Исследование сосудов. Основы метода УЗДГ

В нашей работе мы будем пользоваться ультразвуковым доплерографом. Для понимания происходящих процессов, необходимо вникнуть в физические основы метода ультразвуковой доплерографии.

Физические основы доплерографии

Ультразвуковые допплеровские методы являются эффективным средством неинвазивного исследования характеристик движения тканей в организме человека и широко применяются в кардиологии и сосудистой диагностике. Рассматриваемые методы бурно развиваются, поэтому терминология в этой области еще не устоялась. Можно ввести следующую классификацию допплеровских методов в зависимости от способов получения и отображения информации:

. Метод оценки изменения во времени скорости кровотока в сечении сосуда или части сечения сердца, сосуда.

. Метод оценки ЧСС (частоты сердечных сокращений) с использованием допплеровского эффекта.

. Спектральная допплеровская эхография, или, кратко, спектральный допплер - оценка спектра скоростей кровотока в сердце и сосудах в процессе его изменения во времени.

. Методы цветовой допплеровской эхографии, к которым, прежде всего, относится цветовое доппперовское картирование кровотока - двухмерное изображение биологических структур, в котором скорость движения отдельных элементов отображается с помощью цвета различных оттенков.

Эффект Доплера

Основой допплеровских методов является эффект Допплера, который состоит в том, что частота колебаний звуковых волн, излучаемых источником (передатчиком) звука, и частота этих же звуковых волн, принимаемых некоторым приемником звука, отличаются, если приемник и передатчик движутся друг относительно друга (сближаются или удаляются). Тот же эффект наблюдается, если в приемник поступают сигналы источника звука после отражения движущимся отражателем. Этот последний случай имеет место при отражении ультразвуковых сигналов от движущихся биологических структур (например, клеточных элементов крови).

Допплеровский сдвиг частоты. Допплеровский угол

В ультразвуковых диагностических приборах определяется не сама частота колебания, поступающего в приемник, а разность этой частоты f и частоты f0 -колебания, излучаемого источником. Эта разность называется допплеровским сдвигом частоты. Для случая движения отражателя в сторону датчика допплеровский сдвиг Fд можно вычислить следующим образом:

Скорость движения биологических структур (например, кровотока) не превышает, как правило, нескольких метров в секунду Скорость звука С в мягких биологических тканях в среднем равна 1540 м/с. Поэтому можно принять, что v < С, т е скорость движения структур существенно меньше скорости звука. Тогда выражение для допплеровского сдвига FД имеет вид:

Когда отражатель движется к датчику, допплеровский сдвиг положителен. Если отражатель движется в противоположную от датчика сторону со скоростью (-v), то допплеровский сдвиг отрицателен.

В вышерассмотренных примерах предполагалось, что отражатель движется вдоль направления на датчик (по оси датчика, а точнее, вдоль оси ультразвукового луча). В общем случае движение отражающих структур может происходить в произвольном направлении, т. е. вектор скорости движения может быть направлен под некоторым углом относительно направления на датчик. Допплеровский сдвиг частоты определяется проекцией скорости v на линию, соединяющую отражатель с датчиком, т.е. величиной vcosa. Следовательно, выражение для допплеровского сдвига частоты должно иметь вид:

где Fд - допплеровский сдвиг, fо - исходная частота. V - скорость эритроцитов,

С - скорость распространения ультразвука в тканях, a - угол между продольными осями датчика и сосуда.

Сдвиг частот прямо пропорционален скорости эритроцитов и косинусу угла между продольными осями датчика и сосуда. Метод позволяет оценивать линейную (см/с), но не объемную (л/м2) скорость кровотока. Угол а нельзя измерить, его можно лишь предположить. Скорость распространения ультразвука в тканях равна примерно 1540 м/с. Исходной частотой для ТКДГ является 2 МГц. Влияние угла а на получаемые данные:

Перейти на страницу: 1 2 3 4

Биологические препараты

Биологические препараты - группа медицинских продуктов биологического происхождения, в том числе вакцины, препараты крови, аллергены, соматические клетки, ткани, рекомбинантные белки.  Смотреть...

Антибиотики

Большинство ученых подразумевает под антибиотиками не только антибактериальные вещества, образуемые микроорганизмами, но и соединения, обладающие антибактериальной активностью, выделенные из животных тканей и высших растений.  Смотреть...