Siêu âm Đa tham số trong Đánh giá Bệnh lý Gan Lan tỏa. CHƯƠNG 6. NHIỄU ẢNH TRONG ĐÁNH GIÁ ĐỘ CỨNG GAN

SIÊU ÂM ĐA THAM SỐ TRONG ĐÁNH GIÁ BỆNH LÝ GAN LAN TOẢ – PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN THỰC TẾ
Biên tập viên chính: R. Graham Barr, Giovanna Ferraioli MD – NXB Elsevier
Biên dịch & Chú giải: Ths.Bs. Lê Đình Sáng
Xuất bản trực tuyến duy nhất trên các website yhoclamsang.net – sachyhoc.com bởi THƯ VIỆN MEDIPHARM. 

CHƯƠNG 6. NHIỄU ẢNH TRONG ĐÁNH GIÁ ĐỘ CỨNG GAN

Artifacts in liver stiffness evaluation
Spencer Moavenzadeh; Mark L. Palmeri; Giovanna Ferraioli; Richard G. Barr
Multiparametric Ultrasound for the Assessment of Diffuse Liver Disease, CHAPTER 6, 81-94

Tổng Quan Về Các Nhiễu Ảnh Trong Siêu Âm Đàn Hồi Sóng Biến Dạng Gan

Các kỹ thuật siêu âm đàn hồi sóng biến dạng (Shear Wave Elastography – SWE) đã chứng minh được giá trị to lớn trong việc cung cấp các bản đồ độ đàn hồi định tính và định lượng của gan. Tuy nhiên, vẫn tồn tại những yếu tố gây nhiễu phổ biến có thể ảnh hưởng đến kết quả đo độ cứng của mô. Nhiễu ảnh (Artifacts) – là những tín hiệu xuất hiện trên hình ảnh nhưng không tồn tại thực tế trong cơ thể – có thể dẫn đến việc ước tính quá mức (Overestimation), ước tính quá thấp (Underestimation) hoặc gây ra sự biến thiên lớn trong các tính toán bản đồ độ cứng mô. Nhiều loại nhiễu ảnh có thể tác động đến phép đo độ cứng trong hầu hết các kỹ thuật, đặc biệt là các kỹ thuật dựa trên siêu âm (Ultrasound-based Techniques). Chúng bao gồm:

• Cửa sổ âm kém (Poor Acoustic Windows): Hạn chế cả khả năng tạo xung đẩy (Push Pulse) lẫn khả năng theo dõi (Tracking), gây ra sự biến thiên cao trong phép đo độ đàn hồi. Ngoài ra, bóng lưng (Shadowing) của xương sườn hoặc phổi cũng làm mất ổn định các giá trị độ đàn hồi. Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (Signal-to-Noise Ratio) kém trong dữ liệu sóng biến dạng hoặc trong quá trình tái tạo tốc độ sóng biến dạng thường được các hệ thống máy thương mại cảnh báo thông qua các chỉ số chất lượng và hình ảnh.
• Nhiễu ảnh do tim đập (Cardiac Pulsatility Artifacts): Là hệ quả của việc hình thành các sóng biến dạng tự nhiên từ nhịp tim nhanh và sự hiện diện của các mạch máu đập ngay cạnh vùng quan tâm (Region of Interest – ROI).
• Nhiễu ảnh đường bờ gan hay bao Glisson (Liver Boundary / Glisson Capsule Artifacts): Do sự tương tác với các mạch máu cửa và sự biến dạng chuyển động của sóng biến dạng xung quanh bao gan.
• Độ nhớt của mô (Tissue Viscosity): Khiến tốc độ sóng biến dạng phụ thuộc vào tần số rung động, đặc biệt rõ rệt khi so sánh các phép đo giữa các phương thức khác nhau, và có thể gây sai số ước tính quá mức do các thuật toán tái tạo thường giả định mô là vật chất đàn hồi thuần túy.
• Tính phi tuyến tính của mô (Tissue Nonlinearity): Làm độ cứng thay đổi phi tuyến tính theo mức độ biến dạng (Strain) do tính không đồng nhất của chất nền ngoại bào (Extracellular Matrix). Nếu tính toán dựa trên các giả định tuyến tính, kết quả thường bị ước tính thấp hơn thực tế.
• Nhiễu ảnh do chuyển động (Motion Artifacts): Bao gồm chuyển động của bệnh nhân và chuyển động hô hấp tự nhiên.
• Nhiễu ảnh phản xạ sóng biến dạng (Shear Wave Reflection Artifacts): Xảy ra do sự chênh lệch độ cứng (gradient) trong nhu mô gan.
• Đặt đầu dò không vuông góc: Dẫn đến sự suy giảm tín hiệu phi tuyến tính và gây ước tính quá mức độ cứng gan.
• Đè nén bằng đầu dò/phản ứng mô phi tuyến tính: Việc ấn đầu dò quá mạnh gây nén mô, kích hoạt phản ứng phi tuyến tính làm tăng độ cứng giả tạo.

Siêu Âm Đàn Hồi Thoáng Qua Có Kiểm Soát Rung Động (VCTE)

Siêu âm đàn hồi thoáng qua có kiểm soát rung động (Vibration Controlled Transient Elastography – VCTE) sử dụng rung động cơ học từ bên ngoài để tạo ra sóng biến dạng trong mô. Hệ thống theo dõi các sóng biến dạng này bằng kỹ thuật siêu âm kiểu Doppler, từ đó tính toán Modul Young (Young’s Modulus) dựa trên giả định mô có tính chất đồng nhất (Homogenous), đẳng hướng (Isotropic) và đàn hồi (Elastic). Tuy nhiên, VCTE vẫn có những hạn chế và khó khăn trong diễn giải kết quả. Ví dụ, nếu không kiểm soát tốt lực nén của đầu dò, kích thích rung động có thể bị biến dạng và giảm tần số trung tâm, dẫn đến kết quả đo độ cứng thấp hơn thực tế. Ngược lại, lực nén quá mức có thể làm mô bị cứng lại theo quy luật phi tuyến tính. Tương tự, nếu không giảm chấn (Damping) thích hợp cho rung động cơ học, các sóng biến dạng trùng lặp có thể xuất hiện, khiến các thuật toán hồi quy (Regression Algorithms) phản ánh sai độ đàn hồi thực tế của mô. Những nhiễu ảnh này, vốn thường gặp ở thế hệ máy FibroScan đầu tiên, đã giảm đáng kể trong các phiên bản sau nhờ cơ chế kiểm soát rung động tốt hơn.

Các Nhiễu Ảnh Trong Kỹ Thuật Xung Lực Bức XẠ Âm (ARFI)

Cả những hạn chế chung của siêu âm và hạn chế riêng của kỹ thuật xung lực bức xạ âm (Acoustic Radiation Force Impulse – ARFI) đều dẫn đến sự biến thiên trong ước tính độ cứng mô. Các nguồn gây nhiễu ảnh phổ biến nhất trong ARFI bao gồm: cửa sổ âm kém (Hình 6.1), độ xuyên thấu hạn chế (Hình 6.2), bóng lưng của các tạng (Hình 6.3), mạch máu đập (Hình 6.4), mất tín hiệu (Hình 6.5), nhiễu ảnh dội lại (Reverberation) trong gan (Hình 6.6 và 6.7), và nhiễu ảnh do chuyển động (Hình 6.8). Việc đặt vùng quan tâm (ROI) đúng vị trí trong gan giúp giảm thiểu nhiều nhiễu ảnh tiềm ẩn. Ngoài ra, kỹ thuật ARFI nhạy cảm hơn với các hiệu ứng tán sắc sóng biến dạng (Shear Wave Dispersion) so với các phương pháp kích thích tần số cố định như VCTE và Cộng hưởng từ đàn hồi (Magnetic Resonance Elastography – MRE). Trong môi trường đàn hồi nhớt (Viscoelastic Medium), vận tốc sóng biến dạng bị tán sắc (nghĩa là vận tốc thay đổi theo tần số), do đó các ước tính tốc độ sóng biến dạng ARFI có thể bị sai lệch tùy thuộc vào hệ thống máy cụ thể được sử dụng.

Hình 6.1: Ví dụ về cửa sổ âm kém (Poor Acoustic Window). Bóng lưng (Shadowing) xuất hiện ở cả bên phải và bên trái của hình ảnh B-mode. Trên bản đồ độ đàn hồi (bên phải), 50% diện tích bị mất tín hiệu màu do bóng lưng. Lưu ý rằng bao gan không hiện lên là một đường tăng âm (trắng sáng), gợi ý rằng đầu dò không nằm song song với bao gan. Bản đồ độ tin cậy (Confidence Map) ở bên trái xác nhận chất lượng kém của bản đồ độ đàn hồi. Hộp đo (Measurement Box) được đặt trong khu vực có độ tin cậy trung bình-cao trên bản đồ độ tin cậy. Tuy nhiên, với cửa sổ âm kém như vậy, không nên sử dụng kết quả phép đo này.

Hình 6.2: Đo siêu âm đàn hồi sóng biến dạng 2 chiều (2D-SWE) ở bệnh nhân béo phì. Mất tín hiệu (Signal Dropout) do độ xuyên thấu hạn chế. Lớp mô dưới da dày (> 3 cm) làm giảm cường độ của xung đẩy (Push-pulse), dẫn đến tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (Signal-to-Noise Ratio) thấp trong ước tính độ cứng mô. Vì lý do này, một phần lớn của bản đồ độ đàn hồi bị trống màu. Lưu ý: Vùng quan tâm (ROI) đã được đặt cách bao Glisson 1,5 cm theo hướng dẫn; tuy nhiên, tâm của ROI lại nằm ở độ sâu 5,5 cm tính từ đầu dò. Đây không phải là vị trí tối ưu vì cường độ tối đa của sóng siêu âm thường nằm ở khoảng cách 4-4,5 cm từ đầu dò. Mẹo lâm sàng (Tips): Trong những trường hợp này, có thể di chuyển ROI gần bao gan hơn, nhưng phải đảm bảo không có nhiễu ảnh dội lại (Reverberation Artifacts) ở phần nông của ROI. Tuy nhiên, cần chấp nhận rằng tỷ lệ thất bại khi đo độ cứng gan ở những trường hợp này là khá cao.

Hình 6.3: Hình ảnh chụp ở tư thế nằm ngửa tại vị trí khoang liên sườn có nhiễu ảnh phổi và nhiễu ảnh xương sườn (A). Phép đo độ cứng ở cùng tư thế nhưng di chuyển đầu dò xuống thấp hơn hai khoang gian sườn (B). Lưu ý: Khi thực hiện đúng kỹ thuật, độ cứng gan là 3,6 kPa (B); trong khi thực hiện sai, độ cứng gan tăng vọt lên 10,9 kPa (A).

Hình 6.4: Trong hình ảnh này, bao gan hiện lên là một đường tăng âm rõ nét và gần như song song với đỉnh của bản đồ độ đàn hồi. Lưu ý rằng không có tín hiệu màu xung quanh mạch máu cửa (Portal Vessel) nằm trong trường nhìn (Field of View). Điều này do cả mạch đập và hiện tượng sóng biến dạng dội lại từ thành mạch. Vùng nhỏ được mã hóa màu (xanh dương và xanh lá) ở phía bên trái bản đồ độ đàn hồi chủ yếu là nhiễu ảnh do mạch máu đập tạo ra. Bản đồ độ tin cậy (bên trái) đã phát hiện phần lớn các nhiễu ảnh, hiển thị bằng màu đỏ và vàng, ngoại trừ nhiễu ảnh do mạch đập ở góc dưới bên trái (màu xanh lá). Phép đo tại khu vực này không chính xác và dẫn đến ước tính quá mức độ cứng gan.

Hình 6.5: Mặc dù xung lực bức xạ âm tạo ra sóng biến dạng, nhưng chính hình ảnh B-mode mới đóng vai trò theo dõi các dịch chuyển do sóng gây ra để ước tính tốc độ. Trong trường hợp này, hình ảnh B-mode có chất lượng kém với cường độ tín hiệu thấp, dẫn đến phép đo độ cứng gan không đạt chất lượng.

Sóng biến dạng lan truyền qua các vùng chênh lệch độ cứng mô (cả trong và ngoài mặt phẳng hình ảnh) có thể gây ra nhiễu ảnh tái tạo (Reconstruction Artifacts) trong các kỹ thuật ARFI (Hình 6.9). Độ lớn của sóng biến dạng phản xạ là một hàm số của độ tương phản cơ học giữa các mô liền kề; sự bất tương hợp trở kháng biến dạng (Shear Impedance Mismatches) càng lớn thì năng lượng sóng phản xạ càng cao. Các kỹ thuật siêu âm đàn hồi sóng biến dạng 2 chiều (2D-SWE) theo dõi sóng trong một vùng quan tâm nhỏ (ROI), hai chiều, sau khi phát một loạt xung đẩy để tạo ra sóng biến dạng phẳng. Các thuật toán tái tạo 2D-SWE thường giả định tính đồng nhất và cho rằng sóng biến dạng lan truyền đơn hướng ra ngoài từ vùng hội tụ. Việc tái tạo hình ảnh dựa trên giả định đồng nhất trong khi thực tế có sự phản xạ từ các vùng chênh lệch độ cứng có thể gây ra nhiễu ảnh và làm ước tính thấp hơn độ cứng thực tế. Các bộ lọc định hướng (Directional Filters) có thể giúp giảm ảnh hưởng của sóng biến dạng phản xạ đang lan truyền theo các hướng không nhất quán với nguồn phát (Hình 6.10).