1.8.1.1 Gepulster Wellen-Doppler (PW-Doppler)

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geschrieben von

Prof. Dr. Thomas Binder, FESC

Beim gepulsten Wellen-Doppler werden Elemente des Schallkopfes verwendet, die sowohl Signale senden als auch empfangen. Der Ultraschall wird in „Impulsen“ zwischen diesen Impulsen ausgesandt. Das gleiche Wandlerelement empfängt das reflektierte Signal. Da jeder ausgesendete Impuls mit einem entsprechenden Rücksignal gepaart ist, lässt sich feststellen, wo die Reflexion stattgefunden hat, und die Entfernung des „Reflektors“ berechnen. Umgekehrt kann man durch die Definition einer bestimmten Region von Interesse (Probenvolumen) die zurückkehrenden Signale aus bestimmten Regionen des Herzens anzeigen. PW-Doppler hat also den Vorteil, dass die Doppler-Informationen „ortsspezifisch“ sind. Der PW-Doppler hat jedoch einen großen Nachteil: Er kann höhere Geschwindigkeiten (in der Regel über 1,5 – 1,7m/sec) nicht korrekt darstellen. Um die Gründe dafür zu verstehen, müssen wir uns zunächst mit Aliasing-Phänomenen befassen.

Aliasing-Phänomene

Aliasing lässt sich am besten anhand der Analogie einer Uhr erklären. Nehmen wir an, Sie beobachten eine Uhr in 15-Minuten-Intervallen. Natürlich werden Sie feststellen, dass sich die Zeiger im Uhrzeigersinn bewegen. Würden Sie jedoch ein längeres Beobachtungsintervall von 40 Minuten verwenden, würden Sie den Eindruck gewinnen, dass sich die Zeiger gegen den Uhrzeigersinn bewegen. Genau das passiert beim gepulsten Doppler, wenn die Geschwindigkeit zu hoch ist. Das Intervall der Ultraschallimpulse (Impulswiederholungsintervall) ist das Zeitintervall zwischen Ihren Beobachtungen der Uhr. Wenn das Pulswiederholungsintervall im Verhältnis zur Geschwindigkeit des Blutflusses zu lang ist (mit anderen Worten, wenn sich die Zeiger der Uhr zwischen den Beobachtungsperioden weit bewegen), ist es nicht möglich, die Richtung des Blutflusses zu bestimmen.

Anstatt das „Pulsintervall“ zu verwenden, zeigt der Scanner die Pulswiederholungsfrequenz (PRF) an, die die Anzahl der Pulse innerhalb einer Sekunde ist. Die PRF-Grenze, innerhalb derer Aliasing auftritt, wird als Aliasing- oder Nyquist-Grenze bezeichnet.

Speziell tritt Aliasing auf, wenn die Geschwindigkeit mehr als die Hälfte der Impulswiederholungsfrequenz beträgt. In diesem Fall werden Geschwindigkeiten oberhalb dieser Grenze auf dem Tracing entgegengesetzt zur wahren Richtung des Blutflusses angezeigt.

Wie bereits erwähnt, ist die PRF ein wichtiger Aspekt. Bis zu einem gewissen Grad kann die PRF erhöht werden, damit höhere Geschwindigkeiten angezeigt werden können. Die maximale PRF hängt jedoch von der Abbildungstiefe (der Tiefenlage des Probenvolumens) ab. Je größer die Tiefe des Probenvolumens ist, desto länger muss die PRF sein (da die Ultraschallwelle länger braucht, um sich fortzubewegen, benötigt man längere Intervalle, um die Rückkehr der Welle zu beobachten). Daher nimmt die maximale Geschwindigkeit, die mit dem Pulswellen-Doppler angezeigt werden kann, ab, je weiter das Probenvolumen vom Schallkopf entfernt ist. Weitere Faktoren, die das Aliasing beeinflussen, sind:

• Tiefe
• Breite des Probenvolumens
• Geschwindigkeit
• Dopplerfrequenz

Aliasing tritt auf, wenn die Geschwindigkeit die Nyquist-Grenze überschreitet. Die Nyquist-Grenze entspricht der Hälfte der Impulswiederholfrequenz. Verwenden Sie die Grundlinienverschiebung, um die Nyquist-Grenze zu „strecken“.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Vorteil des PW-Dopplers darin besteht, dass er ortsspezifisch ist. Der Nachteil ist, dass höhere Geschwindigkeiten nicht gemessen werden können.

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