kỹ thuật siêu âm tim đánh dấu mô

1

1. ĐẶT VẤN ĐỀ:
Trong thực hành lâm sàng, một trong những vấn đề quan trọng mà các
nhà tim mạch học quan tâm là đánh giá chức năng tim, bởi vì đánh giá chức
năng tim không những liên quan đến việc lựa chọn chiến lược điều trị mà còn
góp phần vào tiên lượng sống còn của bệnh nhân. Trong những thập kỷ qua,
để đánh giá chức năng tim, siêu âm tim là phương pháp được lựa chọn đầu
tiên, đặc biệt là siêu âm tim qua thành ngực. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh
vai trò của siêu âm tim qua thành ngực trong đánh giá chức năng tim. Trong
thực hành, phương pháp đánh giá chức năng tim, đặc biệt là chức năng thất
trái, thường được sử dụng là siêu âm M-mode và phương pháp Simpson. Các
phương pháp này đánh giá chức năng thất trái bằng một chỉ số có tính chất
định lượng là phân suất tống máu thất trái. Tuy nhiên thực tế nó chỉ là bán
định lượng, có sự thay đổi khá nhiều giữa người đánh giá này và người đánh
giá khác và giữa những lần đánh giá. Nó cung cấp một lượng giá chủ quan về
bề dày lớp nội mạc, tiêu tốn thời gian, và có độ nhạy tương đối thấp trong
việc phát hiện những bất thường kín đáo về co bóp cơ tim. Hơn nữa, đánh giá
phân suất tống máu thất trái chủ yếu dựa vào hoạt động xuyên tâm cơ tim, ít
cân nhắc đến biến dạng theo chiều dọc [41].
Gần đây, để khắc phục hạn chế của siêu âm M-mode và siêu âm 2D
theo phương pháp Simpson trong đánh giá chức năng thất trái, siêu âm
Doppler mô đã được đưa vào thực hành lâm sàng. Nó nhạy cảm hơn phân suất
tống máu để phát hiện những bất thường kín đáo về chức năng thất trái, nhưng
nó bị hạn chế với sự đo lường theo trục dọc và biến dạng theo hình nan hoa
[33]. Mặt khác, phương pháp này phụ thuộc góc. Trong khi cơ tim biến dạng
đồng thời theo ba chiều, và chỉ có biến dạng dọc theo chùm tia siêu âm mới
có thể được đánh giá bằng hình ảnh Doppler mô [15]. Nếu góc âm thanh lớn
hơn 20 độ, sự biến dạng xuất phát từ Doppler mô bị giới hạn một cách đáng
2

kể đáng kể [29]. Doppler mô cũng không thể phân biệt được chuyển động chủ
động hay thụ động của cơ tim [29].
Siêu âm tim đánh dấu mô (speckle tracking echocardiography) là một
thuật toán mới xuất hiện, nó có khả năng phân tích hình ảnh siêu âm tim trên
2D, không phụ thuộc góc, cung cấp một lượng giá khách quan và có khả năng
tái lập lại về chức năng theo từng vùng và toàn bộ tim cơ tim [41]. Vì vậy, kỹ
thuật siêu âm tim đánh dấu mô có thể đánh giá chức năng thất và sự suy giảm
chức năng tim kín đáo cho dù phân suất tống máu bình thường. Kỹ thuật siêu
âm tim đánh dấu mô ra đời mang đến một bước tiến mới cho ngành tim mạch
nói riêng và y học nói chung.


















3

2. LỊCH SỬ:
Hình ảnh tốc độ biến dạng bằng Doppler mô được phát triễn ở Đại học
khoa học và kỹ thuật Norwegian, Trondheim, Norway là luận án tiến sĩ, một
về kỹ thuật, một về y khoa, và là kết quả của sự hợp tác nghiên cứu thành
công giữa kỹ thuật và y khoa trong đánh giá chức năng thất trái (TT). Một
trong những điểm quan trọng về chức năng trục dọc là hình ảnh tốc độ biến
dạng theo trục dọc của thất trái. Nó làm phương pháp thô cho tất cả các đoạn
của thất được đưa vào phân tích. Phương pháp có giá trị nguyên bản là mô
hình cơ chế phối hợp với đại học Leuven, Belgium và được mô tả trong một
bài báo từ Trondheim vào năm 1998 và năn 2000. Bài báo cơ bản bàn về độ
tin cậy (1998), thông qua lâm sàng bằng cách so sánh với siêu âm tim và chụp
động mạch vành. Giá trị của đo lường biến dạng (strain) từ tích phân tốc độ
biến dạng (strain rate) được thực hiện ở Rikshospitalet, Oslo, Norway bằng
cách so sánh với trắc vi âm thanh (ultrasonomicrometry) cho dù cơ bản nó chỉ
là trung bình, với sự đồng thuận chưa cao chỉ khoảng 10% nhưng thực tế có
mối tương quan tốt giữa hai phương pháp khi làm nghiên cứu. Nghiên cứu về
sự biến dạng cơ tim trong nhồi máu cơ tim đầu tiên được thực hiện ở đại học
Linköping và sau này ở Leuven [2].
Hình 2: Hai hình tốc độ biến dạng đầu tiên: bên trái là từ người bình thường,
bên phải là từ bệnh nhân nhồi máu cơ tim thành dưới (inferior). Thang màu
nguyên bản được chuyển đổi, strain rate dương tính cho màu đỏ, âm tính cho
màu xanh da trời (nguồn: A. Støylen).
4

3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG [52]:
Nguyên lý cơ bản của việc ước tính tốc độ trên hình siêu âm tim hai
chiều (2D) dựa trên cơ sở của đánh dấu mô rất đơn giản: một đoạn nào đó của
mô cơ tim thể hiện trên hình ảnh siêu âm như một mẫu gồm những phần tử có
màu xám (hình 3.1).

Hình 3.1: Một đoạn cơ tim thể hiện trong không gian với những phần tử có
màu xám còn gọi là mô hình đốm (speckle pattern) trên hình ảnh siêu âm. Mô
hình này là một đánh dấu về mặt âm thanh của mô. Bằng cách theo dõi sự
chuyển động của các đốm, chúng ta có được sự chuyển động trên 2D của
đoạn cơ tim đó.T- đầu dò [2].
Một mô hình được tạo ra từ sự phân bố trong không gian của các giá trị
màu xám được gọi là một mô hình đốm. Mô hình này đặc trưng cho các mô
cơ tim về mặt âm học và được xem như là một đơn vị của mỗi đoạn cơ tim. Vì
5

vậy, nó có thể đóng vai trò như là một dấu ấn ngón tay của đoạn cơ tim trong
hình ảnh siêu âm.
Nếu vị trí của đoạn cơ tim trên hình ảnh siêu âm tim thay đổi, vị trí của
các đốm âm thanh sẽ thay đổi theo (hình 3.2). Do đó, việc theo dõi các cấu
trúc âm thanh theo chu kỳ tim cho phép theo dõi sự chuyển động của vùng cơ
tim này trên hình ảnh 2D. Đây là nguyên lý cơ bản của kỹ thuật siêu âm tim
đánh dấu mô (speckle tracking echocardiography) (STE).

Hình 3.2: Mẫu đánh dấu mô: sự phản chiếu và tương tác của chùm tia siêu
âm vào mô cơ tim, những đốm xuất hiện trong hình ảnh siêu âm tim 2D theo
hệ thống xám (grey scale two-dimensional). Những đốm này đại diện cho các
đánh dấu mô, chúng được theo dõi từ hình này sang hình khác trong suốt chu
kỳ tim.
Nguyên lý này dựa trên sự tương tác của dòng siêu âm phản chiếu lại
tạo ra mẫu đốm ngẫu nhiên không đồng đều. Sự phân phối ngẫu nhiên của các
đốm đảm bảo rằng mỗi vùng của cơ tim có một đơn vị mẫu, một dấu ngón
6

(đánh dấu mô) (hình 3.3a). Các đánh dấu mô theo sự chuyển động của cơ tim
vì thế khi cơ tim di chuyển từ hình này đến hình kế, vị trí của đánh dấu mô

này sẽ thay đổi theo, duy trì khá ổn định (hình 3.3b). Vì vậy, nếu một vùng
được định nghĩa như một hình, thuật toán tìm kiếm sẽ có thể nhận ra vùng tìm
kiếm đó (hình 3.3c), và vì vậy, tìm kiếm một điểm mới của vùng [7].

Hình 3.3a. Cấu trúc đốm
điển hình ở cơ tim. Hai vùng
lớn cho biết mẫu đốm hoàn
toàn khác nhau, do tính ngẫu
nhiên của sự tương tác. Điều
này tạo ra sự đặc trung mẫu
đốm ứng với vùng được lựa
chọn.
b. Khi mẫu đốm ở thành
tim được trình bày bằng
M-mode, những điểm
sáng, tối thay đổi là
những đường sáng tối.
Những đường này duy
trì độ lớn không bị gián
đoạn, thể hiện mẫu
tương đối ổn định, các
đốm di chuyển dọc theo
chuyển động thật của
cơ tim, và vì vậy sự
chuyển động của cơ tim
được đánh dấu bằng
các đốm.
c. Đánh dấu mô. Việc xác
định một vùng trong cơ tim
sẽ được định nghĩa như một

mẫu đốm trong đó (đỏ).
Trong đó khu vực cần đánh
giá được xác định (màu
xanh da trời), vị trí mới của
các đốm ở hình kế tiếp
(màu xanh lá) có thể được
nhận ra bằng cách xác định
mẫu đốm tương tự ở vị trí
mới. Sự di chuyển của vùng
(mũi tên màu xanh dày) có
thể được đo.



7


3.1.Nguồn gốc vật lý của các đánh dấu mô
Hình ảnh siêu âm dựa trên xung động- thí nghiệm echo: một xung động
siêu âm được truyền đi, và sau đó các tín hiệu âm thanh phản hồi lại được thu
lại. Sự phản hồi xảy ra ở quá trình chuyển đổi giữa các mô khác nhau (ví dụ:
máu-cơ) hoặc tại các vị trí chuyên biệt, nhỏ hơn nhiều so với bước sóng, trong
đó vận tốc âm thanh vùng hoặc mật độ khối khác nhau từ môi trường xung
quanh của nó (ví dụ: sợi collagen trong cơ tim). Những âm thanh phản hồi về
sau có điện thế tương đối nhỏ và được xem như là những phản hồi phân tán
hay tán xạ. Vị trí có sự tán xạ được xem như vị trí tán xạ hoặc nói một cách
đơn giản là tán xạ.
Mỗi tán xạ sẽ phản ánh sóng tới giống như nó nhận được nhưng biên
độ thấp hơn.Vì mô cơ tim chứa nhiều vị trí tán xạ, tín hiệu được phát hiện bởi
đầu dò là sự chồng chất, có nghĩa là sự nhiễu của những phản hồi âm thanh

riêng lẻ xảy ra ở những tán xạ riêng lẻ (hình 3.4). Vì khoảng cách từ đầu dò
đến mỗi tán xạ khác nhau nên sự phản hồi sóng siêu âm sẽ đến ở nhưng thời
điểm khác nhau (hình 3.4).
Tín hiệu nhận được được gọi là tín hiệu tần số radio (RF) và được sử
dụng để xây dựng một hình ảnh siêu âm. Trên hình 3.5 đường viền bao bên
ngoài của tín hiệu RF được ghi nhận và màu sắc được mã hóa như sau: sóng
phản hồi có điện thế cao được thể hiện biểu diễn là những điểm ảnh có màu
sáng, sóng phản hồi điện thế thấp cho màu tối (hình 3.5).

8


Hình 3.4: Sự tán xạ: Mỗi vị trí tán xạ (vòng tròn nhỏ) trong một phân đoạn
mô cơ tim (hình vuông) sẽ phản chiếu thành sóng được đầu dò truyền qua khi
nó nhận, nhưng ở biên độ thấp hơn. Do có sự khác biệt nhỏ trong khoảng
cách từ đầu dò đến vị trí tán xạ, những sóng phản hồi riêng lẻ (S1-S6) đến ở
những mốc thời gian hơi khác nhau. Tín hiệu RF nhận được (S1 + + S6) là
tổng (thí dụ: sự giao thoa) của mỗi tán xạ riêng lẻ.
9



Hình 3.5: Mô hình tín hiệu RF: vỏ bao (phía trên: đường đậm), tín hiệu RF
(phía trên: đường nét đứt), sóng phản hồi có điện thế cao được mã màu sáng,
điện thế thấp cho màu tối (dưới).
Sự phân bố trong không gian của các giá trị màu xám trên hình ảnh siêu
âm (mô hình đốm) tượng trưng cho sự giao thoa kết cấu và hủy kết cấu của
các phản hồi âm thanh từ những tán xạ riêng lẻ trong cơ tim. Vị trí chính xác
của mỗi tán xạ đối với đầu dò sẽ quyết định cách thức mà những phản hồi
tương tác.

3.2.Sự chuyển động của các đánh dấu mô
Nếu tín hiệu phân tán (mô) di chuyển xa đầu dò, có nghĩa là dọc theo
chùm tia siêu âm, tất cả những phản hồi riêng lẻ sẽ đến muộn do thời gian di
chuyển tăng lên của sóng siêu âm. Tuy nhiên, thời gian đến tương đối của
chúng được bảo tồn và vì thế dẫn đến sự giao thoa giữa chúng. Trên hình ảnh
siêu âm, chúng ta thấy các giá trị màu xám (các đánh dấu mô) (hình 3.6A).
Nếu mô di chuyển không song song với đầu dò, có nghĩa là, vuông góc
với dòng hình ảnh, những tán xạ trong đoạn cơ tim này sẽ không cho sóng hồi
10

âm vì chúng là không còn trong chùm tia siêu âm (hình 3.6B). Các tín hiệu
đánh dấu mô (mẫu đốm) không còn được phát hiện. Tuy nhiên, nếu chúng ta
thay đổi vị trí của các đầu dò siêu âm để có được dòng tiếp theo của một hình
ảnh 2-D, các vị trí phân tán tương đối giống nhau và cùng một tín hiệu RF,
các tín hiệu đánh dấu mô được đo (hình 3.6C). Điều kiện duy nhất cho kỹ
thuật này hoạt động là sự chuyển động của các mô chậm hơn nhiều so với
chuyển động của chùm tia siêu âm. Bởi vì sóng âm thanh di chuyển với tốc độ
khoảng 1.530 m / giây và mô cơ tim thường di chuyển ở mức xentimet/giây
(chậm hơn khoảng 10.000 lần).

11



Hình 3.6: Sự chuyển động của mô
(A) chuyển động của khu vực phân tán dọc theo hướng truyền sóng, có nghĩa
là, dọc theo dãy hình ảnh, thời gian di chuyển tất cả các phản xạ tán xạ riêng
lẻ bằng một lượng giống nhau.Các tín hiệu phản hồi (đường đậm) giống với
tín hiệu chuyển động trước đó (đường nét đứt).
12

(B) chuyển động vuông góc với hướng của truyền sóng kết quả là mất tín hiệu
phản hồi, vì vị trí phân tán không còn trong chùm tia siêu âm và các vị trí tán
xạ không còn. Đường đứt nét đại diện cho sự phản hồi và thiết lập của chuyển
động trước đó.
(C) chuyển động của đầu dò (T), nghĩa là, chùm tia siêu âm có thể khôi phục
lại tình trạng ban đầu và tái tạo các tín hiệu. Điều này cho thấy các tín hiệu
được chuyển sang một dòng hình ảnh lân cận. Đường đứt nét đại diện cho
sóng phản hồi của chuyển động trước đó. T- đầu dò.

4. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH
GIÁ:
STE đánh giá chức năng tim thông qua các thông số: sự biến dạng
(strain) (S) và tốc độ biến dạng (strain rate) (SR).
.
4.1. Sự dịch chuyển (displacement):
Sự dịch chuyển, d, là một tham số xác định khoảng cách mà một điểm,
chẳng hạn như một đốm hoặc cấu trúc tim, di chuyển giữa hai khung hình liên
tiếp. Sự dịch chuyển được đo bằng cm [53].
4.2. Vận tốc (velocity):
Vận tốc, v, phản ánh sự dịch chuyển trên một đơn vị thời gian, có nghĩa
là, vị trí của một điểm thay đổi nhanh như thế nào, và được đo bằng
cm/giây[53].
4.3. Sự chuyển động (motion) và sự biến dạng (deformation) [2]:
Phân biệt giữa sự chuyển động và sự biến dạng là quan trọng. Sự dịch
chuyển (displacement) và vận tốc (velocity) là sự di chuyển, trong khi strain
13

và strain rate là sự biến dạng. Một chủ thể không có sự biến dạng khi mỗi
phần của chủ thể đó di chuyển với cùng vận tốc. Chủ thể đó được gọi là có

vận tốc tịnh tiến đơn thuần nhưng hình dạng vẫn không thay đổi. Theo thời
gian, chủ thể sẽ thay đổi vị trí, tức là dịch chuyển (hình 4.1). Ngược lại, nếu
các phần khác nhau của chủ thể có vận tốc khác nhau, chủ thể có thay đổi
hình dạng tức là sự biến dạng (hình 4.2).

Hình 4.1: Sự dịch chuyển: động cơ và các toa xe sẽ chạy với cùng vận tốc.
Động cơ và các toa xe có một khoảng cách không đổi và kéo với cùng một tốc
độ. Vì vậy động cơ và các toa xe có cùng vị trí liên quan với nhau. Sau một
khoảng thời gian, tàu hỏa sẽ thay đổi vị trí (displacement), nhưng hình dạng
không thay đổi. Vì vậy, tàu hỏa có vận tốc và sự dịch chuyển, nhưng không
phải là sự biến dạng. Các toa xe chỉ dịch chuyển thụ động bằng cách nối với
động cơ (nguồn: Stoylen).
14


Hình 4.2: Sự biến dạng: Khi toa xe cuối cùng và lực đẩy của đầu tàu ngược
nhau, thì có sự khác nhau về vận tốc của mỗi toa, hướng về giữa tàu. Điều
này dẫn đến sự dồn nén lại của toàn bộ đoàn tàu. Vì vậy, sự di chuyển của
một cá thể khác với sự biến dạng (deformation). Khi các phần của một cá thể
có sự di chuyển giống nhau thì không có sự biến dạng. Khi các phần khác
nhau của chủ thể có sự dịch chuyển khác nhau thì có sự biến dạng toàn thể
của chủ thể. Vì vậy sự biến dạng khác với sự dịch chuyển (nguồn: Stoylen).
4.4. Sự biến dạng (strain) (S):
Strain, nghĩa thông dụng là “sự kéo căng”. Theo cách dùng trong ngành
khoa học nó có nghĩa là “sự biến dạng” (deformation). Khái niệm về sự biến
dạng khá phức tạp. S cơ tim định nghĩa đơn giản là phân số thay đổi chiều dài
của đoạn cơ tim. S không có đơn vị và được mô tả bằng phần trăm. S có thể
dương tính hoặc âm tính, nó thể hiện sự dài ra hoặc rút ngắn lại [53]. S theo
chiều dài thì được định nghĩa theo công thức Lagrangian [2]:

15

Ɛ là sự biến dạng, L
0
= độ dài ban đầu, L = độ dài ngay tại thời điểm
đo.

Hình 4.3: Ví dụ về biến dạng của một chủ thể. L
0
là chiều dài ban đầu, L=
chiều dài sau, dài hơn chiều dài ban đầu 25%.Vì vậy,theo công thức
Lagrangian biến dạng này theo chiều dương 25% hoặc 0.25.
4.5.Tốc độ biến dạng (strain rate) (SR)
Tốc độ biến dạng (SR) là tốc độ của sự thay đổi về biến dạng và được
tính bằng 1/sec hoặc sec
-1
. Sự dịch chuyển và vận tốc là những vector, có
nghĩa là thêm vào độ lớn, chúng có phương hướng. Do đó, có thể kiểm tra
những thành phần khác nhau trong không gian của chúng dọc theo hướng x,
y, z, hoặc theo tọa độ giải phẫu của buồng tim, theo chiều dọc, xuyên tâm, và
xoắn. Nó liên quan đến đặc tính của cơ tim. Lợi thế của sự biến dạng là phản
ánh vùng độc lập với chuyển động tịnh tiến của tim. Thuật ngữ sự biến dạng
toàn thể nói lên trung bình biến dạng của tất cả các đoạn [53].
16


SR có giá trị âm khi ngắn lại (tâm thu), có giá trị dương khi dài ra (tâm
trương). Ví dụ tốc độ của sự dài ra hoặc mỏng đi sẽ cho giá trị dương trong
thời kỳ tâm trương.Vì vậy, hai chủ thể có thể có cùng sự biến dạng nhưng có

thể có tốc độ biến dạng khác nhau [2].
4.6. Sự biến dạng cơ tim:
Từ ngữ S cơ tim được sử dụng trong tim mạch đầu tiên bởi tác giả
Mirsky và Parmley [27] để mô tả sự biến dạng cơ tim. Cơ tim dày lên trong
thời kỳ tâm thu cho giá trị âm.

Hình 4.4: M-mode thất trái. Biến dạng xuyên thành là sự dày lên của thành
tim (nguồn: Stoylen)

WT (wall thickness): bề dày thành tim
Wd (wall diastole): bề dày thành tâm trương
Ws (wall systole): bề dày thành tâm thu
17

Vì vậy, biến dạng xuyên thành không có gì khác hơn là sự dày lên của
thành tim. Tốc độ biến dạng xuyên thành thì giống như độ lệch về vận tốc
xuyên thành.
Biến dạng tâm thu theo trục dọc của TT là sự ngắn lại, bình thường dài
trong thì tâm trương (giống như phân suất tống máu, nó là sự giảm về mặt thể
tích trong so với thể tích cuối tâm trương). Sự ngắn lại theo trục dọc thể hiện
hoạt động bơm máu thật sự [24], gọi là chức năng theo trục dọc. Có mối liên
quan mạnh mẽ giữa phân suất tống máu và biến dạng theo trục dọc. Rõ ràng
là biến dạng Lagrangian rất thích hợp để diễn tả biến dạng tâm thu.
Thực tế, S cơ tim theo ba hướng cùng một lúc (hình 4.5). Các phương
pháp đánh giá chức năng tim hiện tại là một chiều trong khi tất cả các thành
phần biến dạng có liên hệ với nhau, một thành phần có thể đại diện cho chức
năng của tất cả các vùng [2].

Hình 4.5: Biến dạng theo ba hướng. Hình trụ thể hiện biến dạng theo
Lagrangian từ L

0
đến L. Tuy nhiên cùng lúc với sự ngắn lại là sự dày lên hoặc
sự giãn nở ra theo hai hướng ngang. Nếu hình trụ là không nén lại được, thì
tổng biến dạng theo trục dọc và hai biến dạng ngang sẽ là zero. Ba hướng
trên cho thấy sự biến dạng theo ba chiều. Ở tim, hướng thường sử dụng là
trục dọc, xuyên thành và xoắn. Trong thì tâm thu, có sự ngắn lại theo trục
dọc, dày lên theo hướng ngang và ngắn lại theo chiều xoắn. Đây là hệ thống
18

giao nhau theo trục tung, nhưng hướng của các trục tiếp tuyến với cơ tim, và
vì vậy nó thay đổi từ điểm này đến điểm khác. Khi sợi cơ tim nói chung được
xem như không thể nén lại, sự dày lên theo hướng ngang phải được cân bằng
bởi sự dày lên theo trục dọc và xoắn.
4.7.So sánh sự di chuyển, vận tốc, sự biến dạng và tốc độ biến dạng:

Hình 4.6: Vận tốc, sự dịch chuyển, tốc độ biến dạng và sự biến dạng từ ba điểm khác nhau,
mỏm tim, giữa và đáy ở vách liên thất của người bình thường. Bên trái, đường cong vận
tốc. Bằng cách lấy tích phân thời gian của vận tốc có sự dịch chuyển, lấy đạo hàm vận tốc
có tốc độ biến dạng,lấy tích phân thời gian của tốc độ biến dạng có sự biến dạng. Tất cả
các đường cong này mô tả bộ dữ liệu giống nhau. Đó là bằng chứng cho thấy vận tốc và sự
dịch chuyển tăng lên từ mỏm đến đáy tim, thể hiện bằng gradient, trong khi sự biến dạng
và tốc độ biến dạng thì hằng định hơn[46].
19



Hình 4.8: Hình ảnh các thông số (màu) từ vách liên thất của người bình
thường. Nó chứng tỏ rằng có sự kéo dài ra ở giữa vách, kết quả là tốc độ trở
nên âm lúc đầu ở vách giữa và vách vùng đáy trước khi đóng van động mạch
chủ.

Tóm lại:
Vận tốc
Tích phân thời gian

Sự dịch chuyển
Đạo hàm không gian


Đạo hàm không gian

Tốc độ biến dạng
Tích phân thời gian

Sự biến dạng
4.8.Sự xoay của thất trái:
Thuật ngữ sự xoay (rotation) của thất trái nhằm chỉ sự xoay của cơ tim
xung quanh trục dọc của TT. Nó dịch chuyển luân phiên và được mô tả bằng
độ. Bình thường mỏm tim và đáy tim xoay theo hướng ngược chiều nhau. Sự
khác nhau về sự xoay giữ đáy và mỏm tim được gọi là mạng góc xoắn (tính
20

bằng độ). Thuật ngữ sự xoắn (torsion) để chỉ độ lệch về góc xoay dọc theo
trục dọc của TT, được tính bằng độ/cm [53].
5. ỨNG DỤNG TRONG ĐÁNH GIÁ CHỨC NĂNG THẤT
TRÁI:
STE cho phép đo lường bốn thông số về cơ học của tim bằng cách theo
dõi sự chuyển động của các đốm trong cơ tim (sự dịch chuyển và vận tốc)
hoặc sự biến dạng cơ tim (biến dạng và tốc độ biến dạng) trong mặt phẳng
hình ảnh. Các thông số đo được bằng STE đã được chứng minh tính giá trị khi
so sánh với trắc vi âm thanh [21][22] và cộng hưởng từ [1].

Đánh giá sự biến dạng 2D bằng STE là một phương pháp bán tự động,
nó đòi hỏi phải xác định cơ tim bằng tay. Hơn nữa, việc lấy mẫu cần được
điều chỉnh để đảm bảo cho hầu hết độ dày thành tim được hợp nhất vào phân
tích, loại bỏ màng ngoài tim. Khi việc theo dõi tự động không phù hợp với
hình ảnh vận động thành tim, vùng đánh giá cần được điều chỉnh bằng tay cho
đến khi việc theo dõi tối ưu đạt được. Đối với TT, vì cuối tâm thu có thể được
xác định bởi sự đóng của van động mạch chủ ở mặt cắt trục dọc ở mỏm tim,
mặt cắt này sẽ được phân tích đầu tiên. Nếu khó nhận ra lúc van động mạch
chủ đóng (như trường hợp xơ hóa van động mạch chủ), có thể sử dụng
Doppler xác định dòng máu tống ra khỏi TT.
Đánh giá sự biến dạng trên 2D bằng STE có thể được áp dụng cho cả
tâm nhĩ và thất phải.
S tối đa đo được là S tâm thu tối đa, S tối đa ở cuối tâm thu (lúc van động
mạch chủ đóng) hoặc S tối đa ở bất kể thời gian nào (tâm thu hoặc đầu tâm
trương). Mốc thời gian được sử dụng để đo S tối đa trong đánh giá chức năng
tâm thu tùy thuộc vào mong muốn của người đánh giá [53].
Trong thực tế, sau khi hoạt hóa điện học, S tâm thu xảy ra không gian
ba chiều: sự ngắn lại theo trục dọc và xoắn và sự dày lên theo hình nan hoa
21

(xuyên tâm). Vì vậy, S theo trục dọc (hình 5.1A) và xoắn (hình 5.1B) cho kết
quả biến dạng âm tính, trong khi sự dày lên cho S dương tính [51]. Trong thực
hành lâm sàng, chúng ta có thể đo S theo trục dọc ở mặt cắt 4 buồng với chùm
tia dọc theo trục thất trái chính, trong khi S xoắn có thể được tính từ mặt cắt
trục ngắn. S xuyên tâm có thể được đánh giá ở cả hai cửa sổ


22

Hình 5.1: Biến dạng tâm thu sau hoạt hóa điện học.

A: Biến dạng thất trái theo chiều dọc từ mặt cắt 4B: những đường cong của
sự biến dạng theo thời gian cho biết biến dạng cuối tâm thu âm tính biểu hiện
cho sự rút ngắn cơ tim trong thì tâm thu.
B. Biến dạng xoắn thất trái từ mặt cắt trục ngắn: những đường cong của sự
biến dạng theo thời gian cho biến dạng cuối tâm thu có giá trị âm biểu hiện
cho sự rút ngắn cơ tim trong thì tâm thu. Cuối tâm thu được xác định tại thời
điểm đóng van động mạch chủ. Ở điểm này, chúng ta có thể quan sát đỉnh
âm tính của đường congcủa sự biến dạng theo thời gian tương ứng với mỗi
đoạn cơ tim.
5.1. Yêu cầu về việc thu hình ảnh trên 2D:
STE là một kỹ thuật ngoại tuyến được áp dụng cho hình ảnh hai chiều.
Sử dụng tốc độ ảnh thấp sẽ làm mất các đánh dấu mô, nghĩa là ảnh kế tiếp sẽ
di chuyển ra ngoài mặt phẳng quan sát. Mặt khác, tốc độ ảnh cao có thể đạt
được bằng cách giảm số dòng siêu âm trong mỗi khung hình, do đó làm giảm
độ phân giải và chất lượng hình ảnh. Vì vậy, mặc dù tốc độ khung hình 40-80
khung hình / giây đã được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau liên quan
đến nhịp tim bình thường [26], tốc độ khung hình cao được khuyến khích để
tránh lấy mẫu kém chất lượng khi nhịp tim nhanh [51].
Tiêu điểm nên được đặt ở vị trí có độ sâu trung gian để tối ưu hóa hình
ảnh cho STE 2D và độ sâu và độ rộng của vùng nên được điều chỉnh. Bất kỳ
hình ảnh giả nào tương tự như mô hình đốm sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của
các đánh dấu mô, do đó cần tránh. Đối với gói phần mềm xử lý nhịp, mẫu dữ
liệu lấy mẫu nên bắt đầu ≥100 ms trước khi đỉnh R của phức hợp QRS đầu
tiên và kết thúc ở 200ms sau QRS cuối cùng để xác định tính chính xác của
phức bộ QRS, vì không làm như vậy có thể dẫn đến sai số do tình trạng nghỉ
bù [53].
23

Mặt cắt trục dọc phải đi qua mỏm tim hoặc với mặt cắt trục ngắn lấy
ảnh thất trái phải tròn thì kết quả sự biến dạng theo hướng xuyên tâm và xoắn

mới chính xác [53].
5.2.Biến dạng theo trục dọc và biến dạng xuyên tâm thất trái:
Khi sự biến dạng cơ tim biểu hiện như đồ họa đường cong thời gian,
các giai đoạn chu kỳ tim có thể được ghi nhận như sau: trong thì tâm thu,
chúng ta quan sát sóng âm tính mà đỉnh của nó ngay lúc đóng van động mạch
chủ, nó đại diện cho sự ngắn tối đa của cơ tim theo chiều dọc khi co bóp.
Trong thì tâm trương, giá trị biến dạng tăng dần lên hướng tới chiều dài ban
đầu. Gầy đây, tính hữu ích của STE đã được báo cáo để phát hiện các bất
thường về chức năng đầu tâm thu ở bệnh nhân bệnh cơ tim phì đại [37] và để
định lượng sự mất đồng bộ thất trái [28].
STE cần hình ảnh thang xám có chất lượng cao với tỉ lệ khung hình tối
ưu từ 50-70 frames/s. Amundsen và cộng sự [1] đã chứng minh rằng STE có
thể xác định sự biến dạng cơ tim theo vùng một cách độc lập với góc âm
thanh và vì vậy lượng giá đồng thời biến dạng theo trục dọc và xuyên tâm thì
tâm thu. Kết quả nghiên cứu cũng xác định tính chính xác của STE bằng trắc
vi âm thanh (sonomicrometry) và cộng hưởng từ (CMR).
Cơ chế của biến dạng xuyên tâm:
Trong thì tâm thu, khi cơ tim ngắn lại theo trục dọc và theo hướng chu
vi thì sẽ dày lên theo hướng xuyên tâm (theo bề dày) do định luật bảo tồn khối
lượng. Tuy nhiên, thành TT dày lên không phải chỉ đơn giản do sự rút ngắn
của tế bào cơ tim mà còn có sự góp mặt của các nhóm tế bào cơ bắt chéo
khác. Kết quả của biến dạng xuyên tâm là khuếch đại sự ngắn lại 15% của tế
bào cơ tim làm cho thành TT dày lên>40% và tạo nên EF>60% ở người bình
thường [13].
24

Các ứng dụng lâm sàng của STE là sự đánh giá có tính định lượng về
chức năng vùng của cơ tim ở bệnh thiếu máu cục bộ. Bojork Ingul và cộng
sự [6] mô tả giá trị tiên lượng về sự biến dạng kết hợp với phân tích vận động
thành tim bằng siêu âm tim gắng sức dobutamin. Như phát hiện bởi Choi và

cộng sự [12], S tối đa thì tâm thu theo trục dọc bằng STE có thể là một sàng
lọc nhạy cảm cho bệnh động mạch vành khi không có bất thường vận động
thành tim theo vùng lúc nghỉ.
Leitman và cộng sự [23] đã quan sát sự khác biệt chính giữa cơ tim
bình thường và thiếu máu là S tối đa tâm thu thấp hơn ở những đoạn giảm
động. Hơn nữa, STE có thể lượng giá kích thước vùng nhồi máu, cung cấp
thêm thông tin quan trọng cho chẩn đoán và tiên lượng bệnh nhân [42]. STE
đánh giá được cả bờ nội mạc và ngoại mạc và so sánh giữa chúng có thể
cung cấp thêm thông tin về nhồi máu cơ tim xuyên thành (hình 5.2).

Hình 5.2: Biến dạng cơ tim ở nhồi máu cơ tim, so sánh giữa bờ nội mạc
(đường liên tục) và ngoại mạc (đường không liên tục) ở nhồi máu cơ
tim thành bên. Đoạn giữa vách (màu xanh lá cây) những đường cong
25

nội mạc và ngoại mạc không thể phân biệt và sự rút ngắn bình thường
ở cuối tâm thu, trong khi ở đoạn giữa thành bên thiếu máu (đường màu
đỏ) đường ngoại mạc tách rời ra khỏi đường nội mạc. Hơn nữa, ở đoạn
này, chúng ta có thể quan sát sự giảm biến dạng cơ tim sau khi hoạt
hóa điện học [41].
Một thách thức khác cho các nhà tim mạch là sự khác nhau giữa bệnh
cơ tim phì đại và trái tim thể thao. Richand và cộng sự [37], so sánh biến dạng
cơ tim toàn thể và vùng ở những cầu thủ bóng đá chuyên nghiệp (nhóm
chứng) và bệnh nhân bệnh cơ tim phì đại (nhóm bệnh) kết luận rằng phân tích
STE có thể được xem như một phương pháp có tính tái lập lại cao để phân
biệt phì đại sinh lý và bệnh lý.
STE cũng là một công cụ đáng tin cậy để phát hiện sớm bất thường tim
kín đáo trong các tình huống lâm sàng khác nhau như bệnh mô liên kết [43],
[44].
5.3.Biến dạng xoắn:

Một ứng dụng đánh chú ý của STE là đánh giá S xoắn trong phân tích
chi tiết về sự co bóp cơ tim. Ngoài sự rút ngắn theo trục dọc và trục ngang,
gần đây sự xoắn TT đã được đánh giá [9]. Chức năng xoắn TT là một thông
số chưa được đo lường thường qui trong thực hành lâm sàng. Ngày càng
ngày chức năng xoắn của thất trái dần dần được quan tâm hơn. Sự xoắn của
thất TT trong thời kỳ tâm thu, thời kỳ năng lượng tiềm tàng được lưu giữ và
tháo xoắn trong thời kỳ tâm trương, thời kỳ phóng thích năng lượng. Xoắn hỗ
trợ cho tống máu thất trái, và tháo xoắn trợ giúp cho thư giản và đổ đầy thất
[38]. Gần 50 % đến 70% của sự tháo xoắn của TT xảy ra trong khoảng thời
gian thư giãn đồng thể tích, trong khi phần còn lại được hoàn tất trong thời
kỳ đổ đầy đầu tâm trương. Trong thì tâm thu, sự xoắn xảy ra đồng thời với sự