Ультразвуковая ангиология - часть 18

ФИЗИКА УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. РЕЖИМЫ СКАНИРОВАНИЯ. МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЙ 

ка (или допплеровского сдвига час-

тот) равно 0. Положение базовой 
линии определяется наличием в ана-
лизируемом спектре разнонаправ-
ленных потоков: если имеется одно-

направленный поток, то положение 
базовой линии целесообразно уста-
навливать как крайнее (верхнее или 
нижнее), при этом шкала становит-
ся фактически однонаправленной; 
если имеются разнонаправленные 
потоки, положение определяет соот-
ношение максимальных скоростей 
(рис. 3.78). Изменение положения 

базовой линии может являться при-
чиной спектрального aliasing-эффекта, в то же время 
корректировка данного положения способствует его 
преодолению. 

Определение направления потока, который от-

ражает допплеровский спектр, обычно производят 

так же, как в режиме цветового кодирования: верхняя 

(над базовой линией) часть спектра характеризует 

движение «к датчику», нижняя (под изолинией) - «от 
датчика». В большинстве приборов ориентация ос-

новного потока происходит автоматически. Однако 
шкала скоростей может быть произвольно инверти-
рована, поэтому перед оценкой направления следу-
ет убедиться в отсутствии маркировки «invert», выс-
вечиваемой на экране, тогда часть спектра над изо-

линией соответствует направлению «отдатчика», под 

изолинией - «к датчику» (рис. 3.79). 

Мощность на передаче влияет на отражение в 

спектре низко- и в меньшей мере среднескоростных 

Рис. 3.79. Оценка направления потока (инверсия шкалы). 

А. Нормальная шкала (направление потока «отдатчика»), Б. Инверсия шкалы (мар-

кировка «Inverted» - направление потока «отдатчика»). 

потоков (за счет увеличения амплитуд посылаемых 

ультразвуковых сигналов и принимаемых эхо). К уве-
личению мощности приходится прибегать для более 

качественного отображения спектра потоков из глу-
боко залегающих и труднодоступных сосудов (инт-
ракраниальные сосуды, особенно вены, сосуды 
брюшной полости и забрюшинного пространства у 
«сложных» пациентов и пр.) (рис. 3.80). Еще раз не-
обходимо подчеркнуть, что использование высоких 

уровней мощности чревато опасностью возникнове-

ния нежелательных эффектов взаимодействия ульт-
развука с тканями. 

Усиление позволяет изменить амплитуду приня-

того эхосигнала. Оптимальным является значение уси-
ления, когда отсутствуют спектральные допплеровские 

артефакты (неизменно возникающие при превышении 
уровня шума, равномерно покрывая все поле). Недо-
статочный уровень усиления приводит к снижению ка-

Рис. 3.80. Допплеровский спектр при разных уровнях усиления на передаче. 

А. Мощность 50 мВт/см

2

 - отражение только высокоинтенсивных потоков. Б. Мощность 500 мВт/см

2

- отражение высоко-

и среднеинтенсивных потоков (в гораздо меньшей степени низкоинтенсивных). В. Мощность 800 мВт/см

2

 - оптимальное 

отражение всех потоков. 

Рис.  3 . 8 1 . Допплеровский спектр при разных уровнях усиления на приеме. 

A. Низкие значения - слабое отражение допплеровского сигнала. Б. Средние значения - качественное отражение спектра. 

B. Высокие значения - множественные артефакты. 

76 

ФИЗИКА УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. РЕЖИМЫ СКАНИРОВАНИЯ. МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЙ 

Рис. 3.82. Логарифмическое сжатие (динамический диапазон). 

А, Б, В. Допплеровские спектры по мере уменьшения динамического диапазона. 

чества допплеровского спектра, прежде всего исклю-
чая из него потоки низкой интенсивности (рис. 3.81). 

Логарифмическое сжатие регулирует значение 

динамического диапазона, отражаемого в спектре. 
Увеличение логарифмического сжатия приводит к 
увеличению динамического диапазона и возраста-

нию в спектре низко- и среднескоростных составля-
ющих, причем при превышении некоторого предела 
(когда анализу начинают подвергаться низкоинтен-
сивные сигналы), помимо допплеровского спектра, 
появляется и побочный шум (также характеризую-
щийся низкими интенсивностями колебаний). Сни-

жение уровня логарифмического сжатия приводит к 

исчезновению шума, одновременно из спектра вы-
читаются низкоскоростные потоки (рис. 3.82). Соот-
ношение шум/низкоскоростные потоки должно быть 
оптимально подобрано. Это наиболее значимо при 
исследовании сосудов, характеризующихся низкоин-

тенсивными низкоскоростными потоками (вены, 

мелкие артерии). 

Уровень фильтра определяет уровень отсечения 

низкоскоростных потоков. Необходимость в этом 
возникает, как уже говорилось выше, при схожести 
характеристик амплитуд (интенсив-
ностей) низкоскоростных потоков и 
шумов, появляющихся вследствие 
множественного отражения ультра-
звуковых лучей от движущихся тка-
ней, а также в результате взаимо-
действия отраженных, преломлен-
ных и рассеянных сигналов. Чем 
выше уровень фильтра, тем выше 
уровень отсечения, т. е. с тем боль-
шими скоростями потоки удаляют-
ся (рис. 3.83). 

Постобработка допплеровско-

го спектра осуществляется анало-
гично таковой в В-режиме. Спектр 
представляет собой множество то-
чек (пикселей экрана монитора), в 
черно-белом режиме соответству-
ющих 256 оттенкам серого. Кривые 
постобработки отражают зависи-
мость интенсивности свечения от 
величины скорости (допплеровско-
го сдвига частоты). Применение 
различных видов постобработки 
приводит к подчеркиванию - увели-
чению интенсивности свечения пик-

селей, соответствующих одним скоростным показа-
телям, и уменьшению соответствующих другим по-
средством изменения цветности экстраполируемых 
шкал (рис. 3.84). Для лучшего восприятия глазом 
спектр вместо серошкального представления может 
быть окрашен с применением различных цветовых 
шкал. Удобнее всего шкалы, в которых имеется не 256 
оттенков одного цвета, а сочетание меньшего коли-
чества разных цветов (например, 15-20), когда сред-
няя часть шкалы представлена яркими цветами, а пе-
риферическая - более темными. Это позволяет чет-

ко обозначить зону скоростей наибольшей интенсив-
ности (с которыми движется большее количество от-
ражателей, проходящих через метку контрольного 
объема), что удобно для быстрого визуального ана-

лиза спектральных характеристик (рис. 3.85). 

В последние годы появились ультразвуковые 

сканеры, в которых реализован принцип цифровой 
обработки сигнала. По сравнению с предыдущими 
поколениями машин (аналоговых, аналогово-цифро-
вых) подобные платформы обеспечивают значитель-
но более высокое качество изображение [84]. Сле-
дует заметить, что основные методы оптимизации 

Рис. 3.83. Применение фильтра в спектральном допплеровском режиме. 

А. Минимальное. Б. Низкое. В. Среднее. Г. Высокое значения фильтра. 
А - Г. Заметно повышение уровня «отсечения» низких скоростей. 

77 

ФИЗИКА УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. РЕЖИМЫ СКАНИРОВАНИЯ. МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЙ 

изображения применительно к новому пулу машин 
практически не изменились. 

Заканчивая обзор возможностей оптимизации 

изображений в различных режимах, необходимо ска-

зать, что умелое пользование широким арсеналом ре-

гулировок, представленных в современныхультразву-
ковых сканерах, является залогом получения макси-
мально возможной диагностически значимой инфор-
мации. Безусловно, гораздо проще и быстрее исполь-

зовать предоставляемые фирмами-производителями 

программы применения, в которых большинство ре-
гулировокуже установлены. Однако многообразие ин-

дивидуальных особенностей пациента и конкретных 
ситуаций, возникающих ежедневно при проведении 

исследований, практически исключает возможность 
разработки на современном уровне развития техни-
ки абсолютно универсальных программ, не требую-
щих коррекции. Поэтому мы предпочитаем широкое 
использование всех имеющихся способов регулиров-
ки, опираясь на базовые программы, что, как показы-
вает опыт, значительно улучшает качество визуализа-
ции и повышает уровень диагностики. 

Артефакты при ультразвуковом 

сканировании [39-42, 96-102] 

Артефакт (от лат. artefactum - искусственно сде-

ланное), процесс или образование, несвойственные 

организму в норме и вызываемые самим методом его 
исследования (Большая российская энциклопедия, 
2001). При ультразвуковых исследованиях как в В-ре-
жиме, так и с цветовым допплеровским кодировани-

ем (вне зависимости от вида последнего) и спектраль-

ным допплеровским анализом возникают многочис-

ленные артефакты, связанные как с параметрами ска-

нирования (настройками системы), так и с особенно-
стями взаимодействия ультразвука с тканями (как дви-
жущимися, так и неподвижными) (рис. 3.86, 3.87). 

Среди артефактов, наблюдаемых при серошкаль-

ном сканировании (В-режим), наиболее значимыми с 

точки зрения ангиологии являются предполагающие 

наличие дополнительных изображений (как в просве-

тах сосудов и окружающем их пространстве, так и са-

мих артерий и вен, поскольку создаются условия для 
неверной диагностически значимой интепретации 
изображений. Большинство подобных артефактов ус-

траняется с применением вышеописанных методов 
оптимизации изображений. Однако имеются случаи, 

в которых это невозможно. Примером может служить 
«зеркальный» артефакт, возникающий вследствие ре-
верберации. При этом, как правило, подобный же фе-
номен наблюдается одновременно как в В-режиме, 

так и при цветовом и спектральном допплеровском ис-

следованиях (рис. 3.88). Данный артефакт не может 
быть устранен посредством изменения параметров 
сканирования. Отличием истинного и ложного (арте-
факт) изображений является большая эхогенность и 
размытость контуров «стенки» в В-режиме, а также ме-
нее равномерное заполнение просвета сосудов в цве-
товом допплеровском режиме и более низкие скоро-
сти кровотока - в спектральном. 

Одним из самых ярких примеров допплеровских 

артефактов как в спектральном, так и в цветовых доп-

плеровских режимах является aliasing-эффект, обус-

Рис. 3.84. Постобработка в спектральном допплеровском режиме. 
А. Равномерно отражены все значения скоростей. Б. Снижение «вклада» низких и высоких интенсивностей с подчеркива-
нием превалирующих. В. Максимальное выделение превалирующих потоков с практически полной дискриминацией низ-
коинтенсивных (как высоко-, так и низкоскоростных). 

Рис. 3.85. Цветовое окрашивание спектра. 

А. Серошкальное представление допплеровского спектра. Б. Тот же спектр с применением функции цветового окрашива-

ния с применением монохромной шкалы. В. Тот же спектр с применением функции цветового окрашивания с применени-

ем полихромной шкалы. 

78 

ФИЗИКА УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. РЕЖИМЫ СКАНИРОВАНИЯ. МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЙ 

ловленный несоответствием скорости внутрипрос-

ветного потока и величиной установленной доппле-
ровской шкалы (эквивалентной частоте повторения 
импульсов - ЧПИ или PRF). Этот эффект легко пре-
одолевается изменением PRF (т. е. шкалы). То же от-
носится и к артефактам, связанным с собственным 

движением тканей (прямая и передаточная пульса-

ция, периваскулярная вибрация при стенозах высо-
ких градаций, дыхательные движения и т. д.), кото-
рые устраняются с помощью фильтров, отсекающих 
определенные частоты. Значительно сложнее и го-
раздо более важно в практическом отношении рас-

Рис. 3.86. Обзор артефактов в В-режиме и причин их возникновения. 

Рис. 3.87. Обзор артефактов в цветовом допплеровском режиме и причин их возникновения. 

79