NGUYÊN LÝ VÀ KỸ THUẬT SIÊU ÂM DOPPLER

Hiệu ứng Doppler được tìm ra vào năm 1842 bởi Christian Johann Doppler (1803-1853). Lúc đó ông dùng nó để giải thích hiện tượng lệch màu sắc của các ngôi sao đang chuyển động: Khi ngôi sao tiến lại gần quả đất thì ánh sáng của nó sẽ chuyển thành màu xanh (tức là bước sóng giảm và tần số của sóng ánh sáng tăng lên).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
NGUYÊN LÝ VÀ KỸ THUẬT SIÊU ÂM DOPPLER People only see what they are prepared to see. People Ralph Waldo Emerson Ralph NGUYÊN LÝ VÀ KỸ THUẬT SIÊU ÂM DOPPLER BS. NGUYỄN QUANG TRỌNG (Update 29/08/2008) KHOA CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH BỆNH VIỆN AN BÌNH – TP.HCM25/10/2008 1 NỘI DUNG • Hiệu ứng Doppler. • Các hệ thống Doppler. • Hiện tượng vượt ngưỡng. • Kỹ thuật siêu âm Doppler. • Phân tích phổ Doppler. • Kết luận.25/10/2008 2 HIỆU ỨNG DOPPLER• Hiệu ứng Doppler được tìm ra vào năm 1842 bởi Christian Johann Doppler (1803-1853).• Lúc đó ông dùng nó để giải thích hiện tượng lệch màu sắc của các ngôi sao đang chuyển động: Khi ngôi sao tiến lại gần quả đất thì ánh sáng của nó sẽ chuyển thành màu xanh (tức là bước sóng giảm và tần số của sóng ánh sáng tăng lên). Ngược lại, khi ngôi sao đi xa quả đất thì ánh sáng của nó chuyển thành màu đỏ (tức là bước sóng tăng lên và tần số giảm xuống).25/10/2008 3Định nghĩa: “Đó là sự thay đổi tần số của sóng khi có sựdịch chuyển tương quan giữa nguồn phát sóng và ngườiquan sát, tần số sóng phản hồi tăng lên khi nguồn phátsóng và/hoặc người quan sát tiến lại gần nhau, tần sốnày sẽ giảm xuống trong trường hợp ngược lại”.25/10/2008 4• Một hình ảnh quen thuộc đó là khi ta nghe tiếng còi xe cấp cứu ở xa với âm trầm (do tần số thấp), khi xe chạy lại gần thì ta nghe âm bỗng (do tần số cao).• Hoặc là khi ta nghe tiếng tàu hỏa từ xa chạy lại rồi chạy qua:25/10/2008 5• Năm 1959, Satomura (Nhật) lần đầu tiên ứng dụng hiệu ứng Doppler vào Y học nhằm khảo sát tim- mạch.• Sau đó Pourcelot (Pháp) và Franklin (Mỹ) phát triển tiếp kỹ thuật này.• Khác với siêu âm B-mode, máy không xử lý tín hiệu sóng phản hồi thành hình ảnh, mà chỉ ghi nhận sự thay đổi tần số do hiệu ứng Doppler xảy ra khi chùm sóng siêu âm phát ra gặp các hồng cầu chuyển động trong mạch máu đang tiến lại gần đầu dò hoặc đi xa đầu dò.25/10/2008 6• Sóng âm gồm có hai thành phần: tần số (frequency) và biên độ (amplitude).• Tần số (f) sóng âm liên quan đến độ dài bước sóng (wavelength) λ theo công thức: f = V(velocity) / λ (wavelength)• Vận tốc sóng âm đi qua hầu hết các mô trong cơ thể với vận tốc 1.540m/giây. Do vậy khi thay đổi độ dài bước sóng thì tần số sóng âm cũng thay đổi.• Biên độ biểu hiện cường độ của sóng âm. Arthur Fleischer, MD et al. Color Power Doppler Ultrasound. 1999 25/10/2008 7• Sóng âm được truyền đi (transmitted-T) từ một đầu dò Doppler xung với một tần số hoặc bước sóng cố định. Tần số của sóng âm sẽ không thay đổi nếu như các cấu trúc mà nó gặp trên đường đi không chuyển động. Arthur Fleischer, MD et al. Color Power Doppler Ultrasound. 199925/10/2008 8• Chuyển động của các tế bào máu làm thay đổi tần số của sóng phản hồi trở về (reflected-R) đầu dò. Nếu chuyển động của dòng máu hướng về đầu dò thì tần số sóng phản hồi sẽ tăng lên và bước sóng ngắn lại. Ngược lại, nếu dòng máu chuyển động xa đầu dò thì tần số sóng phản hồi sẽ giảm và độ dài bước sóng tăng. Arthur Fleischer, MD et al. Color Power Doppler Ultrasound. 199925/10/2008 9• Do vậy tần số của sóng truyền đi và trở về khác nhau, chúng sẽ lệch pha với nhau.• Hiệu số của hai tần số này chính là tần số Doppler (∆F ). Arthur Fleischer, MD et al. Color Power Doppler Ultrasound. 199925/10/2008 10 - ∆F: tần số Doppler. - Fo: tần số của sóng phát đi. - Fr: tần số của sóng phản hồi. - v: vận tốc của dòng máu. - c : tốc độ của sóng âm truyền trong cơ thể (#1540m/s). - α: góc giữa chùm tia siêu âm và mạch máu. W. Schaberle. Ultrasonography in Vascular Diseases. p1-27. 200525/10/2008 11• Từ công thức trên ta rút ra: - Tần số Doppler ∆ F tỷ lệ thuận với vận tốc dòng chảy. - ∆F có trị số lớn nhất khi chùm tia song song với dòng chảy (cos α =1). Khi chùm tia vuông góc với dòng chảy thì sẽ không có tín hiệu Doppler (cos α = 0) ...