<%@ Page MaintainScrollPositionOnPostback="true" %> სპექტრალური დოპლერი

კლინიკური ექოკარდიოგრაფია

თავი 6.1. დოპლერის მეთოდი და მისი გამოყენება კარდიოლოგიურ კვლევებში

 

დოპლერის მეთოდის გამოყენება კარდიოლოგიაში 80-იანი წლების დასაწყისიდან დაიწყო. დოპლერექოკარდიოგრამების ჩაწერა გამოიყენება გულში და სისხლძარღვებში სისხლის ნაკადის რაოდენობრივი შეფასებისათვის (ნაკადის არსებობის ან არარსებობის დასადგენად, მისი სიჩქარის, მიმართულების და ხასიათის შესასწავლად).

 

ნაკადის ტიპები

არსებობს სისხლის ნაკადის პროფილის ორი ძირითადი ტიპი: ლამინარული და ტურბულენტური ნაკადი.

 

ლამინარული ნაკადი:

ლამინარული ნაკადი_ნორმალური ნაკადია, მის პროფილს გააჩნია პარაბოლას ფორმა. ასეთ ფორმას ქმნის ის მოვლენა, რომ სისხლძარღვის სანათურში დინების სიჩქარე ყველგან ერთნაირი არ არის. ნაკადი სანათურში პარალელურ შრეებს ქმნის. თითოეული ამ შრის სიჩქარე ერთმანეთისაგან განსხვავებულია. მაქსიმალური სიჩქარე აღინიშნება სისხლძარღვის სანათურის ცენტრში. მინიმალური ან ნულოვანი სისხლძარღვის კედელთან. ნაკადის სიჩქარის ასეთი შემცირება სანათურის ცენტრიდან მის კედლებამდე, იწვევს პარაბოლის ფორმის პროფილს (სურ. 6.1.1).

ლამინარული პროფილი შეიძლება შეცვალოს სანათურის ფორმამ, აჩქარებებმა, ნაკადების თანხვედრამ და სხვ.

 

ტურბულენტური ნაკადი:

ტურბულენტურ დინებას ძირითადად ადგილი აქვს მაშინ, როცა ნაკადი გადის ობსტრუქციულ ან შევიწროვებულ მიდამოში. ტურბულენტური ნაკადი აღინიშნება სარქვლოვანი სტენოზის, რეგურგიტაციის, ძგიდის დეფექტის და სხვ. შემთხვევებში. დინება მიმართულია სხვადასხვა მხარეს, სხვადასხვა სიჩქარით, ქაოტურად (სურ. 6.1.2).

ნაკადის ტურბულენტობის განსაზღვრა შესაძლებელია რეინოლდსის რიცხვით :

სადაც:

p - სისხლის სიმკვრივე.

c - ნაკადის სიჩქარე.

d - სისხლძარღვის დიამეტრი.

v - სისხლის სიბლანტე.

 

ტურბულენტურ ნაკადს ადგილი აქვს მაშინ, როცა რეინოლდსის რიცხვის მნიშვნელობა გადააჭარბებს 2000-ს.

 

სურ. 6.1.1. ლამინარული ნაკადის პროფილი. გააჩნია პარაბოლის ფორმა. ნაკადის მაქსიმალური სიჩქარე აღინიშნება ცენტრალურ ნაწილში.

 

სურ. 6.1.2. ტურბულენტური ნაკადი. სისხლი გადის შევიწროებულ უბანში, სადაც ნაკადის სიჩქარე იზრდება. შევიწროების დისტალურად ადგილი აქვს ტურბულენტურ დინებას.

 

მასის მუდმივობის პრინციპი:

შევიწროების უბანში ტურბულენტური ნაკადის სიჩქარე იზრდება. ამის ახსნა შეიძლება მასის მუდმივობის პრინციპით, რომლის ფორმულირება შესაძლებელია ამგვარად: რა მასის ნაკადიც შედის სანათურში, იმდენივე უნდა გამოვიდეს სანათურიდან . ამიტომ, ნაკადის მოცულობის შესანარჩუნებლად, სტენოზირებულ უბანში ნაკადის სიჩქარე უნდა იყოს მეტი, ვიდრე მის დისტალურად ან პროქსიმალურად.

სისხლის მოცულობითი სიჩქარე განისაზღვრება შემდეგი ფორმულით:

სადაც:

Q - ნაკადის მოცულობა.

V - საშუალო სიჩქარე.

CSA - განივკვეთის ფართობი.

 

უწყვეტობის პრინციპიდან გამომდინარე, თუ სტენოზირებული უბნის განივკვეთის ფართობი ორჯერ ნაკლებია სისხლძარღვის განივკვეთის ფართობზე, მაშინ ნაკადის საშუალო სიჩქარე სტენოზირებულ უბანში ორჯერ მეტი უდა იყოს ვიდრე მის პროქსიმალურად (სურ. 6.1.3).

 

სურ. 6.1.3. ნაკადის უწყვეტობის პრინციპიდან გამომდინარე ნაკადი Q 1 რეგიონში უნდა იყოს Q2 რეგიონში ნაკადის ექვივალენტური. ამიტომ როცა სისხლძარღვის სანათურის განივკვეთი CSA2 2-ჯერ ნაკლებია CSA1-ზე სიჩქარე V2 2-ჯერ იზრდება V1 თან შედარებით.

 

დოპლერის პრინციპი

დოპლერის მეთოდის საფუძველს წარმოადგენს ის ფაქტი, რომ ბგერითი ტალღის რხევის სიხშირე, რომელსაც გამოასხივებს ობიექტი და მიმღები ობიექტის მიერ მიღებული სიგნალი ერთმანეთისგან განსხვავებულია, თუ ეს ორი ობიექტი მოძრაობს ერთმანეთის მიმართ. ასეთივე მოვლენას აქვს ადგილი მაშინ, როცა უძრავ მიმღებ მოწყობილობაში მიდის სხივი, რომელიც აირეკლება მოძრავი ობიექტიდან.

დიაგნოსტიკურ ულტრაბგერით კვლევებში ულტრაბგერითი სიგნალის ამრეკლს წარმოადგენენ ერითროციტები. რადგან ცნობილია გარემოში ულტრაბგერის გავრცელების სიჩქარე, არის იმის საშუალება, რომ მოხდეს მხოლოდ ერითროციტებიდან არეკლილი სიგნალის ანალიზი.

როცა ულტრაბგერითი სიგნალი მიმართულია მოძრავი ერითროციტების მიმართ, გადამწოდი ახდენს ორი განსხვავებული სიხშირის დეტექციას:

  • გაგზავნილი სიხშირე.
  • მიღებული სიხშირე.

სურ. 6.1.4. კუთხე ამრეკლავ ობიექტის მოძრაობის მიმართულებასა და ულტრაბგერით სხივს შორის.

 

დოპლერის წანაცვლება:

დოპლერის სიხშირის წანაცვლება წარმოადგენს განსხვავებას გაგზავნილ და არეკლილ სიხ შირეებს შირეებს შორის. კლინიკურ ექოკარდიოგრაფიაში მას ადგილი აქვს ერიტროციტების მოძრაობის მიმართულებასთან კავშირში. მიღებული სიხშირის წანაცვლება ერითროციტების გადაადგილების სიჩქარის პირდაპირპროპორციულია - უფრო მაღალ სიჩქარეს შეესაბამება უფრო მაღალი წანაცვლება.

სიხშირის წანაცვლება შეიძლება იყოს დადებითი ან უარყოფითი და დამოკიდებულია ულტრაბგერითი სიგნალის მიმართ ერითროციტების მოძრაობის მიმართულებაზე.

აქედან გამომდინარე შესაძლებელია სიხშირის წანაცვლების მიმართულების და მისი მნიშვნელობის ანალიზით, დავადგინოთ ერითროციტების მოძრაობის სიჩქარე და მიმართულება.

ერითროციტების მოძრაობის მიხედვით, აღნიშნულ სიხშირეებს შორის შესაძლებელია იყოს შესამჩნევი ან შეუმჩნეველი განსხვავება. შესაძლოა გვქონდეს 3 ვარიანტი (სურ. 6.1.5):

  • ერითროციტები არ მოძრაობენ გადამწოდის მიმართ: გაგზავნილი სიხშირე ტოლია მიღებული სიხშირის, ამიტომ გვაქვს დოპლერის ნულოვანი სიგნალი.
  • ერითროციტები მოძრაობენ გადამწოდის მიმართულებით: გაგზავნილი სიხშირე ნაკლებია არეკლილ სიხშირეზე და გვაქვს დოპლერის სიგნალის სიხშირის დადებითი წანაცვლება.
  • ერითროციტები მოძრაობენ გადამწოდის საპირისპიროდ: გაგზავნილი სიხშირე მეტია არეკლილზე და ადგილი აქვს დოპლერის სიგნალის სიხშირის უარყოფით წანაცვლებას.

 

დოპლერის განტოლება:

- დოპლერის სიხშირის წანაცვლება.

- გადამწოდის სიხშირე.

V - ნაკადის სიჩქარე.

C - ქსოვილებში ბგერის გავრცელების სიჩქარე.

a - კუთხე ულტრაბგერით სხივსა და სისხლის ნაკადს შორის.

 

კლინიკურ პრაქტიკაში, დოპლერის სიხშირის წანაცვლება, გადამწოდის სიხშირე და ქსოვილებში ბგერის გავრცელების სიჩქარე ცნობილია. აქედან შესაძლებელია გამოვთვალოთ ნაკადის სიჩქარე:

 

 

სურ. 6.1.5. დოპლერის ეფექტი. როცა სისხლის წითელი უჯრედები უძრავია გაგზავნილი სიგნალი არეკლილი სიგნალის იდენტურია - დოპლერის წანაცვლება 0-ის ტოლია. 2. როცა წითელი უძრედები მოძრაობენ გადამწოდისაკენ, გაგზავნილი სიხშირე მეტია არეკლილ სიხშირე - დადებითი წანაცვლება. 3. როცა სისხლის წითელი უჯრედები მოძრაობენ გადამწოდის საპირისპიროდ, გაგზავნილი სიხშირე ნაკლებია არეკლილზე - უარყოფითი წანაცვლება.


ფაქტორები რომლებიც მოქმედებენ დოპლერის განტოლებაზე

 

კუთხის ფაქტორი:

ყველაზე მნიშვნელოვანი ფაქტორი, რომელიც მოქმედებს დოპლერის განტოლებაზე, არის კუთხე ულტრაბგერის სიგნალსა და ნაკადის მიმართულებას შორის.

როცა გადამწოდი მიმართულია ნაკადის მიმართ პარალელურად, დოპლერის წანაცვლება მაქსიმალურია და მაქსიმალური სიჩქარის გამოკვლევაა შესაძლებელი.

როცა ნაკადი პერპენდიკულარულია ულტრაბგერითი სხივის მიმართ, დოპლერის წანაცვლებას ადგილი არა აქვს და ნაკადის სიჩქარის განსაზღვრა შეუძლებელია.

აქედან გამომდინარე, მაქსიმალური სიჩქარე, რომლის გამოკვლევაც არის შესაძლებელი, მნიშვნელოვნადაა დამოკიდებული აღნიშნულ კუთხეზე (სურ. 6.1.5,6).

როგორც დოპლერის განტოლებიდან ვხედავთ, ულტაბგერით სხივსა და ნაკადს შორის დახრის კუთხე წარმოადგენს კოსინუსის ფუნქციას. ცხრილში წამოდგენილია კოსინუსის მნიშვნელობა სხვადასხვა დახრის კუთხისათვის და ცდომილება (პროცენტებში), რომელსაც ადგილი აქვს, როცა ულტრაბგერითი სხივი ნაკადის მიმართ პარალელური არ არის.

როცა დახრის კუთხის მნიშვნელობა ნაკლებია 20 გრადუსზე, მაშინ შეიძლება ცდომილების იგნორირება. როცა კუთზე აჭარბებს 20 გრადუსს ცდომილება მნიშვნელოვანია (ცხრილი 6.1.1).

მიაქციეთ ყურადღება იმ ფაქტს, რომ ორგანზომილებიან ექოკარდიოგრაფიულ კვლევაში ადგილი აქვს საწინააღმდეგო მოვლენას. ოპტიმალური სურათი მიიღება მაშინ, როცა ულტრაბგერითი სხივი პერპენდიკულარულია გულის სტრუქტურების მიმართ.


კუთხე (გრადუსებში)
კუთხის cos
ცდომილება %
0
1.00
0
10
0.98
2
20
0.94
7
30
0.87
13
40
0.77
23
50
0.64
36
60
0.50
50
70
0.34
66
80
0.17
83
90
0.00
100

ცხრილი. 6.1.1. ცდომილების დამოკიდებულება კუთხეზე ულტრაბგერით სხივსა და ნაკადის მიმართულებას შორის.

 

სიხშირის ეფექტი:

მაქსიმალური სიჩქარე, რომლის შესწავლაც არის შესაძლებელი, დამოკიდებულია ასევე გადამწოდის სიხშირეზე.

დაბალი სიხშირის გადამწოდს აქვს უფრო მაღალი სიჩქარეების შესწავლის საშუალება.

მიაქციეთ ყურადღება იმ ფაქტს, რომ დოპლერით გამოკვლევისას, ოპტიმალურია დაბალი სიხშირის გადამწოდი, მაშინ როცა ორგანზომილებიან ექოკარდიოგრაფიაში უფრო მაღალი გარჩევისუნარიანობით ხასიათდება მაღალი სიხშირის გადამწოდი (თუ მიღწეულია სკანირების საჭირო სიღრმე).

დოპლერის სიხშირის წანაცვლების ფორმულიდან ჩანს, რომ რაც მეტია გადამწოდის სიხშირე, მით მეტია სიხშირის წანაცვლება. ამიტომ ერთი შეხედვით თითქოს უკეთესია ავირჩიოთ რაც შეიძლება მაღალი სიხშირის გადამწოდი, რომ გაიზარდოს ნაკადის სიჩქარის შეფასების სიზუსტე, მაგრამ მაღალი სიხშირის გამოყენება შეზღუდულია, რადგან ულტრაბგერითი სიგნალის რხევებს ბიოლოგიურ ქსოვილებში ახასიათებს მილევა. ამას აქვს სიხშირედამოკიდებული ხასიათი. სიხშირის გაზრდით მილევა იზრდება და შესაბამისად მცირდება შეღწევის მაქსიმალური სიღრმე. რადგან ერითროციტები მცირე ზომისანი არიან, მათგან არეკლილი სიგნალი უფრო მცირეა, ვიდრე სხვა სტრუქტურებიდან. ამიტომ საჭირო დონის სიგნალის მისაღებად აუცილებელია შეღწევის მეტი სიღრმე - შესაბამისად გამოიყენება ნაკლები სიხშირეები, ვიდრე ორგანზომილებიანი ექოკარდიოგრაფიული კვლევისას.

 

სურ. 6.1.6 A-ნაკადის მიმართულებასა და ულტრაბგერით სხივს შორის კუთხე. როცა სისხლის ნაკადი პარალელურია ულტრაბგერითი სხივის მიმართ, დოპლერის წანაცვლება მაქსიმალურია და შესაძლებელია მაქსიმალური სიჩქარის გამოკვლევა. B-როცა კუთხე ულტრაბგერით სხივსა და დოპლერის სიგნალს შორის იზრდება, დოპლერის წანაცვლება მცირდება და სიჩქარის კორექტული შესწავლა შესაძლებელი არ არის. C-როცა სისხლის ნაკადი პერპენდიკულარულია ულტრაბგერითი სხივის მიმართ, დოპლერის წანაცვლებას ადგილი არა აქვს და ნაკადის გამოკვლევა შეუძლებელია.

 

ძირითადი დოპლეროკარდიოგრაფიული კვლევები

ექოკარდიოგრაფიაში იყენებენ შემდეგ დოპლეროგრაფიულ კვლევებს:

  • სპექტრალური დოპლერი. (იმპულსურტალღოვანი და უწყვეტტალღოვანი, იშვიათად გამოიყენება იმპულსურტალღოვანი მაღალი სიხშირის დოპლერი).
  • ფერადი დოპლერი.
  • ფერადი M-მოდალური დოპლერი.
  • ენერგეტიკული დოპლერი.
  • ქსოვილოვანი დოპლერი.

 

აქედან ძირითადად გამოიყენება პირველი ორი (სპექტრალური და ფერადი დოპლერი). თანამედროვე ექოკარდიოგრაფებში შესაძლებელია დოპლერით და ორგანზომილებიანი ექოკარდიოგრაფიით ერთდროული კვლევა, რაც მნიშვნელოვნად აადვილებს მკვლევარის ამოცანას. ასეთ სისტემებს დუპლექს-სისტემები ეწოდებათ.

 

 

რესურსის მომხმარებელს ასევე ეძლევა საშუალება მნიშვნელოვნად შეამციროს ექოკარდიოგრაფიის შესწავლის დრო ონლაინ ექოკარდიოგრაფიული სიმულატორის MyEchocardiography.com გამოყენებით.