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Pulsrepetitionsfrequenz

Ein pulse-wave (PW) Doppler sendet immer einen Puls (Paket) von Ultraschallwellen aus. Die Anzahl der Pulse, die pro Sekunde ausgesendet wird, bezeichnet man als:

  • Impulsfolgefrequenz
  • Pulswiederholfrequenz oder
  • Pulsrepetitionsfequenz (PRF)

Die PRF beschreibt also wie häufig ein Puls ausgesendet wird und wird in kHz angegeben (wie viele Ereignisse pro Sekunde = 1 Hz). Dies ist nicht mit der „Sonografie-Frequenz“ (Wellenlänge) der Ultraschallsonden zu verwechseln, dessen Einheit MHz ist.

Sobald ein Puls ausgesendet wurde, schaltet der Transducer auf den Empfangsmodus, um Signale aus einer definierten Distanz registrieren zu können. Die zu messende Distanz (Tiefe) wird im PW-Doppler durch das Messfenster, im Farbdoppler durch die region-of-interest bestimmt.

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Aliasing

Für diesen Beitrag ist Wissen über die Pulsrepetitionsfequenz (PRF) hilfreich.

Aliasing ist ein Problem des PW-Dopplers (worunter auch der Farbdoppler fällt). Aliasing tritt auf, wenn die Flussgeschwindigkeit über der Messgrenze der PRF liegt. Es ist einer der häufigsten Artefakte in der Dopplersonographie.

Aliasing beschreibt, dass die Flussrichtung nicht anhand der gemessen Doppler-Shifts zugeordnet werden kann. Die „Alias-Kodierung“ im Farb- oder Spektraldoppler gibt eine Flussrichtung an, die physiologisch nicht vorhanden.

Warum muss die PRF mindestens doppelt so hoch wie die höchste Blutflussgeschwindigkeit sein? Weil als Messpunkte für den Doppler-Shift Wellenberg und Wellental der sinusförmigen reflektieren Ultraschallwellen dienen. Es muss mindestens ein „Wellenberg und Wellental“  innerhalb der PRF liegen, also zweimal der Wellenabstand, um die Richtung angeben zu können.

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Doppler Spiegelartefakt

Analog zur Entstehung von Spiegelartefakten im B-Bild, treten Spiegelungen auch von Dopplersignalen an Grenzflächen mit hohem Impedanzunterschied auf.

Farbdoppler-Signale der A. subclavia werden, „gespiegelt“ durch die akustische Grenzschicht Pleura, in der Lunge dargestellt.

Die Sequenz zeigt sonografisch-detektierte Gefässe in der Lunge, die anatomische nicht vorhanden sind. Das Messfenster des PW-Dopplers wird auf den Artefakt platziert und produziert je nach Stärke des Spiegelartefakt unterschiedliche Spektralkurven.

Vergleicht man die Spektralkurven oder Farbdoppler Signale zwischen anatomisch echtem und unechtem Gefäss,  fällt die nicht exakte Spiegelung und unteschiedliche Signalstärke auf.

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PW-Doppler: Messfenstergrösse

Die Blutflussgeschwindigkeiten innerhalb eines Gefäßes sind nicht gleich. Blut fliesst am Rand langsamer als in der Mitte.

Hinweis: Der schnellste Blutfluss ist nicht immer in der Gefäßmitte. Ausnahmen können zum Beispiel bei Stenosen mit Verwirbelungen bestehen.

Möchte man hohe Blutflussgeschwindigkeit messen, sollte dass Messfenster zunächst möglichst klein eingestellt (hier 2 mm) und in der Gefäßmitte platziert werden.

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PW-Doppler: Messfenster und Schallstrahl

Der Pulse-Wave (PW) Doppler misst die Dopplersignale in einer definierten Tiefe innerhalb des einstellbaren Messfensters (range ambiguity) und zeigt diese in der Spektralkurve an. Die Kombination von B-mode und PW-Doppler nennt man Duplex-Sonografie (s. Abbildung).

Das Messfenster im PW-Doppler ist der Bereich, indem die refeflektierten Signale ausgewertet werden und kann in seiner Position (Tiefe) und Grösse eingestellt werden.

Der Schallstrahl (Schallachse) kann durch steering in die gewünschte (notwendige) Position gebracht werden.

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