img175 (11)

Rys. 9. Widmo typowe dla żyły głównej dolnej. Fotografia z G. Małek „Ultrasonografia dopplerowska, zastosowania kliniczne”, tom I, Medipage, Warszawa 2003.

II. Opis systemu dopplerowskiego wykorzystywanego do badania przepływów krwi

II.1. System impulsowy

W tej metodzie, wykorzystującej zjawisko Dopplera sonda wysyła impulsy fal ultradźwiękowych. Wewnątrz sondy znajduje się tylko jeden element piezoelektryczny E, który jest na przemian nadajnikiem impulsów lub odbiornikiem sygnałów powracających. Bramka czasowa B analizuje obszar A.

Rys. 10. Impulsowy system dopplera z pojedynczą bramką czasową.

Czas, po którym wraca sygnał umożliwia dokładną lokalizację miejsca pochodzenia sygnału. Głębokość w tkance skąd analizowany będzie sygnał dopplerowski może być dokładnie kontrolowana. Wystarczy, aby czas TE, jaki upływa od wysłania impulsu do momentu otwarcia bramki czasowej detektora był dokładnie równy czasowi, po jakim powróci echo z tej głębokości. Bramka czasowa analizuje wtedy jedynie sygnały z małego obszaru wewnątrz tkanki. Czas, w którym otwarta jest bramka czasowa określa wielkość próbkowanego obszaru. Maksymalna głębokość d, z jakiej może być analizowany przepływ wynosi d = cTR/2 , gdzie TR jest czasem pomiędzy impulsami. Oznacza to, że echo musi powrócić do sondy przed czasem TR.

Wszystkie echa docierające do elementu E są wzmacniane i podlegają demodulacji, aby uwidocznić małe różnice w fazie sygnału spowodowane efektem Dopplera. Bramka czasowa pobiera sygnał z demodulatora D, kiedy pochodzi on z określonej głębokości (rys. 10.).

Przesunięcia dopplerowskie są obliczane na podstawie dużej liczby próbek. Jeśli przesunięcie dopplerowskie jest równe 1 kłłz, to można je wyznaczyć pobierając np. 5000 próbek na sekundę, czyli przy częstotliwości powtarzania impulsu 5000 Hz. Sygnał może być zrekonstruowany, jeżeli częstotliwość próbkowania jest dwa razy większa od częstotliwości sygnału dopplerowskiego. Oznacza to, że sama głębokość obiektu nakłada ograniczenie na maksymalną prędkość przepływu V_max . Maksymalna prędkość V_max odpowiada przesunięciu dopplerowskiemu dwa razy mniejszemu od częstotliwości powtarzania impulsów. Wynika stąd, że V_max = c/4 TR f_E dla kąta 0=0°, tak że zawsze prędkość V musi spełniać następujący warunek: V d < c²/8fi; . Jeżeli warunek ten nie jest spełniony, wówczas widmo prędkości przepływu zostanie zafałszowane - pojawi się dwuznaczość, gdyż fragment widma szybkiego przepływu zostanie przemieszczony do ujemnych prędkości. Jeśli bramka czasowa znajduje się na głębokości 6 cm, to przy częstotliwości fal 5 MHz maksymalna prędkość przepływu wyniesie 1 m/s dla kąta 0 = 0°, zaś dla kąta 60° będzie równa około 2 m/s.

11.2. Opis ultrasonografu

Wykorzystywany w ćwiczeniu ultrasonograf Delta jest ultrasonografem czasu rzeczywistego wyposażonym w głowicę sektorową o częstotliwości 7,5 MHz przeznaczoną do badania narządów położonych powierzchownie oraz w głowicę szerokopasmową o częstotliwościach od 2,5 do 5 MHz. Po włączeniu i pomyślnym uruchomieniu programów inicjujących logujemy się jako użytkownik: u. Wtedy po zakończeniu programu kalibracji głowica jest gotowa do pracy i rozpoczyna wysyłać ultradźwięki. Naciskając klawisz spacji na klawiaturze wyłączamy głowicę. Chcąc wyłączyć ultrasonograf najpierw naciskamy klawisze Alt-X i przechodzimy do linii poleceń, następnie wpisujemy: po i Enter.

Uwaga!

Przed każdym ponownym włączeniem głowicy pamiętajmy o nałożeniu na kopułkę głowicy warstwy żelu ultradźwiękowego. Włączamy głowicę naciskając ponownie przycisk spacji. Nie należy przyciskać głowicy do powierzchni skóry.

139