Настройка ультразвуковых приборов в режиме цветового допплеровского картирования и сепии

Цоколов Андрей Валерьевич
Вертёлкин Андрей Викторович
А.В. Цоколов, Р.Ю. Шаймухаметова, А.М. Мкртчан, А.В. Вертёлкин, Г.Ф. Чилоч, Т.В. Бахтарова.
ФГБУ «1409 Военно-морской госпиталь» Министерства обороны РФ, Калининград.

УЗИ сканер RS80

Эталон новых стандартов! Беспрецедентная четкость, разрешение, сверхбыстрая обработка данных, а также исчерпывающий набор современных ультразвуковых технологий для решения самых сложных задач диагностики.

Введение

Качество изображения и диагностическая ценность ультразвукового прибора определяются набором, качеством и возможностями ультразвуковых датчиков, а также рядом основных технических характеристик самого сканера. К последним относятся чувствительность, пространственная, контрастная и временна́я разрешающая способность, динамический диапазон, возможность регулировки частоты кадров, усреднения по кадрам, плотности акустических строк, количество фокусных зон, зон усиления по глубине, разнообразные варианты предустановок и, что особенно важно, - постобработка изображения, представляющая собой возможность изменения оператором характеристик изображения в реальном времени, в режиме «фриз» («заморозки»), а также изображений, сохраненных в памяти прибора, подчеркивая одни (например, исходно слабые по амплитуде) и заглушая другие (например, чрезмерно сильные) эхосигналы, снижение уровня шумов с сохранением как можно больше необходимой видеоинформации.

Как должно выглядеть качественное ультразвуковое изображение? На хороших изображениях должны быть представлены все исследуемые структуры с хорошим разрешением и одинаковым свечением всех участков изображения. Это включает в себя использование всех доступных регулировок, применяющихся в настройке 2D-изображений. Особенностям настройки приборов в режиме цветового допплеровского картирования (ЦДК), равно как и в режиме сепии, в руководствах по ультразвуковой диагностике уделено мало внимания, а информация, которая излагается в заводских руководствах, оказывается крайне скудной. Мы постарались исправить сложившуюся ситуацию, обратившись к теме цветового ультразвукового исследования с целью систематизировать доступную в настоящее время информацию.

Регулировка изображений в режиме цветного допплеровского картирования

Следует понимать, что основной принцип настройки изображения в режиме ЦДК - соблюдение баланса между частотой кадров и высоким разрешением [1, 2]. Визуализация скоростных показателей кровотока в камерах сердца и сосудах требует постоянного обновления изображения с частотой 17 Гц и выше, и любые настройки, которые позволяют достичь большей частоты кадров, приведут в итоге даже к более значимым изменениям показателей кровотока, особенно в центре и на границах струи крови. Наиболее важные фоновые настройки для всей системы цветового допплера, в зависимости от производителя аппарата, называются «Цветовая оптимизация» или «Частотная оптимизация», либо «Частота кадров». Все ультразвуковые приборы в настоящее время имеют функцию «оптимизации настроек низкого, среднего и высокого уровня».

Установка «оптимизации потока или частоты кадров среднего уровня» представляет собой хорошую начальную настройку для выполнения эхокардиографии большинству взрослых пациентов. Такая установка помогает получить адекватную частоту смены кадров, хорошее пространственное разрешение и глубину проникновения. В то время, когда врач-диагност проводит исследование в режиме ЦДК в установках среднего уровня, прибор может быть перенастроен на уровень высокой или низкой регулировки в зависимости от потребностей выполняемого исследования с целью оптимизации частоты смены кадров, глубины проникновения и качества разрешения. Понимание возможностей настройки приборов предоставляет врачу определенное преимущество при получении изображений в режиме цветового допплера при достижении лучшей разрешающей способности.

«Низкая оптимизация потоков» оказывается полезной в тех случаях, когда визуализация крайне затруднена. При этом низкие частоты могут использоваться и при возникновении трудностей в В-режиме. Низкая оптимизация потоков также может быть полезной в случаях регистрации потоков крови с очень низкой скоростью (чаще всего регистрируемых в легочных венах, при больших дефектах межпредсердной перегородки (ДМПП) и в нижней полой вене (НПВ), но эта функция требуется крайне редко, так что проще оставаться в режиме «средней оптимизации» и периодически переходить в режим «низкой оптимизации», чем использовать другие оптимизации настроек в ручном режиме (рис. 1).

Рис. 1. Регулировка усиления цвета с использованием цвета в качестве активного режима сканирования у пациента Н. Трансторакальное эхокардиографическое исследование.
Регулировка усиления цвета с использованием цвета в качестве активного режима сканирования у пациента Н. Трансторакальное эхокардиографическое исследование (а)

а) митральный (МК) и трикуспидальный (ТК) клапаны. Верхушечный доступ, четырехкамерная позиция. Избыточно установленный режим усиления ЦДК. Цветовой допплеровский поток на изображении, полученном с настройкой усиления 100%. Избыточная «колеровка» цветового потока. Площадь струи регургитации потоков на ТК и МК составляет 56 и 73% соответственно. ЦДК - цветовое допплеровское картирование.

Регулировка усиления цвета с использованием цвета в качестве активного режима сканирования у пациента Н. Трансторакальное эхокардиографическое исследование (б)

б) митральный (МК) и трикуспидальный (ТК) клапаны. Верхушечный доступ, четырехкамерная позиция. Режим усиления ЦДК установлен на промежуточном уровне. Цветовой допплеровский поток на изображени, полученном с оптимальной настройкой усиления на уровне 65% и нормально очерченными потоками. Площадь струи регургитации потоков на ТК и МК составляет 16 и 13% соответственно.

Регулировка усиления цвета с использованием цвета в качестве активного режима сканирования у пациента Н. Трансторакальное эхокардиографическое исследование (в)

в) митральный (МК) и трикуспидальный (ТК) клапаны. Цветовой допплеровский поток на изображении, полученном с настройкой усиления 44%. Верхушечный доступ, четырехкамерная позиция. Недостаточный режим усиления ЦДК. Площадь струи регургитации потоков на ТК и МК составляет 12 и 3%, соответственно.

Некоторые врачи большую часть времени выполняют исследования при «низкой оптимизации потоков», либо потому, что они не знают, что подразумевается под этой функцией, либо потому, что так облегчается выполнение цветового допплеровского сканирования. Однако обратная сторона рутинного использования предустановок с «низкой оптимизацией» заключается в том, что при этом уменьшается частота кадров, ухудшается разрешение и предустановлен излишне большой сектор цветового сканирования.

Понятно, что оптимизация цветового допплера устанавливается на низком уровне в тех случаях, когда цветовая картинка неясная или бледная, движения медленные и края размыты. В такой ситуации следует пробовать переключение «оптимизации» в среднее или высокое качество с целью улучшения разрешения. Продвинутые врачи используют оптимизацию настройки изображения от средней до высокой при более высокой настройке усиления и более низкой скоростной шкале, близкой к 50 см/с, что приводит к компенсации любых потенциальных потерь в зоне потока. При этом наблюдается улучшение временно́го и пространственного разрешения.

Режим высокого качества «оптимизации потока» используется у пациентов с нормальными и высокоскоростными потоками крови, а также у тех из них, у кого удается получить изображения от среднего по качеству до «кристально чистого». При высокой оптимизации потоков уменьшение масштаба шкалы до 50 см/с повышает чувствительность цветового допплера без принесения в жертву частоты кадров и помогает получить изображения более высокого качества (т.е. изображения с высоким разрешением).

Установка настроек оптимизации потока не позволяет полностью решить задачу по улучшению разрешения цветового допплера. Как только установлен режим фоновой оптимизации цветового допплера, первичный способ регулирования частоты смены кадров ограничен шириной В-изображения, а также размером и глубиной цветового сектора. Регулировка шкалы цветового допплера является другим критическим фактором, от которого зависит получение более высокой частоты смены кадров. Те врачи, кто никогда не уменьшает сектор В-сканирования (несмотря на то что про это пишется в учебниках и этому учат на курсах по ультразвуковой диагностике), не используют полностью возможности ультразвуковых приборов и в конечном счете получают изображения, которые обладают значительно меньшей диагностической ценностью.

Разрешение цветового допплеровского изображения также влияет на обработку изображения. Чрезмерное использование функции сглаживания, функции Data Dependent Processing (DDP), «бокового усреднения», «радиального усреднения» или «цветового выравнивания» приводит к прогрессивному размазыванию цветовой допплеровской шкалы. Целью регулировки цветового допплера всегда должно быть получение четких границ потока, скоростных слоев внутри потока и «мозаичности» высокой скорости или турбулентных участков.

Порядок найстройки цветового допплера

  1. Настраивая оптимизацию потоков или частоту смены кадров до уровня среднего качества, следует регулировать их в сторону усиления/уменьшения только тогда, когда это необходимо для увеличения проникновения (путем уменьшения оптимизации) или увеличения разрешения (путем увеличения оптимизации).
  2. Следует регулировать размер цветового сектора так, чтобы он охватывал только область непосредственных интересов (рис. 2).
Рис. 2. Регулировка размера цветового окна. Пациент С. Трансторакальное эхокардиографическое исследование.
Регулировка размера цветового окна. Пациент С. Трансторакальное эхокардиографическое исследование (а)

а) верхушечный доступ, четырехкамерная позиция. Окно ЦДК захватывает до 80% зоны сканирования (в В-режиме), включающее, помимо ТК, потока ТР и ПП, еще и МЖП, МК, ЛП, большую часть полости ЛЖ, что привело к уменьшению ЧК до 20 кадров/с, включению в зону интересов на зображении посторонних данных и, соответственно, к уменьшению качества изображения (качества визуализации струи ТР). ТР - трикуспидальная регургитация, ПП - правое предсердие, ЛП - левое предсердие, ЛЖ - левый желудочек, МЖП - межжелудочковая перегородка, МК - митральный клапан, ЧК - частота кадров.

Регулировка размера цветового окна. Пациент С. Трансторакальное эхокардиографическое исследование (б)

б) верхушечный доступ, четырехкамерная позиция. Окно ЦДК ограничено только зоной интересов, а именно - ТК, потоком струи ТР, ПП. Демонстрируется увеличение частоты кадров до 28/с и улучшенное качество изображения.

  1. Старайтесь избегать делать цветовой сектор шире, чем это требуется. Расширяя область сканирования, мы катастрофически уменьшаем частоту смены кадров.
  2. Постарайтесь избегать делать цветовой сектор длиннее, чем это требуется в действительности. Чем глубже область интересов, тем меньше шкала, поскольку увеличивается время прохождения ультразвукового сигнала, а также увеличивается площадь сканируемой области интересов.
  3. В-сектор изображения также должен быть максимально уменьшен до величины, не превышающей нескольких сантиметров ширины цветового сектора.
  4. Правильная настройка цветового допплера должна подбираться под каждого пациента путем медленного его усиления до того момента, когда появляются «случайные артефактные цветовые пиксели», отражающие видимый шум, и после этого - с возвращением настроек назад до устранения большинства из помех, но никак не важной информации по характеристикам потоков крови (рис. 3).
Рис. 3. Оптимизация плотности «цветовых пикселей». Пациент А. Транскраниальное цветовое дуплексное сканирование.
Оптимизация плотности «цветовых пикселей». Пациент А. Транскраниальное цветовое дуплексное сканирование (а)

а) ультразвуковое допплерографическое исследование сосудов головного мозга. Темпоральный доступ. Передняя, средняя и задняя мозговые артерии. Недостаточная плотность цветовых пикселей.

Оптимизация плотности «цветовых пикселей». Пациент А. Транскраниальное цветовое дуплексное сканирование (б)

б) ультразвуковое допплерографическое исследование сосудов головного мозга. Темпоральный доступ. Оптимальная плотность цветовых пикселей.

Оптимизация плотности «цветовых пикселей». Пациент А. Транскраниальное цветовое дуплексное сканирование (в)

в) ультразвуковое допплерографическое исследование сосудов головного мозга. Темпоральный доступ. Избыток цветовых пикселей. «Пестрая» картинка вне зоны интересов (вне мозговых артерий). Большое количество избыточных цветовых пикселей в проекции мозговой ткани. Четкая визуализация средней мозговой вены не представляется возможной ввиду слияния избыточных цветовых пикселей с низкоскоростными потоками в проекции вены.

  1. Зона «фокуса» должна быть точно отрегулирована в зависимости от области интересов.
  2. Цветовой допплеровский фильтр или низкоскоростные фильтры используются для устранения низкоскоростных сигналов и сигналов от движения стенок, которые вносят хаос в цветовую картину. В эхокардиографии эти настройки должны быть изначально установлены на среднем уровне, но могут быть перенастроены до низкого, когда оценивается венозный кровоток или шунты, и увеличиваться до тех пор, пока важный поток не начнет уменьшаться. Врач должен понимать, что подобные настройки оправданы при каждом исследовании и выполняются в самом его начале.
  3. Стандартная цветовая допплеровская шкала составляет 50-60 см/с у пациентов с нормальной частотой сердечных сокращений (ЧСС), однако лучше придерживаться настроек близких к 60 см/с при типичной ЧСС между 45 и 90 в 1 мин, поскольку меньшие потоки будут лоцироваться четче в турбулентных областях, а частота смены кадров будет выше. Шкала цветового допплера может быть выставлена более 60 см/с, для того чтобы помочь увидеть потоки более четко в областях с высокой турбулентностью и гипердинамическими потоками крови. Так как шкала может быть уменьшена до 50 см/с и ниже в случаях, когда требуется оценить низкоскоростные потоки, в частности потоки, наблюдаемые в легочных венах, НПВ и в области шунтов через ДМПП (рис. 4).
Рис. 4. Настройка шкалы цветовой скорости. Пациент Т. Трансторакальное эхокардиографическое исследование.
Настройка шкалы цветовой скорости. Пациент Т. Трансторакальное эхокардиографическое исследование (а)

а) верхушечный доступ, четырехкамерная позиция сердца. В-режим + ЦДК. Шкала скоростей установлена на уровне 33 см/с. Регистрируется нормальное прокрашивание струи регургитации на трикуспидальном клапане. Площадь потока трикуспидальной регургитации (ТР) 24,2% от площади ПП. Трикуспидальная регургитация I степени.

Настройка шкалы цветовой скорости. Пациент Т. Трансторакальное эхокардиографическое исследование (б)

б) верхушечный доступ, четырехкамерная позиция сердца. В-режим + ЦДК. Шкала скоростей установлена на уровне 50 см/с. Сохраняется недостаточное окрашивание низкоскоростных потоков в правых камерах сердца. Площадь потока ТР остается на уровне 6% от площади правого предсердия.

Настройка шкалы цветовой скорости. Пациент Т. Трансторакальное эхокардиографическое исследование (в)

в) верхушечный доступ, четырехкамерная позиция сердца. В-режим + ЦДК. Цветовой допплеровский поток, полученный при слишком большой шкале цветовой скорости (79 см/с). Низкоскоростные потоки ТР в правом предсердии в режиме ЦДК практически не регистрируются (створчатая регургитация). Площадь потока ТР около 2% (от площади правого предсердия).

  1. Частота цветового допплера может оказывать серьезное влияние на чувствительность приборов: при более низкой частоте ультразвуковой луч будет проникать дальше и таким образом формировать более сильный сигнал. Периодически проверка дает уверенность в том, что ультразвуковые приборы установлены на уровне 1,9-2,2 МГц для проведения эхокардиографии у взрослых. Если ультразвуковой прибор имеет частотную регулировку, существует несколько путей для определения того, настроен ли прибор подходяще. Вопервых, если цветовое допплеровское изображение беспорядочно при низкой скорости и имеется большое количество артефактов, которые не исчезают даже при уменьшении частоты, увеличение частоты, скорее всего, приведет к очистке изображения. С другой стороны, если цветовое допплеровское изображение тусклое и регулировка до высоких установок не помогает, рекомендуется уменьшить частоту.
  2. Следует помнить о возможных ограничениях при использовании функции «цветового сглаживания», прямолинейного усреднения, бокового усреднения и DDP из-за того, что они размазывают или смешивают скорости на цветовой допплеровской карте. Хорошо настроенная цветовая допплеровская карта дает возможность оператору увидеть отдельные слои скорости в потоках крови настолько хорошо, насколько различима цветовая мозаика, где могут различаться и высокие скоростные и турбулентные потоки. Уменьшение уровня плотности может помочь в увеличении частоты смены кадров, но не должно быть уменьшено до уровня, когда чрезмерно отсеивается информация цветового допплера.
  3. С осторожностью пользуйтесь функцией «Тканевого приоритета» (tissue priority) или приоритета записи (write priority), поскольку это может привести к еще большему удалению цветовой допплеровской картины на изображении, уменьшению чувствительности отображаемого цветового допплеровского изображения. Нередко встречаются приборы высокого уровня, в которых имеются предустановки с функцией «приоритета записи» или «тканевого приоритета».
  4. Контролируйте масштаб скорости цветового допплера в течение всего времени выполнения исследования, поскольку если программа автоматически уменьшит масштаб в какой-то момент времени, либо если это будет выполнено вручную, прибор не сможет перенастроиться автоматически в обратном направлении, считая больший масштаб вполне пригодным для анализа. При смене программ сканирования у одного и того же пациента следует помнить и о возможности автоматической программной смены направления потоков (рис. 5).
Рис. 5. Инверсия цветового потока. Пациент М. Дуплексное ультразвуковое исследование позвоночных вен.
Инверсия цветового потока. Пациент М. Дуплексное ультразвуковое исследование позвоночных вен (а)

а) позвоночная вена, позвоночная артерия на уровне позвоночного канала. Линейный датчик 7-10 МГц. В-режим, PW-режим. Линейная скорость кровотока в позвоночной вене 30 см/с. На изображении, полученном с использованием цветового допплеровского картирования в качестве активного режима сканирования и инверсии цветовой шкалы, венозный поток в позвоночной вене выглядит синим, что ложно указывает на реверсирование потока (т.е. от датчика).

Инверсия цветового потока. Пациент М. Дуплексное ультразвуковое исследование позвоночных вен (б)

б) позвоночная вена, позвоночная артерия на уровне позвоночного канала. Инверсия потоков на программном уровне приводит к изменению направления потоков в режиме ЦДК и PW- на противоположный. При тех же самых скоростных значениях, регистрируемых в зоне сканирования (30 см/с), поток в позвоночной вене - к датчику, правильно направленный.

  1. При записи длинных потоков, когда требуется сильно расширять цветовое окно, можно уменьшить четкость контуров до точек, так что размер потока оказывается чрезмерно сокращенным. Примером такой ситуация может служить аортальная недостаточность, оцениваемая из парастернальной позиции по длинной оси. Если врач предполагает, что при таком подходе останется за кадром много деталей, при осмотре поток может быть разбит на части, используя узкий цветовой сектор для того, чтобы сохранить адекватную оценку области потока.
  2. Цветовое окрашивание в В-режиме, также называемое «сепией», не применяется совместно с цветовым допплером, поскольку интенсивно красный, желтый, оранжевый или голубой фон обесцвечивает некоторые цвета на шкале цветового допплера и таким образом влияет на чувствительность системы и может привести к тому, что какая-либо патология будет пропущена.
  3. Избыточно яркие изображения в В-режиме могут ухудшить видимость цветовой допплеровской шкалы из-за того, что оба режима конкурируют за «пиксельное доминирование». Следует настраивать В-изображение вручную, так, чтобы цветовой допплер имел максимально возможное насыщение.

В случаях, когда включается режим цветового допплера, следует помнить о необходимости добиться максимальной частоты смены кадров за счет настройки ширины В-сектора, размера цветового окна и настройки характеристик потоков, для того чтобы движения крови различались лучше, чем «вспышки» или «цветовые мелькания». При анализе потоков крови предпочтительным оказывается увеличение или уменьшение масштаба изображения. Настройка усиления цветового допплера позволяет получить цветовую шкалу хорошего насыщения и избежать признаков чрезмерной оптимизации [3, 4]. Усиление в В-режиме следует уменьшать так, чтобы информация цветового допплера не была потеряна. Следует настраивать фокус на уровне установленного окна (выше зоны интересов) цветового допплера. Не используйте колоризацию/сепию В-изображений в режиме цветового допплера. Постарайтесь не использовать процессинговую обработку, так как это приводит к сглаживанию, усреднению или потере части информации цветового допплера.

Алгоритм действий по улучшению качества ультразвукового изображения (главным образом за счет повышения частоты кадров) в режиме ЦДК может быть представлен в следую щем виде:

  1. Уменьшение «угла сектора сканирования» приводит к увеличению частоты кадров.
  2. Увеличение частоты кадров приводит к увеличению диапазона шкалы скоростей.
  3. Уменьшение ширины окна ЦДК приводит к увеличению частоты кадров. Желательно всегда уменьшать ширину окна ЦДК до минимально приемлемого уровня.
  4. Увеличение частоты сканирования датчика приводит к уменьшению частоты кадров. Уменьшение частоты сканирования датчика приводит к увеличению частоты кадров.

Цветовая базовая линия

Базовая линия делит цветовую полосу на положительную и отрицательную допплеровские составляющие (рис. 6). Регулировка базовой линии изменяет отображаемый диапазон скоростей и поэтому используется для предотвращения наложения. Может быть выполнено несколько приемов с целью избежать появления артефактов наложения, например: перемещение цветовой или спектральной базовой линии вверх или вниз, увеличение шкалы скоростей и уменьшение частоты допплеровского сдвига (изменение угла ультразвукового воздействия) с увеличением угла сканирования и использованием низкочастотного преобразователя.

Рис. 6. Базовая линия цветовой шкалы. Пациент О. Трансторакальное эхокардиографическое исследование.
Базовая линия цветовой шкалы. Пациент О. Трансторакальное эхокардиографическое исследование (а)

а) парастернальная позиция, короткая ось сердца на уровне аортального клапана. Цветовая базовая линия в средней трети, сбалансированные систолические (к датчику) и диастолические потоки (от датчика). Положение базовой линии на цветовой шкале обозначается горизонтальной черной линией (либо желтыми точками). При настройке базовой линии изменяется относительная позиция этой горизонтальной линии относительно ее исходного положения. Следует обращать внимание на то, что при изменении положения базовой линии диапазон цветовой скорости, отображаемый на цветовой шкале, также изменяется (в этом примере от 15,3 до 46,1 см/с выше или ниже базовой линии). Диапазон отображаемых скоростей остается постоянным, но различные скорости потока будут выделены в зависимости от их относительного положения на цветовой шкале.

Базовая линия цветовой шкалы. Пациент О. Трансторакальное эхокардиографическое исследование (б)

б) парастернальная позиция, короткая ось сердца на уровне аортального клапана. Смещение цветовой базовой линии приводит к «извращению» цветовой карты и, соответственно, к неверной прорисовке изображения и к последующей трактовке полученных данных (если таковая вообще возможна в подобной ситуации). Регистрируется избыточное окрашивание физиологических диастолических потоков в ПП, ЛП и ПЖ.

Базовая линия цветовой шкалы. Пациент О. Трансторакальное эхокардиографическое исследование (в)

в) парастернальная позиция, короткая ось сердца на уровне аортального клапана. Смещение цветовой базовой линии с исключением из анализа диастолических составляющих (ситуация, обратная представленной на рис. б) также приводит к «извращению» цветовой карты с невозможностью адекватно оценить характер и степень ТР.

При снижении базовой цветовой линии упор будет сделан на поток к датчику. Изменение базовой линии не приводит к какому-либо изменению отображаемой цветовой шкалы (диапазона скоростей). Хотя общий диапазон отображаемых скоростей и не изменяется, происходит изменение отображаемых характеристик попадающих в такой диапазон цветов. Когда цветовой допплеровский поток является активным режимом сканирования, настройка базовой линии не изменит представление о наличии потока, но оптимизирует качественное отображение потока. В этой ситуации может быть важно уменьшить алиасинг не только для определения направления потока, но и для получения точных характеристик потока.

Сепия или колоризация/цветовое окрашивание изображения

Цветовое окрашивание изображения может оказаться полезным в ряде исследований, чаще в случаях, когда в приоритете качественное визуальное восприятие анатомии сердца, эндокарда и иной патологии, такой как тромбы, опухоли, вегетации и аневризмы. Различная цветовая гамма может оказаться полезной по чисто физиологической причине: человеческий глаз может различать больше цветовых вариаций, чем оттенков серого. Чаще для колоризации выбираются желтый цвет и его оттенки, поскольку чувствительность сетчатки глаза близка к 1,0 (100%) именно для данного цвета. Меньшая чувствительность сетчатки (0,8-0,7) - у оранжевого и зеленого цветов, еще меньше (0,3) - у голубого и 0,2 - у красного/фиолетового/синего (чувствительность 20%). При этом также следует помнить и о том, что 10% людей страдают нарушениями цветового зрения (большинство из них нечувствительны к красному, несколько меньшее число - к красному и зеленому и 1% - к красному, зеленому и синему). Таким образом, если предположить, что и 10% врачей ультразвуковой диагностики могут иметь признаки дальтонизма, применение колоризации будет способствовать нивелированию различной чувствительности глаз у таких врачей. А вероятность невынужденных ошибок, обусловленных физиологическими особенностями органа зрения, будет близка к нулю. И хотя исторически оттенки серого стали стандартными для использования в ходе выполнения ультразвуковых исследований, о возможности применения функции колоризации изображения, конечно, не стоит забывать.

Рекомендуется ограничивать использование ультразвука в B-цвете, применяя его только в тех случаях, когда имеются трудности в распознавании важных деталей изображения в стандартной серой шкале, поскольку это мешает использованию цветового допплера и различных цветовых курсоров (рис. 7).

Рис. 7. Функция сепии в различных режимах сканирования. Пациент М. Трансторакальное эхокардиографическое исследование.
Функция сепии в различных режимах сканирования. Пациент М. Трансторакальное эхокардиографическое исследование (а)

а) верхушечный доступ, модифицированная четырехкамерная позиция. В-режим.

Функция сепии в различных режимах сканирования. Пациент М. Трансторакальное эхокардиографическое исследование (б)

б) верхушечный доступ, модифицированная четырехкамерная позиция. В-режим, сепия.

Функция сепии в различных режимах сканирования. Пациент М. Трансторакальное эхокардиографическое исследование (в)

в) верхушечный доступ, модифицированная четырехкамерная позиция. Zoom. В режиме ЦДК - диастолический поток сброса крови «направо» через дефект межпредсердной перегородки (ДМПП) в полость правого предсердия (ПП). ЛП - левое предсердие, ЛЖ - левый желудочек, ПЖ - правый желудочек. Стрелкой указан патологический сброс через ДМПП.

Функция сепии в различных режимах сканирования. Пациент М. Трансторакальное эхокардиографическое исследование (г)

г) верхушечный доступ, модифицированная четырехкамерная позиция. Применен режим сепии в бронзовом цвете. Визуализация патологического потока затруднена либо невозможна вовсе ввиду слияния цветовых составляющих сепии в В-режиме и потока в проекции ДМПП к датчику (красный и бронзовый оттенки).

Функция сепии в различных режимах сканирования. Пациент М. Трансторакальное эхокардиографическое исследование (д)

д) верхушечный доступ, модифицированная четырехкамерная позиция. Применен режим сепии в голубом цвете. Возможность визуализации патологического потока сброса крови «направо» сохранена ввиду явных различий цветовых составляющих сепии в В-режиме (голубой цвет) и потока в проекции ДМПП (красный цвет).

Использование цветового фона с цветовым допплером отрицательно сказывается на чувствительности карты цветового допплера, что затрудняет обнаружение патологического потока, а иногда и делает его невозможным для просмотра. Кроме того, глаза каждого человека воспринимают цвет по-разному: в то время как один сонографист, проводящий обследование, может посчитать тот или иной цвет приятным для своего восприятия или улучшающим общее восприятие, другой может посчитать, что такая цветовая схема, напротив, нарушает визуальную оценку. В связи с этим, вероятно, есть смысл сохранять изображения в стандартной серой шкале, а колоризацию, если таковая потребуется, выполнять в процессе постобработки.

С другой стороны, контур спектрального допплера может быть выделен (для лучшей визуальной оценки) посредством колоризации (сепии), особенно в тех случаях, когда сильные сигналы имеют тенденцию переходить в белый цвет, либо когда низкоскоростные сигналы оказываются трудноразличимы (см. рис. 7).

Таким образом, знание особенностей настройки изображения в режиме ЦДК позволяет избежать диагностических ошибок и повысить качество оцениваемых изображений, повышая диагностическую точность итогового заключения.

Общие положения, рекомендации по настройке ультразвуковых приборов

  1. Выберите соответствующие преднастройки (так называемые пресеты). Это позволит оптимизировать параметры системы под конкретное исследование.
  2. Установите мощность на уровне рекомендованных пределов для исследования плода данного срока беременности. Отрегулируйте усиление цвета. Убедитесь, что фокус находится в интересующей Вас области, и отрегулируйте усиление для оптимизации цветового сигнала.
  3. Позиционируйте датчик для получения удовлетворительного угла сканирования между осью луча и сосудом (рис. 8, 9).
Рис. 8. Угол сканирования. Положение датчика относительно плоскости сканирования. Пациент П. Дуплексное ультразвуковое исследование позвоночных артерий и вен.
Угол сканирования. Положение датчика относительно плоскости сканирования. Пациент П. Дуплексное ультразвуковое исследование позвоночных артерий и вен (а)

а) ультразвуковое допплерографическое исследование сосудов шеи. Линейный датчик расположен под прямым углом к шейному отделу позвоночника и, соответственно, - к позвоночной артерии.

Угол сканирования. Положение датчика относительно плоскости сканирования. Пациент П. Дуплексное ультразвуковое исследование позвоночных артерий и вен (б)

б) тот же пациент. В режиме ЦДК потоки в проекции позвоночной артерии (указана стрелкой) практически не различимы, что дает ложное определение отсутствующего потока. Угол сканирования вены полностью зависит от положения датчика.

Угол сканирования. Положение датчика относительно плоскости сканирования. Пациент П. Дуплексное ультразвуковое исследование позвоночных артерий и вен (в)

в) тот же пациент. Угол оси сканирования линейного датчика к оси шейного отдела позвоночника близок к 40-50°. Изменение оси сканирования датчика было выполнено за счет ОТКЛОНЕНИЯ ОСНОВАНИЯ ОДНОЙ ИЗ СТОРОН ДАТЧИКА КНИЗУ (относительно горизонта).

Угол сканирования. Положение датчика относительно плоскости сканирования. Пациент П. Дуплексное ультразвуковое исследование позвоночных артерий и вен (г)

г) тот же пациент. В режиме ЦДК потоки в проекции позвоночной артерии четко различимы, просвет артерии окрашен полностью. Оптимизация изображения потоков стала возможной за счет изменения оси сканирования датчика, даже без угловой коррекции окна ЦДК.

Рис. 9. Угловая коррекция окна ЦДК. Пациент К. Дуплексное ультразвуковое исследование позвоночных артерий и вен.
Угловая коррекция окна ЦДК. Пациент К. Дуплексное ультразвуковое исследование позвоночных артерий и вен (а)

а) линейный датчик. Позвоночная артерия, позвоночная вена. Угловая коррекция окна ЦДК не выполнена. При подобном подходе на программном уровне автоматически назначает угол 0°. Без коррекции угла измеренная скорость потока составляет 8,0 см/с. Угол окна ЦДК к оси потоков в позвоночной артерии и вене близок к 90°. Цветовое окрашивание потоков в позвоночной вене минимальное. Диапазон скоростей в окне ЦДК ± 25 см/с. Позвоночная вена указана стрелкой.

Угловая коррекция окна ЦДК. Пациент К. Дуплексное ультразвуковое исследование позвоночных артерий и вен (б)

б) линейный датчик. Позвоночная артерия, позвоночная вена (стрелка). Выполнена угловая коррекция на 30° окна ЦДК относительно направления позвоночного канала и, соответственно, венозного потока в позвоночной вене. Скорость потока в позвоночной вене достигает 18 см/с. Отмечается улучшение визуализации низкоскоростных потоков, расположенных под прямым углом к оси сканирования. Цветовое окрашивание потоков в позвоночной вене достаточное, равномерное.

  1. Отрегулируйте частоту повторения импульсов в соответствии с характеристиками потока. Низкая частота импульсов более чувствительна к низкоскоростным потокам, но может вызывать «наложение». Высокая частота импульсов уменьшает эффект «наложения», но менее чувствительна к низкоскоростным потокам.
  2. Установите подходящий для данного исследования размер области цветового потока. «Окно» меньшего размера позволяет повысить частоту кадров и, соответственно, улучшить разрешение (см. рис. 2).

При этом следует помнить о том, что измерение общих показателей кровотока при помощи ЦДК, равно как и при допплерографии, сопряжено с трудностями даже в идеальных условиях [5]. Конечно, возможны и ошибки, которые могут быть разделены на две большие группы:

  1. ошибки, вызванные неточным измерением площади поперечного сечения сосуда, например площади поперечного сечения артерий, которые пульсируют во время каждого сердечного цикла;
  2. ошибки, которые возникают при определении скорости, становятся особенно значимыми тогда, когда расчеты показателей кровотока выполняются на сосудах с маленьким диаметром. Ошибки в измерении диаметра увеличиваются, когда диаметр используется для определения площади поперечного сечения. Как и при измерениях скорости, целесообразно осознавать возможные ошибки и не лениться проводить повторные исследования.

Литература

  1. Kruskal J.B., Newman P.A., Sammons L.G., Kane R.A. Optimizing Doppler and Color Flow US: Application to Hepatic Sonography // RadioGraphics. 2004; 24 (3): 657-675.
  2. Zander D., Huske S., Hoffmann B. et al. Ultrasound Image Optimization («Knobology»): B-Mode // Ultrasound Int Open. 2020; 6 (1): E14-E24. DOI: 10.1055/a-1233-1134
  3. Sharma M., Hollerbach S., Fusaroli P. et al. General principles of image optimization in EUS // Endosc Ultrasound. 2021; 10 (3): 168-184. DOI: 10.4103/eus_eus_80_20
  4. Doppler in Obstetrics: book by K. Nicolaides, G. Rizzo, K. Hecher. Chapter on Doppler ultrasound: principles and practice by Colin Deane. https:// fetalmedicine.org/var/uploads/ web/Doppler/Doppler%20Ultrasound%20-%Principles%20and%20practice.pdf (22.11.2022)
  5. Rourke C., Hendrickx P., Roth U. et al. Color and conventional image-directed ultrasonography: accuracy and sources of error in quantitative blood flow measurement // J Clin Ultrasound. 1992; 20: 187-193.

УЗИ сканер RS80

Эталон новых стандартов! Беспрецедентная четкость, разрешение, сверхбыстрая обработка данных, а также исчерпывающий набор современных ультразвуковых технологий для решения самых сложных задач диагностики.