Page 25 - IFM_201405_v9.indd
Basic HTML Version
Inżynier i Fizyk Medyczny 5/2014 vol. 3
239
artykuł
/
article
ultrasonografia
/
ultrasonography
W 4 części cyklu dotyczącego ultrasonografii zostaną przedstawione składowe
widma sygnału dopplerowskiego oraz sposób przedstawienia widma sygnału na
monitorze.
Widmo sygnału dopplerowskiego graficznie obrazuje
się za pomocą prezentacji „trójwymiarowej”, gdzie
x
to
oś czasu,
y
– oś częstotliwości, a
z
to amplituda widma
lub moc sygnału. Obraz widma na monitorze przed-
stawiony jest dwuwymiarowo, we współrzędnych
x
,
y
,
natomiast oś
z
przedstawiona jest w postaci zmiennej
intensywności świecenia pikseli. Im większa jest moc
sygnału, tym jaśniej świeci punkt na ekranie. Oznacza
to, że większa ilość krwinek płynie z określoną prędko-
ścią
v
.
Dla parabolicznego profilu przepływu, charakte-
rystycznego dla dużych naczyń, np. tętnic szyjnych,
otrzymuje się równomierny rozkład jasności w całym
zakresie częstotliwości. Dla spłaszczonego profilu
prędkości przepływu, charakterystycznego dla np.
tętnicy udowej, energia sygnału rozproszonego kon-
centruje się wokół częstotliwości maksymalnych wid-
ma. W przepływie zaburzonym (turbulentnym), profil
przepływu charakteryzuje się przeważnie niższymi czę-
stotliwościami, a nawet ujemnymi, co świadczy o zawi-
rowaniach, i najczęściej występuje w miejscu zwężenia
tętnic.
Moc sygnału prezentowana jest w wielostopniowej
skali szarości – od czarnego koloru oznaczającego brak
sygnału, do koloru białego, odpowiadającemu sygnało-
wi o największej intensywności.
Prędkość przepływów tętniczych jest zmienna
w czasie, zatem amplituda i rozkład prążków także.
Konieczna staje się analiza sygnału dopplerowskiego
w krótkich odstępach czasu, a następnie składanie ich
w jeden profil prędkości. Odcinki czasowe pomiaru
mogą mieć od kilku do kilkudziesięciu milisekund w za-
leżności od ustawień operatora. Oznacza to, że na jed-
nosekundowy cykl składać się może od kilkudziesięciu
do kilkuset niezależnych linii spektralnych.
Wariancja widma
dopplerowskiego
Linie widmowe sąsiadujące ze sobą różnią się znacznie
w rozkładzie jasności pikseli wzdłuż linii, a zmiany te są
losowe i mają charakter podobny do szumu. Na obrazach
ultrasonograficznych zmienna jasność pikseli zobrazo-
wana jest w postaci ziarna, co przypomina powstawanie
ech na przepływających krwinkach. Echa od poszcze-
gólnych krwinek mogą się anihilować lub wzmacniać,
a zatem chwilowa amplituda sygnału dopplerowskiego
losowo maleje lub wzrasta, modulując jasność pikseli na
obrazie spektrogramu.
Wariancja widma opisuje ziarnistość i rozmycie
widma wokół wartości średniej i ogranicza dokład-
ność obliczenia średniej i maksymalnej częstotliwości
dopplerowskiej.
Częstotliwość średnia
Częstotliwość średnia jest proporcjonalna do uśrednio-
nej prędkości przepływu krwi i zależy od szerokości
wiązki i jej położenia względem naczynia.
Pomiar częstotliwości średniej
Pomiar polega na zliczaniu impulsów generowanych
w momencie przejścia sygnału dopplerowskiego przez
poziom zerowy. Częstotliwość dopplerowska repre-
zentowana jest przez średnią gęstość impulsów zliczo-
nych w określonym czasie.
W rzeczywistości zmiany w przebiegu widma nie po-
wodują przejścia sygnału przez punkt zero. Oznacza to
pominięcie pewnych amplitud (zwłaszcza większych
częstotliwości) w obliczaniu średniej. Znaleziono zatem
Podstawy obrazowania USG
Część 4 – Analiza widmowa sygnałów dopplerowskich
Monika Jędrzejewska, Piotr Jankowski, Bartosz Węckowski
Polskie Towarzystwo Inżynierii Klinicznej, ul. Naramowicka 219a/18, 61-611 Poznań, tel. +48 602 303 517, e-mail:
