Tài liệu Nghiên cứu phát hiện vùng khối u từ ảnh siêu âm trong y tế

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG TRẦN HỒNG TUYẾN NGHIÊN CỨU PHÁT HIỆN VÙNG KHỐI U TỪ ẢNH SIÊU ÂM TRONG Y TẾ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH THÁI NGUYÊN - 2016 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG TRẦN HỒNG TUYẾN NGHIÊN CỨU PHÁT HIỆN VÙNG KHỐI U TỪ ẢNH SIÊU ÂM TRONG Y TẾ Ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60480101 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN VĂN TẢO THÁI NGUYÊN - 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan bản luận văn này là kết quả nghiên cứu của bản thân (ngoài những phần tham khảo đã được chỉ rõ) dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Văn Tảo. Nếu có gì sai phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Tác giả luận văn Trần Hồng Tuyến ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện luận văn, tôi đã nhận được nhiều sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của các thầy cô, gia đình, bạn bè. Trước tiên, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn, TS. Nguyễn Văn Tảo. Trong suốt thời gian qua, tôi đã nhận được sự giúp đỡ, động viên và đặc biệt sự hướng dẫn tận tình của thầy giúp tôi nắm rõ mục tiêu và định hướng nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tôi xin được cảm ơn tập thể các quý thầy cô giáo của Trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông đã trang bị cho tôi nhiều kiến thức trong suốt thời gian học tập tại trường. Đồng thời, tôi xin được gửi lời cảm ơn tới các y, bác sỹ Bệnh viện A Thái Nguyên, Phòng Y tế - Công ty TNHH KT&CBKS Núi Pháo đã tận tình giúp đỡ và chia sẻ cho tôi những kiến thức y khoa. Cuối cùng, với những tình cảm sâu sắc nhất, tôi xin chân thành gửi tới gia đình và bạn bè, những người đã luôn ở bên, động viên, chia sẻ với tôi về mọi mặt giúp tôi hoàn thành khóa học. Thái Nguyên, ngày 10 tháng 04 năm 2016 Tác giả luận văn Trần Hồng Tuyến iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................... ii MỤC LỤC ................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ........................................ v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ..................................................................... vi MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ ẢNH SIÊU ÂM VÀ KHỐI U ..................... 3 1.1. Hình ảnh siêu âm ..................................................................................... 3 1.1.2. Một số đặc điểm về siêu âm chẩn đoán ................................................. 5 1.1.2. Các kỹ thuật siêu âm trong y tế ............................................................. 6 1.2. Khối u ..................................................................................................... 8 1.2.1. Khối u trong cơ thể người ..................................................................... 8 1.2.2. Giải phẫu gan người ............................................................................. 9 1.2.3. Khối u, nang trong gan người và các đặc điểm của nó ........................ 18 1.3. Bài toán phát hiện khối u tự động .......................................................... 24 1.3.1. Phát biểu bài toán ............................................................................... 24 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn ................................................................................ 24 Kết luận chương 1 ........................................................................................ 25 Chương 2. MỘT SỐ KỸ THUẬT PHÁT HIỆN KHỐI U TRONG ẢNH SIÊU ÂM .................................................................................................... 26 2.1. Chất liệu và phát hiện mẫu chất liệu trong ảnh ...................................... 26 2.1.1. Chất liệu và mẫu chất liệu trong ảnh ................................................... 26 2.1.2. Các cách tiếp cận phát hiện mẫu chất liệu trong ảnh ........................... 28 2.2. Phát hiện mẫu chất liệu dựa vào đặc trưng bất biến của địa phương ...... 30 2.2.1. Trích chọn đặc trưng bất biến địa phương cho mẫu chất liệu .............. 31 2.2.2. Phát hiện mẫu chất liệu dựa vào đặc trưng bất biến địa phương.......... 36 iv 2.3. Phát hiện mẫu chất liệu dựa vào đặc trưng nhiễu ................................... 41 2.3.1. Biểu diễn mẫu chất liệu dựa đặc trưng nhiễu ...................................... 44 2.3.2. Phát hiện mẫu chất liệu dựa vào đặc trưng mô hình nhiễu chất liệu .... 48 Kết luận chương 2 ........................................................................................ 53 Chương 3. THỰC NGHIỆM VÀ ỨNG DỤNG ........................................ 54 3.1. Yêu cầu thực nghiệm, ứng dụng ............................................................ 54 3.2. Phân tích lựa chọn công cụ lập trình ...................................................... 54 3.3. Một số kết quả thực nghiệm .................................................................. 59 3.3.1. Các chức năng trong chương trình ...................................................... 59 3.3.2. Hình ảnh thực nghiệm ........................................................................ 60 3.3.3. Đánh giá kết quả thực nghiệm ............................................................ 61 Kết luận chương 3 ........................................................................................ 62 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................ 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 65 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT TT TÊN TÊN VIẾT TẮT TIẾNG ANH Time Motion ĐỊNH NGHĨA Siêu âm về thời gian đối với 1 TM 2 DGC 3 TGC 4 TMTG Tĩnh mạch trên gan 5 TMC Tĩnh mạch chủ 6 TMCD Tĩnh mạch chủ dưới 7 OMC Ống mật chủ 8 LBP Deep gain compensation Time gain compensation Local Binary Patterns những cấu trúc có chuyển động Điều chỉnh bù theo độ sâu Điều chỉnh bù theo thời gian Mẫu nhị phân cục bộ Scale Invariant 9 SIFT Feature Transform Đặc trưng bất biến tỉ lệ vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1. a: Sự truyền của quang tuyến X ..................................................... 6 b:Sự truyền của siêu âm ................................................................ 6 Hình 1.2: Hình vẽ mô tả phân chia phân khu và phân thuỳ gan dựa vào các TMTG và TMC ...........................................................................10 Hình 1.3: Hình vẽ mặt dưới gan xác định vị trí các phân thuỳ gan .................10 Hình 1.4: Lớp cắt dọc qua dây chằng TM Arantius (mũi tên chỉ) trên bệnh nhân cổ chướng ...................................................................................12 Hình 1.5: Lớp quặt ngược qua túi mật: đường nối túi mật với TMTG giữa .....12 Hình 1.6. Lớp cắt chéo quặt ngược qua giường túi mật: có (A), không (B). Các mũi tên chỉ: khe lớn .....................................................................12 Hình 1.7: Lớp cắt dọc qua túi mật (A) và qua thận phải (B) Các mũi tên chỉ: rãnh ngang ..................................................................................12 Hình 1.8: Lớp chéo quặt ngược qua TMC trái và các nhánh của nó (hình chữ H nghiêng) ................................................................................. 14 Hình 1.9: Lớp cắt dọc liên sườn qua TMC phải và TMCD .............................14 Hình 1.10: Lớp chéo ngang qua các TMTG: phải (D) ; giữa (M) ; trái (G). .....15 Hình 1.11: Lớp cắt dọc, chéo nhẹ liên sườn qua thân và TMCD: TMTG phụ ..15 Hình 1.12: Hình ống mật chủ bình thường (dấu đo) ......................................17 Hình 1.13: OMC bình thường (mũi tên), túi mật (VB), TMC (VP), TMCD (VCI). ....... 17 Hình 1.14: Túi mật đôi trên lớp cắt ngang và dọc ..........................................18 Hình 1.15: Túi mật bình thường có vách ngăn ..............................................18 Hình 1.16: U máu tăng âm ...........................................................................19 Hình 1.17: U máu tăng âm với hình ảnh soi giương qua cơ hoành ..................19 Hình 1.18: U máu thể hang đồng âm và giảm âm ..........................................20 Hình 1.19: U máu thể hang không đồng đều .................................................20 Hình 1.20:a, (cắt ngang qua TMTG giữa và trái; b, cắt dọc qua TMCD): Phì đại nốt khu trú đồng âm, đè đẩy nhu mô lành và tĩnh mạch trên gan. ....21 Hình 1.21: U tuyến gan tăng âm (a), giảm âm (b), không đồng đều (c) ...........22 Hình 1.22: Nang gan đơn thuần ...................................................................23 vii Hình 1.23: U nang tuyến có vách .................................................................24 Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống phát hiện mẫu chất liệu tổng quát ..........................27 Hình 2.2: Xây dựng mô tả cho điểm bất biến tỉ lệ .........................................36 Hình 2.4: Mô hình xây dựng đặc trưng nhiễu cho mẫu chất liệu .....................45 Hình 2.5: Sơ đồ khối thuật toán RMBN ........................................................48 Hình 2.6: Sơ đồ khối thuật toán DMBNF .....................................................52 Hình 3.1: Ảnh qua xử lý bằng kỹ thuật Sobel................................................55 Hình 3.2: Ảnh qua xử lý bằng kỹ thuật Laplace ............................................55 Hình 3.3: Ảnh sau xử lý qua phép Open - close ............................................56 Hình 3.4: Hình ảnh siêu âm gan bình thường qua các lát cắt khác nhau ..........57 Hình 3.5 Hình ảnh siêu âm có các khối u, nang bất thường ............................58 Hình 3.6: Các mẫu chất liệu khối u gan ........................................................59 Hình 3.7: Hình ảnh sau xử lý không phát hiện bất thường .............................60 Hình 3.8: Hình ảnh sau xử lý có phát hiện bất thường ...................................61 1 MỞ ĐẦU Sự phát triển của máy tính về cả phần cứng và phần mềm đã tạo tiền đề cho nhiều lĩnh vực công nghệ thông tin phát triển, trong đó thị giác máy (computer vision) là lĩnh vực có nhiều nghiên cứu đã và đang được đưa vào ứng dụng một cách hiệu quả. Gần 80% thông tin con người thu nhận được là từ hình ảnh. Nhận dạng tự động, mô tả đối tượng, phân loại phân nhóm các mẫu là những vấn đề quan trọng trong thị giác máy, được ứng dụng trong các ngành khoa học khác nhau. Vấn đề khác, hẹp hơn nhưng được ứng dụng nhiều, đó là việc phát hiện ra đối tượng hoặc một vùng chất liệu trong bức ảnh cho trước. Với sự bùng nổ của thông tin, việc xác định đối tượng hay một mẫu chất liệu nói chung trong ảnh một cách tự động là vấn đề hết sức cần thiết và thú vị. Cùng với sự phát triển của kinh tế xã hội, ngành y tế cũng đang nỗ lực đổi mới từng ngày, trong đó việc ứng dụng công nghệ thông tin là một nhiệm vụ trọng điểm nhằm thúc đẩy việc phát triển ngành theo hướng hiện đại. Trong y học hiện đại chẩn đoán bệnh dựa vào các triệu chứng lâm sàng (chẩn đoán lâm sàng) và các triệu chứng cận lâm sàng (chẩn đoán cận lâm sàng). Trong chẩn đoán cận lâm sàng thì chẩn đoán dựa trên hình ảnh thu được từ các thiết bị y tế (chẩn đoán hình ảnh) ngày càng chiếm một vai trò quan trọng. Trên thực tế, với sự trợ giúp của các thiết bị y tế hiện đại như máy X-quang, máy chụp CT - Scanner, máy siêu âm màu 4D,…hình ảnh phục vụ trong chuẩn đoán ngày càng nhiều, từ đó đặt ra bài toán về xử lý hình ảnh trong y tế. Với mục tiêu xác định vùng ảnh có khả năng là khối u trong ảnh siêu âm nhằm hỗ trợ chẩn đoán, phát hiện khối u, tôi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu phát hiện vùng khối u từ ảnh siêu âm trong y tế” nhằm nghiên cứu các phương pháp xác định mẫu chất liệu trong ảnh siêu âm, qua đó ứng dụng giải quyết bài toán phát hiện vùng khối u từ ảnh siêu âm gan. 2 Luận văn được chia làm ba chương với nội dung cụ thể như sau: Chương 1: Tổng quan về ảnh siêu âm và khối u Trình bày về đặc điểm, cấu trúc hình ảnh siêu âm, các kỹ thuật siêu âm, cấu tạo đặc điểm khối u trong cơ thể người nói chung và trong gan nói riêng. Chương 2: Một số kỹ thuật phát hiện khối u trong ảnh siêu âm Luận văn tìm hiểu về phương phát phát hiện mẫu dựa vào chất liệu: Phát hiện mẫu chất liệu dựa vào đặc trưng bất biến của địa phương và phát hiện mẫu chất liệu dựa vào đặc trưng nhiễu. Chương 3: Thực nghiệm và ứng dụng Cài đặt chương trình thử nghiệm phát hiện vùng khối u từ ảnh siêu âm gan. Trong quá trình thực hiện luận văn, mặc dù đã có nhiều cố gắng, nỗ lực nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót, hạn chế vì điều kiện thời gian và năng lực có hạn. Tôi chân thành mong nhận được sự góp ý của các quý thầy, cô và các bạn học viên để luận văn, chương trình thử nghiệm đã xây dựng được hoàn thiện hơn, có tính thực tiễn cao, có thể áp dụng trong qúa trình làm việc và nghiên cứu sau này. 3 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ẢNH SIÊU ÂM VÀ KHỐI U 1.1. Hình ảnh siêu âm Siêu âm chẩn đoán là một phần rất quan trọng tạo ra hình ảnh trong y tế, nó là phương pháp thăm khám không chảy máu, không gây nguy hiểm cho bệnh nhân và thầy thuốc, cũng là phương pháp chẩn đoán hình ảnh rất kinh tế nên được ứng dụng rộng rãi ở các bệnh viện tuyến trung ương đến tuyến địa phương. Từ năm 1970, siêu âm đã được sử dụng tại Việt Nam, ban đầu là siêu âm loại A, siêu âm TM, sau đó là siêu âm 2D. Cho đến nay máy siêu âm 2D thời gian thực phối hợp với Doppler và Doppler màu, Dopple năng lượng, siêu âm ba chiều, bốn chiều, siêu âm nội soi… được áp dụng rộng rãi trong thăm khám các tạng đặc, tạng rỗng, tới máu các tạng và các khối u, bệnh lý tim và các mạch máu… Siêu âm cùng một số các kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh khác đã giúp ngành chẩn đoán hình ảnh phát triển nhảy vọt, chất lượng chẩn đoán ngày càng chính xác hơn. Hình ảnh siêu âm là hình ảnh về cấu trúc bên trong cơ thể con người được tạo ra từ kỹ thuật dùng sóng siêu âm có tần số cao. Nhờ đó các bác sỹ có thể theo dõi, chẩn đoán được bệnh tật hay thay đổi của bệnh nhân. 1.1.1. Nguyên tắc tạo hình 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 chắn 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 4 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 điều 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. 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 xung quanh: sẽ thể hiện bằng một vùng tăng âm (hyperéchogène, echo rich), tuy nhiên 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” (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[3]. 5 1.1.2. Một số đặc điểm về siêu âm chẩn đoán Tính chất vật lý của siêu âm Âm thanh lan truyền trong môi trường làm chuyển động các phần tử trong môi trường, tuỳ số lần giao động của các phần tử / giây có: hạ âm: 020Hz, âm nghe được: 20HZ - 20KHZ, siêu âm: 20KHZ- 1GHZ, sóng > 1GHZ là bội âm. - Trong Y học dùng siêu âm tần số 1MHZ- 10MHZ. - Phát xạ siêu âm: tấm thạch anh rất mỏng kẹp giữa hai điện cực nối với một nguồn điện cao tần xoay chiều. - Hiện tượng áp điện xảy ra theo hai chiều, do đó người ta có thể dùng đầu phát siêu âm làm đầu thu: sóng siêu âm gặp tấm thạch anh sẽ làm nó rung và phát ra điện, tín hiệu điện thu vào hai điện cực, được khuyếch đại và đưa vào màn giao động ký thành những xung điện [3,4]. Tần số phát xạ thay đổi tuỳ theo yêu cầu - Trong chẩn đoán người ta thường dùng tần số siêu âm từ 1MHz đến 10MHz cường độ 5- 10 milliwatt cho mỗi cm2. - Trong điều trị tần số thường dùng là 0,5 đến 1MHz và cường độ cao hơn trong chẩn đoán nhiều: 0,5 - 4W cho mỗi cm2. Cách phát xạ siêu âm: Có hai cách - Phát xạ liên tục: Thường dùng trong chẩn đoán vỡ điều trị kiểu Doppler liên tục. - Phát xạ gián đoạn: Thường dùng trong kiểu A, B, TM. thời gian mỗi xung là 2 micro giây vỡ mỗi giây có 500- 1000 xung. Như vậy thời gian phát xạ thức sự khoảng 1-2 milli giây. Dẫn truyền siêu âm Trong sự dẫn truyền siêu âm có một vài hiện tượng liên quan đến chẩn đoán. 6  Tốc độ truyền siêu âm: Trong không khí tốc độ truyền là 350m/s, nước: 1500m/s, phần mềm và mỡ 1400m/s, cơ 1600m/s, xương 3600- 4000m/s. Siêu âm truyền trong không khí rất kém: do đó giữa nguồn phát siêu âm và cơ thể phải có một môi trường dẫn truyền trung gian như dầu, nước. Các bộ phần có nhiều khí như phổi, dạ dày, ruột siêu âm rất khó truyền qua.  Phản xạ siêu âm Khi một chùm siêu âm truyền trong một môi trường gặp một môi trường thứ hai có trở kháng âm thanh khác nhau thì sẽ sảy ra hiện tượng phản xạ. Hình 1.1.a: Sự truyền b:Sự truyền của quang tuyến X của siêu âm Trong chẩn đoán bằng siêu âm, người ta thu chùm siêu âm phản xạ (âm vang) biến thành những tín hiệu điện trên màn hiện sóng dùng vào chẩn đoán.  Suy giảm của siêu âm: Sau khi truyền qua một môi trường, chùm siêu âm sẽ yếu dần đi. Sự suy giảm của chùm siêu âm có 3 nguyên nhân: tán sắc, nhiễu xạ, hấp thụ. 1.1.2. Các kỹ thuật siêu âm trong y tế Trong y học, người ta sử dụng một số kỹ thuật siêu âm sau: 7 Chẩn đoán siêu âm kiểu A Chẩn đoán siêu âm kiểu A ngày nay ít dùng một mình, mà được thực phối hợp với kiểu B. Nó được áp dụng trong nhiều chuyên khoa: khoa sản, khoa mắt, khoa thần kinh, khoa tiêu hóa… Siêu âm kiểu B hay 2 chiều (2D - bidimention): 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. 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. 8 1.2. Khối u 1.2.1. Khối u trong cơ thể người Hiện nay có rất nhiều định nghĩa về khối u. Chúng ta tham khảo các định nghĩa mà được nhiều người chấp nhận nhất. - Định nghĩa của Abedanet: Khối u là một tổ chức tân sinh, kết quả của sự tăng sinh khuyếch đại từ những tế bào của một tổ chức trong cơ thể, có chiều hướng tồn tại và lớn lên một cách không giới hạn. - Định nghĩa của Willis: Khối u là một tổ chức không bình thường phát triển vô hạn độ và vẫn tồn tại mặc dầu đã lấy đi những yếu tố kích thích. Từ những định nghĩa trên ta rút ra một số đặc điểm chung, có tính chất đặc trưng sau : - U là một tổ chức tân sinh (Neoplasme) nhưng có cấu trúc mang đặc điểm của tổ chức đã sinh ra nó. Ví dụ : U vú là lành tính (u xơ tuyến vú) hoặc là một ung thư, nhưng bản chất của nó là những tế bào mang đặc điểm của tổ chức tuyến vú, hoặc tổ chức của đường dẫn sữa. - Cần phân biệt u với một tổ chức nhiễm trùng, mà về lâm sàng cũng sờ được một khối u, nhưng thực chất nó chỉ là một tổ chức giả u bởi vì : + Nó chỉ làm thay đổi một cấu trúc đã có từ trước, nó không phải là một tổ chức tân sinh. + Nó có đặc điểm của một tổ chức nhiễm trùng và tồn tại gắn liền với quá trình nhiễm trùng. - Tất cả mọi cơ quan trong cơ thể đều có thể phát sinh u. - Có những u không có thể phát hiện được qua thăm khám lâm sàng nhất là những u còn nhỏ hoặc nằm sâu trong cơ thể. 9 - Một cơ quan trong cơ thể có thể có u lành và u ác, có khi bao gồm cả u lành và u ác cùng tồn tại trong cùng một thời điểm. Ví dụ: Trên một tuyến vú của một bệnh nhân có thể tồn tại một u xơ bên cạnh một ung thư vú. 1.2.2. Giải phẫu gan người Các mốc giải phẫu bên ngoài Gan là một tạng trong ổ phúc mạc, nằm dưới hoành phải một cách chắc chắn do được cố định bởi những dây chằng phúc mạc nối giữa phúc mạc lá tạng với phúc mạc lá thành. Đó là những dây chằng nối gan với cơ hoành bởi dây chằng vành, hai dây chằng tam giác phải và trái và dây chằng liềm. Gan được nối với dạ dày bởi mạc nối nhỏ [6]. Những liên quan phúc mạc này chứng tỏ gan được cố định vững chắc vào cơ hoành và mặt sau của gan phải cũng được dính chặt vào nó. Điều này giải thích không thể thấy dịch ở mặc sau gan phải trong trường hợp có dịch trong ổ bụng. Tĩnh mạch trên gan phân chia gan thành những phân khu. Tĩnh mạch trên gan trái ngăn cách phân khu bên với phân khu cạnh giữa trái, tĩnh mạch trên gan giữa ngăn cách gan phải với gan trái, nghĩa là phân khu cạnh giữa trái với phân khu trước phải (còn gọi là phân khu cạnh giữa phải) và tĩnh mạch trên gan phải ngăn cách phân khu trước phải với phân khu sau phải (còn gọi là phân khu bên phải). Các nhánh của tĩnh mạch cửa phân chia trong các phân khu gan thành những phân thuỳ. Mỗi phân khu phân chia thành hai phân thuỳ, trừ phân khu bên trái chỉ có một phân thuỳ II. Phân khu cạnh giữa trái được tạo bởi phân thuỳ III ở bên trái của nhánh trái tĩnh mạch cửa và phân thùy IV (còn gọi là thuỳ vuông) ở bên phải của nhánh trái tĩnh mạch cửa. Phân khu gan phải được phân chia thành các phân thuỳ theo mặt phẳng nằm ngang theo trục của nhánh 10 phải tĩnh mạch cửa. Người ta phân chia phân khu trước phải thành phân thuỳ VIII ở phía trên và phân thuỳ V ở phía dưới. Phân khu sau phải thành phân thuỳ VII ở phía trên và phân thuỳ VI ở phía dưới. Phân thuỳ I (còn gọi là thuỳ Spiegel, thuỳ đuôi), được giới hạn phía trước là chỗ phân chia các nhánh cửa, phía sau là tĩnh mạch chủ dưới và bên trái là rãnh tĩnh mạch Arantius. Tám phân thuỳ gan được đánh số từ mặt dưới của gan theo chiều ngược lại của kim đồng hồ (Hình 1.3). Phân chia gan phải và gan trái dựa vào mặt phẳng đi qua trục của tĩnh mạch gan giữa và tĩnh mạch chủ dưới ở phía trên với trục của hố túi mật và tĩnh mạch chủ dưới ở phía dưới. Như vậy, gan phải gồm có phân thuỳ V, VI, VII và VIII. Gan trái gồm các phân thuỳ II, III, và IV. Thuỳ phải gồm gan phải và phân thuỳ IV. Thuỳ trái là gan trái không có phân thuỳ IV, chỉ có phân thuỳ II và III. Về đại thể, sự phân chia gan phải và gan trái là không thấy được. Ngược lại, nhìn bên ngoài, người ta có thể phân chia thuỳ phải và thuỳ trái bởi dây chằng treo gan. Hình 1.2: Hình vẽ mô tả phân chia Hình 1.3: Hình vẽ mặt dưới gan phân khu và phân thuỳ gan dựa vào xác định vị trí các phân thuỳ gan các TMTG và TMC 11 Năm mốc giải phẫu chính giúp chia gan phải và gan trái và các phân thuỳ của chúng. Đó là: dây chằng liềm, dây chằng gan - dạ dày (dây chằng tĩnh mạch Arantius), túi mật, khe chính và rãnh (hình 1.2). Dây chằng liềm còn gọi là dây chằng treo gan nối mặt sau của gan đến cơ hoành và thành bụng trước. Hai lá của dây chằng liềm hợp với nhau tạo thành dây chằng tròn đi từ dưới gan tới tận rốn, nó có chứa thừng xơ di tích của tĩnh mạch rốn. Dây chằng này có dải nối với phần trước của nhánh trái tĩnh mạch cửa, là mốc ngăn cách giữa phân thuỳ III và IV. - Dây chằng tĩnh mạch Arantius (hình 1.4) còn được gọi là dây chằng gan-dạ dày, là di tích của ống tĩnh mạch, đi từ sau đến mạc nối nhỏ. Dây chằng tĩnh mạch ngăn cách phân thuỳ I và II. Nó thường không có mạch máu, trong khoảng 15 % các trường hợp có động mạch gan trái lạc chỗ xuất phát từ động mạch vành vị, và 1% có tĩnh mạch vành vị. Dây chằng này (phần đặc) là một trong ba phần của mạc nối nhỏ, hai phần khác là phần cân đi từ bờ dưới của gan đến bờ cong nhỏ của dạ dày và đoạn đầu của tá tràng và phần mạch máu có chứa các thành phần của cuống gan [3]. Túi mật, ngăn cách phân thuỳ IV và V, đồng thời tạo giới hạn giữa gan phải và gan trái (Hình 1.5). - Khe lớn (Hình 1.6) là một đường đi từ đáy túi mật đến tĩnh mạch cửa. Đường này dài ngắn tuỳ theo vị trí và kích thước của túi mật. Trong trường hợp cắt túi mật, dễ dàng thấy được đường này. Có thể dùng đường này cùng với tĩnh mạch trên gan giữa để phân giới hạn giữa gan phải và gan trái . - Rãnh phải (Hình 1.7) là đường có âm đi từ túi mật tới bao Glisson của tĩnh mạch cửa của phân thuỳ VI.