Введение

В последние годы возможности ультразвукового оборудования для визуализации потока движущихся жидкостей значительно расширились. Комплексы цветного представления стали неотъемлемой частью большинства сканеров, а режимы, такие как Тканевый (TDI) и Энергетический Допплер (Power), открывают новые горизонты для визуализации исследуемых объектов на оборудовании различных классов. При такой универсальности допплеровских режимов возникают методики для решения более сложных задач и выполнения точных измерений, например, при исследовании кровообращения матери и плода. Однако, чтобы избежать неправильной интерпретации результатов, специалистам по ультразвуковой диагностике необходимо учитывать все факторы, влияющие на допплеровский сигнал, будь то цветное изображение потока или допплеровская сонограмма.

Грамотное применение методов ультразвуковой допплерографии требует понимания трех ключевых аспектов:

1. Возможности и технические ограничения допплерографии;
2. Параметры, влияющие на визуализацию в допплеровских режимах;
3. Физиологические основы и особенности кровотока в артериях и венах.

Далее будут рассмотрены эти аспекты и их влияние на качество визуализации в допплерографии. Также приведены рекомендации по улучшению визуализации в различных режимах представления движущихся сред.

Основные принципы допплерографии

Ультразвуковое изображение, как в цветном допплеровском картировании, так и в спектральном режиме, основывается на измерении скорости и направления движения частиц. Для фиксации движения крови или других сред ультразвуковые сканеры передают в ткани серию импульсов.

Сигналы, возвращающиеся к датчику от неподвижного субстрата, не отличаются друг от друга в пределах одной серии импульсов. Однако сигналы, отраженные от движущихся частиц, например, клеток крови, имеют незначительную разницу во времени для каждого импульса по сравнению с предыдущим. Эта разница может быть рассчитана как временной или чаще фазовый сдвиг, на основе которого определяется допплеровская частота. Эти данные обрабатываются для получения цветного изображения кровотока или доплеровской сонограммы.

Рисунок 1: Измерение скорости ультразвука. На схеме показана частица S, движущаяся со скоростью V под углом Ɵ к ультразвуковому лучу. Скорость рассчитывается по разнице во времени между передачей и приемом первого (t1) и второго (t2) лучей, вызванной перемещением частицы.

Рисунок 2: Принцип допплерографии основан на измерении скорости движения частиц по изменению Допплеровского фазового сдвига сигнала. Результирующая допплеровская частота fd может быть использована для измерения скорости V, если известен угол Ɵ между УЗ-лучом и потоком.

Для возникновения фазового сдвига необходимо движение в направлении распространения луча. Если поток движется перпендикулярно, фиксировать относительное смещение частиц невозможно. При размещении датчика перпендикулярно к кровотоку мы не получим отличное от 0 значение допплеровской частоты, так как Cos 90 и 270 равен 0.

Амплитуда допплеровского сигнала зависит от нескольких факторов:

1. Скорость кровотока: с увеличением скорости V повышается и допплеровская частота fd.
2. Частота ультразвука: более высокая частота позволяет получить большую допплеровскую частоту. Как и в B-режиме, более низкая частота обладает большей проникающей способностью.
3. Выбор частоты определяет баланс между чувствительностью к потоку и проникающей способностью.
4. Угол инсонации влияет на допплеровскую частоту. Она повышается по мере выравнивания ультразвукового луча относительно направления потока (угол Ɵ уменьшается). Это особенно важно при использовании допплерографии.

Рисунок 3: Влияние угла допплера на вид сонограммы. (А) Чем больше направление УЗ-луча соответствует потоку, тем выше допплеровская частота. На диаграмме луч (А) совмещен с кровотоком больше, чем (B), что приводит к более высокой частоте допплеровского сигнала. Угол между УЗ-лучом и направлением кровотока (С) близок к 90°, из-за чего допплеровский сигнал слаб. Кровоток на диаграмме (D) движется в противоположном направлении относительно луча, следовательно, амплитуда сигнала отрицательна.

Все виды допплеровского ультразвукового оборудования используют фильтры для исключения больших амплитуд низкочастотных допплеровских сигналов, получаемых при движении тканей, например, стенок сосудов. Рабочая частота фильтра может быть изменена пользователем через панель настроек или при оптимизации изображения с помощью регуляторов, например, для исключения сигналов ниже 50, 100 или 200 Гц. Этот фильтр ограничивает минимальные регистрируемые скорости движения субстрата (взвеси, кровотока).

Непрерывный (постоянный) Допплер CW (Continious Wave) и Импульсный Допплер PW (Pulsed Wave)

Сканер в Непрерывном Допплеровском режиме использует одновременную передачу и прием ультразвука. Он формирует допплеровский сдвиг фаз на основе сигналов от всех сосудов, которые попадают в ультразвуковой луч, пока его мощность не ослабнет из-за глубины проникновения. В этом режиме невозможно определить конкретные точки со значениями скорости, что делает невозможным построение градиента скоростей и получение цветного двумерного изображения. В настоящее время широко распространены недорогие системы допплерографии (УЗИ-сканеры с соответствующими платами и программами), которые выводят допплеровскую развертку без использования двумерных изображений В-режима. Непрерывный допплер также применяется в кардиологии для измерения высоких скоростей кровотока в аорте у взрослых пациентов.

Допплерография и акушерские ультразвуковые исследования используют режим Импульсного Допплера, который позволяет измерять глубину участка потока. В этом режиме можно изменять границы контрольного объема (измерительных ворот). Импульсно-волновой допплеровский режим используется как для построения допплеровских сонограмм, так и для формирования цветных изображений на основе двумерного представления B-режима.

Искажение

Ключевой недостаток импульсной допплерографии — физические ограничения процесса. Импульсы передаются на определенной частоте дискретизации, и максимальная допустимая допплеровская частота ƒd, которую можно измерить, равна половине этой частоты. Если скорость кровотока и угол между лучом и направлением движения жидкости приводят к ƒd, превышающей половину частоты дискретизации, возникают искажения доплеровского сигнала. Подобный эффект наблюдается в видеозаписях, где из-за низкой частоты смены кадров визуализация движения колес искажается, создавая впечатление, что колеса движутся в обратном направлении.

Рисунок 4: Искажения цветного доплеровского изображения и цветовые артефакты. На изображении отмечены области с искажениями кровотока (желтыми стрелками).

Рисунок 5: Снижение усиления по цвету и повышение частоты повторения импульсов.

Рисунок 6 (a, b): Пример наложения спектров и коррекция изображения. (a) Искаженная осциллограмма с резким прерыванием систолического пика и его отображением ниже базового уровня. (b) Чистая сонограмма без искажений. Для коррекции увеличена частота дискретизации и скорректирована базовая линия.

Частота повторения импульсов ограничена диапазоном контрольного объема. Временной интервал между импульсами должен быть достаточным для получения обратного сигнала: от датчика к движущимся частицам и обратно. Если второй импульс отправляется до получения ответа, датчик не распознает различия между отраженными сигналами, что приводит к неоднозначности и искажению изображения.

При увеличении глубины исследования увеличивается и время импульса, что снижает частоту повторения импульсов. В результате максимальная допплеровская частота ƒd уменьшается с глубиной.

Рисунок 7 (a, b): Цветное допплеровское картирование: влияние частоты повторения импульсов. (a) Низкая частота повторения импульсов, неверный масштаб (желтая стрелка). На изображении присутствуют искажения и шум в контрольном объеме пупочной артерии и вены. (b) Корректная частота повторения импульсов — верный масштаб. Цветное изображение четко показывает артерии и вены без артефактов.

Допплерометрия — это оценка состояния кровотока в сосудах, обеспечивающих питание плода во время беременности. Исследование проводится с помощью ультразвукового аппарата. Эта методика позволяет врачу выявить патологии кровоснабжения плода, которые могут препятствовать его росту.

Схема проведения допплеровской диагностики схожа с ультразвуковым сканированием. На кожу пациентки наносится медиагель, после чего врач водит устройством по животу. В отличие от обычного УЗИ, во время допплерометрии используется специальный режим (цветное допплеровское картирование). Акушер-гинеколог видит не только изображение плода, но и измеряет скорость движения крови в сосудах плаценты, матки и пуповины. Скорость кровотока отображается на мониторе в виде кривых.

Помимо допплерометрии, существует кардиотокография, которая также назначается с аналогичными целями. Преимущество кардиотокографии в том, что врач получает ленту с результатами, что позволяет более детально проанализировать состояние плода. Эти методы дополняют друг друга.

Процедура может быть назначена при несоответствии параметров тела плода, выявленных при УЗИ, для прогнозирования осложнений. Основные показания к исследованию включают:

• преэклампсию;
• аномальное количество амниотических вод;
• патологии пуповины;
• беременность на фоне сахарного диабета, гипертонии и других хронических заболеваний;
• конфликт по резус-фактору;
• отставание в росте одного из близнецов;
• патологии плаценты;
• системный коллагеноз у матери;
• невынашивание и преждевременные роды в анамнезе;
• неудовлетворительные результаты кардиотокографии.

Допплерометрия также может выполняться по желанию пациентки в любом филиале сети клиник «Медок». Обследование безопасно для здоровья матери и ребенка и может назначаться несколько раз в течение беременности.

Диагностика позволяет врачу оценить кровоток в важных сосудах. Во время сканирования врач анализирует скорость кровотока по следующим сосудам:

• левая и правая артерия матки;
• две артерии и вена пуповины;
• средняя мозговая артерия;
• аорта;
• венозный проток.

Для точного диагноза врач должен обследовать все указанные сосуды. При скрининговых исследованиях возможно комбинированное оценивание риска осложнений у матери и плода, что позволяет профилактировать данные осложнения. На более поздних сроках это помогает выбрать сроки и методы родоразрешения.

Суть и отличия методов

Допплерография сосудов головного мозга, шеи, верхних и нижних конечностей, а также дуплексное сканирование являются неинвазивными диагностическими процедурами. Их преимущества — доступная стоимость, отсутствие противопоказаний и высокая информативность.

Эффект Допплера позволяет определить скорость кровотока и выявить его нарушения в отдельных сосудах. Чаще всего этих данных достаточно для точной диагностики. Дуплексное сканирование сосудов шеи, головы и конечностей предоставляет информацию не только о качестве кровотока, но и о геометрии сосудистого просвета, извилистости русла, наличии анатомических или послеоперационных аномалий, толщине стенок, а также о тромбах и атеросклеротических бляшках.

ГНИЦПМ предлагает воспользоваться возможностями современной ультразвуковой диагностики в рамках комплексного или обычного обследования.

Показания к ультразвуковой диагностике сосудов

Допплерография сосудов мозга и других органов полезна для плановых профилактических обследований, когда риск серьезных проблем невелик. У пациентов с остеохондрозом допплерография сосудов головы и шеи помогает выявить влияние заболевания на кровеносную систему. Своевременная допплерография сосудов нижних конечностей важна для диагностики:

• варикозной болезни;
• облитерирующего атеросклероза и эндартериита;
• тромбоза глубоких вен.

Дуплексное сканирование, обладая большей информативностью, эффективно для уточнения диагноза. Оно назначается в тех же случаях, что и обычная допплерография, а также для локализации проблемного участка. Рекомендуется проходить это исследование регулярно всем, кто достиг 40 лет, и посетители нашего медицинского центра все чаще используют эту возможность.

Сканирование брахиоцефальных артерий играет важную роль в предупреждении инсульта. Его назначают при:

• головных болях или головокружениях неясного происхождения;
• планировании операций на сердечно-сосудистой системе;
• обследовании людей с риском нарушения мозгового кровообращения;
• наличии симптомов развивающегося инсульта или сдавления области брахиоцефальных артерий.

Дуплексное сканирование артерий и вен нижних конечностей предоставляет специалисту полную картину состояния сосудов. Оно показывает не только наличие нарушений кровотока, но и их причины, такие как сосудистые аномалии, последствия травм или атеросклеротические изменения. Чаще всего пациенты обращаются к нам по направлению флеболога для сканирования вен нижних конечностей.

Если вы замечали у себя:

• отеки ног к вечеру;
• изменение цвета кожи и внешнего вида вен;
• онемение и боль в мышцах при ходьбе;
• зябкость ног, —

то сканирование сосудов нижних конечностей поможет выяснить природу вашего состояния и начать корректирующую терапию.

Страница носит информационный характер. Узнайте точный перечень услуг и особенности процедур по телефонам.

Источник: gnicpm.ru

Техническая сторона процесса

Эффект Допплера — это физическое явление, проявляющееся в изменении ультразвуковых волн при движении среды, отражающей эти волны, или источника ультразвука. В медицинской практике исследуемой средой является кровоток в сосудах. Изменение ультразвуковых волн зависит от скорости перемещения кровяных частиц.

Классическое допплеровское исследование не позволяет получить изображение на экране; оно лишь определяет движение и направление кровотока. Визуализацию обеспечивает УЗИ. Современные ультразвуковые аппараты позволяют одновременно проводить оба исследования, отображая как изображение органа, так и сосуды с кровотоком.

УЗИ с допплером также называют «ультразвуковой допплерографией», «УЗДГ» или «дуплексным сканированием». Информация, получаемая ультразвуковым датчиком, обрабатывается компьютером и выводится на экран в виде двухмерного цветного изображения, что позволяет определить скорость и направление кровотока, а также области его блокировки.

Какие функции организма изучает УЗДГ?

УЗДГ сосудов шеи позволяет диагностировать патологии сонных и позвоночных артерий. Сканирование сосудов головы оценивает состояние сонных, подключичных, позвоночных артерий и магистральных артерий головного мозга. Обычно эти обследования проводятся одновременно, что обеспечивает полную и достоверную информацию о состоянии сосудов, кровоснабжающих мозг. Существует несколько параметров для оценки состояния сосудов шеи и головы, а также кровотока в них.

Насколько эластичны сосудистые стенки

Снижение эластичности сосудистых стенок может привести к инсультам, инфарктам и варикозному расширению вен. К причинам этого снижения относятся неправильное питание, высокий уровень холестерина, вредные привычки и возраст. Своевременное выявление снижения эластичности сосудов позволит врачу назначить терапию и предотвратить серьезные проблемы со здоровьем пациента.

В каком состоянии находится внутренняя поверхность сосуда

Внутренняя поверхность сосуда контактирует с кровью и выделяет вещества, предотвращающие свертывание. Основная функция этого слоя — препятствовать образованию тромбов. Нарушение структуры или целостности внутреннего слоя может привести к тромбообразованию.

Наличие или отсутствие изменений цельности стенок сосудов

Нарушение целостности стенок сосудов приводит к изменению кровотока и, следовательно, к ухудшению кровоснабжения головного мозга. Задача врача при обследовании методом УЗДГ (ультразвуковая допплерография сосудов шеи и головы) — выявить разрывы сосудистых стенок и оценить степень сложности ситуации.

Внутрипросветные образования артерий или вен

Образования в просветах вен или артерий — это сгустки крови, которые затрудняют кровоток. Это может привести к ухудшению кровоснабжения мозга и стать причиной инсульта, инфаркта мозга и других заболеваний.

Что проясняет исследование?

После ультразвукового исследования с допплером специалист может определить несколько факторов.

Проходимость сосуда

Важно оценить, насколько свободно движется кровоток по сосудам, а также проверить наличие тромбов и сгустков крови в просветах вен и артерий.

Насколько ход сосуда соответствует нормальной траектории

Существующий кровоток при сканировании сравнивается с нормой по анатомической траектории сосуда. Увеличение извилистости сосудов нарушает и замедляет кровоток.

Диаметр и особенности расположения просвета сосуда

Вазомоторная функция — это изменение диаметра сосуда под воздействием различных факторов. Она необходима для регулирования кровяного давления, теплообмена и метаболизма. Патологическое сужение сосуда приводит к повышению давления в спазмированном участке и нарушению местного кровоснабжения.

Длину видимости измененного просвета

При выявлении патологических изменений в просвете сосудов шеи и головы важно определить локализацию патологии и длину видимости изменённого просвета. Это поможет точно поставить диагноз и назначить лечение.

Показания к применению процедуры

УЗДГ назначают пациентам при определенных показаниях.

Беспричинная мигрень и головокружение

Если пациент часто страдает от мигрени и не связывает это с усталостью, стрессом или физическими нагрузками, ему следует пройти УЗДГ для выявления истинных причин. То же касается и беспричинных головокружений, которые могут быть вызваны нарушением мозгового кровообращения.

Шум в ушах и в голове

Шум в ушах и голове может быть симптомом атеросклероза, вегетососудистой дистонии, гипертонии и других заболеваний. УЗДГ поможет установить точный диагноз.

Плохое самочувствие, которое сопровождается приступами слабости и чувством нехватки воздуха

Ощущение слабости и нехватки воздуха не всегда связано с плохой физической подготовкой или проблемами с дыханием. Причиной могут быть нарушения кровоснабжения мозга, анемия или другие патологии, которые выявит УЗДГ.

ВСД (вегетососудистая дисфункция)

ВСД проявляется приступообразным или постоянным сердцебиением, повышенной потливостью, головной болью, покалыванием в области сердца, покраснением или побледнением лица, зябкостью и обморочными состояниями. Эта патология не считается самостоятельным заболеванием; она всегда сопровождает какую-либо органическую патологию, связанную с нарушением кровоснабжения мозга.

Гипертония

Гипертония, или постоянное повышение артериального давления, может вызывать различные заболевания, включая нарушения кровообращения в сосудах головы и шеи. Допплерография сосудов головы и шеи — наиболее эффективный метод для подтверждения или опровержения таких патологий.

Противопоказания

УЗДГ — неинвазивная, безболезненная и безопасная процедура. Противопоказаний к ней нет, поэтому её можно проводить даже детям с первого месяца жизни.

Подготовка к процедуре

Перед УЗДГ следует воздержаться от чая, кофе, энергетиков и курения.

УЗДГ: ход процедуры

УЗДГ сосудов головы и шеи длится примерно 45-50 минут.

Пациент ложится на спину и запрокидывает голову. Для удобства передвижения датчика врач наносит на кожу специальный гель. В процессе обследования датчик постоянно перемещается, чтобы оценить кровоток в различных отделах головы и шеи. Также могут потребоваться функциональные пробы: врач просит пациента глубоко дышать и может прижимать сосуды пальцами или трансдьюсером.

Расшифровка результатов

Чтобы понять, что показывает УЗДГ сосудов головы и шеи, и расшифровать результаты обследования, врач должен сравнить фактические показатели кровотока с нормой:

Особенности кровяного тока в сосудах обследуемого;

Во время обследования необходимо оценить направление тока крови, выявить области проникновения крови через сосуды в смежные полости и определить наличие патологической извилистости сосудистой системы.

Размер систолы (наибольшая скорость движения крови);

Для оценки качества кровотока необходимо определить его максимальную скорость, учитывая ширину русла и диаметр сосуда.

Минимальная скорость кровотока (диастолическая);

Главной причиной снижения кровоснабжения органов является уменьшение скорости кровотока. Во время УЗДГ определяется, в какой области сосудистой системы кровь движется медленнее всего и какие факторы этому способствуют.

Соотношение между наименьшей и наибольшей скоростью сосудистого кровотока.