Осипов Л.В. - Ультразвуковые диагностические приборы (1035679), страница 47

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 47)

В приведенном примерном расчете полагалось, что запись информации обеспечивается в том же темпе, что и сканирование, и не учитывалось дополнительное время, необходимое для перемещения датчика по третьей координате. Одновременный многоканальный прием. Традиционный способ сканирования реализуется с помощью одного приемно-передающего луча, который последовательно «просматривает» всю исследуемую область. Время, необходимое для обзора области, определяется произведением времени, которое требуется для приема эхо-сигналов во всем диапазоне глубин при данном положении приемно-передающего луча, на число положений луча в процессе «просмотра» области. Можно использовать многоканальный прием сразу по нескольким направлениям и тем самым сократить время обзора исследуемой области.

На рис. 14а показан типичный вид лучей на передачу (пунктир) и на прием (сплошная линия) в обычном сканере. Форма луча на передачу, в частности ширина луча, может не совпадать с формой луча на прием. Однако на больших глубинах, как правило, оба луча близки по форме. Этот случай как раз и изображен на рис. 14а, где помимо основных лучей (приемного и передающего) изображены так называемые боковые лепестки. В идеале боковые лепестки должны отсутствовать, и вся энергия на передачу должна быть сконцентрирована в области пространства, ограниченной основным лучом. Точно так же прием эхосигналов должен осуществляться только в области приемного луча.

Однако на практике от боковых лепестков избавиться не удается ни в режиме передачи, ни в режиме приема. В многоканальной системе формируются одновременно несколько приемных лучей. Возможны два способа реализации многоканального режима. Глава 7 пуч ки 1 2 3 Широкий и луч 194 Упьхтьззвуковые дикгнпгь вх охие приборы г (в Передающие лучи Приемные лучи Рис. 14.

Одновременный многоканальный прием. а — вид ультразвукового луча при одноканальномм приеме и передаче. б — широкий лучуч на передачу и многоканальный прием. и — многоканальные передача и прием. В первом способе используется широкий луч на передачу, который обеспечивает излучение УЗ сигналов в большей области, чем обычно (рис. 146). В пределах этой области располагаются приемные лучи, которые ведут одновременный прием эхосигналов. Во втором способе используются несколько передающих узких лучей, в каждом из которых с небольшим сдвигом во времени излучаются УЗ сигналы в различные области пространства.

В этих же направлениях осуществляется одновременный прием эхо-сигналов с помощью приемных лучей (рис. 14в). Оба способа обеспечивают уменьшение суммарного времени обзора в число раз, равное числу каналов. При достаточно большом числе каналов можно существенно снизить время получения трехмерного массива данных. Недостатком обоих способов является сложность их практической реализации. Другим принципиальным недостатком является снижение качества изображения,особеннозаметноев первом способе, использующем широкий передающий луч.

Объясняется это тем, что в системе многоканального приема уровень приема эхо-сигналов по боковым лепесткам выше, чем при одноканальном приеме. Попробуем объяснить, почему зто получается, с помощью рис. 14. При одноканальном приеме в сторону отражателя, который находится вне основного приемно-передающего луча, излучается УЗ сигнал существенно меньший, чем в направлении основного луча. Уровень этого сигнала определяется уровнем бокового лепестка и составляет обычно не более 10% от уровня сигнала в основном луче.

Соответственно и зхосигнал от отражателя будет во столько же раз меньше по сравнению со случаем, когда он находится в основном передающем луче. При приеме эхо-сигнала он будет дополнительно ослаблен благодаря тому, что принимается боковым лепестком приемного канала. Уровень ослабления будет примерно таким же — 10%. Следовательно, в случае нахождения отражателя вне основного луча на прием и передачу принятый прибором эхо-сигнал будет составлять не более 1% от уровня, который был бы Перспективные направления развития УЗ методов исследования Т = лт х и х М, Уль гракь~уковьк: диюноггя:лгкяв лянбгры 195 в случае, когда отражатель находится в основном луче. При многоканальном приеме (рис.

146, 14в) ситуация изменяется. Отражатель, который находится вне одного из приемных лучей (например, луча 2), но имеется в другом приемном луче (например, луче 1), облучается в режиме передачи таким же большим сигналом. Поэтому принятый по боковому лепестку эхо-сигнал будет ослаблен только до уровня 10%. Это значит, что в канале приемного луча 2 может обнаруживаться мешающий сигнал, который сравним по амплитуде с полезными сигналами и в результате будет наблюдаться в качестве артефакта.

Особенно заметным этот артефакт будет в случае сильного отражателя. В системе многоканального приема с разнесенными лучами (рис. 14в) артефакты из-за приема по боковым лепесткам несколько меньше вследствие того, что относительный уровень боковых лепестков снижается по мере удаления от основного луча. Регистрация изображений, синхронизированная с ЭКГ. Возможным способом записи трехмерной информации движущихся структур является их регистрация, привязанная к определенным фазам сердечного цикла.

В сердечном цикле регистрируется последовательность двухмерных кадров в одной и той же плоскости (сечении), при этом время получения каждого кадра четко привязано к В-зубцу ЭКГ Например, на рис. 15 в сечении! первый кадр получен в момент Т,, совпадающий с В-зубцом, второй записывается в момент Т, + М, третий — в момент Т, + 2Л( и т.д. Последовательность записи кадров полностью повторяется в следующем сердечном цикле с той разницей, что плоскость сечения перемещается в новое положение (сечение П), сдвину- тое относительно предыдущею в пространстве (рис.

15). Таким же образом можно получить последовательность кадров в тре~ьем сердечном цикле, при этом плоскость сечения сдвигается еще на один шаг. Процесс продолжается до тех пор, пока не будет просмотрена необходимая область пространства. При реконструкции трехмерного изображения для момента Т, берутся кадры, полученные в этот момен~ во всех сердечных циклах, при реконструкции трехмерного изображения для момента Т, + Мсоответственно берутся кадры, полученные в момент Т,+ ЛГ и т.д. Суммарное время, необходимое для получения совокупности трехмерных массивов, каждый из которых относится к определенной фазе сердечного цикла, равно: где М вЂ” время, за которое может быть получен 1 кадр изображения,т — число сечений в трехмерном массиве, и— число кадров за время длительности одного сердечного цикла.

Если М = ЗО мс„гп =- 24, в = 24, то Т = 18 с. Конечно, это достаточно большой интервал времени, однако в результате можно получить, а затем наблюдать на экране изменение трехмерного изображения всего движущегося объекта во времени без тех ограничений и недостатков, которые присущи двум предыдущим способам. Возможны и другие варианты способа получения трехмерной информации с синхронизацией от ЭКГ Например, в каждом сердечном цикле осуществляется перемещение плоскостей кадров с шагом по времени, равным М, однако в каждом новом цикле начальное положение сечения (для момента Т„) сдвигается на величину пространственного шага перемещения сечения. Глава 7 Сечения; 1 Сеч Сеч Сеч Та+ 2ЗГ 30 изображение 30 изображение для Т,+ог для Т, Рис.

15. получение трехмерных изображений сердца с синхронизацией от ЭКГ. 196 Уаьтраааукоаыа диагностические лоиборы Рассмотренный способ позволяет получать информацию «в реальном времени», но имеет один принципиальный недостаток, связанный с тем, что при изменении вида кривой ЭКГ на различных сердечных циклах реконструированное изображение будет искажаться, причем тем в большей степени, чем больше изменение вида кривой ЭКГ 30 изображение 30 изображение для тр.~- 2лг для т„+1л — 1)м Преимущества и недостатки режима 30 Перечислим основные преимущества метода получения УЗ трехмерных изображений. + Существенное повышение информационных возможностей по сравнению с режимом двухмерного изображения, позволяющее представить пространственные Перспективные направления развития УЗ методов исследования 197 положения и форму различных структур и органов.

+ Возможность получения двухмерных акустических сечений произвольной ориентации, в частности фронтальных сечений, плоскость которыхориентированаперпендикулярно направлению на датчик. + Значительно более точное вычисление объемов исследуемых объектов любой формы. + Возможность объемного представления поверхностей объектов с различным ракурсом наблюдения, что дает дополнительную диагностическую информацию. Недостатками метода получения трехмерных изображений на существующем уровне его разработки являются следующие. + Сложность реализации метода.

+ Представление трехмерной информации на мониторах с плоским экраном в виде псевдообъемных картин, что не позволяет в полной мере реализовать преимущества метода. + Принципиальные физические ограничения, не позволяющие получить данные для трехмерного изображения за короткое время, что существенно затрудняет получение качественных трехмерных изображений движущихся структур. Несмотря на перечисленные недостатки и ограничения, метод получения трехмерных изображений несомненно является очень перспективным, что обуславливает его дальнейшее развитие и все более широкое применение в медицинской практике. 7.2.

Контрастные вещества Использование контрастных веществ в УЗ диагностике началось сравнительно недавно и в последние годы заметно активизировалось. Объясняется это тем, что контрастные вещества позволяют повысить информативность исследований, особенно когда не хватает чувствительности, а также в трудных для диагностики случаях. Практически все используемые в настоящее время вещества для контрастной эхографии представляют собой растворы, содержащие микро- частицы с высоким уровнем отражения эхо-сигналов.

Характеристики

Список файлов книги