Siêu âm Doppler tim ngày nay đã trở thành phương tiện không thể thiếu trong việc đánh giá chức năng tim. Từ giữa những năm 1970, siêu âm TM và 2D đã được sử dụng, nhưng chúng chỉ cho phép đánh giá một cách sơ bộ chức năng tim, đặc biệt chức năng tâm trương. Sau đó, vào những năm 1980, siêu âm Doppler phát triển và việc thăm dò dòng chảy qua van hai lá
và qua tĩnh mạch phổi cho phép đánh giá chức năng tâm trương thất trái chính xác hơn. Gần đây, siêu âm Doppler màu kiểu TM, Doppler mô (Tissue Doppler Imaging) ra đời cung cấp thêm phương tiện chẩn đoán, khắc phục những hạn chế của Doppler thông thường.
1.6.1. Thăm dò chức năng tâm thu thất trái[22]
1.6.1.1. Thông số chức năng tâm thu - Hình ảnh:
+ Phân suất tổng máu EF.
+ Tốc độ co cơ trung bình.
+ Khoảng E- vách.
+ Vận động vòng van hai lá.
- Doppler:
- Dòng chảy tâm thu động mạch chủ (thể tích tổng máu, cung lượng tim, chỉ số tim).
- Khoảng thời gian tâm thu.
- Doppler mô
- Dp/dt của dòng chảy hở van 2 lá.
1.6.1.2. Siêu âm M-MODE
Phân suất tổng máu là thông số thông dụng nhất và tin cậy để đánh giá chức năng tâm thu của thất khi nghỉ. Gọi là giảm khi EF<50% (Hoa kỳ), Châu Âu định nghĩa giảm thấp hơn (<45%). Tính hữu dụng của EF:
- Yếu tố tiên lượng mắc bệnh- tử vong.
- Chỉ số co bóp không hoàn hảo do lệ thuộc gánh (tiền gánh, hậu gánh) và tần số tim. Tuy nhiên nếu EF<40% thì không còn lệ thuộc nữa và có giá trị nói lên giảm co bóp cơ thất.
Có thể đo EF dựa vào:
+ Khác biệt thể tích + Khác biệt diện tích
+ Khác biệt đường kính
Cho tới ngày nay, siêu âm M-mode vẫn được dung để tính phân số co cơ (Vcf) thông qua các thông số về đường kính thất trái. Để các thông số này có giá trị thì buồng thất phải co bóp đồng dạng như thế thì các thông số trên mới phản ánh chức năng tổng thể của tâm thất. Trong trường hợp người bệnh có rối loạn chức năng cục bộ của buồng thất trái (như trong bệnh cơ tim thiếu máu cục bộ) thì phải diễn giải các thông số trên một cách thận trọng vì có thể sai, bởi lẽ nếu cắt qua vùng bất thường thì lại có các trị số giảm thái quá trong khi cắt qua vùng bình thường lại cho trị số bình thường giả [17].
Đo các chỉ số đường kính được thực hiện trên mặt cắt dọc cạnh ức ở khoảng giữa dây chằng hoặc chỗ bờ tự do van hai lá. Trong một số trường hợp không thu được mặt cắt dọc cạnh ức dù chất lượng thì cũng có thể do trên nhát cắt ngang cạnh ức tại mức cơ nhú.
Phân suất co cơ: D%=100(Dd-Ds)/Dd
(Bình thường 28-45%) trong đó Dd= đường kính thất trái tâm trương và Ds= đường kính thất trái tâm thu.
Hình 1.3. Siêu âm TM đo đường kính thất trái tâm trương, tâm thu.
Phân suất tổng máu EF=100(Vd-Vs)/Vd)=SV/Vd (Bình thường 55-80%)
Thể tích thất tính theo công thức Teicholz Thể tích thất tâm trương: Vd = 7x Dd3
(2,4+Dd) Thể tích thất tâm thu: Vs = 7x Ds3
(2,4+Ds)
Trên một số máy có gài phần mềm tính theo công thức lập phương (cube) như sau:
V= D2L/6 với trục dọc L và đường kính D. Giả định L=2D ta có: V= D3 Công thức này đơn giản nhưng nếu thất trái giãn thì nó lại cho trị số lớn hơn. Cho dù sử dụng công thức nào thì kết quả thu được chỉ có giá trị nếu thất co bóp đồng dạng, nếu không đồng dạng như trong bệnh cơ tim thiếu máu cục bộ thì không chính xác.
Thể tích tổng máu: SV= Vd- Vs
Cung lượng tim (CO): SV x tần số tim
Tốc độ co cơ trung bình: (Dd- Ds) Dd x LVETc trong đó LVETc= LVET
(Bình thường 0,9- 1,8 cir/s)
- Tính khối lượng cơ thất trái: tính theo công thức sau (Devereux và Cs):
LVM = 0.8 x {1.04(Dd + TSTTd +VLTd)3 – (Dd)3} + 0.6 (g)
Trong đó Dd: đường kính thất trái tâm trương; TSTTd: chiều dày thành sau thất trái (khởi đầu QRS) đơn vị cm. Hội siêu âm Hoa Kỳ khuyến cáo sử dụng công thức này do tương quan tốt với mổ tử thi (r= 0.90, P<0,001).
- Độ dày thành tương đối tính theo công thức: RWT= 2x TSTTd/Dd Gọi là phì đại đồng tâm khi RWT ≥ 0.42, lệch tâm khi RWT ≤ 0.42
- Chỉ số thể tích thất trái cuối tâm trương (LVEDVI) theo công thức của Teicholz:
LVEDVI (ml/m2) = (7* Dd3)/ (2,4 + Dd)*BSA - Dãn thất trái nếu LVEDVI > 75 ml/m2 [23].
Hình ảnh hòa âm mô (harmonic imaging) hiện nay được dùng rộng rãi trên thực hành để làm rõ hình ảnh nhất là với người bệnh có cửa sổ siêu âm kém. Một số công trình nghiên cứu công bố gần đây cho thấy sử dụng kỹ thuật này làm tăng độ dày cơ tim cũng như khối cơ trong khi lại làm giảm đường kính nội thất và thể tích thất. ASE cũng khuyến cáo (2005) sử dụng chỉ số khối cơ theo diện tích da có thể làm giảm tỉ lệ tăng khối cơ ở người quá cân và béo phì. Tuy chưa có nghiên cứu chi tiết về vấn đề này ở người Việt Nam nhưng chúng tôi nhận thấy ngược lại, dường như tỉ lệ tăng khối cơ lại tăng lên ở đối tượng có chiều cao thấp và nhẹ cân (tức người nhỏ và gầy) nếu áp dụng các tiêu chuẩn định nghĩa tăng khối cơ của ASE ở bảng trên cho dù những người này có các thông số đường kính và chiều dày cơ thất trái hoàn toàn bình thường. Mặc dù đo chiều dày vách và thành sau thất trái có độ nhạy, độ đặc hiệu cũng như giá trị dự báo phì đại thất thấp hơn tính theo khối cơ thất trái, nhưng đây là cách dễ nhất trên thực hành để nhận biết dày thất.
- Khoảng E- vách: để đo chỉ số này phải cắt qua van hai lá. Giá trị bình thường chỉ vài mm và giới hạn trên của nó là 7-8mm. Khi chỉ số này tăng nói lên tình trạng giảm co bóp và giãn thất trái. Van hai lá mở phụ thuộc nhiều vào thể tích máu đi qua van và khi giảm dòng chảy qua van hoặc giảm thể tích tổng máu thất trái thì biên độ sóng E giảm theo (làm tăng khoảng E- vách).
- Vận động vòng van hai lá: biên độ dịch chuyển vòng van hai lá hướng tới mỏm thất trái tương quan với chức năng tâm thu. Biên độ của vận động co bóp thất tỉ lệ với sự ngắn lại theo chiều dọc của thất trái. Bình thường 12 ± 2mm trên mặt cắt 2 và 4 buồng. Khi <8mm có thể ứng với EF< 50%.
1.6.1.3. Siêu âm hai bình diện
- Có thể thực hiện đo tương tự như trên siêu âm M-mode qua đó cũng đánh giá được phân số co cơ thất trái cũng như phân suất tổng máu, độ dày vách liên thất và thành sau thất trái. Nguyễn Anh Vũ đã thực hiện so sách các thông số đo trên siêu âm M-mode và siêu âm 2D trên cùng mắt cắt dọc cạnh ức [22]. Kết quả cho thấy trị số đo bằng hai cách là tương đương nhau. Tuy nhiên đo bằng siêu âm 2D mất nhiều thời gian hơn bởi vì phải dừng hình hai lần (tâm thu và tâm trương) để đo các thông số, trong khi đó siêu âm M-mode nhanh chóng hơn vì lẽ trên cùng một hình ảnh dừng ta có thể đo các thông số ở cả kỳ tâm thu lẫn tâm trương. Hội siêu âm Hoa kỳ (2005) cũng khuyến cáo cho phép đo trực tiếp trên siêu âm 2D.
- Để có thể tính được thể tích và qua đó tính phân suất tổng máu thì cần mặt cắt ở mỏm tim. Có nhiều phương pháp khác nhau đã được đề nghị. Có lẽ phương pháp Simpson có sửa đổi là hay nhất vì nó không bị ảnh hưởng bời hình dạng thất để tính thể tích, các kết quả nghiên cứu cho thấy tương quan tốt với thông tin. Thất trái được cắt thành nhiều nhát từ đáy tới mỏm trên các mặt cắt 2 buồng hoặc 4 buồng (có thể dung mặt cắt ngang cạnh ức). Trên thực tế chỉ cần vẽ đường viền quanh thất và chiều dài thất (cả hai kỳ tâm thu và tâm trương) và máy sẽ tự động tính các thông số thể tích tâm thu và tâm trương từ đó tính EF. Tính phân suất tổng máu bằng siêu âm 2D chính xác hơn siêu âm M-mode nhất là trong trường hợp bệnh cơ tim máu cục bộ là bệnh mất sự đồng dạng trong co bóp cơ thất.
Công thức tính thể tích theo Simpson sửa đổi:
V= /20
Hình 1.4. Mặt cắt 4 buồng dung để tính EF theo phương pháp Simpson.
1.6.2. Siêu âm Doppler tim đánh giá chức năng tâm trương thất trái 1.6.2.1. Siêu âm kiểu [24].
Các thông số đánh giá CNTTr bằng siêu âm TM chủ yếu dựa trên việc phân tích những thay đổi dốc tâm trương của van hai lá (dốc EF) phản ánh khả năng chun giãn của thất trái trong pha đổ đầy đầu tâm trương. Giá trị bình thường của dốc EF 100,5 ± 23,8 mm/s. Suy CNTTr xảy ra trong khi dốc tâm trương giảm. Tuy nhiên thông số này không đặc hiệu, giảm dốc EF có thể gặp trong một số bệnh lý đặc biệt như hẹp van hai lá.
Hình 1.5. Hình ảnh siêu âm TM đánh giá chức năng tâm trương thất trái 1.6.2.2. Siêu âm 2D đánh giá CNTTr thất trái [25], [26], [27]
Sự ra đời của siêu âm hai bình diện với nhiều mặt cắt khác nhau đã cho phép thăm dò toàn bộ các thành tim trái. Trên siêu âm 2D đo đạc và tính EF cho kết quả tương tự với kết quả chụp buồng tim cảm quang, chụp buồng tim bằng phóng xạ. Khi diện tích nhĩ trái (bốn buồng) > 18 cm2 và chỉ số thể tích nhĩ trái > 40 ml / m2 gợi ý có suy chức năng tâm trương. Nhiều nghiên cứu cho thấy nhĩ trái ≥ 34 ml/m² là yếu tố nguy cơ độc lập nói lên tỉ lệ tử vong, suy tim, rung nhĩ và đột quỵ do thiếu máu cục bộ.
1.6.2.3. Siêu âm Doppler
Năm 1982 Kitabatake A, lần đầu tiên đề nghị sử dụng phổ siêu âm Doppler dòng chảy qua van hai lá được sử dụng đánh giá CNTTr thất trái.
Đầu những năm 1990 nhiều tác giả thấy những hạn chế của phương pháp này đã đưa ra phương pháp chẩn đoán suy chức năng tâm trương dựa thêm vào thăm dò dòng tĩnh mạch phổi [28], [29], [30].
* Siêu âm Doppler thăm dò dòng chảy qua van hai lá
Các chỉ số đo được qua dòng chảy qua van hai lá từ nhĩ trái xuống thất trái trong thời kỳ tâm trương. Đây là một trong các dòng chính dùng để đánh giá CNTTr thất trái (hình 1.4).
Các thông số đánh giá phổ Doppler qua dòng van hai lá bao gồm [28], [30], [31],[32]:
- Vận tốc của sóng đổ đầy đầu tâm trương (sóng E).
- Thời gian giảm tốc độ của sóng đổ đầy đầu tâm trương (DT): phản ánh đặc tính chun giãn để nhận máu có hiệu quả của buồng thất trái.
- Vận tốc của sóng đổ đầy cuối tâm trương (sóng A).
- Thời gian của sóng A (TA).
- Thời gian giãn đồng thể tích (IVRT) và thời gian co đồng thể tích (IVCT).
Từ các thông số trên, các tác giả đã tính toán thêm một số chỉ số khác để đánh giá chi tiết chức năng tâm trương:
- Tỷ lệ E/A: Tỷ lệ giữa tốc độ của dòng đổ đầy đầu tâm trương so với dòng đổ đầy cuối tâm trương.
- Chỉ số Tei thất trái: Là tỷ lệ giữa tổng thời gian co và giãn đồng thể tích / thời gian tống máu thất trái cho phép đánh giá cả chức năng tâm thu và chức năng tâm trương của thất trái.
* Siêu âm Doppler thăm dò dòng tĩnh mạch phổi (hình 1.4).
Dòng chảy từ tĩnh mạch phổi đổ về nhĩ trái cũng đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá CNTTr thất trái. Phổ Doppler dòng tĩnh mạch phổi trên siêu âm qua thành ngực gồm 3 thành phần chính [28], [30], [32]:
- Một sóng dương trong thì tâm thu (sóng S), sóng S có thể có hai đỉnh khi nhĩ trái thư giãn không đồng bộ với hiện tượng không dịch chuyển của vòng van hai lá.
- Một sóng dương trong thì tâm trương gọi là sóng tâm trương (sóng D). Trong thì tâm trương, nhĩ trái đóng vai trò như một đường ống mở giữa một bên là tĩnh mạch phổi và một bên là thất trái do đó phổ Doppler của sóng
D phản ánh đặc tính chun giãn của một phần thư giãn của thất trái. Ngoài ra, sóng D còn chịu ảnh hưởng của áp lực nhĩ trái.
- Một sóng ngược chiều với sóng tâm thu và sóng tâm trương, gọi là sóng dội ngược của tĩnh mạch phổi (sóng Ar). Sóng Ar phụ thuộc vào áp lực thất trái, đặc tính chun giãn của thất trái khi nhĩ trái co bóp và chức năng co bóp của nhĩ trái.
Hình 1.6. Hình ảnh siêu âm Doppler qua van hai lá và tĩnh mạch phổi Các thông số đánh giá phổ Doppler của dòng tĩnh mạch phổi gồm:
- Vận tốc của sóng tâm thu (sóng S).
- Vận tốc của sóng tâm trương (sóng D).
- Vận tốc của sóng dội ngược (sóng Ar).
- Thời gian của sóng dội ngược (TAr).
- Tỷ lệ giữa vận tốc sóng tâm thu và sóng tâm trương (S/D).
- Hiệu số thời gian giữa sóng dội ngược Ar của dòng tĩnh mạch phổi và sóng A của dòng van hai lá.
1.6.2.4. Siêu âm Doppler màu TM (hình 1.8).
Siêu âm - Doppler màu TM (CMM) để đánh giá CNTTr được đề cập từ những năm 1990. Nguyên lý của phương pháp là đánh giá tốc độ lan truyền của dòng đổ đầy thất trái thông qua phổ siêu âm màu TM thực hiện đồng thời siêu âm màu kiểu TM cắt qua trung tâm của dòng chảy, qua van hai lá trên mặt cắt bốn buồng tim. Hình ảnh siêu âm thu được gồm hai khối màu: Khối màu thứ nhất tương ứng với dòng đổ đầy đầu tâm trương, khối màu thứ hai tương ứng với dòng đổ đầy cuối tâm trương khi nhĩ thu. Người ta thường phân tích phổ siêu âm màu của dòng đổ đầy đầu tâm trương từ van hai lá cho đến vị trí các van hai lá 4 cm về phía mỏm tim. Tốc độ lan truyền của dòng đổ đầy tâm trương (Vp) thu được khi ta kẻ một đường tiếp tuyến với bờ ngoài của khối màu đầu tâm trương.
Đồng thời người ta cũng tính thời gian lan truyền của dòng màu từ vị trí van hai lá cho đến vị trí cách van hai lá 4 cm về phía mỏm tim. Các thông số chính của siêu âm - Doppler TM [28], [29], [30], [32]:
- Tốc độ lan truyền của sóng đổ đầy đầu tâm trương (Vp) được tính theo cm/s.
- Thời gian lan truyền của dòng đổ đầy đầu tâm trương (TD) được tính theo ms.
Hình 1.7. Hình ảnh siêu âm Doppler màu TM
Dopler xung quy ước bị giới hạn do chỉ cho biết vận tốc dòng máu ở một điểm, trong khi đó CMM hiển thị dòng chảy lan truyền thời kỳ tâm trương từ van hai lá đến mỏm thất, nó bị ảnh hưởng bởi độ chun giãn chủ động (lực hút) và sự giãn nở của thất. Bình thường, dòng chảy qua van hai lá xuống thất trái có hai thành phần riêng biệt tương ứng với sóng E và sóng A trên Dopler quy ước. Tỷ lệ sóng E van hai lá/ Vp nói lên áp lực mao mạch phổi. Sóng E lệ thuộc vào sự giãn của thất cũng như áp lực nhĩ trái trong khi Vp chỉ lệ thuộc vào sự giãn của thất. Vì thế nên khi chia chúng cho nhau sẽ kiểm soát được tác dụng của sự giãn và ước lượng tốt hơn áp lực làm đầy máu so với sử dụng riêng biệt các thông số này [33].
1.6.2.5. Siêu âm Doppler mô cơ tim (Tisue Doppler Imaging - TDI).
Nguyên lý của Doppler thông thường là đo vận tốc dòng máu chảy trong các cấu trúc tim mạch. Các tế bào hồng cầu trong máu thường phản xạ lại các tín hiệu Doppler có cường độ thấp nhưng có vận tốc cao. Một hệ thống siêu âm Doppler thông thường thường được sử dụng thiết bị lọc tín hiệu có vận tốc thấp và khuếch đại tín hiệu phản xạ của các tế bào hồng cầu. Ngược lại, các tổ chức cơ tim vận động với vận tốc thấp nên không thu được phổ Doppler trên siêu âm Doppler thông thường. Tổ chức mô cơ tim khi vận động sẽ phản xạ tín hiệu Doppler với vận tốc nhỏ nhưng cường độ rất cao [28], [32], [34], [35].
Để thu được hình ảnh Doppler của mô cơ tim người ta sử dụng phương pháp lọc để loại trừ các tín hiệu Doppler có vận tốc cao và phóng đại tín hiệu Doppler có vận tốc thấp. Doppler mô cơ tim có thể được biểu diễn dưới dạng Doppler xung hoặc Doppler TM màu hay siêu âm Doppler 2D màu. Siêu âm Doppler mô cơ tim không những cho phép đánh giá chức năng tâm trương đồng bộ mà còn đánh giá được chức năng tâm trương từng vùng của thất trái.
Để đánh giá chức năng tâm trương từng vùng, người ta hay sử dụng Doppler xung, vị trí cửa sổ Doppler có thể đặt tại bất cứ vị trí nào của thất trái và chức