Zoom FFT (Fast Fourier Transform) är en signalbehandlingsteknik som används inom ultraljudsbaserad blodflödesanalys för att ge detaljerad information om blodflödesmönster och hastigheter i specifika intresseområden inom ett blodkärl. Tekniken kombinerar elektronisk strålstyrning med avancerad frekvensanalys och möjliggör en mycket exakt lokalisering av mätningen. Här går vi igenom de viktigaste stegen i implementeringen.
Fasstyrd givare (phased array)
En fasstyrd sond används, bestående av flera piezoelektriska element som kan styras individuellt. Detta gör att ultraljudsstrålen kan riktas och fokuseras elektroniskt utan att sonden behöver flyttas fysiskt.
Strålstyrning och fokusering
- Med zoom FFT justeras parametrarna för strålstyrning och fokusering dynamiskt, så att ultraljudsstrålen selektivt fokuseras på det aktuella intresseområdet.
- Detta gör det möjligt att fånga dopplersignaler från en exakt definierad plats inuti blodkärlet.
Multi-gated-insamling
- Ultraljudssystemet använder multi-gated-insamling för att registrera flera dopplersignaler från olika djup längs ultraljudsstrålen samtidigt.
- Varje grind (gate) motsvarar ett specifikt djupintervall, och dopplersignalerna från respektive grind analyseras var för sig.
FFT-beräkning
- För varje grind delas den insamlade dopplersignalen upp i segment, och en FFT tillämpas på varje segment.
- FFT omvandlar dopplersignalen från tidsdomänen till frekvensdomänen, vilket visar vilka frekvenskomponenter som finns i signalen.
Hastighetsuppskattning
- Det beräknade frekvensspektrumet analyseras för att extrahera medelhastigheten samt hastighetsfördelningen i blodflödet.
- Medelhastigheten motsvarar den genomsnittliga hastigheten för alla spridare (röda blodkroppar) inom provvolymen, medan hastighetsfördelningen beskriver variationen av hastigheter inom samma volym.
Visualisering och analys
- Den extraherade hastighetsinformationen presenteras som färgkodade bilder (färgdoppler) eller spektrogram.
- Bilderna visar den rumsliga fördelningen av hastigheter och används för att visualisera blodflödesmönster samt kvantifiera flödesparametrar såsom volumetriskt flöde, pulsatilitetsindex och resistansindex.
Sammanfattning
Genom att implementera zoom FFT möjliggör ultraljudsanalysen en högupplöst och lokaliserad bedömning av blodflödesdynamiken i specifika regioner inom blodkärlen. Detta ger kliniskt värdefull information för diagnos och uppföljning av olika kärlsjukdomar och cirkulationsrubbningar, exempelvis förträngningar i halspulsådern, perifer kärlsjukdom eller nedsatt organperfusion.
