Осипов Л.В. - Ультразвуковые диагностические приборы (1035679), страница 40
Текст из файла (страница 40)
допплеровский сдвиг частоты Г„= 0 (рис. 3]. В этом случае оценить скорость движения невозможно. Один из способов, который позволяет решить задачу оценки скорости движения в этой ситуации, — изменение ориентации оси датчика относительно направления движения в ту или другую сторону (рис. Зб и Зв). В этом случае проекция скорости на ось УЗ луча имеет отрицательное или положительное направление относительно датчика, и возможно определение этой проекции скорости по измеренному значению допплеровского сдвига частоты Г,. Такой способ можно применять, когда используется датчик с малой апертурой (малым размером рабочей поверхности), например секторный датчик (механического или электронного сканирования) или конвексный, а также микроконвексный датчик. Если применяется линейный датчик с большой апертурой (большим размером рабочей поверхности), затруднительно изменять ориентацию датчика простым наклоном в ту или иную сторону, так как при этом может быть нарушен контакт рабочей поверхности датчика с поверхностью тела.
Радикальный способ решения проблемы — применение датчика с изменением направления излучения-приема (э(еег!пя) относительно рабочей Глава 5 тчи йн у. = -усово о Рис. 4. Линейный датчик с изменением направления излучения-прнема, а — неблагопрнятный ракурс наблюдения. б — изменение ракурса наблюдения — допплеровскнй угол о < ВО'. 163 Ультразвуковые диагностические прнбортн поверхности датчика (рис. 4). Указанный способ усложняет аппаратуру, однако эффективно решает проблему оценки скорости в неблагоприятных ситуациях.
Режим цветового допплеровского картирования (СЕМ) принципиально отличается ат режимов спектрального допплера (СУУ или РУУ) прежде всего тем, что должен обеспечить оценку скорости кровотока сразу во многих элементах изображения, причем в реальном времени, т.е. с частотой кадров не менее 10-15 с-'. Для измерения скорости в режиме СЕМ используется пачечный сигнал, похожий на сигнал, применяемый в режиме РУУ. Однако общая длительность сигнала и число импульсов в пачке в режиме СЕМ существенно меньше.
На эта имеются следующие причины. 1. Дефицит времени. Для того чтобы наблюдать достаточно представительную зону в режиме СЕМ, надо излучить пачечный сигнал в процессе сканирования последовательно по крайней мере в нескольких десятках соседних направлений УЗ лучей), Например, если число направлений 20, то для реализации частоты кадров 20 с-' необходимо иметь длительность пачки сигналов не более 1,5-2 мс. 2. Ограниченное число цветов или оттенков, которые может воспринимать исследователь на экране дисплея и при этом мысленно соотносить каждому цвету определенное значение скорости кровотока.
Число таких цветов, определяющее разрешающую способность по скорости в режиме СЕМ, как правило, не более 8 для одного направления, т.е. общее число не более 16. Большее количество цветовых оттенков иногда используется в более сложных и дорогих приборах. По указанным причинам количество импульсов в пачке в режиме СЕМ много меньше, чем в режиме РУУ, ще требуется более точная шкала измерения спектра скоростей.
Для оценки скоростей в режиме СЕМ не используется процессор быстрого преобразования Фурье (БПФ), как в режимах РУУ и СУУ, а применяется один из двух методов обработки сигналов: фазовыйметод,какправило,набазе процессора автокорреляционной обработки (ржаве-богпа)п эуз1ет); метод измерения временных сдвигов с применением красс-корре- Ультразвуковые системы с цветовым допплеровским картированием '(б ' М= 2б/С ЛТ = 2(нТсоза)/С 169 ляционной обработки (1ппе-с)оспа)п вув1егл). Первый метод использует допплеровский принцип измерения скоростей, при котором оценивается средняя величина допплеровского сдвига частоты в каждом контрольном объеме.
Сдвиг частоты определяется путем измерения набега фаз эхо-сигналов между импульсами пачки и деления величины набега фаз на интервал времени между импульсами, т.е. на период пачки. Второй метод, называемый ТОМ (бгпе смогла(п Мгазопо0гарЬу), основан на прямом измерении изменения положения совокупности движущихся отражателей (например, эритроцитов) на заданном интервале времени, после чего скорость их движения вычисляется простым делением пройденного пути на интервал времени. Изменение положения отражателей определяется по дополнительному временному сдвигу, возникающему в соседних импульсах пачки (рис.
5). Если совокупность отражателей за время Т изменила свое положение вследствие движения со скоростью усова по направлению к датчику, то интервал между эхо-сигналами будет меньше, чем период Т между излучаемыми импульсами, на величину ЛТ. Измерив величину ЬТ = 2(нТсозгт)/С, можно оценить скорость движения отражателей. Эхо-сигналы от движущихся структур на практике не имеют четких границ, подобных тем, которые показаны на рис. 5. Поэтому из всей совокупности эхо-сигналов с интервалом Т между ними выделяются наиболее похожие друг на друга, и между ними измеряется временной сдвиг.
«Похожесть» сигналов определяется с помощью алгоритма кросскорреляционной обработки. Режим СИЛ позволяет наблюдать двухмерную картину распределения кровотока в области анализа в быстром темпе — с частотой смены кадров не менее 10-15 с-'. Это условие наблюдения в реальном времени фаз сердечного цикла. Однако частая смена кадров и быстрое изменение скоростей кровотока затрудняют восприятие динамической информации, так как при этом могут ускользать диагностически значимые детали изображения. Поэтому в большинстве современных приборов, использующих режим СРМ, имеется возможность запоминать ряд последовательно получаемых кадров (не менее нескольких десятков) с тем, чтобы потом их просматривать в более медленном темпе.
Такой способ запоминания и просмотра кадров называется кииопамятью (см. главу 3). Обычно запись кадров сопровождается синхронной регистрацией с отображением на экране прибора кривой ЭКГ, получаемой с одного отведения Синхронизация с кривой ЭКГ позволяет при последующем просмо- рис.
5. Оценка скорости движения методом измерения временных сдвигов с применениям корреляционной обработки. а — излучавмыв импульсы пачки с периодом Т. б— принимаемые эхо-сигналы ат движущейся структуры второй эхо-импульс приходит на через период Т относительно первого эхоимпульса, а немного раньше из-за движения структуры к датчику со скоростью усова (ь — глубина расположения движущейся структуры). Глава 5 170 КльгРэзглуковьл. лнгвнчжпнчвгклв г1лгголры тре точно привязывать каждый кадр к определенной фазе сердечного цикла.
Достоинство режима СРМ по сравнению с режимами спектрального допплера очевидно: возможнос~ь в реальном времени наблюдать двухмерную картину кровотока в достаточно большой зоне, отображая информацию о средних скоростях (а иногда и о ширине спектра скоростей) в каждом отдельном элементе изображения. Недостатки режима СРМ: — те же недостатки, которые присущи методам спектрального допплера и связаны с зависимостью оценки скорости от угла между осью УЗ луча и направлением кровотока, а также недостаток, общий с режимом РМ/,— появление искажений и ошибок оценки средней скорости вследствие неоднозначности (а)!аз!од); — получение в основном качественной информации о скоростях кровотока в отличие от методов спектрального допплера, где возможна оценка количественных характеристик.
Вследствие того, что режим цветового допплеровского картирования в современных приборах обязательно сочетается с режимами спектрального допплера (РУУ и часто СУУ), это дает возможность сочетать все достоинства режимов. 5.2. Модификации цветового картирования: энергетический допплер, тканевый допплер В начале 90-х годов были разработаны и позднее появились в продаже приборы с новыми технологиями, которые позволили существенно расширить сферы применения допплеровских методов.
Энергетическая допплероаская эхография, или энергетический допплер (Р0 — роччег 0орр)ег); в англоязычной литературе имеется несколько синонимов: со)ог апд1о, и)(газоипг) апд!одгарлу, со1ог 0орр(ег епегду (СОЕ), со(ог роччег апд!о (СРА), роччег Лочч (РР). Этот режим является модификацией режима цветового допплеровского картирования и отличается от него тем, что позволяет отображать двухмерную картину расположения и Формы сосудов, выделяя их одним цветом на Фоне обычного изображения в В-режиме. Метод энергетического допплера не дает информацию о средней скорости кровотока в отдельных элементах изображения, а регистрирует факт наличия кровотока. В этом смысле он близок методу рентгеновской ангиографии и позволяет наблюдать сосуды со слабым кровотоком, такие, как сосуды почек, яичек, плаценты и гд. Оттенки цвета (как правило, с переходом от темно- оранжевого к оранжевому и желтому) несут информацию об интенсивности сигналов, отраженных движущимися элементами крови (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
