O slideshow foi denunciado.
Utilizamos seu perfil e dados de atividades no LinkedIn para personalizar e exibir anúncios mais relevantes. Altere suas preferências de anúncios quando desejar.
Próximos SlideShares
Ultrasound Elastography Medic VN
Avançar
Transfira para ler offline e ver em ecrã inteiro.

17

Compartilhar

Baixar para ler offline

SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG

Baixar para ler offline

gíao trình nội bộ về ứng dụng siêu ânm đàn hồi, FibroScan, ARFI, SWE, RTE sonoelastography tại Medic HCMC.

Audiolivros relacionados

Gratuito durante 30 dias do Scribd

Ver tudo

SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG

  1. 1. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page1 TRUNG TÂM Y KHOA MEDIC HOÀ HẢO SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Thành phố Hồ Chí Minh 2015
  2. 2. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page2 MỤC LỤC 1. TỔNG QUAN VỀ SIÊU ÂM ĐÀN HỒI. 2. CÁC LOẠI SIÊU ÂM ĐÀN HỒI TẠI VIỆT NAM. 3. ỨNG DỤNG LÂM SÀNG SIÊU ÂM ĐÀN HỒI. - GAN LÁCH MẬT - NIỆU THẬN TIỀN LIỆT TUYẾN TINH HOÀN - GIÁP - VÚ - CƠ XƯƠNG KHỚP - TIM MẠCH - SẢN PHỤ KHOA - DA
  3. 3. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page3 SIÊU ÂM ĐÀN HỒI LÀ GÌ? Siêu âm đàn hồi dùng áp lực để dời chỗ mô và sau đó theo dõi sự chuyển động gây ra trong mô. Có 2 phƣơng pháp đo chuyển động mô khác nhau để đáp ứng với áp lực từ ngoài xuất hiện trong những năm 1990. Tạo hình sonoelasticity, sử dụng siêu âm Doppler màu để theo dõi dời chỗ mô khi đáp ứng với kích thích rung động từ ngoài đã đƣợc báo cáo bởi Lerner, Parker và những ngƣời khác vào năm 1987, là một phƣơng pháp để phát hiện ung thƣ tuyến tiền liệt. Đo đàn hồi tĩnh cho vú và khối u tiền liệt tuyến, là phƣơng pháp khác, đã đƣợc báo cáo vào năm 1991 bởi Ophir và cs. Có hai phƣơng pháp đo độ đàn hồi chính gồmquasistatic (còn đƣợc gọi là "static, tĩnh"), khi mô phản ứng với một sự đè ấn chậm duy nhất dùng để đo độ cứng mô; và dynamic, khi mô phản ứng với sự đè ấn nhanh hoặc rung động. Đo đàn hồi tĩnh (static elastography) Static elastography là hình thức phổ biến của elastographic imaging từ 2008. Trong phƣơng pháp này, một đè ấn duy nhất, rất nhỏ đƣợc áp dụng (thƣờng ít hơn 0,5 mm), bằng cách ấn với chính đầu dò siêu âm, và dời chỗ mô đƣợc đo ở mỗi độ sâu hoặc khoảng cách từ đầu dò bằng cách sử dụng cross-correlation function, hàm tƣơng quan chéo (hình 1). Mức độ thay đổi trong khoảng dời chỗ mô là một hàm của khoảng cách từ đầu dò đƣợc gọi là "mô căng, tissue strain " và sẽ đƣợc hiển thị bằng hình ảnh. Với vật liệu mềm, mức độ thay đổi trong sự dời chỗ lớn với các vật chất gần với đầu dò, và xa đầu dò thì dời chỗ ít nhất. Ở vật liệu rất cứng, chẳng hạn nhƣ trong một khối thép, áp lực làm toàn bộ khối để di chuyển đƣợc một đơn vị với phần xa đầu dò chuyển động giống nhƣ phần gần với đầu dò. Vì vậy, tỷ lệ thay đổi trong sự dời chỗ từ rìa gần của khối với rìa xa là gần bằng zero (hình 2). Vì vậy, vật liệu cứng cho thấy các giá trị căng rất thấp và vật liệu mềm có giá trị căng lớn hơn. Trên bản đồ đàn hồi [elastogram], các giá trị căng thấp thƣờng đƣợc hiển thị nhƣ dark [tối], trong khi các giá trị lớn nhƣ bright [sáng] (hình 3). Khối u thƣờng cứng hơn môi trƣờng xung quanh nên hiểu hiện là một khối tối nhúng trong một nền sáng hơn. Trên màn hình màu, các giá trị căng thấp thƣờng đƣợc hiển thị nhƣ green (xanh lá cây) hoặc blue (xanh dƣơng) và các giá trị biến dạng lớn, là yellow [vàng] hay red [đỏ] (hình 4).Màu sắc thƣờng chồng trên hình B-scan của các tổn thƣơng.
  4. 4. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page4 H.1: Đánh giá dời chỗ mô bằng cách dùng cross-correlation. Với đè ấn, RF Backscatter Waveform bị nén và lệch trong vị trí.Lệch vị trí (d) của một đoạn dữ liệu đƣợc xác định bằng một “cửa sổ” đƣợc xác định bằng cách dùng hàm tƣơng quan chéo [cross-correlation function]. Tiến trình này đƣợc lập lại ở nhiều độ sâu và cho mỗi vị trí dọc theo mặt đầu dò bằng cách tạo ra một bản đồ 2-D của dời chỗ mô đối với độ sâu. H.2: Giản đồ cho thấy cách đơn giản của đánh giá sự căng của dời chỗ mô của các khối cứng và mềm và điều này trình bày sự biến dạng tăng lên nhƣ thế nào dƣới sự đè ấn cho khối mềm gây nên giá trị căng cao hơn cho khối cứng. Hình (căng) biến dạng, hoặc bản đồ đàn hồi [elastogram], là hình của độ cứng tƣơng đối, vì số lƣợng áp lực do ấn đầu dò sẽ thay đổi số lƣợng mô dời chỗ và thay đổi mức độ trong sự dời chỗ. Static elastography đã đƣợc áp dụng cho nhiều cơ quan khác nhau và trong bệnh học.Thông báo ứng dụng đầu tiên của elastography là phân biệt u vú lành tính và ác tính, và breast elastography là dạng siêu âm đàn hồi đƣợc áp dụngnhiều nhất hiện nay. Để có một elastogram vú, bệnh nhân nằm ngữa và mô vú đƣợc nén bằng đầu dò vào thành ngực. Ban đầu đè ấn do máy tính kiểm soát, sau đƣợc thay thế bằng kỹ thuật ấn tự do (free hand technique). Bình thƣờng chuyển động thở của bệnh nhân cũng đủ chống lại áp lực của đầu dò để có đƣợc một elastogram chất lƣợng tốt. Nhiều hình tĩnh hoặc short cine loops đƣợc ghi lại tự động để xem lại sau. Bởi vì có rất nhiều vùng tƣơng đối tối có không có ý nghĩa lâm sàng có thể xuất hiện trên elastogram, elastogram luôn luôn đƣợc xem cùng với hình siêu âm từ chính vị trí tƣơng tự; hoặc elastogram chồng lên hình siêu âm nhƣ một lớp phủ màu. Thủ thuật này giúp so sánh một tổn thƣơng trên siêu âm với biểu hiện đàn hồi của nó.
  5. 5. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page5 H.3: Một tổn thƣơng tƣơng đối mềm (vùng đóng vòng) hiếm khi xuất hiện trên elastogram vì độ cứng của nó tƣơng tự nhƣ mô xung quanh (A). Mặt khác, một tổn thƣơng cứng dễ xác định đƣợc vì tối hơn nhiều mô xung quanh trên elastogram (B). H.4: (A) Elastogram màu sai, (B) hình B-mode của một tổn thƣơng, (C) và elastogram thang xám. H.5: IDC xâm lấn nhỏ ở (A) elastogram và (B) hình siêu âm. Ghi nhận bóng lƣng trung tâm trên hình siêu âm và độ cứng cao (tối) của tổn thƣơng trên elastogram. Tổn thƣơng cũng xuất hiện to trên elastogram hơn trong hình siêu âm, nếu chỉ chú ý tổn thƣơng echo kém và không kể đến bờ có echo xung quanh. Elastograms thƣờng đƣợc sử dụng để đánh giá một khối lành tính hay ác tính trên siêu âm. Gồm 2yếu tố :độ cứng tương đối của tổn thƣơng và kích thước của tổn thƣơng trên elastogram so với hình siêu âm. Ung thƣ có xu hƣớng cứng (tối hơn) nhiều hơn so với các mô xung quanh (hình 5), trong khi tổn thƣơng lành tính có xu hƣớng có độ cứng tƣơng tự nhƣ mô xung quanh. Một tổn thƣơng lành tính thấy rõ trên siêu âm có thể gần nhƣ vô hình trên elastogram (hình 6). Bởi vì ung thƣ thƣờng liên quan đến mô xung quanh, tạo ra một viền dày có echo, elastogram sẽ thƣờng xuyên hiển thị tổn thƣơng lớn hơn đáng kể so với hình siêu âm (hình 7). Với hai yếu tố này, hầu hết các nghiên cứu đã báo cáo các đƣờng cong ROC trong phạm vi 0,90-0,95, nghĩa là tốt. Thay vì chẩn đoán ung thƣ, elastography thƣờng
  6. 6. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page6 đƣợc dùng để tăng sự chắc chắn về lâm sàng một tổn thƣơng có vẻ lành tính, có nghĩa là tránh đƣợc sinh thiết, chỉ cần theo dõi. Theo kinh nghiệm của chúng tôi, có khoảng 15% tổn thƣơng có thể tránh làm sinh thiết mà không làm tăng tỷ lệ ung thƣ bị bỏ qua. H.6: FA lành tính dễ thấy nhƣ tổn thƣơng echo kém trên (A) hình siêu âm nhƣng không thấy trên (B) elastogram. H.7: (A) Color elastogram cho thấy một ung thƣ (dark blue) vì lớn hơn đáng kể tổn thƣơng echo kém trên hình siêu âm tƣơng ứng (B). Elastograms có thể rất khó để giải thích vì một số yếu tố có thể làm cho hình bị nhiễu hoặc gây hiểu lầm. Đè ấn đầu dò quá mức làm cứng mô xung quanh, và làm cho ung thƣ không khác so với mô xung quanh. Quá nhiều áp lực cũng gây ra chuyển động sang bên [sideways movement] của khối u, gây nhiễu và xảo ảnh trong elastogram, làm khó diễn giải hơn. Quá nhiều hoặc quá ít chuyển động đầu dò khi đè ấn có thể làm cho phƣơng pháp tƣơng quan (cross-correlation method) để phát hiện mô dời chỗ thất bại, gây ra xảo ảnh và gây hiểu nhầm các vùng "tối". Hầu hết các nhà sản xuất có đặt một chỉ số chất lƣợng hình (quality indicator) trên elastogram để hỗ trợ ngƣời sử dụng trong việc lựa chọn những hình ảnh đúng để giải thích (hình 8).Chỉ số chất lƣợng, có thể đƣợc hiển thị nhƣ một giá trị số hoặc là một color bar (thanh màu), để ƣớc tính chính xác giá trị căng trong hình elastogram.
  7. 7. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page7 H.8: Bộ phận đánh giá chất lƣợng hình. Một máy (A) trình bày “quality factor” là giá trị số (mủi tên) trong khí máy thứ hai (B) hiển thị chất lƣợng elastogram là pie chart trong đó các phân đoạn xanh lá cây xác định chất lƣợng cao hơn (mủi tên). Do đó cần thực hành nhiều để khám và giải thích bản đồ đàn hồi [elastograms]. Thêm vào việc phân biệt khối rắn lành tính và ác tính, breast elastography đã tỏ ra hữu ích để chẩn đoán có debris trong tổn thƣơng nang, thƣờng giả dạng nhƣ khối u đặc. H.9: 2 phát hiện nang khác nhau. Trên elastogram (A), nang xuất hiện là tổn thƣơng dark với trung tâm bright. Máy khác cho thấy nang có kiểu hỗn hợp của các vùng sáng và tối (B).
  8. 8. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page8 Một bổ sung mới vào các phân tích đàn hồi của tổn thƣơng vú là kỹ thuật gọi là đàn hồi biến dạng căng theo trục (axial shear strain elastography, ASSE). Trong phƣơng pháp này, các chuyển động sang bên (sideways movement) của các tổn thƣơng đối với mô xung quanh đƣợc phân tích bằng cách sử dụng một biến thể của elastography. Phƣơng pháp này nhạy phát hiện các tổn thƣơng ràng buộc với mô xung quanh (ví dụ nhƣ ung thƣ) so với tổn thƣơng lành tính, có ranh giới là tự do chuyển động chống lại các mô xung quanh. Hình ASSE có thể dễ giải thích hơn elastograms và có thể chứng minh là một công cụ mạnh mẽ bổ sung cho phân biệt tổn thƣơng lành tính từ ác tính (hình 10). H.10: Axial shear strain elastograms (ASSE) của tổn thƣơng ác tính (A, B, C) và tổn thƣơng lành tính (D, E, F). Hình siêu âm đƣợc trình bày là A và D, elastogram là B và C, và axial shear strain elastogram là C và F. Ghi nhận large areas của axial shear strain cạnh ung thƣ (C, mủi tên lớn) và vùng mảnh [slender zones] của axial shear strain cạnh tổn thƣơng lành tính (F, mủi tên lớn). Bản quyền của Thitai Kumar, và Jonathan Ophir, University of Texas Medical School, Houston, TX. Static elastography trên các máy Hitachi, Toshiba, đã đƣợc thử nghiệm ở nhiều cơ quan với nhiều thành quả. Hạch bạch huyết, nhân tuyến giáp và ung thƣ tuyến tiền liệt đã đƣợc chẩn đoán thành công với tạo hình đàn hồi.
  9. 9. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page9 Phương pháp động (dynamic method) Mặc dù static elastography đã đƣợc rộng rãi triển khai thực hiện và áp dụng cho các cơ quan nông, phƣơng pháp này khó sử dụng sâu trong cơ thể, và chất lƣợng hình ảnh đã không đƣợc chứng minh là có giá trị trong phát hiện bệnh cơ quan lan toả, nhƣ chai gan. Có thể sử dụng một kích thích rung động hoặc một xung đẩy singe nhanh để tạo sóng biến dạng, truyền chậm qua mô, đủ để dùng siêu âm tracking. Tỷ lệ truyền sóng biến dạng phụ thuộc vào biến dạng ngang (shear modulus) của mô, thƣờng tỉ lệ thuận trực tiếp với Young‗s modulus. Do đó có thể để định lƣợng độ cứng mô cả trong một khối u hoặc trong mô không có u bằng cách sử dụng phƣơng pháp này. Máy đầu tiên áp dụng phƣơng pháp này để khảo sát bệnh gan lan toả là Fibroscan [TM] do Echosens sản xuất, đƣợc áp qua da vùng gan. Một piston tại trung tâm đầu dò phát sóng biến dạng vào gan và vận tốc của sóng biến dạng đƣợc sử dụng để đánh giá shear modulus. Máy này tỏ ra hữu ích cho chẩn đoán xơ gan không xâm lấn và xơ hóa nặng, mặc dù những thay đổi nhẹ đƣợc phát hiện không đáng tin cậy. Các máy khác, chẳng hạn nhƣ Siemens S2000 sử dụng tạo hình lực bức xạ âm (ARFI) để tạo ra một xung đẩy siêu âm cƣờng độ caovào cơ quan. Một elastogram tiêu chuẩn có thể đƣợc tạo ra bằng cách theo dõi sự dời chỗ gây ra bởi các xung, nhƣng độ cứng trong một tổn thƣơng hoặc vùng mô khác cũng có thể đƣợc định lƣợng, vì xung tạo ra sóng biến dạng mà vận tốc có thể đo đƣợc. Máy ARFI chƣa đƣợc FDA chuẩn y, nhƣng nhiều nghiên cứu sâu rộng của phƣơng pháp này đang đƣợc tiến hành. Máy Supersonic Imaginetạo ra sóng biến dạng (shear wave) bằng cách truyền siêu nhanh các chùm âm có cƣờng độ bình thƣờng với nhiều focus khác nhau; cách tiếp cận này đã đƣợc FDA thông qua.
  10. 10. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page10 CÁC LOẠI SIÊU ÂM ĐÀN HỒI Ở VIỆT NAM Là một chiều kích mới của siêu âm chẩn đoán để khảo sát đặc tính đàn hồi của mô mềm (độ cứng, độ nhớt). Có thể gọi siêu âm đàn hồi là "palpation imaging" [tạo hình bằng cách sờ]. Nguyên lý của siêu âm đàn hồi là mô sẽ biến dạng khi bị đè ấn. Mô hay tổn thƣơng sẽ đáp ứng theo nhiều cách, tùy thuộc cấu tạo cơ học. Mô bình thƣờng (mềm) sẽ biến dạng nhiều với áp lực trong khi mô bệnh lý, cứng hơn, sẽ biến dạng ít hơn. Độ tƣơng phản của mô trên bản đồ đàn hồi là do khác biệt độ cứng của mô, đƣợc mã hóa màu tùy nhà sản suất (đỏ= cứng, xanh= mềm, hoặc ngƣợc lại). Tạo hình đàn hồi cho thấy nhiều loại mô mềm có cùng độ sinh echo nhƣng có đặc tính cơ học khác nhau, giúp phân biệt đƣợc tổn thƣơng bệnh lý. Tạo hình biến dạng mô (tissue strain imaging) dựa vào khác biệt về độ cứng (stiffness) của tổn thƣơng ác tính và lành tính, áp dụng vào nhiều cơ quan: gan, vú, giáp, tuyến tiền liệt, v.v…với các nghiên cứu từ 1996. Hình của K J Parker, M M Doyley and D J Rubens
  11. 11. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page11 Tạo hình biến dạng mô thƣờng dùng để theo dõi sự hoá xơ của mô (tissue fibrosis) hiện áp dụng nhiều nhất cho bệnh gan mạn tính và chai gan. Ngoài MR elastography, siêu âm có nhiều cách tạo hình biến dạng mô, trên thị trƣờng hiện có các máy siêu âm để phân tích định tính và định lƣợng biến dạng mô (tissue strain), độ cứng (stiffness). Phân làm 2 loại chính: static và dynamic *static= với nguồn kích thích cơ học trực tiếp: Compression elastography hay strain imaging, nhƣ máy Philips, GE, Hitachi với Hitachi Real-Time Tissue Elastography (HiRTE). *dynamic= với lực bức xạ (radiation force, a small, steady force that is produced when a sound beam strikes a reflecting or absorbing surface. It is proportional to the acoustic power.Mosby's Medical Dictionary, 8th edition. © 2009, Elsevier) gây ra transient elastography.Gồm có: - Transient elastography (nhƣ Fibroscan®) - Supersonic Shear Imaging : với shear wave (nhƣ Supersonic Imagine Aixplorer) - ARFI imaging: với xung lực bức xạ âm [Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI)] nhƣ Acuson Siemens S2000. Transient Elastography: FibroScan (FS)
  12. 12. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page12 FibroScan (FS) đánh giá xơ hóa gan bằng cách tính tốc độ của sóng biến dạng thoáng qua ở tần số thấp (low-frequency transient shear wave) với đầu dò đƣợc đặt trực tiếp trên da bệnh nhân, ở khoảng liên sƣờn cùng nơi vị trí sinh thiết gan chuẩn. Lập lại 10 lần và tính giá trị trung bình (đơn vị kPa). Có thể khám đƣợc cho cả trẻ em. Hiện dùng máy của hãng Echosense (FibroScan®). Hạn chế của FS là khó khám ngƣời béo phì, ngƣời có báng bụng. Về kỹ thuật, FS chỉ đo 1-D ở 50 Hz, do băng thông broadband không quá 50Hz, ngƣời khám không thấy đƣợc vùng ROI, và không phản ánh đƣợc các trƣờng hợp xơ hóa gan không đồng dạng.
  13. 13. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page13 Acoustic Radiation Force Imaging (ARFI) Xung lực bức xạ âm (Focused Acoustic Radiation Force, ARFI) tạo kích thích mô mạnh và khu trú dƣới 0,1miligiây. Đầu dò siêu âm tiếp xúc trên da đủ để khám, không phải đè ấn. Đáp ứng mô đƣợc theo dõi bằng cùng đầu dò siêu âm dùng tạo ra lực, và lập lại nhiều lần trong vùng khám trên siêu âm 2D. Hình tạo ra do đáp ứng mô trong vùng bị kích thích (dời chỗ sau khi lực mất đi, thời gian hồi phục, v.v..) dùng để đánh giá thông tin về cấu trúc của mô.
  14. 14. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page14 Đầu dò tạo ra các xung đẩy thời gian ngắn (short-duration push pulses) trong vùng ROI tạo kích thích cơ học. Khi xung qua vùng ROI, mô dời chỗ và trở lại vị trí cũ tùy vào đặc điểm cơ học. Tốc độ của mô dời chỗ đƣợc theo dõi bằng chùm siêu âm quy ƣớc (conventional sonographic tracking beam) và phản ánh độ cứng của mô.
  15. 15. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page15 Hình bản quyền của Siemens
  16. 16. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page16 Hạn chế của kỹ thuật ARFI: - chậm hơn SSI - nhạy với động tác thở (bụng), mạch đập (giáp) - chỉ đo biến dạng ngang (shear modulus) Supersonic Shear Imaging (SSI) Kỹ thuật SSI của máy Supersonic Imagine đã đƣợc mô tả nhiều (Bercoff et al., 2004a- b, Tanter et al., 2008, Muller et al., 2009). Với đầu dò curved (C4-2 ATL, Seattle, WA, USA, central frequency 2.5 MHz, 128 elements), nhiều ―pushing beams‖ đƣợc tạo ra theo độ sâu tăng dần trong mô gan. Một chùm xung đẩy (pushing beam) tƣơng ứng với lực bức xạ âm từ xa (remote radiation force) gây ra do một focused ultrasound beam. Lực bức xạ này làm dời chỗ focal spot của mô gan vài μm. Bằng các focusing beams nối tiếp ở 5 độ sâu cách nhau 4,25 mm, sóng biến dạng đƣợc tạo ra và lan truyền trong mô (xem hình).
  17. 17. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page17 Tạo nón sóng biến dạng (conical shear wave) từ các chùm xung đẩy (pushing beams) ở độ sâu tăng dần. Mỗi bệnh nhân đƣợc đo ở gan P, nằm ngữa, tay đặt quá đầu, đầu dò đặt ở khoảng liên sƣờn. Ngƣời khám sau khi định vị vùng gan khám bằng hình B-mode, tiến hành đo SSI sequence 5 lần liền cho mỗi bệnh nhân để test intraoperator reproducibility. Thời gian khám chỉ mất 3 phút. Sau kích thích từ xa này, ultrafast echographic device đạt đƣợc high frame rate (4000 frames/s) in-phase/quadrature (IQ) data bằng cách dùng cùng đầu dò siêu âm. Mô gan dời chỗ do truyền sóng biến dạng gây ra đƣợc chuyển thành IQ data. Để khảo sát vùng mô gan rộng hơn, SSI sequence đƣợc liên tiếp lập lại theo 3 hƣớng khác nhau (một trình tự ở giữa array, một bên trái và một bên phải). Cả 3 trình tự chỉ mất dƣới 1 giây. Ngƣợc lại với FibroScan khi rung động (vibration) do lực bức xạ gây ra tạo nên một kích thích thoáng qua ngắn (short transient excitation), độ rộng dải tần số (frequency bandwidth) của shear wave tạo ra lớn hơn, từ 60 đến 600 Hz. Phổ sóng biến dạng băng rộng (wideband ―shear wave spectroscopy‖) nhƣ vậy giúp phân tích ứng xử cơ học phức tạp (complex mechanical behavior) của mô tinh tế hơn.
  18. 18. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page18 Hạn chế của kỹ thuật SSI: - khó khám vùng sâu - đơn vị kPa, khó so sánh với máy khác theo đơn vị mét/giây - chỉ đo biến dạng ngang (shear modulus) Hitachi Real-Time Tissue Elastography (HiRTE). thuộc loại static với đầu dò free-hand compression cho phần mềm và bụng, sau có thêm đầu dò qua ngã nội soi. Ban đầu kỹ thuật elasto của Hitachi chỉ định tính, nay phát triển thêm phần định lƣợng.
  19. 19. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page19Hạn chế của kỹ thuật freehand compression của Philips, GE, Acuson Antares, Hitachi: - lệ thuộc vào ngƣời khám với kỹ thuật ấn khám quen dùng - chỉ định tính (không định lƣợng) độ cứng mô và tổn thƣơng. - không đo đƣợc đàn hồi khối (bulk modulus)
  20. 20. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page20 Siêu âm đàn hồi phản ánh độ cứng của tổn thƣơng, cách khám nhƣ siêu âm thƣờng quy. Đã có nhiều bằng chứng trong y văn cho thấy siêu âm đàn hồi làm giảm việc sinh thiết không cần thiết, tăng cƣờng chẩn đoán chính xác các bệnh lý u vú và gan. Trung tâm Y khoa Medic Hoà Hảo hiện đang sử dụng máy FibroScan (FS), máy Supersonic Imagine (supersonic shear imaging, SSI) và máy Acuson S2000 (ARFI) cho các loại bệnh lý tuyến vú, tuyến giáp, theo dõi xơ hoá gan, bệnh lý cơ khớp, phần mềm và da. Khảo sát đặc tính đàn hồi của mô mềm (độ cứng, độ nhớt) của siêu âm đàn hồi là bổ sung đáng giá cho B-mode và Doppler. Ứng dụng vào lâm sàng gan, vú đang nở rộ nhƣng khảo sát ở thận, tiền liệt tuyến, tuyến giáp, tim mạch còn ít. Trong tƣơng lai 10 năm nữa, siêu âm đàn hồi đƣợc Konofagou dự đoán phát triển thêm về: - viscoelastic và poroelastic; - giám sát nhiệt độ và tổn thƣơng của ứng dụng HIFU; - bệnh lý cơ tim [myocardial] hoặc nội mạch [intravascular] ; - khảo sát châm cứu, đánh giá hiệu ứng châm kim [needling] để tìm hiểu điều gì xảy ra sau cây kim và mô; - siêu âm đàn hồi 3D và 4D. Parker và cs nhấn mạnh việc tìm hiểu đầy đủ để sƣu tập, phân loại các thuộc tính biomechanical của mô bình thƣờng và trong thay đổi mô bệnh học đại thể của các bệnh liên quan đến tế bào, di truyền. Tóm lại siêu âm đàn hồi đã sẵn sàng hỗ trợ cho lâm sàng, nhƣng để có thể đƣợc tin cậy là phƣơng tiện khám chính thức và quyền năng, hiện cần có nhiều nổ lực nghiên cứu sâu rộng thêm nữa.
  21. 21. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page21 ______________________________________________ FURTHER READING: 20 năm nhìn lại Tạo hình đặc tính đàn hồi mô Trích từ K J Parker, M M Doyley and D J Rubens: Imaging the elastic properties of tissue: the 20 year perspective, Phys. Med. Biol. 56 (2011). .... Transient shear wave imaging A number of techniques focus on the propagating wave that results from a transient (impulsive or short tone burst) excitation of the tissue. Sarvazyan et al (1998) proposed a method based on acoustic radiation force generated shear waves. The local propagation from a focus was analyzed to estimate the local shear parameters. Nightingale et al (2006), Wang et al (2007) and Palmeri et al (2007) conducted related studies in the liver to ascertain the degree of liver fibrosis. Separately, Catheline et al (1999) devised a low frequency (50 Hz) external mechanical vibrator integrated with an ultrasound M-mode system. This integrated applicator can be applied through the ribs to excite a short tone burst which propagates into the liver. The ultrasound tracking provides a displacement history along the axial center line, and from this a global estimate of liver shear velocity and thus elasticity can be estimated. This technique is implemented in a stand-alone clinical device, the Fibroscan manufactured by Echosense in France, and is unique in that it does not require integration into a conventional imaging system. Bercoff et al (2004) developed an ultra high speed (10 000 imaging frames per second) ultrasound scanner that was capable of monitoring the wave propagating from an ARF impulse within the tissue. Multiple ARF impulses fired at a rapid rate compared to the relatively slow shear wave speed were termed ‗supersonic‘ excitations and are implemented in a supersonic shear imaging scanner. This approach has been used to study the viscoelastic properties of breast lesions (Tanter et al 2008), muscles (Deffieux et al 2007b) and liver (Deffieux et al 2007a).
  22. 22. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page22 More recently, McAleavey et al have devised a method named spatially modulated ultrasound radiation force (SMURF) (McAleavey and Menon 2007). Instead of utilizing a sharp focal region to deliver an impulse of ARF to the tissue, a spatially modulated pattern is employed to set up a unique spatial frequency within a region of tissue. After excitation of this spatial frequency with an impulse of ARF, the temporal history of displacements are obtained and analyzed to estimate the local shear wave speed. This technique has been validated in tissue- mimicking phantoms (McAleavey et al 2009). Acoustic radiation force imaging The use of acoustic radiation force (ARF) as an imaging modality was introduced by Nightingale et al (2001). ARFI provides multiple parameters and strategies, for example one can map the maximum displacement as points are successively pushed, or the relaxation time following each push. The technique has been demonstrated in breast (Sharma et al 2004), prostate (Zhai et al 2010) and for delineation of RFA lesions (Fahey et al 2004, 2005). The advantages of ARFI (and the other radiation force based techniques) stem from the fact that anywhere an imaging system can focus; a pushing pulse of radiation force can be applied. The disadvantages are that ARF is a relatively weak effect, thus high intensities and heating of the system and tissue place limits on the resulting displacements (Palmeri and Nightingale 2004). Other related techniques In principle, it is possible to utilize any tomographic imaging system to track tissue motion and deduce some biomechanical properties of the tissue. The evolution of the elastographic imaging techniques covered in previous sections relied mostly on ultrasound and MRI. However, optical systems can be configured to track tissue motion in real time. In particular, optical coherence tomography (OCT) is directly analogous to ultrasound imaging in that a speckle image of a 2D plane can be produced at high frame rates. Penetration in tissue of the optical wavelengths is limited but within the imaging plane, tissue motion can be tracked using correlation techniques or Doppler techniques that parallel those used in ultrasound.
  23. 23. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page23 Compression elastography by OCT was introduced by Schmitt (1998) using a free-space Michelson interferometer and utilizing speckle tracking to determine displacements and then calculate strain. Other work employs a variety of Doppler and correlation methods to track the response of tissues (Wang et al 2006, Kirkpatrick et al 2006, Liang et al 2008, 2010, Kennedy et al 2009). The advantage of optical methods is that very high resolution and microscopic studies can be performed. A distant relative of elastographic imaging is the field of thermo-acoustic imaging, which has largely developed independent of the methods covered in section 4. In thermo-acoustic imaging, a short impulse of electromagnetic energy or laser energy is distributed throughout a tissue, and differential absorption creates thermal expansion waves which are detected and utilized in a reconstruction (Patch and Scherzer 2007). Both EM-acoustic imaging (Bowen 1981,Bowen et al 1981, Nasoni et al 1985) and opto-acoustic imaging (Oraevsky et al 1999, Esenaliev et al 1999) have been actively developed over the last few decades. At a high level of abstraction, these techniques, like elastographic techniques, attempt to reconstruct the differential response of tissues to an input. The fusion of these techniques has been explored by Emelianov et al (2004). Clinical results Over the past several years elastography has moved out of the laboratory and into the hands of clinicians. The most rapidly adopted areas include liver, breast, prostate and thyroid. Liver elastography has become a mainstay for gastroenterologists who use a non-imaging instrument (Fibroscan) to assess liver parenchymal stiffness in patients with hepatitis, at risk for developing cirrhosis. Calculations of liver stiffness based on transient elastography (Fibroscan) have shown better than 90% correlation with Metavir staging for hepatitis C and have a better than 90% negative predictive value for cirrhosis (stage 4 disease) (Wang et al 2009). When Fibroscan is combined with a blood test for liver fibrosis (fibrometer) sensitivity and specificity rise to over 90% for advanced (stage 4) disease (Boursier et al 2009). One of the limitations of current liver elastography is that it has no imaging component. A second difficulty involves depth of penetration as well as liver contact. Very large patients and/or patients with ascites are not as effectively studied, with one in five obese patients having inadequate studies (Castera et al 2008, 2010). New equipment and processing techniques are being developed to overcome these limitations.
  24. 24. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page24 Imaging of more superficial structures has been more successful. The most widely adopted application in the USA has been breast compression elastography. A direct compression technique has become commercially available from multiple manufacturers, and the sensitivity and specificity for carcinoma versus benign disease are above 95% and 80%, respectively (Ginat et al 2009,Barr 2006, Thomas et al 2007). In a multicenter study from Wojcinski et al (2010) assessing 779 patients, elastography demonstrated an improved specificity (89.5%) and an excellent positive predictive value (86.8%) compared to B-mode ultrasound (76.1% and 77.2%) for detecting malignant lesions. In dense breasts, the specificity was even higher (92.8%). In breast lesions, malignancy creates a larger lesion on the elastogram than is seen on the routine grayscale B-scan image, presumed due to the desmoplastic reaction of the tumor and tethering in the adjacent tissue. In contrast, benign lesions are equal to or smaller than the grayscale image. Furthermore, a five-point scale utilized in some studies using Hitachi scanners characterizes the strain patterns and has shown promise for breast cancer diagnosis (Itoh et al 2006,Zhi et al 2010). Elastography therefore adds another imaging dimension, which can be used to help characterize indeterminate lesions such as solid-appearing cysts or solid hypoechoic well-circumscribed nodules (Burnside et al 2007, Svensson and Amiras 2006). Thus, it can potentially eliminate some unnecessary biopsies. Unlike the breast, where elastography is used to characterize an already detected lesion, prostate elastography was developed to aid in detection of potential areas of prostate cancer, as grayscale ultrasound is relatively insensitive to identify discrete focal lesions. Practitioners in Austria (Pallwein et al 2008), Germany (Salomon et al 2008), Japan (Kamoi et al 2008) and the USA(Castaneda et al 2009) have shown improved detection of prostate cancer on average from less than 50% by ultrasound alone up to the 80% range using sonoelastography. Compression elastography on commercial equipment has been evaluated with respect to improving yield from a prostate biopsy. When larger lesions (greater than 5 mm) and lesions located in the peripheral regions are targeted, the biopsy yield improves (accuracy 76%), but has not been shown to be sufficient to replace blinded 10- or 12-core biopsies (Kamoi et al 2008). All methods (compression and vibration) suffer from false positive findings due to benign prostatic hypertrophy with a false positive rate of about 20% (Castaneda et al 2009, Pallwein et al 2008). A recent adaptation of compression elastography has been developed in the thyroid, using the gated pulsation of the carotid as the compressive force against the thyroid tissue. Dighe et al have found an excellent correlation between tissue stiffness and papillary carcinoma, the most prevalent type of thyroid cancer. Benign nodules are significantly softer, so that, in a cohort of 59 patients, if elastography had been used in addition to grayscale features as a discriminator, as many as 60% of thyroid biopsies could have been safely deferred (Dighe et al 2010). Given the
  25. 25. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page25 low prevalence and the indolence of most thyroid cancer, avoiding unnecessary biopsies ay provide a great cost saving while permitting safe conservative management of thyroid nodules. The newest application of elastography to clinical disease states involves vascular pathology, including assessment of thrombus age and overall vascular compliance (de Korte et al 2000, 2002, Biswas et al 2010, Weitzel et al 2009). Rubin et al have shown marked changes in stiffness of common femoral clots as they age (Xie et al 2004). This may potentially assist clinicians in deciding which thrombi require anticoagulation and for what time period. Direct measurement of vessel wall compliance would permit monitoring of blood pressure and the efficacy of antihypertensive therapy. Many of the clinical applications attempted to date have been limited by their ability to adequately contact and displace tissue to achieve accurate and reproducible measurements. The next generation of imaging/elastography equipment is testing methods where ultrasound itself provides the tissue displacement, including acoustic radiation force imaging and vibroacoustography. The frequencies which acoustic radiation force imaging can achieve may permit more focused evaluation with improved resolution, especially important for detection of small lesions (prostate) or small displacements (vessels). Other potential future applications may include monitoring ablative therapies (radiofrequency ablation or cryoablation or high intensity focused ultrasound) in real time, as ablated tissues are many orders of magnitude stiffer than the background tissue (Zhang et al 2008a). ..... ________________________________________ Xem thêm về các bài về siêu âm đàn hồi khác: Ultrasonic Computed Tomography Combining with Elastography to Characterize Tissue Elastic Properties đo bulk modulus Acoustic Structure Quantification, ASQ với tín hiệu RF Real-Time Elastography in Liver Diseases với HiRTE của Hitachi freehand compression ------------------------------------------------------------------------------------
  26. 26. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page26 Chú thích: 1. Shear Wave: sóng biến dạng, còn gọi là sóng ngang, là một biến dạng đàn hồi thẳng góc với hƣớng chuyển động của sóng âm theo chiều dọc. Không truyền được qua chất dịch và khí. Compression Wave: sóng đè nén, còn gọi là sóng dọc, là một đè nén vào môi trƣờng. 2. Lực bức xạ âm (acoustic radiation force) là kết quả từ momentum transfer (chuyển đổi động lƣợng) từ sóng siêu âm lan truyền đến mô. Khi một chùm siêu âm truyền qua môi trƣờng hấp thụ, kết quả chuyển đổi năng lƣợng thành hiệu ứng thứ cấp (second- order effect) sẽ gây ra lực tỉ lệ với cƣờng độ tại chỗ và sự hấp thụ. Lực này đƣợc gọi là lực bức xạ (radiation force) [Torr 1984]. Theo Mosby's Medical Dictionary, 8th edition. © 2009, Elsevier, radiation force, là lực nhẹ, đều đặn gây ra bởi chùm âm khi đập vào bề mặ t phả n xạ hay bề mặ t hấ p thu. Lƣ̣ c bƣ́ c xạ tỉ lệ thuận với cƣờng độ âm.Có các phƣơng thức áp dụng lực bức xạ âm: tĩnh (static), thoáng qua (transient), hoặc có tính hoà âm (harmonically). 3. Elasticity Imaging Methods: Ngoài kích thích cơ học là chuyển động mô sinh lý (mạch đập), nếu= - dùng nguồn rung động (vibration) từ ngoài để tạo sóng biến dạng trong mô= sonoelasticity. - dùng nguồn nén tĩnh bên ngoài (external static compression) để kích thích cơ học = strain imaging. - thuận tiện hơn 2 cách từ ngoài đã kể ở trên, dùng lực bức xạ âm (Sugimoto đề xuất đầu tiên, 1990) kết hợp trực tiếp trong mô = shear wave elasticity imaging (Sarvazyan và cs, Nightingale và cs, Bercoff và cs., Fink và cs). 4. Young's modulus= biến dạng dọc, giá trị tuyệt đối đàn hồi Young, mô tả biến dạng theo chiều dọc với áp lực dọc. 5. Shear modulus= biến dạng ngang, liên quan với biến dạng theo chiều ngang và đƣợc liên hệ với truyền sóng biến dạng trong môi trƣờng đồng nhất đẳng hƣớng (isotropic homogeneous media). 6. Bulk modulus= biến dạng khối (cả dọc và ngang), độ đàn hồi khối, mô tả thay đổi thể tích của vật chất do kích thích từ ngoài. Tài liệu tham khảo chính:
  27. 27. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page27 1. Éric Bavu, Jean-Luc Gennisson, Mathieu Couade, Jeremy Bercoff, Vincent Mallet, Mathias Fink, Anne Badel , AnaÏs Vallet-Pichard, Bertrand Nalpas, Mickaël Tanter, Stanislas Pol: Noninvasive In Vivo Liver Fibrosis Evaluation Using Supersonic Shear Imaging: A Clinical Study on 113 Hepatitis C Virus Patients, Ultrasound in Medicine and Biology,Volume 37, Issue 9 , Pages 1361-1373, September 2011. 2. Stanislav Emelianov: Ultrasound Elasticity Imaging, University of Texas. 3. Josef Jaros: Ultrasound Elastography, University of Kuopio, Finland. 4. Andy Milkowski : Elasticity reaching Clinical Maturity, Siemens. 5. Mark L. Palmeri - Kathryn R. Nightingale: Acoustic Radiation Force-Based Elasticity Imaging Methods, Interface Focus (2011). 6. K J Parker, M M Doyley and D J Rubens: Imaging the elastic properties of tissue: the 20 year perspective, Phys. Med. Biol. 56 (2011). 7. Peter NT Wells, Hai Dong Liang: Medical Ultrasonic: Imaging of Soft Tissue Strain and Elasticity, J.R.Soc. Interface 16 June 2011. --------------------------------------- Đọc lại thêm về truyền sóng âm (Wave Propagation) Ultrasonic testing is based on time-varying deformations or vibrations in materials, which is generally referred to as acoustics. All material substances are comprised of atoms, which may be forced into vibrational motion about their equilibrium positions. Many different patterns of vibrational motion exist at the atomic level, however, most are irrelevant to acoustics and ultrasonic testing. Acoustics is focused on particles that contain many atoms that move in unison to produce a mechanical wave. When a material is not stressed in tension or compression beyond its elastic limit, its individual particles perform elastic oscillations. When the particles of a medium are displaced from their equilibrium positions, internal (electrostatic) restoration forces arise. It is these elastic restoring forces between particles, combined with inertia of the particles, that leads to the oscillatory motions of the medium. In solids, sound waves can propagate in four principle modes that are based on the way the particles oscillate. Sound can propagate as longitudinal waves, shear waves, surface waves, and in thin materials as plate waves. Longitudinal and shear waves are the two modes of propagation most widely used in ultrasonic testing. The particle
  28. 28. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page28 movement responsible for the propagation of longitudinal and shear waves is illustrated below. In longitudinal waves, the oscillations occur in the longitudinal direction or the direction of wave propagation. Since compressional and dilational forces are active in these waves, they are also called pressure or compressional waves. They are also sometimes called density waves because their particle density fluctuates as they move. Compression waves can be generated in liquids, as well as solids because the energy travels through the atomic structure by a series of compressions and expansion (rarefaction) movements. In the transverse or shear wave, the particles oscillate at a right angle or transverse to the direction of propagation. Shear waves require an acoustically solid material for effective propagation, and therefore, are not effectively propagated in materials such as liquids or gasses. Shear waves are relatively weak when compared to longitudinal waves. In fact, shear waves are usually generated in materials using some of the energy from longitudinal waves.
  29. 29. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page29 Acoustic Radiation Force-Based Elasticity Imaging Methods Mark L. Palmeri and Kathryn R. Nightingale, Interface Focus (2011) on October 20, 2011. (trích dịch) Tạo hình siêu âm chẩn đoán quy ƣớc mô tả khác biệt về đặc tính âm thanh của mô mềm, trong khi tạo hình siêu âm đàn hồi mô taƤ khác biệt vêƦ thuộc tính đàn hồi của mô mềm (tức là độ cứng, độ nhớt). Lơƥ i iƧch thực tế của hình ảnh đàn hồi cho thấy rất nhiều mô mềm có độ sinh siêu âm tƣơng tự, nhƣng laƥ i có đặc tính cơ học khác nhau, và có thể dùng các đặc tính này để khaƤ o saƧ t giải phẫu hoƥ c bình thƣờng và phân biêƥ t đƣơƥ c tổn thƣơng bệnh lý. Các phƣơng pháp tạo hình xung lực bức xạ âm dùng lực bức xạ âm để laƦ m biến dạng thoáng qua mô mềm, và đaƧ p ƣƧ ng dơƦ i chỗ mô đƣơƥ c siêu âm đo laƥ i vaƦ dùng để đánh giá đặc tính cơ học của mô. Cả chất lƣợng hình và số đo định lƣợng tính đàn hồi có thể taƧ i taƥ o lại từ những dữ liệu đo naƦ y, cung cấp thông tin cho chẩn đoán và theo dõi tiến triển bệnh. Gần đây, các kỹ thuâƥ t taƥ o hiƦnh đaƦ n hôƦ i theo xung lực bức xạ âm đã chuyển tƣƦ phòng thí nghiệm đêƧ n giƣơƦ ng bêƥ nh, nơi mà bác sĩ đang khơƤ i sƣƥ sƣƤ duƥ ng độ cứng mô để chẩn đoán, và việc triển khai siêu âm đàn hồi dƣƥ a vaƦ o xung lƣƥ c bức xạ âm đang xuất hiện trên thị trƣờng. Bài viết này cung cấp một tổng quan về taƥ o hình đàn hồi dựa trên xung lƣƥ c bức xạ âm, trong đó gôƦ m đánh giá đăƥ c trƣng cơ hoƥ c cuƤ a mô mềm, đánh giá các phƣơng phaƧ p xung lƣƥ c bức xạ âm đã đƣợc đề xuất cho taƥ o hình đàn hồi, và thảo luận về nghiên cứu hiện tại và xuƧ c tiêƧ n thƣơng maƥ i caƧ c kỹ thuâƥ t taƥ o hình đàn hồi dựa trên xung lực bức xạ âm. ELASTICITY IMAGING METHODS (CÁC PHƢƠNG PHÁP TẠO HÌNH ĐÀN HÔƦ I) Tất cả các phƣơng pháp taƥ o hình đàn hồi đêƦ u áp dụng kích thích cơ hoƥ c hoặc stress đến mô, cả bằng nguồn kích thích bên ngoài, nguồn chuyển động sinh lý nội taƥ i hoặc lực bức xạ âm, rôƦ i đo lƣờng biến daƥ ng mô đƣơƥ c gây ra (tức là sƣƥ dơƦ i chỗ ) để đáp ứng với stress đó, bằng siêu âm, cộng hƣởng từ (MR) hoặc các phƣơng pháp taƥ o hình quang học (optical imaging).
  30. 30. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page30 Dựa trên các mối quan hệ stress–strain (đeƦ eƧ p-biêƧ n daƥ ng), nhƣ trong phƣơng trình (1.2), hoặc các mô hình của sự truyền sóng biêƧ n daƥ ng, nhƣ trong phƣơng trình Helmholtz (1.3), biến daƥ ng mô đo đƣơƥ c khi đáp ứng với kích thích cơ hoƥ c đƣợc liên hêƥ đến độ cứng cuƤ a mô. Thoạt đầu khi phƣơng pháp tạo hình đàn hồi đƣợc đề xuất, kích thích cơ hoƥ c là từ chuyển động mô sinh lý, ví dụ nhƣ mạch đập, và siêu âm đã đƣợc duƦ ng để giám sát đaƧ p ứng mô. Sau đó, dùng nguồn rung động (vibration) tƣƦ ngoài để tạo ra sóng biêƧ n daƥ ng trong mô vơƧ i siêu âm giaƧ m saƧ t (tức là sonoelasticity) và các phƣơng pháp nén tĩnh bên ngoài (external static compression) để kích thích cơ hoƥ c đƣợc giám sát bởi siêu âm (tức là taƥ o hình biêƧ n daƥ ng, strain imaging), đã lâƦ n lƣơƥ t đƣợc giới thiệu tƣƦ năm 1988 và 1991. Sử dụng lực bức xạ âm nhƣ nguồn kích thích cơ hoƥ c đâƦ u tiên đƣợc Sugimoto đề xuất năm 1990. Phƣơng pháp kích thích này thuận tiêƥ n hơn khi so sánh với các phƣơng pháp tƣƦ ngoài vì nó kết hợp trực tiếp trong mô khaƧ m, hơn laƦ thông qua các mô can thiệp. Kỹ thuật taƥ o hình đàn hồi cung cấp hiƦnh ảnh liên quan đến độ cứng mô caƤ về điƥnh tiƧnh, mô tả khác biệt độ cứng tƣơng đối, hoặc định lƣợng, cung cấp một ƣớc tính của mô đun đàn hồi mô tiềm ẩn bằng cách taƧ i taƥ o lại. Các bài đánh giá xuất sắc về phƣơng pháp tạo hình đaƦ n hôƦ i gần đây laƦ do Greenleaf et al vaƦ Parker et al công bôƧ . Trong bài này, các phƣơng pháp taƥ o hình đàn hồi băƦ ng lƣƥ c bức xạ âm tập trung vơƧ i kích thích cơ hoƥ c đêƤ taƥ o hình đàn hồi đƣợc thảo luận.
  31. 31. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page31 Acoustic Radiation Force (Lự c bứ c xạ âm) Lực bức xạ âm laƦ kết quả từ một chuyêƤ n đôƤ i đôƥ ng lƣơƥ ng (momentum transfer) từ sóng siêu âm lan truyêƦ n đêƧ n mô qua đó truyêƦ n đi theo luâƥ t hấp thụ và cơ chế tán xạ. Theo Nyborg, mô cơ thêƤ đƣơƥ c mô hình hoƧ a nhƣ một châƧ t diƥch nhớt để đáp ứng với truyền sóng âm, theo giả định laƦ sóng phăƤ ng (plane wave), lƣƥ c bức xạ âm (F) liên quan đến âm hấp thụ (a) và tốc độ âm (c) của các mô và cƣờng độ trung bình theo thời gian của các chùm âm (I) . Lực bƣƧ c xaƥ âm này có hình thức là một lực cơ thể theo hƣớng sóng lan truyền. Đáng chú ý laƦ dẫ n xuâƧ t naƦ y không thu nhâƥ n âm tán xạ tƣƦ momentum transfer, điêƦ u naƦ y hợp lý trong mô mềm, nơi phần lớn hiêƥ n tƣơƥ ng giảm âm laƦ do sự hấp thụ. Lực bức xạ sẽ gâƧ p đôi lƣƥ c hấp thụ cho một vâƥ t phaƤ n âm hoaƦ n toaƦ n. Phân bố không gian cuƤ a trƣơƦ ng lƣƥ c bức xạ âm naƦ y đƣợc phân bố trong geometric shadow của lỗ đâƦ u doƦ . Thông thƣờng, đó là một đỉnh trong trƣơƦ ng lƣƥ c gần tâm điểm, nhƣ trong figure 1; tuy nhiên, vơƧ i tần số cao hơn và/hoăƥ c vật liệu giaƤ m âm maƥ nh, trƣơƦ ng lực đƣơƥ c phân bôƧ đôƦ ng daƥ ng qua geometric shadow của lỗ , nhƣ mô tả trong figure 1. Vì thế, tần số tối ƣu đƣợc sử dụng cho lực bức xạ âm kích thích mô thay đôƤ i với độ sâu và điêƦ u khiển bởi sự cân bằng giữa suy giảm mâƧ t đi trong nearfield và focal gain. Thông qua viêƥ c sử dụng xung âm dài hơn và/hoặc cƣơƦ ng đôƥ xung cao hơn nhƣ thƣờng sử dụng trong chẩn đoán, biến dạng mô mềm thoáng qua theo micrometres (10^-6m) và dịch chảy liên tục (fluid streaming) theo cm/sec có thể đƣợc tạo ra in vivo. Với các nguồn kích thích cơ hoƥ c bên ngoài, lực bức xạ âm có thể đƣợc áp dụng cho thời khoaƤ ng khác nhau. Phƣơng pháp đã đƣợc đề xuất đêƤ áp dụng lƣƥ c bức xạ âm (gâƦ n, quasi) tĩnh, nơi xung kích thích đƣợc áp dụng đủ lâu để các mô đaƥ t một đaƧ p ứng traƥ ng thaƧ i sẵ n saƦ ng (thƣờng lớn hơn 1 s); thoáng qua, nơi các xung kích thích là một xung thời gian (tức là nhanh hơn coƧ yƧ
  32. 32. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page32 nghĩa so với các tần số cộng hƣởng tự nhiên liên kết với các đáp ứng mô động); hoặc có tính hòa âm (harmonically) nơi mà kích thích kiêƤ u xung đƣợc áp dụng theo một hoặc nhiêƦ u tần số nhăƦ m đaƥ t đƣơƥ c kích thích mô xoang hoƧ a (sinusoidal). Ngoài ra, các phƣơng pháp xử lý dữ liệu và hiển thị cho taƥ o hình đaƦ n hôƦ i dƣƥ a vaƦ o lƣƥ c bƣƧ c xaƥ đã đƣợc tiếp cận trong hai loại chính: (i) loại cung cấp chất lƣợng hình ảnh tƣơng đối khác biệt trong độ cứng mô, tƣơng tự nhƣ taƥ o hiƦnh biêƧ n daƥ ng neƧ n tƣƦ ngoaƦ i, tạo hình nén tim và siêu âm nôƥ i maƥ ch (IVUS) palpography và (ii) loại cung cấp đaƧ nh giaƧ định lƣợng của mô đun đàn hồi tiềm ẩn của các mô, nhƣ đƣợc thực hiện với MR elastography. Steady-State Radiation Force Excitations in Fluids Steady-State Radiation Force Excitations in Soft Tissues (Kích thích lự c bứ c xạ trong mô mề m) Các mô mềm coƧ tiƧnh đaƦ n hôƦ i nhơƧ t (viscoelastic), có nghĩa là đaƧ p ứng vơƧ i kích thích cơ hoƥ c phụ thuộc vào tần số kích thích. Đối với kiƧch thiƧch tần số siêu âm, mô mềm đáp ứng nhƣ châƧ t diƥch, nơi chỉ coƧ soƧ ng aƧ p lƣƥ c truyền viƦ mô mềm không hỗ trợ aƧ p lƣƥ c biêƧ n daƥ ng ở tần số cao. Tuy nhiên, vì hiện tƣợng lực bức xạ âm phát sinh từ sự hấp thu năng lƣợng âm và phụ thuộc vào cƣờng độ thời gian trung bình của một sóng âm nén (phƣơng trình Nyborg), tần số của kích thích lực bức xạ taƥ o đƣơƥ c sẽ thâƧ p hơn sóng siêu âm (ít hơn 1000 Hz). Ở tần số thấp này, các mô đã đƣợc mô hình hoƧ a hợp lý cũ ng nhƣ chất rắn đàn hồi, nơi maƦ độ cứng của mô không đƣợc xem là một haƦ m của tần số kích thích, hoặc bằng cách sử dụng đơn giản mô hình viscoelastic, ví dụ nhƣ các mô hình Voigt và mô hình châƧ t rắn ba tham số. Trong mô mềm, xung kích thích lƣƥ c bức xạ âm PRF cao có thể đƣợc sử dụng để tạo một kích thích bƣớc (excitation step) có hiệu quả của vật liệu (thông thƣờng đối với một vài trăm mili giây), và cả thời gian tăng và sự dời chỗ trạng thái ổn định có liên quan đến độ cứng vật liệu bên dƣới. Cả xung kích thích đƣợc sử dụng để giám sát các phản ứng mô, hoặc xung taƥ o hình thời hạn ngắn hơn đƣợc xen kẽ với xung đẩy đêƤ giám sát mô. Walker khám phá cách tiếp cận này, băƦ ng caƧ ch sử dụng cả các mô hình vật chất đàn hồi, và mô hình viscoelastic Voigt để coƧ đƣợc đăƥ c trƣng vật chất tƣơng đối từ các
  33. 33. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page33 đaƧ p ứng mô. Viola et al đã sử dụng cách tiếp cận này để châƤ n đoaƧ n hiêƥ n tƣơƥ ng đông máu in vitro trong phòng khaƤ o saƧ t đƣơƥ c thiêƧ t kêƧ đêƤ thông tin phản hồi kịp thời để chuyên viên gây mê bác sĩ phẫu thuật sử dụng siêu âm lƣu biêƧ n (sonorheometry). Mauldin et al. cũng đã sử dụng cách tiếp cận này với mô hình Voigt, bằng cách sử dụng một hằng số rộng vào account cho giảm âm, cƣờng độ và các yếu tố khác ảnh hƣởng đến độ lớn lực bức xạ. TRANSIENT (impulsive) RADIATION FORCE EXCITATIONS (KÍCH THÍCH LỰC BỨC XẠ [XUNG] THOÁNG QUA) Quality Methods (Phƣơng pháp định tính) Kích thích lực bức xạ âm tập trung thoáng qua thƣờng là xung đơn coƧ đôƥ daƦ i khoảng vài trăm chu kỳ (0.05–1 ms). Trong đaƧ p ứng để tập trung vơƧ i caƧ c kích thích thoáng qua, các mô trong vùng kích thích (region of excitation ROE) bị biến dạng, và sóng biêƧ n daƥ ng tạo đƣợc truyền đi khoƤ i vuƦ ng ROE, nhƣ trong figure 2. Tạo hình xung lực bức xạ âm (ARFI) sử dụng kiƧch thiƧch nhƣ xung-thời gian (thời lƣợng xung đẩy nhỏ hơn 1ms) và theo dõi đaƧ p ƣƧ ng dơƦ i chỗ mô thoáng qua trong ROE bằng cách sử dụng một mảng (array) tạo hình SACĐ duy nhất. Trình tự taƥ o hiƦnh ARFI tuần tự tra xeƧ t các vị trí trong không gian liền kề đêƤ xây dựng một tập dữ liệu ARFI 2-D tôƤ ng hơƥ p caƧ c đaƧ p ứng từ mọi tra xét này. Qua mỗi ROE, mỗi điểm ảnh chứa dữ liệu dơƦ i chỗ theo thời gian (nhƣ đƣợc hiển thị bởi đƣờng cong màu xanh, ở trung tâm của vòng ROE taƥ i điêƤ m khu truƧ trong biêƤ u đôƦ figure 2) cho phép đánh giá một loạt các tham số, bao gôƦ m sƣƥ dơƦ i chỗ tại một thời điểm đƣơƥ c cho sau khi kích thích, sƣƥ dơƦ i chỗ tối đa, dơƦ i chỗ thơƦ i gian điƤnh (time-to-peak) và thời gian phục hồi từ dơƦ i chỗ điƤnh. Phƣơng trình (1.1) chỉ ra rằng vơƧ i 1 stress nhất định, sƣƥ căng (và dơƦ i chỗ ) liên quan nghịch với độ cứng mô.
  34. 34. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page34 Do đó taƥ o hiƦnh dơƦ i chỗ ARFI mô taƤ khaƧ c biêƥ t tƣơng đôƧ i đôƥ cƣƧ ng mô , tƣơng tự nhƣ những hình ảnh đƣợc tạo ra tƣƦ taƥ o hiƦnh đaƦ n hôƦ i neƧ n tƣƦ ngoaƦ i. Những hình ảnh naƦ y không cung cấp thông tin định lƣợng về độ cứng mô vì độ lớn của lực bức xạ âm áp dụng thay đổi với suy giảm mô tƣƦ bệnh nhân naƦ y sang bệnh nhân khaƧ c và khoƧ định lƣợng đƣơƥ c. Tuy nhiên, những hình ảnh về điƥnh tính này, cung cấp độ tƣơng phản đƣợc cải tiến, có thể đƣợc sử dụng đồng thời với hiƦnh B-mode để cải thiện taƥ o hình cấu truƧ c giải phẫu và caƧ c tổn thƣơng. Hình 3 cho thấy hình ARFI khối u gan trong một nghiên cứu bởi Fahey et al, nơi chúng có dơƦ i chỗ khác nhau tƣơng phản tƣơng đối so với các mô nền gan phụ thuộc vào tiƦnh traƥ ng mô gan. Các ứng dụng lâm sàng khaƧ c của taƥ o hiƦnh ARFI đã nghiên cứu bao gồm giám sát thủ thuâƥ t ablation do nhiêƥ t, châƤ n đoaƧ n tim và các mạch maƧ u, tạo hình tuyến tiền liệt, tạo hình u vú, tạo hình đƣờng tiêu hóa và hƣớng dẫn gây tê mê khu vực. Một phƣơng pháp tƣơng tự để giám sát siêu âm HIFU bằng cách sử dụng đâƦ u dò HIFU để tạo ra lực bức xạ thoáng qua và một đâƦ u doƦ taƥ o hình riêng biệt để giám sát sƣƥ dơƦ i chỗ đã đƣợc phát triển bởi Lizzi et al. Ứng dụng này coƧ đầy hứa hẹn nhƣ có tiềm năng để cung cấp vơƧ i chi phí thấp, giám sát thủ thuật HIFU trong thời gian thực (real-time), hiện đang đƣợc giaƧ m saƧ t băƦ ng bởi taƥ o hình MR nhiệt. Quantitative Methods (Phƣơng pháp định lƣợng) Sóng biêƧ n daƥ ng đƣợc tạo ra bởi kiƧch thiƧch lƣƥ c bức xạ thoáng qua, nhƣ trong figure 2, cung cấp cơ hội cho mô đun biêƧ n daƥ ng mô điƥnh lƣơƥ ng. Vận tốc lan truyền sóng biêƧ n daƥ ng coƧ đôƥ lơƧ n chậm hơn so với tốc độ âm trong mô mềm (tức là 1-5 m/s so với 1540 m/s), do đó, mối tƣơng quan siêu âm vaƦ kỹ thuâƥ t dựa trên Doppler đƣợc sử dụng để giám sát truyền soƧ ng. Dựa trên phƣơng trình truyền sóng (phƣơng trình Helmholtz(1.3)), tốc đôƥ truyền có liên quan đến mô đun biêƧ n daƥ ng mô bên dƣới.
  35. 35. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page35 Shear Wave Elasticity Imaging (Tạo hình đàn hồi sóng biến dạng) Sarvazyan et al đâƦ u tiên đề xuất điƥnh lƣơƥ ng mô đun biêƧ n daƥ ng mô bằng cách sử dụng xung bức xạ âm tập trung thoáng qua, để tạo sóng biêƧ n daƥ ng trong các mô. Trong công triƦnh này, họ sử dụng piston HIFU để tạo lực bức xạ và giám sát các kết quả truyền soƧ ng biêƧ n daƥ ng băƦ ng phƣơng pháp taƥ o hình MR. Nightingale et al sử dụng các mảng (array) chẩn đoán siêu âm tƣơng tự để tạo lực bức xạ và giám sát truyền sóng biêƧ n daƥ ng, thoạt tiên bằng cách sử dụng phƣơng trình Helmholtz đảo ngƣợc để định lƣợng tốc độ soƧ ng biêƧ n dạng ở ngƣời in vivo. Bercoff et al. đồng thời phát triển việc sử dụng nhiều kích thích lực bức xạ tập trung ở độ sâu theo trục tăng dần để tạo ra một near plane-wave shear wavefront (măƥ t đâƦ u soƧ ng biêƧ n daƥ ng gần) (tức là một ROE hình trụ), và theo dõi sƣƥ truyền sóng phẳng (plane-wave transmit), phƣơng pháp tạo chùm song song rộng (extensively parallel beam-forming methods), và gọi là tạo hình sóng biến dạng siêu thanh [supersonic shear imaging (SSI)]. Plane-wave shear wave fronts (măƥ t đâƦ u soƧ ng biêƧ n daƥ ng phăƤ ng) có thể cải thiện hiệu lực của một số giả định gắn liền với những kỹ thuâƥ t taƧ i taƥ o soƧ ng biêƧ n daƥ ng time-of-flight (TOF) (xem thảo luận dƣới đây), hiện đang đƣợc thực hiện trong nhiều phƣơng pháp dựa trên taƥ o hiƦnh sóng đàn hồi biêƧ n daƥ ng (shear wave elasticity imaging SWEI). Spatially modulated ultrasound radiation force (SMURF) [lƣƥ c bƣƧ c xaƥ siêu âm điêƦ u hoƦ a không gian], đƣợc phát triển bởi McAleavey et al. dùng các kiểu kích thích lực bức xạ phức tạp hơn và một điƥnh viƥ theo dõ i dơƦ i chỗ đơn đôƥ c không gian để ƣớc tính tốc độ sóng biêƧ n daƥ ng từ kích thích bù đắp. Hình học chùm kích thích phức tạp tạo ra sóng biêƧ n daƥ ng với tần số không gian đã biết, và tần số này đƣơƥ c điêƦ u hoƦ a nhâƧ t thơƦ i bằng độ cứng biêƧ n daƥ ng của các mô và có thể đo đƣợc tại địa điểm theo dõi. Shear Wave Speed Reconstruction Methods (Phƣơng pháp taƧ i taƥ o tốc độ sóng biến dạng ) Lý tƣởng nhất, tốc độ shear wave có thể đƣợc taƧ i taƥ o lại từ dữ liệu dơƦ i chỗ ba
  36. 36. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page36 chiều bằng cách sử dụng đảo ngƣợc của phƣơng trình Helmholtz (phƣơng trình (1.3)), nhƣ MR elastography thƣờng dùng. Tuy nhiên, tạo hình siêu âm tính đàn hồi bị giới hạn trong một măƥ t phăƤ ng taƥ o hiƦnh căƧ t lơƧ p (tomographic), không cho dữ liệu tái taƥ o ba chiều đầy đủ. Ngoài ra, sự hiện diện của jitter trong các ƣớc lƣợng dơƦ i chỗ có thể mang lại dữ liệu với 10-20 dB signal-to-noise ratio (SNR), mà không có phân biêƥ t amenable trong không gian và thời gian mà không có quá nhiều amplification jitter, dẫn tới ƣớc tính nhiêƦ u tốc độ biến sóng biêƧ n daƥ ng khi đảo ngƣợc Helmholtz, nhƣ ban đầu theo phƣơng pháp kích thích lƣƥ c bức xạ thoáng qua. Với những lý do này, phƣơng pháp TOF bây giờ thƣờng đƣợc duƦ ng đêƤ tận dụng lợi thế của thông tin đâƦ u tiên về hƣơƧ ng truyền sóng biêƧ n daƥ ng để ƣớc lƣợng thời gian sóng đến và tốc đôƥ truyền. TOF dựa trên phƣơng pháp sử dụng giả định tiên nghiệm, bao gồm tiƧnh đôƦ ng dạng tại chỗ, và một hƣớng truyền đã biêƧ t, nhƣ vậy thời gian đến tại các vị trí lân cận có thể đƣợc sử dụng để xác định tốc độ sóng biêƧ n daƥ ng. Trong phƣơng pháp TOF, cần xác định thời gian đến của soƧ ng biêƧ n daƥ ng ơƤ mỗ i viƥ triƧ trong không gian, có thể laƦ m bằng cách sử dụng một loạt các số đo thời gian đến (ví dụ nhƣ là thời gian dơƦ i chỗ điƤnh và thời gian đêƧ n của meƧ p đầu của sóng biêƧ n daƥ ng. Một khi thời gian đến đã đƣợc xác định nhƣ là một haƦ m của vị trí, một số caƧ ch tiếp cận đã đƣợc sử dụng để xác định tốc độ sóng biêƧ n dạng, bao gồm cả hồi quy tuyến tính của vị trí so với dữ liệu thời gian đến, trong đó loại bỏ đôƥ lêƥ ch (outlier) với, ví dụ, đồng thuận mẫu ngẫu nhiên (RANSAC), và khi đến bề mặt thời gian phuƦ hơƥ p đƣợc amenable để nghịch đảo phƣơng trình giải pháp Eikonal và phƣơng pháp thiết lập mƣƧ c đôƥ . Một ứng dụng lâm sàng phƣơng pháp taƥ o hình đàn hồi định lƣợng đã đƣợc nghiên cứu rộng rãi là phân đôƥ xơ hoƧ a gan không xâm haƥ i (non-invasively staging liver fibrosis), là một quá trình bệnh lan toƤ a, nhƣ vậy, đáp ứng các giả định TOF dựa trên tính đôƦ ng daƥ ng qua một vuƦ ng truyền rôƥ ng. Một ví dụ về mối quan hệ giữa modul biêƧ n daƥ ng do lực bức xạ ƣớc tính và làm sinh thiết gan chứng minh giai đoạn fibrosis đƣợc hiển thị trong figure 4. Trong phƣơng pháp taƧ i taƥ o tốc độ soƧ ng biêƧ n daƥ ng, có cân bằng giữa độ chính xác và độ phân giải không gian. Sử dụng larger regression kernels đêƤ giaƤ điƥnh một vùng đôƦ ng daƥ ng lớn hơn và thƣờng kêƧ t hơƥ p với độ tĩ mĩ cao và độ chính xác cao; tuy nhiên, điều này xuất phát tƣƦ độ phân giải không gian. Smaller regression kernels mang lại độ phân giải không gian tốt hơn cho dữ liệu tốc độ sóng biêƧ n daƥ ng taƧ i taƥ o; tuy nhiên, giảm kích thƣớc kernel cũng làm tăng biến thiên của đánh giá. Độ phân giải không gian của TOF dựa trên tái tạo cuối cùng đƣợc giới hạn bởi nhu câƦ u sóng để truyền trên một không
  37. 37. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page37 gian giơƧ i haƥ n (finite) để định lƣợng tốc độ soƧ ng truyền. Fink et al. đã phát triển rộng rãi và đƣợc báo cáo phƣơng pháp điƥnh lƣơƥ ng sóng biến dạng dựa trên TOF bằng cách sử dụng các kỹ thuật kích thích SSI và đã thông báo độ phân giải không gian tƣƦ 1-2 mm. Phƣơng pháp tiếp cận tạo hình SSI đã đƣợc thực hiện trong một số ứng dụng lâm sàng, trong đó có: giám sát thủ thuâƥ t ablation nhiệt, tạo hình vú, tạo hình cơ xƣơng khớp (figure 5), tạo hình gan và, tạo hình transcranial não động vật nhỏ, trong số nhƣ̃ ng ƣƧ ng duƥ ng khác. Những nỗ lực này đã dẫn đến một sản phẩm thƣơng mại SSI mơƧ i có gần đây, sẽ đƣợc thảo luận sau đây. Kích thích thoáng qua cũng đã đƣợc sử dụng để chẩn đoán phân tán (tức là sự phụ thuộc tần số của tốc độ sóng biêƧ n daƥ ng) trong mô mềm. Một phƣơng pháp đƣợc trình bày bởi Deffieux et al bằng cách sử dụng phƣơng pháp biến đổi Fourier để đánh giá các pha lêƥ ch trên toàn miền truyền soƧ ng của một kích thích SSI nhƣ là một haƦ m của tần số. Bằng cách sử dụng phƣơng pháp này, các tác giả điƥnh lƣơƥ ng phân tán của sóng biêƧ n daƥ ng ở gan và cơ bắp vơƧ i tần số soƧ ng biêƧ n daƥ ng từ 75 đến 500 Hz. VơƧ i khaƤ năng tạo chùm song song rộng (extensively parallel beam-forming capabilities) hiêƥ n có sẵn trên nhiều máy siêu âm, có thể đồng thời theo dõi sƣƥ dơƦ i chỗ qua một mặt phẳng taƥ o hình. Vì vậy, hiêƥ n nay hình ảnh ARFI (điƥnh tiƧnh) và SWEI (định lƣợng) có thể đƣợc tạo ra từ một tập dữ liệu đơn (figure 6). Hình ảnh SWEI miêu tả thông tin định lƣợng với độ tƣơng phản cao, trong khi ARFI cung cấp hình ảnh độ phân giải không gian cao hơn. Harmonic Tissue Excitations with Acoustic Radiation Force Method Using Spherical Point Scatterers Safety of Acoustic Radiation Force Imaging Methods Commercial Implementations of Radiation Force-Based Imaging
  38. 38. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page38
  39. 39. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page39 BÀN LUẬN Việc sử dụng lƣƥ c bức xạ âm nhƣ nguồn kích thích cơ hoƥ c cho taƥ o hiƦnh đàn hồi đã đƣợc khaƤ o saƧ t trong caƧ c thiêƧ t kêƧ nghiên cứu từ giữa thập niên 1990, và gần đây đã đƣợc giới thiệu ra thị trƣờng. Đây laƦ một công cụ độc đáo để tập trung kiƧch thiƧch trực tiếp vào cơ quan nội tạng, với nguồn rung động tƣƦ ngoài. Ngoài ra, phƣơng pháp này không dựa vào ngƣơƦ i khaƧ m để gây hiêƥ n tƣơƥ ng căng (stress), do đó dữ liệu thu thập độc lập vớ i ngườ i khá m. Nhƣ với các phƣơng pháp taƥ o hình đàn hồi băƦ ng kích thích tƣƦ ngoài, các phƣơng pháp tạo hình lực bƣƧ c xaƥ cung cấp cả thông tin đàn hồi điƥnh tính và định lƣợng. Các phƣơng pháp định tính cung cấp thông tin câƧ u truƧ c vơƧ i độ phân giải cao, và phƣơng pháp truyền sóng cung cấp số liệu đàn hồi định lƣợng. Để taƥ o hiƦnh đàn hồi định lƣợng trơƤ thaƦ nh công cụ lâm sàng khả thi và hữu ích, cần phải thực hiện caƧ c nghiên cứu quy mô lớn để thiết lập số liệu đàn
  40. 40. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page40 hồi các mô biƦnh thƣơƦ ng và bệnh lyƧ . Y văn hiện tại có caƧ c giá trị độ cứng cho các mô mềm với các phép đo đƣợc thực hiện trong một thiết kêƧ ngoaƦ i cơ thêƤ , chứ không phải in vivo, để tác động đến độ cứng mô. Vì vậy, số đo độ cứng cần phải đƣợc thiêƧ t lập nhƣ là một haƦ m của traƥ ng thaƧ i bệnh và nhân khẩu bệnh nhân (patient demographics) in vivo. Trong khi có nhiều giả thuyết cho lý do tại sao các mô cƣƧ ng lên hoặc mềm đi trong diêƥ n maƥ o của bệnh (ví dụ nhƣ sẹo gan dẫn đến tăng mô xơ là cƣƧ ng hơn), các quá trình bệnh lý thể hiện sự khác biệt trong biểu hiện cơ học dựa trên nguyên nhân của bệnh, điều kiện tiên khơƤ i (pre-existing) và các biến sôƧ khác liên quan đến sức khỏe tổng thể của bệnh nhân nhƣ huyết áp, tƣơƧ i maƧ u, vv... Ngoài ra, vơƧ i nhiều giả định đang đƣợc thực hiện trong phƣơng pháp taƥ o hình soƧ ng biêƧ n daƥ ng (ví dụ nhƣ tiƧnh châƧ t tuyêƧ n tiƧnh [linearity], đôƥ đaƦ n hôƦ i nhơƧ t [viscoelasticity], vv..), đo độ cứng là quan trọng kèm với thông tin về việc xử lý các thuật toán và các cách thức kích thích (ví dụ nhƣ tĩnh so với động, tần số của kích thích, vv...) để so sánh các phƣơng pháp vơƧ i nhau. Có bổ sung những cải tiến kỹ thuật để cải thiện khả năng phƣơng pháp taƥ o hình đàn hồi dựa trên lực bức xạ giuƧ p aƧ p duƥ ng lâm sàng và tiện ích thành công. Vì béo phì trở nên phổ biến trong xã hội phƣơng Tây, khả năng taƥ o hình ở sâu đƣơƥ c quan tâm nhiêƦ u hơn. Nhiều cơ quan điƧch cho taƥ o hình đàn hồi, chẳng hạn nhƣ gan và thận, trở nên khoƧ tạo hình vì lƣợng mỡ dƣới da và mỡ nội tạng giữa đâƦ u doƦ siêu âm và cơ quan điƧch gia tăng. Mô mỡ laƦ m giảm âm nhiều, làm giảm siêu âm SNR (signal-to-noise ratio) ở sâu, làm giảm chất lƣợng hình ảnh B-mode quy ƣơƧ c , ảnh hƣởng đến viêƥ c đaƧ nh giaƧ dơƦ i chỗ chính xác, và laƦ m giảm biên đôƥ lƣƥ c bức xạ âm. Cải tiến trong công nghệ đâƦ u doƦ để đạt đƣợc nhiều hơn lƣơƥ ng âm xuâƧ t (acoustic output) mà không laƦ m noƧ ng thâƧ u kiƧnh đâƦ u doƦ sẽ giuƧ p xung âm mạnh hơn và lâu hơn khi đến mô maƦ đâƦ u doƦ không thiệt hại. Ngoài ra, những cải tiến trong đaƧ nh giaƧ dơƦ i chỗ trong nhiễ u tín hiệu giuƧ p taƥ o hiƦnh đàn hồi đƣợc cải thiện mà không câƦ n tăng phơi nhiễm âm (acoustic exposure) cho bệnh nhân. Các thuật toán cao cấp hơn đang đƣợc nhiều nhóm nghiên cứu tích cực tiêƧ n haƦ nh. Cuối cùng, nghiên cứu các mô hình vật chất phức tạp hơn để đại diện cho các mô mềm có khả năng mở nhiêƦ u côƤ ng cơ hội lâm sàng mơƧ i khi bổ sung số liệu để phân biệt caƧ c traƥ ng thaƧ i bệnh đƣợc khám phá thêm. Nhiều cơ hội lâm sàng sẽ đƣợc tạo ra khi bổ sung các công nghệ này cho caƧ c thế hệ maƧ y thƣơng mại trong tƣơng lai và tạo sẵn điều kiện nghiên cứu nhiêƦ u bệnh lyƧ vơƧ i quy mô lớn cho caƧ c bác sĩ.
  41. 41. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page41 SIÊU ÂM ĐÀN HỒI GAN MẬT Review Article JSUM Ultrasound Elastography Practice Guideline Liver Abstract: In diffuse liver disease, it is extremely important to make an accurate diagnosis of liver fibrosis prior to determining indications for therapy or predicting treatment outcome and malignant potential. Although liver biopsy has long been the gold standard in the diagnosis of liver fibrosis, it is still an invasive method. In addition, the sampling error is an intrinsic problem of liver biopsy. Non-invasive serological methods for the diagnosis of liver fibrosis can be affected by factors unrelated to the liver. Recently, after the introduction of FibroScan, it has become possible to measure liver fibrosis directly and non- invasively by elastography, which has attracted attention as a non-invasive imaging diagnostic tool for liver fibrosis. In addition, Real-time Tissue Elastography is currently being used to conduct clinical trials at many institutions. Moreover, Virtual Touch Quantification enables the observation of liver stiffness at any location by simply observing B-mode images. Furthermore, the recently developed ShearWave Elastography visualizes liver stiffness on a color map. Elastography is thought to be useful for all types of diffuse liver diseases. Because of its association with portal hypertension and liver carcinogenesis, elastography is expected to function as a novel prognostic tool for liver disease. Although various elastographic devices have been developed by multiple companies, each device has its own measurement principle, method, and outcome, creating confusion in clinical settings. Therefore, it is extremely important to understand the characteristics of each device in advance. The objective of this guideline, which describes the characteristics of each device based on the latest knowledge, is for all users to be able to make the correct diagnosis of hepatic fibrosis by ultrasound elastography. FIBROSCAN. PHAN THANH HẢI, THỜI SỰ Y DƢƠC HỌC, 12-2006, tr 41
  42. 42. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page42
  43. 43. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page43
  44. 44. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page44 1/ ĐO ĐỘ CỨNG CỦA U GAN BẰNG SIÊU ÂM ĐÀN HỒI ĐỊ NH LƢỢ NGSÓNG BIẾN DẠNG (SWE) BS LÊ ĐÌ NH VĨ NH PHÚ C, BS NGUYỄ N DUY THƢ, BS NGUYỄ N THIỆ N HÙNG và BS PHAN THANH HẢI TRUNG TÂM Y KHOA MEDIC HÒ A HẢ O-THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TÓM TẮT: - Đặt vấn đề: Trong xu hƣớng ngày càng nhiều các phƣơng tiện chẩn đoán hình ảnh ra đời nhằm tìm cách đo độ cứng của khối tổn thƣơng u ở gan từ đó gợi ý đến tính chất lành hay ác của khối u, ngoài siêu âm Doppler và sinh thiết gan còn có kỹ thuật siêu âm đàn hồ i só ng biế n dạ ng (shear wave elastography, SWE). Nguyên lý của SWE là dựa trên tƣơng tác của sóng dọc B – mode và sóng biến dạng vuông góc với chùm siêu âm đo đƣợc tốc độ lan truyền sóng biến dạng trong u, từ đó định lƣợ ng độ cứng của u. Ngƣờ i khá m không cầ n ấ n khá m đầ u dò mà só ng biế n dạ ng phá t hiệ n vị trí u gan và đị nh lƣợ ng độ cƣ́ ng củ a u chỉ trong 2 phút, rồ i thể hiệ n trên bả n đồ só ng biế n dạ ng (elastogram), vớ i mã hó a mà u tƣ̀ xanh dƣơng (mề m=lành tính), lục, cam, vàng và đỏ (cƣ́ ng=ác tính). Siêu âm SWE đã đƣợc ứng dụng đo độ cứng của u gan tại Trung tâm Y khoa MEDIC Hò a Hảo từ tháng 4/ 2010. Mục tiêu của chúng tôi là so sánh độ cứng của u gan đo bằng siêu âm SWE ở nhóm bệnh nhân u gan khả năng lành tính và nhóm bệnh nhân u gan khả năng ác tính qua các các đặc điểm mô tả trên siêu âm Doppler. - Đối tƣợng và phƣơng pháp: Mẫu đƣợc chọn ngẫu nhiên, mô tả, cắt ngang 69 trƣờng hợp chẩn đoán u gan trên siêu âm Doppler. Dựa trên các đặc điểm hình thái của khối u (số lƣợng, kích thƣớc, đƣờng bờ, độ hồi
  45. 45. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page45 âm, tính chất đồng nhất, dấu hiệu halo, dấu hiệu xô đẩy, xâm lấn mạch máu) và huyết động học của khối u (phân bố mạch máu trong u, phổ mạch máu, vận tốc mạch máu), chia thành 2 nhóm: + Nhóm 1: u gan có khả năng lành tính; + Nhóm 2: u gan có khả năng ác tính. SWE đƣợc thực hiện trên máy Aixplorer của hãng Supersonic Imagine với cả 2 nhóm trên. Thu thập và xử lý số liệu, so sánh hai số trung bình bằng phép kiểm u. - Kết quả: + Nhóm 1: 36 ca, tuổi trung bình 42 tuổi, kích thƣớc u gan trung bình 28mm, một u (92%), cấu trúc u phản âm dày, đồng nhất (85%), bờ ngoài giới hạn rõ (90%), dấu hiệu halo âm tính (100%), không thấy tín hiệu Doppler (95%). Độ cứng trung bình của u gan nhóm 1 là 07,88 KPa. + Nhóm 2: 33 ca, tuổi trung bình 56 tuổi, kích thƣớc u gan trung bình 46mm, một ổ (82%), đa ổ (18%), phản âm kém (60%), phản âm hỗn hợp (30%), phản âm dày (10%), dấu halo dƣơng tính (65%), dấu hiệu xô đẩy mạch máu (30%), tăng sinh mạch máu nhiều (80%). Độ cứng trung bình của u gan nhóm 2 là 84,34 KPa. *Sự khác biệt về độ cứng của khối u gan ở nhóm 1 và nhóm 2 có ý nghĩa thống kê rất rõ (α = 0,01). - Kết luận: Kỹ thuật siêu âm đà n hồ i só ng biế n dạ ng (SWE) đã cung cấp thêm một yếu tố nữa để đánh giá khối u gan, đó là độ cứng, góp phần vào việc chẩn đoán toàn diện hơn
  46. 46. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page46 khối u gan, từ đó định hƣớng khả năng tính chất lành tính hay ác tính của khối u đầ y đủ hơn. Ƣu điểm nổi bật của SWE là, ngoài tính nhanh chóng, dễ thực hiện, chính xác, không xâm lấn, còn có thể lập lại và không lệ thuộc ngƣời khám. QUANTITATIVE ELASTOGRAPHY with SUPERSONIC SHEAR IMAGING of 69 LIVER TUMORS. Dr PHÚ C LÊ ĐÌ NH VĨ NH, Dr THƢ NGUYỄ N DUY, Dr HÙ NG NGUYỄ N THIỆ N and Dr HẢ I PHAN THANH, MEDIC MEDICAL CENTER, HCMC, VIETNAM ABSTRACT: PURPOSES: To compare the stiffness of malignant liver tumors to benign liver tumors by a new technique of ultrasound, quantitative shear wave elastography (SWE). MATERIALS and METHOD: A descriptive, cross-sectional, prospective study was carried out on 69 liver tumors at MEDIC MEDICAL CENTER, HCMC, VIETNAM from April to December 2010. We had 2 groups of liver tumors which were noted some morphological criteria (numbers, dimensions, margins, echogeneicity, homogeneity, halo sign, vascular invasion) and tumoral hemodynamics (vascularization, spectral pattern, velocity). U test was used for statistical analysis. RESULTS: Group 1 (n=36 cases), average of age =42, average of dimension =28mm, single tumor (92%), hyperechoic, homogeneous (85%), well-limited (90%), negative halo sign (100%), no Doppler signal (95%), with the average of stiffness =07.88kPa. Group 2 (n=33), average of age 56, average of dimension=46mm, single tumor (82%), multiple tumor (18%), hypoechoic (60%), mixed echogeneicity (30%), hyperechoic (10%), positive halo sign (65%), vascular bending (30%), hypervascular (80%), with the average of stiffness= 84.34kPa. 2 groups of liver tumors are distintly different in the u-test (α = 0.01). CONCLUSIONS: SWE of Supersonic Imagine provides quantitatively the stiffness, a new sonographic criteria for charactization of the malignancy of liver tumor and others. It makes a reliable difference in diagnosing the benign liver tumors and the malignant ones and may becomes a potential method.
  47. 47. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page47 2/ Differentiating Malignant From Benign Thickening of the Gallbladder Wall by the Use of Acoustic Radiation Force Impulse Elastography Atul Kapoor, MD, MNAMS, Aprajita Kapoor, MD, Goldaa Mahajan, MD Received February 4, 2011, from the Department of Radiology, Advanced ©2011 by the American Institute of Ultrasound in Medicine | J Ultrasound Med 2011; 30:1499–1507 | 0278-4297 |www.aium.org Objectives—The purpose of this study was to determine whether real-time elastography can differentiate gallbladder carcinoma from benign gallbladder wall thickening. Methods—Sonographic and real-time elastographic examinations were done in 125 of 2000 consecutive patients who had an increased gallbladder wall thickness of more than 3 mm. Shear wave velocities were determined for a normal gallbladder wall, a benign thickened gallbladder wall, and gallbladder carcinoma, and a value of 2.7 m/s was set as the cutoff to differentiate between benign and malignant wall thickening. Virtual touch and color maps of the gallbladder wall were also obtained. The final diagnosis was confirmed by histopathologic examination of the resected gallbladder or by guided fine-needle aspiration cytologic examination. Statistical analysis was done to determine the sensitivity and specificity of elastography for gallbladder carcinoma and benign wall thickening. Student t test and area under the receiver operating characteristic curve analyses were done to determine the statistical significance of the results. Results—Elastography had sensitivity and specificity of 100% and 91.3%, respectively,for diagnosing gallbladder carcinoma with a mean shear wave velocity of 3.41 m/s (P<.0001) and an area under the curve of 0.92. False-positive findings of acute cholecystitis occurred in 8.5% of cases, which also had an increased shear wave velocity of greater than 2.7 m/s. The overall accuracy of elastography for differentiating gallbladder carcinoma from benign wall thickening was 92.8%.
  48. 48. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page48 Conclusions—Elastography is an accurate technique for differentiating between benign and malignant gallbladder wall thickening and can be combined with sonography as the prime imaging tool for diagnosing gallbladder carcinoma at an early stage. 3/ Liver Stiffness Values Measured by Virtual Touch ARFI in Comparison to Fibroscan TE: A Vietnamese Experience Liem Thanh Le, Linh Hong Bui, Nhat Thong Le, Hai Thanh Phan Medic Medical Center, Ho Chi Minh City, VIETNAM Abstract Purpose: To compare Acoustic Radiation Force Impulse imaging (ARFI of Siemens Acuson S2000) with Transient Elastography (TE of FibroScan) for investigating whether ARFI can be a feasible and accurate technique in the assessment of liver fibrosis. Materials and methods: We conducted the study on 586 cases at the Medic Medical Center from September 2011 to December 2012, including 369 males, 382 cases of chronic viral hepatitis and 94 healthy, age from 17 to 85yo, BMI=14.82 to 32.39. All were examined by two sonologists performing ARFI and TE techniques in the same day. Medcalc statistical software was used to compare ARFI values(V=m/sec) and TE values(F=kPa). Results: Close correlation was shown between ARFI and TE techniques with statistical significance of fibrosis staging, correlative coefficient r=0.8005 with p<0.0001, 95%CI=0.7694-0.8278. The mean shear wave velocity ranges from 0.79 to 3.53m/sec, standard deviation from 0.01 to 1.05m/sec, 90% ≤ 0.27 m/sec, control group V=1.04±0.10m/sec. There are statistically significant differences between the phases and between the two groups V0,1,2 and V3,4 with t range from 11.74 to 27.32 (p<0.0001). Values of TE range from 2.2 to 75kPa. Close clinical agreement between FibroScan F4 and ARFI F4, kappa=0.767. With the regressive equation
  49. 49. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page49 y=0.9532 + 0.04402 x (where x=F kPa and y=V m/sec), we propose a fibrosis staging of ARFI as follows: F0 ≤ 1.17 m/s; 1.17 < F1 ≤ 1.26 m/s; 1.26 < F2 ≤ 1.33 m/s; 1.33 < F3 ≤ 1.59 m/s; F4 >1.59 m/s. Conclusions: Virtual Touch ARFI has diagnostic accuracy similar with Fibroscan TE in assessing liver fibrosis in the present study of 586 cases. This technique is easy to perform and can be applicable in clinical practice. INTRODUCTION Viral hepatitis is a very common disease in the world with complications of cirrhosis, and liver cancer. In Viet Nam, the incidence of hepatitis B and C is more than 20% of the population (about 18 million people), of which one-fifth of the severe cases have complications if not properly treated. The degree of liver fibrosis is one of the most important criteria in planning treatment and monitoring of response. Liver biopsy is still a gold standard for assessment of liver fibrosis staging. However, this is an expensive and invasive procedure with dangerous complications. Since 2003, transient elastography (TE of FibroScan) has been an alternative procedure for staging of chronic liver diseases, and there have been many great studies proving TE reliability in comparison to Metavir. However, TE of Fibroscan, a sonoelastography technique, has limitations. The major limitations are: 1. TE is a non-imaging approach where the surveyed liver tissue is not visualized; 2. Only small amount of liver tissue is surveyed (from the liver into 4 cm on a straight line); and 3. Obesity and large ascites are contraindications. Recently, Siemens Acuson S2000, Virtual Touch Tissue Quantification (VTQ) emerged as a new non-invasive elastographic quantification of liver fibrosis, which is fully integrated on a conventional ultrasound system. Many studies have shown ARFI in correlation with liver
  50. 50. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page50 biopsy results and TE of Fibroscan. However, the sample size was small, and ARFI is not widely used in clinical practice yet. Therefore, it is necessary to have more research with a larger sample size to prove the accuracy, safety and benefits of ARFI technique in clinical practice. We have conducted a study comparing the correlation between ARFI of Siemens Acuson S2000 Virtual Touch and TE of Fibroscan techniques in order to find out whether ARFI can be a feasible and accurate technique in the assessment of liver fibrosis. MATERIALS AND METHODS This is a double-blind and descriptive cross sectional study which was approved by the local Ethics Committee. All patients agree to participate in this study completely free of charge. We conducted the study on 586 cases at the Medic Medical Center from September 2011 to December 2012, including 369 males, 217 females, 382 cases of chronic viral hepatitis and 204 patients without HBV and HCV markers (94 healthy), ages from 17 to 85 years old (mean = 40.2 ± 13.4), BMI = 14.82 to 32.39 (mean = 22.22 ± 2.9). All patients were examined by two sonologists performing ARFI and TE techniques; and serologic marker testing was done on the same day. Two patients were excluded from the statistical analysis because FibroScan failed in measurement (one patient was overweight (BMI = 29.13, V = 3.47 m/s) and one patient has cirrhosis with ascites, (BMI = 21.11, V = 1.83 m/s). Transient elastography was performed using a FibroScan®device (Echosens, Paris, France). Patients were in supine position, with the right arm in maximum abduction. The Fibroscan transducer was placed perpendicularly in the intercostal space. The sonologist would choose a liver portion in the right lobe, free from any large vascular structures or the gallbladder. Transient elastography measures the stiffness in an area located 40 mm from the liver capsule. The mean value of 6 to 10 successful acquisitions is recorded in kilopascals (kPa). We considered as
  51. 51. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page51 representative 6 to10 successful acquisitions with a success rate of at least 60%. Fig1:Fibroscan Transient Elastography Fig 2: The site of measurement with TE and ARFI techniques Fig 3: Elastography of Liver Fibrosis on Acuson S2000(ARFI) ARFI was performed in all patients by an ultrasound system ACUSON S2000 (Siemens). The convex transducer (4C1) is placed gently on the patient‘s skin in the right upper quadrant, along the same intercostal space which was used for the TE measurement. The region of interest for measuring the ARFI was chosen 4 cm below the skin level, free from any large vascular structures or the gallbladder. When scanning between ribs, the patient was asked to hold breathing for a moment. The mean velocity of 3 successful VTQ measurements was used for the statistical analysis. ARFI values are compared to TE values by MedCalc statistical analysis software, and serologic markers tests (performed same day) are the standard references. We did not use the histological results from biopsy for comparison in the present study. RESULTS Obtained results of ARFI and TE techniques show close correlation with statistical significance of fibrosis staging (correlative coefficient r = 0.8005 with p< 0.0001, 95%CI=0.7694-0.8278).
  52. 52. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page52 Fig 4: Correlation between ARFI and TE, r = 0.8005 (p<0.0001) Fig 5: Scatter Diagram with regression line The mean ARFI shear wave velocity ranges from 0.79 to 3.53 m/sec. Values of TE range from 2.2 to 75 kPa. Standard Deviation of ARFI technique in liver fibrosis evaluation rangesfrom 0.01 to 1.05 (mean = 0.1235), 90% ≤ 0.27 m/sec. Fig 6: Standard Deviation of ARFI technique in liver fibrosis evaluation. 0 20 40 60 80 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 FS_kPa VS_ms 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 Std-Dev
  53. 53. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page53 With the regressive equation y = 0.9532 + 0.04402 x (where x = FS_kPa and y = VS_m/s) (Fig 6), we propose a fibrosis staging score of ARFI and TE as follows: Fig 7: Fibrosis staging score of ARFI (V0  V4 m/s) and TE (F0  F4 kPa) To the proposal, mean measurement value of the stage V0V4 (mean ± standard deviation): V0 = 1,0440 ± 0,08676 m/s ( 273 case, 46.6% ) V1 = 1,2212 ± 0,02574 m/s ( 106 case, 18.1% ) V2 = 1,2992 ± 0,01851 m/s ( 38 case, 6.5% ) V3 = 1,4475 ± 0,07649 m/s ( 71 case, 12.1% ) V4 = 2,1848 ± 0,5175 m/s ( 98 case, 16.7% ) There are significant statistical differences between V0-V1, V1-V2, V2-V3, V3-V4 with t range from 11.74 to 20.66 (p < 0.0001) and statistical differences between V0,1,2-V3,4 t = 27.32 (p < 0.0001)
  54. 54. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page54 Fig 8: Regression Equation Fig 9: Independent samples t- test: V0,1,2-V3,4 There are close clinical agreements between FibroScan F4 and ARFI V4, kappa=0.767. Fig 10: Inter-rater agreement (kappa), between F4 and V4 Fig 11: Inter-rater agreement (kappa), between F4 and V4 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 V0_1_2 V3_4 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 F_FS Count 0 1 F_VS 0 1
  55. 55. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page55 We measured the values of ARFI 1 times, 3 times, 5 times and 10 times in 32 cases, then collected the average value and standard deviation of each measurement and statistics. Results: - There are not significant statistical differences between groups with t range from 0.00637 to 0.0823 (p = 0,9346  0,9949) and there are not statistical differences between standard deviation of groups with t = 0.104  0.472 (p = 0.6387  0.9174). - Correlation with the value of Fibroscan (Fs): ARFI values from average of 5 measurements have the highest correlation with the values of Fibrocan, correlation coefficient r = 0.6917 (p = 0.0027 <0.0001). - Correlation coefficient r descending order as follows: 5 times> 3> 10> 1 times (0.6917> 0.6858> 0.6662> 0.5130). Control group (n = 94 cases): Age from 18 to 76 (Mean = 40.32 ± 12.7), 58 males, 36 females, BMI from 15.06 to 30.85 (Mean = 21.63 ± 3.03), V range from 0.79 to 1.26 m/sec (Mean ± Standard deviation = 1.04 ± 0.10 m/sec). DISCUSSION In recent years, non-invasive methods for liver fibrosis assessment in chronic hepatitis virus have been developed, such as FibroTest, Transient Elastography (Fibroscan), Supersonic Shear Imaging, Acoustic Radiation Force Impulse Imaging (Siemens Acuson S2000 Virtual Touch). Fibrotest and TE Fibroscan has been commonly used in clinical practice. However, they are still not the gold standard in diagnosing chronic liver diseases. ARFI is a new technique of noninvasive elastography for evaluation of liver fibrosis and the stiffness of other pathologic organs (thyroid, breast, prostate, spleen, kidney and muscular skeletal system, etc). In our study, ARFI measurements have a close correlation with TE (r= 0.8005, p<0.0001). In addition, there is a good clinical agreement between ARFI V4
  56. 56. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page56 and TE F4 (kappa = 0.767). Thus the accuracy of diagnosing of cirrhosis of ARFI and TE is similar. In comparison to other study, the value of correlative coefficient r in the present study (r = 0.805, 586 cases) is higher than study of Ioan Sporea, Romania, 2010 (r = 0.532, 71 cases). This may be due to our larger sample and the attainment of ARFI and TE measurements in the same location. From the regression equation, we propose a reference for staging of liver fibrosis (Fig 7: F0 ≤ 1.17 m/sec; 1.17 < F1 ≤ 1.26 m/sec; 1.26< F2 ≤ 1.33 m/sec; 1.33 < F3 ≤ 1.59 m/sec; F4 > 1.59 m/sec) using ARFI technique and applying in clinical practice. Comparison the mean value velocity by ARFI in the present study to other studies: Studies Healthy volunteers V0 (m/sec) V1 (m/sec) V2 (m/sec) V3 (m/sec) V4 (m/sec) Medic Vietnam, 2012 1.04 ± 0.10 1,04 ± 0,09 1,22 ± 0,03 1,30 ± 0,02 1,45 ± 0,08 2,18 ± 0,52 Mireen Friedrich- Rust,2009 1.10 ± 0.23 1.16 ± 0.17 1.18 ± 0.18 1.34 ± 0.34 1.75 ± 0.51 2.38 ± 0.74 Ioan Sporea 2011 0.97 ± 0.19 1.07 ± 0.13 1.33 ± 0.48 1.71 ± 0.52 2.6 ± 0.67
  57. 57. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page57 From the determined the mean value of each stage, and the t test value showed significant statistical differences between stages (t = 11.74  20.66, p < 0.0001). The integration of ARFI technique in conventional ultrasound system (B mode and Doppler) is a workflow advantage for assessment of liver fibrosis and other diseases during an ultrasound examination. This is not feasible with Fibroscan. In this study TE did not measure for 2 cases (1 case of cirrhosis and large ascites with BMI = 21.11 and an obesity case with BMI = 29.13), but all could be measured with ARFI. ARFI measurements were performed several times to avoid measurement error. However, results derived from 5 measurements were more suitable than 10 measurements. In our experience with ARFI, patients need to hold their breath. When they hold breath too many times can be make change the intra-abdominal pressure, along with the fixed ROI is no longer accurate. The weak point of this research is the lack of microscopic liver biopsy data for analysis and we cannot give the sensitivity and specificity of ARFI as well as the area under ROC. We think ARFI technique is a potential assessment for liver fibrosis evaluation and strain imaging in clinical practice. CONCLUSION Virtual Touch ARFI has diagnostic accuracy similar with Fibroscan TE in assessing liver fibrosis in the present study of 586 cases. This technique is easy to perform and can be applicable in clinical practice.
  58. 58. SIÊU ÂM ĐÀN HỒI và ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Page58 References 1. Roee Lazebnik S., MD Ph.D.,Tissue Strain Analytics - Virtual Touch Tissue Imaging and Quantification, Siemens ACUSON S2000 Utrasound System, Siemens Medical Solutions, USA, Inc, Mountain View, CA USA, 2008. 2. Florentina Guzmán-Aroca, MD, Manuel Reus, MD, Juan D. Berná- Serna, MD, Laura Serrano, MD, Cristina Serrano, MD, Amparo Gilabert, MD and Angela Cepero, MD: Reproducibility of Shear Wave Velocity Measurements by Acoustic Radiation Force Impulse Imaging of the Liver: A Study in Healthy Volunteers, Department of Radiology, Virgen de la Arrixaca University Hospital, El Palmar, Spain, JUM July 1, 2011 vol. 30 no. 7, pp: 975-979. 3. Ioan Sporea, Roxana Şirli, Alina Popescu, Mirela Danilă, Department of Gastroenterology and Hepatology, „Victor Babeş‖ University of Medicine and Pharmacy Timişoara, Romania , Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI) – a new modality for the evaluation of liver fbrosis, Medical Ultrasonography, 2010 , Vol. 12, No 1, 26-31 4. Simona Bota, Ioan Sporea, Roxana Şirli, Alina Popescu, Mirela Dănilă, Mădălina Şendroiu: Factors that influence the correlation of Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI) elastography with liver fibrosis, Med Ultrson,Feb. 2011, Vol.13, No 2, 135-140. 5. Monica Lupsor, Radu Badea, Horia Stefanescu, Zeno Sparchez, Horaţiu Branda, Alexandru Serban, Anca Maniu: Performance of a New Elastographic Method (ARFI technology) Compared to Unidimensional Transient Elastography in the Noninvasive Assessment of Chronic Hepatitis C. Preliminary Results, J Gastrointestin Liver Dis, Sep.2009, Vol 18, No 3, 303-310. 6. Carmen Fierbinteanu-Braticevici, Dan Andronescu, Radu Usvat, Dragos Cretoiu, Cristian Baicus, and Gabriela Marinoschi , Acoustic radiation force imaging sonoelastography for noninvasive staging of liver fibrosis, Medical Clinic II and Gastroenterology, University Hospital, 050094 Bucharest, Romania. World J Gastroenterol. 2009 November 28; 15(44): 5525–5532. 7. Ioan Sporea, Roxana Şirli, Simona Bota, Carmen Fierbinţeanu- Braticevici, Ana Petrişor, Radu Badea, Monica Lupşor, Alina Popescu, Mirela Dănilă, Is ARFI elastography reliable for predicting fibrosis severity in chronic HCV hepatitis? World J Radiol 2011 July 28; 3(7): 188-193
  • PhmNgh

    May. 7, 2020
  • Sherdey

    Jan. 21, 2020
  • DuyLng7

    Nov. 15, 2019
  • trangpham445

    Aug. 23, 2019
  • vomquang5

    Apr. 23, 2019
  • phamhuong94

    Aug. 19, 2018
  • banmaixanhhh

    Jul. 23, 2018
  • NguyenPhongTrung1

    May. 2, 2018
  • thanhmytay

    Apr. 16, 2018
  • socdo

    Apr. 11, 2018
  • luongnguyen1993

    Dec. 21, 2017
  • VitHng40

    Dec. 13, 2017
  • quanganhl2

    Dec. 19, 2016
  • thanhduong142687

    Nov. 12, 2016
  • BoNguyn53

    Aug. 3, 2016
  • drgiang123

    May. 3, 2015
  • ngocnhutran

    Apr. 5, 2015

gíao trình nội bộ về ứng dụng siêu ânm đàn hồi, FibroScan, ARFI, SWE, RTE sonoelastography tại Medic HCMC.

Vistos

Vistos totais

12.002

No Slideshare

0

De incorporações

0

Número de incorporações

17

Ações

Baixados

332

Compartilhados

0

Comentários

0

Curtir

17

×