В.К. Клочко1, И.В. Андреева2

1 Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина (г. Рязань, Россия)

2 Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова (Рязань, Россия)

Постановка проблемы. Предлагается радиотехнический подход к измерению скорости кровотока в сосудах. Подход основан на многоканальной обработке ультразвуковых (УЗ) сигналов, принимаемых системой датчиков, ориентированных в единой системе координат одним общим углом поворота относительно направления УЗ-луча. Подход отличается наличием критерия, позволяющего синтезировать алгоритм оценивания вектора скорости с позиции данного критерия, а также анализировать точность полученных оценок.

Цель работы − повышение эффективности функционирования приборов УЗ-диагностики сосудов путем получения стабильных оценок скорости кровотока и удобство проведения измерений медицинским персоналом в реальном времени.

Результаты. На основе предложенного подхода разработаны метод измерения скорости кровотока и алгоритм его реализации. В соответствии с данным методом в корпусе прибора в виде усеченного конуса размещаются один приемопередающий датчик по центру большего основания конуса, прикладываемого к участку тела, и несколько принимающих боковых датчиков, расположенных по окружности большего основания конуса и имеющих общий регулируемый угол наклона к оси конуса. Центральный датчик излучает УЗ-сигнал по осевой линии конуса в направлении сосуда. Отраженные сигналы принимаются боковыми датчиками, которые измеряют доплеровские сдвиги частот. На основе измеренных частот вычисляются координаты вектора скорости кровотока в сосуде и абсолютная величина скорости в реальном времени. При этом выбирается угол поворота боковых датчиков по максимальной величине скорости.

Практическая значимость. Метод позволяет получать стабильные оценки вектора скорости кровотока в сосудах любого участка тела независимо от угла между распространением УЗ-луча и направлением кровотока в сосуде, т.е. наклона прибора. Присутствует более простая настройка УЗ-прибора по одному углу в реальном времени диагностирования. Дан расчет статистической погрешности оценок скорости, показавший допустимый процент погрешности. Метод и алгоритм могут быть реализованы на современной элементной базе.

Клочко В.К., Андреева И.В. Измерение скорости кровотока системой ультразвуковых датчиков // Биомедицинская радиоэлектроника. 2023. T. 26. № 1. С. 73-81. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604136-202301-08

1. Андреева И.В., Клименко Н.А., Виноградов А.А. Особенности нормодинамического типа портальной гемодинамики по данным ультразвуковой допплерометрии // Общая патология и патологическая физиология. 2007. Т. 2. № 1. С. 42–46.
2. Фомина Е.Н., Ахметзянов Р.В., Тухбатуллин М.Г. Методология ультразвукового исследования при варикозной болезни вен таза // Практическая медицина. 2016. № 9 (101). С. 53−58.
3. Андреева И.В., Телия В.Д., Устарова М.Г. Особенности гемодинамики каудальной полой вены крыс в различные возрастные периоды // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2022. Т. 21. № 2. С. 64−71.
4. Zhang I., Yin J., Duan Y. et al. Assessment of intrahepatic blood flow by Doppler ultrasonography: Relationship between the hepatic vein, portal vein, hepatic artery and portal pressure measured intraoperatively in patients with portal hypertension // BMC Gastroenterology. 2011. V. 11. P. 84.
5. Afif A.M., Chang J.P., Wang Y.Y. et al. A sonographic Doppler study of the hepatic vein, portal vein and hepatic artery in liver cirrhosis: Correlation of hepatic hemodynamics with clinical Child Pugh score in Singapore // Ultrasound. 2017. V. 25. № 4. P. 213–221.
6. Koratala A. Venous congestion assessment using point-of-care Doppler ultrasound: Welcome to the future of volume status assessment // Clinical Case Reports. 2021. V. 9. P. 1805–1807.
7. Лелюк В.Г., Лелюк С.Э. Ультразвуковая ангиология. М.: Реальное время. 2003. 336 с.
8. Ультразвуковая диагностика сосудистых заболеваний / Под ред. В.П. Куликова. М.: СТРОМ. 2007. 512 с.
9. Патент RU 2 246 896. Способ измерения скорости кровотока и устройство для его реализации / Г.М. Проскуряков, Д.А. Абросимов. Приоритет 30.10.2001. Опубл. 27.02.2005. Бюл. № 6.
10. Патент RU 2 585 416. Способ измерения скорости кровотока / О.В. Иванов. Приоритет 01.06.2015. Опубл. 27.05.2016. Бюл. № 15.
11. Клочко В.К. Пеленгация движущихся объектов многопозиционной доплеровской системой // Радиотехника. 2020. Т. 84. № 11 (21). С. 5–12.
12. Осипов Л.В. Ультразвуковые диагностические приборы: практическое руководство для пользователей. М.: Видар. 1999. 256 с.