Режим доплеровского цветного картирования (ЦДК)

Другие названия режима: CFM (Color Flow Mode), CF (Color Flow), CDM (Color Doppler Mode), Color

Этот режим показывает направление потока, средние значения скорости и позволяет различить небольшие сосуды, незаметные в B-режиме.

Режим ЦДК обеспечивает визуальный обзор в пределах сосуда или кардиологической структуры интереса. Направление потока и скорость могут быть представлены красным или синим цветовыми спектрами и могут использоваться для  размещения объема пробы (sample volume) в режиме импульсного доплера. Эта техника обеспечивает быструю идентификацию сосудов, клапанов, представляющих интерес, а также соответствующие скорости потока. Способность количественно измерить скорость потока, значительно увеличивает уверенность в идентификации сосудов. Чувствительность режима может быть предустановленна для различных областей исследования, таких как сердце, сонная артерия, почки или небольшие сосуды, такие как дугообразные и артерии бедренной кости. 

ЦДК создает карту с цветным кодированием доплеровских сдвигов, наложенную на изображение в B-режиме. Хотя ЦДК использует импульсный ультразвук, его обработка отличается от того, что используется при создании доплеровской спектрограммы (sonogram). ЦКД может создавать несколько тысяч цветных точек об информации потока для каждого кадра, наложенных на изображение B-режима. ЦДК использует меньшее количество более коротких импульсов вдоль каждой лини цветной развертки изображения, чтобы получить среднее значение частотного сдвига и дисперсию на каждой небольшой области измерения. Этот частотный сдвиг отображается в виде цветного пикселя. Сканер затем повторяет это для нескольких линий, чтобы построить цветное изображение, наложенное на изображение в B-режиме. Элементы датчика быстро переключаются между B-режимом и ЦДК, чтобы произвести впечатление цельного единовременного изображения. Импульсы, используемые в ЦДК, обычно в 3-4 раза длиннее, чем для B-режима с соответствующим уменьшением осевого разрешения (axial resolution).

Назначение цвета каждому частотному сдвигу обычно основано на направлении (например, красный - для доплеровского сдвига по направлению к УЗ-пучку и синий – для сдвигов, удаляющихся от него) и величина (различные цветные оттенки или более яркие для сдвигов с большей частотой). Изображение в ЦДК зависит от основных факторов доплеровского режима, в частности это необходимость хорошего угла пучок/поток. Конвексные и фазовые датчики имеют расходящийся ультразвуковой пучок, который может создавать сложные ЦДК-изображения, зависимые от ориентации артерий и вен. В практике, опытный оператор изменяет подход при сканировании, чтобы добиться хороших улов вхождения ультразвука, с тем, чтобы достигнуть недвусмысленность изображения потока.

Факторы, влияющие на изображение в режиме ЦДК

Главные факторы

Мощность (Power): направленная в ткани мощность

Усиление (Gain): общая чувствительность к сигналам о потоке

Частота (Frequency): улучшение проникновения для большей чувствительности и разрешения

PRF (scale): низкая PRF для исследования низких скоростей, высокая PRF уменьшает алиасинг

Область исследования: увеличение области уменьшает частоту кадров

Фокус: оптимизация ЦДК-изображения для фокальной зоны

Другие факторы

Триплексное сканирование: PRF и частота кадров уменьшаются из-за дополнительного отображения B-режима/спектрального

Постоянство (Persistence): высокое постоянство позволяет получить более гладкое изображение, но снижает временное разрешение

Предобработка(Pre-processing): увеличение разрешения / частоты кадров

Фильтр: высокие значения фильтра обрезают больше шума, но также и больше сигнала о потоке

Постобработка(Post-processing): присваивает цветную карту/дисперсию 

(1)   Мощность и усиление (Power and Gain): ЦДК использует большую интенсивность излучения, чем B-режим. Следует внимательно следить за индексами безопасности (safety indices). Мощность и усиление должны быть установлены, чтобы получить хороший сигнал о потоке и минимизировать сигналы от окружающих тканей.

Установка цветного усиления (color gain) для минимизации сигналов (артефактов) от окружающих тканей, на левом изображении color gain = 71, на правом – снижен до 35.

(2)  Выбор частоты: Многие комбинации сканер/датчик позволяют изменять частоту. Высокие частоты дают лучшую чувствительность к низкому потоку и лучшее пространственное разрешение. Низкие частоты имеют лучшую проникающую способность и меньшую восприимчивость к алиасингу на высоких скоростях.

(3)  Скоростная шкала/PRF: низкие PRF должны использоваться для исследований низких скоростей, но может проявляться алиасинг, если встретится высокоскоростной поток.

(4)  Область интереса: Поскольку для визуализации потока требуется больше импульсов, чем для B-режима. Уменьшение ширины и максимальной глубины области ЦДК, обычно увеличивает частоту кадров и может позволить более высокую плотность сканирования цветной линии с улучшенным пространственным разрешением.

(5)  Фокус: Фокус должен быть на уровне зоны интереса. Это может произвести значительные изменения во внешнем виде и точности изображения. 

Установка фокуса на область интереса, можно также использовать несколько фокальных зон.

В практике, оператор будет пробовать большое количество изменений настроек и различные положения датчика, чтобы оптимизировать изображение.

ЦДК: методические рекомендации:

(1)  Выберите подходящий пресет (preset/application). Он оптимизирует параметры для специфических исследований.

(2)  Установите мощность в необходимых пределах. Настройте цветное усиление (Color Gain). Убедитесь, что фокус находится в области зоны интереса и подстройте усиление, чтобы оптимизировать цветной сигнал.

(3)  Используйте позиционирование датчика/управление лучом (beam steering) для получения удовлетворительного угла пучок/сосуд

(4)  Настройте PRF/scale в соответствии с показателями потока. Низкие PRF более чувствительны к низким потокам/скоростям, но могут создавать алиасинг. Высокие PRF уменьшают алиасинг, но менее чувствительны к низким скоростям.

(5)  Установите надлежащие размеры области ЦДК. Меньшие размеры области ЦДК могут привести к лучшей частоте кадров и лучшему разрешению/чувствительности