Cơ bản về siêu âm trong hồi sức

GIỚI THIỆU

Siêu âm trong hồi sức được hiểu là siêu âm tại giường do bác sĩ lâm sàng thực hiện và diễn giải ngay nhằm hỗ trợ chẩn đoán và định hướng điều trị ở người bệnh nặng, trong bối cảnh suy tim phổi. So với thăm khám lâm sàng, phương pháp này không xâm lấn, cho kết quả nhanh và có thể tiến hành kiểm tra lặp lại bởi nhân viên y tế trực tiếp chăm sóc người bệnh; kỹ thuật được thiết kế để trả lời các câu hỏi lâm sàng cụ thể. Kết quả có sẵn ngay lập tức để hướng dẫn ra quyết định trong thời điểm nhạy cảm. Nhiều thăm dò dạng Focus được thực hiện tuần tự nhằm ghi nhận các đáp ứng lâm sàng với can thiệp đặc hiệu.

Siêu âm hồi sức khác với siêu âm tim và siêu âm tiêu chuẩn: siêu âm tim và siêu âm tiêu chuẩn có thể thực hiện trì hoãn, mang tính toàn diện và thường là một kiểm tra đơn lẻ chủ yếu phục vụ cho mục tiêu chẩn đoán, trong khi siêu âm tại giường trong ICU tập trung vào việc diễn giải gắn trực tiếp với chăm sóc lâm sàng. Trên thực hành chuẩn, kết quả siêu âm được diễn giải bởi bác sĩ; người này được tách ra khỏi quá trình chăm sóc lâm sàng trực tiếp đối với người bệnh.

Siêu âm là phương thức lý tưởng để sử dụng tại giường trong ICU, dùng cho cả chẩn đoán và hướng dẫn thủ thuật. Phương pháp không sử dụng bức xạ ion hóa, do đó tránh phải vận chuyển người bệnh và có thể lặp lại nhiều lần. Siêu âm có thể được xem như một phần mở rộng của thăm khám thực thể. Các rào cản khi triển khai siêu âm trong bệnh nhân hồi sức bao gồm: đào tạo chưa đầy đủ, chi phí trang thiết bị, khó đạt được cửa sổ siêu âm đầy đủ ở người bệnh nặng do nhiều lý do (béo phì, băng bó, vết mổ), và nguy cơ lây truyền nhiễm trùng nếu việc làm sạch đầu dò và thiết bị không tuân thủ đúng quy trình.

Áp dụng kỹ thuật lâm sàng phù hợp phụ thuộc vào trình độ và kỹ năng của người thực hiện/ người diễn giải. Chuyên môn trong siêu âm hồi sức đòi hỏi sự phối hợp của đào tạo lý thuyết và thực hành quét (siêu âm) tại giường nhiều giờ, nhiều buổi diễn giải hình ảnh để đánh giá các bệnh lý thường gặp. Việc học siêu âm hồi sức được tối ưu khi tiến hành cùng một người hướng dẫn là chuyên gia trong lĩnh vực này. Các hướng dẫn do Hiệp hội xuất bản xác định tiêu chí tối thiểu nhằm đạt năng lực ban đầu trong siêu âm Hồi sức và siêu âm Tim có trọng điểm. Người đọc được khuyến khích xem lại các tài liệu này.

Chủ đề này cung cấp một giới thiệu ngắn gọn về Siêu âm Chẩn đoán Hồi sức Cơ bản. Nội dung bao gồm siêu âm phổi, tim và bụng, cùng với ứng dụng trong đánh giá người bệnh có suy hô hấp cấp và sốc.

Bảng 1: So sánh siêu âm tại giường với các phương thức chẩn đoán thông thường được sử dụng trong ICU
Phương thức đánh giá	Sẵn có ngay	Dễ dàng lặp lại	Độ đặc hiệu/ độ nhạy	Không xâm lấn/An toàn	Được diễn giải kết quả tại giường bởi người thực hiện
Hỏi tiền sử và thăm khám lâm sàng	Có	Có	±	Có	Có
X-quang ngực	Không	Không	±	±	±
CT scan ngực	Không	Không	Có	±	±
Siêu âm Doppler qua thực quản	Không	±	±	±	Có
Catheter động mạch phổi	Không	Có	±	±	Có
Siêu âm thường quy	Không	Không	Có	Có	±
Siêu âm tại giường	Có	Có	±	Có	Có

TỔNG QUAN

Nguyên lý cơ bản về siêu âm

Siêu âm là các sóng âm có tần số > 20 kHz, tức là cao hơn ngưỡng mà tai người có thể nghe được. Những sóng tần số cao này được sử dụng để tạo hình ảnh các cơ quan nội tạng và đồng thời có thể ghi nhận vận tốc dòng máu. Sóng âm (rung động) truyền qua các môi trường khác nhau (rắn, lỏng hoặc khí) và chịu sự chi phối bởi các quan hệ sau: vận tốc lan truyền = tần số x bước sóng. Trong các mô cơ thể, tốc độ lan truyền của sóng âm xấp xỉ 1500 mét mỗi giây. Vì vậy, nếu tần số là 1000 Hz (chu kỳ trên giây) thì bước sóng sẽ là 1.5 m; giá trị này không phù hợp cho hình ảnh siêu âm người, vì nhiều mô cần khảo sát chỉ dày cỡ milimet.

Do đó, trong siêu âm y tế người ta sử dụng sóng âm tần số vô cùng cao (khoảng từ 2 đến 15 MHz). Tần số càng cao thường đi kèm với khả năng tạo hình ảnh có độ phân giải cao hơn; tuy nhiên cần cân bằng với mức độ thâm nhập vào cơ thể của sóng siêu âm. Ngược lại, sóng siêu âm tần số thấp thường bị suy giảm ít hơn bởi mô, nhờ đó thâm nhập sâu hơn.

Sóng siêu âm được tạo ra bởi một bộ chuyển đổi tinh thể áp điện bên trong đầu dò siêu âm. Năng lượng điện được các tinh thể chuyển đổi thành chuyển động và rung động, tạo ra sóng siêu âm lan truyền ra môi trường xung quanh. Các đặc tính riêng của từng tinh thể quyết định tần số sóng được phát ra. Đầu dò vừa phát sóng âm vừa thu nhận sóng phản hồi từ các mô. Các xung sóng âm do đầu dò tạo ra sẽ được thu trở lại sau phản hồi. Bản chất xung theo từng lần phát và độ trễ thời gian giữa pha phát–thu giúp máy siêu âm xác định khoảng cách từ cấu trúc cần khảo sát đến đầu dò. Với các máy móc hiện đại, có thể tạo ra hàng ngàn xung mỗi giây. Sóng phản hồi sau đó được chuyển đổi trở lại thành tín hiệu điện, được khuếch đại và xử lý để tạo hình ảnh cuối cùng, cung cấp thông tin về độ sâu và đặc điểm mô của các cấu trúc mà sóng âm gặp phải. Ở các đầu dò hiện đại, các tinh thể thường được sắp xếp thành các mảng được điều khiển bằng điện tử hoặc theo pha nhằm tạo ra hình ảnh hoàn chỉnh từ nhiều sóng nhỏ được tạo ra trên một loạt các đường xuyên tâm.

Độ phản âm của một mô cụ thể được quyết định bởi mức độ phản xạ của sóng siêu âm tại các bề mặt mô. Nếu đa số sóng được phản xạ trở lại bề mặt mô, mô sẽ xuất hiện rất sáng hoặc có hồi âm (độ vang). Ví dụ, xương phản xạ hầu hết sóng siêu âm và vì vậy không cho phép dựng hình các cấu trúc ở sâu hơn trong xương. Ngược lại, nếu đa số sóng xuyên qua bề mặt mà không phản xạ, mô sẽ hiện tối hơn hoặc đen (giảm âm), hiện tượng thường gặp trong chất lỏng. Do đó, các mức xám quan sát được trên hình ảnh mô phụ thuộc vào đặc tính riêng của mô.

Máy siêu âm

Các chế độ (Modes)

2D hoặc B-mode (chế độ theo độ sáng): đây là chế độ tiêu chuẩn quen thuộc, mặc định tạo ra hình ảnh theo các lát cắt. Máy xử lý tín hiệu phản hồi của sóng âm và hiển thị các cấu trúc dưới dạng hình ảnh cắt ngang theo thang màu xám.
M-mode (chế độ chuyển động): hiển thị đồ thị chuyển động theo thời gian. Chế độ này cung cấp độ phân giải theo thời gian rất tốt và hữu ích cho việc quan sát các cấu trúc chuyển động cũng như đo kích thước của khoang (lỗ trống).
Doppler: Hiệu ứng Doppler, được Christian Doppler mô tả lần đầu tiên vào năm 1843, mô tả sự thay đổi tần số xảy ra trong tín hiệu echo (tiếng vang) khi một vật thể di chuyển về phía hoặc ra xa nguồn sóng siêu âm. Nếu nguồn sóng chuyển động theo hướng tiến gần người quan sát, sóng sẽ bị nén lại làm giảm bước sóng; chiều ngược lại sẽ xảy ra khi nguồn sóng đi xa người quan sát.
- CW Doppler (Continuous Ware Doppler - Doppler sóng liên tục): sử dụng một chu kỳ sóng siêu âm liên tục đồng thời thu các echo phản hồi. Máy siêu âm phân tích sự kết hợp phức tạp giữa các echo phản hồi và sự dịch chuyển Doppler, từ đó tạo ra bố cục Doppler quang phổ cho phép xác định hướng dòng chảy, vận tốc đỉnh (Peak velocity) và vận tốc trung bình (Mean velocity). CW Doppler được sử dụng thường quy để đo dòng chảy tốc độ cao trong tim, qua các van và rất hữu ích cho ước tính áp lực động mạch phổi.
- PW Doppler (Pulse Wave Doppler - Doppler sóng xung hay Doppler xung): cho phép phân biệt vị trí mà tín hiệu dịch chuyển Doppler cụ thể (một điểm) được phát ra từ trục chùm tia siêu âm (mẫu âm lượng). PW Doppler được dùng để đánh giá vận tốc máu tại vị trí khảo sát xác định và phù hợp nhất với dòng chảy có vận tốc thấp, vì phương pháp dễ bị hiện tượng răng cưa (giới hạn Nyquist). Thông thường, PW Doppler được sử dụng để đánh giá vận tốc máu tại đường ra động mạch chủ nhằm ước tính thể tích nhát bóp (SV).
- Color Doppler (Doppler màu): là một dạng Doppler xung sử dụng mạng lưới gồm nhiều điểm thăm dò (các pixel), thường được chồng lên hình ảnh 2D nhằm xác định hướng và tốc độ dòng chảy trong một vùng mẫu (mẫu âm lượng) lớn.
- Hạn chế của Doppler: hạn chế chính của Doppler là cần chỉnh hướng chùm tia siêu âm song song với hướng dòng máu. Góc tối đa phải là 15 độ để đảm bảo độ chính xác.

Các thiết lập có thể điều chỉnh

Gain (độ sáng): điều chỉnh Gain giúp người thực hiện thay đổi độ sáng. Gain cần được thiết lập để đạt độ phân giải tương phản tối đa cho vùng khảo sát. Nhiều máy có các mức Gain tổng, Gain gần và Gain xa; người dùng nên thử thiết lập cùng một mức Gain trên toàn bộ hình ảnh. Cần tránh cài đặt Gain quá mức.
Depth (độ sâu): điều chỉnh độ sâu sao cho vùng cần khảo sát nằm ở khoảng giữa màn hình siêu âm. Thiết lập độ sâu phù hợp thường giúp cải thiện độ phân giải.

Các loại đầu dò (Transducers)

Các loại đầu dò siêu âm

Đầu dò thay đổi theo tần số và mặt tiếp xúc (Bảng 2).
Tần số (Frequency): là số chu kỳ nén, xảy ra không nhiều trong 1 giây và tỷ lệ nghịch với bước sóng.
- Đầu dò tần số cao hơn tạo ra hình ảnh có độ phân giải cao hơn nhưng không thâm nhập sâu vào mô. Các đầu dò này thường dùng để dựng hình cấu trúc bề mặt nông như mạch máu và dây thần kinh, đồng thời được ứng dụng cho các thủ thuật như đặt đường truyền trung tâm. Hầu hết các đầu dò mạch máu tuyến tính (đầu dò phẳng Linear) có tần số từ 5 đến 10 MHz.
- Đầu dò tần số thấp hơn (1,0 đến 5,0 MHz) thường được sử dụng như đầu dò mảng (Phased array) hoặc đầu dò cong (Convex hoặc Curvilinear) để thu hình ảnh tim, phổi và bụng; vì chúng cung cấp khả năng xuyên thấu cao hơn, từ đó dựng hình các cấu trúc sâu hơn.
Mặt tiếp xúc (footprint): là kích thước và hình dạng của vùng đầu dò tiếp xúc với da.

Bảng 2: Đặc điểm, công dụng và ưu điểm của ba loại đầu dò thường được sử dụng
	Linear	Curvilinear	Phased Array
Mặt tiếp xúc	Đầu dò Linear	Đầu dò Curvilinear	Đầu dò Phased Array
Tần số	5-10 MHz	2-5 MHz	1-5 MHz
Độ sâu	9 cm	30 cm	35 cm
Sử dụng	Mạch máu, phổi, cấu trúc nông	Bụng, thăm dò FAST	Tim, bụng, phổi, màng phổi, IVC
Ưu điểm	Độ phân giải cao	Mặt tiếp xúc rộng với vùng quan sát rộng	Mặt tiếp xúc nhỏ phù hợp với khoảng giữa xương sườn

Các di chuyển đầu dò tiêu chuẩn

Trượt/Di chuyển: là thao tác di chuyển đầu dò siêu âm sao cho mặt tiếp xúc (footprint) duy trì trên bề mặt da; ví dụ, trượt đầu dò theo chiều dọc từ phía trước xuống để khảo sát phổi và đánh giá hiện tượng phổi trượt [lung slide] giữa các khoang liên sườn khác nhau.
Xoay : xoay đầu dò theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ, không tạo góc và không làm thay đổi vị trí của đầu dò trên cơ thể, nhằm thu được mặt phẳng cắt trực giao; ví dụ, chuyển từ mặt cắt trục dài cạnh xương ức sang mặt cắt trục ngắn cạnh xương ức.
Nghiêng/lách: là động tác nghiêng đầu dò dọc theo trục dài của nó trong cùng một mặt phẳng hình ảnh lớp cắt; ví dụ, khi tĩnh mạch chủ dưới nằm ngang trên màn hình và đầu dò được đặt vuông góc với bụng, lách đầu dò hướng lên trên sẽ cho thấy tĩnh mạch chủ dưới đi vào tâm nhĩ phải.
Tạo góc: là thao tác nghiêng đầu dò mà không di chuyển đầu dò, nhằm hiển thị các mặt phẳng hình ảnh lớp cắt liền kề; ví dụ, nghiêng đầu dò sang hai bên để đánh giá động mạch chủ chạy ngang đến tĩnh mạch chủ dưới.

Tài liệu tham khảo

Basic Critical Care Ultrasound. Amy Cacace and Warren Isakow. Critical Care 2018