Anatomia i fizjologia
efekt Dopplera odnosi się do zmiany obserwowanych częstotliwości fal dźwiękowych w wyniku ruchu. W przypadku ultradźwięków duplex źródło fal dźwiękowych i pomiar zmiany są zawarte w sondzie przetwornika. Przetwornik zawiera kryształy piezoelektryczne, które przekształcają aktywność elektryczną w fale ultradźwiękowe i odwrotnie. Sonda mierzy przesunięcie częstotliwości z powodu odbić od leżących u podłoża tkanek., To przesunięcie Dopplera jest obliczane w następujący sposób:
równanie 1: f(d) = f(t) – F(r) = f(T) * 2 *
Gdzie F(D) jest przesunięciem Dopplera, F(t) jest transmitowaną częstotliwością, F(r) jest częstotliwością powrotu, c jest prędkością fali ultradźwiękowej i u*cos(theta) jest składową prędkości odbicia w kierunku wiązki ultradźwiękowej o kącie theta mierzonym między linią ruchu odbłyśnika i falą ultradźwiękową.wiązka przetwornika. Równanie to wyjaśnia, dlaczego obrazy Dopplera ulegają degradacji pod kątem większym niż 70 stopni, gdy cos (theta) zbliża się do 0 przy 90 stopniach., Jeśli dokładny kąt jest znany, wyjście Dopplera może być bezpośrednio przełożone na prędkości, ale jak to często bywa, nieznane wyjścia pozostają jako przesunięcie Dopplera. Przesunięcie to jest interpretowane za pomocą analizatora częstotliwości na obraz dźwiękowy lub wizualny.
bramkowanie elektroniczne jest ważnym aspektem ultrasonografii. Wszystkie ultradźwięki typu duplex i Doppler są wyposażone w z góry określone bramki, które regulują głębokość, na której dane są interpretowane. Pozwala to na zwiększenie i zmniejszenie penetracji, które można regulować w razie potrzeby ze względów anatomicznych lub jasności.,
istnieje wiele metod generowania fal. Należą do nich fala ciągła, fala impulsowa, wysoka częstotliwość powtarzania, kolor i moc. Jak sama nazwa wskazuje, ciągła fala ultradźwiękowa jest ciągłym cyklicznym generowaniem fal. Gdy fale rozpraszają się i napotykają ruchome struktury, przechodzą przesunięcie, które powraca do detektorów. Obiekty poruszające się w kierunku przetwornika powodują zmniejszenie częstotliwości, podczas gdy te oddalające się od zwiększonej częstotliwości., Są one następnie tłumaczone na obrazy wizualne z Czerwonym tradycyjnie reprezentującym ruch w kierunku przetwornika i niebieskim reprezentującym ruch w kierunku przetwornika. Gdy przesunięcia Dopplera stają się, wysoka rekonstrukcja może być niedokładna, a kierunki przepływu mogą zostać odwrócone. Zjawisko to jest znane jako artefakt aliasing lub stan niejednoznaczności i jest regulowane przez granicę Nyquista, która stwierdza, że niejednoznaczność wystąpi, jeśli przesunięcie Dopplera jest większe niż dwukrotność częstotliwości próbkowania. Ultradźwięki fali impulsowej zwiększyły maksymalną mierzalną prędkość, minimalizując nakładanie się między pociągami ECHA., Chociaż stosuje podobne zasady do ultradźwięków fal ciągłych, fale dźwiękowe są generowane w regularnych odstępach z przerwami. W systemach fal pulsacyjnych maksymalna prędkość mierzalna przez przyrząd jest określona przez częstotliwość powtarzania impulsów (PRF). Dlatego maksymalna dokładna prędkość, V (m), jest obliczana przez:
równanie 2: V(m) = c^2 /
r to zasięg lub odległość od przetwornika. Jest to dodatkowo zwiększone przez wprowadzenie wysokiej częstotliwości powtarzania impulsów, która wykorzystuje fale impulsowe przy dwóch do pięciu różnych seriach ultradźwiękowych, aby zwiększyć częstotliwość próbkowania., Inne metody dopplerowskie obejmują obrazowanie Color Doppler i Power doppler imaging. W kolorowym obrazowaniu dopplerowskim natężenie przepływu i kierunek przepływu są przedstawione jako średnie przesunięcie Dopplera. Metoda ta jest w dużym stopniu zależna od kąta wiązki w stosunku do naczynia, a tym samym otwarta na znaczący błąd. I odwrotnie, Power Doppler jest pod niewielkim wpływem kąta. Zapewnia to doskonałe zdjęcia anatomiczne dzięki zmniejszonemu szumowi tła, ale mniej informacji dotyczących prędkości przepływu w naczyniach., Jest często wykorzystywany do wizualizacji unaczynienia zainteresowania przed zastosowaniem innych metod analizy.