Radar Doppler processing with nonuniform PRF
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BASES TECHNIQUES ET PRATIQUES DU DOPPLER
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Feb 9 2018 High PRF ultrafast sliding compound doppler imaging: fully qualitative and quantitative analysis of blood flow. To cite this article: Jinbum ...
Analysis and Correction of Dual-PRF Velocity Data
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Doppler Radar Formulas
Doppler Radar Formulas PRF = pulse repetition frequency [s-1 ] i.e.
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Theory and Concept of Operations for Multi-PRF Dealiasing
Mar 19 2019 By design in VCP 121
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PRF et quantification des fréquences élevées : pour quantifier les fréquences élevées la PRF doit être élevée (au moins le double de la fréquence Doppler)
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C 2d PRF : – C : vitesse des ultrasons ; – d : profondeur du vaisseau La PRF détermine la profondeur du champ d
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Les Réglages Doppler ? Choix de la fréquence ? Taille de la fenêtre ? Réglage de la PRF ? Réglage du gain ? Seuil de priorité
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En Doppler Pulsé nous avons vu que la sonde est alternativement émettrice et réceptrice : elle émet de brèves salves d'ultrasons puis passe à l'écoute de
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Le principe : « Effet Doppler » • Son application à la vélocimétrie sanguine • L'Analyse du Signal Doppler • Bande Passante et Filtrage
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Si la fréquence de répétition des impulsions (PRF) est égale à 10 000 Hz la fréquence maximale du signal Doppler détectable sans ambiguïté sera par conséquent
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L'ECHO-DOPPLER VASCULAIRE Réglages - Pièges Jérôme ROUMY DIU ETUS Groupement d'Imagerie Médicale– CHU Tours Ateliers de la SFAUMB-SFE Paris 2015
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implique de veiller à adapter la PRF schématiquement l'échelle de vitesses et la ligne de base aux vitesses maxima attendues) Le mode Doppler pulsé
Quelles sont les pathologies mises en évidence par un Doppler ?
En pratique médicale l'échographie Doppler est utilisé pour explorer le réseau artériel et le réseau veineux afin d'évaluer certaines affections : thrombose veineuse profonde (phlébite), varices, artériopathie, thromboses, anévrismes etc.Pourquoi un Echo Doppler TSA ?
Cet examen permet d'étudier l'anatomie et le fonctionnement des troncs artériels supra-aortiques (TSAO), c'est-à-dire des grosses artères qui acheminent le sang du cœur vers la tête et les membres supérieurs.Comment analyser un écoulement sanguin par effet Doppler ?
I- PRINCIPES DE L'EFFET DOPPLER
Si la cible se déplace, comme les globules rouges du sang circulant, il se produit une modification de la fréquence du faisceau réfléchi: Fr = Fo + AF La différence de fréquence AF est positive si la cible se rapproche de la source et négative si elle s'en éloigne.- L'effet Doppler c'est le phénomène qui caractérise le changement de fréquence de l'onde captée par un récepteur lorsque l'émetteur et le récepteur sont en mouvement relatif. Donc, si quelque chose émet une onde en se dépla?nt par rapport à moi, je vais recevoir une onde d'une fréquence différente de celle émise.
BASES TECHNIQUES ET
PRATIQUES DU DOPPLER
FTassement
des ondesDr Marchal
Fr = Fo F = 0
Fr < Fo F < 0
E RFr > Fo F > 0
R E E R cible fixeRELATION FREQUENCE-VITESSE
F = 2V/c . Fo
F : fréquence Doppler mesurée
V : vitesse circulatoire
c : vitesse de propagation des US dans les tissus (1540 m/s) F se situe dans la gamme des fréquences audibles V v = V.cos90°= 0 = 90° V v v = V cos < 90°RELATION FREQUENCE-VITESSE
* Tir désaxé par rapport au vaisseauF = 2V/c . Fo . cos
F : fréquence Doppler mesurée
V : vitesse circulatoire
c : vitesse de propagation des US dans les tissus (1540 m/s) : angle Doppler ACI avec angle doppler proche de 90°ACI avec angle doppler proche de 60° Obtenir un bon signal impose une (si possible <60°): -par inclinaison manuelle de la sonde -par inclinaison électronique -par les deuxConversion fréquence -vitesse
Conversion fréquence -vitesse
Toute mesure de vitesse ou de débit impose :
-une (si possible < 40°) -en plaçant le caliper angle sous-optimal angle presque optimal angle optimal38°
Le Doppler continu
Le Doppler pulsé
Le Doppler couleur :
mode fréquentiel mode énergie ou puissanceDOPPLER CONTINU
DOPPLER CONTINU
Fo Fr FDOPPLER CONTINU
Avantages :
simple pas cher très sensible aucune limitation de quantification de fréquencesInconvénients:
pas de focalisation en profondeurDOPPLER PULSE
DOPPLER PULSE
P Fo Fr F d plDOPPLER PULSE
Mode duplex
Mode triplex
DOPPLER PULSE
Avantages :
Inconvénients:
ambiguïté fréquentielle: limitation de quantification de fréquences élevées ambiguïté spatialeDOPPLER COULEUR
-correlation: -sommation des échantillonnages : 8 à 16 foisDOPPLER COULEUR
-corrélationémissionréception
Décalage de phase
DOPPLER COULEUR
Au sein de chaque voxel couleur : on extrait une valeur de fréquence moyenneet de sa varianceDOPPLER COULEUR
DOPPLER PULSE : rôle de la PRF
PRF et sensibilité au flux:
une PRF élevée ne permet pas de détecter les flux lents; pour détecter les flux lents, la PRF doit être basse PRF et quantification des fréquences élevées: pour quantifier les fréquences élevées, la PRF doit être élevée (au moins le double de la fréquence Doppler)AMBIGUITE FREQUENTIELLE
AMBIGUITE FREQUENTIELLE
Théorème de Shannon:
"pour échantillonner sans ambiguïté un signal fréquentiel, la au double de celle du signal»PRF = 2 . F
Fréquence de Nyquist:
"fréquence maximale échantillonnable, ie la moitié de laPRF»
Effet de la PRF
Effet de la PRF
Solutions:
diminuer la profondeur de la fenêtre couleur diminuer Fo passer en Doppler continuEffet de la profondeur sur la PRF
Plus on augmente la profondeur de la
fenêtre couleur, plus la PRF maximale diminue 7272
63
63
51
51
AMBIGUITE SPATIALE
E1E2 Tirs Echos 123vaisseaux réel A P vaisseaux "fantôme" A' Image hors champ» arrive à la sonde après le 2ièmetir
AMBIGUITE SPATIALE
Le signal obtenu dans le volume proximal correspond au signal du volume distalAMBIGUITE SPATIALE
Signal rouge
artefactuel car champ proximal avec PRFélevée
Correspond en fait au
signal de la VCI qui disparaît en élevant la PRFANALYSE DU SIGNAL DOPPLER
TRACE ANALOGIQUE
-Informe sur le type de modulation systolo-diastolique -Ne permet pas de caractériser les anomaliesLE SPECTRE DE FREQUENCES
Fréquence (Hz)Amplitude
Domaine fréquentiel
Temps voltsDomaine temporel
transformation de FourierTemps (sec)
Fréquence (Hz)
Energie
LE SPECTRE DE FREQUENCES
LE SPECTRE DE FREQUENCES
MODULATION FREQUENTIELLE
DU FLUX : NOTIONS DE PROFIL
Flux laminaireFlux plateauSténose
Flux laminaireFlux plateau
Flux laminaireFlux plateau
Sténoses artérielles
Accélération et dispersion du profil en regard du rétrécissementShunts artério-veineux
turbulent dans trois circonstances :Réduction du diamètre
sténoseAugmentation des vitesses circulatoires
shunts artério-veineuxDiminution de la viscosité sanguine
hématocrite bas (exceptionnel) (Nombre de Reynolds) La Variance: dispersion des vitesses autour de la moyenneVITESSE
REGIME
LAMINAIRE
REGIME
TURBULENT
MAXMOYENNE
MINC. MARCHAL
Vers la
sonde de la sondeVariance
C. MARCHAL
La Variance: dispersion des vitesses autour de la moyenneEn DC: non visible, en dehors des flux
rétrogradesEncodage de
la varianceMODULATION TEMPORELLE DU
FLUX : NOTIONS DE RESISTANCES
VASCULAIRES
RESISTANCES VASCULAIRES
RESISTANCES VASCULAIRES
Artère brachialeArtère carotide externeArtère carotide interneRESISTANCES VASCULAIRES
Artère brachiale
Artère carotide interne
Artère brachiale : contraction-relaxation
RESISTANCES VASCULAIRES
systole diastoleRESISTANCES VASCULAIRES
systole diastole AFC AFC AVFRESISTANCES VASCULAIRES
S D M S DMRI = S D / SPI = S D / M
D M SRESISTANCES VASCULAIRES
RI et PI dépendent:
des résistances vasculaires périphériques de la compliance des parois vasculaires de la surface de section du lit vasculaireDOPPLER ENERGIE
DOPPLER ENERGIE
Taylor, Burns, Wells
DOPPLER ENERGIE
Bonne sensibilité à angle Doppler élevéDOPPLER ENERGIE
Rubin, Radiology 94
DOPPLER ENERGIE
DOPPLER ENERGIE
Avantages :
bon remplissage endo-luminal par le signal moins angle-dépendant meilleure anatomie des petits vaisseaux parenchymateuxInconvénients :
imagerie morphologique : artefacts : sensible aux artefacts de mouvementDOPPLER ENERGIE: Artefacts
Cardinal, Radiology 96
DOPPLER ENERGIE: Artefacts
Hémangiome du foie
Eponge
DEBIMETRIE
Méthodes:
insonation uniformeDEBIMETRIE
Insonation uniforme
DEBIMETRIE
Vitesses
DEBIMETRIE
Méthode CVI, Philips
DEBIMETRIE
Méthode CVI, Philips
REGLAGE DES PARAMETRES
TECHNIQUES
OPTIMISATION DE LA PRF
PRF trop élevéePRF trop basse
EFFET DU GAIN DOPPLER
EFFET DU FILTRE PASSE-HAUT
BASES DU DOPPLER : SEMEILOGIE
STENOSE ARTERIELLE
STENOSE ARTERIELLE
STENOSE ARTERIELLE
STENOSE ARTERIELLE
accélération flux rétrograde (turbulences)Signes directs en DC:
aliasing localisé flux rétrogrades artéfact péri-vasculaireSTENOSE ARTERIELLE
Artefact péri-vasculaire
STENOSE ARTERIELLE
Aliasing localisé
angle Doppler inchangéQUANTIFICATION DES STENOSES
Estimation morphologique
surfacediamètre % Sténose = (1-[St/N]) x 100%QUANTIFICATION DES STENOSES
% de réduction de diamètre% de réduction de surfaceEstimation morphologique
QUANTIFICATION DES STENOSES
Arbeille
QUANTIFICATION DES STENOSES
Rapports de vitesses systoliques maximales ou de
rapport/segment normalQUANTIFICATION DES STENOSES
Relation % sténose vs
vitesse et débitPièges
angle Doppler trop grandPièges
veines perméablesSIGNES INDIRECTS
P P PObstacle avec collatéralité modérée :
Obstacle avec collatéralité développée : bonne suppléanceObstacle avec collatéralité faible :
insuffisance artérielle sévère une diminution des résistances vasculairesliée à la vasodilatation un lié à pouls (ou onde de pression systolique) systolique :Soit la
Mesure angle-dépendante donc
sujette à erreurs +++Soit le
Plus robuste car angle-
indépendant accélération (m/sec2)Sténose > 75%
résistance additionnelle : ACPLES SHUNTS ARTERIO-VEINEUX
Shunts microscopiques:
-Malformations vasculaires à nidus -Tumeurs malignesShunts microscopiques:
fistules AV (congénitales ou acquises)SHUNTS ARTERIO-VEINEUX
SHUNTS ARTERIO-VEINEUX
Signes artériels:
Diminution des résistances
Signes veineux:
Accélération des vitesses circulatoires
Perte de la modulation respiratoire
Modulation artérielle
SHUNTS ARTERIO-VEINEUX
SHUNTS ARTERIO-VEINEUX
Artère afférenteVeine efférente
LE VOL VASCULAIRE
Vol Sous-Clavier
sous-clavière GVol Sous-Clavier
Vol intermittentVol permanent
systole diastoleVOL VASCULAIRE : insuffisance aortique
CCA SCAAnévrysmes et pseudo-anévrysmes
Flux en "aller-retour» au niveau du
collet étroitBASES DU DOPPLER :
PIEGES ET ARTEFACTS
Pièges et artefacts
Changements de couleur dans un vaisseau
Flux extra-vasculaires
"Bruits»Changement de couleur dans un vaisseau
Sinuosités et bifurcations
Changement de couleur dans un vaisseau
vaisseau rectilignevu avec une sonde sectorielle :les changements de couleur traduisent des changementsFoley, 91
Changement de couleur dans un vaisseau
vaisseau rectilignevu avec une sonde linéaire:les changements de couleur traduisent des changements de direction des lignes de fluxSéparation des lignes de flux
Flux hélicoïdal
Flux hélicoïdal
Angle Doppler trop grand
BRFlux extra-vasculaire : Lobes latéraux
Flux extra-vasculaires : Artefact en miroir
B A AB vaisseau réel vaisseau fantômeFlux extra-vasculaires
Liquides en mouvement
ascite hydrocèle jets urétérauxPièges et artefacts : "bruits»
Artefact péri-vasculaire
Bruits de paroi : filtrage
Filtre 50 HzFiltre 200 Hz
Artefact de scintillement
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