Bài giảng - Chương 1: Tổng quan chẩn đoán hình ảnh

Chia sẻ: Lan Nguyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:134

Thêm vào BST

Báo xấu

283
lượt xem 62
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng - Chương 1: Tổng quan chẩn đoán hình ảnh với mục tiêu giúp các bạn trình bày được lịch sử phát triển của ngành Chẩn đoán hình ảnh, phân tích được nguyên lý vật lý của các kỹ thuật X quang, siêu âm, trình bày được sơ lược nguyên lý Cắt lớp vi tính và Cộng hưởng từ. Mời các bạn cùng tìm hiểu và tham khảo nội dung thông tin tài liệu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng - Chương 1: Tổng quan chẩn đoán hình ảnh

1 Chương 1. TỔNG QUAN CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH Mục tiêu học tập 1. Trình bày được lịch sử phát triển của ngành Chẩn đoán hình ảnh (CĐHA). 2. Phân tích được nguyên lý vật lý của các kỹ thuật X quang, Siêu âm, trình bày được sơ lược nguyên lý Cắt lớp vi tính và Cộng hưởng từ. I. Lịch sử phát triển của ngành chẩn đoán hình ảnh Ngày 8 tháng 11 năm 1895, Wilhelm Conrad Rontgen (1845 - 1923) - giáo sư vật lý lý thuyết Đại học Wuzburrg, Đức, đã công bố khám phá ra tia X, Rontgen đã được trao giải Nobel Vật lý đầu tiên và được xem là ông tổ của ngành chẩn đoán hình ảnh hiện đại. Phim X quang đầu tiên là tấm kính tráng nhũ tương muối bạc, sau nhiều năm được thay thế bằng phim tráng nhũ tương 2 mặt cảm thụ tia X. Trong những thập kỷ từ 1910 - 1920, Bucky - Potter đã cải thiện chất lượng hình ảnh nhờ xóa được các tia khuyếch tán bằng lưới chống mờ. Coolidge, Bowers tạo ra bóng có dương cực quay, tăng tuổi thọ cho bóng X quang. Vấn đề tương phản luôn được nghiên cứu để cải thiện chất lượng hình ảnh: - Tương phản tự nhiên có 4 đậm độ cơ bản: calci, nước, mỡ, không khí. - Các chất tương phản đã được sử dụng như Bismuth, các muối Iode, không khí được dùng để tăng đối quang cho một số tạng trong cơ thể đã được xử dụng từ những năm 1930. - Khắc phục các chi tiết nằm ở các độ sâu khác nhau bằng chụp nghiêng, chụp chếch, chụp cắt lớp thực hiện giữa năm 1930. - Năm 1950 bóng tăng sáng và tự động hóa chương trình thăm khám ở trong buồng có ánh sáng, truyền hình, quay phim, chụp ảnh. - Năm 1958, siêu âm bắt đầu áp dụng khám sản phụ sau đó khám bụng. - Năm 1970 phát triển chụp cắt lớp vi tính (CLVT), đến năm 1979 Hounsfield nhận giải Nobel Y học. Đầu tiên ứng dụng CLVT cho đầu, sọ não sau đó toàn cơ thể. Nhờ kỹ thuật số hóa đã mở ra cho hình ảnh X quang một hướng mới, X quang số hóa. Phim thường chuyển thành phim in bằng tia Laser là tiền đề cho môn Chẩn đoán hình ảnh hiện đại ra đời. Đáng kể là X quang can thiệp hay X quang điều trị cho phép xác định chính xác vị trí chọc dò sinh thiết, dẫn lưu các nang, ổ áp xe, tụ dịch, nong mở các động mạch, đặt các Stent, bịt tắc các nhánh mạch máu đang chảy hoặc mạch nuôi cấp máu cho u... - Hình ảnh Cộng hưởng từ xuất hiện là một cuộc cách mạng trong chẩn đoán hình ảnh. Đến tháng 11 năm 2003 Lauterbur và Mansfield được giải thưởng Nobel Y học. Bác sĩ chẩn đoán hình ảnh hiện nay không những phải biết vận hành, sử dụng nhiều loại máy móc hiện đại, mà phải có kiến thức cơ bản không những về y khoa mà còn về lý sinh, vật lý, tin học. Sau hơn 100 năm X quang đã trở thành một ngành rộng với kiến thức hiện đại, đòi hỏi nhiều kỹ năng, kỹ xảo. Với hình ảnh X quang mới, các nhà lâm sàng cũng phải nắm được các vấn đề cơ bản, cũng phải được đào tạo lại cách đọc phim với hình ảnh mới.
2 Trong khuôn khổ đào tạo chính quy trên thế giới hiện nay của ngành Chẩn đoán hình ảnh (CĐHA) (Radiology, Diagnostic Imaging, Imagerie Médicale) bao gồm các môn học: - X quang thường quy hay quy ước (Conventional Radiology) gồm các kỹ thuật chẩn đoán dùng tia X từ thời Rontgen ứng dụng cho đến nay vẫn còn một vai trò nhất định trong chẩn đoán hàng ngày. Một vấn đề thời sự gắn liền với X quang thường quy là X quang kỹ thuật số (Computed Radiography) đang được cập nhật nhằm số hoá các hình ảnh X quang để lưu trữ, xử lý như các ảnh kỹ thuật số khác. - Siêu âm hay siêu âm cắt lớp (Ultrasound, Sonography, Echographie, Echotomographie) bao gồm các kỹ thuật siêu âm cổ điển và hiện đại, yếu tố vật lý cơ bản là áp dụng sóng siêu âm. - Cắt lớp vi tính hay Cắt lớp điện toán (Computed Tomography Scanner - CT, Tomodensitométrie - TDM, Scanographie). Ứng dụng đo tỉ trọng của mô sau khi tia X đi xuyên qua cơ thể, nhờ máy vi tính thu thập dữ liệu, tái tạo ảnh nhờ kỹ thuật số. - Cộng hưởng từ trước đây còn gọi là cộng hưởng từ hạt nhân (Magnetic Resonance Imaging). Phối hợp sự tính toán của máy vi tính và sự cộng hưởng từ trường có trong nhân H+ của nước trong các mô của cơ thể để tạo ảnh. - Chụp mạch máu và X quang can thiệp (Angiography and Interventional Radiography): Bằng cách đưa các catheter qua đường các mạch máu ta có thể bơm thuốc cản quang để chụp hoặc để can thiệp điều trị một số bệnh. Cũng từ thập kỷ 1970, kỹ thuật số ra đời phát triển nhanh chóng, đã tạo tiền đề cho CĐHA nói chung và chụp mạch máu nói riêng có những thành tựu mới. Do đó kỹ thuật số hóa hình ảnh thay thế dần các kỹ thuật quy ước, chụp mạch máu có tên mới là “Chụp mạch máu số hóa xóa nền” (Digital Subtraction Angiography - DSA). Qua hình ảnh số hóa, việc xác định xâm nhập vào các mạch máu nhỏ trong cơ thể trở nên dễ dàng và chính xác hơn, nhờ đó các nhà X quang có thể mượn đường các catheter để đưa hóa chất và các vật liệu khác vào tiêu điểm cần can thiệp để điều trị, đó là X quang can thiệp. Chính lĩnh vực này, mà ngày nay người ta có xu hướng xếp khoa CĐHA vào cụm các khoa lâm sàng, chứ không hẳn là khoa Cận lâm sàng như trước. Ngoài ra còn có một số bộ phận chẩn đoán bằng hình ảnh, nhưng không thuộc khoa CĐHA như Nội soi, chụp Nhấp nháy đồng vị phóng xạ (Scintigraphy, Positron Emission Tomography -PET, Single Photon Emission Computed Tomography - SPECT). II. Các cơ sở vật lý của CĐHA 1. X quang quy ước 1.1. Cơ chế phát sinh ra tia X Tia X được tạo ra nhờ chuyển đổi năng lượng từ các hạt electron thành các photon năng lượng (quang năng) bên trong bóng phát tia X, dạng năng lượng mới này được điều chỉnh qua các thông số về điện như: điện thế - KV, cường độ dòng điện - mA, thời gian phát tia X - sec. - Bóng X quang: là một bóng thủy tinh, bên trong là chân không (bóng Coolidge). Có hai cực: Cực âm: (cathode) được cấu tạo bằng cuộn dây tungsten đặt trong một thanh kim loại có hình chiếc tách được đốt nóng lên bởi nguồn điện từ 6 – 10 vôn, có chức năng cơ bản là tạo ra các hạt điện tử (electron), rồi tập trung lại thành luồng hướng vào đích là cực dương.
3 Cực dương: (anode) hay đối âm cực là thanh kim loại rắn, có độ nóng chảy cao, có số nguyên tử Z lớn như bạch kim (74), wolffram, tungsten - rhenium, molybdenum, Rhodium nối với cực dương của dòng điện có hai chức năng cơ bản là chuyển năng lượng điện thành bức xạ tia X và tải nhiệt. - Sản xuất ra tia X: Khi đốt nóng âm cực tạo ra các hạt điện tử (HĐT), dưới tác dụng của độ chênh điện thế cao ít nhất là 40.000volt, các HĐT bị lực hút kéo về dương cực với vận tốc rất lớn. Khi các HĐT va chạm với cực dương tạo ra nhiệt năng (99%) và bức xạ tia X (< 1%). Lực gia tốc của các HĐT phụ thuộc vào hiệu số điện thế của dòng điện được tính bằng KV và chất lượng của chùm HĐT phụ thuộc vào cường độ dòng điện tính bằng mA. - Bản chất của tia X: là một bức xạ điện từ, gồm các sóng dao động theo chu kỳ hình sin, cùng nhóm với các sóng vô tuyến điện, ánh sáng, các bức xạ I ông hoá như tia vũ trụ, tia Gamma, các bức xạ đồng vị. Trong số phổ sóng điện từ này ta thấy ở cực cao là tai Hồng ngoại 7200 A0, tiếp đến là ánh sáng trắng 3900 A0, ở cực thấp là tia Vũ trụ, tia X bước sóng từ 5A0 - 0,01 A0, A0 = 10-6cm , tia Gamma có bước sóng từ 0,01 – 0,0001A0 . - Tính chất của tia X: + Có khả năng đâm xuyên qua cơ thể người, khả năng này phụ thuộc nhiều vào yếu tố như độ dài sóng của tia, bề dày, trọng lượng nguyên tử của vật. + Tia kích sáng một số muối kim loại, ứng dụng để chiếu trên màn huỳnh quang hay trên bóng tăng sáng truyền hình. + Tia có khả năng ion hóa, ứng dụng cho việc chế tạo các buồng đếm, các loại detector đo lường, dùng trong kỹ thuật số. + Tia tác dụng lên nhũ tương trên phim ảnh, đi theo mọi hướng và theo đường thẳng. + Số lượng tia sẽ giảm đi theo tỷ lệ nghịch với bình phương của khoảng cách. + Tia có tác dụng sinh học ứng dụng trong xạ trị liệu, thận trọng đối với các dòng tế bào non, tủy xương tạo huyết, thủy tinh thể, bào thai kỳ đầu. 1.2. Cơ chế tạo ảnh X quang - Nguyên lý chiếu X quang cổ điển: + Ứng dụng tính chất đâm xuyên qua cơ chất của tia X. + Tính chất suy giảm chùm tia X sau khi đi qua các cơ chất khác nhau. + Tích chất kích sáng muối kim loại trên màn huỳnh quang. + Nguyên lý hình chiếu trong không gian ba chiều, cho phép phân tích được hình ánh sáng tối bình thường, bệnh lý các cơ quan trong cơ thể trong buồng tối. - Nguyên lý chiếu X quang tăng ánh sáng truyền hình: Với nguyên tắc như trên, nhưng thay màn huỳnh quang bằng bóng tăng độ sáng. Làm tăng sáng lên hàng ngàn lần, cho phép chiếu được trong buồng ánh sáng thường. - Nguyên lý chụp X quang thường quy: + Ứng dụng tích chất đâm xuyên qua cơ chất của tia X. + Nhờ tác dụng của tia X lên nhủ tương có muối Bạc trên phim. + Với kỹ thuật tráng rữa phim và hiệu ứng suy giảm tia X khác nhau sau khi qua các mô khác nhau, ta có hình ảnh trắng đen, xáp trên phim. Độ tương phản của trắng và đen có được ta gọi là độ đối quang (contrast).
4 - Nguyên lý chụp Cắt lớp cổ điển: + Thay vì bóng X quang và phim cố định trong chụp thường quy, trong chụp cắt lớp cổ điển có sự di chuyển đồng bộ ngược chiều giữa bóng và phim để xóa các chi tiết trên và dưới lớp cắt. Ngày nay người ta bỏ phương pháp này, vì độ phân giải trên hình ảnh rất thấp chất lượng không cao. 1.3. Chất lượng của hình ảnh X quang Chất lượng hình ảnh Y học nói chung, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như phương pháp ghi hình, đặc điểm của thiết bị, người vận hành kỹ thuật... Chất lượng hình ảnh phụ thuộc vào 5 yếu tố sau: độ tương phản, hình mờ, hình nhiễu (noise), ảnh giả (artifact), hình biến dạng. Riêng hành ảnh X quang có hai yếu tố quan trọng: - Độ tương phản (contrast): tức là độ đối quang, do sự khác nhau giữa vùng sáng và vùng đen trên phim, nó phụ thuộc vào kỹ thuật chụp và người quan sát. Ta biết rằng sau khi đi xuyên qua cơ thể tia X bị hấp thụ và bị suy giảm một cách khác nhau, vì vậy sự tác dụng lên nhũ tương trên phim cũng khác nhau: nơi nào không bị suy giảm sẽ tạo nên vùng đen, nơi nào bị suy giảm nhiều tạo nên vùng trắng. Tương tự ta có những vùng xám nhiều hay ít tùy thuộc vào hệ số hấp thụ, và xuất hiện thuật ngữ “nấc thang xám” (gray scale). Trong hình ảnh X quang thường quy có 4 nấc cơ bản là đen của không khí, xám sẫm của mỡ, xám nhạt của nước và mô nềm, trắng của xương. - Sự rõ nét của hình ảnh (sharpness): là sự phân biệt giữa các đường khác nhau trên phim, độ rõ nét càng cao đường bờ càng rõ. Nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: + Kích thước tiêu điểm phát tia, nếu càng nhỏ độ nét càng cao và ngược lại. + Khoảng cách vật phim, càng gần phim càng rõ và ngược lại. + Sự cố định của vật tạo cho hình ảnh rõ nét, nếu chuyển động tạo hình mờ. + Thời gian chụp, càng ngắn hạn chế được sự chuyển động, hình ảnh càng rõ. 1.4. Cách đọc phim X quang gồm 2 giai đoạn - Phân tích hình ảnh: là động tác quan sát, mô tả về: + Tư thế bệnh nhân. + Phương pháp chụp. + Hình dáng, kích thước, vị trí, tính chất của hình ảnh bình thường hoặc bất thường khi so sánh với giải phẫu X quang, tập hợp thành các triệu chứng, hội chứng. Trong giai đoạn này cần tránh sai lầm hoặc bỏ sót, do đó cần quan sát tỉ mỉ. - Tổng hợp các dấu hiệu: là giai đoạn tổng kết, đối chiếu các dấu hiệu nói trên với triệu chứng lâm sàng, các xét nghiệm khác. Để hướng đến chẩn đoán gần đúng với giải phẫu bệnh nhất. Giai đoạn này rất phụ thuộc vào kỹ năng của từng nhà chẩn đoán hình ảnh học. 1.5. Các hình ảnh cơ bản của X quang thường quy - Tăng độ cản quang (hyperdensity): khi ta thấy một vùng trắng hơn so với mức bình thường với chính nó. - Giảm độ cản quang (hypodensity): còn gọi là hình quá sáng, biểu hiện một vùng xám hơn mức bình thường của nó. - Hình khuyết: có thể gặp trong các trạng rỗng, là hình xâm nhập vào lòng ống tiêu hóa hoặc trong các xương của cơ thể làm cho thuốc cản quang không ngấm được. Do các nguyên nhân sau:
5 + Chèn ép từ bên ngoài: gây ra triệu chứng đầy đủ khu trú, việc chẩn đoán sẽ dựa trên góc nối để phân biệt khối u ở trong hay ở ngoài thành ống, u ở trong thành góc nối là góc nhọn; ở ngoài thành là góc tù. Dựa trên tâm của cung tròn so với thành: tâm ở trong là trong thành, tâm ở ngoài là ngoài thành. - Hình lồi: là hình xâm lấn vào trong thành ống tiêu hóa, tương ừng là các ổ loét hay túi thừa tạo nên cái túi và thuốc cản quang sẽ chui vào. Ta dễ thấy hình này khi chụp tiếp tuyến hay chụp nghiêng. - Hình hơi dịch: hơi nằm trên và mức dịch nằm ngang, hình này chỉ thấy khi chùm tia đi song song với mức dịch, cho dù ở bất kỳ trước thế nào. 2. Siêu âm cắt lớp 2.1. Cơ sở vật lý của siêu âm - Cơ chế phát sóng âm: Sóng âm được tạo ra do chuyển đổi năng lượng từ điện thành các sóng xung tương tự như phát xạ tia X, phát ra từ các đầu dò, có cấu trúc cơ bản là gốm áp điện (piezo-electric). Sóng âm thanh chỉ truyền qua vật chất mà không truyền qua được chân không, vì không có hiện tượng rung. Một trong những đặc điểm cơ bản nhất là tần số sóng âm phụ thuộc vào bản chất của vật có độ rung khác nhau. Đơn vị đo tần số là Hertz, tức là số chu kỳ dao động trong một giây. - Bản chất của Siêu âm: để hiểu được siêu âm ta phải hiểu âm thanh, đó là những dao động sóng hình sin có tần số từ 20Hz - 20.000Hz. nếu sóng âm tần số thấp < 20Hz gọi là Hạ âm, > 20.000Hz gọi Siêu âm. Trong lĩnh vực Y tế người ta dùng sóng âm với tần số từ 2 MHz đến 20 MHz (1 MHz = 109Hz) tùy theo yêu cầu thăm khám. - Tính chất của Siêu âm: + Sự lan tuyền của sóng âm - Sự suy giảm và hấp thu: Trong môi trường có cấu trúc đồng nhất, sóng âm lan truyền theo đường thẳng, và bị mất năng lượng dần gọi là suy giảm. Sự suy giảm theo luật nghịch đạo của bình phương khoảng cách. Sự hấp thu quan trọng của năng lượng âm gặp vật chất tạo nhiệt. Tuy nhiên sự mất năng lượng trong siêu âm không giống bức xạ tia X, vì ở đây còn có hiệu ứng quang từ hoặc hiệu ứng Compton. Vận tốc truyền sóng âm phụ thuộc vào độ cứng và tỷ trọng của môi trường vật chất xuyên qua, trong cơ thể người: mỡ 1450; nước 1480; mô mềm 1540; xương 4100 m/s. + Sự phản xạ hay phản hồi: Trong môi trường có cấu trúc không đồng nhất, một phần sóng âm sẽ phản hồi ở mặt phẳng thẳng góc với chùm sóng âm tạo nên âm dội hay âm vang (echo), phần còn lại sẽ lan truyền theo hướng của chùm sóng âm phát ra. Như vậy, ở đường ranh giới giữa hai môi trường có trở kháng âm (acoustic impedance), ký hiệu là Z, Z khác nhau tùy thuộc cấu trúc của vật chất đặc biệt là số nguyên tử. Sóng phản hồi sẽ thu nhận bởi đầu dò, sau đó được xử lý trong máy và truyền ảnh lên màn hình (display), hoặc ghi lại trên phim, giấy in hoặc trên băng đĩa từ. Tất nhiên các sóng phản hồi không được thu nhận bởi đầu dò sẽ bị biến mất theo luật suy giảm. + Sự khúc xạ, nhiễu âm: Khi chùm sóng đi qua mặt phẳng phân cách với một góc nhỏ, chùm âm phát ra sẽ bị thụt lùi một khoảng so với chùm âm tới còn gọi là nhiễu âm. Chính điều này sẽ tạo ra ảnh giả. - Đầu dò (Transducer - Probe): làm nhiệm vụ vừa phát vừa thu sóng âm phản hồi. Nó bao gồm một hoặc nhiều miếng gốm áp điện (piezo-eletric), khi có dòng điện xoay chiều tần số cao khích thích vào miếng gốm này làm cho nó co giãn và phát ra xung siêu âm. Ngược lại
6 khi miếng áp điện rung lên do sóng siêu âm dội trở về sẽ tạo ra một xung động. Sóng siêu âm lan truyền vào các mô trong cơ thể, gặp các mặt phẳng sẽ gặp các sóng âm dội trở về. Mỗi âm dội mà đầu dò thu nhận được sẽ chuyển thành tín hiệu điện, từ tín hiệu này sẽ được chuyển thành tín hiệu trên màn hình, và tất cả chùm sóng âm quét tạo nên hình ảnh siêu âm. Tùy theo máy và hãng sản xuất, các đầu dò quét được nhờ một hệ thống cơ khí hay điện tử, với chùm thăm dò theo hình chữ nhật hay rẽ quạt. + Đầu dò quét cơ học: Trong đầu dò có bộ chuyển động được gắn với tinh thể gốm áp điện hoặc một tấm gương phản âm. Chức năng của bộ này giống như một bộ đèn pha quét ánh sáng chùm đơn, chuyển động nhờ một bánh xe hoặc một chuyển động kế. Các dao động sóng sẽ phản chiếu nhờ tấm gương. + Đầu dò quét điện tử: Các tinh thể gốm áp điện được xếp thành một dãy theo chiều ngang (tuyến tính), được mở ra một cửa sổ (aperture) nhỏ lớn phụ thuộc vào số lượng tinh thể, chiều rộng của chùm sóng âm khi phát ra. BỘ PHẬN MÀN HÌNH PHÁT SÓNG ÂM MÁY IN MÁY VI TÍNH CÁC ĐĨA BỘ PHẬN THU LƯU TRỮ SÓNG ÂM Đầu dò Bộ phận xử lý Bộ phận hiển thị - Các loại kỹ thuật siêu âm: + Siêu âm kiểu A (Amplitude): ghi lại sóng phản hồi bằng những xung nhọn, mà vị trí tương ứng với chiều sâu và biên đô tỷ lệ thuận với cường độ của âm vang. Kiểu A ít có giá trị về chẩn đoán. Mà dùng để kiểm tra sự chính xác của máy siêu âm. + Siêu âm kiểu B hay 2 chiều (2D - bidimention): mỗi sóng xung kiểu A đều được ghi lại bằng một chấm sáng nhiều hay ít tùy theo cường độ của âm dội. Sự di chuyển của đầu dò trên da bệnh nhân cho phép ghi lại cấu trúc âm của các mô trong cơ thể nằm trên mặt phẳng quét của chùm tia, đây là phương pháp siêu âm cắt lớp (Echotomography). Hình thu được từ các âm vang này sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ và chuyển thành tín hiệu trên màn truyền bằng các chấm trắng đen, xám. + Siêu âm kiểu Động (Dynamic): là một kiểu hai chiều với tốc độ quét nhanh, tạo nên hình ảnh theo thời gian thực (real time). Kiểu Động so với kiểu B tựa như điện ảnh so với chụp ảnh. + Siêu âm kiểu TM (Time Motion): trong kiểu siêu âm này âm vang sẽ ghi lại theo kiểu A, nhưng chuyển động theo thời gian nhờ màn hình quét ngang thường xuyên. Do đó những cấu trúc đứng yên trên màn hình là một đường thẳng, còn những cấu trúc chuyển động là một đường cong ngoằn nghèo tùy theo sự chuyển động của cơ quan thăm khám. Siêu âm kiểu này thường dùng để khám tim.
7 + Siêu âm kiểu Doppler (Động): Dùng hiệu ứng Doppler của siêu âm để đo tốc độ tuần hoàn, xác định hướng của dòng máu và đánh giá lưu lượng máu. Có 3 loại Doppler: D. liên tục, D. xung, D. màu, người ta thường phối hợp hệ thống D. với siêu âm cắt lớp theo thời gian thật gọi là siêu âm DUPLEX. Ngày nay người ta còn mã hóa các dòng chảy của siêu âm chính là siêu âm Động-màu, siêu âm D năng lượng (Power Doppler), siêu âm tổ chức (tissue doppler) và siêu âm chiều rất tiện cho việc thăm khám Tim-Mạch, sản khoa. 2.2. Tạo ảnh siêu âm Theo nguyên tắc vật lý, người ta ứng dụng các tính chất sau đây của siêu âm cho vấn đề tạo ảnh: - Tính lan truyền qua vật chấn của sóng âm. - Tính phản hồi khi qua các mặt phẳng phân cách. - Chuyển sóng âm thành năng lượng điện sau đó mã hóa số phát trên màn cảm quang âm cực (photocathode) của màn hình. Vì sóng âm sẽ suy giảm cường độ theo luật nghịch đảo của bình phương khoảng cách, do đó muốn có một hình ảnh siêu âm đẹp, ta cần có những đầu dò thích hợp với chiều sâu của câu trúc thăm dò, ngoài ra cần điều chỉnh tốc độ khuyếch đại của các âm vang nông và tăng cường độ khuyếch đại của âm vang sâu, làm cho cường độ của chúng đồng đều gọi là đều chỉnh bù theo độ sâu (Deep gain compensation DGC - Time gain compensation TGC). - Ta có thể vừa xem ảnh siêu âm qua màn hình, vừa có thể nối với hệ thống in nhiệt, laser - camara - chụp phim polaroid hay ghi băng từ, đĩa từ để lưu trữ. 2.3. Các hình ảnh cơ bản của siêu âm - Cấu trúc của dịch lỏng: (bàng quang, túi mật, u nang) có cấu trúc đồng đều thể hiện một vùng rỗng âm (anechogen, echo - free). Sóng âm dễ dàng truyền trong môi trường lỏng nên ít bị suy giảm hơn các vùng xung quanh, do đó có hiện tượng tăng âm phía sau một cấu trúc dịch đồng nhất (acoustic enhencement). - Cấu trúc đặc có đậm độ cao hơn nhu mô ở chung quanh: sẽ thể hiện bằng một vùng tăng âm (hyperéchogène, echo rich), tuy nhiêm cũng có các loại u giảm âm và sau vùng tăng âm là vùng giảm âm (attenuation posterieur). - Một số cấu trúc rất đặc: (vôi hóa, sỏi, xương) có tác dụng nhu một lá chắn, sóng âm sẽ phản hồi hoàn toàn ở bề mặt phân cách tạo nên vùng âm rất rõ, phía sau là một vùng trống âm tức là sóng âm đã bị chặn lại bởi lá chắn. Vùng này được gọi là “bóng lưng” (Cône d’ombre postérieur, acoustic shadowing). - Một số vùng giảm âm (hypoéchogène, echo- poor) do có cấu trúc nửa lỏng nửa đặc, ví dụ ổ áp xe hay một u hoại tử có thể có hình siêu âm giống nhau. - Hơi trong các tổ chức có tác dụng làm khuyếch tán, phản hồi, hấp thụ và khúc xạ ngay tại bề mặt tiếp xúc. Điều này làm cho ta rất khó đánh giá các cấu trúc ở sau bề mặt này, người ta thường dùng thuật ngữ “bóng lưng bẩn” (dirty acoustic shadow) để mô tả hơi ở trong ống tiêu hoá. 2.4. Nghiên cứu ảnh siêu âm Một trong những ưu điểm của thăm khám siêu âm là cho phép cắt lớp tất cả các mặt phẳng trong không gian, mà không chỉ cắt ngang như cắt lớp vi tính. Đồng thời có
8 thể tái tạo thành ảnh ba chiều (3 dimention - 3D) và 4 chiều (4D). Điều này đòi hỏi các bác sỹ thăm khám siêu âm cần phải nắm rất chắc giải phẫu định khu cơ thể và kỹ thuật khám siêu âm. Trong thực tế người khám phải cắt rất nhiều lớp khác nhau, với các góc quét khác nhau để chẩn đoán, còn khi chụp chỉ ghi lại những hình ảnh đặc trưng mà thôi. Giống như cắt lớp vi tính, theo quy ước những lớp được cắt ngang được trình bày như khi người quan sát đứng ở phía chân nhìn lên. Những lớp cắt dọc chiều quy ước đầu bệnh nhân ở bên trái người quan sát, chân ở phía phải. 3. Sơ lược về Cắt lớp vi tính và Cộng hưởng từ 3.1. Chụp cắt lớp vi tính (CLVT) Còn được gọi là Cắt lớp điện toán, chụp Cắt lớp đo tỷ trọng (Computed, Tomography Scanner, Tomodensitométrie, Scannography). - Dựa trên nguyên lý cơ bản của X quang cổ điển, tức là sự hấp thụ tia X khác nhau của các mô trong cơ thể tùy theo tỷ trọng của chính nó và trên các đo lường tính toán sự khác nhau về tỉ trọng nhờ máy tính điện tử. Sự tái hiện hình ảnh lên màn hình hoặc trên phim, khi Gantry quét vòng tròn cho những hình ảnh cắt lớp ngang qua cơ thể. Vì vậy trên sơ đồ khối của máy chụp CLVT ta có 3 cụm chức năng chính: Gantry Bộ phận xử lý Bộ phận hiển thị BÓNG MÀN PHÁT TIA X HÌNH MÁY VI TÍNH MÁY IN BỘ PHẬN CÁC ĐĨA THU TÍN LƯU TRỮ HIỆU + Cụm phát (bóng phát tia X) và thu tín hiệu tia X (detector): gọi là GANTRY. + Cụm đo lường, tính toán, xử lý, lưu trữ dữ liệu số hóa: Máy vi tính. + Cụm tạo ảnh (tái cấu trúc hình ảnh - Imaging Reconstruction): Màn hình (Monitor, display), máy in Laser, các ổ đĩa từ, đĩa quang (Magnetic Optical Disc). - Đã có nhiều thế hệ máy ra đời nhằm cải tiến chất lượng và hiệu quả chẩn đóan, gần đây nhất là sự ra đời của máy CLVT thế hệ mới, Cắt lớp diện toán cực nhanh (Electron Beam Ultrafast Scanner - EBUS - EBCT), cho phép thấy được những hình ảnh chuyển động theo thời gian thực (real time), chẳng hạn cho ta có thể xem phổi, khí quản hoạt động trong các kỳ hô hấp ... (Webb WR và cs 1992). 3.2. Chụp Cộng hưởng từ (Magnetic Resonance Imaging)
9 - Dựa trên nguyên lý cộng hưởng từ trường của các hạt nhân H+ có trong dịch nội và ngoại bào, các tổ chức trong cơ thể. - Dựa trên các phép đo lường tính toán sự khác nhau (algorythm) về tín hiệu từ (magnetic signal) của các mô cơ thê nhờ máy tính điện tử và kỹ thuật số. - Sự tái hiện hình ảnh lên màn hình hoặc trên phim, khi Gantry quét vòng tròn qua cơ thể cho ta những hình ảnh cắt lớp ngang, dọc đa chiều (Multiptlanar) tùy trường nhìn được chọn. Gantry Bộ phận xử lý Bộ phận hiển thị MÀN HÌNH CÁC BỘ PHẬN CỘNG MÁY VI TÍNH MÁY IN HƯỞNG TỪ TRƯỜNG CÁC ĐĨA LƯU TRỮ TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bài giảng Chẩn đoán hình ảnh Trường Đại học Y khoa Hà Nội, NXB Y học, Hà Nội 2001. 2. Bài giảng Chẩn đoán hình ảnh đại học, Trường đại học Y khoa Huế, 2003-2004. 3. Bài giảng Chẩn đoán hình ảnh sau đại học, Trường đại học Y khoa Huế, 2004. 4. P. Sprawls. Physical principles of Medical Imaging. An Aspen Publication, Maryland, 1993. 5. Euclide Seeram. Physical Principles Clinical Applications and Quality control. WB Saunders 1994. 6. J.P. Monnier. Abreges d’lmagerie Medicale. Masson, Paris 1994 (Đã dịch sang tiếng Việt năm 1998). 7. Doyon D, Cabanis E-A, I ba Zizen M-T, Roger B. Principles de base d’IRM. 4e edition. Masson, Paris 2004. I: 1-18. 8. Doyon D, Cabanis E-A, I ba Zizen M-T, Roger B, Frija J, Pariente D, Idy I, Peretty. Semiologie en Imagerie par Resonance Magnetique. 4e edition. Masson, Paris 2004. II: 29-54.
10 Chương 2 CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH HỆ XƯƠNG KHỚP I. Các kỹ thuật hình ảnh xương khớp và mô mềm và giải phẫu X quang xương khớp Mục tiêu học tập 1. Phân tích vai trò của các kỹ thuật hình ảnh đối với hệ vận động: xương khớp và mô mềm. 2. Cấu trúc giải phẫu xương bình thường trên hình ảnh X quang. 1. Các kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh xương khớp mô mềm 1.1. X quang thường quy (Conventional Radiography) Các kỹ thuật chụp X quang thường quy hay còn gọi là quy ước, hầu như kinh điển từ hơn 100 năm nay đã đánh giá các tổn thương xương một cách hiệu quả. Từ gãy xương trong chấn thương cho đến các bệnh lý nhiễm trùng, ký sinh trùng, các loại u xương lành và ác tính, X quang xương đã có thể chẩn đoán được nhiều trường hợp. Do đó chỉ định chụp X quang xương là một lựa chọn hàng đầu. Trên nguyên tắc chụp X quang theo các tư thế: - Chụp xương từng bộ phận cơ thể theo các mặt phẳng không gian 3 chiều: thẳng (Face), nghiêng (Profil), và theo trục (Axial) đối với một số xương. - Chụp cột sống từng vùng: cổ- bản lề chẫm cổ, ngực, lưng, cùng cụt. - Chụp X quang xương phóng đại trực tiếp một vùng. - Chụp X quang xương với tư thế động (Radiographie dynamique), gấp tối đa, duỗi tối đa. - Chụp ổ khớp có bơm thuốc cản quang (Arthrography). Đánh giá được các tổn thương trong khớp. 1.2. Siêu âm (Ultrasound - Echographie) Siêu âm là chỉ định thứ hai cho hệ vận động, là chỉ định hàng đầu đối với mô mềm. Sử dụng các đầu dò tần số từ 5 - 10MHz, với độ phân giải nông ta có thể khảo sát mô mềm, màng xương rất hiệu quả. Hạn chế là không xem được mô xương. - Mode 2D: Đánh giá các cấu trúc từ da, mô dưới da bình thường hay bất thường, hình thái của cân cơ, các khoang. - Cấu trúc của màng xương, dưới màng xương và một phần nông của mô xương (vỏ xương). Khi có tổn thương xương, ta có thể đánh giá thêm các cấu trúc bên trong tổn thương. - Ổ khớp, siêu âm chỉ đánh giá bề mặt tiếp cận với cân cơ, chổ bám tận của các dây chằng, bao hoạt dịch. - Các mode Doppler, Power, Harmonic Tissue đánh giá thêm tình trạng phân bố mạch máu, tưới máu của mô góp phần chẩn đoán bản chất của tổn thương. 1.3. Cắt lớp vi tính (CLVT - Computed Tomography Scanner) Thay vì chỉ có 4 đậm độ cơ bản trên X quang qui ước, CLVT đo được gần 4000 đậm độ xám gọi là đơn vị Hounsfield (HU), đây là một phương pháp hình ảnh khá tối ưu cho hệ vận động.
11 - Đánh giá được các cấu trúc của mô xương chi tiết về hình thái, đo được tỉ trọng góp phần đánh giá bản chất của tổn thương xương mà các kỹ thuật khác không làm được. - Đánh giá cấu trúc của ổ khớp, hoặc ổ khớp có bơm thuốc cản quang (Arthroscaner). - Nhờ các thuật toán đo tỉ trọng, CLVT còn đo được khoáng xương QCT (Quantitative computed tomography), phát hiện chính xác loãng xương. - Khi có tiêm thuốc cản quang tĩnh mạch, CLVT còn đánh giá được các tổn thương của mô mềm, đánh giá tình trạng xâm lấn của tổn thương từ xương, màng xương hoặc các tổn thương từ nơi khác di căn đến. Kỹ thuật X quang cắt lớp vi tính mạch máu (CTA): Tiêm nhanh chất cản quang và cắt lớp tức thì, dưới sự hỗ trợ xử lý của máy vi tính. Ta có thể hiển thị toàn bộ hệ mạch máu chi phối, với các máy CLVT đa lớp cắt (Multislices CT) cho phép chụp và tái tạo hình ảnh các mạch máu rất chi tiết, do đó CTA đã thay thế các kỹ thuật chụp mạch thường quy trong chẩn đoán các bệnh lý có liên quan đến mạch. 1.4. Chụp nhấp nháy (Scintigraphie) Với các chất phóng xạ đưa vào cơ thể, nhờ một thiết bị đo lường bức xạ, ghi lại hình ảnh, chúng ta thăm dò sự di chuyển và chụp ở bên ngoài cùng lúc sự phân bố vận tốc đào thải. Tiêm chất phóng xạ hoạt động (Radioactif) trong tĩnh mạch hay trong màng cứng tùy theo kỹ thuật và thông tin cần tìm kiếm chất phóng xạ này sẽ cố định trong tổn thương. Ưu điểm của kỹ thuật này là có thể đánh giá thêm phần chức năng của các thuỳ não, tiểu não. Các kỹ thuật hiện đại như PET, SPECT đã bổ sung hoàn thiện cho chẩn đoán hệ vận động. - SPECT (Single photon emission computed tomography): phát hiện loãng xương rất nhạy cao nhất là ở đầu xa của xương quay. - DER (Dual energy radiography): đó là phương pháp dùng X quang số hoá để định lượng, phát hiện loãng xương. 1.5. Chụp mạch máu (Angiography) Tiêm chất cản quang Iode tan trong nước vào động mạch, sau khi chích trực tiếp hoặc gián tiếp qua Catheter (sonde). Từ đó đánh giá mạch phân bố cho hệ xương, mô mềm bình thường hay bệnh lý, góp phần chẩn đoán u lành hoặc u ác của xương, là nền tảng của can thiệp mạch. Kỹ thuật chụp động mạch trực và gián tiếp dần dần thay thế bởi chụp mạch máu số hóa như chụp mạch CLVT (CTA), chụp mạch CHT (MRA). 1.6. Cộng hưởng từ (Magnetic Resonance Imaging - MRI) Khác với phương pháp CLVT, tạo ảnh cộng hưởng từ (CHT) liên quan tới hạt nhân nguyên tử Hydro (proton Hydrogen) trong cơ thể và mối tương quan của nó với môi trường sinh hóa xung quanh như nước, mỡ, protein, tạo nên một tập hợp tín hiệu gọi là CHT. Nhờ sự hỗ trợ của vi tính, ta có thể thấy hiển thị tất cả các mặt phẳng trong không gian 3 chiều: ngang, đứng, dọc và chếch qua bất kỳ mặt phẳng nào qua cơ thể. Do vậy đánh giá các mô của cơ thể rất chi tiết tuỳ theo chuỗi xung Radio phát ra. - CHT rất nhạy trong việc đánh giá tổn thương ở mô mềm, thần kinh sọ não- tuỷ khi thay đổi chuỗi xung. - Đánh giá rất tốt mô sụn, nhưng lại ít có tín hiệu trong mô xương đặc. CLVT đặc hiệu hơn CHT, nhưng kém nhạy hơn, vì thế CHT ngày nay được ứng dụng rộng rãi để bổ sung chẩn đoán cho CLVT và các phương pháp khác.
12 2. Cấu trúc giải phẫu xương bình thường 2.1. Mô xương Là mô liên kết gồm có các tế bào xương (cốt bào), chất gian bào vôi hóa, những sợi keo và một số chất vô định hình giàu Mucopolysaccharis. Mô xương là một mô sống luôn luôn thay đổi dưới sự ảnh hưởng của các tế bào tạo xương (osteoblast) và các tế bào hủy xương (osteoclast). Thớ xương bên trong Mô xương đặc Màng xương Ống Volkman Ống Havers Sơ đồ cấu trúc mô xương Lớp cắt qua trục xương dài Hình 1. Cấu trúc giải phẫu xương bình thường 2.2. Cấu trúc xương Ta có mô xương xốp, mô xương đặc phân bố khác nhau tùy theo xương dài xương ngắn xương dẹp: 2.2.1. Xương dài Gồm có 3 phần: 2 đầu xương phình to ra gọi là hành xương (metaphyses) chủ yếu là mô xương xốp.Thân xương (diaphyse) có hình ống dài, gồm mô xương đặc và ống tủy. Sụn liên hợp thấy ở tuổi thanh thiếu niên, cốt hóa hoàn toàn ở người trưởng thành.
13 Sụn liên hợp: không cản quang Vùng vôi hoá dự kiến: cản quang Vùng sụn sơ cấp: xương phát triển, sụn liên hợp giảm Vùng sụn thứ cấp: sụn biến mất chỉ có xương Hình 2. Cấu trúc vi thể của sụn liên hợp 2.2.2. Xương ngắn và xương dẹp Xương ngắn và xương dẹp tạo bởi xương xôp có vỏ xương đặc bao bọc bên ngoài. 2.2.3. Màng xương Màng xương là màng liên kết bao quanh xương, thường không thấy được trên phim X quang, có thể thấy được trên Siêu âm và Cộng hưởng từ. 2.2.4. Hình ảnh X quang Màng xương và sụn khớp không cản quang. Thân xương có hình ống thường chạy dọc theo trục của chi, mô xương đặc rất dày, rất cản quang. Đầu xương và điểm cốt hóa (epiphyse) được cấu tạo bởi mô xốp có độ cản quang thấp hơn mô xương đặc giới hạn ngoài là vỏ mỏng, chính vùng này ta có thể phân biệt các thớ xương được phân bố theo đường chịu lực (ligne de force) để đảm nhận chức năng cơ học tạo ra. Trên hình ảnh X quang thường quy ta có thể thấy được cấu trúc xương tương tự trên giải phẫu thường, nhưng không thấy được màng xương sụn và mô mềm. Trong lúc đó trên siêu âm ta thấy được phần mềm, màng xương. Chụp cắt lớp vi tính cho phép thấy được rõ ràng các cấu trúc của mô xương đặc, xương xốp, và có thể thấy được màng xương và sụn. Hình ảnh X quang xương tóm lại được phân thành 2 nhóm cấu trúc có cản quang hay không cản quang, từ đó ta có thể giải thích dễ dàng các dấu hiệu cơ bản.
14 Hình 3. Hình ảnh X quang xương, khớp: xương cản quang; màng xương, sụn liên hợp, sụn khớp không cản quang II.Các dấu hiệu cơ bản của tổn thương xương trên phim X quang Mục tiêu học tập 1. Phân tích được các hình ảnh bất thường của xương trên phim X quang thường quy. 2. Trình bày được các nhóm bệnh lý thể hiện trên hình ảnh X quang. Các loại hình thương tổn của xương được chia làm 3 loại có liên quan đến độ cản quang, cấu trúc và hình dáng, có khi riêng lẻ, có khi phối hợp. 1. Bất thường về độ cản quang Độ cản tia X của xương tùy theo lượng Calcium chứa trong một đơn vị thể tích. Tỉ lệ này cũng có giá trị như chỉ số vỏ - tủy đo ở thân xương chày: - Giảm độ cản quang của xương: chỉ thấy được trên phim X quang quy ước khi số lượng calci giảm ít nhất là 30%. Biểu hiện bằng hình ảnh sáng (đen hơn) mô lành ở chung quanh, gọi là loãng xuơng. Ta gặp quá trình này xãy ra: + Cho tất cả các xương, trong một số bệnh lý tổng quát. + Một cách khu trú ở các bệnh nhiễm khuẩn, ký sinh trùng, u , chấn thương, ở một số nguyên nhân khác.
15 - Tăng độ cản quang của xương: khi tỉ lệ muối Calci gia tăng, biểu hiện bằng hình ảnh mờ (trắng hơn) tổ chức lành chung quanh, gọi là đặc xương. Ta gặp đặc xương trong các trường hợp sau đây: + Lan tỏa trong bệnh máu, di căn xương, rối loạn hoạt động tuyến giáp, nhiễm độc các kim loại nặng, giang mai xương, các bệnh xương bẩm sinh. + Khu trú: là một phản ứng của xương đối với một tổn thương, hoặc là bệnh lý có tân tạo xương. - Độ cản quang hỗn hợp: vừa tăng vừa giảm, thường thấy trong các quá trình viêm mạn, u, bệnh máu... 2. Bất thường về cấu trúc 2.1. Quá trình hủy xương Dấu hiệu cơ bản là hình khuyết (lacune) nếu ở trung tâm, hình gặm mòn ở bờ (erosion) nếu ở ngoại biên. Bên trong không có Calci, không hoặc giảm cản quang, nhưng lại chứa mô sống hoặc đã chết. - Tuỳ theo mức độ phá huỷ ta có: + Loãng xương hay thưa xương. + Huỷ xương. + Tiêu xương. + Hoại tử xương, có mảnh xương chết. - Tuỳ theo vị trí: + Nếu ở thân xương trước hết phải nghĩ đến di căn ung thư, khối u có nguồn gốc từ máu, nhiễm khuẩn. + Nếu ở hành xương trước hết nghĩ đến u nguyên phát. + Đầu xương trước hết phải nghĩ đến u hủy cốt bào, u nguyên bào sụn. + Liên quan đến sụn: sụn tiếp hợp và sụn khớp tạo nên hàng rào ngăn u lành và u ác tính không qua được, trái lại một số quá trình nhiễm khuẩn lại vượt qua được các sụn. + Liên quan đến vỏ xương: cần chụp 2 tư thế thẳng góc với nhau. • Hình thái và kích thước: có thể bầu dục, hình tròn, hình cung hoặc nhiều vòng. Kích thước cho biết sự tiến triển của tổn thương. • Giới hạn đường bờ: phụ thuộc vào tốc độ phát triển và quyết định tình trạng của xương kế bên. + Giới hạn đặc: tổn thương tiến triển chậm (nhiễm khuẩn mạn, u lành). + Bờ viền rõ: hình khuyết như đột lỗ, không có phản ứng chung quanh tổn thương thể hiện quá trình tiến triển chậm : bệnh Kahler, bệnh hệ võng (reticulose). + Bờ viền thành quầng hoặc không liên tục: nói lên tổn thương tiến triển rất nhanh (ung thư nguyên phát hoặc thứ phát, nhiễm khuẩn cấp tính). Đôi khi giới hạn trở nên rất mờ, khó thấy vì có nhiều ổ khuyết nhỏ (microgéodes), đây là những tổn thương tiến triển rất nhanh của u ác tính nguyên phát.
16 + Mảng tổn thương: đồng nhất, có vách ngăn (thường là u hủy cốt bào, hoặc tổn thương đóng kén). Lấm tấm các hạt vôi hóa nhỏ, gợi ý nguồn gốc từ sụn. Xuất hiện đám mờ ở tâm thường là nhiễm khuẩn mạn, có ổ xương chết, hoại tử vô khuẩn. 2.2. Quá trình tạo xương - Phản ứng tạo xương: đó là hiện tượng tân tạo xương bắt đầu từ các thớ xương. Quá trình này làm xương dày lên và biến dạng thể hiện qua các đặc điểm về hình thái, vị trí, bờ viền, xâm lấn và giới hạn của quá trình phản ứng xương gây ra. Bao gồm: + Đặc xương: toàn bộ thớ xương dày lên, tăng độ cản quang. + Xơ xương. - Phản ứng màng xương: khi một khối u hay tổn thương nhiễm khuẩn, tổn thương viêm tác động vào màng xương gây phản ứng tạo xương mới từ mặt trong của màng xương. Hiện tượng tân tạo này của màng xương tạo nên hình bồi đắp. Khi màng xương bị phá hủy từng chỗ và bị chèn đẩy bởi quá trình tạo xương thẳng góc với trục lớn của xương tạo nên những hình gai hoặc hình cỏ cháy là biểu hiện của tổn thương ác tính, tiến triển nhanh, xâm lấn ra cả phần mềm. Triệu chứng này thấy rõ trên chụp cắt lớp vi tính hoặc cộng hưởng từ. 2.3. Quá trình hỗn hợp Cả 2 quá trình trên thường thấy ở một số bệnh trên lâm sàng như viêm, u xương. Tính chất đơn độc hoặc nhiều ổ tổn thương là một yếu tố có giá trị cho chẩn đoán bệnh lý tại chỗ hay toàn thân. 2.4. Quá trình nhuyễn xương Tích luỹ các thành phần dạng xương không vôi hoá, làm xương bị mềm đi, phối hợp giảm khoáng hoá các thành phần dạng xương. Thường gặp mắc phải do thiếu vitamin D, còn gọi là còi xương; bẩm sinh do khiếm khuyết các men chuyên hoá hoặc kháng vitamin D dẫn đến thiếu hụt. Trên hình ảnh ta có các xương chỉ có cấu trúc dạng xương, không được cốt hoá bình thường, hay gây ra biến dạng đầu xương hình mái chùa, kèn Trompette; biến dạng thân xương chữ O, chữ X hoặc cây gậy đánh bóng chày. 3. Bất thường về hình dáng Ngoài những biến dạng thứ phát sau gãy xương, một tổn thương của xương dài làm cho xương đó có thể phình to ra, teo nhỏ lại; hình xương biến đổi hoặc ảnh hưởng tới sự phát triển của xương. Sự biến dạng như vậy kéo dài trong nhiều tháng, nhiều năm, cho ta hình ảnh đặc hiệu của tổn thương: - Hình cây gỗ mục: viêm xương tủy xương. - Hình bao kiếm: đặc toàn bộ xương chày trong giang mai xương. - Hình gậy đánh Golf: bệnh xương hóa đá... III. Các bệnh lý xương thường gặp Mục tiêu học tập 1. Chẩn đoán được các hình ảnh của các bệnh lý viêm xương, lao xương. 2. Phân biệt được các u lành và ác tính của xương và chẩn đoán phân biệt .
17 1. Viêm xương tuỷ xương Là bệnh lý xương thường gặp hàng ngày. Với triệu chứng lâm sàng rõ rệt, với hình ảnh phim X quang thường quy điển hình thì không khó khăn gì trong chẩn đoán sớm và điều trị có hiệu quả cho bệnh nhân. Tuy nhiên, cũng có những trường hợp khó, không điển hình đôi khi phải sử dụng các phương pháp chẩn đoán đắt tiền như chụp cắt lớp vi tính, chụp cộng hưởng từ, những xét nghiệm hiện đại mới xác định được. 1.1. Đặc điểm của tổn thương xương trên phim X quang thường quy - Loãng xương và hủy xương sau đó là đặc xương. - Hoại tử khu trú của mô xương tạo thành những ổ abces và mảnh xương chết. - Bệnh thường xảy ra ở tuổi trẻ, tỉ lệ cao nhất ở tuổi 15, nam nhiều hơn nữ. 1.2. Vị trí tổn thương Tiêu điểm thường gặp đầu tiên là đầu các xương dài, theo quy luật gần đầu gối, xa khớp khuỷu. Giải phẫu bệnh và cơ chế bệnh sinh: - Viêm xương khởi đầu là một tình trạng của rối loạn, thiểu năng tuần hoàn xương do viêm tắc tĩnh mạch xương (osteo- thrombophlébite), phù nề phát triển ở trong tổ chức xương và chức năng của các hủy cốt bào, tạo cốt bào bị đảo lộn. - Nguồn máu nuôi dưỡng bị gián đoạn do huyết khối nhiễm khuẩn trong xương (thrombose septique), đồng thời với tổ chức viêm phát triển tạo ra cho vùng tổn thương không đồng đều, với nhiều giai đoạn khác nhau. 1.3. Nguyên nhân Tất cả các loại vi trùng gây bệnh đều có thể gây viêm xương nhưng chính là tụ cầu vàng. 1.4. Hình ảnh X quang và tiến triển - Dấu hiệu tổn thương xương xuất hiện ít nhất 3 tuần sau khi nhiễm khuẩn. Loãng xương không đồng đều và lan toả ở đầu xương dài hoặc hình ảnh gặm ở bờ gần sụn tiếp hợp. Có phản ứng ở màng xương kế cận với tiêu điểm đầu tiên làm cho bờ của màng xương không đều. - Tổn thương tiến triển dẫn đến hoại tử xương tạo ổ abcès. Có khi nhiều ổ hoại tử nối liền nhau bên trong chứa một mảnh xương gọi là mảnh xương chết (hình quan tài, thời gian diễn biến trong nhiều tuần hoặc nhiều tháng . - Tiếp theo sau sự phá hủy, có phản ứng đặc xương tự vệ kéo dài trong nhiều tháng. Bờ của thân xương không đều và biến dạng "hình cây gỗ mục" xen lẫn những mảnh xương chết có đậm độ cao hơn tổ chức hoại tử xung quanh. Hình ảnh X quang giai đoạn cấp: sự phá hủy xương là chủ yếu, bờ xương không đều, phản ứng màng xương dữ dội. Giai đoạn này hay kèm theo gãy xương bệnh lý. Khi bệnh tiến sang giai đoạn mạn tính: hình ảnh đặc xương mạnh, có ổ áp xe, mảnh xương mục, phản ứng màng xương rộng hơn. Hình ảnh bệnh lý trên được cải thiện rõ ràng khi điều trị kháng sinh. Thể mạn tính không để lại một di chứng nào, nhưng thể cấp có thể có di chứng ở trẻ con hoặc người lớn khỏe mạnh. Nếu điều trị sớm ít khi nhiễm trùng xâm nhập vào xương, khi đã có tổn thương xương thì hình ảnh loãng xương và hủy xương được nhanh chóng thay thế bởi đặc xương (thành lập mô
18 xương mới). Trường hợp không đáp ứng điều trị nội, cần cảnh giác u xương thể giả viêm, hoặc kết hợp điều trị ngoại khoa. 1.5. Các thể viêm xương tủy không điển hình - Chín mé: viêm xương đầu ngón tay. - Abcès Brodie: hoặc abcès ở trung tâm của xương, là một thể viêm xương khu trú ở đầu xương, ở gốc chi hoặc ở thân xương chày. Nó có thể nhầm với một u xương dạng xương. - Viêm xương của Poncet: hiếm. - Viêm xương kiểu xơ của Garré. - Viêm đầu xương. - Viêm xương dẹp và ngắn. - Viêm xương thể giả u. - Viêm xương do giang mai: ngày nay rất hiếm, chủ yếu ta thấy viêm xương ở thời kỳ thứ 3, xương thường bị là xương chày. Thân xương phình to ra, đặc xương, cong ra phía trước gọi là “ hình bao kiếm”. Hình ảnh Siêu âm đối với viêm xương không có giá trị đặc hiệu, tuy nhiên nhờ các máy có độ phân giải cao, với các đầu dò cao tần số (từ 7 - 10MHZ) ta có thể phối hợp đánh giá thương tổn của màng xương, phần mềm quanh ổ viêm, tổ chức của ổ khớp dây chằng, bao hoạt dịch. 2. Viêm xương và khớp do lao 2.1. Đặc điểm trên phim X quang thường quy - Tiêu xương là chính. - Rất ít có đặc xương, hiếm có ổ abcès và mảnh xương chết. - Thường có tổn thương khớp kèm theo. 2.2. Vị trí tổn thương - Bệnh khu trú hầu hết là ở đầu xương gần sụn các khớp lớn, đảm nhận chức năng cơ học nặng nề: khớp háng, đầu gối, cổ chân, vai, cổ tay, khuỷu tay, cột sống (viêm xương - khớp cột sống - spondylodiscite). Tỉ lệ mắc bệnh lao không ưu tiên cho một lứa tuổi nào, và giới tính không có sự khác biệt. - Viêm khớp lao hầu như chỉ ở một khớp. Bệnh thường được phát hiện khi có các dấu hiệu viêm khớp trung bình và mạn tính: đau, hạn chế cử động, đôi khi sưng, tăng nhiệt tại chỗ. Đương nhiên tốc độ máu lắng tăng và thường có bệnh cảnh lao. 2.3. Hình ảnh X quang và tiến triển Viêm xương - khớp lao có những dấu hiệu mà lúc đầu còn kín đáo như: bờ của diện khớp mờ, có loãng xương dưới sụn khớp. Sau đó các triệu chứng trở nên rõ hơn: - Hẹp khe khớp. - Bờ khớp không đều. - Các hình khuyết quanh sụn, thường thể hiện rất sớm. - Phá hủy xương dưới sụn, ranh giới không rõ, xuất hiện hai bờ khớp trong lòng đầu xương có đậm độ giảm rõ rệt.
19 Nếu điều trị được tiến hành trước khi có phá hủy sụn quan trọng, bệnh sẽ khỏi không để lại di chứng. Tiến triển tự nhiên có thể âm thầm dẫn tới phá khớp và sau đó là cứng dính khớp. Trong một số trường hợp, các dấu hiệu X quang lại kín đáo, so sánh các phim đã chụp, nhất là chụp cắt lớp, có thể giúp phát hiện các phá hủy xương khó nhìn thấy trên các phim chụp thường. Cuối cùng, một số thể khởi đầu từ bao hoạt dịch mà trên thực tế không có dấu hiệu X quang nào, chỉ thấy được trên hình ảnh cộng hưởng từ hoặc trên hình ảnh siêu âm. Chẩn đoán xác định là cần thiết để tiến hành điều trị chống lao, điều đó làm được bằng cách nuôi cấy dịch chọc dò, làm Test phản ứng chuỗi RNA, thậm chí bằng sinh thiết bao hoạt dịch trong những trường hợp khó nhất. 2.4. Các thể lâm sàng 2.4.1. Lao khớp háng Những dấu hiệu điện quang đầu tiên là mất chất vôi và hẹp khe khớp. Các hình khuyết xương ở bờ mờ khu trú gần nơi bám của dây chằng tròn, ở phần trên của đáy ổ cối và phần trước hoặc sau của cổ xương đùi. Về sau, các tổn thương trở nên rõ ràng hơn. Các hình áp xe thấy được trong phần mềm. 2.4.2. Lao khớp gối (U lạnh đầu gối) Đầu tiên, tràn dịch nội khớp rất dễ thấy dưới dạng mờ hình quả lê ở mặt dưới của gân cơ tứ đầu. Mất chất vôi với hình khuyết quanh sụn khớp khu trú ở chu vi gờ xương chày, ở phần ngoài các lồi cầu và trong rãnh liên lồi cầu. 2.4.3. Lao khớp cổ tay (U lạnh cổ tay) Ban đầu, bệnh biểu hiện bởi mất chất vôi sớm của toàn bộ khối xương cổ tay, và thường có hẹp khe khớp. Về sau có thể có các trật khớp nhẹ (subluxation). 2.4.4. Lao khớp vai Ban đầu, ngoài mất chất vôi, dấu hiệu đặc trưng nhất là hình khuyết màng sụn của phần trên chỏm xương cánh tay có hình cái rìu. Về sau, các hủy hoại xương sẽ rõ hơn. 2.4.5. Lao khớp cùng - chậu Thường xảy ra ở người trẻ, ở cả 2 bên và hầu hết là nam giới nên rất dễ nhầm với viêm cột sống dính khớp. Nhưng viêm khớp chỉ ở một bên. Sự mở rộng khe khớp thường kèm với đậm đặc vùng rìa sớm. Các áp xe có thể xuất hiện ở xa. 2.4.6. Lao xương khớp ở trẻ em Quá trình lao kéo theo sự thay đổi của mạng mạch máu đầu xương với sự xuất hiện sớm và phát triển non của các nhân cốt hóa. Cứng dính xương tự phát thường gặp.
20 Hình 4. Viêm xương khớp do lao a.Lao khớp háng b. Lao khớp gối c. Lao khớp vai 2.5. Viêm lao xương - khớp cột sống (Bệnh Pott) 2.5.1. Thể điển hình ở người trẻ Khu trú ở lưng, bệnh được phát hiện do đau và cứng cột sống. Sự có mặt một bệnh cảnh lao rất có giá trị và làm cho việc đi tìm dấu hiệu đau khi ấn hoặc gõ một gai đốt sống, đôi khi chỉ một dấu hiệu thần kinh cũng trở nên rất giá trị. X quang có tầm quan trọng, phải có phim chụp thẳng và nghiêng chính xác các khoang liên đốt sống, không được lệch, và có thể các phim chụp cắt lớp thẳng và nghiêng. Có 3 loại hình ảnh X quang chính: - Khoang liên đốt sống bị hẹp lại. - Các mặt đốt sống tương ứng bị ăn mòn, bị gặm, mất chất vôi, đôi khi có các hình khuyết đối xứng. - Các phần mềm quanh đốt sống, ở đó người ta có thể nhận ra đám mờ hình thoi, biểu hiện áp xe lạnh do lao. Về sau, hẹp đĩa liên đốt sống tăng lên, các đốt sống bị phá hủy lồng khít vào nhau, dẫn tới bướu gù, ta có thêm triệu chứng “các cung sườn hình nan hoa”. Các gai xương phía trước xuất hiện muộn hơn. Muộn hơn nữa, các mảnh đốt sống còn lại sẽ dính vào nhau, tạo thành một khối đốt sống. Dưới tác dụng điều trị, người ta thấy hình đặc xương bao quanh các ổ tiêu xương, sau đó quá trình sữa chữa diễn ra dần dần nhưng các tổn thương đã có vẫn tồn tại và thành các di chứng. 2.5.2. Các thể không điển hình - Tùy theo đoạn tổn thương: ở cột sống cổ thường được phát hiện nhanh nhưng có thể mang những biểu hiện thần kinh nặng. Ngược lại, các tổn thương cột sống thắt lưng có thể kín đáo lâu dài về mặt lâm sàng, hoặc thường biểu hiện bởi đau lưng ít ý nghĩa. - Tùy theo cơ địa: ở những bệnh nhân có ghép tạng, tổn thương thường đa đốt sống, có nhiều đốt sống bị tổn thương nhưng các đĩa đệm không bị biến dạng trong thời gian dài (ở đây thấy