Giải phẫu bình thường và mô hình dòng chảy trên siêu âm tim Transthoracic

Bài viết Giải phẫu bình thường và mô hình dòng chảy trên siêu âm tim Transthoracic được dịch bởi Thạc sĩ, Bác sĩ Hồ Hoàng Kim – Bệnh viện Nguyễn Tri Phương từ bài viết gốc: Normal Anatomy and Flow Patterns on Transthoracic Echocardiography

NGUYÊN TẮC HÌNH ẢNH CƠ BẢN:

Hình ảnh cắt lớp

Siêu âm tim cung cấp một hình ảnh của cấu trúc tim và dòng máu, tương tự với một “mặt căt” đi qua quả tim. Hình ảnh siêu âm tim 2D cung cấp chi tiết dữ liệu hình ảnh giải phẫu trong những mặt cắt, nhưng để đánh giá chính xác các buồng tim và van tim cần kết hợp nhiều thông tin từ nhiều mặt cắt khác nhau. Các cấu trúc nhỏ truyền qua nhiều mặt phẳng cắt (như hệ thống động mạch vành) thì khó để đánh giá được một cách đầy đủ. Ngoài ra, những cấu trúc có thể di động đi vào và đi ra mặt cắt như với những chuyển động do buồng tim co bóp hay chuyển động theo nhịp hô hấp của tim trong lồng ngực. Sự thay đổi khác nhau trong tư thế của tim được ghi lại một cách dễ dàng với thời gian thực của nó, nhưng chuyển động này trong suốt thời gian của một chu chuyển tim có nhiều vấn đề hơn vì nó có thể không quan sát được trên hình ảnh 2D. Chuyển động của tim có liên quan đến các cấu trúc xung quanh được mô tả trên hình ảnh siêu âm 3D như:

• Sự dịch chuyển (chuyển động của tim toàn thể trong lồng ngực)
• Sự xoay (chuyển động tuần hoàn quanh trục của thất trái [LV])
• Sự xoắn (chuyển động xoay không tương ứng nhau của mỏm tim so với nền của thất trái [LV])

Khi mặt cắt hình ảnh 2D được đặt đúng, vị trí của những cấu trúc bên có thể thay đổi giữa tâm thu và tâm trương. Ví dụ, trong mặt cắt 4 buồng tại mỏm tim, những đoạn kế tiếp của thất trái (có thể được nuôi bởi những nhánh động mạch vành khác nhau) có thể được nhìn thấy ở thì tâm thu với tâm trương. So với hình ảnh từ mặt cắt, hình ảnh siêu âm 3D cung cấp một trường quan sát rộng hơn, nhưng ở thời điểm hiện tại vẫn có khả năng sử lí kém hơn và tốc độ khung hình còn nhỏ, và vẫn bị ảnh hưởng bởi nhịp thở và chuyển động của tim (xem Chương 4). Do đó, các phương thức được sử dụng một cách thích hợp trong nghiên cứu hình ảnh siêu âm tim.

Danh pháp các mặt cơ bản

Mỗi hình ảnh mặt cắt được định nghĩa bởi những của sổ âm của nó-window (vị trí của đầu dò) và view (hình ảnh mặt cắt) (Bảng 2-1). Ba mặt phẳng hình ảnh siêu âm tim được xác định bởi chính trục của tim (với thất trái được xem như là điểm tham chiếu chính) thay vì các mốc xương hay điểm mốc bên ngoài cơ thể (Hình 2-1). Điểm tham chiếu trước nhất trên quả tim chính là mỏm tim, được xem như là đỉnh của thất trái, và mặt cắt của van tại nền tim. Bốn mặt cắt cơ bản bao gồm:

• Mặt phẳng trục dọc: Song song với trục dài của thất trái, với mặt cắt giao điểm từ mỏm thất trái và điểm giữa của van động mạch chủ, căn chỉnh với đường kính trước sau của vòng van hai lá.
• Mặt căt trục ngắn: những hình ảnh mặt cắt khác nhau vuông góc với trục dọc của thất, dẫn đến hình ảnh có dạng tròn cắt ngang qua thất trái, van hai lá, van động mạch chủ.

”Mặt cắt trục dài (mũi tên màu tím) kéo dài từ mỏm thất trái qua mặt phẳng van động mạch chủ. Mặt cắt trục ngắn (mũi tên màu đỏ) là mặt cắt vuông góc với mắt cắt trục dọc dẫn đến một góc nhìn có dạng tròn của thất trái. Mặt cắt 2 buồng (mũi tên màu xanh) và mặt cắt bốn buồng (mũi tên xanh lá) đều xoay một góc khoảng 60º từ trục dọc và đều vuông góc với trục ngắn. Mặt cắt bốn buồng tim bao gồm cả hai thất và hai nhĩ. Mặt căt hai buồng từ mỏm bao gồm nhĩ trái và thất trái.”

• Mặt cắt 4 buồng: mặt cắt từ mỏm đến nền tim, vuông góc với mặt cắt trục ngắn, bao gồm cả nhĩ và thất, được căn chỉnh bởi đường kính giữa ngoài của cả vòng van ba lá và hai lá.
• Mặt cắt 2 buồng: hình ảnh mặt cắt từ mỏm đến nền tim bao gồm thất trái, nhĩ trái, vuông góc với mặt cắt trục ngắn, được xoay đến đường giữa giữa mặt phẳng trục dọc và mắt cắt 4 buồng.

Ngoài định hướng mỏm với nền tim, những định hướng chuẩn khác bao gồm trung gian với bên (trục ngang trong mặt cắt trục ngắn và mắt cắt bốn buồng). Những thuật ngữ chuẩn này cũng được áp dụng khi khảo sát cấu trúc giải phẫu tim với siêu âm tim 3D.

Cửa sổ siêu âm là những vị trí của đầu dò mà cho phép tia siêu âm đi đến quả tim. Các xương của lồng ngực và các khoảng phổi đầy khí làm giới hạn việc tiếp cận của sóng siêu âm, làm cho tư thế của bệnh nhân cũng như yêu cầu những yếu tố kinh nghiệm của thầy thuốc để tiếp cận được việc chẩn đoán hình ảnh. Hình ảnh của siêu âm qua thành ngực thường đạt được từ các cửa sổ cạnh ức, mỏm, dưới sườn, và trên hõm ức. Chuyển động của đầu dò được sử dụng để đạt được một góc nhìn như ý muốn được mô tả sau đây:

• Di chuyển đầu dò đến những vị trí khác trên thành ngực
• Nghiêng hoặc lia (Tilt or point) đầu dò với những chuyển động rung động để lấy được hình ảnh cấu trúc khác nhau trong cùng một mặt cắt.
• Quét (Angle) đầu dò qua những mặt căt khác nhau để đạt được những mặt phẳng khác nhau song song với mặt phẳng ban đầu.
• Xoay (Rotate) mặt phẳng hình ảnh tại tại một vị trí để được các mặt cắt giao nhau.

Định hướng hình ảnh

Hầu hết các phòng thử nghiệm theo Hội Tim mạch Hoa Kỳ (ASE) hướng dẫn định hướng hình ảnh ở người lớn, mặc dù một vài nhà siêu âm tim trẻ em sử dụng các định dạng thay thế. Định hướng được khuyến cáo với vị trí của đầu dò (thu hẹp các phần của chùm tia siêu âm) phía trên của màn hình và cấu trúc xa hơn từ đầu dò mà hiển thị ở phía dưới của màn hình. Do đó, mặt căt bốn buồng trong siêu âm qua thành ngực được hiển thị với mỏm tim ở phía trên của hình ảnh (do gần hơn với đầu dò), trong khi với siêu âm qua ngã thực quản (TEE) thì mặt căt bốn buồng được hiển thị mỏm tim ở phía dưới của hình ảnh (do đây là phần có vị trí xa đầu dò nhất). Định hướng này giúp nhanh chóng ghi nhận ảnh giả siêu âm, bóng âm và phản xạ âm do hiển thị của tín hiệu siêu âm ban đầu giống nhau cho tất cả cửa sổ và mặt cắt.

”Ví dụ trên, sử dụng vị trí của đầu dò tại đường cạnh ức trái chứng minh: Lia: đầu dò “lắc” để cung cấp hình ảnh (A hoặc B) trong cùng một mặt phẳng cắt. Quét: mặt cắt khác nhau (vuông góc với mặt cắt trong hình tại đường A, B hay C) đạt được do sự gập góc khác nhau của đầu dò. Xoay: Đầu dò được “chuyển đổi” theo chuyển động hình tròn để cung cấp những mặt cắt khác nhau trong khi vẫn giữ nguyên định hướng ban đầu của đầu dò và thành ngực.”

Phía ngoại biên (trong mặt cắt trục ngắn) và phía nền (trong mặt cắt trục dài) cấu trúc tim được hiển thị ở bên phải của mản hình, tương tự với định dạng cho các kỹ thuật hình ảnh mặt cắt khác. Mặt cắt trục ngắn có thể được nghĩ là một người quan sát nhìn từ phía mỏm tim về phía nền tim; mặt cắt trục dọc như một người quan sát nhìn từ phía bên trái sang phải của quả tim. Mặt cắt bốn buồng được hiển thị là các cấu trúc ngoại biên phía bên phải và các cấu trúc trung gian ở phía bên trái của màn hình (như mặt cắt trục ngắn).

Kỹ thuật thăm khám

Kỹ thuật thăm khám siêu âm tim được thực hiện bởi bác sĩ hoặc các chuyên gia siêu âm tim được đào tạo và giám sát bởi một bác sĩ có trình độ. Khuyến cáo và hướng dẫn cho đào tạo và huấn luyện chẩn đoán hình ảnh siêu âm tim cho cả các nhà chẩn đoán hình ảnh và bác sĩ đã được phổ cập, như tài liệu tham khảo được viết tại chương 5.

Ở thời kì của siêu âm tim qua thành ngực, dữ liệu bệnh lí lâm sàng, những nghiên cứu hình ảnh trước đó, và những chỉ định của nghiên cứu cũng được xem xét. Huyết áp được ghi theo tuổi, chiều cao, cân nặng. Bệnh nhân ở tư thế thoải mái cho mỗi góc nhìn cả khi nghiêng trái hoặc nằm ngửa. Điện tâm đồ (ECG) cần được ghi đính kèm theo hiển thị một đạo trình (thường là DII) để hỗ trợ thêm cho các sự kiện của tim. Thiết kế đặc biệt của đầu dò siêu âm tim cho phép cung cấp những mặt cắt tối ưu tại mỏm tim. Đầu dò được áp dụng cho siêu âm qua thành ngực và cả phần trên của bụng sử dụng gel siêu âm để tạo sự tương tác tốt mà tránh được sự can thiệp của không khí. Thời gian cần thiết để thực hiện siêu âm tim phụ thuộc vào từng trường hợp- từ vài phút ở những bệnh nhân mắc bệnh thông thường để ghi nhận tình trạng chèn ép tim đến hơn một giờ để đánh giá ở những ca có nhiều tổn thương về van hoặc những bệnh tim bẩm sinh.

Kỹ thuật đánh giá

Chất lượng hình ảnh phụ thuộc vào độ xuyên thấu mô của tia siêu âm, và kỹ thuật của người làm siêu âm. Độ xuyên thấu mô của tia siêu âm đối với các cấu trúc tim được xác định rộng rãi bởi dạng của cơ thể, đặc biệt là vị trí của tim có liên quan đến thành ngực và phổi. Trong điều kiện tăng khoảng cách từ đầu dò đến tim (e.g, mô mỡ), giảm độ xuyên thấu của siêu âm (e.g, mô sẹo), hoặc có sự tham gia của không khí giữa những mô có không khí và đầu dò và tim (e.g, bệnh phổi mạn tín, phẫu thuật tim mới) đều dẫn đến làm chất lượng hình ảnh kém. Siêu âm tim qua thực quản (TEE) có xu hướng cho hình ảnh hiển thị tốt hơn các cấu trúc tim bởi một khoảng cách ngắn hơn giữa đầu dò và tim, sự góp mặt của phổi, và sử dụng đầu dò có tần số cao hơn. Trong các nghiên cứu siêu âm tim qua thành ngực, tối ưu hoá tư thế của bệnh nhân cho mỗi cửa sổ siêu âm mang đến các cấu trúc tim chống lại với sự cản trở thành ngực. Ngoài ra, sự thay đổi của hô hấp có thể được sử dụng cho người siêu âm mở rộng bằng cách cho bệnh nhân nằm ngửa và tạm thởi ngừng thở tại bất cứ pha nào của chu kì hô hấp sẽ cho chất lượng hình ảnh tốt nhất. Không may mắn thay, dù đã có những kỹ thuật thăm khám cẩn thận nhưng hình ảnh siêu âm tim ổ một vài bệnh nhân vẫn còn chưa được tối ưu nhất.

Giải thích hình ảnh siêu âm tim

Thầy thuốc sử dụng hình ảnh siêu âm tim 2D để xây dựng hình ảnh 3D tái hiện lại cấu trúc các buồng tim và van tim hoặc sử dụng dữ liệu siêu âm tim 3D để khảo sát giải phẫu trong một số mặt cắt đặc biệt (Xem chương 4). Để làm điều này, sự hiểu biết về hình ảnh mặt cắt và định hướng và khía cạnh kỹ thuật thu thập hình ảnh (e.g, ghi nhận ảnh giả) là cần thiết, với sự hiểu biết chi tiết về giải phẫu của tim (Bảng 2- 2). Ghi nhận hình ảnh mặt phẳng cắt được di chuyển giữa mặt cắt chuẩn là quan trọng cho phân tích này và chắc rằng những bất thường đang nằm bền ngoài hoặc giữa những “tiêu chuẩn” tuỳ ý ư. Hình ảnh 3D có thể sẽ hữu ích cho việc làm rõ những cấu trúc giải phẫu có liên quan trong những ca phức tạp và có thể là bước đầu để xác định mặt căt tối ưu cho hiển thị của những phát hiện bất thường. Thông tin đạt được từ hình ảnh giải phẫu sau khi được kết hợp với dữ liệu Doppler và thông tin lâm sàng cuối cùng sẽ giải thích cho hình ảnh siêu âm tim.

Mặt cắt siêu âm qua thành ngực

Giải phẫu siêu âm tim bình thường được mô tả bên dưới cho mỗi mặt cắt. Những góc nhìn tốt nhất cho mỗi cấu trúc được chỉ ra trong Bảng 2-3.

Mặt cắt cửa sổ cạnh ức

Mặt cắt trục dọc

Với bệnh nhân có tư thế nằm nghiêng trái và đầu dò được đặt ở khoảng gian sườn 3 hoặc 4 bên trái, kế tiếp với xương ức, mặt cắt trục dài của tim đạt được chia đôi theo trục dài của cả động mạch chủ và van hai lá (Hình 2-3 và 2- 4). Trong mặt cắt chuẩn này, xoang động mạch chủ, xoang nối và ở đầu gần khoảng 3 đến 4cm của động mạch chủ lên được nhìn thấy; đoạn ngoài của động mạch chủ lên có thể quan sát được bằng cách di chuyển đầu dò lên một hoặc hai khoang gian sườn. Giới hạn bình thường trên của kích thước động mạch chủ ở người lớn là 1.6cm/m2 tại vị trí vòng van và 2.1 cm/m2 tại xoang.

Trong mặt cắt trục dọc, lá vành phải của van động mạch chủ ở phía trước và lá không vành thường ở phía sau (lá vành trái nằm phía bên của mặt cắt). Trong thì tâm thu, những lá van mỏng của van động mạch chủ mở rộng ra được xem là song song với thành của động mạch chủ. Trong thì tâm trương, các lá van đóng lại, với một góc đóng kín mờ tối giữa hai lá van. Các lá van xuất phát thẳng và gần sát với vòng van động mạch chủ do dạng hình bán nguyệt của các lá van đóng (thẳng theo chiều dài của hình trụ, phủ dọc theo trục ngắn của nó). Ở những người trẻ bình thường, các lá van mỏng đến mức chỉ có thể nhìn thấy chúng tại phần đường đóng của các lá. Giải phẫu 3D của đường đính của các lá van động mạch chủ đến gốc động mạch chủ có dạng giống như một vương miệng với ba bông hoa gắn gần đỉnh của xoang Valsalva và phần giữa của mỗi lá van đóng ở gần đáy của mỗi xoang (Hình 2- 5). Xơ liên tiếp giữa gốc động mạch chủ và và lá trước của van hai lá (không có can thiệp cơ tim) giúp xác định giải phẫu của thất trái trong các bệnh tim bẩm sinh phức tạp.

”Mặt cắt trục dọc cạnh ức trong thì tâm trương cho thấy: lá van vành phải và không vành của động mạch chủ đóng; xoang động mạch chủ; chỗ giao nhau hình sin, đoạn gần động mạch chủ lên; lá trước và lá sau của van hai lá mở; nền và đoạn giữa của thành trước và thành sau thất trái; đường ra thất phải ở trên và xoang vành ở phía rãnh nhĩ thất. Cơ nhú có thể được nhìn thấy, tuy nhiên cần phải quét nhẹ đầu dò để có thể nhìn thấy rõ hơn cấu trúc trên trong mặt cắt trục dọc (From Otto CM: Echocardiographic evaluation of valvular heart disease. In Otto CM, Bonow R [eds]: Valvular Heart Disease: A Companion to Braunwald’s Heart Disease. Philadelphia: Saunders, 2009.)”

”Hình ảnh cuối tâm trương (trái) và cuối tâm thu (phải) cho thấy các đặc điểm giải phẫu có thể nhìn thấy trong Hình 2-3. Ngoài ra, động mạch chủ ngực xuống (DA) được nhìn thấy ở phía sau của nhĩ trái.”

Các lá van trước và sau của van hai lá xuất hiện có dạng mỏng và đồng đều về độ vang âm, với các dây chẳng đính kèm về phía các cơ nhú trung gian (hoặc sau đó) được nhìn thấy ở mặt cắt trục dọc, mặc dù cơ nhú thì mỏng ở mặt cắt trục dọc này. Lá van trước của van 2 lá thì dài hơn lá sau nhưng lại có độ dài vòng van nhỏ hơn vì thế diện tích bề mặt của hai lá là gần tương tự nhau (Hình 2-6). Khi các lá van của van 2 lá mở ra trong thì tâm trương, đỉnh của lá trước tách ra và có thể chạm vào hoặc rất gần vách liên thất. Trong thì tâm thu, các lá van, với một số sự chồng lấp giữa lá van (vùng được định vị) và một góc che khuất nhỏ (>180 độ) có liên quan đến mặt phẳng vòng van. Các dây chằng van bình thường vẫn ở phía sau của mặt phẳng lá van trong thì tâm thu. Một vài cá nhân bình thường có chuyển động trước tâm thu của các dây chẳng do sự thừa nhẹ của mô dây chẳng mà không liên quan đến sự bất thường về huyết động. Điều này phải được phân biệt với các chuyển động trước tâm thu bất thường của các lá van 2 lá được thấy ở trường hợp bệnh lí cơ tim phì đại. Vòng can 2 lá (đính kèm giữa các lá van, nhĩ trái, thất trái) là một cấu trúc dạng sợi được xác định rõ ràng về mặt giải phẫu có dạng giống như một đường elip, với trục chính chia đôi nhiều hơn về mỏm ở mặt cắt 4 buồng và trục phụ chia đôi nhiều hơn về nền tim ở mặt cắt trục dọc.

”Sơ đồ trên với góc nhìn từ phía trước với gốc của động mạch mạch chủ được cắt tại vị trí giữa lá vành trái và lá không vành bởi một mặt cắt đi qua lá trước van 2 lá để chứng minh dạng vòng van hình vương miện. Mép van thì gần ở đỉnh của mỗi xoang, và mỗi lá van có một dạng hình bán nguyệt vì thế khi đóng chúng có dạng hình của một đường thẳng trong mặt cắt trục dọc. Mỗi lá van có một vùng đồng hoá, với sự chồng lấp giữa những lá van liền kề và vùng dày hơn, nốt Arantius ở chính giữa của mỗi lá van.”