超聲影像學(xué)(多普勒血流顯像)

A型超聲診斷Ａ型儀回聲圖超聲診斷常見顯示方式B型超聲診斷超聲診斷常見顯示方式M型超聲診斷回聲以光點(diǎn)顯示，采用時(shí)間展開，形成波群曲線。超聲診斷常見顯示方式D型超聲診斷頻譜顯示超聲射向流動的紅細(xì)胞，接收到紅細(xì)胞散射回聲，提取Dopplershift（多普勒頻移）,經(jīng)ＦＦＴ處理，形成頻譜顯示。頻譜在baseline以上者為迎向探頭的血流，baseline以下者為離開探頭的血流。超聲診斷常見顯示方式第四章

多普勒血流顯像

教學(xué)目標(biāo)掌握多普勒效應(yīng)的基本概念及臨床應(yīng)用價(jià)值2.

掌握彩色多普勒血流顯像的基本原理3.熟悉彩色多普勒技術(shù)應(yīng)用的注意事項(xiàng)及血流特征

生活中的多普勒效應(yīng)多普勒超聲臨床應(yīng)用范圍心臟瓣膜病變及先天性心臟?。蛔枞膭用}（動脈閉塞）；動脈縮窄（狹窄）；血栓（深靜脈血栓）；靜脈曲張（靜脈功能不全）；動靜脈畸形；心臟壁的運(yùn)動。多普勒超聲類型

1、狹義上指彩色多普勒血流顯像(CDFI)2、廣義上包括有：（1）彩色多普勒血流顯像(CDFI)

（2）彩色多普勒組織成像(CDTI)

（3）經(jīng)顱彩色多普勒血流顯像(TCD)

（4）彩色多普勒能量圖(CDE)

（5）頻譜多普勒：脈沖型多普勒(pw)、連續(xù)型多普勒(cw)其基本原理是依賴于多普勒效應(yīng)。連續(xù)波與脈沖波的概念第一節(jié)多普勒效應(yīng)一、多普勒原理

1.定義：當(dāng)聲源與接收器作相對運(yùn)動時(shí)，接收器接收的聲波頻率與聲源發(fā)出的頻率不一致，這一現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。超聲的臨床工作中，通過分析接收到的運(yùn)動紅細(xì)胞的相對頻移，檢測血流。

二、詳細(xì)解釋：探頭（聲源）朝向血管發(fā)出頻率為fo的超聲波信號，發(fā)射的信號遇到血管內(nèi)運(yùn)動的紅細(xì)胞，探頭接收到紅細(xì)胞背向散射信號，頻率為f，接收的信號頻率會發(fā)生改變，朝向探頭頻率增加，背向探頭頻率減低。接收信號頻率與發(fā)射頻率差異，就是多普勒頻移fd。超聲通過多普勒效應(yīng)檢測運(yùn)動的血流頻率差，為多普勒超聲診斷，亦稱為差頻顯示法。三、多普勒效應(yīng)在超聲診斷中的應(yīng)用：a、血流有無；b、血流方向；c、血流速度。第一節(jié)多普勒效應(yīng)第一節(jié)多普勒效應(yīng)四、多普勒公式：

在診斷成像中，多普勒效應(yīng)主要用于研究血流。

設(shè)目標(biāo)運(yùn)動方向與超聲聲束在同一方向運(yùn)動，探頭發(fā)出的超聲波頻率為f0，當(dāng)血管內(nèi)血流朝向探頭方向，與探頭發(fā)射超聲方向夾角為θ，血流運(yùn)動速為v探頭發(fā)出頻率f0的超聲，接收頻率差為fd的信號，

多普勒效應(yīng)的數(shù)學(xué)表示：由于多普勒效應(yīng)都是單程發(fā)射的聲。在臨床檢查中，發(fā)射和接收是同一換能器，換能器發(fā)出聲束，經(jīng)運(yùn)動物體反射后又接收，往返各一次，發(fā)射了二次多普勒效應(yīng)，所以，多普勒血流儀的多普勒公式：

第一節(jié)多普勒效應(yīng)

多普勒頻移fd與血流速度V之間的關(guān)系：血流速度：五、多普勒角度θ的意義

多普勒頻移隨角度改變而改變多普勒聲束與血管內(nèi)血流方向之間的夾角θ很重要。稱多普勒頻移角度。角度從0~90°，cosθ變化。（1）θ=0°時(shí)，cosθ最大，即頻移最大，相應(yīng)地聲束與血管內(nèi)血流平行，這種情況在實(shí)踐中很少達(dá)到。（2）θ=90°時(shí)，cosθ=0，表示血流與多普勒聲束垂直，此時(shí)探測不到多普勒血流頻移信號。第一節(jié)多普勒效應(yīng)五、多普勒角度的意義（3）在實(shí)際工作中，測量血流時(shí)保持多普勒聲束角度在30~60°可取得可靠的多普勒頻移信號是很重要的。

（4）臨床工作中，努力使角度在這個(gè)范圍，不要超過60°。這就是頻譜多普勒的角度校正。（5）較大的血流速度計(jì)較小的夾角，產(chǎn)生較大的多普勒頻移，但并不超聲更強(qiáng)的多普勒頻移信號。

第一節(jié)多普勒效應(yīng)六、人體產(chǎn)生多普勒效應(yīng)條件：

1、多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的條件：相對運(yùn)動，反射源及散射源。a、血流中紅細(xì)胞約8.5微米，超聲波長一般為0.3~0.5mm，大約是紅細(xì)胞的60倍，滿足d《λ，紅細(xì)胞是很好的散射體。b、利用紅細(xì)胞作為良好散射體及血管內(nèi)的運(yùn)動，這就是多普勒血流儀測量人體的血流的原理。第一節(jié)多普勒效應(yīng)六、人體產(chǎn)生多普勒效應(yīng)條件：2、人體血流多普勒頻移的范圍人體血流速度為幾十厘米到幾米／秒，發(fā)射超聲頻率一般為3MHz～5MHz，用公式求得頻移范圍約是幾百到幾千Hz，在可聽聲頻率范圍，故可通過頻移輸入到儀器，可以輸出多普勒血流聲。3、低頻多普勒信號的去除心壁、腱索、瓣膜及血管壁，能產(chǎn)生低頻多普勒信號，對檢測血流信號是干擾信號，儀器中設(shè)置一個(gè)低頻濾波器濾除。

第一節(jié)多普勒效應(yīng)第一節(jié)多普勒效應(yīng)討論：利用多普勒效應(yīng)可以獲得運(yùn)動目標(biāo)即血流的速度及運(yùn)動方向多普勒效應(yīng)的應(yīng)用要考慮夾角的影響常用多普勒超聲顯像方式：頻譜多普勒：脈沖（PW)、連續(xù)（CW)彩色編碼多普勒一、臨床要求：心血管疾病中，常常需要檢測心血管內(nèi)某一小區(qū)域的血流，如瓣膜口某側(cè)血流，以判斷疾??；這項(xiàng)技術(shù)叫區(qū)域選通；二、操作要求：

1、把心臟或血管的二維圖像與脈沖多普勒技術(shù)有機(jī)結(jié)合，取樣容積可在二維圖像監(jiān)視下調(diào)節(jié)；取樣容積的位置，決定了檢測部位，大小決定了血流量；

2、通過角度校正：角度校正位于取樣容積中央，調(diào)整指向血管腔內(nèi)血流方向，計(jì)算探測到的絕對血流速度；第二節(jié)脈沖頻譜多普勒PW3、選用距離選通接收器，實(shí)際上是接收前設(shè)置延遲電路；三、關(guān)于脈沖重復(fù)頻率：

1、設(shè)所測血管深度為d，則超聲由體表到被測血流往返時(shí)間為：T=2d／c；

2、脈沖多普勒每秒鐘發(fā)射超聲脈沖個(gè)數(shù)，為脈沖重復(fù)頻率PRF,一般為KHz；

3、脈沖多普勒最大取樣深度，與PRF成反比：Rmax=C/2PRF；第二節(jié)脈沖頻譜多普勒三、關(guān)于脈沖重復(fù)頻率：

4、對血流進(jìn)行取樣，取樣容積內(nèi)包含有很多紅細(xì)胞，因此，取樣信號是一個(gè)由多種不同頻率組成的復(fù)雜信號；采集血流信號經(jīng)計(jì)算機(jī)做FFT分析處理，以實(shí)時(shí)頻譜形式顯示；

5、信號處理告訴我們，為了讓取樣信號代表原始波形，晶體發(fā)出的原始超聲波頻率ｆ必須小于或等于二分之一取樣頻率（脈沖重復(fù)頻率）：ｆ≤PRF/2，稱為奈奎斯特極限頻率

第二節(jié)脈沖頻譜多普勒三、關(guān)于脈沖重復(fù)頻率：

6、血流速度低，頻移產(chǎn)生頻率低于奈奎斯特極限頻率，測原始波形可在需要信息基礎(chǔ)上入射重建；如果血流速度很高，高于奈奎斯特極限頻率，則由取樣信號重建的波形就與原始波形不一樣，這種現(xiàn)象叫做頻譜倒錯(cuò)，亦稱為頻譜混疊、頻率失真等。7、脈沖多普勒頻譜顯示出現(xiàn)倒錯(cuò)時(shí)，超過奈奎斯特極限頻率的那部分頻譜，顯示在基線對側(cè)。所以脈沖多普勒不能檢測高速血流性質(zhì)及測量速度。第二節(jié)脈沖頻譜多普勒四、脈沖多普勒信號的處理與顯示：1、頻譜分析是將取樣容積內(nèi)所接收的血流進(jìn)行多普勒信號分解，與棱鏡分解光譜相似；2、水平軸代表時(shí)間，垂直軸代表流速?；€上是正向速度，基線下是負(fù)向速度，基線可以調(diào)整；3、頻譜的第三個(gè)軸對應(yīng)背向散射能量，以亮點(diǎn)表示；4、混疊：速度超過奈奎斯特極限就產(chǎn)生。第二節(jié)脈沖頻譜多普勒五、混疊的處理：1、調(diào)整基線；2、提高速度刻度；3、降低發(fā)射頻率；六、頻譜多普勒的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：1、優(yōu)點(diǎn)：定點(diǎn)檢測血流；實(shí)時(shí)分辨率（對心動周期中血流速度的分布能詳細(xì)分析）；計(jì)算血流速度2、缺點(diǎn)：易發(fā)生混疊、不能探測最大速度、角度依賴第二節(jié)脈沖頻譜多普勒取樣容積PW的特點(diǎn)有一定的取樣容積距離選通反映取樣容積這一部分的血流狀態(tài)測高速血流時(shí)頻譜混疊現(xiàn)象第二節(jié)脈沖頻譜多普勒如果在脈沖多譜勒中存在假信號，影像會以相反的方向折轉(zhuǎn)顯示收縮期內(nèi)的前流血液。脈沖/連續(xù)多譜勒影像脈沖多譜勒連續(xù)多譜勒第二節(jié)脈沖頻譜多普勒一、工作原理

雙晶片探頭連續(xù)發(fā)射超聲，接收發(fā)射差頻信號，處理得到檢查目標(biāo)的運(yùn)動情況。二、顯示

單方向頻譜聲像圖三、特點(diǎn)

1.記錄全部差頻信號但沒有距離選通,用于單個(gè)運(yùn)動目標(biāo)檢查

2.目標(biāo)的運(yùn)動速度檢查沒有局限性

3.測量速度的準(zhǔn)確性受目標(biāo)運(yùn)動方向與聲束夾角的影響第三節(jié)連續(xù)頻譜多普勒CWCW的特點(diǎn)無取樣容積無距離選通反映取樣線的血流狀態(tài)能測高速血流，不出現(xiàn)頻譜混疊現(xiàn)象第四節(jié)高脈沖重復(fù)頻率多普勒一、工作原理

單晶片探頭發(fā)射短脈沖超聲，在回聲信號到達(dá)探頭之前再次發(fā)射超聲脈沖，接收發(fā)射差頻信號，處理得到檢查目標(biāo)的運(yùn)動情況。二、顯示

單方向頻譜聲像圖三、特點(diǎn)

1.高脈沖重復(fù)頻率多普勒與脈沖頻譜多普勒的技術(shù)特點(diǎn)基本相同

2.由于是雙脈沖信號，相當(dāng)于脈沖頻率提高一倍，奈奎斯特極限頻率增加，增大了目標(biāo)運(yùn)動速度的檢查范圍

3.優(yōu)點(diǎn)：保留了脈沖多普勒定位診斷的特點(diǎn)，增加了連續(xù)多普勒成像對高速血流測量的優(yōu)勢。第五節(jié)彩色多普勒顯示方式CDFI一、工作原理：與脈沖多普勒原理相同，但采取多點(diǎn)采樣，對每一點(diǎn)頻移大小和方向進(jìn)行彩色編碼，將二維彩色信息疊加在二維灰階圖像相應(yīng)區(qū)域。

二、顯示

紅色代表朝向探頭方向的血流，藍(lán)色代表背離探頭的血流，亮度代表血流平均速度，以五彩代表湍流。三、特點(diǎn)

1.直觀：最適合顯示分流及反流

2.與脈沖多普勒相同，受聲束入射夾角和奈奎斯特極限頻率的影響，超過奈奎斯特極限頻率值時(shí)，出現(xiàn)混疊現(xiàn)象。第五節(jié)彩色多普勒顯示方式CDFI四、彩色多普勒血流成像操作：

1、彩色框：由很多處理的掃描線上單個(gè)取樣容積組成，因此，彩色血流處理時(shí)間長，幀頻低；

2、彩色刻度：與脈沖多普勒相同；

3、角度的意義：與脈沖多普勒相同；轉(zhuǎn)變聲束，調(diào)整聲束與血管之間足夠小的角度，才能得到可靠的多普勒信號；

4、混疊：顏色翻轉(zhuǎn)。為了組成精確的信號，必須有足夠的取樣，取樣頻率提高。提高幀頻，混疊減少；

5、脈沖重復(fù)頻率的意義：即取樣頻率，儀器通過提高彩色刻度達(dá)到。但取樣深度受限；

6、深度的意義：深度增大，延遲時(shí)間延長，脈沖重復(fù)頻率降低，測量頻移信號最大值減少。第五節(jié)彩色多普勒顯示方式CDFI

五、彩色多普勒觀察與分析1、圖像形成：彩色血流信號顯示在相應(yīng)的二維黑白圖像的液性暗區(qū)內(nèi)。2、彩色編碼方式：正紅負(fù)藍(lán)或正藍(lán)負(fù)紅3、血流速度與彩色輝度：由亮到暗，速度由高到低4、流速離散度顯示：離散度小，顏色純凈。紊亂血流增加綠色成分，輝度強(qiáng)弱代表紊亂的程度。正向血流紊亂呈黃色，負(fù)向血流紊亂呈青色。5、五彩鑲嵌血流圖像的形成：五彩混雜，交互出現(xiàn)。見于渦流等。

第五節(jié)彩色多普勒顯示方式CDFI

六、彩色多普勒顯示技術(shù)方法

1.彩色圖標(biāo)調(diào)節(jié)改變編碼色彩及范圍

2.超聲頻率選擇根據(jù)檢查部位和探頭選擇超聲頻率

3.濾波器轉(zhuǎn)換根據(jù)目標(biāo)運(yùn)動速度選擇濾波器

4.速度標(biāo)尺調(diào)節(jié)顯示灰階

5.增益調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)總增益及信號顯示增益

6.取樣框調(diào)節(jié)移動、縮放檢查區(qū)域

7.零位基線移動改變色標(biāo)零位

8.余輝調(diào)節(jié)選擇不同的余輝

9.TGC調(diào)節(jié)改變深度增益第五節(jié)彩色多普勒顯示方式CDFI七、CDFI的優(yōu)勢與不足：1、優(yōu)勢：顯示某一區(qū)域的血流全貌，顯示血流方向，鑒別湍流和異常血流區(qū)域，顯示血流缺失；2、不足：受平均速度限制，對深部顯示差（時(shí)間分辨率差），易產(chǎn)生混疊，角度依賴第五節(jié)彩色多普勒顯示方式CDFICDFI的特點(diǎn)取樣框內(nèi)的血流狀態(tài)各點(diǎn)的血流方向和速度反映血流性質(zhì)：層流、湍流高速血流或湍流時(shí)出現(xiàn)五彩鑲嵌第六節(jié)能量多普勒顯示方式1、能量多普勒又稱：能源多普勒、振幅多普勒、多普勒血管造影；2、原理：背向散射多普勒信號量度，如能源，瞬間信號強(qiáng)度計(jì)算并疊加到B型成像中。3、優(yōu)勢：對血流更加敏感，不發(fā)射混疊，邊界顯示更佳；4、缺點(diǎn)：不能顯示速度及方向，沒有時(shí)間分辨力，對運(yùn)動及其敏感。第六節(jié)能量多普勒顯示方式第七節(jié)正常多普勒血流特征頻譜圖像的分析一、人體血流的正常及異常流動狀態(tài)：層流、湍流、渦流二、層流血流性質(zhì)及頻譜特征：血流性質(zhì)為中間快，靠近血管壁的血流速度稍慢。頻譜特征：速度梯度小，頻譜窄。頻譜光點(diǎn)密集，包絡(luò)光滑，頻譜與基線之間有明顯空窗。血流聲柔