1.5 Доплерівські системи з двомірною візуалізацією
Існує два підходи до комбінування доплерівської інформації та інформації двомірного сканування. Перший полягає в отриманні натівтонового двомірного зображення (В-режим) у реальному часі, визначені зони інтересу і направленні в цю область одновимірного доплерівського випромінювання. Такий підхід відомий як дуплексний режим.
Другий метод передбачає формування зображення потоків на основі оцінки доплерівської інформації в кожному з елементів обраної двовимірної зони інтересу з одночасним кольоровим кодуванням одержуваної інформації в залежності від напрямку потоку. Даний потік отримав назву «метод колірного доплерівського картування» - КДК. Доплерівська інформація, що надходить при цьому методі, як правило, відтворюється на екрані приладу спільно з двомірним напівтоновим зображенням для спільної оцінки морфології досліджуваної судини, геометрії потоків та їх функціональних характеристик. Одночасне формування в режимі реального часу полутонового двовимірного зображення, інформації КДК в обраній двовимірній області та спектограми потоку в зоні встановленого строба отримало назву триплексного режиму.
1.5.1 Дуплексні системи
Найпростіша технічна реалізація дуплексного режиму полягає в механічному кріпленні під фіксованим кутом доплерівського датчика до корпусу двомірного скануючого датчика. При цьому забезпечується синхронне, незалежне функціонування кожного із датчиків. Доплерівський датчик забезпечує як безперебійний, так і імпульсний режими роботи. У цьому випадку, напрямок випромінювання позначається на екрані виділеною лінією, а зона інтересу в імпульсному режимі - двома маркерами або стробом. Дуплексний режим може бути реалізований за рахунок використання в рознесених тимчасових інтервалах одного і того ж пьезокерамічного перетворювача двовимірного датчика, як у скануючому, так і в доплерівському режимах.
При конструюванні дуплексних датчиків необхідно враховувати і геометричні вимоги. Як відомо, для отримання двовимірного зображення судини, оптимальнийкут між ультразвуковим променем і судиною становить 90 °.
При роботі в імпульсному режимі з високошвидкісними потоками рішення проблеми усунення накладення частот досягають за рахунок застосування декількох елементів в доплерівсьокому випромінювачі. Конструктивно це завдання реалізують шляхом використання матричних випромінювачів.
Рис. 4. Варіанти конструктивного виконання дуплексних датчиків: а - секторний датчик із механічним кріпленням доплерівського каналу; б - лінійний датчик із механічним кріпленням доплерівського каналу; в - електронний датчик із вбудованим доплерівським каналом; г - електронний датчик із фазованимигратами; д - сумісний датчик із механічним скануванням; е - дуплексний датчик із водною затримкою. Штрихпунктиром показано направлене доплерівське випромінювання, пунктиром позначено область сканування.
Різні варіанти конструктивного виконання дуплексних датчиків наведені на Рис. 4.
На Рис. 4а показано найпростіший варіант кріплення на корпусі двовимірного механічного датчика у незалежному доплерівському випромінювачі. Ця конструкція є оптимальною із точки зору розв'язки електроакустичних параметрів датчиків, але має менші можливості по зміні геометрії доплерівського випромінювання та тимчасової синхронізації роботи випромінювачів, а також створює деякі конструктивні незручності для користувача. Аналогічні переваги і недоліки характерні для дуплексного датчика із електронним лінійним скануванням.
Найбільш універсальною стосовно областей застосування являється конструкція електронного датчика із фазованимигратами. Кожен із елементів решітки може працювати як в безперебійному, так і в імпульсному режимі доплерівського випромінювання і, залежно від часової послідовності керуючих імпульсів, довільно змінювати напрямок випромінювання.
Прилади з режимом дуплексного сканування дозволяють успішно вирішувати завдання просторової локалізації досліджуваної судини і отримувати результати спектрального аналізу доплерівських частот в об'єктивно певній зоні інтересу. Визначення розмірів досліджуваної судини по двомірної ехограмі дозволяє визначити оцінку об'ємних показників кровотоку.
Для вирішення завдання отримання «реальних» доплерівських зображень - отримання двовимірної картини розподілу значень швидкостей кровотоку в обраному перетині - використовують методи КДК.