Đại cơng siêu âm - Doppler tim
Phạm Gia Khải
Siêu âm TM và 2D giúp chẩn đoán tình trạng hoạt động và hình thái
của các cấu trúc tim, nhng cha giúp đợc cho chẩn đoán tình trạng huyết
động, tình trạng chuyển dịch của các dòng máu trong hệ tuần hoàn: Siêu
âm - Doppler xung, Doppler liên tục và Doppler màu trong một phạm vi
quan trọng, giúp giải đáp cho vấn đề này.
1. Nguyên lí hiệu ứng Doppler:
- Hiệu ứng Doppler đợc phát sinh khi sóng âm với một tần số f
i
đ-
ợc phát ra gặp một cấu trúc đang chuyển động, dội trở lại với tần số f
r
.
Hiệu số f
i
và f
r
là fd :

C
cosxVxf2
fd
i

=
D ò n g c h ả y
H i ệ u ứ n g D o p p l e r
V
Đ ầ u d ò
f

tiến tới đầu dò, và âm độ thấp tơng ứng với dòng máu đi xa đầu dò.
Tuy sóng siêu âm phát đi từ đầu dò không cảm nhận đợc qua thính
giác ngời, nhng fd có thể nghe đợc, vì không thuộc giải tần số >
20.000Hz của siêu âm.
- Phổ Doppler ghi theo cách biến đổi nhanh của Fourier (Fast
Fourier Transform: FFT) nên phổ này ghi đợc các vận tốc tức thì biến
đổi theo thời gian (Time-Varying Spectrum) trong đó thời gian ghi
trên trục hoành, và vận tốc ghi trên trục tung.
8
Hình 1:
Minh hoạ hiệu ứng
Doppler
(ví dụ:ô-tô đi ngợc chiều
và tiếp tục đi xa ngời
quan sát).
S o u n d
s o r c e
S o u n d
r e c e i v e r
A
B
S
S o u n d
r e c e i v e r
Hình 2. Phổ Doppler xung và liên tục theo FFT.
- Từ công thức của hiệu ứng Doppler, ta có thể tính đợc vận tốc
và áp lực của dòng máu:
Vận tốc dòng máu:
Từ fd =2f
i

2
)
1, 2: chỉ vị trí hai bên đầu đoạn mạch với P ~1,06 .10
3
kg/m
2
, ta có
P = 4 V
2
2
vì V
1
là không đáng kể so với V
2
.
Cách tính cung lợng máu: Phơng trình liên tục
v
s
Q 1 = S 1 * V 1 = Q 2 = S 2 * V 2
v
s
2. Các hệ thống siêu âm Doppler tim:
Biểu thị của Siêu âm - Doppler có hai dạng: âm thanh và phổ trên
màn hình. Âm thanh có âm độ cao tơng ứng với vận tốc lớn. Phổ có
dạng đờng cong và qui định ghi ở phía trên đờng cơ bản, khi dòng
máu hớng về phía đầu dò, và ở phía dới đờng cơ bản khi dòng máu đi
xa đầu dò.
10
Có 3 hệ thống Doppler:
2.1. Doppler xung (pulsed wave Doppler):

Td : thời gian chậm trễ (time delay)
PRF (kiloHertz) = C/2Z
Z: chiều siêu âm cần thăm dò
C: vận tốc sóng siêu âm trong cơ thể
- Tuy vậy, nếu F lớn hơn PRF/2, thì vận tốc của dòng máu đó sẽ
không chính xác và PRF/2 này gọi là tần số giới hạn, hay là tần số
Nyquist, và khi đó trên màn hiện sóng, ta thấy phần đỉnh của phổ
Doppler đảo vị trí, chiếm phần đối xứng qua đờng nền 0. Hiện tợng
này gọi là aliasing (đi mợn), hay là hiện tợng bẻ gập phổ.
- Do hiện tợng aliasing, Doppler xung không thể đợc sử dụng để
thăm dò các vị trí có vận tốc dòng chảy lớn: vd hẹp van ĐMC, vì khi
gặp phải dòng chảy có vận tốc lớn thì : fr - fi = fd lớn hơn PRF/2.
- Để cải thiện tình trạng sớm có aliasing, ngời ta có kỹ thuật PRF
cao (High PRF): máy thu tín hiệu nhiều lần trên đờng đi về của chùm
sóng siêu âm (vd: 4 lần) chứ không phải chỉ 1 lần. Khi đó PRF/2 sẽ
lớn hơn, tơng ứng với fd lớn hơn. Do đó Doppler xung dạng HPRF
cho phép thăm dò dòng chảy có vận tốc lớn.
2.2. Doppler liên tục (continuous wave Doppler):
12
Hình 4.
Hiện tợng aliasing.
- Đầu dò có hai tinh thể: một tinh thể áp điện phát sóng siêu âm liên
tục, và một tinh thể khác liên tục thu nhận chùm sóng siêu âm phản hồi,
đa vào bộ khuyếch đại phân biệt (differential amplifier), tự động tính fd
và vận tốc dòng máu.
- Với Doppler liên tục, ta luôn luôn có sóng siêu âm f
i
đợc phát
đi, f
r

Độ chênh áp qua các lỗ van: Doppler liên tục.
Chênh áp tối đa: đo ở đỉnh đờng cong phổ Doppler tại vị trí lỗ
van nghiên cứu.
Chênh áp trung bình: tích phân (đo tự động) sau khi kẻ hết đ-
ờng bọc phổ Doppler nói trên.
Lu lợng tim: lu lợng máu qua lỗ van ĐMC: Q=V.Ts
Q : lu lợng tim (lít/phút)
V : thể tích tống máu (lít)
TS : tần số tim (nhịp /phút)
Đặt cửa sổ Doppler xung ngay dới van ĐMC.
Đo vận tốc tâm thu tối đa: phổ tâm thu âm
Đo vận tốc cuối tâm trơng: phổ tâm trơng dơng.
Đo VTI (tích phân vận tốc theo thời gian): viền đờng cong phổ
vận tốc của dòng tâm thu qua lỗ van ĐMC.
Đo S = . D
2
/4
D: đờng kính lỗ van ĐMC qua siêu âm 2D
Ta có : V = VTI . S và Q = V . TS
14
2.4 Siêu âm Doppler mã hoá màu
2.4.1 Nguyên lí siêu âm Doppler màu:
- Doppler mầu là Doppler xung mà vận tốc và chiều di chuyển
của dòng máu đợc thể hiện bằng màu sắc khác nhau với độ đậm nhạt
khác nhau.
- Theo qui ớc, khi dòng chảy hớng tới đầu dò ta có màu đỏ, và
màu xanh khi dòng chảy đi xa đầu dò. Chú ý, không nên coi màu đỏ
là của động mạch, và xanh của tĩnh mạch, vì màu sắc ở đây chỉ là h-
ớng của dòng chảy mà thôi.
- Khi vận tốc dòng máu thay đổi: dòng chảy hớng tới đầu dò màu

cho nên, các cửa sổ thăm dò không thể phản ánh đợc chính xác vận
tốc của dòng chảy ở các cấu trúc tim tơng ứng với các cửa sổ đó, khi
góc tới lớn hơn 20
0
.
17
Hình 9:
Mặt quét của chùm
siêu âm Doppler
màu nhiều cửa sổ
(Multi gate color
Doppler).
e f f e c t o f
v i e w i n g a n g l e
v e l o c i t y - m o d e
v
v
v i e w in g - a n g l e

= 0
o

= 6 0
o

= 8 0
o
Hình 10:
Tơng ứng với các góc khác nhau, ta có fd khác nhau, và hình ảnh
Doppler màu cũng có kích thớc và cờng độ màu khác nhau.