siêu lý siêu âm doppler ts phạm minh thông

-Đ ờng tốc độ thể hiện tốc độ chung dòng chảy sóng Nguyên lý siêu âm doppler phân tích phổ doppler... • Phép biến đổi FFT cho phép phân tích trong 5 àgiâytần số Doppler thành các tần số

nguyªn lý siªu ©m doppler

PGS.TS Ph¹m Minh Th«ng

Nguyên lý chung hiệu ứng doppler

• 1842 Johan Christian Doppler ng ời áo phát hiện hiệu ứng trên ánh sáng mang tên ông

• Hiệu ứng này đúng trong môi tr ờng vật chất dạng sóng( radio, âm thanh)

• Trong sóng âm” khi một chùm SÂ đ ợc phát đi gặp

một vật thì có hiện t ợng phản hồi âm, tần số của chùm SÂ phản hồi về thay đổi so với chùm phát đi nếu khoảng cách t ơng đối giữa nguồn phát và vật

Nguyên lý chung hiệu ứng doppler

θ

fo

f C

∆ f: Thay đổi tần số fo: Tần số phát

f: Tần số phản xạ V: Tốc độ vật di chuyển

θ :Góc giữa chùm SÂ và mạch máu

∆f = f-fo = 2fo.V.cos θ/ C  V = ∆f x C

2Fo Cos θ

θ = 0 thì Cos θ = 1 nên ∆f tối đa , tín hiệu cao nhất, nếu θ= 90độ thì Cos θ = 0 nên không có tín hiệu Doppler

Nguyên lý chung hiệu ứng doppler

Siêu âm Doppler liên tục:

-Đầu có hai tinh thể gốm áp điện: một phát liên tục sóng âm, mọt thu tín hiệu phản hồi

-So sánh tốc độ phát và thu để tính tốc độ di chuyển vật thể( hồng cầu trong máu)

-Tín hiệu Doppler biểu diễn d ới dạng âm thanh và

phổ

Nguyên lý các kiểu siêu âm doppler

• Siêu âm Doppler liên tục (tiếp)

-Ưu điểm: đơn giản, ghi đ ợc tốc độ cao không có

Nguyªn lý c¸c kiÓu siªu ©m doppler

Nguyªn lý siªu ©m Doppler liªn tôc

1;§Çu dß 2:m¹ch m¸u fo: tÇn sè ph¸t f: tÇn sè thu

1

2

f

fo

Nguyªn lý siªu ©m Doppler xung

-§Çu dß chØ cã 1 tinh thÓ gèm ¸p ®iÖn, sãng ©m ph¸t ng¾t qu·ng( xung S¢) kho¶ng nghØ thu tÝn hiÖu S¢ ph¶n håi

Nguyªn lý c¸c kiÓu siªu ©m doppler

Nguyên lý siêu âm doppler xung

Sơ đồ siêu âm Doppler xung:

1: đầu dò 2: mạch máu Fo: tần số phát f: (fo+ ∆ f) Tần số sóng phản hồi

Nguyên lý siêu âm doppler xung

-Ghi tín hiệu dòng chảy ở vùng nhất định

-Vị trí và thể tích vùng ghi tín hiệu ( cửa Doppler) có thể thay đổi

-Vị trí cửa ghi D: xác định bằng thời gian từ khi phát

đến khi ghi phản hồi

Nguyên lý siêu âm doppler xung

Sơ đồ ghi Doppler

• Tốc độ sóng âm hằng định( 1540m/s) nên chiều sâu vùng ghi Doppler d= T/2.1540(m)

• Chiều dài cửa sổ: xác định bằng thời gian thu sóng phản hồi t = LxC( L: rộng mạch; C tốc độ sóng SÂ)

• Chiều rộng cửa: phụ thuộc kích th ớc chùm SÂ

Nguyên lý siêu âm doppler xung

• Tần số nhắc lại xung (pulse repetition frequency- PRF): số lần/ 1s sóng âm đi đến đích quay về

• Đơn vị KHz nh ng ghi K tránh nhầm tần số Doppler

• PRF = C/ 2d ( d: chiều sâu mạch, C tốc độ SÂ

1540)

• Theo ph ơng trình Shannon: ∆f ≤ PRF/2, nếu

∆f > PRF/2 thì có hiện t ợng cắt cụt đỉnh( aliasing)

Nguyên lý siêu âm doppler xung

• Tránh aliasing:

-Chuyển đ ờng 0 xuống thấp

-Giảm ∆f bằng giảm Fo( tần số phát)

-Tăng góc θ để Cos θ: nh ng góc θ phải luôn > 60

-Giảm đọ sâu d ( ép BN) để tăng PRF

- Sử dụng máy có PRF cao

Nguyên lý siêu âm doppler xung

• Tín hiệu Doppler đ ợc phân tích; âm thanh hay đ ờng ghi, hay dạng phổ

• Tần số Doppler nằm trong khoảng nghe thấy, chẩn

đoán bằng nghe

• Biểu thị tín hiệu Doppler bằng đ ờng ghi: kỹ thuật

đếm só lần tín hiệu quá đ ờng 0

-Đ ờng tốc độ thể hiện tốc độ chung dòng chảy sóng

Nguyên lý siêu âm doppler

phân tích phổ doppler

• Phổ Doppler : là KQ của phân tích các tín hiệu Doppler

bằng phép biến đổi nhanh của Fourier (Fast Fourỉe

Transform -FFT)

• Phép biến đổi FFT cho phép phân tích trong 5 à

giâytần số Doppler thành các tần số thành phần; c ờng độ biểu hiện độ sáng của của phổ

• Phổ Doppler đ ợc coi nh đ ờng ghi theo không gian

3 chiều: trục thời gian, trục tần số( tôc độ) và c ờng

độ

• Đ ờng phổ Doppler đã loại bởt TS thấp của thành

Nguyên lý siêu âm doppler

phân tích phổ doppler

Nguyên lý siêu âm doppler

phân tích phổ doppler

Phổ Doppler động mạch

• Siªu ©m Doppler xung kÕt hîp S¢ c¾t

-H×nh phæ Doppler ghi cïng h×nh 2D hay riªng biÖt

Nguyªn lý siªu ©m doppler

ph©n tÝch phæ doppler

-áp dụng nguyên lý SA Doppler xung nhiều cửa thu tín hiệu một vùng

-Tín hiệu từ các cửa đ ợc mã hoá màu chồng lên SA 2D tạo thành bản đồ dòng chảy (Color Flow

Mapping-CFM)

Nguyên lý siêu âm doppler màu

Nguyªn lý siªu ©m doppler mµu

Nguyên tắc mã hoá màu:

-Màu đỏ cho dòng chảy về đầu dò, xanh ng ợc lại

-Tốc độ càng lớn màu càng sáng

-Aliasing màu khi tốc độ quá lớn: Chỗ tăng tốc

chuyển thành màu đối diện nh ng nhạt

-Dòng rối có hiện t ợng khảm màu

Nguyên lý siêu âm doppler màu

Nguyªn lý siªu ©m doppler mµu

Nguyªn lý siªu ©m doppler mµu

Nguyªn lý siªu ©m doppler mµu

hạn chế của siêu âm doppler màu

•Số ảnh/giây thấp, độ phân giải không gian kém

•Tốc độ thể hiện trên ảnh SÂ màu không phải tốc độ thật

•Chỉ biệu thị chiều dòng chảy và tốc độ t ơng đối

• Tín hiệu yếu: nên tần số Doppler phải thấp hơn tần

số SÂ ( các máy mới)

• Chỉ có 1 đầu dò ghi hình 2 chiều( rõ nhất góc 90)

và màu ( góc 0độ): đầu dò vát, nghiêng điện tử

hạn chế của siêu âm doppler màu

• H×nh D mµu t¹o nªn do:

-NhiÒu ® êng ph¸t tÝn hiÖu L

-Mçi ® êng cÇn nhiÒu xung I

-§i hÕt chiÒu dµi ®o¹n ® êng cÇn thêi gian T

( PRF cµng cao th× T cµng gi¶m vµ ng îc l¹i) PRF

thÊp, sè xung nhiÒu vµ sè ® êng quÐt nhiÒu sè

h×nh gi¶m

-CÇn gi¶m kÝch th íc ¶nh(gi¶m s©u -> t¨ng PRF, gi¶m

h¹n chÕ cña siªu ©m doppler mµu

• TÝn hiÖu D ( ∆f) yÕu nªn ® îc m· ho¸ n¨ng l îng ( SA Doppler n¨ng l îng hay D mµu m· ho¸ n¨ng l îng)

• Kh«ng nhËn biÕt chiÒu dßng ch¶y

• §é nh¹y gÊp 3 lÇn SA mµu, t íi m¸u nhu m«,u

• Kh«ng aliasing mµu, kh«ng phô thuéc gãc

siªu ©m doppler n¨ng l îng hay angio-Doppler

ph©n tÝch phæ dopler

trong siªu ©m chÈn ®o¸n

Pgs.ts ph¹m minh th«ng

• CÇn biÕt phæ BT vµ kh«ng BT

nguyªn t¾c ph©n tÝch phæ doppler

• Phân tích phổ Doppler bằng âm thanh

-áp dụng đầu tiên để phân tích phổ D

-Tai ng ời phân tích đ ợc tiếng nói ng ời này và khác

ph©n tÝch phæ doppler

H×nh cöa sæ Doppler

-Hai ® êng song song chØ chiÒu dµi cöa sæ(thêi gian thu tÝn hiÖu)

-§ êng A thu tÝn hiÖu -§ êng B chØ trôc dßng ch¶y

Phổ D thể hiện bằng đ ờng vẽ

• Phân tích phổ D là bóc tách các tần số khác nhau của tín hiệu D thu đ ợc thành các TS khác nhau và ghi thành đ ờng

• Nhờ góc biết tr ớc nên chuyển TS thành tốc độ

dòng chảy cm/s( có thể có cả tần số)

phân tích phổ doppler

ph©n tÝch phæ doppler

H×nh phæ D trªn mµn h×nh -H×nh 2D trªn tr¸i :m¹ch m¸u, cöa sæ, gãc

-Thêi gian trôc ngang, tÇn sè trôc däc

-ChiÒu dßng ch¶y vÒ

®Çu dß trªn ® êng 0 vµ ng

phân tích phổ doppler một số điểm đặc tr ng của dòng chảy

Chiều dòng chảy:

-Chiều dòng chảy tính t ơng đối so với đầu dò, thể hiện

bằng trên đ ờng 0 cho dòng về đầu dò và ng ợc lại

-Có thể đảo chiều dòng chảy: bấm nút đảo chiều hay xoay đầu do

-Phải dựa vào các mạch cố định để xác định chiều

dòng chảy( ĐMC, ĐM cảnh )

Phân tích các thay đổi tần số

• Dòng chảy thành lớp:

-Chuyển động có trật tự của thành phần máu thành đ ờng // thành mạch; đặc tr ng nhiều mạch lớn

-Đa số các TB di chuyển cùng tốc độ; phổ D đ ờng

mảnh có khoảng trống phiá d ới( cửa sổ phổ D)

phân tích phổ doppler một số điểm đặc tr ng của dòng chảy

phân tích phổ doppler một số điểm đặc tr ng của dòng chảy

Dòng chảy lớp

A Sơ đồ dòng chảy lớp

B Phổ D dòng chảy lớp:

viền trắng đậm bao quanh cửa sổ trống tín hiệu D

phân tích phổ doppler một số điểm đặc tr ng của dòng chảy

• Dòng chảy rối.

-CĐ các thành phần máu không cùng tốc độ , không

trật tự( chiều dày của phổ)

-Dày của phổ càng rộng dòng rối càng nhiều

-Dòng rối TB thì cửa sổ bị lấp đầy, rối nặng không rõ

bờ nữa

-Dòng rối th ờng gặp trong bệnh lý nh ng cả ở mạch

BT Mạch ngoằn ngoèo có rối ( phình cảnh)

phân tích phổ doppler một số điểm đặc tr ng của dòng chảy

phân tích phổ doppler một số điểm đặc tr ng của dòng chảy

Phổ D dòng rối it

dày viền phổ cuối

phân tích phổ doppler một số điểm đặc tr ng của dòng chảy

phân tích phổ doppler một số điểm đặc tr ng của dòng chảy

phân tích phổ doppler một số điểm đặc tr ng của dòng chảy

Sức đập:

-Cản trở dòng đến:

.Không có cản trở: tâm thu tốc độ tăng đột ngột nhanh chóng tới đỉnh

.Cản trở nhiều đầu gần: tâm thu tăng từ từ( tăng tốc dài)

đỉnh tâm thu và tâm tr ơng thấp( sóng dẹt và thấp)

Chịu ảnh h ởng của cả chức năng tim: sóng dẹt tăng tốc

phân tích phổ doppler một số điểm đặc tr ng của dòng chảy

-Cản trở dòng đi:

.Tốc độ dòng chảy phụ thuộc sức cản tuần hoàn từng mạch

.Sức cản cao nhất ở mạch ngoại vi: phổ tâm thu nét và hẹp, sóng ng ợc chiều sớm thì tâm tr ơng

.Sóng đảo chiều là sóng phản xạ, sóng ba pha( hai pha đến một pha đi

phân tích phổ doppler một số điểm đặc tr ng của dòng chảy

+Định l ợng sức cản dòng chảy bằng :

-Chỉ số sức cản của Gosling( Pulsatility index)

PI= A-B / M

( A: tốc độ tâm thu, B: TĐ tâm tr ơng, M: tốc đọ trung bình

phân tích phổ doppler một số điểm đặc tr ng của dòng chảy

Chỉ số sức cản của Pourcelot( Resistivity Index)