Máy siêu âm: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm

Máy siêu âm được sử dụng phổ biến trong y khoa hỗ trợ bác sĩ chẩn đoán và điều trị bệnh lý hiệu quả. Vậy các máy siêu âm thường có cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm ra sao?

Máy siêu âm là gì?

Máy siêu âm là thiết bị sử dụng sóng siêu âm để xây dựng và tái tạo hình ảnh, cấu trúc bên trong cơ thể. Sóng truyền qua cơ thể và chuyển đổi thành hình ảnh siêu âm cho thấy tình trạng, ranh giới của các cấu trúc mô khác nhau trong cơ thể, chất lỏng, mô mềm và các cơ quan khác nhau.

Hình ảnh siêu âm cho phép bác sĩ chẩn đoán các vấn đề liên quan đến cơ quan nội tạng và giải thích một số nguồn gốc gây ra một số triệu chứng cho người bệnh. Không những thế, máy còn được sử dụng phổ biến ở phụ nữ mang thai để theo dõi sự phát triển của thai nhi.

Sơ lược về lịch sử siêu âm

Siêu âm là kỹ thuật được hình thành và phát triển nhiều năm qua. Dưới đây là những thông tin về lịch sử phát minh cũng như lợi ích mà máy mang lại cho y học.

1. Lịch sử phát minh máy siêu âm

Khái niệm sóng siêu âm đã được hình thành cách đây hơn 100 năm về trước, sau thế chiến thứ 2 kỹ thuật này đã được ứng dụng trong y khoa. Một số cột mốc đáng nhớ trong quá trình phát triển của công nghệ siêu âm:

• Năm 1942, một bác sĩ người Áo tên Karl Dussik được xem là người đầu tiên dùng siêu âm để chẩn đoán y khoa Ông đã dùng sóng siêu âm truyền vào sọ não trong nỗ lực phát hiện khối u não. Đây được coi là một bước đột phá trong hình ảnh siêu âm y tế.
• Năm 1849, George Ludwig sử dụng hình ảnh siêu âm để phân tích sỏi mật trong mô mềm. Điều này thúc đẩy việc sử dụng sóng âm để chẩn đoán chính xác tình trạng bệnh lý.
• Năm 1963, hình ảnh siêu âm được ứng dụng trong thương mại y học với các thiết bị chế độ sáng. Những thiết bị này giúp hình thành hình ảnh 2D của các mô và cơ quan.
• Vào những năm 80 của thế kỷ 20, máy kết hợp với các nguyên lý của hiệu ứng Doppler để tạo ra siêu âm Doppler dòng màu, giúp hình dung và đo lưu lượng máu qua các mạch máu.

2. Lợi ích sử dụng siêu âm trong y học

So với các kỹ thuật khác, máy siêu âm có rất nhiều lợi ích vượt trội như:

• Siêu âm là một trong số ít kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh không xâm lấn, toàn bộ quá trình được diễn ra phía ngoài da.
• Không gây đau đớn, châm chích khó chịu.
• Sử dụng sóng siêu âm, người bệnh không tiếp xúc với bức xạ trong suốt quá trình thực hiện, không ảnh hưởng tới sức khỏe.
• Giá thành rẻ hơn các kỹ thuật khác, do đó đây là phương pháp được sử dụng phổ biến ở nhiều cơ sở y tế.
• Đây là phương pháp rất hữu ích trong việc theo dõi tình trạng thai nhi. Không ảnh hưởng đến sức khỏe thai phụ cũng như em bé.
• Siêu âm cho ra hình ảnh ở thời gian thực, cung cấp kết quả nhanh hơn. Rất hữu ích trong sinh thiết và hút dịch.

Cấu tạo của máy siêu âm

Với sự phát triển của y học, hiện nay cấu tạo máy siêu âm được thiết kế nhỏ gọn hơn, cho phép nhìn thấy hình ảnh sắc nét và sống động hơn. Cấu tạo chi tiết của máy gồm:

1. Đầu dò

Đầu dò là thiết bị cầm tay nhỏ gọn, chịu trách nhiệm phát và nhận sóng siêu âm phản xạ trở lại.

2. CPU (Bộ vi xử lý trung tâm)

CPU là bộ não của máy. CPU thu nhận tín hiệu sóng âm phản xạ từ đầu dò, chuyển thành tín hiệu điện và quang năng để thể hiện hình ảnh lên màn hình.

3. Màn hình

Màn hình hiển thị hình ảnh mà đầu dò đang quét. Điều này cho phép bác sĩ quan sát, phân tích hình ảnh trước khi đưa ra những chẩn đoán.

4. Máy in

Máy in được sử dụng để in bản cứng của hình ảnh siêu âm. Bản cứng sẽ được cung cấp cho người bệnh và có thể được lưu trữ vào hồ sơ bệnh án.

Nguyên lý hoạt động của máy siêu âm

Máy siêu âm sử dụng âm thanh có tần số cao mà tai người không thể nghe hoặc phân biệt được. Khi sử dụng, máy phát ra những sóng siêu âm tần số cao về phía cơ thể thông qua đầu dò, đầu dò đóng vai trò vừa thu vừa phát sóng siêu âm. Các mô, xương và chất lỏng trong cơ thể, một phần hấp thụ/truyền qua – một phần phản xạ và quay trở lại đầu dò. Khi chúng phản xạ, sóng phản xạ sẽ được máy ghi lại. Mô hình của những phản xạ này được sử dụng để tạo ra hình ảnh trực quan về cơ quan bên trong và các mô của cơ thể.

Ở các loại máy được sử dụng phổ biến, tần số sóng siêu âm nằm trong khoảng 2 – 5 MHZ. Một số đầu dò chuyên biệt có thể phát với tần số 20-22MHz. Tần số càng cao thì bước sóng càng ngắn, độ suy giảm càng lớn, nhưng hình ảnh thu được sẽ săc nét hơn. Việc giảm tần số và khả năng hấp thụ cho phép chúng ta nghiên cứu cấu trúc cơ thể và những đặc điểm khác.

Các loại máy siêu âm

Nhờ áp dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật vào lĩnh vực y tế. Hiện nay, máy dùng để siêu âm được phát triển thành các loại sau:

1. Máy siêu âm 2D

Thông thường, siêu âm 2D được sử dụng trong siêu âm tổng quát sản phụ khoa. Máy có khả năng tạo hình ảnh 2 chiều của những gì bên trong cơ thể. Máy sử dụng công nghệ 2D, cho phép cung cấp các hình ảnh về kích thước, cấu trúc các cơ quan trong cơ thể, tim thai và sự phát triển của thai nhi, tính toán tuổi thai, dự sinh…

Ngoài ra, máy 2D còn được sử dụng trong các lĩnh vực khác như tim mạch, phụ khoa

2. Máy siêu âm 3D

Máy siêu âm ba chiều (3D) chụp các hình ảnh 2D khác nhau ở khu vực cần kiểm tra bằng chuyển động của đầu dò. Những hình ảnh này sẽ được chồng lên bằng phần mềm chuyên dụng được tích hợp trong máy, tạo thành mô hình 3D.

Hình ảnh 3D dùng để kiểm tra thai nhi và phát hiện kịp thời những bất thường trong quá trình phát triển của thai nhi, đo tuần hoàn mạch máu thai nhi. Ngoài ra 3D còn ứng dụng trong hình ảnh tim mạch.

3. Máy siêu âm 4D

Thời gian gần đây, siêu âm 4D (siêu âm 4 chiều) dần phát triển và được sử dụng nhiều trong y khoa. Đây là một phiên bản nâng cấp hơn so với siêu âm 3D, hình ảnh 3D được tạo ra trong thời gian thực, thường được sử dụng trong sản khoa. Siêu âm 4D cho phép nhìn thấy được những thay đổi, những chuyển động nhỏ nhất của thai nhi như mếu, cười, nhăn mặt, mút tay…

4. Máy siêu âm 5D

Kế thừa những ưu điểm của các thế hệ trước đó, máy 5D được trang bị thêm nhiều tính năng vượt trội giúp cung cấp hình ảnh 5D chi tiết, sắc nét, kết hợp hình ảnh 4D và ánh sáng để tạo được những hình ảnh thai nhi rõ nét nhất như mắt, môi, mũi, miệng, chân tay, dây rốn… hay các chuyển động nhỏ của bé.

5. Máy siêu âm Doppler

Hiệu ứng Doppler dựa trên sóng âm thanh phản xạ từ các vật thể chuyển động. Máy siêu âm kết hợp với nguyên lý này tạo thành máy siêu âm Doppler. Vì vậy, nó được dùng để nghiên cứu lưu lượng máu qua tim và các mạch máu trong cơ thể. Hiệu ứng Doppler được mã hóa thành màu sắc ( siêu âm doppler màu), âm thành và dang phổ sóng.

6. Máy siêu âm trị liệu

Đây là thiết bị y tế sử dụng sóng siêu âm tần số cao từ 1 – 3 MHZ, có công dụng điều trị các vấn đề sức khỏe bằng sóng siêu âm. Liệu pháp này hỗ trợ giảm đau, giảm viêm nhiễm, thúc đẩy quá trình hồi phục sau chấn thương hoặc phẫu thuật.

7. Máy siêu âm cầm tay

Máy cầm tay là một máy siêu âm có đầy đủ tính năng nhưng được thiết kế nhỏ gọn, có thể cầm tay, thuận lợi cho việc khám bệnh cơ đông, nhanh chóng

Công dụng của máy siêu âm

Tùy vào mỗi trường hợp mà máy sẽ có những công dụng khác nhau như:

• Bệnh lý tổng quát:

Siêu âm bệnh lý cấp cứu và thông thường của các tạng trong ổ bụng, gan, thận – tiết niệu, tuyến giáp, tuyến vú, siêu âm doppler mạch máu, cơ xương khớp.

• Sản phụ khoa

Máy siêu âm được sử dụng để xác định có thai, theo dõi các giai đoạn khác nhau của thai kỳ. Giúp xác định kích thước, sự phát triển của thai nhi cũng như ngày dự sinh. Cung cấp hình ảnh mô tả số lượng và giới tính thai nhi. Giúp phát hiện các bất thường về thai nhi như vị trí thai ngoài tử cung, bất thường dị tật thai nhi…

Phụ khoa: để chẩn đoán bất thường hình thể và bệnh lý của tử cung- phần phụ: u nang, dị dạng…

• Tim mạch

Siêu âm tim có thể giúp chẩn đoán tình trạng tim bằng cách kiểm tra lưu lượng máu qua tim, tình trạng các van tim, đánh giá chức năng tim….

• Sinh thiết và thăm dò

Sinh thiết dưới hướng dẫn siêu âm cho phép bác sĩ phẫu thuật dưới hướng dẫn của đầu dò và dụng cụ trong quá trình thực hiện thủ thuật.

• Siêu âm tim qua thực quản sử dụng đầu dò bên trong thực quản để tạo ra hình ảnh chi tiết của tim.
• Siêu âm qua trực tràng sử dụng đầu dò thông qua thành trực tràng có thể thấy được hình ảnh thành trực tràng, túi tinh – tiền liệt tuyến và buồng trứng – tử cung.
• Siêu âm qua âm đạo có thể phân tích tử cung và buồng trứng của phụ nữ
• Siêu âm điều trị: Hỗ trợ giảm đau, giảm viêm nhiễm, thúc đẩy quá trình hồi phục sau chấn thương hoặc phẫu thuật

Ưu nhược điểm của máy siêu âm

Cũng giống các thiết bị y tế khác, máy siêu âm có các ưu nhược điểm sau:

1. Ưu điểm

• Hầu hết các loại máy dùng để siêu âm đều không xâm lấn, không gây đau.
• Sử dụng phổ biến ở các cơ sở y tế, chi phí thấp hơn các kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh khác
• Không dùng tia xạ ion hóa nên rất an toàn, không ảnh hưởng tới sức khỏe, có thể thực hiện nhiều lần.
• Cấu tạo máy siêu âm cho phép cung cấp hình ảnh rõ ràng, sắc nét của các mô mềm
• An toàn cho thai nhi và thai phụ trong những lần khám thai.
• Hình ảnh hiển thị ở thời gian thực, là công cụ hữu ích để hướng dẫn cho các thủ thuật xâm lấn tối thiểu một cách an toàn, chính xác.

2. Nhược điểm

Do sóng siêu âm xuyên thấu và phản xạ kém trong môi trường khí và xương nên khảo sát hạn chế các bệnh lý ống tiêu hóa, xương và các cơ quan nằm sâu

Hệ thống máy siêu âm hiện đại tại BVĐK Tâm Anh

Trung tâm Chẩn đoán Hình ảnh & Điện quang Can thiệp, Hệ thống Bệnh viện Đa khoa Tâm Anh quy tụ đội ngũ bác sĩ chẩn đoán hình ảnh chuyên môn cao, nhiều năm kinh nghiệm thực tiễn trong chẩn đoán hình ảnh. Trung tâm được trang bị hệ thống máy móc, trang thiết bị hiện đại bậc nhất, trong đó có lĩnh vực siêu âm – chẩn đoán hình ảnh như:

• Hệ thống máy siêu âm tổng quát cao cấp Acuson Sequoia (Siemens, Đức), có khả năng đảm bảo chất lượng của tín hiệu hình ảnh phù hợp với mọi đối tượng, thời gian thực hiện nhanh mà không ảnh hưởng đến tốc độ khung hình cũng như chất lượng hình ảnh.
• Hệ thống máy siêu âm cao cấp GE Voluson E10, giúp dựng hình em bé một cách chân thật nhất, là lựa chọn của nhiều thai phụ.
• Hệ thống máy siêu âm hiện đại Logiq E10, Logiq Fortis, dùng trong siêu âm vú, cho độ phân giải cao và kết quả chính xác nhất.

Để đặt lịch thăm khám, tư vấn về sức khỏe tại Hệ thống Bệnh viện Đa khoa Tâm Anh, Quý khách vui lòng liên hệ trực tiếp qua:

Tóm lại, máy siêu âm là thiết bị thường được ưu tiên trong nhiều hoạt động y khoa khác nhau. Đây là kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh không thể thiếu ở các cơ sở y tế chuyên sâu, hiện đại với những ưu điểm vượt trội không xâm lấn, không gây đau, không ảnh hưởng tới sức khỏe.