quả hoạt động và, trong một kết luận quan trọng,  làm thay đổi trong việc xử trí bệnh nhân 17,6% trường hợp.