Detection of venous gas bubbles with computerized doppler ultrasound

Abstract

IV ABSTRACT DETECTION OF VENOUS GAS BUBBLES WITH COMPUTERIZED DOPPLER ULTRASOUND Venous Gas Embolism (VGE) may occur during the brain and neck surgery where the operative site is higher than the heart. Medium where the pressure changes significantly like diving, aviation and space missions also promote VGE. For this reason, early detection of VGE is very crucial. The Doppler Ultrasound Audio (DUA) signals recorded from two divers are analyzed to detect the embolic waveforms. The optimal pass band characteristics of the embolic events are determined by an extensive band pass filtering analysis and the optimum band is determined as 4.5-8 KHz. A nonlinear Teager operator and and adaptive thresholding is also applied to the filtered DUA for automatic detection of the embolic events. As a last step, a software that can perform all the operations from digitizing the DUA recordings to detecting the embolic events is developed for off-line processing. Keywords: Doppler Ultrasound Audio, gas bubble, Teager energy operator, venous gas embolism, frequency band analysis

ÖZET TOPLARDAMAR GAZ KABARCIKLARININ BİLGİSAYARLI İŞİTSEL DOPPLER SESÖTESİ İLE YAKALANMASI Toplardamar gaz embolisi (TGE) ameliyat bölgesinin kalpten yukarıda olduğu beyin ve boyun ameliyatlarında oluşabilir. Dalma, havacılık ve uzay çalışmaları gibi basıncın belirgin ölçüde değiştiği durumlar da TGE'ye yol açabilir. Bu nedenle TGE'nin erken farkedilmesi çok önemlidir. İki dalgıçtan işitsel Doppler sesötesi (IDS) sinyal leri kaydedilerek embolik dalgaların sezimi için incelendi. Kapsamlı bir bant geçirgen süzgeçleme incelemesiyle embolik olaylara özgü en iyi bant geçirgen özellikler belir lenerek en iyi bant olarak 4.5 - 8 KHz saptandı. Embolik olayların otomatik sez imi için süzgeçlenmiş IDS sinyallerine doğrusal dışı bir Teager işleci ve ayarlı bir eşikleme de uygulandı. Son aşama olarak kayıt sonrası işleme için İDS kayıtlarını sayısallaştırmaktan embolik olayları sezimlemeye kadar tüm işlemleri yapabilen bir yazılım gerçekleştirildi. Anahtar Sözcükler: işitsel Doppler sesötesi, hava kabarcığı, teager enerji op eratörü, toplardamar gaz embolisi, sıklık band analizi