Hình ảnh trên siêu âm diễn ra như thế nào?

Bài viết được tư vấn chuyên môn bởi Thạc sĩ, Bác sĩ nội trú Trần Đức Tuấn - Khoa Chẩn đoán hình ảnh - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Central Park.

Máy siêu âm sử dụng các đầu dò phát sóng âm có tần số cao tác động vào các cơ quan, hệ cơ quan trong cơ thể để nhận lại các sóng âm phản hồi qua đó phác thảo lên hình ảnh siêu âm. Hình ảnh siêu âm là hình ảnh thu được của các cơ quan, nội tạng ngay tại thời điểm đó, ngoài ra chúng còn thể hiện được sự chuyển động và tốc độ lưu thông của máu qua hệ thống mạch máu. Không giống như chụp X-quang, hình ảnh siêu âm sẽ không bị ảnh hưởng bởi bức xạ ion hóa.

Hình ảnh siêu âm thực chất được tạo ra dựa trên sự phản xạ của sóng âm khi chạm vào các cơ quan hay nội tạng của cơ thể. Cường độ của sóng âm phản xạ này kết hợp với thời gian tiếp nhận phản xạ sẽ được máy tính xử lý và thể hiện qua các hình ảnh.

Một máy siêu âm cơ bản bao gồm các bộ phận chính sau:

• Đầu dò: Là bộ phận chính của máy siêu âm có nhiệm vụ và nhận sóng âm. Trong đầu dò có một hoặc nhiều tinh thể điện áp. Khi một dòng điện truyền qua các tinh thể này làm chúng biến đổi tạo sóng âm truyền ra bên ngoài. Ngược lại khi nhận sóng âm phản hồi từ các cơ quan, nội tạng trong cơ thể chúng hấp thu và tạo ra dòng điện truyền về để CPU tiến hành xử lý. Đầu dò có nhiều hình dạng, kích cỡ và được điều khiển bởi một bộ điều khiển đầu dò sẽ được trình bày dưới đây.

• Bộ xử lý trung tâm (CPU): Được coi là bộ não của máy siêu âm. Về cơ bản CPU là một máy tính chứa bộ vi xử lý, bộ nhớ, bộ khuếch đại và nguồn cung cấp điện cho đầu dò. CPU gửi dòng điện đến đầu dò để phát sóng âm sau và nhận lại các xung điện từ đầu dò. Sau đó chúng thực hiện tất cả các tính toán liên quan đến việc xử lý dữ liệu thu được và cho kết quả đầu ra là hình ảnh xuất hiện trên màn hình.
• Bộ điều khiển đầu dò: Cho phép kỹ thuật viên siêu âm thiết lập và thay đổi tần số, biên độ, thời gian và chế độ quét của các sóng siêu âm.
• Màn hình: Hiển thị hình ảnh từ các dữ liệu được cung cấp và xử lý bởi CPU. Có 2 kiểu màn hình tương ứng với 2 loại siêu âm hiện này: đen trắng hoặc siêu âm màu
• Bàn phím: Các máy siêu âm thường được tích hợp bàn phím để tiện cho việc xuất hoặc nhập dữ liệu cũng như điền thêm các ghi chú.
• Thiết bị lưu trữ như ổ cứng, đĩa mềm, đĩa CD: lưu trữ hình ảnh thu được. Thông thường, kết quả siêu âm của bệnh nhân được lưu trữ dưới dạng đĩa mềm trong hồ sơ bệnh án của họ.
• Máy in: Nhiều máy siêu âm có tích hợp cả máy in để có thể in hình ảnh và kết quả từ màn hình.

Máy siêu âm hoạt động như thế nào? Sau đây là những bước chính trong quá trình hoạt động của một máy siêu âm:

• 1. Máy siêu âm truyền các sóng âm thanh tần số cao (khoảng từ 1 đến 5 megahertz) vào cơ thể người bệnh thông qua đầu dò.
• 2. Sóng âm được truyền vào cơ thể va chạm vào ranh giới giữa các mô ví dụ: giữa nước với mô mềm hoặc giữa mô mềm với xương.
• 3. Một số sóng âm thanh được phản xạ trở lại đầu dò trong khi những sóng khác tiếp tục truyền cho đến khi gặp các ranh giới giữa các mô khác.
• 4. Các sóng âm thanh phản xạ lại được đầu do thu nhận, chuyển thành dòng điện và chuyển tiếp đến bộ xử lý trung tâm (CPU).
• 5. Tại CPU, máy tính sẽ tính khoảng cách từ đầu dò đến mô hoặc các cơ quan thông qua tốc độ âm thanh trong mô (khoảng 1540m/s) và thời gian nhận lại sóng phản xạ (thông thường khoảng một phần triệu giây).
• 6. Máy hiển thị khoảng cách và cường độ của sóng phản xạ trên màn hình dưới dạng hình ảnh 2 chiều, đen trắng hoặc màu tùy vào loại máy siêu âm.

Hình ảnh siêu âm là một trong những công cụ quan trọng trong chẩn đoán hình ảnh, giúp các bác sĩ xác định chính xác nguyên nhân gây bệnh cũng như phương pháp điều trị thích hợp.

Các dạng chẩn đoán hình ảnh dựa vào siêu âm phổ biến có thể kể đến như:

• Siêu âm ổ bụng: Giúp phát hiện những tình trạng bệnh lý của một số cơ quan, nội tạng khu vực này
• Siêu âm xương: Đánh giá độ giòn của xương
• Siêu âm vú: Phát hiện sớm ung thư vú

• Siêu âm Doppler: Để hình dung lưu lượng máu qua các mạch máu, cơ quan hoặc các bộ phận khác của cơ thể.
• Siêu âm tim: Nhằm phát hiện sớm các bệnh lý liên quan đến tim mạch như hở van tim, hẹp van tim...
• Siêu âm thai: Giúp các bậc cha mẹ theo dõi sự phát triển của thai, sớm phát hiện các bất thường và tìm cách xử lý phù hợp
• Siêu âm nhãn khoa: Xác định cấu trúc của mắt, các bệnh, tật của mắt

Hình ảnh siêu âm là kết quả đầu ra của quá trình siêu âm từ việc phát ra sóng âm thanh tần số cao hướng vào cơ thể sau đó nhận lại sóng âm phản xạ từ các mô, cơ quan, nội tạng... qua quá trình xử lý để đưa ra hình ảnh hiển thị trên màn hình. Hình ảnh siêu âm bao gồm một số loại như: hình ảnh siêu âm tim, siêu âm ổ bụng, siêu âm xương, siêu âm thai... là một trong những công cụ quan trọng giúp bác sĩ đưa ra những chẩn đoán chính xác về bệnh để có hướng điều trị thích hợp.

Nguồn tham khảo: fda.gov; webmd.com; physics.utoronto.ca; medicalnewstoday.com