[Sách dịch] Hướng dẫn thực hành siêu âm tim thai – Tối ưu hình ảnh thang xám hai chiều trong siêu âm tim thai

Bài viết là bản dịch Chương 11 của sách Hướng dẫn thực hành siêu âm tim thai (A Practical Guide to Fetal Echocardiography: Normal and Abnormal Hearts) do GS Alfred Abuhamad và GS Rabih Chaoui chủ biên.
Người dịch: BS Sơn Lâm, Hiệu chỉnh: BS Nguyễn Văn Thụy.
Đây là một nguồn tham khảo hay tạo nền tảng cho các bác sĩ thực hành siêu âm sàng lọc và chẩn đoán chuyên sâu các bệnh tim bẩm sinh.
Giới thiệu sách và các chương: Hướng dẫn thực hành siêu âm tim thai (A Practical Guide to Fetal Echocardiography: Normal and Abnormal Hearts, 3rd edition 2016)

Giới thiệu

Bất chấp sự xuất hiện của các thiết bị và công cụ siêu âm tinh vi trong vài năm qua, việc thăm khám cơ bản về tim thai vẫn được thực hiện tốt nhất với siêu âm thang xám hai chiều (2D) (B-mode). Thể hiện situs thai, các buồng tim, gốc và hướng của các mạch máu lớn, các cơ quan xung quanh có thể thực hiện chính xác bằng siêu âm 2D. Chất lượng hình ảnh siêu âm 2D phụ thuộc vào một số yếu tố, bao gồm chọn đầu dò và thiết lập hình ảnh, góc tia siêu âm và tiếp cận vùng quan tâm, độ phóng đại của vùng mục tiêu. Trong chương này, chúng tôi giải thích khía cạnh thực hành về tối ưu hóa hình ảnh siêu âm thang xám 2D và liên hệ với tim thai.

Lựa chọn đầu dò

Các hãng máy siêu âm cung cấp một loạt các đầu dò tương tự như chọn ống kính trong chụp ảnh chuyên nghiệp. Nhiều người luôn sử dụng một hoặc hai đầu dò ưa thích mà nó cung cấp hình ảnh tốt ở phần lớn bệnh nhân. Hầu hết các đầu dò sản khoa là đầu dò cong với dải tần số từ 2 đến 8 MHz (1). Nhìn chung có hai nhóm đầu dò được sử dụng trong siêu âm sản khoa qua đường bụng: dải tần số thấp (2-5 MHz) cho sóng âm xuyên thấu tốt với độ phân giải chấp nhận được (Hình 11.1A); và dải tần số cao (5 đến 8 MHz) cho độ phân giải tốt hơn nhưng hạn chế độ xuyên thấu (Hình 11.1B).

Gần đây, các đầu dò thẳng thường được sử dụng để siêu âm mô mềm trong chẩn đoán hình ảnh đã được điều chỉnh phù hợp với hình ảnh sản khoa (2, 3). Các đầu dò thẳng này được kỳ vọng vì có độ phân giải cao và vì thế chủ yếu được dùng trong ba tháng đầu hoặc khi cần thông tin giải phẫu chi tiết (Hình 11.2A). Không giống như đầu dò cong, đầu dò thẳng có các chùm tia siêu âm đồng dạng xuyên suốt tất cả các lớp mô và không phân tán trong mô sâu hơn (2, 3). Khi siêu âm tim thai đường bụng chưa tối ưu trong tam cá nguyệt một và đầu tam cá nguyệt hai thai kỳ, có thể sử dụng đầu dò đường âm đạo (Hình 11.2B). Ưu điểm chính của tiếp cận đường âm đạo là khoảng cách ngắn đến vùng quan tâm (tim) với ít mô của mẹ giữa đầu dò và tim thai, cho phép sử dụng tần số cao hơn với độ phân giải tốt hơn.

Thiết lập thông số hình ảnh

Hình ảnh hòa âm

Trong thập kỷ qua, các hãng máy siêu âm đã giới thiệu nhiều đầu dò tần số cao để cải thiện độ phân giải hình ảnh. Hạn chế của đầu dò tần số cao bao gồm giảm độ xuyên thấu mô và giảm độ phân giải các cấu trúc sâu vùng chậu. Hình ảnh hòa âm cũng được giới thiệu để tăng cường hình ảnh và giảm xảo ảnh (4, 5). Trong hình ảnh hòa âm, đầu dò gửi và nhận tín hiệu ở hai tần số siêu âm khác nhau (4, 5). Điều này dẫn đến hình ảnh và độ tương phản được cải thiện cùng với giảm xảo ảnh do sóng hòa âm phản xạ lại có biên độ thấp hơn và tần số cao hơn (gấp đôi ban đầu) so với sóng cơ bản. Hình ảnh hòa âm đặc biệt hữu ích cho các cấu trúc có bề mặt mô-dịch như tim (Hình 11.3).

Hình 11.1: Hình ảnh bốn buồng tim ở hai thai A và B được thực hiện bằng hai đầu dò siêu âm khác nhau. (A) dùng đầu dò tần số 2 đến 5 MHz. Thai A nằm sâu trong khung chậu nên tăng mô cơ thể mẹ và nhau ở phía trước. Việc sử dụng đầu dò tần số thấp ở A cho phép xuyên thấu sâu nhưng độ phân giải giảm. (B) dùng đầu dò 4 đến 8 MHz vì tim thai nằm ở vị trí nông hơn trong khung chậu so với thai A. Việc sử dụng đầu dò tần số cao ở B cho phép tăng độ phân giải.

Hình 11.2: Hình ảnh bốn buồng tim ở hai thai A và B được thực hiện với hai đầu dò siêu âm khác nhau. Ở thai A, đầu dò thẳng tần số cao (6-9 MHz) được sử dụng và cho độ phân giải tuyệt vời (cải thiện hơn hình 11.1B). Đầu dò tần số cao này cung cấp hình ảnh tối ưu với độ sâu tương đối ngắn. Ở thai B, đầu dò âm đạo với dải tần số 6-12 MHz được sử dụng và cho độ phân giải tuyệt vời khi siêu âm tim trong thai kỳ sớm.

Hình 11.3: Mặt cắt bốn buồng tim ở cùng một thai được thể hiện ở A với các thiết lập siêu âm cơ bản và ở B bổ sung hình ảnh hòa âm, hình ảnh kết hợp và bộ lọc giảm nhiễu hạt. Lưu ý các cấu trúc tim ở B được thể hiện tốt hơn.

Hình ảnh kết hợp

Công nghệ hình ảnh kết hợp bao gồm việc kết hợp một số (ba hoặc nhiều hơn) hình ảnh từ các góc khác nhau của đầu dò thành một hình ảnh duy nhất (6). Theo truyền thống, đầu dò gửi tín hiệu siêu âm theo một đường thẳng vuông góc với khối đầu dò. Hình ảnh kết hợp cho phép đầu dò gửi tín hiệu ở nhiều góc độ, cho phép loại bỏ xảo ảnh và cải thiện độ phân giải (6) (Hình 11.3).

Hình ảnh giảm nhiễu hạt

Hình ảnh giảm nhiễu hạt là một kỹ thuật sử dụng thuật toán để phân tầng các tín hiệu siêu âm mạnh và yếu. Các tín hiệu yếu phản xạ lại (còn gọi là đốm sáng) được loại bỏ trong khi các tín hiệu mạnh được tăng cường và làm sáng lên (6). Điều này cho phép hình ảnh trở nên mịn hơn và giảm xảo ảnh. Hình 11.3 thể hiện hình ảnh tim có và không có hình ảnh giảm nhiễu hạt cùng với hình ảnh kết hợp.

Vùng trọng tâm

Vùng trọng tâm siêu âm biểu thị nơi chùm âm thanh được tập trung mạnh nhất vì thế hình ảnh tối ưu nhất. Đầu dò dãy tổ hợp pha hiện đại và nhiều đầu dò thẳng cho phép người vận hành chọn khoảng vùng trọng trung, bằng cách áp dụng thời gian trễ cụ thể giữa các chấn tử đầu dò làm cho chùm tia hội tụ ở một khoảng xác định. Khi nhiều vùng trọng tâm được áp dụng trong quá trình quét, các chấn tử dãy đầu dò thu được dữ liệu nhiều lần với thời gian các pha khác nhau (6). Việc thu lặp lại này dẫn đến tốc độ khung hình chậm hơn do thời gian trễ. Các vùng trọng tâm phải luôn được đặt ở độ sâu quan tâm trên hình ảnh siêu âm để đảm bảo độ phân giải bên tốt nhất có thể. Khi siêu âm tim, nên chọn một vùng trọng trung tại nơi quan tâm. Mặc dù việc chọn nhiều vùng trọng tâmcó thể tối đa hóa độ phân giải bên bất kể độ sâu, tuy nhiên điều này sẽ dẫn đến tốc độ khung hình chậm hơn khiến hình ảnh tim thai không tối ưu (6). Hình 11.4 và 11,5 thể hiện vị trí tối ưu của vùng trọng tâm khi siêu âm tim thai.

Hình 11.4: Mặt cắt bốn buồng tim không tối ưu hóa hình ảnh. Lưu ý độ sâu cao (mũi tên thẳng hai chiều), góc rộng (mũi tên đứt nét) và vùng trọng tâm (mũi tên vàng) không được đặt ở vùng quan tâm (mặt cắt bốn buồng). Kích thước tim trong toàn bộ hình ảnh (đường màu vàng) rất nhỏ nên phân tích chi tiết không đáng tin cậy. Thông tin được cung cấp trong hộp màu vàng cho thấy độ sâu 16,1 cm, độ phóng đại 0,8 và tốc độ khung hình 30 Hz. So sánh với hình 11.5 của cùng thai nhi sau khi tối ưu hóa hình ảnh.

Hình 11.5: Mặt cắt bốn buồng tim ở cùng một thai trong Hình 11.4 sau khi tối ưu hóa hình ảnh. Hình ảnh được tối ưu hóa bằng cách giảm độ sâu, phóng to hình ảnh, thu hẹp chiều rộng vùng khảo sát (mũi tên đứt nét) và đặt vùng trọng tâm ở mức thích hợp (mũi tên vàng). Các bước này dẫn đến độ phóng đại hình ảnh với tốc độ khung hình cao. Thông tin được cung cấp trong hộp màu vàng cho thấy độ sâu 10,7 cm, độ phóng đại 1,6 và tốc độ khung hình 104 Hz. Kích thước của tim đủ lớn (đường màu vàng) cho phép phân tích giải phẫu chi tiết. So sánh với Hình 11.4 ở cùng một thai không được tối ưu hóa hình ảnh.

Dải động học

Dải động học hoặc độ tương phản đề cập đến cách xử lý và hiển thị thông tin thang xám trên màn hình. Dải động học rộng hơn thể hiện nhiều sắc thái xám hơn trên hình ảnh trong khi dải động học hẹp thể hiện nhiều màu đen trắng hơn trên hình ảnh. Đối với hình ảnh nói chung như siêu âm sản khoa hoặc bụng thông thường, dải động học rộng với các mức thang xám khác nhau là tối ưu. Với siêu âm tim thai, dải động học hẹp cho hình ảnh hiển thị tốt hơn vì loại bỏ nhiễu mức thấp hoặc xảo ảnh. Hình 11.6 thể hiện ảnh hưởng của dải động học đến hình ảnh tim thai.

Hình 11.6: Mặt cắt bốn buồng tim cùng một thai trong Hình 11.5 với hình ảnh độ tương phản thấp (A) và cao (B). Trong một số hệ thống, hình ảnh tương phản có thể được điều chỉnh trong quá trình hậu xử lý bằng cách sử dụng các đường cong xám và dải động khác nhau.

Bản đồ màu

Trong nhiều năm qua các hãng máy siêu âm đã tạo ra các bản đồ màu có sẵn với hình ảnh siêu âm được tô màu (Hình 11.7). Hiện nay không có sự đồng thuận về việc bản đồ màu cung cấp hình ảnh thẩm mỹ hơn hoặc thực sự cải thiện hình ảnh, hay võng mạc người có khả năng phân biệt chi tiết hình ảnh màu tốt hơn so với hình ảnh thang xám. Người thực hiện có quyết định cá nhân về việc liệu bản đồ màu có tăng cường chi tiết trong hình ảnh siêu âm hay không và vì vậy không có khuyến cáo chung nào được đưa ra về chủ đề này.

Hình 11.7: Mặt cắt bốn buồng tim ở cùng một thai, được hiển thị trong các bản đồ màu khác nhau. Một số người thích thực hiện siêu âm với bản đồ màu thay vì hình ảnh thang xám tiêu chuẩn. Việc bổ sung bản đồ màu siêu âm có cải thiện nhận dạng hay không là điều còn tranh luận.

Tốc độ khung hình cao

Tim thai đập khoảng 140 nhịp mỗi phút do đó khi siêu âm tim thai tốc độ khung hình cao được khuyến cáo và thường hơn 25 khung hình mỗi giây. Tốc độ khung hình dưới phạm vi này cho cảm giác hình ảnh chuyển động chậm và do đó làm giảm chất lượng siêu âm tim. Tốc độ khung hình cao có được bằng cách thu hẹp trường quét (độ rộng vùng khảo sát) và giảm độ sâu. Trong nhiều thiết bị siêu âm, việc sử dụng hộp phóng đại có thể cho kết quả tương tự. Tốc độ khung hình được hiển thị trên màn hình và cần được lưu ý. Hình 11.4 và 11.5 thể hiện hiệu quả của việc thu hẹp chiều rộng của vùng khảo sát và giảm độ sâu đối với tốc độ khung hình.

Kỹ thuật tối ưu hình ảnh tim thai

Có được hình ảnh tim thai tối ưu là sự cân bằng giữa việc điều chỉnh các thiết lập máy siêu âm, vị trí thai nhi trong tử cung và thể trạng cơ thể người mẹ (1). Tiếp cận tối ưu để siêu âm tim khi thai nhi ở vị trí lưng sau và nhau mặt sau. Tuy nhiên điều này không gặp trong mọi lần thực hiện siêu âm và do đó áp dụng các kỹ thuật quét có thể giúp cải thiện hình ảnh khi cách tiếp cận lý tưởng không được đáp ứng. Điều này được thực hiện bằng cách tiếp cận tim thai từ góc siêu âm tốt nhất và điều chỉnh hiển thị hình ảnh (6). Bảng 11.1 tóm tắt các bước chính trong tối ưu hóa hình ảnh.

Bảng 11.1. Tối ưu hình ảnh trong thăm khám tim 2D thang xám

• Chọn đầu dò tần số cao khi có thể
• Kết hợp hình ảnh hòa âm, hình ảnh kết hợp, hình ảnh giảm nhiễu hạt
• Thu hẹp vùng ảnh
• Giảm độ sâu hình ảnh
• Phóng đại tim chiếm 1/4 đến 1/3 hình siêu âm
• Dùng một vùng trọng tâm ngang mức tim
• Chọn dải động học cao hơn để có sự tương phản hình ảnh
• Điều chỉnh độ phân giải hình ảnh để có tốc độ khung hình cao hơn
• Điều chỉnh tia siêu âm từ đỉnh hoặc bên phải lồng ngực thai nhi nếu được
• Quét giữa các xương sườn hoặc từ lồng ngực trước nếu không thể có tia siêu âm từ đỉnh
• Dùng cineloop để phân tích vận động tim và van tim

Cấu trúc tim được thể hiện tốt nhất khi tia siêu âm từ đỉnh tim giữa các xương sườn (Hình 11.8) (xem Chương 7). Nếu thai nhi ở vị trí bên trái hoặc bên phải trong tử cung, di chuyển đầu dò sang phía đối diện thường có thể có tia siêu âm từ đỉnh. Nếu chỉ có thể có tia siêu âm bên hoặc từ lưng thì thử quét siêu âm ở phía trước hoặc ở giữa các xương sườn (Hình 11.8 và 11.9) để giảm thiểu bóng lưng. Nếu thai nhi ở vị trí lưng trước, dịch chuyển đầu dò sang bên trái hoặc bên phải bụng mẹ với tia siêu âm gian sườn có thể có hình ảnh tốt (6).

Sau khi tia siêu âm đã được tiếp cận tốt nhất, tiếp theo người điều khiển nên giảm độ sâu, thu hẹp độ rộng khảo sát, điều chỉnh vùng trọng tâm theo vùng cần quan tâm, sau đó phóng đại tim thai (so sánh với Hình 11.4 và 11.5). Tim thai nhi nên lấp đầy khoảng một phần ba đến một phần tư màn hình để nhận biết chi tiết tốt hơn. Khi tia siêu âm vuông góc với các cấu trúc cụ thể trong tim thì nó sẽ được thể hiện tốt hơn, như sự liên tục giữa vách liên thất và động mạch chủ lên, thông liên thất hoặc dày vách liên thất.

Tùy chọn cineloop quay lại các khung hình trước đó là một tùy chọn có sẵn trên hầu hết các thiết bị siêu âm. Đây là một chức năng rất quan trọng trong siêu âm tim thai vì nó hỗ trợ bắt các khung hình trong quá trình van chuyển động và do đó cho phép đánh giá đầy đủ sự di lệch của các lá van. Hơn nữa, chức năng cineloop cho phép ghi lại các hoạt động tim trong các giai đoạn khác nhau của chu kỳ tim, một phần quan trọng trong việc đánh giá chức năng tim.

Cuối cùng, ở những phụ nữ có chỉ số khối cơ thể cao, nâng cao mỡ bụng và quét bên dưới có thể giúp cải thiện khả năng tiếp cận lồng ngực thai nhi (1). Các phương pháp khác bao gồm quét phía trên rốn hoặc mẹ ở tư thế Sims.

Hình 11.8: Mặt cắt bốn buồng tim ở cùng một thai, hình A qua xương sườn (mũi tên rỗng) và hình B với góc nghiêng nhẹ cho phép tia siêu âm vào tim qua khoảng liên sườn (mũi tên dài) giữa các xương sườn. Lưu ý hình ảnh chất lượng thấp trong A do ảnh hưởng của bóng lưng xương sườn trên tim. Khi siêu âm tim thai cần cẩn thận tránh bóng lưng xương sườn trong cuối tam cá nguyệt thứ hai và tam cá nguyệt ba thai kỳ.

Hình 11.9: Mặt cắt bốn buồng tim ở cùng một thai được ghi hình từ bên phải. Lưu ý ở A, phần đáy tim không được tạo hình tối ưu do bóng lưng của xương sườn (mũi tên rỗng). Ở B, đầu dò được đặt ở vị trí sao cho chùm tia siêu âm đến lồng ngực từ ngực trước (mũi tên dài) do đó tránh được bóng lưng xương sườn (mũi tên rỗng). Hình ảnh tim thai từ ngực trước (B) đã cải thiện hình ảnh.

Các điểm chính – Tối ưu hình ảnh thang xám hai chiều trong siêu âm tim thai

• Khi siêu âm tim thai đường bụng không tối ưu ở tam cá nguyệt đầu hoặc đầu tam cá nguyệt hai thai kỳ thì có thể sử dụng đầu dò đường âm đạo.
• Hạn chế của đầu dò tần số cao bao gồm giảm xuyên thấu mô và giảm độ phân giải với các cấu trúc nằm sâu trong khung chậu.
• Trong hình ảnh hòa âm, đầu dò gửi và nhận tín hiệu ở hai tần số siêu âm khác nhau. Điều này dẫn đến cải thiện hình ảnh và độ tương phản cùng với giảm xảo ảnh.
• Hình ảnh kết hợp cho phép đầu dò gửi tín hiệu ở nhiều hướng, từ đó loại bỏ xảo ảnh và cải thiện độ phân giải.
• Khi siêu âm tim thai, điều cần thiết là chọn vùng trọng tâm ở vùng cần quan tâm
• Khi siêu âm tim thai, dải động học hẹp cho hình ảnh tốt hơn cũng như giảm nhiễu hoặc loại bỏ xảo ảnh
• Khi siêu âm tim thai, tốc độ khung hình cao được khuyến cáo và thường lớn hơn 25 khung hình mỗi giây
• Tốc độ khung hình cao thu được bằng cách thu hẹp trường quét (độ rộng khảo sát) và giảm độ sâu hình ảnh
• Khi siêu âm tim thai, phóng to hình ảnh sao cho tim thai lấp đầy 1/4 đến 1/3 màn hình để hiển thị chi tiết tốt hơn.

Bản gốc:
– A Practical Guide to Fetal Echocardiography: Normal and Abnormal Hearts, 3rd edition 2016
– Chapter 11 – Optimization of the Two-Dimensional Grayscale Image in Fetal Cardiac Examination
– Tác giả: Alfred Abuhamad, Rabih Chaoui
Bản dịch:
– [Sách dịch] Hướng dẫn thực hành siêu âm tim thai (A Practical Guide to Fetal Echocardiography)
– Chương 11 – Tối ưu hình ảnh thang xám hai chiều trong siêu âm tim thai
– Người dịch: BS Sơn Lâm, Hiệu chỉnh: BS Nguyễn Văn Thụy

Xem thêm:

• [Sách dịch] Hướng dẫn thực hành siêu âm tim thai (A Practical Guide to Fetal Echocardiography)
• [Tài liệu] Khóa học Siêu âm Tim thai, Viện Tim
• [CME] Hội thảo Siêu âm Tim thai nâng cao, GS Mark Sklansky
• [Video] Siêu âm tầm soát tim thai, Bs Trọng
• [Video] Siêu âm tim thai, TS Lê Kim Tuyến
• [Video] Các bệnh tim bẩm sinh thường gặp trong bào thai, TS Lê Kim Tuyến
• [Video] Tham vấn sản phụ có thai bệnh tim bẩm sinh, TS Lê Kim Tuyến

Trang web đang upload liên tục các video bài giảng và tài liệu chẩn đoán hình ảnh. Để nhận thông báo về các bài viết mới nhất, vui lòng đăng ký Nhận bài viết mới và theo dõi Kênh Youtube