w diagnostyce medycznej IV

Transkrypt

1 Tehnika ultradźwiękwa w diagnstye medyznej SEMESTR V Człwiek- najlepsza inwestyja Prjekt współfinanswany przez Unię Eurpejską w ramah Eurpejskieg Funduszu Spłezneg Tehnika ultradźwiękwa w diagnstye medyznej IV

2 Pmiar prędkśi przepływu krwi układy przepływmierzy Ultradźwiękwe metdy pmiaru prędkśi przepływu krwi - pmiar zasu przeltu

3 Pmiar zasu przeltu v średnia prędkść przepływu ząstek prędkść prpagaji fali D -średnia t = 1 D/( + v)sϕ t = D/( )s ϕ v D 1 1 vd t t1 = sϕ = ( v) ( v) + sϕ ( t t1) s v = D ϕ Ultradźwiękwe metdy pmiaru prędkśi przepływu krwi - metda z emisją iągłą (Cntinuus Wave - CW) Wzmaniaz dbirnika wzmania sygnał we, z raji dużej dynamiki sygnałów i tzw. przeieku wzmnienie granizne (~10x). Dalsze wzmnienie za demdulatrami Generatr główny dstarza (przez układ sterująy) sygnały dniesienia d demdulaji, ew. sygnały sterująe praą filtrów pasmwyh, jeśli są t filtry z przełązanymi pjemnśiami.

4 Metda ultradźwiękwa z emisją iągłą CW (Cntinuus Wave) Zjawisk Dpplera Fala emitwana: Fala prpagująa: e( t) = exp( jωt) e( t) = exp( j( ωt kz)) Fala emitwana w hwili dbiia d elu, z=z +vt (przybliżaniu się elu dpwiada ujemna prędkść i ddatnia zmiana zęsttliwśi fali tzw. zęsttliwść dpplerwska): e( t) = exp( j( ωt kz)) = exp( jπ ( ft z / λ)) = exp( jπf ( t z / )) = exp( jπf ( t ( z0 vt)/ )) Faza sygnału w hwili dbiia d elu: ω = πf θ( t ) = πf ( t ( z0 + vt) / ) λ = / f π k = λ Metda ultradźwiękwa z emisją iągłą CW (Cntinuus Wave) Zjawisk Dpplera Częsttliwść fali w hwili dbiia d elu phdna fazy sygnału: f r 1 = dθ / dt = f (1 v / ) π Fala dbita pwraa d układu nadajnik/dbirnik, dznają takiej samej zmiany fazy, ale zęsttliwść emitwana przez el wynsi f r : 1 f = dθ / dt = f r (1 v / ) = f (1 v / ) π Jeśli v<<: f f ( 1 v / )

5 Zjawisk Dpplera Częsttliwść fali debranej: 1 f = dθ / dt = f r (1 v / ) = f (1 v / ) π Jeśli v<<: f f ( 1 v / ) Różnia między zęsttliwśią emitwaną a zęstliwśią fali debranej: f vf / W pmiarah przepływu krwi zazwyzaj spełnine są następująe warunki: f~=10 6 Hz, v~=10-100m/s, f~= 10 3 Hz, f/f~=10-3. Oznaza t, różnia między zęsttliwśią emitwaną i dbieraną jest niewielka i kniezna jest spejalna tehniki pmiaru tej różniy i wydbywania infrmaji prędkśi przepływu t tzw. demdulaja kherentna. Ultradźwiękwe metdy pmiaru prędkśi przepływu krwi - metda z emisją iągłą (Cntinuus Wave - CW) Separaja kierunków wymaga tzw. demdulaji kwadraturwej tj. dwóh demdulatrów. Na jeden z nih pdawany jest sygnał wyjśiwy wzmaniaza raz sygnał dniesienia, na drugi zaś sygnał wyjśiwy wzmaniaza raz sygnał dniesienia przesunięty w fazie pi/. Infrmaja kierunku przepływu zakdwana jest w relaji fazwej między składwymi sygnałów wyjśiwyh demdulatrów.

6 Shemat blkwy przepływmierza dpplerwskieg z emisją iągłą (Cntinuus Wave) Shemat blkwy i sygnały w przepływmierzu dpplerwskim CW Sygnał emitwany (A) e( t ) = s( Ωt) debrany (B) R( t ) = s( Ωt) + s[( Ω + ω ) t ] + s[( Ω ω ) t ] +

7 Shemat blkwy i sygnały w przepływmierzu dpplerwskim CW Sygnały p demdulaji kwadraturwej (C, D) D( t) = R( t) s( Ωt) = 0.5[1 + s( Ωt) + s( Ω + ω ) t + s( ω t) + s( Ω ω ) t s( ω t)] Q( t) = R( t)sin( Ωt) = 0.5[sin(Ωt ) + sin(ω ω ) t sin( ω t) + sin(ω ω ) t sin( ω t)] + + Sygnały p filtraji pasmwej (E,F) D( t) = 0.5[s( ω t) s( ω t)] Q( t) = 0.5[ sin( ω t) sin( ω t)] Shemat blkwy i sygnały w przepływmierzu dpplerwskim CW Sygnały p przesuwnikah fazy Dπ / ( t) = 0.5[s( ω+ t + π / ) + s( ω t + π / )] = 0.5[ sin( ω+ t) sin( ω t)] Q t) = 0.5[sin( ω t + π / ) + sin( ω t + π / )] = 0.5[ s( ω t) s( ω )] ( π / t Sygnały p sumatrah (H,G) D + Q t) = s( ω ) π / ( t Q + Dπ / t) = sin( ω+ t) (

8 Widmwa gęstść my sygnału dpplerwskieg prędkśi przepływu krwi (spektrgram) Widmwa gęstść my sygnału dpplerwskieg prędkśi przepływu krwi (spektrgram)

9 Metda ultradźwiękwa z emisją iągłą CW (Cntinuus Wave) Shemat blkwy przepływmierza dpplerwskieg CW i widmwa gęstść my sdppk Składwe sygnału i ih widma. Implikaje dla tru sygnałweg. Ultradźwiękwe metdy pmiaru prędkśi przepływu krwi - metda z emisją impulswą z pjedynzą bramką

10 Metdy pmiaru prędkśi przepływu krwi Metda ultradźwiękwa z emisją iągłą CW (Cntinuus Wave) Widm sygnału dpplerwskieg uzyskaneg w kliy bifurkaji tętniy szyjnej niejednznaznść ptrzeba granizenia bszaru rzpraszania zęsttliwść Czas Metdy pmiaru prędkśi przepływu krwi Metda ultradźwiękwa z emisją iągłą CW (Cntinuus Wave) Widm sygnału dpplerwskieg uzyskaneg w kliy bifurkaji tętniy szyjnej niejednznaznść ptrzeba granizenia bszaru rzpraszania Rzwiązanie granizenie zasu trwania emisji i dbiru sygnału metda impulswa

11 Metdy pmiaru prędkśi przepływu krwi Metda ultradźwiękwa z emisją impulswą z pjedynzą bramką PW (Pulsed Wave) Zasada pmiaru prędkśi przepływu krwi metdą impulswą T E zas emisji (kreśla lizbę wyemitwanyh kresów fali) T D zas głębkśi (kreśla płżenie bszaru pmiaru) T G zas twaria bramki (wraz z TE kreśla rzmiar bszaru, w którym prwadzny jest pmiar) T zas pwtarzania impulsu Idea pmiaru prędkśi przepływu krwi metdą impulswą T e zas emisji (kreśla lizbę wyemitwanyh kresów fali US) T d zas głębkśi (kreśla płżenie bszaru pmiaru) T g zas twaria bramki (wraz z TE kreśla rzmiar bszaru, w którym prwadzny jest pmiar) T prf zas pwtarzania impulsu

12 Idea pmiaru prędkśi przepływu krwi metdą impulswą Metdy pmiaru prędkśi przepływu krwi Metda ultradźwiękwa z emisją impulswą z pjedynzą bramką PW (Pulsed Wave) Shemat blkwy prsteg przepływmierza impulsweg Przepływmierz z demdulatrem i filtrem dlnprzepustwym i próbkwaniem tzw. baseband u T przetwrnik N nadajnik A wzmaniaz M mieszaz (demdulatr) FDP filtr dlnprzepustwy US układ sterująy S&H układ próbkująy z pamięia

13 Metda ultradźwiękwa z emisją impulswą z pjedynzą bramką PW (Pulsed Wave) Sygnał p demdulaji eha p klejnyh emisjah Obserwujemy przesunięie zaswe między klejnymi ehami. Jest n zerwe, jeśli stała jest prędkść elu, tj. płżenie klejnyh eh nie ulega zmianie, wartśi w mmentah pmiaru (próbkwania) są takie same. eha w przypadku zerwej prędkśi elu Metda ultradźwiękwa z emisją impulswą z pjedynzą bramką PW Sygnał p demdulaji eha p klejnyh emisjah Obserwujemy przesunięie zaswe między klejnymi ehami. Jeśli el prusza się, płżenie klejnyh eh ulega zmianie - są przesunięte względem siebie w fazie!!!! Wartśi w mmentah pmiaru (próbkwania) są różne. Jeśli el prusza sie ze stałą prędkśią, przesunięia fazwe między klejnymi ehami są jednakwe. eha w przypadku prędkśi elu różnej d 0

14 Metda ultradźwiękwa z emisją impulswą PW z pjedynzą bramką Obserwujemy przesunięie zaswe między klejnymi ehami. Jeśli el prusza się, płżenie klejnyh eh ulega zmianie - są przesunięte względem siebie w fazie!!!! Wartśi w mmentah pmiaru (próbkwania) są różne. Jeśli el prusza sie ze stałą prędkśią, przesunięia fazwe między klejnymi ehami są jednakwe. eha w przypadku zerwej prędkśi elu eha w przypadku prędkśi elu różnej d 0 Metda ultradźwiękwa z emisją impulswą PW z pjedynzą bramką Obserwujemy przesunięie zaswe między klejnymi ehami. Jeśli el prusza się, płżenie klejnyh eh ulega zmianie - są przesunięte względem siebie w fazie!!!! Wartśi w mmentah pmiaru (próbkwania) są różne. Jeśli el prusza sie ze stałą prędkśią, przesunięia fazwe (zaswe) między klejnymi ehami są jednakwe. Przesunięie t jest równe: v t T s = eha w przypadku prędkśi elu różnej d 0

15 Interakja fali impulswej z elem Płżenie elu Płżenie fali (impulsu) p ( t) = d + vt s p ( t) = ( t t ) p e W hwili interakji el-fala: p ( t ) = p ( t ) p i s i d + vt = ( t t ) i i e d t v v t i = + e t = t t i i e Dtarie fali d N/O p klejnym t: t = t + t = t + ( t t ) = t t r e e i e i e d t v v t t d + v v v t r = + e e = + e v t v t d v v v t d e = ( r ) = r v Interakja fali impulswej z elem Dtarie fali d N/O p klejnym t: t r d v v t t d + v = + v v t e e = + e v t v t d v v v t d e = ( r ) = r v Ae(t) sygnał emitwany, r(t) - sygnał pwraająy d źródła r t Ae t t Ae t Ae v v t d 0 ( r ) = ( r ) = ( e ) = ( r ) + + v Oznaza t, że sygnał pwraająy r(t) jest późniną wersją sygnału e(t) ze skmpreswaną/rziągniętą sią zasu (zależnie d zwrtu prędkśi v). v v t d0 d0 ( 1 v / )( t ( 1 + v / )) + + v (1/(1+x) ~=1-x) współzynnik zmiany skali si zasu v α = ( 1 v / ) + v przesunięie (zas między emisją a dbirem) d0 d0 t0 = ( 1+ v / ) v

16 Interakja fali impulswej z elem (d) Nieh sygnał emitwany ma pstać przy zym g(t) = 1 dla t z (0,M/f) i 0 pza tym przedziałem. Sygnał debrany ma pstać r( t) = Ae( α( t t )) = Ag( α( t t )) sin( πfα( t t )) e( t) = g( t)sin( πft) zyli zęsttliwść dbieraneg sygnału wynsi f=αf, a różnia między zęsttliwśią sygnału wyemitwaneg i debraneg wynsi vf sθ f D = αf f = ( 1 v / ) f f = Ale jakie jest widm sygnału emitwaneg w prównaniu z CW!??? Mduł widma sygnału emitwaneg CW Demdulaja kherentna da prążek dla zęsttliwśi dpplerwskiej kilka kilkanaśie khz f f ( 1 v / ) F{s( ω 0t)} = π[ δ ( ω ω0) + δ ( ω + ω0 )] Mduł widma sygnału emitwaneg PW Mduł widma sygnału emitwaneg w pstai pazki fali sinusidalnej szerkść widma dwrtnie prprjnalna d zasu trwania pazki (splt widma sinus i widma kna prstkątneg). ωt F( ω ) = T sin ( )

17 Mduł widma sygnału emitwaneg PW Mduł widma sygnału emitwaneg w pstai pazki fali sinusidalnej szerkść widma dwrtnie prprjnalna d zasu trwania pazki (splt widma sinus i widma kna prstkątneg). Demdulaja kherentna da widm kna prstkątneg z przesunięiem zęsttliwśiwym równym zęsttliwśi dpplerwskiej Szerkść widma pazki fali sin dwrtnie prprjnalna d lizby wyemitwanyh kresów dla np. 5 kresów fali nśnej 3MHz będzie t 600kHz przesunięie dpplerwskie znika w tej szerkśi pasma! ωt F( ω ) = T sin ( ) Sygnał w trze dbirzym Analizujemy dwa klejne sygnały pwraająe p dbiiu d elu - w tym elu emitujemy dwa impulsy z przesunięiem zaswym Tprf v r1 ( t) = e( α ( t t0)) α = ( 1 v / ) + v r ( t) = e( α( t t ) T ) = e( α ( t t T / α )) = r ( t T / α ) = T r1 ( t ) r1[ t T 1 v/ 0 0 (1 + v/ )] = r ( t T 1 1 t ) s r t) r ( t T t ) ( 1 s v t T s = Ruh elu pwduje przesunięie ts sygnału pwraająeg w stsunku d mmentu emisji w prównaniu z przypadkiem, gdy prędkść elu jest zerwa. Oznaza t, że klejne eha w mmenie próbkwania mają różne fazy! Infrmaja prędkśi zawarta jest w fazie (inazej - w późnieniu).

18 Sygnał w trze dbirzym - faza Sygnał emitwany g(t) kn prstkątne (bramkwanie emisji) e( t) = g( t) sin( πft ) Sygnał debrany p 1-ej emisji: r( t) = e( α( t t0 )) = g( α ( t t0 ))sin(π fα ( t t 0 )) sygnał debrany p i-tej emisji: v r t g t i t t f t i t t g t f t i T d i ( ) = ( α ( 1) s α )sin[ π ( α ( 1) s α )] = i ( )sin[ π ( α ( 1) )] Faza teg sygnału: v πf ( αt ( i 1) T d ) Klejna peraja demdulaja (mże być kwadraturwa, zyli stanwić mieszanie z sygnałami zęsttliwśi emitwanej w kwadraturze), ale na razie granizymy się d pjedynzej demdulaji, sygnałem ewentualnie przesuniętym w fazie πf d/: d πf ( t ) Sygnał w trze dbirzym - faza Faza i-teg sygnału debraneg: v πf ( αt ( i 1) T d ) p zmieszaniu z sygnałem zęsttliwśi emitwanej uzyskamy składwą sumayjną i różniwą fazah: v 4d v πf (( α + 1) t ( i 1) T ) πf (( α 1) t ( i 1) T ) składwa sumayjna składwa różniwa d πf ( t ) Klejny krk filtraja dlnprzepustwa, eliminuje składwą sumayjną, Krk następny próbkwanie w mmentah ustalnyh w stsunku d mmentów emisji. Próbkwanie dbywa się Tprf, w ustalnyh dinkah zaswyh względem mmentu emisji T D - (T D + T G ), będąyh wielkrtnśią kresu fali emitwanej t=k/f

19 Sygnał w trze dbirzym v α = ( 1 v / ) + v Sygnał debrany p demdulaji, filtraji dlnprzepustwej i próbkwaniu w t=k/f v s( t) = gi ( t)sin{ πf[( α 1) t ( i 1) T v K v = gi ( t)sin{ πf [( ) ( i 1) T f v = gi ( t)sin[ Φ πf ( i 1) T 0 ] v ]} = gi ( t)sin{ πf [(1 1) K f vk v ]} = gi ( t)sin[ π πf ( i 1) T 0 v ( i 1) T ] = ]} = Składnik związany z zmianą późnienia dla klejnyh emisji Infrmaja prędkśi w zmianie fazy!!! v πf 1 i T ( ) v t T s = Stały zynnik fazwy (stały - pnieważ zas próbkwania (mierzny względem zasu emisji) jest wielkrtnśią (K) kresu f.emitwanej t=k/f) vk Φ = π f = π vk f Metdy pmiaru prędkśi przepływu krwi Metda ultradźwiękwa z emisją impulswą z pjedynzą bramką PW (Pulsed Wave) Shematy blkwe przepływmierzy impulswyh Przepływmierz z demdulatrem i filtrem dlnprzepustwym i próbkwaniem sygnału w pasmie pdstawwym tzw. baseband u Przepływmierz z filtrem pasmwprzepustwym i próbkwaniem sygnału wyskiej zęsttliwśi tzw. RF (Radi Frequeny).

20 Przepływmierz z demdulatrem i filtrem dlnprzepustwym i próbkwaniem sygnału w pasmie pdstawwym tzw. baseband Rzwiązanie jednkanałwe (nie uzyskujemy sygnałów w kwadraturze) t s v = T Rzwiązanie dwukanałwe (daje sygnały w kwadraturze) Przepływmierze impulswe Z demdulają d basebandu Uwaga: próbkwanie dbywa się z zęsttliwśią f prf (zyli kilkakilkanaśie khz)!! Z próbkwaniem RF Uwaga: próbkwanie dbywa się z również z zęsttliwśią f prf (zyli kilkakilkanaśie khz), mim że próbkwany jest sygnał RF - zęsttliwśi kilku MHz!!

21 Próbkwanie sygnału RF - filtraja pasmwa pmiar prędkśi z próbkwaniem RF Spróbkwany sygnał RF: K v s t g K f f t f i T g K f v ( ) = ( / ) sin{ π ( α[( )] ( 1) ]) = ( / ) sin( π f ( i 1) T + Φ } rf i 0 prf i prf rf sin( v π ( 1) ) f i T prf + Φ rf 0 fazy sygnałów próbkwaneg p demdulaji i bez demdulaji mają bardz pdbną pstać: bez demdulaji Φ rf = v d π K( 1 ) + π f z demdulają v sin( πf ( 1) ) i T + Φ vk Φ = πf = π vk f Infrmaja prędkśi w bu przypadkah w zmianie fazy dla klejnyh próbkwań eh/ykli pray!! v v Θ( i) = πf ( i 1) T πf T = πf t s = Θ Metdy pmiaru prędkśi przepływu krwi Metda ultradźwiękwa z emisją impulswą z pjedynzą bramką PW (Pulsed Wave) Pmiar prędkśi z infrmają kierunku przepływu Detekja kierunku ruhu pprzez analgię d demdulaji kwadraturwej jak w przypadku CW. Sygnał w kwadraturze uzyskać mżna przesuwają π/ spróbkwany sygnał RF (pnieważ sygnał stanwiąy zęść urjną sygnału analityzneg jest przesuniętą 1/4 kresu fali emitwanej repliką zęśi rzezywistej) sin(πf 0 t)= s(πf 0 t-π/)=s(πf 0 (t- t)), πf 0 t= π/, t=1/(4f 0 ) peraja przesunięia równważna jest zastswaniu w stsunku d sygnału RF drugieg układu S&H próbkująeg z późnieniem 1/4 kresu fali emitwanej,

22 Metdy pmiaru prędkśi przepływu krwi Metda ultradźwiękwa z emisją emisją impulswą z pjedynzą bramką PW (Pulsed Wave) Ogranizenia metdy impulswej Minimalny zas bserwaji (NT ) umżliwiająy wyznazenie pewnej minimalnej zęsttliwśi f min, związanej z minimalną prędkśią v min wynsi 1 kres f min, stąd minimalna mierzalna prędkść (f zęsttliwść emisji, f prf zęsttliwść pwtarzania emisji): 1 1 f NT = = vmin = f v min min f Nf W metdzie impulswej dknujemy próbkwania z kresem T. Maksymalna mierzalna zęsttliwść f max pwinna spełniać warunek Nyquista. Maksymalna prędkść jest granizna przez warunek: f max = v max f f Metdy pmiaru prędkśi przepływu krwi Metda ultradźwiękwa z emisją emisją impulswą z pjedynzą bramką PW (Pulsed Wave) Ogranizenia metdy impulswej Maksymalna prędkść jest granizna przez warunek: f max = v max f f v max f f f zęsttliwść emitwana, v - prędkść przepływu, prędkść prpagaji fali, f prf zęśttliwść pwtarzania emisji. T kreśla maksymalną głębkść (dległść d źródła fali), na której mżliwy jest jednznazny pmiar ( prędkść prpagaji fali): d T max / Ilzyn maksymalnej granizny: prędkśi i głębkśi pmiaru jest wbe teg d v max max 8 f

23 Parametry diagnstyzne uzyskiwane z sygnałów dpplerwskih prędkśi przepływu krwi Pdstawwe parametry sygnału dpplerwskieg prędkśi przepływu krwi Widmwa gęstść my (widm) s.d.p.p.k. Częsttliwść średnia Fśr wydatek (np. w arie wstępująej, wymaga znajmśi wartśi średniy nazynia) Częsttliwść maksymalna Fmax ena zwężeń (np. tętniy szyjnej) Fmax i Fśr ena zwężeń, ena właśiwśi łża nazyniweg pniżej punktu pmiaru (np. pór łżyska)

24 Widmwa gęstść my (widm) sygnału dpplerwskieg prędkśi przepływu krwi, jej pdstawwe parametry i ih wykrzystanie Spektrgram : Częsttliwść średnia widma: F sr = fg( f ) df G( f ) df Częsttliwść maksymalna (bwiednia) widma (CDF dystrybuanta znrmalizwaneg rzkładu widmwej gęstśi my): Fmax = f ( CDF = ) Wyznazanie wydatku w arie wstępująej (wymaga znajmśi średniy nazynia) Spektrgram sygnału dpplerwskieg ph. z arty ^ Fsr π( D/ ) Q = F Fe f. emitwana prędkść prpagaji fali ultradźwiękwej D średnia (pmiar USG) T - zas wyrzutu e ^ T 1 Fsr = Fśr T 0 dt F sr = fg( f ) df G( f ) df

25 Oena zwężeń tętni szyjnyh znajmść Fmax i Fśr Spektrgram sygnału phdząeg z tętniy nrmalnej. W przypadku zwężenia w widmie sygnału zarejestrwaneg pwyżej zwężenia pjawić się mgą nastepujae zmiany: wzrst Fmax, spadek Fśr, ew. przepływ wstezny. W przypadku rejestraji w zwężeniu i pwyżej zwężenia pjawi się różnia Fmax i zmiana właśiwśi widma iągłść przepływu praw Bernullieg. Oena prów łżyska na pdstawie analizy przebiegu prędkśi (zęsttliwśi) maksymalnej przepływu krwi w tętniy pępwinwej Spektrgram sygnału dpplerwskieg w tętniy pępwinwej Obwiednia widma (Fmax) sygnału dpplerwskieg w tętniy pępwinwej

26 Przebieg Fmax w tętniy pępwinwej i wskaźniki prwe Indeks Purelta Indeks Gslinga Indeks Basketta RI = 1 F max F max ps ld F max ps F max PI = F max mean ld F max B = F max ps ld Ultradźwiękwe metdy pmiaru prędkśi przepływu krwi d - metda z emisją impulswą z wielkrtną bramką

27 Metdy pmiaru prędkśi przepływu krwi Metda ultradźwiękwa z emisją impulswą z wielkrtną bramką CCA tętnia szyjna wspólna, ECA tętnia szyjna zewnętrzna, ICA tętnia szyjna wewnętrzna Metdy pmiaru prędkśi przepływu krwi Metda ultradźwiękwa z emisją impulswą z wielkrtną bramką Przepływmierz z emisją impulswą z wielkrtną bramką shemat blkwy Master lk generatr główny NAD nadajnik ODB wzmaniaz dbirnika, z regulają wzmnienia (płżenia bramek bramek!) DEM kwadr. demdulatr kwadraturwy S&H układ próbkująy z pamięią FPP filtr pasmw-przepustwy D, Q sygnały akustyzne w kwadraturze WZM wzmaniaze, właśiwśi dstswane d sygnału (RF, baseband, akustyzny)

28 Przepływmierz z emisją impulswą z wielkrtną bramką pmiar wielbramkwy prędkśi przepływu w zate ICA CCA tętnia szyjna wspólna, ECA tętnia szyjna zewnętrzna, ICA tętnia szyjna wewnętrzna Metdy pmiaru prędkśi przepływu krwi Metda ultradźwiękwa z emisją impulswą z wielkrtną bramką Wstęp d brazwania rzkładu prędkśi (CFM Clr Flw Mapping - klrwa mapa przepływu) Obszar pmiaru z wielkrtną bramka pjedynza bramka mapa prędkśi wielkrtna bramka dla wielu emisji/linii

29 Clr Flw Mapping Różne typy brazwania D, klrwa mapa prędkśi (CFM) i sngram Klrwa mapa prędkśi wynik pmiaru prędkśi przepływu krwi w w pszzególnyh punktah bszaru bejmująym ałe nazynie bądź kmry sera, zakdwany przy pmy skali barw. Długść bszaru dająeg pjedynzy wynik jest rzędu 1mm, dpwiada kilku kresm fali nadawanej.

30 CFM (klrwa mapa prędkśi) I Dwie metdy analizy fazy sygnału raz analizy późnienia między klejn dbieranymi liniami Uwaga: sygnały pddawane przetwarzaniu są sygnałami p knwersji A/C dyspnujemy iągami próbek sygnałów RF! Analiza późnienia między klejn dbieranymi liniami wyznazana jest funkja krelaji wzajemnej dla klejn debranyh linii r ( t ) = r (( t T ) t ) = r ( t t ) m 1 m s 1 m1 s R 1 T r t r t d 1 = T r t r t t d R t s s ( ) ( + τ ) τ = + = ( ) ( τ ) τ ( τ ) T T t s v = T CFM (klrwa mapa prędkśi) I Predura: - klejne linie dzielne są na segmenty lizbie próbek N -blizane są estymaty funkji krelaji wzajemnej dla tyh samyh segmentów w klejnyh liniah -pszukiwane są płżenia maksimów funkji krelaji wzajemnej -dknuje się uśrednienia klejnyh funkji krelaji wzajemnej (prędkść jest w przybliżeniu stała dla kilku klejnyh linii) Estymatr funkji krelaji wzajemnej dla dwóh segmentów z klejnej pary linii (N s lizba próbek w segmenie, m późnienie dla któreg blizana jest CCF): 1 Ns m 1 1 ( m) = r1 ( k) r ( k + m) Ns m k= 0 R

31 CFM (klrwa mapa prędkśi) II Analizy fazy sygnału prędkść jest prprjnalna d phdnej fazy sygnału debraneg, będąeg sygnałem analityznym (x+jy). Faza mże być blizna jak artg stsunku zęśi urjnej i rzezywistej sygnału debraneg (dtyzy t każdeg sygnału analityzneg). x( t) r ( t) = y( t) + jx( t) ϕ( t ) = artg( ) y( t) Dla przebiegu spróbkwaneg faza ma pstać: różnia skńzna (phdna) ma pstać v πf ( i 1) πf v T T + Φ rf Phdna fazy mże być blizna zgdnie z definiją lub jak różnia skńzna między dwiema klejnymi wartśiami fazy Eliminaja eh stałyh Zasada eliminaji eh stałyh lub wlnzmiennyh, któryh amplitudy są d 10x d 100x większe niż amplitudy eh d krwi np. eha d śian nazynia, d tkanek tazająyh dejmwanie sygnałów debranyh p dwóh klejnyh emisjah (implementaja p knwersji A/C).

32 Organizaja działania skanera CFM Clur Flw Mapping (Clur Dppler) prezentaja rzkładu prędkśi w bszarze skanwania w pstai klrwej mapy