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<p><span>第一节<span> </span><span>多普勒</span></span><span>超声</span><span>基础</span></p><p><span>一、多普勒基本概念</span></p><p><span>1<span>、多普勒超声血流检测技术主要用于测量血流速度，确定血流方向，确定血流种类：如，层流、射流等；获得速度、时间积分，压差等有关血流的参数。</span></span></p><p><span>2<span>、多普勒方式表达血流速度的公式如下：</span></span></p><p></p><p><span>⑴</span><span> COSQ<span>是血流与声束夹角的余弦函数，当相对固定时，则</span><span>fd</span><span>与流速成正比，</span><span>fd</span><span>即影响流速值</span><span>V</span><span>。</span></span></p><p><span>⑵</span><span> <span>当多普勒入射角（</span><span>Q</span><span>）恒定时，频移</span><span>fd </span><span>仅决定于发射频率</span><span>fo</span><span>。</span></span></p><p><span>对于某一定的<span>fd</span><span>，</span><span>fo</span><span>越小，则可测的血流速度</span><span>V</span><span>就越大。欲测高速血流，</span><span>fo</span><span>就应选择低频率的探头。</span></span></p><p><span>⑶</span><span> <span>当血流速度保持恒定时，如：</span><span>100 cm/ s</span><span>（以及恒定的</span><span>fo</span><span>和</span><span>C</span><span>），那影响</span><span>fd</span><span>的参数只有</span><span>COSQ</span><span>，即频移的数值依赖于入射角的变化，而速度的数值与入射角无关。</span></span></p><p><span>Q<span>角改变的一般规律：</span></span></p><p><span>a) <span>当</span><span>OO</span><span>＜</span><span>Q</span><span>＜</span><span>900</span><span>时，</span><span>COSQ</span><span>为正值，即血流迎超声探头而来，频率增加，</span><span>fd</span><span>为正向频移。</span></span></p><p><span>b) <span>当</span><span>900</span><span>＜</span><span> Q</span><span>＜</span><span>1800</span><span>时</span><span>, COSQ</span><span>为负值</span><span>,</span><span>即血流背离超声探头而去，频衰减低，</span><span>fd</span><span>为负向频移。</span></span></p><p><span>c) <span>当时</span><span>Q=0</span><span>或</span><span>Q=1800</span><span>时</span><span>, COSQ= ±1,</span><span>即血流与声束在同一线上相向或背向运动，这时</span><span>fd</span><span>最大。</span></span></p><p><span>d) <span>当时</span><span>Q=900,COSQ=0</span><span>时</span><span>, </span><span>即血流方向与声束垂直，此时</span><span>fd =0</span><span>，检不出多普勒频移。</span></span></p><p><span>3<span>、三种多普勒方式</span></span></p><p><span>(1)<span>连续波多普勒</span><span>(CW)</span></span></p><p><span>采用两种超声换能器<span>,</span><span>一个发射恒定的超声波</span><span>,</span><span>另一个换能器恒定地接收其反射波</span><span>(</span><span>或后向散射波</span><span>), </span><span>沿声束出现的血流和组织运动多普勒频移全部被接受</span><span>,</span><span>分析</span><span>,</span><span>显示出来。</span><span>CW</span><span>不能提供距离信息</span><span>,</span><span>即不具有距离选通性</span><span>,</span><span>不受深度限制</span><span>,</span><span>能测深部血流</span><span>,</span><span>无折返现象</span><span>,</span><span>可测高速血流。</span></span></p><p><span>连续波多普勒在取样线上有符号标记，其符号仅表示波束发射声束与接受声束的焦点，或声束与血流的焦点。</span></p><p><span>(2)<span>脉冲波多普勒</span><span>(PW)</span><span>、</span></span></p><p><span>采用单个换能器<span>,</span><span>在很短的脉冲期发射超声波</span><span>,</span><span>而在脉冲间期内有一个</span><span>”</span><span>可听期</span><span>”</span><span>。脉冲多普勒具有距离选通能力</span><span>,</span><span>可设定取样容积的尺寸</span><span>,</span><span>并调节其深度、位置，利用发射与反射的间歇接受频移信号，测值相对准确，但检查深部及高速血流受到限制。并受脉冲重复频率</span><span>-PRF</span><span>的影响，</span><span>PRF</span><span>越高，测量血流速度也越高。多普勒频谱技术的分析基础是快速富里叶变换</span><span>-FFT</span><span>。</span></span></p><p><span>(3)<span>高重复频率脉冲多普勒</span><span>-HPRF</span></span></p><p><span>是在脉冲多普勒基础上改进，探头在发射一组超声脉冲波之后，不等采样部位的回声信号反回探头又发射出新的超声脉冲群，这样在一组声束方向上，若有一组超声脉冲向心腔内发射，第二组超声发射后，探头接受的实际上是来自第一组超声脉冲的回声，依次类推，相当于<span>PRF</span><span>加倍，频移也就增加一倍，扩大了血流速度测量范围。</span></span></p><p><span>二、多普勒血流频谱分析基础</span></p><p><span>1<span>、多普勒血流频谱分析是给出一种显示，它的两个正交轴分别代表时间（水平轴）和频率（垂直轴），而相应的信号幅度则用密度或亮度表示。</span></span></p><p><span>2<span>、为什么要频谱分析</span></span></p><p><span>（<span>1</span><span>）所有的血红细胞速度都不尽相同，在同一时刻，将产生许多频移，成为复杂波；</span></span></p><p><span>（<span>2</span><span>）具有相同流速的红细胞的数量也不一样，产生的振幅信号强度也不尽一致；</span></span></p><p><span>（<span>3</span><span>）又因血流脉动的影响，信号频率和振幅将随时间而变化。所以，血流信息是随空间和时间而变化的复杂信息。</span></span></p><p><span>把形成复杂振动的各个简单振动的频率和振幅找出来，列成频谱图，成为频谱分析。</span></p><p><span>在心血管测量中，频率（频移）代表血流速度，振幅代表具有该流速的血细胞的数目。在频谱图中，若横坐标代表频率，纵坐标代表振幅，由于频率与振幅的乘积即频谱曲<span> </span><span>线下的面积等于信号的功率，这种频谱图也称为功率谱。</span></span></p><p><span>3<span>、在多普勒超声血流测量中，</span><span>FFT</span><span>技术是频谱分析的主要方式。</span></span></p><p><span>在频谱显示为：速度<span>/</span><span>频率</span><span>-</span><span>时间显示谱图中有关概念：</span></span></p><p><span>（<span>1</span><span>）谱图上</span><span>“</span><span>横轴</span><span>”</span><span>代表时间（时基），即血流持续时间，单位为秒；横轴线也代表零频移线，在基线上面谱图为正向频移，血流朝向探头；在基线下面则为负向频移，血流方向背离探头。</span></span></p><p><span>（<span>2</span><span>）</span><span>“</span><span>纵轴</span><span>”</span><span>代表速度（频移）大小，用</span><span>KHZ </span><span>表示（也可换算成速度）；</span></span></p><p><span>（<span>3</span><span>）</span><span>“</span><span>收缩峰</span><span>”</span><span>指在心动周期内达到收缩峰频率和峰速的位置；</span></span></p><p><span>（<span>4</span><span>）</span><span>“</span><span>舒张期末</span><span>”</span><span>将要进入下一个收缩期的最末点；</span></span></p><p><span>（<span>5</span><span>）</span><span>“</span><span>窗</span><span>”</span><span>为无频率显示区域；</span></span></p><p><span>（<span>6</span><span>）</span><span>“</span><span>频带宽度</span><span>”</span><span>表示频移在垂直方向上的宽度，即某一瞬间采样血流中血细胞速度分布范围的大小，如速度分布范围大，频带则宽，若速度分布范围小频带窄。</span></span></p><p><span>（<span>7</span><span>）</span><span>“</span><span>频带灰阶</span><span>”</span><span>即信号幅度，表示血流速度相同的血细胞数目多少。</span></span></p><p><span>三、脉冲多普勒局限性</span></p><p><span>1<span>、脉冲重复频率与最大测量速度</span></span></p><p><span>脉冲重复频率<span>-PRF</span></span></p><p><span>为了正确显示频移大小和方向，<span>PRF</span><span>必须大于</span><span>fd</span><span>的两倍，即</span><span>PRF</span><span>＞</span><span>2 fd</span><span>，或写成</span><span>fd</span><span>＜</span><span>1/2 PRF, 1/2PRF</span><span>称为尼套斯特频率极限，如果多普勒频移（或换算为血流速度）超过这一极限，会产生频率失真，或频率混淆（折返）。所以要测量高速血流，</span><span>PRF</span><span>必须快。</span></span></p><p><span>2<span>、脉冲重复频率与最大采样深度</span></span></p><p><span>最大采样深度<span>dmax=C/2 PRF</span></span></p><p><span>如脉冲重复频率（<span>PRF</span><span>）愈高，两个脉冲间隔时间愈短，采样深度也愈小，反之则采样深度愈大。</span></span></p><p><span>3<span>、距离测量与速度测量</span></span></p><p><span>最大测量速度<span>Vmax</span><span>与最大深度</span><span>dmax</span><span>的关系为</span><span>Vmax·dmax≤C2/8f0</span><span>（常数）所以探测深度越深，则可测的速度范围便越小</span><span>,</span><span>两者互相抑约。</span></span></p><p><span>4<span>、距离分辨力与速度分辨力</span></span></p><p><span>距离分辨力好（采样溶积小），则速度分辨力便低（频带愈宽），反之亦然。<span>——</span><span>速度和距离的测不准原理。</span></span></p><p><br /></p><p><span>冠维医修</span><span>ID: <span>打造医疗设备金牌服务商</span></span></p><p><span>微信公众号：</span></p><p><span></span></p><p><span></span></p><p><span>联系电话：</span></p><p><span>400-666-8263</span></p><p></p><p><br /></p>
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发表于 2020-10-19 15:19:48