Режим непрерывного излучения

В режиме непрерывного излучения генерация УЗ волны осуществляется постоянно и одновременно выполняется прием эхосигналов. Для проведения доплеровских исследований в режиме непрерывного излучения используется датчик, состоящий их двух пьезоэлектрических пластин. Одна пластина обеспечивает непрерывное излучение доплеровского сигнала, другая – прием эхосигнала.

Режим непрерывного излучения прост в эксплуатации, однако имеет принципиальные ограничения, связанные с отсутствием разрешения объекта по глубине. В режиме непрерывного излучения нет возможности разделения сигналов от двух кровеносных сосудов, расположенных на разной глубине в пределах области чувствительности прибора. Максимальный размер зоны чувствительности прибора по глубине определяется степенью затухания УЗ в тканях. Затухание УЗ в свою очередь сильно зависит от частоты зондирующего сигнала. Чем выше частота, тем больше степень затухания, поэтому исследования сосудов близко расположенных к поверхности кожи может успешно проводиться с помощью непрерывных зондирующих сигналов большой частоты. Для исследования сосудов, находящихся на большой глубине, в частности сосудов головного мозга, используют импульсный режим излучения.

Достоинства режима непрерывного излучения:

- качественное выделение сигналов с малым уровнем шумов;

- небольшая мощность излучения;

- нет ограничений по величине измеряемой скорости кровотока.

Недостатки:

- невозможно разделить сигналы от разных сосудов, а также невозможно оценить диаметр сосуда;

- при установленных нормах на безопасной для пациента мощности излучения кость является непреодолимым препятствием распространению доплеровских сигналов, что делает невозможным проведение исследований сосудов головного мозга.

2. Режим импульсного излучения (транскраниальная доплерография). В режиме импульсного излучения УЗ волна излучается не постоянно, а в короткие периодически повторяющиеся промежутки времени. После каждого импульса излучения с некоторой задержкой осуществляется прием эхосигналов. В данном случае зондирование и прием эхосигналов разделены во времени. Сначала формируется посылка УЗ волны определенной длительности, после чего через промежуток времени, определенный анализируемой глубиной, осуществляется прием эхосигналов.

Датчикимпульсного излучения включает в себя одну пьезопластину, обеспечивающую излучение зондирующего сигнала, и прием эхосигнала с разделением во времени. Пластину часто делают немного выгнутой для улучшения фокусировки УЗ луча на определенной глубине. При импульсном излучении глубина определяется частотой посылки зондирующих импульсов, разрешение сигналов по глубине – длительностью импульса. Чем выше частота следования импульсов излучения, тем меньше измеряемая глубина, но выше максимальная анализируемая скорость кровотока, и наоборот.

Достоинства режима импульсного излучения:

- позволяет разделять сигналы от разных сосудов, в частности сигналы от близко расположенных сосудов с разными направлениями кровотока;

- более узкий УЗ луч по сравнению с режимом непрерывного излучения.

Недостатки:

- максимальная измеряемая скорость кровотока определяется частотой повторения импульсов излучения. Если скорость движения элементов кровотока превышает некоторое граничное значение, определенное частотой повторения зондирующих импульсов, то за счет эффекта наложения соответствующее доплеровское смещение окажется в области низких частот, что соответствует малой скорости кровотока. Таким образом, возникает неопределенность при измерении скорости кровотока.

Аппаратура для проведения доплеровских исследований

Исходя из принципов УЗ доплерографии, аппаратура должна выполнять следующие основные функции:

1) формирование зондирующих сигналов;

2) прием эхосигналов и выделение доплеровских смещений;

3) формирование звукового сигнала прямого и обратного кровотока;

4) формирование доплерограммы и передача ее в ПК.

Передатчик приемо-передающего тракта генерирует электрический сигнал возбуждения датчиков. В датчике электрический сигнал преобразуется в механические колебания пьезоэлектрической пластины, которые передаются в тело пациента. Для импульсного датчика рабочая частота 2 МГц, для непрерывного – 4-8 МГц.

Эхосигналы от внутренних структур ткани, поступающие на датчик, преобразуются с помощью пьезоэлектрической пластины в электрические колебания. Приемник приемо-передающего тракта путем смещения сигнала возбуждения и эхосигнала и последующей фильтрацией выделяет доплеровский сигнал кровотока, который поступает в цифровой блок. После дополнительной обработки с помощью фазосдвигающих цепей, выполняющих разделение сигналов прямого и обратного кровотока и усиление, сигнал выдается на громкоговорителе для звукового воспроизведения. В цифровом блоке выполняется преобразование доплеровского сигнала в цифровую форму, после чего производится вычисление спектра доплеровского сигнала путем использования алгоритма быстрого преобразования Фурье. Сформированные спектры предоставляются в ПК.

ПО доплеровских систем

Особенностью ПО является визуализация принимающего из внешнего прибора спектра в удобном и привычном для врача виде. Также необходимо по отображенному спектру выполнять автоматизированный расчет параметров кровотока.

Реография

Медицинские основы метода

Реография – это метод, исследующий величину электрического сопротивления живых тканей, органов или участков тела при пропускании через них электрического тока высокой частоты, но слабого по силе. При прохождении электрического тока в живой ткани определяющим фактором реографической диагностики является сопротивление.

Реография – общее название метода, который подразделяется на:

- реоэнцефалографию;

- реокардиографию;

- реовазографию;

- реоокулографию.

Разные органы или участки живого тела обладают относительной стабильной величиной электропроводности, и только участки тела с меняющимся объемом и составом среды могут иметь переменную величину сопротивления. Колебания сопротивления обусловлены в первую очередь колебаниями кровенаполнения сосудов и изменениями скорости движения крови в них. Метод реографии базируется на основе закона Ома. В связи с тем, что кровь обладает значительно большей электропроводностью по сравнению с другими тканями, при увеличении объема крови в каком-либо участке сосудистой системы после ее систолического выброса происходит увеличение электропроводности. Но после уменьшения объема в результате оттока крови отмечается уменьшение электропроводности, а, следовательно, увеличивается сопротивление.

Величина общего электрического сопротивления живых тканей находится в зависимости от частоты пропускаемого через эти ткани электрического тока. Следовательно, благодаря использованию переменного электрического тока высокой частоты возможна регистрация очень малой величины изменений электрического сопротивления живых тканей, обусловленных колебаниями кровотока.

Аппаратура для регистрации реограммы

Для реографии используют электроды, изготовленные из металлов, хорошо проводящих электрический ток и неподверженных коррозии (свинец, олово, латунь, алюминий). Для устранения эффекта поляризации электроды вскрывают тонким слоем серебра. Электроды имеют диаметр 1-1,5 см, толщину 3-4 мм.

Реограф работает по принципу генератора высокой частоты с мостом Уитстона в качестве измерительного элемента. Принцип действия реографа состоит в том, что изучаемый участок живой ткани включается в одно из плеч мостовой схемы Уитстона. Питание моста осуществляет высокочастотный генератор, посылающий переменный ток высокой частоты, но малой силы, который проходит через ткань. Общее измеряемое сопротивление состоит из двух частей: постоянной и переменной, меняющейся при каждом сердечном сокращении. Колебания переменного сопротивления обуславливают изменение амплитуды ВЧ напряжения в измерительной диагонали моста Уитстона. Затем это напряжение высокой частоты усиливается с помощью усилителя и после преобразования в НЧ сигнал с помощью детектора подается на цифровой блок.

Учитывая, что данный прибор является измерительным и измеряемым параметром является сопротивление, то перед эксплуатацией прибора его необходимо прокалибровать. Калибровка производится с помощью подстраиваемых резисторов и конденсаторов, входящих в состав моста Уитстона.

Дифференциальная грудная реограмма (реокардиограмма): а — пресистолическая волна; s — вершина систолической волны; d — вершина диастолической волны (совпадает с моментом открытия трикуспидального клапана); i — низшая точка инцизуры (момент захлопывания аортального клапана); y — вершина постинцизурной волны (совпадает с моментом захлопывания клапана легочного ствола); e — интервал от начала систолической волны до инцизуры (период изгнания крови из левого желудочка сердца); j — интервал y—d, соответствующий фазе изоволюмического расслабления правого желудочка; А — амплитуда систолической волны; В — амплитуда диастолической волны.