Color Flow Imaging

Color Flow Imaging

مقدمه:

در سالهاي ظرفيتهاي تصاوير جريان اولتراسوند به مقدار خيلي زيادي افزايش يافته است. امروزه تصويربرداري جريان رنگي رايج است و داپلر power راههاي جديدي را براي تصويربرداري جريان ارائه كرده است. با يك چنين مهارتي به كار گيري تكنيك هاي مورد درخواست متقاضيان هوس برانگيز بوده و مي توان براي اندازه گيري تغييرات دقيق جريان خوني مادر و جنين استفاده كرد. براي اجتناب از تفسير غلط نتايج اين تكنيك، يك تصويربرداري رنگي يا يك سونوگرام داپلر مي باشد.

استفاده فني از تكنيك هاي اولتراسوند نيازمند سه جز كليدي است:

v   ظرفيتها و محدوديتهاي داپلر

v   پارامتر هاي مختلف كه براي نمايش جريان كمك كننده مي باشد

v   جريان خوني در وريد ها و شريانها

قواعد كلي:

التراسوند جريان را نمايش مي دهد، چه جريان رنگي باشد داپلر پالسي، كه از اندازه گيري جنبش و حركت گرفته شده است.در اسكنر هاي سونوگرافي يك سري از پالسها به منظور آشكارسازي حركت خون فرستاده مي شوند. اكوها ازبافت بي حركت از پالسي به پالس ديگر يكسان است. اكو هاي از اسكترهاي داراي حركت به مقدار كمي در زماني كه سيگنال به رسيور مي رسد متفاوت مي باشند.(شكل 1) اين تفاوتها مي توانند به عنوان يك تفاوت زماني مستقيم يا معمولا به ترتيب تغيير پالس از داپلر فركانس كه گرفته شده است، متفاوت باشند.(شكل 2) سپس اين اكو ها پردازش شده تا نمايش جريان رنگي يا سونوگرام داپلر را توليد كنند.

شکل شماره 1

شکل شماره 2

همانطور كه در شكلهاي 1 و2 مي بينيد، بايد در جهت پرتو حركت وجود داشته باشد؛ اگر جريان عمود بر پرتو باشد، هيچ حركت نسبي از پالسي به پالس ديگر نخواهيم داشت. سايز سيگنالهاي داپلر به موارد زير بستگي دارند:

1.سرعت خون↑←فركانس داپلر↑

2.فركانس اولتراسوند↑←فركانس داپلر↑

3.زاويه isonation ↓←فركانس داپلر↑

4.انتخاب فركانس توافق بين حساسيت بهتر به جريان است يا نفوذ بهتر.

اثر زاويه داپلر بر روي سونوگرام

امواج پالسي و پيوسته:

همانطور كه از اسامي مشخص است، سيستم امواج پيوسته براي انتقال و دريافت پيوسته امواج به كار مي رود.سگنالهاي داپلر از همه وريدها كه در راه بيم اولتراسوند هستند گرفته مي شود. اين امواج قدر به تشخيص ورقعيت اصلي سرعت در جريان پرتو نمي باشد و براي توليد تصاوير رنگي نمي توان از آنها استفاده كرد. همچنين از آنها براي پروبهايي بدون خروجي B-mode و تشخيص سرعتهاي زياد در آئورت بالغين استفاده مي شود.(شكل 3)

شكل 3 امواج پيوسته

شكل 4 امواج پالسي

در داپلر اولتراسوند در اسكنرهاي اولتراسوند زيماني از امواج پالسي استفاده مي شود كه براي اندازه گيري عمق مكاني جريان استفاده مي شود. همچنين سايز حجم نمونه مي تواند تغيير كند. امواج اولتراسوند پالسي اطلاعاتي را براي سونوگرام داپلر و تصاوير رنگي جريان تهيه مي كند.

 Aliasing:

سيستم امواج پالسي يك محدوديت بنيادي دارد كه زماني كه اين امواج با فركانس داده شده فرستاده مي شوند (PRF) فركانس ماكزيمم داپلرfd فركانس تكرارپذيري پالس را نصف مي كند. اگر سرعت خون و زاويه پرتو/جريان اندازه گـــيري شده براي دادن يك fd از نصف PRF بيشتر باشد ابهامي در سيگنال داپلر به وجود مي آيد. اين ابهام  به عنوان آلاي زينگ شناخته مي شود.

بدنمايي در تصويربرداري داپلر رنگي و آرتيفكت هاي رنگ.

مدلهاي جريان اولتراسوند:

از آنجائيكه تصويربرداري رنگي جريان اطلاعات محدودي از يك منطقه بزرگ را ايجاد مي كند و داپلر پالسي اطلاعات جزئي زيادي در مورد منطقه كوچكي تهيه مي كند، هر دو مرل مكمل يكديگر بوده و در واقع در همين سمت استفاده مي شوند.

تصويربرداري رنگي جريان براي تشخيص نياز عروق به آزمايش استفاده مي شود تا از طريق كل تصوير برداري رنگي جريان حضور و جهت جريان را مشخص كنند و توده آبنرمال را تشخيص دهند و زاويه درست طيف و عروق را براي اندازه گيري سرعت مشخص كنندو داپلر با امواج پالسي تحليل جريان منطقه ويژه در عروق تحت بررسي را برعهده دارد. زماني كه از تصويربرداري رنگي جريان همراه با داپلر پالسي استفاده مي شود، تصوير B-mode/ جريان رنگي ثابت شده در حاليكه داپلر پالسي فعال است. اخيرا بعضي از كارخانه ها تصويربرداري رنگي جريان و داپلر پالسي همزمان را توليد كرده اند كه از آن به نام Triplex scanning ياد مي شود.

مدلهاي تصويربرداري رنگي :

Pulse Doppler :

_آزمايش جريان در يك طرف

_ تحليل جزئي توزيع جريان

_ رزولوشن موقتي جريان

_ اجازه محاسبه سرعت و شاخصها

Color Flow:

_ قضاوت كلي درباره جريان يك منطقه

_ اطلاعات محدود از جريان

_ رزولوشن موقتي ضعيف/ جريان متحرك

_ نقشه رنگي جريان

_ اطلاعات درباده جهات

_ اطلاعات درباده سرعتها ( سرعت كم و زياد)

_ جريانهاي آشفته

COLOR FLOW MAPS (DIRECTIONAL)

Color Flow Imaging:

سونوگرافي رنگي جريان يك نقشه رنگي- مرزي از روي هم افتادگي داپلر در تصاوير اولتراسوند B-   Mode را توليد مي كند. هر چند كه تصويربرداري رنگي از امواج پالسي استفاده مي كند ولي روند آن از آنچه كه براي تهيه سونوگرام داپلر استفاده مي شود متفاوت است. تصويربرداري رنگي از پالسهاي كوتاهتر

و كمتري در طول اسكن رنگي هر خط تصوير استفاده مي كند تا يك تغيير فركانس ويژه و يك واريانس

در هر منطقه كوچك اندازه گيري را ايجاد كند. اين تغيير فركانس به عنوان يك پيكسل رنگي نمايش داده مي شود. عناصر ترنسديوسر بين B-Mode و تصويربرداري رنگي جريان به سرعت تغييركرده تا تاثير تصوير تركيب شده را بدهند. پالسهاي استفاده شده براي تصويربرداري رنگي جريان عموما 4-3 بار بلند تر از تصاوير B-Mode  هستند البته با يك كاهش رزولوشن مشابه .

گماشتن رنگ با تغيير فركانس معمولا بستگي به جهت ( مثلا قرمزدر جهت طيف اولتراسوند و آبي براي خلاف جهت طيف) و به مقدار (رنگ متفاوت يا اشباع كمتر براي تغيير فركانسهاي بالاتر.) تصوير برداري رنگي داپلر و به فاكتورهاي عمومي داپلر بستگي دارد. به ويژه احتياج براي يك زاويه جريان يا يك طيف خوب. منحني خط و آرايه هاي فازي ترنسديوسر الگوي التراسوندي دارند كه تصاوير رنگي مركب جرياني را ايجاد مي كند و به موقعيت شريانها و وريدها بستگي دارد. با تمرين، يك اپراتور با تجربه روند اسكن را به زاويه اي خوب تغيير مي دهد تا تصاوير مناسب وشفافي را ايجاد نمايد.

فاكتورهايي كه تصوير برداري رنگي جريان را تحت تاثير قرار مي دهد:

_ توان يا قدرت  ←قدرت انتقال به بافت

_ بهره حساسيت← كلي به سيگناهاي جريان

_ فركانس تكرار پالس ←فركانس تكرار پالس كم براي سرعت كم و فركانس تكرار پالس زياد براي كاهش Aliasing

_ منطقه بررسي← منطقه بزرگتر ، frame rate  را كم مي كند.

_ كانون← تصويربرداري رنگي جريان در مطقه مركزي بهيه سازي مي كند.

  گردآورنده: يلدا محمّدخاني

REFERENCES

1. Evans DH, McDicken WN, Skidmore R, Woodcock JP. Doppler Ultrasound: Physics, Instrumentation, and Clinical Applications. Chichester: Wiley, 1989.

2. Powis RL, Schwartz RD. Practical Doppler Ultrasound for the Clinicia. Williams and Wilkins, 1991.

3. Goldberg BB, Merton DA, Deane CR. An Atlas of Ultrasound Color Flow Imaging. London: Martin Dunitz, 1997.

4. Gill RW. Measurement of blood flow by ultrasound: accuracy and sources of error. Ultrasound Med Bio, 1985;7:625-42.

5. Rourke C, Hendrickx P, Roth U, Brassel F, Creutzig A, Alexander K. Color and conventional image-directed ultrasonography: accuracy and sources of error in quantitative blood flow measurement. J Clin Ultrasound 1992;20:187-93

6. Thompson RS, Trudinger BJ, Cook CM. A comparison of Doppler ultrasound waveform indices in the umbilical artery. I. Indices derived from the maximum velocity waveform. Ultrasound Med Biol 1986;12:835-44.

7. Thompson RS, Trudinger BJ, Cook CM. A comparison of Doppler ultrasound waveform indices in the umbilical artery. II. Indices derived from the mean velocity and first moment waveforms. Ultrasound Med Biol 1986;12:845-54.

8. Gosling RG, King DH. Continuous wave ultrasound as an alternative and complement to X-rays in vascular examination. In Reneman RS, ed. Cardiovascular Applications of Ultrasound. Amsterdam: North Holland, 1974:266-82.