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Artikel-Nr. VK-MED03

MED03 Grundlagen Dopplersonografie

Erarbeitung der physikalischen und signaltheoretischen Grundlagen für Blutflussuntersuchungen mit Hilfe des Ultraschall-Doppler-Verfahrens (Doppler-Sonografie)

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Gegenstand des Versuchs

Im Versuch werden die physikalischen und signaltheoretischen Grundlagen erarbeitet, die für Blutflussuntersuchungen mit Hilfe des Ultraschall-Doppler-Verfahrens notwendig sind. An einem realistischen Armmodell werden die Abhängigkeit der farbcodierten Dopplerspektren von Signalamplitude, Flussgeschwindigkeit, Richtung des Blutflusses und Wahl des Messfensters beim Puls-Doppler-Verfahren untersucht.

Keywords: Ultraschallstreuung, Doppler-Effekt, Frequenzverschiebung, Richtungsabhängigkeit, Puls-Doppler, cw-Doppler, Doppler-Sonografie, Blutflussgeschwindigkeit

Theoretische und praktische Aspekte zum Versuch

Bei der Doppler-Sonografie wird das Ultraschallstreusignal von bewegten Teilchen (hier Blutkörperchen) detektiert und ausgewertet. Auf Grund der Bewegung der Blutkörperchen relativ zur Ultraschallsonde hat das Signal eine Frequenzverschiebung und lässt sich so sehr gut von den Signalen der quasi unbewegten Gefäßwände und Organgrenzflächen trennen. Die Frequenzverschiebung ist dabei unter anderem von der Richtung des Blutflusses und seiner Geschwindigkeit abhängig. Wird im zeitlichen Verlauf der Messung (Zeit, x-Achse) die Streuintensität (Signalamplitude, Farbe) in Abhängigkeit von der Größe der Frequenzverschiebung (Geschwindigkeit, y-Achse) dargestellt, erhält man die sogenannten Dopplerspektren. Diese zeigen charakteristische Änderungen in Abhängigkeit von Streuamplitude (Anzahl, Größe, Art der Blutteilchen), Flussrichtung ( zur Sonde, von Sonde weg) und Geschwindigkeit der Streuer. Mit einem Puls-Doppler ist durch Variation des Messfensters zusätzlich eine Lokalisation des Gefäßes möglich.

Ergebnis

Mittels der Software wird die Signalverarbeitung vom Dopplershift-Rohsignal (Screenshot links oben) über die Fourieranalyse (Screenshot rechts oben) hin zum farbkodierten Dopplerfrequenzspektrum (Screenshot unten) gezeigt und die qualitative (Pulsform) und quantitative (mittlere und maximale Frequenz, Signalintensität) Auswertung der Messungen möglich.

Bildschirmkopie der Software FlowView für Doppler-Untersuchungen

Bildschirmkopie der Software FlowView für Doppler-Untersuchungen

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