BÀI SOẠN VỀ SIÊU ÂM CHẨN ĐOÁN

Từ REAL-TIME VISUALIZATION of MUSCLE STIFFNESS DISTRIBUTION with ULTRASOUND SHEAR WAVE IMAGING DURING MUSCLE CONTRACTION, Minoru Shinohara, Karim Sabra, Jean-Luc Gennisson, Mathias Flink and Mickael Tanter, MUSCLE & NERVE Month 2010 (Accepted 10 March 2010).

TÓM TẮT:
Một kỹ thuật siêu âm đo độ đàn hồi sóng biến dạng để định lượng và khảo sát độ biến dạng bằng cách áp dụng lực bức xạ siêu âm (ultrasound radiation force) từ xa và theo dõi kết quả của dao động vi mô (microvibration) của mô mềm bằng hình ảnh học siêu âm siêu nhanh (ultrafast ultrasound imaging). Đây là dữ liệu ban đầu phát hiện được độ cứng khu trú của cơ phân bố trong lúc và giữa tình trạng nghỉ và co cơ với các độ dài cơ khác nhau. Kỹ thuật này có thể giúp chẩn đoán tình trạng cơ chấn thương và các bệnh lý thần kinh cơ.

Độ cứng khu trú của cơ (Young's modulus) được mã màu chồng lên hình B-mode cắt dọc qua các cơ chi dưới. Phân bố Young's modulus trong vùng ROI 15 x 15mm trên hình B-mode (50x30mm) như bản đồ mã màu (mã vùng cứng là màu đỏ và các vùng mềm hơn được mã màu xanh dương). Các giá trị bình quân trong không gian (spatial average values) [+/-SD] của Young's modulus trong các vùng tròn được chọn (đường kính 2mm, được chú thích là alpha hoặc beta) được tính toán. Dimension scales như nhau trong các panels trong đó color-coding scales có biến thiên. (A) Cơ Chày trước lúc nghỉ khi gối duỗi. (B) Cơ Chày trước đang co khi gối duỗi. (C) Cơ Sinh đôi trong (vùng trên cân nội cơ) và cơ Dép (vùng dưới cân nội cơ) lúc nghỉ khi gối duỗi. (D) Cơ Sinh đôi trong và cơ Dép đang co khi gối duỗi. (E) Cơ Sinh đôi trong và cơ Dép đang co khi gối gập. (F) Cơ Sinh đôi trong và cơ Dép khi đứng yên.

Các đặc điểm cơ học của cơ là thông tin cơ bản của thực hành lâm sàng và nghiên cứu sinh cơ học (biomechanical) về bệnh lý vận động và chấn thương cơ. Trương lực cơ (“muscle tone”) cần được định lượng và là đối tượng của nhiều thủ thuật trong thực hành bệnh học lâm sàng như tình trạng co cứng (spasticity) trong đột quỵ (stroke), chấn thương tuỷ sống hoặc bệnh xơ cứng rải rác (multiple sclerosis).
“Trigger point” trong đau do viêm mạc cơ (myofascial pain) được phát hiện khi sờ bằng tay, như là một vùng “cứng”. Dù có nhiều thuật ngữ sử dụng trong nhiều lãnh vực thực hành lâm sàng, những thuật ngữ này đều dùng để chẩn đoán các loại bệnh lý cơ có liên quan đến độ cứng của cơ. Một trong những thông số dùng định lượng độ cứng (hoặc độ đàn hồi) của mô mềm là Young’s (hoặc đàn hồi, elastic) modulus. Young’s (hoặc đàn hồi) modulus được định nghĩa là độ dốc của đường cong biến dạng do đè ép (stress-strain) của một chất liệu trong vùng biến dạng đàn hồi, là đặc điểm cơ học khu trú của vật liệu cấu tạo. Bởi vậy, định lượng được phân bố của Young’s modulus (thí dụ độ cứng cơ khu trú) ở trong hoặc giữa các cơ có thể làm tăng chính xác khi khảo sát độ cứng của cơ.

Chúng tôi tiên đoán rằng Young’s (hoặc đàn hồi) modulus của một cơ sẽ lớn hơn khi tăng cường độ co cơ, vì đã biết là khi tăng cường độ co cơ độ cứng của cơ sẽ tăng.

PHƯƠNG PHÁP

Cho đối tượng khám ngồi với chân cố định vào thanh cứng ở tư thế cổ chân trung gian (90 độ) và gối gập (90 độ) hoặc duỗi (0 độ) để đo độ đàn hồi cơ Sinh đôi đang co ; khi co đo độ đàn hồi kém hơn trong tư thế gối gập. Đối tượng đo thực hiện co cơ tĩnh (static contraction) các cơ gấp mu (dorsiflexors) hoặc cơ gấp gan chân (plantarflexors) sao cho chỉ dùng 30% mức độ co cơ tự ý tối đa để đo độ đàn hồi ; độ đàn hồi sẽ tăng khi co cơ. Cuối cùng đối tượng đứng yên trên 2 bàn chân để test độ đàn hồi các cơ gấp gan chân trong lúc đứng; độ đàn hồi các cơ sẽ thấp hơn lúc gấp gan chân lần lượt.

Cơ Sinh đôi trong và cơ Dép dùng test chính bởi 2 lý do. Một, đặc điểm hoạt động cơ của chúng dễ thấy trong các điều kiện trên đã xác định. Thứ hai, với kỹ thuật siêu âm mới, có thể đo đồng thời độ đàn hồi cả 2 cơ.

Dùng đầu dò cầm tay (handheld) của máy SuperSonic Imagine để tạo và phát hiện truyền sóng biến dạng trong mô trong real-time. Lực bức xạ âm do chùm siêu âm tập trung được dùng để tạo ra các mặt phẳng năng lượng transient và low frequency (100-600Hz) sóng biến dạng . Sóng biến dạng transient truyền vào sâu một số cơ trong chi dưới rồi bị chộp với 1 set siêu âm high-rate (5000 frames/sec) bằng đầu dò linear 50mm (8MHz). Tốc độ truyền sóng biến dạng khu trú theo hướng của đơn vị gân-cơ được tính toán khu trú trong vùng ROI (15x15mm vuông).

BÀN LUẬN

Kết quả có được tương thích như dự kiến của chúng tôi, và độ cứng của cơ lúc nghỉ và lúc co trong nghiên cứu này nằm trong khoảng giá trị như của MRI elastography (5-40kPa khi cơ nghỉ và trên 300kPa khi co). Kết quả tương thích với y văn này hỗ trợ cho độ tin cậy của kỹ thuật siêu âm đo độ đàn hồi biến dạng mới như là phương tiện khám cơ động đầy hứa hẹn. Mặc dù MRI không phải là phương tiện cơ động, việc áp dụng MRI elastography vào khảo sát bệnh lý cơ cho thấy MRI có khả năng khảo sát các vùng cơ rộng, bao gồm khả năng phân tích 3 chiều nếu như việc làm giảm phân bố dao động biến dạng được điều chỉnh. Mặt khác kỹ thuật siêu âm này có lợi điểm là cơ động, và không cần có máy gây dao động (vibrators). Độ cứng của cơ phân bố với độ ly giải tốt hơn (500um so với lớn hơn 1mm ở MRI elastography) và real-time (vài frames mỗi giây so với vài phút của acquisition time trong MRI elastography).

Trong nghiên cứu này chúng tôi chỉ test một số mẩu giới hạn về phương diện loại và số đối tượng và số lượng của ROI và các vùng khảo sát (làm cho dữ liệu có nhiều biến thiên). Khảo sát có hệ thống thêm nữa có thể bảo đảm cho việc áp dụng kỹ thuật hình ảnh học siêu âm cơ động mới này trong thực hành lâm sàng và nghiên cứu cơ bản trong các bệnh lý vận động và chấn thương cơ.