Siêu âm tim 3 chiều trong chẩn đoán bệnh tim mạch

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 3 * 2019 Tổng Quan Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật BV. Thống Nhất 2019 17 SIÊU ÂM TIM 3 CHIỀU TRONG CHẨN ĐOÁN BỆNH TIM MẠCH Nguyễn Tuấn Vũ* TÓM TẮT Siêu âm tim 3 chiều (SAT 3D) đã được ứng dụng từ sau năm 2000. Sự phát triển của đầu dò 3 chiều với các tinh thể phát sóng siêu âm sắp xếp theo ma trận bao gồm các kiểu siêu âm với thời gian thực (Live 3D), siêu âm tim 3 chiều phóng đại (3D Zoom), siêu âm tim lấy hình toàn bộ thể tích (Full Volume) đã cải thiện những nhược điểm của Siêu âm tim 2 chiều. Hiện nay phương pháp chẩn đoán mới này ngày càng được ứng dụng rộng rãi hơn trong chẩn đoán chính xác hầu hết các bệnh tim mạch, đặc biệt siêu âm tim 3 chiều cung cấp những thông tin quan trọng trước, trong và sau khi can thiệp qua thông tim như song van 2 lá bằng bóng qua da, thủ thuật kẹp van 2 lá, thay van ĐMC qua da, đóng thông liên nhĩ và lỗ bầu dục thông thương, đặt lồng Watchman trong tiểu nhĩ trái. Từ khóa: siêu âm tim 3 chiều, can thiệp qua thông tim ABSTRACT THREE- DIMENSIONAL ECHOCARDIOGRAPHY IN DIAGNOSIS OF CARDIOVASCULAR DISEASES Nguyen Tuan Vu Three Dimensional Echocardiography (3DE) was introduced after the year 2000. With the development of fully sampled matrix array transducers, 3D Echocardiography including Live 3D, 3D Zoom and Full Volume overcomes the disadvantages of Two Dimensional Echocardiography, provides better the cardiac structure. Currently, this new method is applied more and more to make exactly the diagnosis of almost cases of cardiovascular diseases, especially 3DE provides the important information prior, during and next to performing catheter interventions for Percutaneous Mitral Ballon Valvuloplasty, MitraClip, Transcatheter Aortic Valve Implantation, Atrial Septal Defect and Patent Foramen Ovale Closure, Watchman Device Implantation. Keywords: 3D echocardiography, catheter Intervention NGUYÊN LÝ CƠ BẢN Giới thiệu Siêu âm tim 3 chiều (SAT 3D) là một cuộc cách mạng trong chẩn đoán hình ảnh. Sự tiến bộ của máy tính và kỹ thuật đầu dò đã giúp ghi hình 3 chiều thời gian thực (Real-time 3DE). Lợi ích của SAT 3D đã được chứng minh trong: 1) Lượng giá được thể tích và khối cơ các buồng tim, 2) Đánh giá vận động vùng cũng như chức năng tâm thu thất trái, 3) Trình bày các hình ảnh thực của van tim, 4) Đánh giá thể tích phụt ngược của sang thương hay đánh giá luồng thông với siêu âm tim 3 chiều Doppler màu, 5) Siêu âm tim 3 chiều gắng sức(1,4,5). Dụng cụ, máy móc Qúa trình tạo ra hình ảnh siêu âm Thành phần chính của đầu dò SAT là các thanh áp điện piezelectric, có thể phát ra sóng âm với tần số cao khi có một điện thế áp vào, sóng siêu âm này phát ra từ đầu dò, gặp ranh giới giữa 2 môi trường dẫn âm khác nhau, sẽ bị phản âm lại một phần, sóng phản âm này lại được thanh áp điện nhận và chuyển thành tín *Đại học Y khoa Phạm Ngọc Thạch Tác giả liên lạc: TS.BS Nguyễn Tuấn Vũ ĐT: 0903618842 Email: tuanvu2401@yahoo.com Tổng Quan Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 3* 2019 Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật BV. Thống Nhất 2019 18 hiệu điện gửi vào máy siêu âm để xử lý thành hình ảnh siêu âm. Một thanh áp điện đơn độc chỉ có thể phát sóng siêu âm và tạo nên hình ảnh siêu âm theo một chiều, đó là siêu âm kiểu TM (M-mode). SAT 2 chiều (2D hoặc B-mode) đòi hỏi nhiều thanh áp điện sắp xếp song song theo một hướng, và hoạt động theo pha xen kẻ nhau, đối với các đầu dò cơ học thì chỉ cần một thanh áp điện được xoay nhanh. Với SAT 3D, các thanh áp điện được sắp xếp thành hình ma trận và hoạt động theo pha xen kẻ nhau. Đầu dò 3D hoạt động theo ma trận có 2000- 3000 tinh thể phát sóng siêu âm với tần số hoạt động từ 2- 4MHz cho SAT qua thành ngực và 5-7 MHz cho SAT qua thực quản. Việc hoạt động theo pha của các tinh thể phát sóng siêu âm theo ma trận tạo ra sóng siêu âm theo 3 hướng tạo nên hệ thống hình tháp(5,6) (Hình 1). Hình 1: Đầu dò 2D và 3D Đầu dò tổ hợp pha theo ma trận (Fully Sample Matrix-Array Transducers). SAT 3D thời gian thực ( Real-time DE ) phát triển rất nhanh sau năm 2000 nhờ những tiến bộ trong kiến tạo hình thể đầu dò, sự tiến bộ trong ngành vi điện tử và máy tính. Hiện tại, các đầu dò SAT 3D bao gồm khoảng 3000 tinh thể phát sóng siêu âm, với tần số 2-4 MHz cho SAT qua thành ngực (TTE) và 5- 7MHz cho SAT qua thực quản (TEE)(1,6). Thu nhập dữ liệu Hiện tại có 2 cách ghi nhận dữ liệu siêu âm tim 3 chiều (3DE). Ghi hình thời gian thực (Real-time hay Live 3 DE) thu nhận số lượng các hình tháp trong mỗi giây, trong một chu chuyển tim. Ghi hình từ nhiều chu chuyển tim kế nhau gộp lại nhờ điện tâm đồ (gated ECG) (Hình 2). Hình 2: Nguyên lí SAT 3D Các kiểu siêu âm tim 3 chiều(4,5,6) Nhiều mặt cắt đồng thời (Simultaneous Multiplane Mode) Nhờ đầu dò sắp xếp ma trận theo pha, nên có thể khảo sát trên màn hình siêu âm đồng thời 2 hình ảnh thực từ 2 mặt cắt khác nhau. Mặt cắt thứ nhất sẽ dùng làm tham khảo, sau đó xoay mặt cắt còn lại để ghi hình, dĩ nhiên siêu âm Doppler cũng có thể sử dụng đi kèm. Siêu âm kiểu này thường dùng để truy tìm huyết khối tiểu nhĩ, giúp chọn vị trí chọc kim trong thông tim can thiệp chọc vách liên nhĩ. SAT 3D thời gian thực, góc quét hẹp (Real-time 3D Mode- narrow sector) SAT 3D thời gian thực (Live 3D), sử dụng đầu dò sắp xếp ma trận theo pha, có thể trình bày từ 300-600 thể tích hình tháp. Tuy kích thước của chùm tia có thể không đủ để khảo sát toàn Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 3 * 2019 Tổng Quan Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật BV. Thống Nhất 2019 19 vẹn một cấu trúc nhưng phương pháp ghi hình này có độ ly giải theo thời gian cực tốt. Nếu cần khảo sát cấu trúc tim có thể tích lớn hơn góc quét, có thể chọn phương pháp tích hợp nhiều chu chuyển tim lại (Hình 3). Hình 3: SAT 3D, van ĐMC SAT 3D với góc quét rộng và khu trú (Focused Wide Sector- "ZOOM") Kiểu siêu âm này cho phép khu trú vùng khảo sát lên một cấu trúc tim với góc quét rộng. Cần chú ý không mở góc quét rộng quá vì góc quét quá rộng sẽ là giảm độ ly giải không gian và thời gian (Hình 4). Hình 4: Huyết khối tiểu nhĩ trái SAT toàn bộ thể tích (Full Volume Mode) Kiểu siêu âm tim này có góc quét rộng tối đa, lý tưởng để khảo sát một số cấu trúc như van 2 lá, gốc động mạch chủ. Ngoài ra dữ liệu SAT 3D có thể cắt ra (cropped), hoặc cắt gọt theo nhiều mặt phẳng khác nhau, để trình bày rõ một cấu trúc ví dụ van tim ở giữa một khối hình. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA SIÊU ÂM TIM 3 CHIỀU Bệnh lý van 2 lá Khảo sát giải phẫu van 2 lá Vòng van 2 lá Trên SAT 3D có dạng cong như parabol hoặc yên ngựa, hình dạng này không thể thấy trên SAT 2D. Đường kính vòng van 2 lá đo trên SAT 3D chính xác hơn, giá trị này bị ước tính thấp hơn giá trị thực từ 15-20% nếu đo bằng SAT 2D. Các lá van của van 2 lá Lá trước van 2 lá chiếm 2/3 diện tích lỗ van, bám vào vòng van trước sát van động mạch chủ. Lá sau van 2 lá chiếm 1/3 diện tích lỗ van và có hình bán nguyệt. Mỗi lá van có 3 phần: lá trước bao gồm A1, A2, A3: lá sau gồm P1, P2 và P3. Trong đó các thành phần A1 và P1 ở về phía tiểu nhĩ trái. Mép van trước bên là chỗ nối A1 và P1, mép van sau trong lá chỗ nối A3 và P3. Mức độ vôi hóa mép van được đánh giá rõ trên SAT 3D hơn trên SAT 2D, điều này rất quan trọng khi nong hẹp van 2 lá bằng bóng, quyết định sự thành công của thủ thuật. Khi có hở van 2 lá, SAT 3D nhìn thấy dòng hở rõ hơn dưới dạng cột màu, ngoài ra còn thấy được các dòng hở khác nhau trong trường hợp hở nhiều dòng. Một số điều trị can thiệp bệnh lý van 2 lá Nong van 2 lá bằng bóng (Balloon Mitral Commissurotomy) Trước khi nong Đo diện tích mở van, mô tả giải phẫu van 2 lá. Thang điểm Wilkins dựa vào độ di động, độ dầy, vôi hóa, bộ phận dưới van 2 lá. Cormier B. chia làm 3 nhóm: nhóm 1 tương ứng 7-9 điểm của Wilkins score lí tưởng để thực hiện nong van 2 lá bằng bóng, nhóm 2 từ 8- 12 điểm thiên về cắt Tổng Quan Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 3* 2019 Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật BV. Thống Nhất 2019 20 mép 2 lá tim hở, nhóm 3 từ 10-15 điểm thường điều trị bằng thay van 2 lá nhân tạo. SAT kiểu 3D Zoom giúp đánh giá mức độ xơ hóa, vôi hóa và biến dạng van 2 lá, dính mép ở bên hay ở giữa. Trong khi làm thủ thuật Hướng dẫn đâm xuyên vách liên nhĩ, đặc biệt sử dụng kĩ thuật X- plane khảo sát vách liên nhĩ theo 2 mặt vuông góc với nhau để xác định rõ vị trí đâm xuyên vách liên nhĩ tại lỗ bầu dục (Fossa ovalis). Điều khiển ống thông can thiệp hướng vào giữa lỗ van 2 lá, đây là giai đoạn rất khó và có thể gây ra biến chứng tràn máu màng tim do đâm thủng vách của tâm nhĩ trái nếu không có SAT 3D hướng dẫn đường đi(6)(Hình 5). Hình 5: Can thiệp hẹp van 2 lá Sau khi can thiệp Đo đạc diện tích mở van 2 lá, khảo sát sự mở của mép van, phát hiện hở van 2 lá sau nong, Thủ thuật MitraClip Thủ thuật MitraClip được FDA chấp thuận trong điều trị can thiệp hở van 2 lá do thoái hóa và hở van 2 lá cơ năng nặng. Dụng cụ để làm MitraClip được đưa theo đường thông tim phải xuyên qua vách liên nhĩ hướng vào giữa vòng van 2 lá xuống tâm thất trái clip van 2 lá lại, tạo nên vòng van hình số 8. SAT qua thực quản 3D giúp xác định vị trí chọc thủng vách liên nhĩ cũng như định hướng đi của ống thông vào giữa lỗ van 2 lá xuống thất trái. Sau khi làm MitraClip, SAT qua thực quản kiểm tra xem Clip có đúng vị trí không, đánh giá mức độ hở van 2 lá tồn lưu(3,6,9). Kỹ thuật thay van động mạch chủ qua da (Transcatheter Aortic Valve Implantation) Mở đầu Hẹp van động mạch chủ (ĐMC) là bệnh lý khá thường ở người lớn tuổi các nước Âu Mỹ, bệnh có triệu chứng nổi bật là ngất hoặc choáng váng khi thay đổi tư thế. Các biến chứng nặng nề có thể là đau thắt ngực, nhồi máu cơ tim, loạn nhịp, đột tử. Ngày nay với sự phát triển của tim mạch học can thiệp, hẹp van ĐMC có thể được điều trị bằng thay van qua ngã thông tim hay còn gọi là TAVI. Trước khi làm thủ thuật SAT qua thực quản 3D đánh giá mức độ hẹp van động mạch chủ, loại trừ van động mạch chủ 2 mảnh là chống chỉ định làm TAVI. Đo kích thước vòng van ĐMC và các đường kính quan trọng của ĐMC để lựa chọn loại và kích thước của van nhân tạo. Đo khoảng cách từ vòng van động mạch chủ đến lỗ động mạch vành, nếu khoảng cách này quá ngắn thì không sử dụng van Edwards (van CoreValve được lựa chọn thay thế trong trường hợp này). Trong khi làm thủ thuật SAT qua thực quản 3D theo dõi trình tự ép van tự nhiên bằng bóng, đặt van nhân tạo, xác định van nhân tạo có đúng vị trí hay không. Sau khi làm thủ thuật Siêu âm tim qua thực quản 3D để đánh giá van ĐMC nhân tạo Có cố định tốt hay không. Có di lệch về phía lá trước van 2 lá hay không, gây hở van 2 lá do thủ thuật. Có hở cạnh van ĐMC hay không. Bít dù thông liên nhĩ Thông liên nhĩ (TLN) (Atrial Septal Defect) là Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 3 * 2019 Tổng Quan Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật BV. Thống Nhất 2019 21 sự thông thương giữa 2 buồng nhĩ tạo nên luồng thông trái - phải, chiếm 10% trong tất cả bệnh tim bẩm sinh, chiếm 25 - 30% bệnh tim bẩm sinh ngưới lớn, 4/100.000 ở trẻ sơ sinh(2,6,7,8). Theo phân loại của Roki tansky, Thông liên nhĩ bao gồm các dạng sau đây: TLN lỗ thứ phát (Secundum ASD), TLN lỗ nguyên phát (Premum ASD), TLN Sinus Venosus, TLN xoang vành (unroofed coronary sinus), tâm nhĩ chung. Bệnh TLN nếu luồng thông lớn sẽ làm tăng lưu lượng máu qua tim phải, tăng gánh thất phải, tăng áp động mạch phổi và suy tim phải. Bệnh nhân có luồng thông nhỏ đến trung bình có thể không có triệu chứng cho đến khi trưởng thành. SAT 3D qua thực quản có vai trò quan trọng trong chỉ định bít dù lỗ thông, hướng dẫn đường đi của ống thông trong khi làm thủ thuật, theo dõi sự cố định của dù sau thủ thuật và luồng thông tồn lưu(1,6). Điều trị Thông liên nhĩ cần phải điều trị sửa chữa khi bệnh nhân có triệu chứng. Thông liên nhĩ lỗ nguyên phát, TLN thể xoang tĩnh mạch: điều trị bằng ngoại khoa. Điều trị TLN cũng nên được xem xét ở những bệnh nhân không triệu chứng, có tim phải lớn, Qp/Qs >1,5(2,6). Thông liên nhĩ lỗ thứ phát có triệu chứng có thể điều trị can thiệp qua da bằng phương pháp bít dù lỗ thông liên nhĩ. Thông liên nhĩ lỗ thứ phát chiếm 75% tất cả các trường hợp TLN, có thể hình tròn, bầu dục hay nhiều lỗ. SAT qua thực quản 2D có thể chẩn đoán được các dạng TLN, đo đạc các rìa lỗ thông nhưng không thể thấy được hình dạng thật sự của lỗ thông cũng như tất cả các rìa của lỗ thông trên cùng 1 hình ảnh siêu âm như trên SAT qua thực quản 3D(5,6). SAT thực quản 3D rất quan trọng có thể xoay được hình ảnh giúp nhìn lỗ thông từ nhĩ trái hoặc từ phía nhĩ phải. Trước đây người ta chỉ có bít dù đối với những Thông liên nhĩ <30mm, rìa >8mm tuy nhiên hiện nay có thể bít dù thành công những TLN lỗ lớn nhờ sự hỗ trợ từ SAT qua thực quản 3D. Các rìa cần phải khảo sát Rìa đến van ĐMC, rìa đến van 2 lá, rìa đến tĩnh mạch chủ trên- tĩnh mạch chủ dưới, rìa đến tĩnh mạch phổi(6,9). Trong khi làm thủ thuật bít dù SAT qua thực quản 3D cần thiết để kiểm tra xem đường đi của dụng cụ, và xác định đúng vị trí bít dù(3,9). Sau khi làm can thiệp Dù bít Thông liên nhĩ có cố định tốt hay không, còn luồng thông tồn lưu hay không, có làm tắt nghẽn tĩnh mạch phổi hay van 2 lá hay không. Khảo sát van nhân tạo Van tim nhân tạo khó khảo sát bằng SAT qua thành ngực vì tạo phản âm rất mạnh. SAT qua thực quản 2D khảo sát van cơ học rõ hơn SAT qua thành ngực sự cử động của các lá van và dòng hở qua van. Tuy nhiên vẫn còn giới hạn trong việc xác định hở cạnh van (dehisence), những khối pannus và huyết khối Những giới hạn này có thể được cải thiện bởi Siêu âm tim qua thực quản 3D (Hình 6). Hình 6: Van 2 lá cơ học Bít tiểu nhĩ trái bằng dụng cụ Watchman (phòng ngừa thuyên tắc do huyết khối) Rung nhĩ là loại loạn nhịp kéo dài thường gặp nhất và kết hợp với nguy cơ cao bị thuyên tắc não, năm 2010 có khoảng 2,7-6,1 triệu người ở Mỹ và 33,5 triệu người trên toàn thế giới. Tổng Quan Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 3* 2019 Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật BV. Thống Nhất 2019 22 Tiểu nhĩ trái (Left atrial appendage) được cho là nguồn gốc của hơn 90% trong các trường hợp thuyên tắc được cho là do huyết khối. Điều trị bít tiểu nhĩ trái Cắt tiểu nhĩ trái bằng ngoại khoa để phòng ngừa huyết khối tiểu nhĩ trái tái phát nhiều lần (khoảng 60 năm trước của tác giả Madden), và hiện nay có thể đóng tiểu nhĩ trái qua thông tim bằng dụng cụ Watchman bằng sự trợ giúp của siêu âm tim qua thực quản 3D. Wactchman là một dụng cụ bằng nitinol và polyethylene. Dụng cụ này được đưa vào tim bằng thông tim phải và cố định vào tiểu nhĩ trái(3,9). Đánh giá các khối u trong tim Chẩn đoán phân biệt các cấu trúc dạng khối trong tim (intracardiac mass) bao gồm: huyết khối, sùi, u, mô ngoài tim... U nguyên phát trong tim hiếm gặp chiếm tỉ lệ 0,001-0,03%, u nguyên phát thường gặp nhất trong tim là u nhầy (Myxoma), khu trú trong tâm nhĩ đặc biệt ở nhĩ trái, thường có cuống bám vào vách liên nhĩ, di động nhiều. SAT 3D thấy rõ hình thể khối u, vị trí, cuống bám giúp cho việc xác định chẩn đoán và điều trị. U ác tính thường gặp hơn u nguyên phát, trong đó có Angiosarcom, các khối u di căn từ vú, phổi vào tim. Melanoma cũng được ghi nhận di căn đến tim(3,6). TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Armstrong WF, Ryan T (2010). "Feigenbaum’s Echocardiography". William &Wilkins, 7th Edition, pp.01-38. 2. Gatzoulis MA, Webb GD, Daubenney PEF (2018). "Diagnosis and Management of Adult Congenital Heart Disease". Elsevier, 3th Edition, pp.306-315. 3. Gill EA (2013). "Atlas of 3D Echocardiography". Elsevier, 1st Edition, pp.75-338. 4. Lang RM, et al (2012). "EAE, ASE Recommendations for Image Acquisition and Display Using Three-Dimensional Echocardiography". J Am Soc Echocardiography, 25:3-46. 5. Otto C (2013). "Textbook of Clinical Echocardiography". Elsevier, 5th Edition, pp.01-111. 6. Otto C (2017). "The Practice of Clinical Echocardiography". Elsevier, 5th Edition, pp.261-455. 7. Park MK (2008). "Pediatric Cardiology for Pratitioners". Mosby Elservier, 5th Edition, pp.81-84. 8. Perloff JK (2012). "Clinical Recognition of Congenital Heart Disease". Elservier, 6th Edition, pp.212-272. 9. Topol EJ, Teirstein PS (2016). "Textbook of Interventional Cardiology". Elsevier, 7th Edition, pp.727-811. Ngày nhận bài báo: 01/06/2019 Ngày bài báo được đăng: 02/07/2019