Tổng quan về nguyên lý hoạt động và cấu tạo của máy siêu âm
Siêu âm (còn gọi là Ultrasound hoặc Sonography) là một phương pháp chẩn đoán hình ảnh không xâm lấn trong lĩnh vực y học. Phương pháp này sử dụng sóng siêu âm - sóng âm có tần số cao để tạo ra hình ảnh chi tiết về các cấu trúc bên trong cơ thể. Nhờ sự hiển thị theo thời gian thực, siêu âm không chỉ mô tả cấu trúc cố định mà còn cho thấy sự vận động của các bộ phận, như dòng máu chảy trong mạch. Kết quả chụp siêu âm cung cấp thông tin quý giá giúp các bác sĩ chẩn đoán và xác định phương án điều trị hiệu quả.
Siêu âm sử dụng để làm gì ?
Kiểm tra và đánh giá chi tiết các cơ quan và bộ phận trong cơ thể, như ổ bụng, hệ sản khoa, hệ tim mạch, hệ phụ khoa, hệ tiết niệu, tiền liệt tuyến, tuyến giáp, tuyến vú, các bộ phận nhỏ khác, hệ cơ xương khớp, và tinh hoàn.
Hướng dẫn và hỗ trợ trong các thủ thuật y học như sinh thiết, giúp tăng độ chính xác và an toàn cho bệnh nhân.
Nguyên lý hoạt động của siêu âm:
Siêu âm hoạt động dựa trên nguyên lý của sóng siêu âm (sonar) - kỹ thuật được áp dụng để xác định vị trí các vật thể dưới mặt nước. Trong siêu âm y tế, bác sĩ sử dụng một thiết bị gọi là đầu dò (transducer) để phát và thu lại sóng siêu âm.
Khi thực hiện siêu âm, đầu dò gửi sóng siêu âm vào cơ thể qua da. Sóng này khi tiếp xúc với các cấu trúc như mô, xương và chất lỏng sẽ được phản xạ lại dưới dạng các tín hiệu phản hồi. Một số sóng sẽ bị hấp thụ hoặc đi xuyên qua, nhưng một phần sẽ trở về đầu dò.
Đầu dò sau đó thu nhận các tín hiệu phản hồi này và truyền chúng tới một hệ thống xử lý. Hệ thống này, thông qua các phần mềm và thuật toán chuyên dụng, phân tích và biến đổi các tín hiệu thành hình ảnh siêu âm hiển thị trên màn hình, giúp y bác sĩ đánh giá và chẩn đoán bệnh tình.
.png)
Cơ chế phát sóng âm: Sóng âm được tạo ra do chuyển đổi năng lượng từ điện thành các sóng phát ra từ các đầu dò, có cấu trúc cơ bản là gốm áp điện (piezo-electric). Sóng âm thanh chỉ truyền qua vật chất mà không truyền qua được chân không, vì không có hiện tượng rung.
Một trong những đặc điểm cơ bản nhất là tần số sóng âm phụ thuộc vào bản chất của vật có độ rung khác nhau. Đơn vị đo tần số là Hertz, tức là số chu kỳ dao động trong một giây.
- Bản chất của Siêu âm : là các sóng âm dao động có tần số > 20.000Hz (20kHz). Trong lĩnh vực Y tế người ta dùng sóng âm với tần số từ 2 MHz đến 20 MHz (1 MHz = 10^9Hz) tùy theo yêu cầu thăm khám.
Tính chất của Siêu âm:
- Sự suy giảm và hấp thu:
Trong môi trường có cấu trúc đồng nhất, sóng âm lan truyền theo đường thẳng, và bị mất năng lượng dần gọi là suy giảm. Sự suy giảm theo luật nghịch đạo của bình phương khoảng cách. Sự hấp thu quan trọng của năng lượng âm gặp vật chất tạo nhiệt. Tuy nhiên sự mất năng lượng trong siêu âm không giống bức xạ tia X, vì ở đây còn có hiệu ứng quang từ hoặc hiệu ứng Compton. Vận tốc truyền sóng âm phụ thuộc vào độ cứng và tỷ trọng của môi trường vật chất xuyên qua, trong cơ thể người: mỡ 1450; nước 1480; mô mềm 1540; xương 4100 m/s.
- Sự phản xạ hay phản hồi:
Trong môi trường có cấu trúc không đồng nhất, một phần sóng âm sẽ phản hồi ở mặt phẳng thẳng góc với chùm sóng âm tạo nên âm dội hay âm vang (echo), phần còn lại sẽ lan truyền theo hướng của chùm sóng âm phát ra. Như vậy, ở đường ranh giới giữa hai môi trường có trở kháng âm (acoustic impedance), ký hiệu là Z, Z khác nhau tùy thuộc cấu trúc của vật chất đặc biệt là số nguyên tử. Sóng phản hồi sẽ thu nhận bởi đầu dò, sau đó được xử lý trong máy và truyền ảnh lên màn hình (display), hoặc ghi lại trên phim, giấy in hoặc trên băng đĩa từ. Tất nhiên các sóng phản hồi không được thu nhận bởi đầu dò sẽ bị biến mất theo luật suy giảm.
- Sự khúc xạ, nhiễu âm:
Khi chùm sóng đi qua mặt phẳng phân cách với một góc nhỏ, chùm âm phát ra sẽ bị thụt lùi một khoảng so với chùm âm tới còn gọi là nhiễu âm. Chính điều này sẽ tạo ra ảnh giả.
Máy siêu âm là một thiết bị y tế quan trọng, được phân loại dựa trên ba tiêu chí chính:
Hình dạng: Bao gồm máy siêu âm dạng xe đẩy (di động trong bệnh viện), xách tay (nhỏ gọn, dễ di chuyển) và cầm tay (tiện lợi nhất, dùng cho chẩn đoán nhanh).
Công nghệ: Có máy đen trắng (hình ảnh đơn sắc), máy màu (hiển thị dòng máu), máy Doppler (đánh giá dòng chảy máu) và máy 3D/4D (hình ảnh ba chiều và thời gian thực).
Ứng dụng: Phân loại theo mục đích sử dụng như máy tim mạch (chẩn đoán bệnh lý tim), máy tổng quát (kiểm tra nhiều bộ phận cơ thể) và máy sản/phụ khoa (kiểm tra thai kỳ và sức khỏe phụ nữ).
Mỗi loại máy siêu âm được thiết kế cho mục đích sử dụng cụ thể và nhu cầu chẩn đoán khác nhau.
Có 5 chế độ hiển thị hình ảnh siêu âm phổ biến:
Máy siêu âm hoạt động dựa trên nhiều chế độ hiển thị hình ảnh khác nhau, phục vụ cho các nhu cầu chẩn đoán cụ thể. Dưới đây là tóm tắt 5 chế độ phổ biến:
Chế độ A (A mode - Amplitude Mode): Đầu dò siêu âm phát sóng gián đoạn và thu nhận tín hiệu phản xạ từ các bộ phận có đặc tính âm khác nhau. Tín hiệu này sau khi được xử lý sẽ hiển thị dưới dạng những đỉnh nhô trên màn hình. Chế độ này thường được kết hợp với chế độ B.
Chế độ B (B mode - Brightness Mode): Hình ảnh thể hiện theo thang xám thời gian thực, với mức độ sáng tỉ lệ với cường độ tín hiệu. Màn hình có nền đen, với tín hiệu mạnh màu trắng, không tín hiệu là màu đen và cường độ trung gian thể hiện qua các sắc xám.
Chế độ TM (TM mode - Time Motion Mode): Dùng để thể hiện chuyển động của vật thể theo thời gian. Hình ảnh được quét và hiển thị theo thời gian, giúp đánh giá chuyển động, đo kích thước và độ đàn hồi.
Chế độ 3D/4D: Dựa trên chế độ B và TM, tái tạo hình ảnh 3D hoặc 4D, thường dùng trong siêu âm sản khoa.
Chế độ Doppler: Dựa trên hiện tượng thay đổi tần số khi sóng siêu âm gặp một vật đang chuyển động. Doppler giúp đánh giá dòng chảy máu và có bốn dạng: xung, màu, liên tục và năng lượng. Chủ yếu được sử dụng trong siêu âm tim và khảo sát mạch máu.
Các chế độ này đáp ứng cho nhiều nhu cầu chẩn đoán và ứng dụng y học khác nhau.
4. Các loại đầu dò phổ biến được sử dụng trong siêu âm:
Các loại đầu dò máy siêu âm đều có những đặc tính và ứng dụng riêng biệt. Dưới đây là mô tả ngắn gọn cho mỗi loại và các ứng dụng phổ biến của chúng:
Đầu dò tuyến tính (Linear probe)
Đặc điểm: Phát ra và thu nhận sóng siêu âm qua một dãy dọc tuyến tính.
Ứng dụng: Thích hợp cho việc siêu âm các bề mặt cơ thể, như các gân, dây chằng, mạch máu ở bề mặt.
Đầu dò lồi (Convex probe)
Đặc điểm: Đầu dò có hình lồi.
Ứng dụng: Thường dùng cho siêu âm bụng, gan, thận và thai kỳ.
Đầu dò Phased Array
Đặc điểm: Sử dụng một dãy nhỏ các tinh thể, điều chỉnh điện tử để quét hình ảnh.
Ứng dụng: Phổ biến trong siêu âm tim do khả năng truy cập hẹp và hình ảnh độ phân giải cao.
Đầu dò bút chì (Pencil probe)
Đặc điểm: Dạng dài và mảnh, giống như một cây bút chì.
Ứng dụng: Thường dùng cho siêu âm Doppler đo dòng chảy máu trong các mạch.
Đầu dò nội tế bào (Endocavitary)
Đặc điểm: Đầu dò nhỏ được thiết kế để đặt vào các khoang cơ thể như âm đạo hoặc trực tràng.
Ứng dụng: Siêu âm tử cung, buồng trứng và tiền liệt tuyến.
Đầu dò siêu âm tim qua thực quản TEE
Đặc điểm: Được thiết kế để đưa vào thực quản và gần tim.
Ứng dụng: Đánh giá cấu trúc và chức năng của tim từ góc độ sau của tim, cung cấp hình ảnh rõ ràng và chi tiết hơn.
Máy siêu âm là một hệ thống phức tạp được thiết kế để thu thập, xử lý và hiển thị hình ảnh từ sóng siêu âm. Dưới đây là các thành phần cơ bản của máy siêu âm:
Màn hình: Đây là nơi hiển thị hình ảnh siêu âm. CPU sẽ xử lý dữ liệu từ đầu dò và chuyển thông tin này thành hình ảnh trực quan trên màn hình.
Máy in: Được sử dụng để in ra các hình ảnh siêu âm. Một số máy cũng cho phép lưu hình ảnh dưới dạng điện tử.
Bàn phím: Được tích hợp trên máy để giúp người sử dụng điều chỉnh các thiết lập, chọn chức năng, và đánh dấu trên hình ảnh siêu âm. Bàn phím thường có nhiều phím tắt giúp truy cập nhanh các chức năng thường xuyên sử dụng.
Con trỏ: Có thể là một bi xoay, trackball hoặc cảm ứng, giúp người sử dụng dễ dàng di chuyển và chọn các điểm trên hình ảnh siêu âm.
Đầu dò (Transducer): Đây là phần tiếp xúc trực tiếp với cơ thể bệnh nhân và phát ra sóng siêu âm. Nó thu thập tín hiệu phản xạ từ cơ thể và gửi lại cho CPU để xử lý.
CPU (Central Processing Unit): Trái tim của máy siêu âm, nơi xử lý dữ liệu thu được từ đầu dò và chuyển nó thành hình ảnh để hiển thị trên màn hình.
Các nút điều chỉnh: Dùng để điều chỉnh độ sáng, độ tương phản và các thiết lập khác của hình ảnh.
Những thành phần này cùng nhau tạo thành một hệ thống máy siêu âm hoàn chỉnh, giúp các bác sĩ và chuyên gia y tế thu thập hình ảnh chi tiết từ bên trong cơ thể và đưa ra chẩn đoán chính xác.
Bài viết trên trang Ytehoanmy.vn đã đi sâu vào việc giải thích nguyên lý hoạt động và cấu tạo chi tiết của máy siêu âm, giúp độc giả nắm bắt được bản chất và công nghệ đằng sau thiết bị này. Thông qua những thông tin cung cấp, bài viết mong muốn mang đến cho bạn một cái nhìn toàn diện, rõ ràng hơn về máy siêu âm, từ đó giúp bạn có những kiến thức cần thiết khi tiếp xúc hoặc sử dụng thiết bị này trong thực tế. Đây là một tài liệu quý giá cho những ai quan tâm và muốn hiểu biết sâu hơn về công nghệ y tế hiện đại.
Dịch vụ đột phá
Giao hàng siêu tốc
Nhập khẩu chính hãng
Giá rẻ nhất thị trường