Home / Công nghệ / Nguyên lý hoạt động của máy siêu âm?

Nguyên lý hoạt động của máy siêu âm?

  1. Máy siêu âm là gì?

Máy siêu âm là một thiết bị được sử dụng rộng rãi trong việc chẩn đoán hình ảnh. Bằng phương pháp tạo hình ảnh bằng sóng siêu âm ( sóng có tần số cao) để xây dựng và tái tạo hình ảnh về cấu trúc bên trong cơ thể. Những hình ảnh này được cung cấp thông tin có giá trị trong chẩn đoán và việc điều trị. Do hình ảnh siêu âm được ghi nhận theo thời gian thực nên có thể cho thấy hình ảnh cấu trúc và sự chuyển động các bộ phận bên trong cơ thể kể cả hình ảnh dòng máu chảy trong mạch máu.

Máy siêu âm sử dụng để làm gì?

Siêu âm thường được sử dụng để Khảo sát các bộ phận trong cơ thể: ổ bung tổng quát, tim mạch, tuyến giáp, tuyến vú, tiền liệt tuyến, phụ khoa, sản khoa, tiết niệu, cơ xương khớp,.. Siêu âm dẫn đường cho sinh thiết và các bộ phận khác.

Nguyên lý hoạt động của máy siêu âm ? 

Siêu âm dựa trên nền tảng là nguyên lý định vị bằng sóng siêu âm (sonar)-một kỹ thuật dùng để phát hiện các vật thể dưới nước. Trong khi siêu âm, bác sỹ sử dụng đầu dò (transducer) tỳ sát lên da, đầu dò có chức năng vừa phát vừa thu sóng siêu âm. Khi siêu âm, các tinh thể bên trong đầu dò phát ra các sóng siêu âm truyền vào bên trong cơ thể. Các mô, xương và chất lỏng trong cơ thể – một phần hấp thụ hoặc truyền qua – một phần phản xạ lại sóng âm và quay ngược trở lại đầu dò. Đầu dò thu nhận sóng âm phản hồi, gửi các thông tin này tới bộ xử lý, sau khi phân tích các tín hiệu phản hồi bằng các phần mềm và thuật toán xử lý ảnh, kết hợp các thông tin để xây dựng và tái tạo thành hình ảnh siêu âm mà chúng ta nhìn thấy trên màn hình.

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.

3. Phân loại máy siêu âm

Hiện nay, trên thị trường Việt Nam, máy siêu âm được chia làm 3 loại

  • Phân loại theo hình dạng, cấu trúc: máy siêu âm xe đẩy, máy siêu âm xách tay, máy siêu âm cầm tay,..
  • Phân loại theo công nghệ: máy siêu âm trắng đen, màu, doppler, 3d,4d,..
  • Phân loại theo phạm vi ứng dụng: Máy siêu âm tim mạch, siêu âm tổng quát, siêu âm sản//phụ khoa.
Các bác sĩ đang theo dõi hình ảnh trên máy siêu âm

Ngày nay, máy siêu âm là thiết bị chẩn đoán không thể thiếu trong việc chẩn đoán hình ảnh của phòng khám hay các cơ sở y tế. Do đó việc tìm kiếm một đơn vị cung cấp máy siêu âm chính hãng, uy tín là một điều hết sức quan trọng trong việc điều trị và chẩn đoán cho bệnh nhân.

Tham khảo một bài viết khác về máy siêu âm như bên dưới:

Tìm hiểu về máy siêu âm trong y tế

Siêu âm là gì? 

Siêu âm là một phương pháp khảo sát hình ảnh học bằng cách cho một phần của cơ thể tiếp xúc với sóng âm có tần số cao để tạo ra hình ảnh bên trong cơ thể. Siêu âm không sử dụng các phóng xạ ion hóa (như X quang). Do hình ảnh siêu âm được ghi nhận theo thời gian thực nên nó có thể cho thấy hình ảnh cấu trúc và sự chuyển động của các bộ phận bên trong cơ thể kể cả hình ảnh dòng máu đang chảy trong các mạch máu.

Siêu âm là một khảo sát y học không xâm lấn (không gây chảy máu) giúp cho các bác sĩ có thể chẩn đoán và điều trị bệnh.

Siêu âm quy ước tạo ra những hình ảnh các lát cắt mỏng và phẳng của cơ thể. Những tiến bộ trong kỹ thuật siêu âm bao gồm siêu âm 3 chiều (siêu âm 3D) có khả năng tái tạo lại dữ liệu thu nhận được từ sóng âm thành hình ảnh 3 chiều. Siêu âm 4 chiều (siêu âm 4D) là siêu âm 3 chiều có ghi nhận sự chuyển động.

Siêu âm Doppler cũng có thể là một phần của quá trình khám siêu âm.

Siêu âm Doppler là một kỹ thuật siêu âm đặc biệt giúp đánh giá dòng máu chảy trong các mạch máu, bao gồm các động mạch và tĩnh mạch chính của cơ thể ở bụng, cánh tay, chân, và cổ.

Có 3 loại siêu âm Doppler:

* Siêu âm Doppler màu: dùng máy vi tính để chuyển giá trị Doppler thành một chuỗi các màu sắc để diễn tả tốc độ và hướng đi của dòng máu chảy bên trong các mạch máu.

* Siêu âm Doppler năng lượng là một kỹ thuật mới nhạy cảm hơn siêu âm Doppler màu và có khả năng cung cấp thông tin chi tiết hơn về dòng máu, đặc biệt là ở những dòng máu nhỏ. Tuy nhiên, siêu âm năng lượng không giúp cho các bác sĩ xác định được hướng đi của dòng máu mà thông tin này có thể trở nên quan trọng trong một số trường hợp.

* Siêu âm phổ. Thay vì biểu diễn giá trị Doppler theo dạng trực quan, siêu âm Doppler phổ biểu diễn đại lượng dòng máu dưới dạng biểu đồ dưới dạng khoảng cách đi được trong mỗi đơn vị thời gian.

Những công dụng phổ biến của siêu âm

Siêu âm giúp chẩn đoán được nhiều loại bệnh khác nhau và tiếp cận được những tổn thương của các cơ quan khi bị bệnh.

Siêu âm giúp các bác sĩ đánh giá được những triệu chứng:

* Đau

* Sưng, phù nề

* Nhiễm trùng

Siêu âm là cách hữu ích để kiểm tra nhiều cơ quan bên trong cơ thể, bao gồm (nhưng không chỉ giới hạn trong) những cơ quan sau:

* Tim và các mạch máu, bao gồm động mạch chủ bụng và những nhánh chính của nó.

* Gan

* Túi mật

* Lách

* Tụy

* Thận

* Bàng quang

* Tử cung, buồng trứng và trẻ chưa sinh (thai nhi) ở những thai phụ.

* Mắt

* Tuyến giáp và tuyến cận giáp

* Bìu (tinh hoàn)

Siêu âm cũng được dùng để:

* Hướng dẫn thực hiện các thủ thuật như sinh thiết bằng kim, là thủ thuật đưa kim vào để lấy một mẫu tế bào từ một khu vực bất thường của cơ thể để đem đến phòng thí nghiệm kiểm tra.

* Thể hiện hình ảnh của vú để hướng dẫn sinh thiết ung thư vú

* Chẩn đoán nhiều loại bệnh tim và khảo sát những tổn thương sau một cơn đau tim hoặc một bệnh khác.

Siêu âm Doppler giúp các bác sĩ quan sát và đánh giá:

* Sự tắc nghẽn của dòng máu (chẳng hạn như huyết khối).

* Hẹp các mạch máu (có thể gây ra do mảng vữa).

* Những khối u và dị tật bẩm sinh.

Với những thông tin về tốc độ và thể tích của dòng máu thu được từ hình ảnh siêu âm Doppler, các bác sĩ thường có thể xác định được bệnh nhân có đủ điều kiện để thực hiện thủ thuật (chẳng hạn như tạo hình mạch máu) hay không.

Bệnh nhân cần chuẩn bị gì khi siêu âm:

Bạn nên mặc đồ thoải mái, quần áo lỏng khi khám. Bạn có thể sẽ cần phải cởi bỏ hết tất cả quần áo và trang sức nằm trong khu vực được khảo sát ra ngoài.

Bạn cũng có thể được yêu cầu mặc áo choàng khi thực hiện thủ thuật.

Những sự chuẩn bị khác tùy thuộc vào từng loại siêu âm. Đối với một số loại siêu âm, bác sĩ có thể yêu cầu bạn không ăn hoặc uống trong vòng 12 giờ trước khi khám. Đối với một số loại khác bạn sẽ được yêu cầu uống khoảng 5 ly nước trong vòng 2 giờ trước khi khám và không đi tiểu để bàng quang chứa đầy nước khi khám.

Hình dạng của thiết bị

Máy siêu âm bao gồm bộ điều khiển gồm có máy vi tính và nguồn điện, màn hình và đầu dò được dùng để scan cơ thể và các mạch máu. Đầu dò là một thiết bị nhỏ cầm tay tương tự như chiếc microphone, được nối với máy bằng một sợi dây. Đầu dò sẽ phát sóng âm có tần số cao vào cơ thể rồi sau đó lắng nghe sóng dội lại từ các mô trong cơ thể.

Máy siêu âm

Đầu dò siêu âm

Hình ảnh siêu âm sẽ được hiển thị ngay lập tức ở màn hình. Hình ảnh được tạo ra dựa vào biện độ (độ mạnh), tần số, và thời gian tín hiệu âm quay trở về đầu dò từ cơ thể người bệnh.

Nguyên tắc hoạt động

Siêu âm dựa trên cùng một nguyên tắc hoạt động của hệ thống định vị ở loài dơi, các tàu thuyền. Khi sóng âm va vào một vật thể, nó sẽ bị dội trở lại, hoặc phản âm trở lại. Bằng cách đo những sóng dội này, người ta có thể xác định được độ xa cũng như kích thước, hình dạng và mật độ (vật thể có tính chất rắn, hay chứa đầy dịch, hoặc cả hai) của vật thể.

Trong siêu âm, đầu dò vừa phát sóng âm vừa ghi nhận sóng dội trở lại. Khi đầu dò được ấn vào da, nó sẽ truyền những xung nhỏ của các sóng âm có tần số cao không nghe được đi vào cơ thể. Khi sóng âm dội lại từ các nội tạng bên trong cơ thể, dịch và mô, một microphone rất nhạy cảm của đầu dò sẽ ghi nhận lại những thay đổi nhỏ trong cao độ và hướng  của âm. Những tín hiệu sóng này sẽ được đo đạc ngay lập tức và thể hiện bằng máy vi tính bằng cách tạo ra những hình ảnh theo thời gian thực ở màn hình. Một hoặc nhiều khung hình sẽ được chụp lại làm hình tĩnh.

Siêu âm Doppler, một ứng dụng đặc biệt của siêu âm, dùng để đo hướng và vận tốc của các tế bào máu khi chúng di chuyển trong mạch máu. Sự chuyển động của các tế bào máu gây ra sự thay đổi về cao độ của sóng âm phản hồi lại (được gọi là hiệu ứng Doppler). Máy vi tính sẽ thu thập và xử lý những sóng âm này để tạo ra biểu đồ hoặc hình màu thể hiện dòng chảy của máu trong các mạch máu.

Cách thực hiện siêu âm

Trong hầu hết các cuộc khám siêu âm, bệnh nhân sẽ được yêu cầu nằm ngửa trên bàn khám.

Một chất gel trong suốt sẽ được bôi lên vùng cơ thể cần khảo sát để giúp đầu dò tiếp xúc chắc chắn với cơ thể và hạn chế không khí chen vào giữa đầu dò và da bệnh nhân. Sau đó bác sĩ siêu âm sẽ ấn đầu dò vào da bệnh nhân và quét nó về phía sau và ra trước trên những vùng cơ thể được khám.

Siêu âm Doppler cũng được thực hiện trên cùng một loại đầu dò.

Khi quá trình khám kết thúc, bệnh nhân sẽ được yêu cầu mặc lại quần áo và ngồi đợi bác sĩ nghiên cứu hình ảnh siêu âm. Tuy nhiên, các bác sĩ siêu âm thường có thể nghiên cứu các hình ảnh siêu âm trong thời gian thực hiện và bệnh nhân có thể ra về ngay lập tức.

Hầu hết những đợt khám siêu âm sẽ hoàn thành trong khoảng từ 30 phút đến 1 giờ.

Những gì bệnh nhân sẽ cảm thấy trong lúc siêu âm và sau khi siêu âm

Hầu hết các thủ thuật siêu âm đều không đau, nhanh chóng và dễ dàng.

Sau khi bạn nằm trên giường theo đúng tư thế, bác sĩ sẽ bôi một ít gel ấm lên da và đặt đầu dò lên cơ thể, di chuyển nó ra sau và ra trước trên khu vực được khám cho đến khi ghi nhận được hình ảnh mong muốn. Thường không có sự khó chịu nào khi bác sĩ ấn đầu dò lên vùng cơ thể được khám.

Nếu được siêu âm Doppler, bạn sẽ có thể thật sự nghe thấy những âm thanh như mạch đập thay đổi cao độ khi dòng máu đang được theo dõi và đo đạc.

Sau khi siêu âm, gel sẽ được lau sạch khỏi cơ thể bệnh nhân.

Sau khi siêu âm, bạn có thể quay trở lại những sinh hoạt hằng ngày của mình

Ai sẽ phân tích kết quả siêu âm

Các bác sĩ thuộc chuyên khoa chẩn đoán hình ảnh, là những bác sĩ được đào tạo để quan sát và phân tích các khảo sát hình ảnh học, sẽ là người phân tích hình ảnh và gửi kết quả đến các bác sĩ trực tiếp điều trị cho bạn. Trong một số trường hợp, các bác sĩ chẩn đoán hình ảnh sẽ thảo luận kết quả với bạn khi kết thúc cuộc khám.

Những ích lợi và nguy cơ của siêu âm

Ích lợi

* Hầu hết các phương pháp siêu âm đều không xâm lấn (không dùng kim cũng như không cần phải tiêm thuốc) và thường không gây đau.

* Siêu âm được sử dụng rộng rãi, dễ dàng và ít tốn kém hơn những phương tiện hình ảnh khác.

* Siêu âm không dùng tia xạ ion hóa

* Siêu âm có thể cho thấy hình ảnh rõ ràng của các mô mềm vốn thể hiện không tốt trên hình X quang.

* Siêu âm không gây ra những vấn đề nào về sức khỏe và có thể thực hiện lập đi lập lại ở mức độ cần thiết.

* Siêu âm là phương pháp khảo sát hình ảnh ưa thích để chẩn đoán và theo dõi ở những phụ nữ mang thai và thai nhi.

* Siêu âm cung cấp hình ảnh theo thời gian thực nên trở thành một công cụ tốt để hướng dẫn cho các thủ thuật xâm lấn tối thiểu chẳng hạn như tiêm cortisone, sinh thiết bằng kim, dùng kim hút các dịch trong khớp hoặc ở những nơi khác trên cơ thể.

Nguy cơ

* Đối với siêu âm chẩn đoán cơ bản thì vẫn chưa tìm thấy những tác dụng có hại của nó trên con người.

About lbtmicr06

Check Also

Xem cách người nước ngoài làm đường đi mà mê ly hết cả người

Đúng là con người ở những nước phát triển họ có những kỹ năng mà …

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *