Dasar dan Instrumen Colour Doppler

USG Colour Doppler adalah teknik pemeriksaan USG yang menggabungkan informasi gambar anatomi jaringan dengan B-mode gray scale dan aliran darah dengan kode colour secara dua dimensi terhadap waktu (real time). Disini colour ditampilkan dalam warna, saturasi, dan kecerahan untuk memperlihatkan ada tidak, arah, kecepatan, dan tipe aliran darah. Penguasaan prinsip dasar Doppler, hemodinamika, dan instrumentasi mutlak diperlukan untuk dapat menghasilkan informasi anatomik dan fisiologik yang kuat.

Prinsip USG Colour Doppler

Efek Doppler

Adalah perubahan panjang gelombang atau frekuwensi dari suara akibat pergerakan sumber, penerima atau reflektor suara.

Dalam USG kedokteran, sumber dan penerima ultrasound adalah transducer yang bersifat stasioner, sedangkan sel darah terutama sel darah merah dalam aliran darah merupakan reflektor yang bergerak.

Perubahan frekuensi antara pulsa Ultrasound yang dipancarkan dan diterima (Doppler Shift) tergantung pada kecepatan aliran darah, arah aliran relatif terhadap berkas ultrasound, dan kecepatan gelombang suara.

Instrumen Colour Doppler

Terdapat 3 jenis instrument coluor doppler : Continous-wave Doppler (CW), Pulse-duplex Doppler (PD / PW), dan Colour Doppler. 

Instrumen CW dan PD/PW memberikan informasi doppler aliran darah dari satu volume sample   Pada instrument CW, volume sample ini relative besar, terdiri dari daerah tumpang tindih berkas Ultrasound yang dipancarkan dan diterima transducer. Pada instrument PD, ukuran dan posisi sample volume dapat disesuaikan dan cukup kecil kurang lebih 1 - 2 mm. Kedua instrument ini mempresentasikan informasi Doppler dalam bentuk suara dan spektrum pada layar monitor. Pada instrument colour doppler, informasi colour doppler didapatkan dari banyak lokasi dalam kotak atau jendela colour dan dipresentasikan secara dua dimensi terhadap waktu.

Peralihan warna dari merah ke biru  atau sebaliknya menunjukan aliran terbalik (refesrsed flow) atau aliasing. Aliasing adalah artefak akibat sample doppler shift terlalu tinggi atau frekuensi smple / pulse repetition frequensi (PRF) terlalu rendah. Bila pada spektrum doppler, aliasing menyebabkan pada arah yang tidak tepat, maka pada colour doppler presentasi warna dari arah yang berlawanan. Karena aliasing terjadi bila pergeseran frekuensi doppler melebihi setengah PRF maka aliasing colour doppler dapat dikoreksi atau dihilangkan dengan menambah PRF atau menggeser posisi base line. Disini terlihat, kecepatan maksimum pada kedua ujung colour bar yang merupakan pergeseran frekuensi doppler maksimum sama dengan setengah PRF, ini dinamakan  Nyquist limit.

Untuk membedakan aliran terbalik dengan aliasing, perlu diperhatikan dengan seksama batas pada perubahan warna. Aliran darah terbalik menyilang baseline melalui wall filter sehingga mempunyai batas peralihan yang hitam, sedangkan aliasing mempunyai batas peralihan yang cerah, putih atau berwarna sesuai dengan ujung colour bar.

Kontrol dan Optimasi Colour Doppler

Kontrol dan optimasi alat colour doppler merupakan hal yang sangat penting dan harus dikuasai sepenuhnya sebelum melakukan pemeriksaan. Kontrol utama untuk optimasi colour doppler adalah : Frekuensi transducer, colour bar, kotak colour, sudut doppler, colour gain, power output, PRF, Baseline shift, wall filter, ensemble length, grayscale/colour priority, dan peristance.

Frekuensi transducer

Pemilihan frekuensi transducer merupakan keputusan yang sangat penting dalam melakukan pemeriksaan colour doppler. Dari persamaan Doppler diatas, terlihat bahwa nilai Doppler shift sebanding dengan frekuensi yang dipancarkan, sehingga makin tinggi frekuensi transducer semakin tinggi nilai doppler shift.

 Colour Bar

Pemilihan colour bar/ map tergantung pada kesenangan operator dan informasi yang ingin ditampilkan. Colour map dengan variance terutama digunakan untuk ekhocardiography untuk mendeteksi aliran turbulance.  

Kotak Colour dan Sudut Doppler

Ukuran, posisi dan sudut kotak colour dapat dirubah sesuai dengan keperluan. Ukuran yang besar dan posisi yang dalam dapat menyebabkan frame rate lebih lambat. Hal ini disebabkan ukuran kotak colour yang besar menyebabkan jumlah garis sken bertambah, dan posisi yang lebih dalam akan membatasi PRF karena waktu yang diperlukan untuk memancarkan dan menerima echo doppler lebih lama. Sudut doppler diusahakan kurang dari 60 derajat.

Colour Gain

Colour gain mempengaruhi amplifikasi penerimaan sinyal colour Doppler. Gain ini harus disesuaikan sehingga informasi aliran darah terlihat berasal dari pergerakan sel darah bukan dari jaringan stasioner.

PRF

PRF terutama mempengaruhi sensitivitas Doppler dan aliasing. Pada instrumen colour doppler, perubahan PRF umumnya dilakukan dengan merubah skala doppler atau velocity range. Efek ini selalu diperhatikan ketika memeriksa aliran vena yang lambat, atau aliran diastolik arteri.

Base Line

Pergeseran baseline digunakan untuk menghindari aliasing tanpa merubah PRF atau sensitivitas Doppler.