medvisМедицинская визуализацияMedical Visualization1607-07632408-9516RDS-Media Ltd.10.24835/1607-0763-1610medvis-1610Research ArticleБРЮШНАЯ ПОЛОСТЬ И ЗАБРЮШИННОЕ ПРОСТРАНСТВОABDOMEN AND RETROPERITONEALВлияние настроек ультразвукового аппарата на визуализацию артефакта мерцанияEffect of ultrasound machine settings on twinkling artifact visualizationhttps://orcid.org/0000-0002-9014-9022ГромовА. И.GromovA. I.

Громов Александр Игоревич – доктор мед. наук, профессор, руководитель группы лучевых методов диагностики и лечения отдела онкоурологии НИИ урологии и интервенционной радиологии им. Н.А. Лопаткина – филиала ФГБУ “НМИЦ радиологии” Минздрава России; профессор кафедры лучевой диагностики ФГБОУ ВО “Российский университет медицины” Минздрава России, Москваhttps://orcid.org/0000-0002-9014-9022

Alexander I. Gromov – Doct. of Sci., (Med.), Professor, Head of the Radiation Diagnostics and Treatment Group, N. Lopatkin Scientific Research Institute of Urology and Interventional Radiology – branch of the National Medical Research Radiologiсal Center of the Ministry of Healthcare of Russian Federation;Professor of the Department of Radiation Diagnostics of the Moscow State Medical University named after A.I. Evdokimov, Ministry of Health of the Russian Federation, Moscowhttps://orcid.org/0000-0002-9014-9022

gai8@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1292-1651ЛеоновВ. Д.LeonovD. V.

Леонов Денис Владимирович – канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник ГБУЗ города Москвы “Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий ДЗМ”;научный сотрудник ФИЦ “Информатика и управление” РАН;доцент ФГБОУ ВО “НИУ “Московский энергетический институт”, Москваhttps://orcid.org/0000-0003-0916-6552

Denis V. Leonov – Cand. of Sci. (Techn.), Leading researcher, Research and Practical Clinical Center for Diagnostics and Telemedicine Technologies of the Moscow Health Care Department;scientist, Federal Research Center “Computer Science and Control” of the Russian Academy of Sciences;Associate professor, National Research University “Moscow Power Engineering Institute” (MPEI), Moscowhttps://orcid.org/0000-0003-0916-6552

1987Vda@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8852-6485СивковА. В.SivkovA. V.

Сивков Андрей Владимирович – канд. мед. наук, заместитель директора НИИ урологии и интервенционной радиологии им. Н.А. Лопаткина – филиала ФГБУ “НМИЦ радиологии” Минздрава России, МоскваE-mail: uroinfo@yandex.ru

Andrey V. Sivkov – Cand. of Sci. (Med.), Deputy Director, N. Lopatkin Scientific Research Institute of Urology and Interventional Radiology – branch of the National Medical Research Radiologiсal Center of the Ministry of Healthcare of Russian Federation, Moscowhttps://orcid.org/0000-0001-8852-6485

uroinfo@yandex.ruВойткоД. А.VoitkoD. A.

Войтко Дмитрий Алексеевич – канд. мед. наук, старший научный сотрудник отдела мочекаменной болезни НИИ урологии и интервенционной радиологии им. Н.А. Лопаткина – филиал ФГБУ “НМИЦ радиологии” Минздрава России, Москваhttps://orcid.org/0000-0003-1292-1651

Dmitry A. Voitko – Cand. of Sci. (Med.), Researcher at the Department of Urolithiasis,N. Lopatkin Scientific Research Institute of Urology and Interventional Radiology – branch of the National Medical Research Radiologiсal Center of the Ministry of Healthcare of Russian Federationhttps://orcid.org/0000-0003-1292-1651

https://orcid.org/0000-0001-8784-8415КапринА. Д.KaprinA. D.

Каприн Андрей Дмитриевич – академик РАН, доктор мед. наук, профессор, заслуженный врач РФ, генеральный директор ФГБУ “НМИЦ радиологии” Минздрава России; директор МНИОИ им. П.А. Герцена – филиал ФГБУ “НМИЦ радиологии” Минздрава России;заведующий кафедрой онкологии и рентгенорадиологии им. В.П. Харченко ФГАОУ ВО “Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы” Минобрнауки России, Москваhttps://orcid.org/0000-0001-8784-8415

Andrey D. Kaprin – Academician of the Russian Academy of Sciences, Doct. of Sci. (Med.), Professor, Honored Physician of the Russian Federation,Director General, National Medical Research Radiological Centre of the Ministry of Health of the Russian Federation;Director, P. Hertsen Moscow oncology research institute – Branch of National Medical Research Radiological Centre of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation;Head of the Department of Oncology and Roentgenology named after V.P. Kharchenko, Peoples' Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University), Moscowhttps://orcid.org/0000-0001-8784-8415

НИИ урологии и интервенционной радиологии им. Н.А. Лопаткина – филиал ФГБУ “НМИЦ радиологии” Минздрава России; ФГБОУ ВО “Российский университет медицины” Минздрава РоссииРоссияN. Lopatkin Scientific Research Institute of Urology and Interventional Radiology – branch of the National Medical Research Radiologiсal Center of the Ministry of Healthcare of Russian Federation; The Russian University of Medicine of the Ministry of Healthcare of the Russian FederationRussian FederationГБУЗ города Москвы “Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий ДЗ города Москвы”; ФИЦ “Информатика и управление” РАН; ФГБОУ ВО “НИУ “Московский энергетический институт”РоссияResearch and Practical Clinical Center for Diagnostics and Telemedicine Technologies of the Moscow Health Care Department; Federal Research Center “Computer Science and Control” of the Russian Academy of Sciences; National Research University “Moscow Power Engineering Institute” (MPEI)Russian FederationНИИ урологии и интервенционной радиологии им. Н.А. Лопаткина – филиал ФГБУ “НМИЦ радиологии” Минздрава РоссииРоссияN. Lopatkin Scientific Research Institute of Urology and Interventional Radiology – branch of the National Medical Research Radiologiсal Center of the Ministry of Healthcare of Russian FederationRussian FederationФГБУ “Национальный медицинский исследовательский центр радиологии” Минздрава России; МНИОИ им. П.А. Герцена – филиал ФГБУ “НМИЦ радиологии” Минздрава России; ФГАОУ ВО “Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы” Минобрнауки РоссииРоссияNational Medical Research Radiological Centre of the Ministry of Health of the Russian Federation; P. Hertsen Moscow oncology research institute – Branch of National Medical Research Radiological Centre of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation; Peoples' Friendship University of Russia named after Patrice LumumbaRussian Federation2026050620263025667Copyright © Громов А.И., Леонов В.Д., Сивков А.В., Войтко Д.А., Каприн А.Д., 20262026Громов А.И., Леонов В.Д., Сивков А.В., Войтко Д.А., Каприн А.Д.Gromov A.I., Leonov D.V., Sivkov A.V., Voitko D.A., Kaprin A.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://medvis.rdsmedia.ru/jour/article/view/1610Цель исследования

Цель исследования: определение оптимальных параметров ультразвукового сканирования мочевых камней для эффективной визуализации допплеровского артефакта мерцания.

Материал и методы

Материал и методы. В научных базах Pubmed, Scopus и Elibrary проведен поиск современной литературы (с 2015 по 2025 г.), посвященной влиянию настроек ультразвукового сканера на визуализацию артефакта мерцания на русском и английском языках. Изучение влияния параметров сканирования на интенсивность визуализации допплеровского артефакта мерцания выполнено на специально разработанном фантоме, в который помещали кальций-оксалатный мочевой камень диаметром 5 мм. Исследование проводили на ультразвуковых аппаратах Philips Affinity 70, ALOKA ProSound F75, Canon Aplio i700, Siemens ACUSON NX3 Elite, GE Healthcare LOGIQ E9, Mindray DC-60 Pro X-Insight с использованием конвексного абдоминального датчика. Определяли следующие параметры: мощность передатчика, опорную частоту цветового допплера, частоту датчика в В-режиме, фокусное расстояние, ширину цветового окна, гармонику, частоту повторения импульсов, многолучевое сканирование, приоритет тканей (color-write priority), усиление допплеровского сигнала (C-gain), усиление в B-режиме (B-gain), режим тканевой гармоники, межкадровое усреднение, усреднение цветового картирования, подавление вспышки и фильтр колебаний стенок сосудов.

Результаты

Результаты. Проведен поиск современной литературы (с 2015 по 2025 г.), посвященной влиянию настроек ультразвукового сканера на визуализацию артефакта мерцания на русском и английском языках. Проведен анализ настроек, таких как частота ультразвука, уровень усиления сигнала и параметры временной настройки, наглядно демонстрирующий, как эти факторы влияют на четкость изображений и точность диагностики. Определены следующие параметры настроек ультразвуковых сканеров, увеличивающие эффективность визуализации артефакта мерцания: увеличение мощности передатчика до максимальной; снижение опорной частоты цветового допплера; установка фокальной зоны ниже глубины расположения объекта; уменьшение ширины цветового окна и увеличение частоты повторения импульсов. Уменьшения влияния программных решений, направленных на подавление артефактов, можно достичь: установкой приоритета в значение для цвета; отключением подавления “вспышки”; увеличением значений фильтра стенок; отключением подавления “вспышки” и тканевой гармоники.

Заключение

Заключение. Оптимизация параметров ультразвукового сканирования позволяет в значительной степени повысить эффективность выявления артефакта мерцания в мочевых камнях. 

Study objective

Study objective: Determination of optimal parameters of ultrasound scanning of urinary stones for effective visualization of Doppler twinkling artifact.

Materials and Methods

Materials and Methods: A search of modern literature (from 2015 to 2025) devoted to the influence of ultrasound scanner settings on twinkling artifact visualization in Russian and English was conducted in the scientific databases Pubmed, Scopus and Elibrary.

The influence of scanning parameters on the intensity of Doppler twinkling artifact visualization studied using a specially designed phantom, in which a calcium oxalate urinary stone with a diameter of 5 mm placed.

The study performed on the following ultrasound machines: Philips Affinity 70, ALOKA ProSound F75, Canon Aplio i700, Siemens ACUSON NX3 Elite, GE Healthcare LOGIQ E9, Mindray DC-60 Pro X-Insight using a convex abdominal probe in Doppler mapping mode.

The following ultrasound parameters were determined: Transmitter power, Color Doppler reference frequency, B-mode probe frequency, Focal length, Color window width, Harmonic, Pulse repetition frequency, Multibeam scanning, Color-write priority, Doppler signal gain (C-gain), B-mode gain (B-gain), Tissue harmonic mode, Interframe averaging, Color mapping averaging, Flash suppression, and Vessel wall oscillation filter.

Results

Results. The paper analyzes settings such as ultrasound frequency, signal gain level, and time setting parameters, clearly demonstrating how these factors affect image clarity and diagnostic accuracy. The following ultrasound scanner settings have been determined to increase twinkling artifact visualization efficiency: increasing the transmitter power to maximum; decreasing the color Doppler reference frequency; setting the focal zone below the object location depth; decreasing the color window width and increasing the pulse repetition rate. The influence of software solutions aimed at artifact suppression can be reduced by setting the priority to the color value; disabling flash suppression; increasing the wall filter values; disabling flash suppression and tissue harmonics.

Conclusions

Conclusions. Optimization of ultrasound scanning parameters can significantly increase the efficiency of twinkling artifact detection in urinary stones.

ультразвуковая диагностикаартефакт мерцаниямерцающий артефактобнаружение мочевых камнейнастройки ультразвукового сканераultrasound diagnosticstwinkling artifacturinary stone detectionultrasound machine settingsReferencesRahmouni A., Bargoin R., Herment A. et al. Color Doppler Twinkling artifact in Hyperechoic regions. Radiology. 1996; 199: 269–271.Rahmouni A., Bargoin R., Herment A. et al. Color Doppler Twinkling artifact in Hyperechoic regions. Radiology. 1996; 199: 269–271.Jamallivani A., Behnam H., Tavakkoli J. Monitoring high-intensity focused ultrasound thermal therapy by ultrasound doppler imaging using twinkling artifact. PLOS ONE. 2025; 20 (7): e0324801. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0324801Jamallivani A., Behnam H., Tavakkoli J. Monitoring high-intensity focused ultrasound thermal therapy by ultrasound doppler imaging using twinkling artifact. PLOS ONE. 2025; 20 (7): e0324801. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0324801Abid A., Butt R.W., Abbas H.B. et al. Diagnostic accuracy of colour doppler ultrasound using twinkling artefact for the diagnosis of renal and ureteric calculi keeping non enhanced CT KUB as gold standard. Pak. Armed Forces Med. J. 2021; 71 (2): 522–525.Abid A., Butt R.W., Abbas H.B. et al. Diagnostic accuracy of colour doppler ultrasound using twinkling artefact for the diagnosis of renal and ureteric calculi keeping non enhanced CT KUB as gold standard. Pak. Armed Forces Med. J. 2021; 71 (2): 522–525.Adel H., Sattar A., Rahim A. et al.Diagnostic Accuracy of Doppler Twinkling Artifact for Identifying Urinary Tract Calculi. Cureus. 2019; 11 (9): e5647. https://doi.org/10.7759/cureus.5647Adel H., Sattar A., Rahim A. et al.Diagnostic Accuracy of Doppler Twinkling Artifact for Identifying Urinary Tract Calculi. Cureus. 2019; 11 (9): e5647. https://doi.org/10.7759/cureus.5647Bacha R., Manzoor I., Gilani S.A. Clinical Significance of Twinkling Artifact in the Diagnosis of Urinary Stones. Ultrasound Med. Biol. 2019; 45 (12): 3199–3206; https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbioBacha R., Manzoor I., Gilani S.A. Clinical Significance of Twinkling Artifact in the Diagnosis of Urinary Stones. Ultrasound Med. Biol. 2019; 45 (12): 3199–3206; https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbioNabheerong P., Kengkla K., Saokaew S. Diagnostic accuracy of Doppler twinkling artifact for identifying urolithiasis: a systematic review and meta-analysis. J. Ultrasound. 2023; 26 (2): 321–331. https://doi.org/10.1007/s40477-022-00759-zNabheerong P., Kengkla K., Saokaew S. Diagnostic accuracy of Doppler twinkling artifact for identifying urolithiasis: a systematic review and meta-analysis. J. Ultrasound. 2023; 26 (2): 321–331. https://doi.org/10.1007/s40477-022-00759-zRokni E., Zinck S., Simon J.C. Evaluation of stone features that cause the color Doppler ultrasound twinkling artifact. Ultrasound Med. Biol. 2021; 47 (5): 1310–1318. https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2021.01.016Rokni E., Zinck S., Simon J.C. Evaluation of stone features that cause the color Doppler ultrasound twinkling artifact. Ultrasound Med. Biol. 2021; 47 (5): 1310–1318. https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2021.01.016Leonov D.V., Reshetnikov R.V., Kulberg N.S. et al. Doppler twinkling artifact observations: an open-access database of raw ultrasonic signals. Dig. Diagn. 2021; 2 (3): 261–276; https://doi.org/10.17816/DD76511Leonov D.V., Reshetnikov R.V., Kulberg N.S. et al. Doppler twinkling artifact observations: an open-access database of raw ultrasonic signals. Dig. Diagn. 2021; 2 (3): 261–276; https://doi.org/10.17816/DD76511Васильев А.Ю., Громов А.И. Цветовое допплеровское картирование с использованием энергетического допплера в оценке патологии предстательной железы. Военно-медицинский журнал. 1997; 318 (4): 33–37.Vasiliev A.Yu., Gromov A.I. Color Doppler mapping using power Doppler in assessing prostate pathology. Military Medical Journal. 1997; 318 (4): 33–37. (In Russian)Sorensen M.D., Harper J.D., Hsi R.S. et al. B-mode ultrasound versus color Doppler twinkling artifact in detecting kidney stones. J. Endourol. 2013; 27 (2): 149–153. https://doi.org/10.1089/end.2012.0430Sorensen M.D., Harper J.D., Hsi R.S. et al. B-mode ultrasound versus color Doppler twinkling artifact in detecting kidney stones. J. Endourol. 2013; 27 (2): 149–153. https://doi.org/10.1089/end.2012.0430Ortiz S.H.C., Chiu T., Fox M.D. Ultrasound image enhancement: A review. Biomed. Signal Proc. Control. 2012: 7 (5): 419–428. https://doi.org/10.1016/j.bspc.2012.02.002Ortiz S.H.C., Chiu T., Fox M.D. Ultrasound image enhancement: A review. Biomed. Signal Proc. Control. 2012: 7 (5): 419–428. https://doi.org/10.1016/j.bspc.2012.02.002Громов А.И., Просянников М.Ю., Войтко Д.А., Анохин Н.В., Константинова О.В., Сивков А.В., Аполихин О.И., Каприн А.Д. Разработка способа оценки артефакта мерцания для диагностики мочевых камней на различных УЗ-сканерах. Экспериментальная и клиническая урология. 2024; 17 (3): 23–29; https://doi.org/10.29188/2222-8543-2024-17-3-23-29Gromov A.I., Prosyannikov M.Yu., Voitko D.A. et al. Development of a method for assessing the twinkling artifact for diagnosing urinary stones on various ultrasound scanners. Experimental and Clinical Urology. 2024; 17 (3): 23–29; https://doi.org/10.29188/2222-8543-2024-17-3-23-29 (In Russian)Громов А.И., Сапожников О.А., Каприн А.Д. Доплеровский артефакт мерцания: физические механизмы и место в диагностической практике. Современное состояние вопроса. Медицинская визуализация. 2023; 27 (1): 120–134. https://doi.org/10.24835/1607-0763-1206Gromov A.I., Sapozhnikov O.A., Kaprin A.D. Doppler twinkling artifact: physical mechanisms and place in diagnostic practice. State of the art. Medical Visualization. 2023; 27 (1): 120–134. http://doi.org/10.24835/1607-0763-1206 (In Russian)Rokni E., Kitur E.C., Simon J.C. Dynamics of crevice microbubbles that cause the twinkling artifact. Ultrasonics Sonochemistry. 2024; 108: 106971; http://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2024.106971Rokni E., Kitur E.C., Simon J.C. Dynamics of crevice microbubbles that cause the twinkling artifact. Ultrasonics Sonochemistry. 2024; 108: 106971; http://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2024.106971Lu W., Sapozhnikov O.A., Bailey M.R. et al. Evidence for trapped surface bubbles as the cause for the twinkling artifact in ultrasound imaging. Ultrasound Med. Biol. 2013; 39: 1026–1038. https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2013.01.011Lu W., Sapozhnikov O.A., Bailey M.R. et al. Evidence for trapped surface bubbles as the cause for the twinkling artifact in ultrasound imaging. Ultrasound Med. Biol. 2013; 39: 1026–1038. https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2013.01.011Poggi C., Palavecino M. Ultrasound principles and instrumentation. Surgery Open Science. 2024; 18: 123–128. http://doi.org/10.1016/j.sopen.2024.02.005Poggi C., Palavecino M. Ultrasound principles and instrumentation. Surgery Open Science. 2024; 18: 123–128. http://doi.org/10.1016/j.sopen.2024.02.005Yang J.H., Kang G., Choi M.J. The role of the acoustic radiation force in color Doppler twinkling artifacts. Ultrasonography. 2015; 34 (2): 109–114. http://doi.org/10.14366/usg.14065Yang J.H., Kang G., Choi M.J. The role of the acoustic radiation force in color Doppler twinkling artifacts. Ultrasonography. 2015; 34 (2): 109–114. http://doi.org/10.14366/usg.14065Bacha R., Gilani S. A., Manzoor I. Relation of color Doppler twinkling artifact and scale or pulse repetition frequency. J. Med. Ultrasound. 2019; 27 (1): 13–18. http://doi.org/10.4103/JMU.JMU_129_18Bacha R., Gilani S. A., Manzoor I. Relation of color Doppler twinkling artifact and scale or pulse repetition frequency. J. Med. Ultrasound. 2019; 27 (1): 13–18. http://doi.org/10.4103/JMU.JMU_129_18Raheem A. Effects of Artifacts on the Diagnosis of Ultrasound Image. Medico-Legal Update. 2021; 21 (4): 327–336. http://doi.org/10.37506/mlu.v21i4.3152Raheem A. Effects of Artifacts on the Diagnosis of Ultrasound Image. Medico-Legal Update. 2021; 21 (4): 327–336. http://doi.org/10.37506/mlu.v21i4.3152Сhoi M.J., Cho C.H., Kang G., Yang J. Color Doppler Twinkling Artifact: Possible Mechanisms and Clinical Potential. Biomed. Eng. Lett. 2014; 4: 41–54. https://doi.org/10.1007/s13534-014-0124-4Сhoi M.J., Cho C.H., Kang G., Yang J. Color Doppler Twinkling Artifact: Possible Mechanisms and Clinical Potential. Biomed. Eng. Lett. 2014; 4: 41–54. https://doi.org/10.1007/s13534-014-0124-4Shabana W., Bude R.O., Rubin J.M. Comparison between color Doppler twinkling artifact and acoustic shadowing for renal calculus detection: an in vitro study. Ultrasound Med. Biol. 2009; 35 (2): 339–350. http://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2008.09.023Shabana W., Bude R.O., Rubin J.M. Comparison between color Doppler twinkling artifact and acoustic shadowing for renal calculus detection: an in vitro study. Ultrasound Med. Biol. 2009; 35 (2): 339–350. http://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2008.09.023Gao J., Hentel K., Rubin J.M. Correlation between Twinkling artifact and color Doppler carrier frequency: Preliminary observations in renal calculi. Ultrasound Med. Biol. 2012; 38: 1534–1539. http://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2012.04.011Gao J., Hentel K., Rubin J.M. Correlation between Twinkling artifact and color Doppler carrier frequency: Preliminary observations in renal calculi. Ultrasound Med. Biol. 2012; 38: 1534–1539. http://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2012.04.011

The authors declare that there are no conflicts of interest present.