NGUYÊN LÝ VÀ KỸ THUẬT SIÊU ÂM DOPPLER docx

25/10/2008 1
"People only see what they are prepared to see."
"People only see what they are prepared to see."
Ralph Waldo Emerson
Ralph Waldo Emerson
NGUYÊN LÝ VÀ KỸ THUẬT SIÊU ÂM
DOPPLER
BS. NGUYỄN QUANG TRỌNG
(Update 29/08/2008)
KHOA CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH
BỆNH VIỆN AN BÌNH – TP.HCM
25/10/2008 2
NỘI DUNG
• Hiệu ứng Doppler.
• Các hệ thống Doppler.
• Hiện tượng vượt ngưỡng.
• Kỹ thuật siêu âm Doppler.
• Phân tích phổ Doppler.
• Kết luận.
25/10/2008 3
HIỆU ỨNG DOPPLER
•Hiệu ứng Doppler được tìm ra vào năm 1842 bởi
Christian Johann Doppler (1803-1853).
•Lúc đó ông dùng nó để giải thích hiện tượng lệch
màu sắc của các ngôi sao đang chuyển động: Khi
ngôi sao tiến lại gần quả đất thì ánh sáng của nó sẽ
chuyển thành màu xanh (tức là bước sóng giảm và
tần số của sóng ánh sáng tăng lên). Ngược lại, khi
ngôi sao đi xa quả đất thì ánh sáng của nó chuyển
thành màu đỏ (tức là bước sóng tăng lên và tần số
giảm xu

ống).
25/10/2008 4
Định nghĩa: “Đólàsự thay đổi tần số của sóng khi có sự
dịch chuyển tương quan giữa nguồn phát sóng và người
quan sát, tần số sóng phản hồi tăng lên khi nguồn phát
sóng và/hoặc người quan sát tiến lại gần nhau, tần số
này sẽ giảm xuống trong trường hợp ngược lại”.
25/10/2008 5
•Một hình ảnh quen thuộc đó là khi ta nghe tiếng còi
xe cấp cứu ở xa với âm trầm (do tần số thấp), khi xe
chạy lại gần thì ta nghe âm bỗng (do tần số cao).
•Hoặc là khi ta nghe tiếng tàu hỏa
từ xa chạy lại rồi
chạy qua:
25/10/2008 6
•Năm 1959, Satomura (Nhật) lần đầu tiên ứng dụng
hiệu ứng Doppler vào Y học nhằm khảo sát tim-
mạch.
•Sau đó Pourcelot (Pháp) và Franklin (Mỹ) phát triển
tiếp kỹ thuật này.
• Khác với siêu âm B-mode, máy không xử lý tín hiệu
sóng phản hồi thành hình ảnh, mà chỉ ghi nhận sự
thay đổi tần số do hiệu ứng Doppler xảy ra khi
chùm sóng siêu âm phát ra gặp các hồng cầu chuyển
động trong mạch máu đang tiến lại gần đầu dò hoặc
đi xa đầu dò.
25/10/2008 7
• Sóng âm gồm có hai thành phần:
tần số (frequency) và biên độ
(amplitude).

•Tần số (f) sóng âm liên quan đến
độ dài bước sóng (wavelength) λ
theo công thức:
f = V(velocity) / λ (wavelength)
•Vận tốc sóng âm đi qua hầu hết
các mô trong cơ thể với vận tốc
1.540m/giây. Do vậy khi thay đổi
độ dài bước sóng thì tần số sóng
âm cũng thay đổi.
•Biên độ biểu hiện cường độ của
sóng âm.
Arthur Fleischer, MD et al. Color Power Doppler Ultrasound. 1999
25/10/2008 8
• Sóng âm được truyền đi (transmitted-T) từ một đầu dò
Doppler xung với một tần số hoặc bước sóng cố định.
Tần số của sóng âm sẽ không thay đổi nếu như các
cấu trúc mà nó gặp trên đường đi không chuyển động.
Arthur Fleischer, MD et al. Color Power Doppler Ultrasound. 1999
25/10/2008 9
• Chuyển động của các tế bào máu làm thay đổi tần số của sóng
phản hồi trở về (reflected-R) đầu dò. Nếu chuyển động của
dòng máu hướng về đầu dò thì tần số sóng phản hồi sẽ tăng lên
và bước sóng ngắn lại. Ngược lại, nếu dòng máu chuyển động
xa đầu dò thì tần số sóng phản hồi sẽ giảm và độ dài bước sóng
tăng.
Arthur Fleischer, MD et al. Color Power Doppler Ultrasound. 1999
25/10/2008 10
•Do vậy tần số của sóng truyền đi và trở về khác nhau,
chúng sẽ lệch pha với nhau.
•Hiệu số của hai tần số này chính là tần số Doppler

(∆F ).
Arthur Fleischer, MD et al. Color Power Doppler Ultrasound. 1999
25/10/2008 11
- ∆F: tần số Doppler.
-Fo: tần số của sóng phát đi.
-Fr: tần số của sóng phản hồi.
-v: vận tốc của dòng máu.
-c : tốc độ của sóng âm truyền trong cơ thể (#1540m/s).
- α: góc giữa chùm tia siêu âm và mạch máu.
W. Schaberle. Ultrasonography in Vascular Diseases. p1-27. 2005
25/10/2008 12
•Từ công thức trên ta rút ra:
-Tần số Doppler ∆ F tỷ lệ thuận với vận tốc dòng chảy.
- ∆F có trị số lớn nhất khi chùm tia song song với dòng chảy
(cos α =1). Khi chùm tia vuông góc với dòng chảy thì sẽ không
có tín hiệu Doppler (cos α = 0).
-Với đầu dò phát với tần số 2-8MHz thì ∆F thu được nằm
trong phạm vi tần số mà tai người nghe được (50Hz-15KHz).
-Vận tốc dòng chảy được tính theo công thức:
W. Schaberle. Ultrasonography in Vascular Diseases. p1-27. 2005
25/10/2008 13
C. M. Rumack et al. Diagnostic Ultrasound. 3
rd
Edition. 2005
25/10/2008 14
CÁC HỆ THỐNG DOPPLER
• Doppler liên tục (continuous wave-CW).
• Doppler xung (pulsed wave-PW).
• Duplex sonography.
• Tín hiệu Doppler xung.

• Doppler màu (color Doppler).
• Tín hiệu Doppler màu.
• Doppler năng lượng (power Doppler).
25/10/2008 15
CÁC HỆ THỐNG DOPPLER
DOPPLER LIÊN TỤC
• Doppler liên tục (continuous wave-CW) với đầu dò có
hai tinh thể, một có chức năng phát sóng liên tục và
một có chức năng nhận sóng phản hồi liên tục.
W. Schaberle. Ultrasonography in Vascular Diseases. p1-27. 2005
25/10/2008 16
• Ưu điểm: Doppler liên tục đo
được vận tốc dòng máu rất lớn
(mà điều này thường thấy
trong tình trạng bệnh lý).
•Nhược điểm
: Nó không ghi
được tốc độ tại 1 điểm xác
định mà nó chỉ ghi được tốc độ
trung bình của nhiều điểm
chuyển động mà chùm sóng
âm phát ra gặp trên đường đi
của nó.
25/10/2008 17
• Khi chùm sóng âm xuyên
qua hai mạch máu cạnh
nhau (hai động mạch hoặc
một động mạch và một
tĩnh mạch) thì tốc độ ghi
được là tốc độ trung bình

của các tốc độ ở hai mạch
máu.
C. M. Rumack et al. Diagnostic Ultrasound. 3
rd
Edition. 2005
25/10/2008 18
CÁC HỆ THỐNG DOPPLER
DOPPLER XUNG
• Phát sóng dạng xung được dùng trong Doppler xung
(pulsed wave-PW) với đầu dò có một tinh thể vừa có
chức năng phát và nhận sóng phản hồi.
W. Schaberle. Ultrasonography in Vascular Diseases. p1-27. 2005
25/10/2008 19
• Sóng âm được phát đi
theo từng chuỗi xung
dọc theo hướng quét của
đầu dò, song chỉ những
xung phản hồi từ vị trí
đặt cửa sổ (gate, sample
volume) là được ghi
nhận và xử lý.
25/10/2008 20
CÁC HỆ THỐNG DOPPLER
DUPLEX SONOGRAPHY
•Sự kết hợp hình ảnh siêu âm hai chiều (cung cấp
thông tin về cấu trúc giải phẫu, vị trí đặt cửa sổ, góc
α) và Doppler xung (cung cấp thông tin về dòng
chảy) được gọi là Duplex sonography.
25/10/2008 21
25/10/2008 22

TÍN HIỆU DOPPLER XUNG
•Tín hiệu Doppler thu nhận được thể hiện dưới dạng
âm thanh, dạng phổ và hình ảnh.
•Dưới dạng âm thanh, ta có thể phân biệt được dòng
chảy êm dịu, liên tục của tĩnh mạch
; dòng chảy phụt
gọn, cách khoảng của động mạch
; dòng chảy phụt kéo
dài, thô ráp của động mạch bị hẹp
.
25/10/2008 23
•Phổ Doppler gồm có 3 thành
phần:
–Thời gian (time):
được
mô tả theo trục X.
–Tần số (frequency):
được
mô tả theo trục Y.
–Biên độ (amplitude):

được mô tả bằng độ sáng
(brightness) của phổ.
Arthur Fleischer, MD et al. Color Power Doppler Ultrasound. 1999
25/10/2008 24
• Ta phóng đại một phổ Doppler để phân tích:
–Hộp xanh chỉ một điểm thời gian trong chu kỳ tim.
–Những hộp màu vàng biểu hiện độ lớn của các tần
số riêng biệt.
Arthur Fleischer, MD et al. Color Power Doppler Ultrasound. 1999

25/10/2008 25
•Vào một thời điểm xác định (hộp hồng) các tín hiệu
Doppler có tần số khác nhau được biểu hiện bằng
những vị trí khác nhau trên phổ Doppler (các mũi tên).
Arthur Fleischer, MD et al. Color Power Doppler Ultrasound. 1999