nguyên lý siêu âm doppler

HIỆU ỨNG DOPPLERDo Johann Christian Doppler tìm thấy năm 1842 khi quan sát bầu trời Hiệu ứng này đúng với cả sóng cơ học và sóng điện từ ánh sáng, âm thanh..... Hiệu ứng Doppler đối v

NGUYÊN LÝ SIÊU ÂM

DOPPLER

BS Bùi Hoàng Tú

Johann Christian Doppler 1803-1853

HIỆU ỨNG DOPPLER

Do Johann Christian Doppler tìm thấy

năm 1842 khi quan sát bầu trời

Hiệu ứng này đúng với cả sóng cơ học

và sóng điện từ (ánh sáng, âm thanh )

Hiệu ứng Doppler (đối với siêu âm) được

phát biểu như sau: “Khi một chùm siêu âm phát đi gặp một vật sẽ có hiện tượng phản hồi âm Tần số của sóng âm phản hồi sẽ

thay đổi so với tần số của chùm âm phát

đi nếu có sự thay đổi về khoảng cách giữa nguồn phát và nguồn thu; tần số tăng nếu khoảng cách giảm và ngược lại”

Như vậy, trong cơ thể có sự chuyển động

của các tế bào máu>>sử dụng hiệu ứng

này để đánh giá dòng chảy

Video 1

Video 2

f: Thay đổi tần số fo: Tần số phát

f: Tần số phản xạ V: Tốc độ vật di chuyển

:Góc giữa chùm SÂ và mạch máu

C: tốc độ của SÂ trong cơ thể( 1540m/s)

f = f-fo

f = f-fo = 2fo.V.cos / C  V = f x C

2Fo Cos 

Như vậy hiệu ứng Doppler lớn nhất khi

góc tới bằng 0 và không có hiệu ứng

Doppler khi góc tới bằng 90o

CÁC KIỂU DOPPLER

Doppler liên tục (Continuous wave=CW)

Doppler ngắt quãng (Pulse wave=PW)

Colour Doppler

Doppler năng lượng (Power Doppler)

Siêu âm 2D kết hợp với Doppler : Duplex

Siêu âm 2D kết hợp với Doppler và Colour

Doppler : Triplex

>>Những máy hiện nay thường là hệ thống Triplex

CÁC KIỂU DOPPLER

Doppler liên tục (continuous wave=CW)

– Có hai nguồn phát và thu liên tục

CÁC KIỂU DOPPLER

– Đo được tốc độ dòng chảy lớn

– Không bị hiện tượng cắt cụt đỉnh

– Không đo được tốc độ ở vị trí cụ thể mà

ghi toàn bộ vùng sóng đi qua

>>Cần thiết trong siêu âm tim

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

: gãc gi÷a chïm S¢ vµ m¹ch m¸u

Sơ đồ siêu âm Doppler xung:

1: đầu dò 2: mạch máu Fo: tần số phát

f: (fo+ f) Tần số sóng

phản hồi P: độ sâu cửa sổ D

L: kích th ớc cửa ghi Doppler

CÁC KIỂU DOPPLER

Doppler xung:

– Có thể ghi ở một vị trí nhất định

– Có thể thay đổi được vị trí ghi Doppler

– Vị trí cửa ghi : D có thể thay đổi vị trí và

độ rộng

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

 Tần số nhắc lại xung (pulse repetition frequency-

 Theo Shannon: f  PRF/2, nếu

f  PRF/2 >> hiện t ợng cắt cụt đỉnh( aliasing)

 Tránh aliasing:

-Chuyển đ ờng 0 xuống thấp

-Giảm f bằng giảm Fo( tần số phát)

-Tăng góc  để Cos : nh ng góc  phải luôn < 60 o

-Giảm đ ộ sâu d ( ép BN) để tăng PRF

- Sử dụng máy có PRF cao

CÁC KIỂU DOPPLER

Doppler xung:

– Ưu điểm: Đánh giá được chính xác vị trí

đo, vùng cần đo

– Nhược điểm: Bị hiện tượng aliasing,

không đánh giá được dòng chảy tốc độ

cao, góc

CÁC KIỂU DOPPLER

Như vậy để phân tích trên Doppler

xung ta cần:

– Chẩn đoán bằng nghe

– Chẩn đoán bằng xem phổ ghi Doppler

– Đo đạc và tính toán trên phổ ghi Doppler

CÁC KIỂU DOPPLER

Doppler màu

– Nguyên lý là sử dụng Doppler xung nhiều

cửa thu tín hiệu trên một vùng

– Tín hiệu thu được được mã hóa thành

màu và chồng lên hình 2D >>Bản đồ

dòng chảy (CFM: Color Flow Mapping)

Sơ đồ siêu âm Doppler màu

CÁC KIỂU DOPPLER

Nguyên tắc mã hóa dòng chảy

– Dòng chảy đến đầu dò: màu đỏ

– Dòng chảy đi khỏi đầu dò: màu xanh

– Tốc độ dòng chảy càng lớn: màu càng

sáng>>chuyển dần về màu vàng

– Aliasing : chuyển về màu đối diện nhưng nhạt

– Nếu có dòng chảy rối: Khảm màu (mosaic)

Các kiểu Doppler

Mỗi hình tạo nên bởi nhiều đường quét

tín hiệu

Mỗi đường quét tín hiệu cần nhiều

xung và thoài gian quét T>>Nếu PRF

(Tần số xung lập lại/s) thấp, số dòng

quét nhiều>>thời gian để phủ màu

dài>>Số Frame / s giảm

>>Giảm số dòng quét, tăng PRF để

tăng frame / s

 TÝn hiÖu D ( f) yÕu nªn ® îc m· ho¸ năng l îng

( SA Doppler năng l îng hay D mµu m· ho¸ năng l

îng)

DOPPLER NĂNG LƯỢNG