Принципы допплер-кардиографии

1. ПРИНЦИПЫ ДОППЛЕР-КАРДИОГРАФИИ

Christian Andreas Doppler
(1803 - 1853)

2. Суть эффекта Допплера

3. Преобразование Фурье

4.

Сигналы, используемые в
ультразвуковой диагностике и их
амплитудно-частотные спектры
Сигналы и их спектры связаны между собой преобразованием
Фурье
а — В-режим
б — CW-режим
в — PW-режим — одиночный импульс
г — PW-режим — пачка из N импульсов.

5. Принцип допплер-КГ: определение сдвига частот

Объект
неподвижен
Объект
движется
к датчику
Объект
движется
от датчика

6. Зависимость допплеровского сдвига частоты (Fd) от угла α между осью ультразвукового датчика и направлением кровотока

7. Величина определяемой скорости тока крови в зависимости угла сканирования

8. Примеры спектров частот допплеровского сдвига а — спектр частот излучаемого непрерывного сигнала (с ним по форме совпадает

спектр эхо-сигналов от неподвижных отражателей)
б — спектр частот эхо-сигналов от отражателей, двигающихся с одной и той же
скоростью
в — спектр частот эхо-сигналов прямого кровотока
г — спектр частот эхо-сигналов обратного кровотока
д — спектр частот эхо-сигналов при турбулентном кровотоке

9. Режимы допплерографии

• Постоянноволновой допплер (CWD)
• Импульсноволновой допплер (PWD)
• Цветное допплеровское
картирование (CDI, CFD, CFM)
• Цветной допплеровский М-режим
• Энергетический допплер (PD)
• Тканевой допплер (TDI)

10. Принцип постоянно-волновой допплер-КГ (CWD)

Принцип
постоянноволновой
допплер-КГ
(CWD)

11. CWD (регистрация АоТ)

12. Преимущества CWD

• Хорошая чувствительность
• Возможность получить количественные
характеристики кровотока, имеющие большую
диагностическую информативность
• Высокая точность оценки спектра частот
допплеровского сдвига и спектра скоростей
кровотока
• Однозначность измерения скоростей кровотока во
всем диапазоне их возможных изменений
• Относительная простота технической реализации

13. Недостатки CWD

• Получение суммарной информации во всем
диапазоне глубин без возможности
выделения отдельных участков вследствие
отсутствия разрешающей способности по
глубине (большой по глубине контрольный
объем)
• Зависимость точности оценки спектра
скоростей от угла между осью УЗ луча и
направлением кровотока
• Сложность работы: необходимость
«выведения» исследуемой области
кровотока

14. Принцип импульсной допплер-КГ (PWD)

15. Принцип PWD

16. Расположение контрольного объема при PWD

17. Предел Найквиста: постоянная частота повторения импульсов (PRF) при увеличении скорости вращения точки

a: 1:8
One rotation per 8 samples. The sampling catches the red dot in 8 positions
during one rotation.
b: 1:4
Rotation velocity twice that i a; one rotation per four samples, the sampling
catches the red dot only in four positions during one rotation.
c: 1:2
Rotation velocity four times a; one rotation per two samples, this catches the
red dot in only two positions, giving directional ambiguity as above.
d: 1:1,5
Rotation velocity six times a; one rotation per 1,5 samples, or 3/4 rotation per
sample, giving an apparent counter clockwise rotation.

18. Предел Найквиста: уменьшение частоты повторения импульсов (PRF) при одинаковой скорости вращения точки

a:
8:1
8 samples per rotation, the red point is seen in eight positions during the rotation.
b: 4:1
4 samples per rotation, the red point is seen to rotate just as fast, but is only seen in four
positions
c: 2:1
2 samples per rotation, i.e. the sampling frequency is exactly half the rotation frequency.
Here, the red dot is only seen in two positions, and it is impossible to decide which way
it is rotating.
This is the Nykvist limit.
d: 1.5:1
1.5 samples per rotation,or one sample per three quarter rotation, making it seem that
the red dot is rotating counter clockwise.

19. PWD (превышение частоты Найквиста)

20. СWD

21. Спектры скорости при использовании PWD (LPRF, HPRF) и CWD

22. Принципы CW-D, PW-D и CFD

23. ЦДК (сolor flow doppler)

24. Вычисления градиента давления при допплер-КГ

• Формула Бернулли:
P = 4V2
P = 4(V2дист. - V2проксим.)

25. Регистрация кровотока в ВТЛЖ

Норма: 0.7-1.2 м/с

26. Кровоток в ВТЛЖ

27. Регистрация трансмитрального кровотока

Норма: Е= 0.6-1.3 м/с

28. ТМТ

29. Измерения ТМТ и АоТ при PWD

30. Регистрация кровотока в ВТПЖ

Норма: 0.6 - 1.0 м/с

31. Регистрация транстрикуспидального кровотока

Норма: Е= 0.3-0.7 м/с

32. Регистрация кровотока в легочных венах

33. Схема кровотока в легочных венах

34. Кровоток в ЛВ

35. Регистрация кровотока в восходящей аорте (супрастернальная позиция)

Норма: 1.0 - 1.7 м/с

36. Регистрация кровотока в нисходящей аорте (супрастернальная позиция)

37. Регистрация кровотока в печеночной вене

38. Тканевая допплерография

39. Регистрация кровотока с применением фильтра высокоинтенсивного низкоскоростного движения миокарда

40. Фильтр отключен

41. Регистрация скорости движения миокарда с применением фильтра низкоинтенсивного высокоскоростного движения крови

42. Режимы тканевой допплерографии

• Импульсноволновой спектральный
• Цветовой двухмерный
• Цветовой М-режим
метод не зависит от ЧСС, уровня АД,
состояния преднагрузки

43. Импульсноволновой режим TDI латеральной части кольца МК

норма
ИБС

44. Импульсноволновая спектральная допплерография позволяет:

• Оценить систолическую функцию миокарда
(S’ МК МЖП > 8 см/с, S’ ТК БС > 11,5 см/с)
• Оценить диастолическую функцию миокарда
(E’/A’, E/E’)
• Оценить уровень внутрисердечного давления
(Е/Е’ ≥ 10 – независимый предиктор ССО)
• Дифференцировать патологическую и
физиологическую гипертрофию (S’ < 9 см/с)
• Дифференцировать рестриктивную КМП от
констриктивного перикардита (S’ < 7,5 см/с)

45. Обработка цветового TDI

• Инструменты (off-line, postprocessing):
1. Реконструированная кривая скорости
движения миокарда
2. Изогнутый М-режим цветового допплера
3. Миокардиальный градиент скорости
• Режимы (on-line):
1. Деформация (strain) и скорость
деформации ( strain rate)
2. Тканевой след смещения (tissue tracking)
3. Изображение синхронизации ткани (tissue
synchronization imaging)

46. Расчеты при ДопплерКГ

47. Фазовый анализ по Уиггерсу 1. Сердечный цикл делится на систолу и диастолу 2. Систола состоит из: - фазы изометрического

сокращения
- максимального изгнания
- редуцированного изгнания
3. Диастола состоит из:
- протодиастолы
- изометрического расслабления
- фазы быстрого притока
- диастазиса
- систолы предсердий

48. The Wiggers cycle: Heart cycle in terms of pressure changes

49. Классический фазовый анализ сердечного цикла

50. Основные формулы расчета показателей центральной гемодинамики при допплер-КГ

• VTI (FTI ) = Vср. x ET
• УO (SV) = S поперечн. x VTI
• СВ (CO) = УО х ЧСС
• СИ = СВ / Sтела

51. Измерения ТМТ и АоТ при PWD

52. Расчет УО при допплер-КГ (аортальный ток)

53. Оценка систолической функции ЛЖ по +dP/dt

N: 1000 – 1200
mmHg/c

54. Диастолическая функция ЛЖ

55. Нормальная диастолическая функция ЛЖ

• Нормальные размеры, масса ЛЖ,
расслабление, жесткость
• Наполнение ЛЖ:
2/3 – раннее
наполнение
1/3 –
предсердное сокращение
• Нормальные размеры ЛП, давление
в ЛП

56. Для оценки диастолической функции ЛЖ необходимо зарегистрировать:

• Трансмитральный ток крови
скорость волны «Е»
скорость волны «А »
ВИВР
• Кровоток в легочной вене
Обратная волна «а»

57. Трансмитральный ток в норме

58. Схема ТМТ кровотока и в ЛВ

59. Нормальная диастолическая функция ЛЖ

Е/А
1.1 – 1.5
DT
160 - 240 мсек
ВИВР
< 90 мсек (>40 лет)
< 80 мсек (<40 лет)
Волна «а» в
легочной вене
V < 25 см/сек

60. Диастолическая дисфункция наблюдается при:

• ИБС
• Кардиомиопатии
• Артериальная гипертензия
• Клапанные пороки сердца
• Системные заболевания

61. ДДлж 1 типа

• Нормальные размеры, масса,
жесткость ЛЖ
• Нормальные размеры ЛП
• Давление в ЛП нормальное или
незначительно повышено
• Нарушено расслабление ЛЖ
• Наполнение ЛЖ
↓раннее
наполнение
↑предсердное сокращение

62. ДДлж 1 типа (замедленное расслабление)

63. ДДлж 1 типа

Е/А
< 1.0
DT
> 240 мсек
ВИВР
> 90 мсек
Волна «а» в
легочной вене
V < 25 см/сек

64. Умеренная ДДлж

• Увеличены размер и давление в ЛП
• Нарушено расслабление ЛЖ
• Повышена жесткость ЛЖ
• Наполнение ЛЖ – псевдонормальное
• Нормальные масса и размеры ЛЖ

65. «Псевдонормальный» тип ТМТ

66. Умеренная ДДлж

Е/А
1.1 – 1.5
DT
160 - 240 мсек
ВИВР
< 90 мсек (>40 лет)
< 80 мсек (<40 лет)
Волна «а» в
легочной вене
V > 25 см/сек

67. Выраженная ДДлж

• Увеличены масса и размеры ЛЖ
• Значительно увеличены размер и давление
в ЛП
• Нарушено расслабление ЛЖ
• Повышена жесткость ЛЖ
• Наполнение ЛЖ – ↓ раннее наполнение
(рестриктивное) ↑предсердное сокращение

68.

69. Псевдонормальное наполнение ЛЖ

70. Выраженная ДДлж (рестриктивный тип ТМТ)

Е/А
> 1.5
DT
< 160 мсек
ВИВР
< 60 мсек
Волна «а» в
легочной вене
> 25 см/сек

71.

норма
1 тип
(псевдонормаль
ный тип
наполнения ЛЖ)
Рестриктивный тип
наполнения
ЛЖ
2 тип
Е/А
1.1 – 1.5
< 1.0
1.1 – 1.5
> 1.5
DT
160 - 240
мсек
> 240
мсек
160 - 240 мсек
< 160
мсек
ВИВР
< 90 мсек
(>40 лет)
< 80 мсек
(<40 лет)
> 90
мсек
< 90 мсек
(>40 лет)
< 80 мсек
(<40 лет)
< 60
мсек
Волна
V < 25
см/сек
V < 25
см/сек
V > 25 см/сек
V > 25
см/сек
«а»
в ЛВ

72. Соотношение скорости трансмитрального кровотока и скорости смещения кольца МК

73. Расчет показателя Е/e’

74.

75. Современный алгоритм определения степени диастолической дисфункции

Recommendations for the Evaluation of Left Ventricular Diastolic Function by Echocardiography, February 2009

76. Расчет давления в ПЖ

77. РАСЧЕТ СИСТОЛИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ В ЛЕГОЧНОЙ АРТЕРИИ ( = СИСТОЛИЧЕСКОМУ ДАВЛЕНИЮ В ПЖ, ЕСЛИ НЕТ ОБСТРУКЦИИ ВТПЖ ) СДЛА = PG max TR

+ P RA
ДИАМЕТР НПВ
0–5
mm Hg
5 – 10
mm Hg
N
(1.2- 2.3 СМ)
КОЛЛАБИРОВАНИЕ
НПВ ПРИ ВДОХЕ
+
N
-
10 – 15 mm Hg
РАСШИРЕНА
+
15 – 20 mm Hg
РАСШИРЕНА
-

78. РАСЧЕТ ДИАСТОЛИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ В ЛЕГОЧНОЙ АРТЕРИИ ДДЛА = PG end diast. PR + P RA

ДИАМЕТР НПВ
0–5
mm Hg
5 – 10
mm Hg
N
(1.2- 2.3 СМ)
КОЛЛАБИРОВАНИЕ
НПВ ПРИ ВДОХЕ
+
(>50%)
N
-
10 – 15 mm Hg
РАСШИРЕНА
+
15 – 20 mm Hg
РАСШИРЕНА
-