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Doppler principios
- 1. US DOPPLER Princípios Básicos Wagner Iared
- 2. US DOPPLER Princípios Básicos Efeito Doppler Hemodinâmica Análise Espectral Artefatos Instrumentação
- 3. Efeito Doppler Johann Christian Andreas Doppler Físico Austríaco 1803 – 1853 Sobre as Cores da Luz Emitida pelas Estrelas Duplas (Über das farbige Licht der Doppelsterne), 1842 Diretor do Instituto de Física e professor de Física Experimental na Universidade de Viena.
- 4. Efeito Doppler Christoph Hendrik Diederik Buys Ballot Meteorologista Holandes 1817 - 1890 Comprovou o efeito Doppler com o som em 1845
- 5. Efeito Doppler É a variação da frequência e comprimento de ondas quando há uma velocidade relativa entre fonte e observador.
- 6. Efeito Doppler Q λ = comprimento de onda F = frequência C = velocidade do somC = λ x F
- 7. Efeito Doppler λ = comprimento de onda F = frequência C = velocidade do somC = λ x F menor λ maior F
- 13. Velocidade de Fluxo A fórmula da velocidade permite o seu cálculo a partir do desvio Doppler: Df = 2 . F . V . cos Q / C V = Df . C / 2F . cos Q V: velocidade do fluxo Df: Frequencia Doppler ou Diferença de frequencia C: constante de velocidade do US no meio (1.540 m/s) F: frequência de emissão do transdutor Q: ângulo de incidência do feixe de US.
- 15. Ângulo de Insonação Você deve informar com a maior exatidão possível a direção do fluxo Deve ser menor ou igual a 60º Por que? Porque vasos não são retas absolutas Não há certeza da exata direção do fluxo Para ângulos maiores que 60º pequenos desvios levam a grandes variações
- 16. Ângulo de Insonação Você deve informar com a maior exatidão possível a direção do fluxo Deve ser menor ou igual a 60º Por que? Porque vasos não são retas absolutas Não há certeza da exata direção do fluxo Para ângulos maiores que 60º pequenos desvios levam a grandes variações
- 17. Ângulo de Insonação Você deve informar com a maior exatidão possível a direção do fluxo Deve ser menor ou igual a 60º Por que? Porque vasos não são retas absolutas Não há certeza da exata direção do fluxo Para ângulos maiores que 60º pequenos desvios levam a grandes variações
- 18. US Doppler em Medicina Doppler contínuo Doppler pulsado Doppler de amplitude Doppler colorido Avaliação espectral
- 19. Doppler Contínuo 1 cristal emissor contínuo 1 cristal receptor contínuo Detecção às cegas Detecção de altas velocidades Baixo custo Inclui todos os vasos da região Não seleciona vasos específicos
- 20. Doppler Pulsado 1 cristal emissor pulsátil e receptor Seleciona o vaso a ser estudado Possibilita variar o tamanho da amostra Custo elevado Limite para fluxos de alta velocidade
- 21. Doppler Colorido
- 22. Doppler de Amplitude Power Doppler, Angio Doppler Mais sensível que o Doppler colorido Não diferencia direção do fluxo Menos dependente do ângulo de insonação
- 24. Doppler Espectral Onda de velocidades de fluxo – O.V.F. Velocidades de fluxo ao longo do tempo
- 25. Hemodinâmica Movimentação do sangue 5 litros de sangue Coração Aorta / Veia Cava (superior e inferior) Rede capilar
- 26. Hemodinâmica Conceitos básicos derivados da reologia rheo= fluxo logos= estudo Fluidos Líquidos e gases – assumem a forma do continente Densidade – massa – inércia-aceleração Viscosidade – resistência intrínseca ao fluxo
- 27. Hemodinâmica FLUIDO DENSIDADE VISCOSIDADE ÁGUA 1,00 g/ml 0,0069 poise SANGUE 1,05 g/ml 0,0350 poise Policitemia 0,1000 poise Anemia 0,0200 poise
- 28. Hemodinâmica Pressão Força por unidade de área Para ocorrer fluxo é necessário haver diferença de pressão – gradiente de pressão
- 29. Hemodinâmica Volume de fluxo Volume de fluxo = diferença de pressão resistência ao fluxo Resistência ao fluxo Viscosidade Diâmetro do vaso Comprimento do vaso
- 30. Hemodinâmica Volume de fluxo Volume de fluxo = diferença de pressão resistência ao fluxo Resistência ao fluxo Resistência ao fluxo = 128 . comp . viscosidade . diâmetro4 Volume de fluxo = diferença de pressão . . diâmetro4 128 . comp . viscosidade
- 31. Fluxo Pulsátil Dinâmica do ciclo cardíaco Variação de pressão Resistência periférica Inércia do fluido Elasticidade dos vasos
- 32. Fluxo de baixa resistência
- 33. Fluxo de baixa resistência
- 34. Fluxo de baixa resistência
- 35. Fluxo de alta resistência
- 36. Fluxo de alta resistência
- 37. Fluxo de alta resistência
- 38. Fluxo de alta resistência
- 39. Fluxo de alta resistência
- 40. Fluxo de alta resistência
- 41. Fluxo de alta resistência
- 42. Fluxo Laminar x Turbulento
- 44. Fluxo Laminar
- 45. Fluxo Turbulento
- 46. Estenose
- 47. Estenose Volume de fluxo vs. Estenose Qualquer estenose altera o volume de fluxo? A estenose aumenta a velocidade. E o fluxo? Mecanismo de compensação Adaptado de: Spencer MP. Stroke 10(3):326-330. 1979
- 48. Estenose
- 49. Análise Espectral Onda de Velocidades de Fluxo – OVF Tipos de ondas Fluxo contínuo Fluxo fásico Monofásico Alta aceleração Baixa aceleração Unimodal Bimodal Incisura protodiastólica Bifásico Trifásico
- 51. Análise Espectral Avaliação qualitativa monofásico monofásico bifásico bifásico trifásicotrifásico
- 52. Fluxo contínuo Fluxo monofásico uni-inflexoinal Fluxo monofásico bi-inflexional Fluxo monofásico tri-inflexional Fluxo bifásico Fluxo trifásico Notch Análise Espectral Avaliação qualitativa monofásico
- 53. Velocidade de pico sistólico (m/s ou cm/s) Velocidade diastólica (m/s ou cm/s) Aceleração Tempo (s ou ms) Índice (m/s² ou cm/s²) Análise Espectral Avaliação quantitativa
- 54. Análise Espectral Avaliação semiquantitativa Relação Sístole / Diástole – A/B Stuart, 1980 Índice de Resistência (IR) – (A-B)/A Pourcelot, 1974 Índice de Pulsatilidade (IP) – (A-B)/média Gosling & King, 1975
- 55. Relação Sístole / Diástole – A/B Stuart, 1980 Índice de Resistência (IR) – (A-B)/A Pourcelot, 1974 Índice de Pulsatilidade (IP) – (A-B)/média Gosling & King, 1975 Análise Espectral Avaliação semiquantitativa
- 56. Artefatos Aliasing Clutter Espelho Flash Twinkling
- 57. Aliasing Ocorre quando a taxa de pulsos é insuficiente para medir a velocidade do fluxo da amostra Se a frequência Doppler for maior que a metade do PRF – Frequência de Nyquist fN = PRF/2 Os fluxos de frequência mais alta serão representados com o sinal invertido ou abaixo da linha de base.
- 58. Aliasing
- 59. Aliasing Como corrigir? Aumentar o PRF / Escala de velocidades Deslocar a linha de base Aumentar o ângulo de insonação Utilizar transdutores de frequência mais baixa
- 60. Artefato “em espelho” Espectral (Ambiguidade Direcional): Imagem semelhante à curva verdadeira em sentido oposto na curva espectral Mais comum em pequenos vasos Geralmente com sinal mais fraco Causas: Ângulo Doppler próximo a 90º Ganho muito alto Colorido Imagem de fluxo colorido espelhada em estrutura reflexiva
- 63. Flash Banda de cor produzida por tecidos em movimento Alças intestinais, diafragma, movimento do transdutor, etc.
- 64. Flash
- 65. Clutter Sinais indesejáveis causados por sinais de baixa frequência decorrentes de movimentos das paredes dos vasos Pode ser corrigido com o filtro de parede
- 66. Clutter
- 67. Twinkling Descrito em 1996 por Rahmouni e cols. Artefato de cor posterior a estrutura estacionária fortemente reflexiva, preferencialmente de superfície irregular ou granular – como cálculos renais Mais comum com PRF baixo O filtro de parede pode excluir o sinal
- 68. Twinkling
- 69. Twinkling
- 70. Twinkling
- 71. Volume de amostra inadequado Volume amostral grande demais Fluxo de mais de um vaso no mesmo volume de amostra
- 72. Instrumentação Box / Steer Volume da amostra Ganho PRF / Escala de Velocidades Linha de base Filtro de parede Prioridade
- 73. Box / Steer Caixa / Angulação (direção) Doppler colorido ou de amplitude Seleciona a área de interesse para o mapeamento do fluxo Quanto maior o box, menor o frame rate O steer permite o ajuste eletrônico do ângulo de insonação para otimizar o sinal Doppler
- 74. Box / Steer
- 75. Box / Steer
- 78. Ganho / Escala de Velocidades (PRF) Regra básica O ganho deve ser o mais alto possível , limitado pelo ponto em que gerar artefatos onde não há vasos A escala de velocidades (PRF) deve ser a menor possível até gerar aliasing Muitas exceções Aumentar o ganho e reduzir o PRF para pequenos vasos, de difícil visualização Aumentar o PRF para excluir vasos de baixa velocidade de fluxo que não interessem no momento
- 79. Ganho / Escala de Velocidades (PRF)
- 80. Filtro de parede Para excluir fluxos de baixa velocidade que não interessem – artefatos de parede e clutter Filtros muito altos podem impedir a detecção de fluxos que interessem Ajustar com critério em cada caso
- 81. Filtro de parede
- 82. Filtro de parede
- 83. Prioridade Define o nível de ecogenicidade ao modo B, a partir do qual o pixel do modo B suprime o pixel da imagem colorida
- 84. UNIFESP Escola Paulista de Medicina Departamento de Diagnóstico por Imagem wagneriared@gmail.com
Notas do Editor
- O austríaco Christian Doppler foi o primeiro a explicar o efeito que tem seu nome e também o primeiro a aplicá-lo erradamente. Ele previu que um som tem sua tonalidade aumentada se a fonte sonora se aproxima do ouvinte. Doppler cometeu um engano em seu artigo que tinha como título Sobre a Luz Colorida das Estrelas Duplas. Pelo título você já pode ver que Doppler pensava que a cor das estrelas era devida ao deslocamento delas em relação ao observador. Por exemplo, uma estrela que se afastasse de nós deveria ser avermelhada pois a luz emitida por ela seria deslocada para menores freqüências (lado vermelho do espectro visível).
- Esse efeito foi verificado experimentalmente pelo holandês Buys-Ballot, dois anos depois da publicação do artigo de Doppler.
- É a variação da frequencia e comprimento de ondas (mecânicas ou eletromagnéticas) quando há uma velocidade relativa entre fonte e observador.
- Df = 2 . F . V . cos Q / C
- 1
- rheo= fluxo logos= estudo Reologia: ramo da fluidodinâmica = mecânica dos fluidos
- luxo laminar é o tipo de fluxo onde existe um mínimo de agitação das várias camadas do fluido. As diferentes secções do fluido se deslocam em planos paralelos, ou em círculos concêntricos coaxiais (tubo cilíndrico), sem se misturar. Um fluxo laminar é definido como um fluxo em que o vector velocidade é aproximadamente constante em cada ponto do fluido. Num fluxo laminar as linhas de corrente não se cruzam, tal como descrito pela figura. Hipertensão arterial - o principio do fluxo laminar silencioso é utilizado para determinar a fase 4 dos sons de Korotkoff. Nesta fase o fluxo é silencioso e a pressão arterial do início desta fase é considerada como a pressão arterial diastólica no método auscultatório de medida de pressão arterial.
- luxo laminar é o tipo de fluxo onde existe um mínimo de agitação das várias camadas do fluido. As diferentes secções do fluido se deslocam em planos paralelos, ou em círculos concêntricos coaxiais (tubo cilíndrico), sem se misturar. Um fluxo laminar é definido como um fluxo em que o vector velocidade é aproximadamente constante em cada ponto do fluido. Num fluxo laminar as linhas de corrente não se cruzam, tal como descrito pela figura. Hipertensão arterial - o principio do fluxo laminar silencioso é utilizado para determinar a fase 4 dos sons de Korotkoff. Nesta fase o fluxo é silencioso e a pressão arterial do início desta fase é considerada como a pressão arterial diastólica no método auscultatório de medida de pressão arterial.
- luxo laminar é o tipo de fluxo onde existe um mínimo de agitação das várias camadas do fluido. As diferentes secções do fluido se deslocam em planos paralelos, ou em círculos concêntricos coaxiais (tubo cilíndrico), sem se misturar. Um fluxo laminar é definido como um fluxo em que o vector velocidade é aproximadamente constante em cada ponto do fluido. Num fluxo laminar as linhas de corrente não se cruzam, tal como descrito pela figura. Hipertensão arterial - o principio do fluxo laminar silencioso é utilizado para determinar a fase 4 dos sons de Korotkoff. Nesta fase o fluxo é silencioso e a pressão arterial do início desta fase é considerada como a pressão arterial diastólica no método auscultatório de medida de pressão arterial.
- luxo laminar é o tipo de fluxo onde existe um mínimo de agitação das várias camadas do fluido. As diferentes secções do fluido se deslocam em planos paralelos, ou em círculos concêntricos coaxiais (tubo cilíndrico), sem se misturar. Um fluxo laminar é definido como um fluxo em que o vector velocidade é aproximadamente constante em cada ponto do fluido. Num fluxo laminar as linhas de corrente não se cruzam, tal como descrito pela figura. Hipertensão arterial - o principio do fluxo laminar silencioso é utilizado para determinar a fase 4 dos sons de Korotkoff. Nesta fase o fluxo é silencioso e a pressão arterial do início desta fase é considerada como a pressão arterial diastólica no método auscultatório de medida de pressão arterial.
- There is a relationship between the peak systolic velocity elevation and the severity of an internal carotid artery stenosis. This relationship formed the basis for evaluating carotid stenosis with Doppler ultrasound. As graphically shown above, there is little change in PSV until an obstruction involves about 50% of the vessel diameter. After that point, as the vessel narrows the PSV increases quite significantly, until over 80%, when the velocities begin to decline dramatically for incremental decreases in diameter, until all flow is lost with occlusion. Essentially, these changes in velocity can counter vessel narrowing, so no change occurs in total blood flow until approximately 60% of the lumen is decreased. After about 80% the fall in blood flow becomes precipitous. The graph above is theoretical and does not consider turbulent flow, but does give a good visual representation of the relationship between velocity and luminal reduction. Occlusion is determined by the absence of a Doppler signal and by color Doppler imaging with the scale set low to detect low flow states (a “string sign”.) The relationship between percent stenosis and velocity is consistent enough to allow use of the PSV to grade stenosis. Use of the end diastolic velocity (EDV) can assist in further differentiation in the 70% and greater categories. Criteria should be internally validated, and there are some issues regarding equipment and operator variables that can be minimized if care is taken to maintain quality assurance.
- Mirror-image artifact. (A) Anterior true vessel and (B) posterior mirror image of subclavian artery show identical spectra. Mirror in case is pleura (arrows). (C) Similar situation is noted with subclavian vein anteriorly and (D) its mirror image posteriorly with pleura (arrows) between them. Mirror-image vein should not be mistaken for collateral vessel.
- Longitudinal CDUS image through infant testis shows arterial spectral Doppler waveform with equal amplitude above and below baseline, yielding an indeterminate flow direction. This occurs most often in small vessels.
- Flash artifact: patient motion. (A) Longitudinal CDUS through the left lobe of liver with flash artifact (arrows) produced by respiratory motion. (B) Longitudinal CDUS with no motion shows normal vascular flow with no artifact. Flash artifact: transducer motion. (A) Longitudinal CDUS of the left testis with flash artifact (arrows) caused by transducer motion. (B) Without motion, normal testicular vessels are easily identified.
- Twinkling artifact. (A) Longitudinal image of bladder shows typical ureterovesical junction stone (arrow) with posterior shadow. (B) Transverse CDUS image of bladder shows right ureteral calculus (arrow) and twinkling artifact generated posteriorly (arrowheads). (C) Power Doppler also generates signal (arrowheads) posterior to stone. (D) Corresponding Doppler spectrum through twinkling color shows equal amplitude noise above and below baseline. Same spectral tracing is generated whether color or power Doppler images “twinkle.” (From Campbell Campbell SC, Cullinan JA, Rubens DJ. Slow flow or no flow? Color and power Doppler US pitfalls in the abdomen and pelvis. Radiographics 2004;24:497–506; with permission.) Twinkling artifact in carotid. (A) Twinkling artifact (arrowheads) occurs behind calcifications (arrows) in atherosclerotic plaque, not to be mistaken for ulceration and disturbed flow. (B) Calcifications (arrows) are better visualized on gray-scale image. (From Campbell SC, Cullinan JA, Rubens DJ. Slow flow or no flow? Color and power Doppler US pitfalls in the abdomen and pelvis. Radiographics 2004;24:497–506; with permission.)
- Twinkling artifact. (A) Longitudinal image of bladder shows typical ureterovesical junction stone (arrow) with posterior shadow. (B) Transverse CDUS image of bladder shows right ureteral calculus (arrow) and twinkling artifact generated posteriorly (arrowheads). (C) Power Doppler also generates signal (arrowheads) posterior to stone. (D) Corresponding Doppler spectrum through twinkling color shows equal amplitude noise above and below baseline. Same spectral tracing is generated whether color or power Doppler images “twinkle.” (From Campbell Campbell SC, Cullinan JA, Rubens DJ. Slow flow or no flow? Color and power Doppler US pitfalls in the abdomen and pelvis. Radiographics 2004;24:497–506; with permission.) Twinkling artifact in carotid. (A) Twinkling artifact (arrowheads) occurs behind calcifications (arrows) in atherosclerotic plaque, not to be mistaken for ulceration and disturbed flow. (B) Calcifications (arrows) are better visualized on gray-scale image. (From Campbell SC, Cullinan JA, Rubens DJ. Slow flow or no flow? Color and power Doppler US pitfalls in the abdomen and pelvis. Radiographics 2004;24:497–506; with permission.)
- Twinkling artifact. (A) Longitudinal image of bladder shows typical ureterovesical junction stone (arrow) with posterior shadow. (B) Transverse CDUS image of bladder shows right ureteral calculus (arrow) and twinkling artifact generated posteriorly (arrowheads). (C) Power Doppler also generates signal (arrowheads) posterior to stone. (D) Corresponding Doppler spectrum through twinkling color shows equal amplitude noise above and below baseline. Same spectral tracing is generated whether color or power Doppler images “twinkle.” (From Campbell Campbell SC, Cullinan JA, Rubens DJ. Slow flow or no flow? Color and power Doppler US pitfalls in the abdomen and pelvis. Radiographics 2004;24:497–506; with permission.) Twinkling artifact in carotid. (A) Twinkling artifact (arrowheads) occurs behind calcifications (arrows) in atherosclerotic plaque, not to be mistaken for ulceration and disturbed flow. (B) Calcifications (arrows) are better visualized on gray-scale image. (From Campbell SC, Cullinan JA, Rubens DJ. Slow flow or no flow? Color and power Doppler US pitfalls in the abdomen and pelvis. Radiographics 2004;24:497–506; with permission.)