Hình ảnh siêu âm của động vật nhỏ

Nguyên lý siêu âm hình ảnh động vật nhỏ

Bé nhỏsiêu âm động vậtĐầu dò sẽ sử dụng sóng siêu âm xuyên qua bề mặt da của động vật nhỏ được phủ chất dẫn truyền, sóng siêu âm sẽ được truyền vào cơ thể động vật nhỏ. Sóng siêu âm trải qua quá trình phản xạ giao diện khi gặp giao diện của hai môi trường có mật độ khác nhau, và các sóng siêu âm phản xạ trở lại là tiếng vọng, được đầu dò siêu âm thu nhận và tạo thành hình ảnh siêu âm sau khi chuyển đổi sang chế độ kỹ thuật số (Hình 1).

Hình 1

Chế độ hình ảnh cơ bản của siêu âm là chế độ B, chế độ này hiển thị cấu trúc giải phẫu của động vật nhỏ theo thang màu đen-trắng-xám, trong đó:

Màu trắng: biểu thị tiếng vọng mạnh, thường là các cấu trúc mô dày đặc như sỏi và bọt khí.

Màu xám: biểu thị các cấu trúc mô có độ phản âm thấp, thường có mật độ trung bình, chẳng hạn như gan, túi mật, tuyến tụy, lá lách và các cơ quan khác.

Màu đen: biểu thị không có tiếng vọng, thường là các cấu trúc mô có mật độ thấp, chẳng hạn như dịch, mạch máu, mô hoại tử.

Một phương thức siêu âm thường dùng khác là siêu âm Doppler màu, hay còn gọi là siêu âm màu, dựa trên hình ảnh cấu trúc B-mode, tín hiệu dòng chảy máu được đánh dấu bằng các màu khác nhau, thuận tiện cho việc quan sát sự phân bố dòng chảy máu trong các mô và cơ quan, cụ thể như sau:

Màu đỏ: biểu thị dòng máu chảy về phía đầu dò (Hình 2, bên trái).

Màu xanh lam: biểu thị dòng máu chảy ngược ra khỏi đầu dò (Hình 2 bên phải).

Hình 2

Đặc điểm của hệ thống hình ảnh siêu âm động vật nhỏ

1. Không bức xạ, dễ vận hành, hình ảnh trực quan, có khả năng quan sát thời gian thực và trong thời gian dài (Hình 3).

Hình 3. Nghiên cứu an toàn, không xâm lấn, kéo dài trong thời gian dài.

2. Chụp ảnh mô mềm tốt nhất.

3. Phạm vi ứng dụng rộng rãi: ngoài việc khắc phục các khó khăn tạm thời trong việc chụp ảnh phổi (phổi chứa đầy khí, hiển thị trên siêu âm như một vùng phản âm mạnh, không thể nhìn thấy cấu trúc bên trong), các mô và cơ quan khác cũng có thể được chụp ảnh siêu âm.

Sự khác biệt giữa siêu âm lâm sàng và siêu âm động vật nhỏ

Sự khác biệt lớn nhất giữa hai loại này là tần số đầu dò siêu âm: đầu dò siêu âm lâm sàng có tần số khoảng 3-15 MHz; đầu dò siêu âm cho động vật nhỏ thường có tần số đạt 20-50 MHz, đầu dò siêu âm cho chuột có thể đạt đến 80 MHz.

Theo các đặc tính vật lý của siêu âm, tần số siêu âm càng thấp thì độ xuyên sâu càng tốt, nhưng độ phân giải lại càng kém. Ngược lại, tần số siêu âm càng cao thì độ sâu hình ảnh càng nông, nhưng độ phân giải lại tăng lên. Do đó, hầu hết các ứng dụng siêu âm lâm sàng hiện nay đều sử dụng siêu âm tần số thấp, phù hợp với cơ thể người, và độ phân giải hình ảnh thu được đủ để quan sát các cấu trúc.

Tuy nhiên, điều này không đúng với các loài động vật nhỏ. Ví dụ, độ dày của chuột chỉ khoảng 3 cm, và thể tích các cơ quan nội tạng nhỏ hơn nhiều so với con người, vì vậy cần sử dụng đầu dò siêu tần số cao để thu được hình ảnh độ phân giải cao nhằm quan sát rõ ràng hơn (Hình 4).

Hình 4. Sự khác biệt giữa siêu âm lâm sàng và siêu âm động vật nhỏ.

Lấy hình ảnh siêu âm tâm thất trái của chuột làm ví dụ.

Đầu dò siêu âm lâm sàng trong Hình 5 có tần số thấp và độ sâu hình ảnh lớn (khoảng 3 cm), do đó tâm thất trái của chuột (sâu chưa đến 1 cm) không thể nằm ở trung tâm trường nhìn, và độ phân giải hình ảnh không đủ.

Siêu âm động vật nhỏ trong Hình 6 giúp quan sát kỹ lưỡng và phân tích chính xác tâm thất trái. Đầu dò siêu âm có tần số cao, tâm thất trái nằm ở trung tâm trường nhìn, có thể lấy nét ở độ sâu 7mm, với độ phân giải hình ảnh tốt, cho phép quan sát rõ ràng tất cả các cấu trúc quan trọng của tâm thất trái, thuận lợi cho việc định lượng chính xác ở giai đoạn sau.

Hình 5. Hình ảnh siêu âm lâm sàng của tâm thất trái ở chuột.

Hình 6. Tâm thất trái của chuột được chụp bằng siêu âm động vật nhỏ.