Quantitative Auswertung des Dopplersignals zur Blutflusscharakterisierung

Problemstellung: Moderne radiologische Bildgebungsmethoden haben heute den Anspruch neben einer morphologischen Darstellung auch über funktionelle quantitative Parameter, wie z.B. Durchblutung, Aussagen zu treffen. Wie erreicht man eine genaue, quantitative Analyse des Dopplersignals und kann man einen Charakterisierungsparameter definieren, sodass eine exakte Aussage über den Fluss möglich wird?

Patienten und Methode: In einem extra für das Forschungsvorhaben entwickelten Flussmodell wurden physiologische und pathophysiologische Flussprofile generiert; Bruttofluss und Flussprofil waren frei einstellbar. Die Messstrecke hatte einen Innendurchmesser von 0,2mm, 0,4mm oder 1,02mm. Die RF-Rohdaten wurden direkt hinter dem Beam-Former abgeleitet (Ultrasound Research Interface (URI), Siemens Acuson Antares). Die Datenanalyse erfolgte ausschließlich in der Frequenzdomäne und wurde in der Softwareentwicklungsumgebung MatLab programmiert. Das Dopplerspektum wurde sowohl über den Frequenzbereich als auch über die Zeit integriert, wodurch die durchschnittliche Gesamtintensität pro Sekunde berechnet werden konnte. Diese Gesamtintensität wurde anschließend in Abhängigkeit des Hämatokrits und des Flusses gesetzt, wodurch sich eine Fluss-Intensitätskonstante bestimmen liess.

Patienten und Methode: In einem extra für das Forschungsvorhaben entwickelten Flussmodell wurden physiologische und pathophysiologische Flussprofile generiert; Bruttofluss und Flussprofil waren frei einstellbar. Die Messstrecke hatte einen Innendurchmesser von 0,2mm, 0,4mm oder 1,02mm. Die RF-Rohdaten wurden direkt hinter dem Beam-Former abgeleitet (Ultrasound Research Interface (URI), Siemens Acuson Antares). Die Datenanalyse erfolgte ausschließlich in der Frequenzdomäne und wurde in der Softwareentwicklungsumgebung MatLab programmiert. Das Dopplerspektum wurde sowohl über den Frequenzbereich als auch über die Zeit integriert, wodurch die durchschnittliche Gesamtintensität pro Sekunde berechnet werden konnte. Diese Gesamtintensität wurde anschließend in Abhängigkeit des Hämatokrits und des Flusses gesetzt, wodurch sich eine Fluss-Intensitätskonstante bestimmen liess.

Ergebnisse: In mehreren Versuchserien konnte gezeigt werden, dass sich in Abhängigkeit vom Hämatokrit eine Fluss-Intensitätskonstante bestimmen lässt, mit der der Blutfluss quantitativ bestimmt werden kann. Die Daten zeichnen sich durch eine besondere Erwartungstreue und eine geringe Varianz aus.

Schlussfolgerungen: In mehreren Versuchserien konnte gezeigt werden, dass sich in Abhängigkeit vom Hämatokrit eine Fluss-Intensitätskonstante bestimmen lässt, mit der der Blutfluss quantitativ bestimmt werden kann. Die Daten zeichnen sich durch eine besondere Erwartungstreue und eine geringe Varianz aus.

Durch die oben entwickelten Algorithmen und Methoden ist es gelungen verlässliche quantitative Aussagen über den Blutfluss zu treffen. Bei der klinischen Routine ermöglicht dies genauere Informationen über die Durchblutung als die geräteeigene Darstellungsmethode.