1 nguyªn lý siªu ©m doppler PGS.TS Ph¹m Minh Th«ng 2 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 S đ ợc phát đi gặp một vật thì có hiện t ợng phản hồi âm, tần số của chùm S phản hồi về thay đổi so với chùm phát đi nếu khoảng cách t ơng đối giữa nguồn phát và vật thay đổi; tần số tăng nếu khoảng cách giảm và ng ợc lại. 3 Nguyên lý chung hiệu ứng doppler fo f C f = f-fo = 2fo.V.cos / C f: Thay đổi tần số fo: Tần số phát f: Tần số phản xạ V: Tốc độ vật di chuyển :Góc giữa chùm S và mạch máu C: tốc độ của S trong cơ thể( 1540m/s) 4 ∆f = f-fo = 2fo.V.cos θ/ C  V = ∆f x C 2Fo .Cos θ θ = 0 th× Cos θ = 1 nªn ∆f tèi ®a , tÝn hiÖu cao nhÊt, nÕu θ= 90®é th× Cos θ = 0 nªn kh«ng cã tÝn hiÖu Doppler Nguyªn lý chung hiÖu øng doppler 5 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 6 Siêu âm Doppler liên tục (tiếp) -Ưu điểm: đơn giản, ghi đ ợc tốc độ cao không có aliasing -Nh ợc: không ghi chọn lọc một vùng, ghi toàn bộ tín hiệu dòng chảy sóng đi qua Nguyên lý chung hiệu ứng doppler 7 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 ∆f: tÇn sè Doppler = f-fo θ: gãc gi÷a chïm S¢ vµ m¹ch m¸u 1 2 ∆f f fo 8 Nguyên lý siêu âm Doppler xung -Đầu dò chỉ có 1 tinh thể gốm áp điện, sóng âm phát ngắt quãng( xung SÂ) khoảng nghỉ thu tín hiệu S phản hồi Nguyên lý các kiểu siêu âm doppler 9 Nguyªn lý siªu ©m doppler xung S¬ ®å siªu ©m Doppler xung: 1: ®Çu dß 2: m¹ch m¸u Fo: tÇn sè ph¸t f: (fo+ ∆f) TÇn sè sãng ph¶n håi P: ®é s©u cöa sæ D L: kÝch th íc cöa ghi Doppler 1 2 fo fo+∆f (thu) TÝn hiÖu D 10 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 -Kích th ớc: phụ thuộc chiều rộng chùm S và thời gian thu sóng phản hồi. [...]... Flow Mapping-CFM) 21 Nguyên lý siêu âm doppler màu Sơ đồ siêu âm Doppler màu ( siêu âm Doppler xung nhiều cửa) 22 Nguyên lý siêu âm doppler màu Nguyên tắc mã hoá màu: -Màu đỏ cho dòng chảy về đầu dò, xanh ngợc lại -Tốc độ càng lớn màu càng sáng -Aliasing màu khi tốc độ quá lớn: Chỗ tăng tốc chuyển thành màu đối diện nhng nhạt -Dòng rối có hiện tợng khảm màu 23 Nguyên lý siêu âm doppler màu Động mạch cảnh... chiều sau khi phân tích FFT 19 Nguyên lý siêu âm doppler phân tích phổ doppler Siêu âm Doppler xung kết hợp S cắt lớp( Duplex) -Hệ thống mạch máu thấy rõ để đặt cửa sổ ghi Doppler có độ rộng thích hợp -PRF đợc tự điều chỉnh hay điều chỉnh tuỳ ý thích hợp -Hình phổ Doppler ghi cùng hình 2D hay riêng biệt 20 Nguyên lý siêu âm doppler màu -áp dụng nguyên lý SA Doppler xung nhiều cửa thu tín hiệu một... dòng rối 24 Nguyên lý siêu âm doppler màu Hẹp khít động mạch thận phải 25 Nguyên lý siêu âm doppler màu Hình động mạch thận sau nong mạch 26 hạn chế của siêu âm doppler màu Số ảnh/giây thấp, độ phân giải không gian kém Tốc độ thể hiện trên ảnh S màu không phải tốc độ thật Chỉ biệu thị chiều dòng chảy và tốc độ tơng đối 27 hạn chế của siêu âm doppler màu Tín hiệu yếu: nên tần số Doppler phải thấp hơn... dụng máy có PRF cao 14 Nguyên lý siêu âm doppler xung Ưu điểm: Lựa chọn chính xác và thay đổi kích thớc vùng cần ghi tín hiệu Nhợc : Hạn chế về tốc độ , độ sâu, góc đo 15 Nguyên lý siêu âm doppler phân tích phổ doppler Tín hiệu Doppler đợc 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 đờng ghi: kỹ thuật...Nguyên lý siêu âm doppler xung Sơ đồ ghi Doppler 1.Đầu dò; 2 Cửa ghi Doppler; T.Thời gian từ lúc phát tới lúc thu sóng phản hồi t Khoảng thời gian thu sóng phản hồi 11 Nguyên lý siêu âm doppler xung 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... dòng chảy sóng âm đi qua 16 Phổ Doppler : là KQ của phân tích các tín hiệu Doppler bằng phép biến đổi nhanh của Fourier (Fast Fourỉe Transform -FFT) Hợp âm sol,si,rê đợc phân tích bằng FFT thành 3 âm cơ bản Tín hiệu Doppler chứa nhiều tần số khác nhau qua FFT nhận biết các 17 số tần Nguyên lý siêu âm doppler phân tích phổ doppler Phép biến đổi FFT cho phép phân tích trong 5 à giâytần số Doppler thành... sáng của của phổ Phổ Doppler đợc coi nh đờng ghi theo không gian 3 chiều: trục thời gian, trục tần số( tôc độ) và cờng độ Đờng phổ Doppler đã loại bởt TS thấp của thành mạch và cả dàng chảy thấp sát thành ĐM: tần số cao nhiều hơn thấp thì tâm thu nên có cửa sổ ít tín hiệu tâm thu 18 Nguyên lý siêu âm doppler phân tích phổ doppler Phổ Doppler động mạch cảnh gốc Biểu diễn phổ Doppler trong không gian... thuộc kích thớc chùm S 12 Nguyên lý siêu âm doppler xung Tần số nhắc lại xung (pulse repetition frequencyPRF): số lần/ 1s sóng âm đi đến đích quay về Đơn vị KHz nhng ghi K tránh nhầm tần số Doppler PRF = C/ 2d ( d: chiều sâu mạch, C tốc độ S 1540) Theo phơng trình Shannon: f PRF/2, nếu f > PRF/2 thì có hiện tợng cắt cụt đỉnh( aliasing) 13 Nguyên lý siêu âm doppler xung Tránh aliasing: -Chuyển... Tín hiệu D ( f) yếu nên đợc mã hoá năng lợng ( SA Doppler năng lợng hay D màu mã hoá năng l ợng) Không nhận biết chiều dòng chảy Độ nhạy gấp 3 lần SA màu, tới máu nhu mô,u Không aliasing màu, không phụ thuộc góc áp dụng khám mạch nhỏ, tốc độ thấp 30 phân tích phổ dopler trong siêu âm chẩn đoán Pgs .ts phạm minh thông 31 nguyên tắc phân tích phổ doppler Đại cơng Phổ D là tất cả các tín hiệu D phản... điện tử 28 hạn chế của siêu âm doppler màu Hình D màu tạo nên do: -Nhiều đờng phát tín hiệu L -Mỗi đờng cần nhiều xung I -Đi hết chiều dài đoạn đờng cần thời gian T ( PRF càng cao thì T càng giảm và ngợc lại) PRF thấp, số xung nhiều và số đờng quét nhiều số hình giảm -Cần giảm kích thớc ảnh(giảm sâu -> tăng PRF, giảm rộng -> giảm số đờng quét) 29 siêu âm doppler năng lợng hay angio -Doppler Tín hiệu D . thì tâm thu nên có cửa sổ ít tín hiệu tâm thu Nguyên lý siêu âm doppler phân tích phổ doppler 19 Nguyªn lý siªu ©m doppler ph©n tÝch phæ doppler Phæ Doppler ®éng m¹ch c¶nh gèc BiÓu diÔn phæ Doppler. m¸u 1 2 ∆f f fo 8 Nguyên lý siêu âm Doppler xung -Đầu dò chỉ có 1 tinh thể gốm áp điện, sóng âm phát ngắt quãng( xung SÂ) khoảng nghỉ thu tín hiệu S phản hồi Nguyên lý các kiểu siêu âm doppler 9 Nguyªn lý siªu. âm đi qua Nguyên lý siêu âm doppler phân tích phổ doppler 17 Phổ Doppler : là KQ của phân tích các tín hiệu Doppler bằng phép biến đổi nhanh của Fourier (Fast Fourỉe Transform -FFT) Hợp âm