В режиме цветового допплеровского сканирования на изображение в градациях серого накладывается информация о скоростях движения, кодированная цветом. С этой целью для каждого изображения оцениваются несколько сотен контрольных объемов. Поэтому оценка скоростей должна производится очень быстро, что требует применения более простых алгоритмов, чем ресурсоемкое быстрое преобразование Фурье в режиме импульсного допплеровского исследования.
Аутокорреляция. Наиболее часто в этих целях используется методика аутокорреляции. Скорость движения рефлектора рассчитывается на основании смещения фаз между двумя последовательными ультразвуковыми импульсами. Теоретически было бы достаточно одной пары импульсов, однако обычно усредняются значения между 3-7 последовательными импульсами, чтобы добиться лучшего разделения между сигналом и шумом. Скорости, рассчитанные таким способом, примерно соответствуют средней скорости профиля спектрального допплеровского исследования в этой же позиции.
При помощи настраиваемой таблицы цветов полученные значения скоростей преобразуются в цветовой код и накладываются на двумерное изображение. По умолчанию движение, направленное к источнику ультразвука, изображается красными тонами, а направленное от источника - синими тонами. Если измеренные скорости отдельных импульсов сильно отличаются друг от друга (более «широкий» допплеровский спектр, большая вариабельность), то это интерпретируется как турбулентность и при желании может быть отображено добавлением еще одного цвета, например, зеленого.
В случае цветового допплеровского исследования режим кровотока и тканевой режим также различаются лишь разными настройками фильтра. Для проблемы искажения (aliasing) справедливы все те же выкладки, что приведенные в статье «Импульсноволновая спектральная допплер-ЭхоКГ».
В ультразвуковой диагностике измерения скоростей как при помощи спектрального анализа, так и при помощи аутокорреляции называются «допплеровскими измерениями», хотя в строго физическом смысле метод аутокорреляции основан не на принципе Допплера, поскольку оцениваются не изменения частот, а сдвиги фаз.
Цветовая допплерография. Для построения картинки в режиме цветовой допплерографии используется несколько ультразвуковых импульсов.
Подвижный рефлектор вызывает смещение фазы Δφ между двумя полученными эхо-сигналами.
Затем из усредненных смещений фазы нескольких последовательных импульсов можно рассчитать средний допплеровский сдвиг Δf и, тем самым, среднюю скорость.
Полученные значения скоростей кодируются в цветовой шкале (красный/синий) и накладываются на серое изображение.
Если разности фаз отдельных импульсов сильно отличаются друг от друга (большая вариабельность), то в режиме цветовой допплерографии кровотока такие участки могут быть окрашены зеленым («турбулентность»).
Сравнение кривой, реконструированной по данным цветовой допплерографии (вверху), и линии PW-допплерографии (внизу) из одной и той же области миокарда.
Формы кривых почти идентичны, хотя максимальные значения скоростей несколько отличаются.
Искажение (aliasing). Чтобы сохранить информацию о глубине исследуемых подвижных объектов, необходимо, чтобы посылка и прием сигналов происходили только в определенные временные интервалы («временные окна», PW-допплерография, цветовая допплерография).
Если частота повторения импульсов (PRF) минимум в два раза превышает частоту итогового допплеровского сигнала (fDopp), эта последняя частота будет отображена корректно (предел Найквиста).
Как только частота повторения импульсов опускается ниже, корректное отображение частоты допплеровского сигнала более невозможно.
Искажение (aliasing):
а - Кривая PW-допплерографии кажется «обрезанной», а отсутствующий фрагмент появляется на другом крае шкалы.
б - В цветовом представлении искажение можно распознать по резкому переходу от красных тонов к синим (стрелка).
в - При реконструировании кривых по данным цветовой допплерографии искажение в зависимости от алгоритма может быть ошибочно отображено в виде изгиба кривой, направленного в противоположную истинному движению сторону (стрелка).
Видео урок основы допплер-ЭхоКГ (допплерографии при эхокардиографии)
