Ultrafast Doppler, Jeremy Bercoff.

UltraFast™ Doppler Presentation : Jeremy Bercoff, PhD (English)

Download pdf link
Ultrafast Doppler, Bercoff

SuperSonic Imagine giới thiệu UltraFast Doppler: kết hợp Pulsed Wave Doppler và Color Flow Imaging

....

Trong Doppler UltraFast, một số sóng phẳng nghiêng [tilted plane waves] được truyền vào môi trường và các echo tán xạ ngược được kết hợp chung lại để tái tạo thành hình ảnh siêu âm (Bercoff et al, 2011). (Hình 5) Số lượng góc tối đa có thể được sử dụng để tính toán một hình ảnh bị giới hạn bởi tần số lặp xung (PRF Doppler) cần dùng để đo thang vận tốc Doppler mong muốn (thường là thang tốc độ được người dùng đặt ra).

trong đó PRFmax là PRF tối đa có thể đạt được cho một chiều sâu hình ảnh nhất định.

Sử dụng tạo hình UltraFast, thông tin Doppler liên tục và đồng thời thu được trên toàn bộ hình ảnh. Do đó, không giống như Doppler màu quy ước, tất cả các pixel được lấy mẫu tại một tần số PRF cao một cách liên tục và đồng thời, cung cấp khả năng độc nhất định lượng dòng chảy đầy đủ tại mỗi điểm ảnh trong hộp màu UltraFast.

Trong thực hành, một lần khám tiêu biểu của UltraFast Doppler có thể được chạy từ chế độ hình ảnh Doppler màu quy ước. Sẽ đạt được clip đầy đủ của dữ liệu UltraFast Doppler (thường từ 2 đến 4 giây) và máy dừng. Sau đó, người dùng có thể, hồi cứu, xem lại clip hình ảnh lưu lượng màu UltraFast, chọn (các) khung hình phổ tốt nhất và thực hiện phân tích phổ đầy đủ ở mọi pixel của hộp màu.

Phân tích phổ UltraFast hồi cứu lần đầu có khả năng so sánh lưu lượng phổ và đo tốc độ từ nhiều vị trí đồng thời và do đó tương ứng với cùng chu trình tim và hiển thị hoàn toàn đồng bộ với thời gian.

UltraFast Doppler cung cấp:

• Cải thiện đáng kể hiệu suất tạo hình ảnh lưu lượng màu về độ nhạy và độ ly giải theo thời gian.

• Mô hình Doppler mới bằng cách hợp nhất các chế độ Doppler xung và PW Doppler màu trong một lần khám định lượng đầy đủ, làm đơn giản hóa quy trình làm việc, giảm thời gian khám và nâng cao khả năng đo lường và trực quan.

Tăng cường tạo hình Doppler màu

Tạo hình Doppler màu quy ước cung cấp tốc độ giới hạn khung hình (thường là 20 Hz) và thỏa điều kiện giữa kích thước hộp màu và độ phân giải thời gian. Hình 7 cho thấy hai khung Doppler màu quy ước từ động mạch đùi, thêm với các khung tương ứng thu được bằng UltraFast Doppler.

Trong ví dụ này, UltraFast Doppler thể hiện độ nhạy dòng chảy tuyệt vời và cung cấp tốc độ khung hình trên 80 Hz. Mặt khác, tạo hình Doppler màu quy ước bị giới hạn ở tốc độ khung hình 19 Hz dẫn đến việc lấy mẫu không đầy đủ các lực dòng chảy underlying, như được minh họa bằng các khung dưới cùng của Hình 7, nơi dòng chảy ngược hoàn toàn được ghi trong khung UltraFast Doppler , nhưng bị mất ở Doppler màu quy ước. Ví dụ này cho thấy tốc độ khung hình hạn chế có thể làm mất thông tin, là một vấn đề lớn trong bối cảnh bệnh lý dòng chảy.

Ultra Doppler UltraFast cho phép tăng tỷ lệ khung hình lên gấp 5 đến 10 lần so với Doppler màu quy ước, thường từ 60 đến 200Hz, mà không làm mất trường nhìn hoặc độ ly giải không gian. Nhờ những cải tiến này, lực dòng chảy phức tạp và sự kiện dòng chảy thoáng qua có thể được khảo sát chính xác hơn, dẫn đến đánh giá huyết động học các trường hợp hẹp lòng mạch đáng tin cậy hơn.

So với hình ảnh Doppler màu thông thường, việc dùng UltraFast Doppler mang lại nhiều lợi ích cho người dùng cuối:

• Các clips dữ liệu màu được tạo ra với độ nhạy cao và tốc độ khung hình lên đến 10 lần so với các máy quy ước.

• Chất lượng tăng được duy trì bất kể kích thước hộp màu. Doppler màu quy ước phải thỏa điều kiện giữa tỷ lệ khung hình và kích thước hộp màu. Sử dụng sóng phẳng, toàn bộ khu vực quan tâm có thể được gửi bằng thông tin Doppler màu mà không giảm tốc độ khung hình.

• Thông tin dòng chảy là nhất quán và đồng bộ trong toàn bộ khu vực tạo hình, vì các tín hiệu Doppler tương ứng với tất cả các điểm ảnh được thu thập cùng một lúc. Ngược lại, các đường Doppler màu quy ước được thu thập tuần tự, do đó các tín hiệu Doppler ở hai bên của thời gian hiển thị hộp màu bị trễ có thể đạt tới vài trăm mili giây.

Định lượng dòng chảy bất cứ vị trí nào

Ngoài việc tăng hiệu suất hình ảnh dòng chảy, UltraFast Doppler giúp định lượng đầy đủ dữ liệu dòng chảy mọi nơi trong hình. Người dùng có thể định vị một thể tích mẫu ở bất cứ nơi nào trong vùng quan tâm và hệ thống phản hồi tính toán ngay lập tức và hiển thị đồ thị phổ PW từ vị trí đã chọn. Có thể tính toán và hiển thị tối đa ba đồ thị phổ đồng thời trên hình ảnh như minh họa trong Hình 8.

Việc đo đạc có thể được thực hiện độc lập trên tất cả các đồ thị phổ và so sánh với nhau với độ tin cậy cao, vì tất cả các phổ được tính từ dữ liệu thu được cùng một lúc, trong cùng chu kỳ tim

Điều quan trọng cần lưu ý là kết quả phân tích phổ UltraFast tương đương số lượng với kết quả khám PW Doppler quy ước được thực hiện trong cùng điều kiện. Hình 9 cho thấy sự so sánh giữa vận tốc tâm thu cao nhất (PSV) và vận tốc cuối tâm trương (EDV) trong một dòng chảy mô phỏng dòng chảy động mạch cho cả hai kỹ thuật (PW quy ước và UltraFast Doppler). So sánh này chứng minh rằng vận tốc PSV và EDV có tương quan tuyệt vời trên một khoảng các vận tốc.

Ví dụ cuối cùng, Hình 10 hiển thị kết quả UltraFast Doppler từ động mạch đùi và tĩnh mạch (giống như Hình 7), mô tả dòng chảy động mạch và tĩnh mạch tương ứng với một khung màu cho trước (trên cùng) và mô tả lại đầy đủ dòng chảy bên trong mỗi mạch máu trong hai đồ thị phổ UltraFast (dưới).

KẾT LUẬN:
UltraFast là một công nghệ đột phá giúp cải tiến hiệu suất đáng kể và khả năng đổi mới của siêu âm y khoa. UltraFast Doppler là sự kết hợp của tạo hình UltraFast và kỹ thuật Doppler, giữ lại những ưu điểm của Doppler màu và PW Doppler mà không có những nhược điểm cố hữu. UltraFast Doppler cung cấp hình ảnh lưu lượng tốc độ cao và độ nhạy cao cho phép hiển thị trực quan các sự kiện phức tạp và thoáng qua, cộng với việc định lượng chính xác và so sánh vận tốc dòng chảy thông qua toàn bộ khu vực ảnh dựa trên phân tích toàn bộ đồ thị phổ. Do những đặc điểm này, UltraFast Doppler làm đơn giản hóa đáng kể quy trình làm việc của khám Doppler và giảm thời gian cần thiết để hoàn thành. Các tính năng và khả năng của UltraFast Doppler mới hiện đang được phát triển, điều này chắc chắn sẽ nâng cao tiện ích lâm sàng của tạo hình Doppler hơn nữa.

Xem thêm: