Доплерография. Сравнение ультразвукового и рентгеновского «просвечиваний».

Доплерография – одна из самых изящных инструментальных методик. Она основана на эффекте Доплера названном так по имени австрийского ученого – физика и астронома. Этот эффект состоит в изменении длины волны (или частоты) при движении источника волн относительно принимающего их устройства.

Если при покоящихся относительно друг друга источнике и приемнике некоторой волны (например, ультразвуковой) частота излучаемой волны и регистрируемая приемником частота волны будет больше той частоты, которую зафиксировал источник. При относительном удалении приемника и источника наоборот.

Специальная формула позволяет по сдвигу (разности) частот излучаемой и регистрируемой волн ∆ν = ν - ν₀ оценить скорость относительного движения приемника и источника υ:

ν = ν₀ ∙ ,

где ϲ - скорость ультразвука в среде; υ – относительная скорость движения приемника и источника ультразвука; ν₀ – частота излучаемой волны, ν – частота волны, зарегистрированной приемником.

На рисунке 3 видно, что если скорость относительного движения приемника и источника равна нулю, то частота излучаемой волны ν₀ равна частоте регистрируемой приемником волны ν; если источник и приемник сближаются друг с другом ( υ ν ν₀ ; если же удаляются ( υ

ν ν₀ .

Это обстоятельство используется тогда, когда по допплеровскому сдвигу частоты оценивают скорость кровотока в сосуде.

На кровеносный сосуд направляется ультразвук с частотой ν_0, а затем приемником регистрируется отраженный от движущихся эритроцитов крови сигнал частоты ν. Специальное устройство сравнения находит разность частот ∆ν = ν - ν₀ . Эта разность оказывается пропорциональной скорости эритроцита, примерно равной скорости движения крови в сосуде. При этом можно оценить величину скорости и определить ее направление. На экране дисплея компьютера одно из возможных направлений окрашивается в красный цвет, а противоположное – в синий. Интенсивность окраски указывает на величину скорости кровотока.

На основе ультразвукового эффекта Доплера можно также определить параметры движения клапанов и стенок сердца. Этот метод назван доплеровской эхокардиографией.

Принципиальное отличие доплеровского метода от эхографического – непрерывный режим ультразвукового излучения. В связи с этим, помимо излучающего необходим отдельный приемный пьезоэлектрический преобразователь, который возбуждается отраженный от перемещающейся структуры ультразвуковой волны. Для удобства эксплуатации оба преобразователя размещаются в одной прикладываемой к поверхности тела ультразвуковой головке (зонде).

В результате сравнения частот излученной и отраженной ультразвуковых волн выделяется разностная частота, пропорциональная скорости движения объекта. Сигнал разностной частоты может быть преобразован в акустический (в случае контроля частоты сердцебиений) либо может быть непосредственно зарегистрирован.

Сопоставление ультразвукового и рентгеновского «просвечиваний».

В некоторых случаях ультразвуковое просвечивание имеет преимущество перед рентгеновским. Это связано с тем, что рентгеновские лучи дают четкое изображение «твердых» тканей на фоне «мягких». Так, например, на фоне мягких тканей хорошо видны кости. Для получения рентгеновского изображения мягких тканей на фоне других мягких тканей (например, кровеносный сосуд на фоне мышц) сосуд нужно заполнить веществом, хорошо поглощающем рентгеновское излучение (контрастное вещество). Ультразвуковое просвечивание, благодаря уже указанным особенностям, дает в этом случае изображение без применения контрастных веществ.

При рентгеновском обследовании дифференцируется разность плотностей до 10%, при ультразвуковом – до 1%.