【大學(xué)課件】超聲學(xué)-超聲多普勒診斷與成像

第七章超聲多普勒診斷與成像第七章超聲多普勒診斷與成像1超聲多普勒效應(yīng)多普勒原理在超聲醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用超聲血流檢測的物理學(xué)基礎(chǔ)D型超聲成像診斷儀及其應(yīng)用范圍和特點（超聲多普勒血流成像儀、能量多普勒血流成像）主要內(nèi)容超聲多普勒效應(yīng)主要內(nèi)容2血流成像的發(fā)展連續(xù)波超聲血流成像脈沖波超聲血流成像多通道脈沖波超聲血流成像超聲多普勒血流成像一、多普勒效應(yīng)血流成像的發(fā)展一、多普勒效應(yīng)31842年奧地利物理學(xué)家多普勒（Doppler）發(fā)現(xiàn)并研究了聲波的“頻移”現(xiàn)象，后被命名為“多普勒效應(yīng)”。多普勒效應(yīng)是指波源將某一頻率f的波以一種固定的傳播速度向外輻射時,如果波源與接收系統(tǒng)產(chǎn)生相對運動，則所接收到的波的頻率f′會發(fā)生變化（即頻移），即兩個頻率的差值：Δf=f′－f多普勒效應(yīng)1842年奧地利物理學(xué)家多普勒（Doppler）發(fā)現(xiàn)并研究了4超聲多普勒效應(yīng)超聲如同聲音一樣，以確定的速度通過介質(zhì)，當(dāng)遇到兩種不同介質(zhì)的分界面時就能發(fā)生反射和折射。當(dāng)反射邊界固定不變時，反射波的頻率等于入射波的頻率；但當(dāng)反射邊界朝向聲源移動時，反射超聲波的波長就被壓縮，反之被拉伸。超聲多普勒效應(yīng)超聲如同聲音一樣，以確定的速度通過介質(zhì)，當(dāng)遇到5超聲多普勒效應(yīng)由于超聲波在傳輸介質(zhì)中的速度是恒定的；因此根據(jù)公式c=λf，超聲波波長的變化導(dǎo)致了頻率的移動，此現(xiàn)象被稱為超聲多普勒效應(yīng)。超聲多普勒效應(yīng)由于超聲波在傳輸介質(zhì)中的速度是恒定的；6二、多普勒原理在超聲醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用大多數(shù)應(yīng)用運動結(jié)構(gòu)反射回來的超聲波束，檢測出其中的多普勒頻移，作為探查目標(biāo)的運動速度信息，然后通過監(jiān)聽、用儀器去分析、用圖像去顯示或者用影像去顯現(xiàn)人體內(nèi)部器官的運動狀態(tài)。二、多普勒原理在超聲醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用大多數(shù)應(yīng)用運動結(jié)構(gòu)反射7多普勒原理在超聲醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用臨床上，當(dāng)聲源或發(fā)射界面移動時，所發(fā)射或散射的超聲，可認(rèn)為是微小的聲源；當(dāng)紅細(xì)胞流經(jīng)心臟大血管時，從其表面散射的聲頻將發(fā)生改變，這種頻移可指示血流的方向和速度；如紅細(xì)胞朝向探頭，發(fā)射的聲頻將提高；反之，聲頻降低；多普勒原理在超聲醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用臨床上，當(dāng)聲源或發(fā)射界面移8多普勒原理在超聲醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用當(dāng)通過大血管時，若血流正常，紅細(xì)胞平移，鄰近的紅細(xì)胞血流方向相同且速度相近；由這些移動的紅細(xì)胞產(chǎn)生的Doppler頻率，符號相同，均為正或均為負(fù)，即具有相當(dāng)一致的特性，“音調(diào)”平穩(wěn)，稱為層流。多普勒原理在超聲醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用當(dāng)通過大血管時，若血流正常9多普勒原理在超聲醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用由于左右分流或瓣膜疾病，致使心內(nèi)血流受到干擾，各個紅細(xì)胞的移動不平行；在受干擾的血流區(qū)各個紅細(xì)胞以不同的方向和速度移動，所產(chǎn)生的Doppler頻移正負(fù)兼有，且頻移波動范圍很大，出現(xiàn)頻譜較寬、音調(diào)粗糙，稱為湍流。多普勒原理在超聲醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用由于左右分流或瓣膜疾病，致10多普勒原理在超聲醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用聲源與發(fā)射界面或散射體之間存在相對運動時，接收到的聲波信號頻率與入射聲波頻率就存在差別；頻移的幅度與相對運動速度成正比。多普勒原理在超聲醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用聲源與發(fā)射界面或散射體之間11頻率偏移的大?。浩渲校篊為聲速，f為超聲波傳播頻率，V為物體的運動速度，θ為聲速與物體運動方向的夾角；從式中可以看到，多普勒頻偏與物體運動的速度成正比。頻率偏移的大小：12當(dāng)超聲發(fā)射體(探頭)和反射體之間有相對運動時，回聲的頻率有所改變，此種頻率的變化稱之為頻移。距離變近則頻率增加，距離變遠(yuǎn)則頻率減少。檢測出多普勒頻偏，就能夠得出運動器官或血流的運動速度，而超聲多普勒頻偏的正負(fù)可以反映出運動的方向。當(dāng)超聲發(fā)射體(探頭)和反射體之間有相對運動時，回聲的頻率有所13利用由運動結(jié)構(gòu)反射回來的超聲波束的多普勒頻移來提供人體器官或物體（如心臟壁和血液）的運動速度信息的超聲多普勒方法，已被廣泛應(yīng)用于人體運動結(jié)構(gòu)的臨床診斷中，并且具有相當(dāng)高的診斷價值。多普勒原理在超聲醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用利用由運動結(jié)構(gòu)反射回來的超聲波束的多普勒頻移來提供人體器官或14多普勒原理在超聲醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用優(yōu)點：安全、無創(chuàng)、直觀可實時成像、可重復(fù)檢查能實時提供組織和檢測目標(biāo)的運動信息可提供血流動力學(xué)信息人體血管血流形態(tài)圖流速、流動穩(wěn)定性多普勒原理在超聲醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用優(yōu)點：15多普勒原理在超聲醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用缺點：不能實現(xiàn)對血流運動狀況的無偏估計無法保證估計的可信度和速度分辨力接收頻譜受多種展寬、畸變和模糊因素的影響運動信息提取的的準(zhǔn)確性易受影響多普勒原理在超聲醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用缺點：16應(yīng)用的種類：多普勒超聲聽診法多普勒超聲頻譜診斷法與彩色多普勒超聲經(jīng)顱多普勒越聲診斷法及彩色三維經(jīng)顱多普勒超聲診斷法彩色多普勒血流成像法彩色多普勒能量圖法多普勒原理在超聲醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用應(yīng)用的種類：多普勒原理在超聲醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用17彩色多普勒超聲一般是用自相關(guān)技術(shù)進(jìn)行多普勒信號處理，把自相關(guān)技術(shù)獲得的血流信號經(jīng)彩色編碼后實時地疊加在二維圖像上，即形成彩色多普勒超聲血流圖像。由此可見，彩色多普勒超聲（即彩超）既具有二維超聲結(jié)構(gòu)圖像的優(yōu)點，又同時提供了血流動力學(xué)的豐富信息，實際應(yīng)用受到了廣泛的重視和歡迎，在臨床上被譽為“非創(chuàng)傷性血管造影”。彩色多普勒超聲一般是用自相關(guān)技術(shù)進(jìn)行多普勒信號處理，把自相關(guān)18主要優(yōu)點：能快速直觀顯示血流的二維平面分布狀態(tài)。可顯示血流的運行方向。有利于辨別動脈和靜脈。有利于識別血管病變和非血管病變。有利于了解血流的性質(zhì)。能方便了解血流的時相和速度。能可靠地發(fā)現(xiàn)分流和返流。能對血流束的起源、寬度、長度、面積進(jìn)行定量分析。主要優(yōu)點：19三、超聲血流檢測的物理學(xué)基礎(chǔ)血液的超聲散射主要是由紅細(xì)胞產(chǎn)生的。超聲散射回波取決于血液的流場、入射波的類型、各散射子之間相干的結(jié)果所產(chǎn)生的“凈”貢獻(xiàn)。三、超聲血流檢測的物理學(xué)基礎(chǔ)血液的超聲散射主要是由紅細(xì)胞產(chǎn)生20超聲血流檢測的物理學(xué)基礎(chǔ)散射子模型包括（見表7.1）：分立散射子模型連續(xù)介質(zhì)模型混合（Hybird）模型超聲血流檢測的物理學(xué)基礎(chǔ)散射子模型包括（見表7.1）：21超聲血流檢測的物理學(xué)基礎(chǔ)血細(xì)胞對超聲波的散射是超聲血流檢測的物理學(xué)基礎(chǔ)：通過檢測散射信號的多普勒頻偏，或跟蹤回波信號的時延或相位變化；實現(xiàn)血流信號的超聲檢測。超聲血流信號檢測分為：多普勒方法非多普勒方法超聲血流檢測的物理學(xué)基礎(chǔ)血細(xì)胞對超聲波的散射是超聲血流檢測的22四、D型超聲成像診斷儀D型超聲成像診斷儀（DopplerUltrasound），也即超聲多普勒診斷儀分為：連續(xù)波多普勒(CWD)脈沖式實時二維彩色四、D型超聲成像診斷儀D型超聲成像診斷儀（Doppler231、連續(xù)波多普勒(CWD)探頭中的一個換能器發(fā)射出某一頻率的連續(xù)超聲波信號，當(dāng)聲波遇到運動目標(biāo)血流中的紅細(xì)胞群，則反射回來的信號已是變化了頻率的超聲波。1、連續(xù)波多普勒(CWD)241、連續(xù)波多普勒(CWD)混頻、解調(diào)聲音、波形或血流圖1、連續(xù)波多普勒(CWD)25多普勒頻譜頻譜處理中，波束成形數(shù)字信號經(jīng)過數(shù)字濾波，并通過正交本振信號(LO，頻率為發(fā)射頻率)混頻至基帶信號，然后以發(fā)射脈沖重復(fù)頻率(PRF)進(jìn)行采樣。利用復(fù)雜的快速傅里葉變換(FFT)獲得多普勒頻譜，以重現(xiàn)接收信號的速度信息。多普勒頻譜26多普勒頻譜FFT輸出的每個二進(jìn)制信號幅度經(jīng)過計算和壓縮，使其達(dá)到顯示圖像所要求的動態(tài)范圍。最終信號幅度作為時間函數(shù)，顯示在超聲設(shè)備的顯示屏上。在連續(xù)波多普勒(CWD)成像系統(tǒng)中，信號處理的過程基本相同。多普勒頻譜27多普勒頻譜除了處理這些顯示信號外，頻譜處理器還產(chǎn)生左、右聲道的立體聲音頻信號，表示正向和負(fù)向運動。DAC對這些信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，驅(qū)動外部揚聲器和耳機(jī)。多普勒頻譜281、連續(xù)波多普勒(CWD)多數(shù)的心臟檢查和一些通用的超聲成像系統(tǒng)中，常常使用連續(xù)波多普勒CWD以確保精確測量心臟內(nèi)高速流動的血液。CWD模式下，超聲傳感器單元以傳感器孔徑為中心分割成對等的兩部分。一半單元用于發(fā)射，產(chǎn)生CWD聚焦波束；另一半單元用于接收，產(chǎn)生聚焦的接收波束。1、連續(xù)波多普勒(CWD)291、連續(xù)波多普勒(CWD)發(fā)射單元的驅(qū)動波形為多普勒頻率的方波，頻率范圍通常為1MHz至7.5MHz。發(fā)射波形的抖動必須足夠小，以防止相位噪聲對多普勒頻移檢測的影響。通過正確調(diào)整發(fā)射波形的相位，實現(xiàn)發(fā)射波束聚焦。類似地，通過正確調(diào)整接收波形的相位并進(jìn)行疊加，實現(xiàn)CWD接收信號聚焦。1、連續(xù)波多普勒(CWD)301、連續(xù)波多普勒(CWD)在此模式下，發(fā)射和接收同時進(jìn)行，有用的多普勒信號頻率和不移動的人體組織在發(fā)射基波頻率下產(chǎn)生的強反射信號的頻率相差只有幾kHz。處理如此大的信號所需要的動態(tài)范圍已經(jīng)超出了圖像接收通道VGA、AAF和12位ADC可以承受的范圍。因此，CWD必須使用其它高動態(tài)范圍接收解決方案。1、連續(xù)波多普勒(CWD)311、連續(xù)波多普勒(CWD)CWD接收機(jī)通常使用兩種方法處理CWD信號。第一種方法是高性能超聲系統(tǒng)在LNA輸出端提取接收到的CWD信號。本振頻率等于發(fā)送頻率的混頻器對信號進(jìn)行波束成形，再混頻至基帶進(jìn)行處理。I/Q本振信號可以逐通道調(diào)整相位，對接收到的CWD信號相位進(jìn)行偏移?；祛l器輸出相疊加，經(jīng)帶通濾波器，最后進(jìn)入ADC進(jìn)行采樣。1、連續(xù)波多普勒(CWD)321、連續(xù)波多普勒(CWD)CWD接收機(jī)通常使用兩種方法處理CWD信號。采樣得到的基帶波束信號處于音頻范圍(100Hz至50kHz)，采用工作在音頻頻率范圍的ADC對I和Q的CWD信號進(jìn)行數(shù)字化。這些ADC需要出色的動態(tài)范圍，以便處理運動組織產(chǎn)生的較大的低頻多普勒信號和血液產(chǎn)生的微弱信號。1、連續(xù)波多普勒(CWD)331、連續(xù)波多普勒(CWD)CWD接收機(jī)通常使用兩種方法處理CWD信號。另一種方法是使用延遲線接收CWD信號，該方法常用于低成本設(shè)備。在此方法中，信號還是從LNA輸出提取，然后轉(zhuǎn)化成電流信號。通過一個交叉開關(guān)對相同相位的通道進(jìn)行疊加，產(chǎn)生8至16路獨立輸出，具體由接收波束成形器決定。1、連續(xù)波多普勒(CWD)341、連續(xù)波多普勒(CWD)CWD接收機(jī)通常使用兩種方法處理CWD信號。延遲線產(chǎn)生延遲，并將這些信號求和構(gòu)成一路波束成形RF信號；然后利用一個本振頻率等于發(fā)送頻率的I/Q混頻器將信號混頻至基帶；然后將基帶音頻信號濾波后，轉(zhuǎn)換至數(shù)字形式。1、連續(xù)波多普勒(CWD)35超聲多普勒胎心率監(jiān)護(hù)儀和超聲多普勒血流儀的設(shè)計原理。其中超聲波發(fā)射可分為連續(xù)波和脈沖波兩種。用連續(xù)多普勒儀器構(gòu)成的血管二維掃描基本上是一個平面圖，它代表血管在皮膚上的投影。超聲多普勒胎心率監(jiān)護(hù)儀和超聲多普勒血流儀的設(shè)計原理。361、連續(xù)波多普勒(CWD)優(yōu)點：靈敏度高、速度分辨能力強，很高的血流速度它都可以檢測出來，且不受深度限制。缺點：所有的運動目標(biāo)都產(chǎn)生了多普勒信號并混疊在一起，因而無法辨識信息產(chǎn)生的確切部位，所以它沒有距離（深度）的信息，無軸向距離分辨力。1、連續(xù)波多普勒(CWD)37D型超聲成像診斷儀2、脈沖式隨著脈沖多普勒技術(shù)、方向性探測、頻譜處理和計算機(jī)編碼技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展，超聲多普勒診斷儀不僅能夠?qū)嚯x進(jìn)行分辨，又能判定血流的方向和速度。D型超聲成像診斷儀2、脈沖式38D型超聲成像診斷儀脈沖波式超聲多普勒成像儀1．單元構(gòu)成與工作原理主控制單元、發(fā)射單元、探頭單元及接收處理單元中的多普勒信號處理通道和B(M)型輝度調(diào)制處理通道組成。D型超聲成像診斷儀脈沖波式超聲多普勒成像儀39脈沖波式超聲多普勒成像儀1、單元構(gòu)成與工作原理主控制單元是以中央微處理器、超聲頻率振蕩發(fā)生器為核心的中樞機(jī)構(gòu)；可以改變振蕩器發(fā)生的頻率f，控制發(fā)射單元中脈沖形成的周期（或脈沖重復(fù)頻率FPR），協(xié)調(diào)探頭的收、發(fā)工作狀態(tài)以及啟、閉接收電路中的距離選通門。脈沖波式超聲多普勒成像儀40脈沖波式超聲多普勒成像儀1、單元構(gòu)成與工作原理振蕩器產(chǎn)生的超聲波頻率信號分為兩路：一路送至發(fā)射電路中的門控電路，供其調(diào)制成脈沖信號送出；另一路傳至接收電路中作為原始信號的相位參考標(biāo)準(zhǔn)。脈沖波式超聲多普勒成像儀41脈沖波式超聲多普勒成像儀1、單元構(gòu)成與工作原理發(fā)射單元中的脈沖波源采自振蕩器送來的超聲頻率(f)信號。門控電路執(zhí)行主控電路的命令，將連續(xù)波f截取成重復(fù)頻率為FPR的脈沖段（也可按主控器的程序，調(diào)成其他頻率或其他函數(shù)形式的波形），送至發(fā)射驅(qū)動器、探頭等轉(zhuǎn)換成超聲波發(fā)射。脈沖波式超聲多普勒成像儀42脈沖波式超聲多普勒成像儀1、單元構(gòu)成與工作原理接收單元中有2路通道：一路將回聲信號按B型（輝度調(diào)制型）即時顯示出斷面影像；另一路則主要處理回聲中的多普勒頻移信號，最終以聲音或圖形的信號顯示出來。脈沖波式超聲多普勒成像儀43脈沖波式超聲多普勒成像儀1、單元構(gòu)成與工作原理發(fā)射和接收信號由探頭中的同一塊晶體完成。發(fā)射脈沖的寬度只有1～2μs。換能器在發(fā)射完第1個脈沖后即處于接收狀態(tài)，回聲轉(zhuǎn)換成一系列電脈沖信號。脈沖波式超聲多普勒成像儀44脈沖波式超聲多普勒成像儀1、單元構(gòu)成與工作原理工作過程與B型診斷儀的收發(fā)過程一致，因而它可以和B型顯示通道共用一個探頭；同時完成B型斷層成像和D型信號顯示。脈沖波式超聲多普勒成像儀452、探測距離的選通為了獲得人體內(nèi)部所需探測目標(biāo)的回聲信息，就必須采用距離（或深度）選通接收門控制器。平均聲速發(fā)射出脈沖信號的前沿為起始時刻(t0)距離選通門的開啟時刻為t0，關(guān)閉時刻為t1，則：

2、探測距離的選通462、探測距離的選通如果改變“距離選通門”的關(guān)閉時間t2，又可控制接收信號的長度，即τ=t2-t1的時間長短。在脈沖式超聲診斷中把（t1-t0）對應(yīng)的距離稱作取樣深度；而把（t2-t1）對應(yīng)的距離稱作容積長度。2、探測距離的選通473．運動目標(biāo)的方向性探測和頻譜分析運動目標(biāo)的單一方向性探測可以比較容易地運用頻移量：其取值的正負(fù)來判定。但有時情況并非盡然如此。3．運動目標(biāo)的方向性探測和頻譜分析483．運動目標(biāo)的方向性探測和頻譜分析如血管內(nèi)紅細(xì)胞的方向、速度并不總是相同，在某些部位會存在湍流或反流現(xiàn)象，此時多普勒信號也不是單一的頻率，從而具有一定的頻帶寬度；這樣就必須把這一信號的頻率上、下邊帶分離開來，通?？梢圆捎脝芜厧е苯臃蛛x、正交相位探測等方法。3．運動目標(biāo)的方向性探測和頻譜分析493．運動目標(biāo)的方向性探測和頻譜分析如果需要對一定頻帶寬度的頻譜作出比較精確的定量分析時，則應(yīng)該采用實時頻譜分析方法。使用這一方法在多普勒信號中分離和鑒別出許多頻率并作出處理。3．運動目標(biāo)的方向性探測和頻譜分析503．運動目標(biāo)的方向性探測和頻譜分析3．運動目標(biāo)的方向性探測和頻譜分析51相域處理的效果好壞，取決于帶寬相移網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的好壞。相域處理的效果好壞，取決于帶寬相移網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的好壞。52脈沖波式超聲多普勒成像儀另外，由于超聲B型成像顯示的配合使用，脈沖式多普勒診斷儀還可以在B型影像上顯示出多普勒聲束線和目標(biāo)運動方向上的夾角θ，于是根據(jù)：可得出目標(biāo)的運動速度脈沖波式超聲多普勒成像儀534.脈沖多普勒方法對探測深度和速度的限制脈沖重復(fù)頻率FPR一般為幾kHz，最大取樣深度Dmax是由脈沖重復(fù)頻率來決定的。兩者關(guān)系為：

4.脈沖多普勒方法對探測深度和速度的限制54在常規(guī)脈沖多普勒系統(tǒng)中，能檢測的最高運動速度Vmax與最大探測距離Ｄmax的乘積是一個常數(shù)：

在常規(guī)脈沖多普勒系統(tǒng)中，能檢測的最高運動速度Vmax與最大探55D型超聲成像診斷儀3、實時二維彩色將脈沖多普勒技術(shù)與二維（B型）實時超聲成像和M型超聲心動圖結(jié)合起來，在直觀的二維斷面實時影像上；同時顯現(xiàn)血流方向和相對速度，提供心血管系統(tǒng)在時間和空間上的信息。D型超聲成像診斷儀3、實時二維彩色56彩色多普勒血流成像儀脈沖多普勒探測的只是一維聲束上超聲多普勒血流信息。目前更為實用而技術(shù)上更為復(fù)雜先進(jìn)的系統(tǒng)是彩色多普勒成像儀器，由于其對于血流方面的多種狀態(tài)具有強大的顯示能力。彩色多普勒血流成像儀57彩色多普勒超聲血流圖（CDF）又稱彩色多普勒超聲顯像（CDI），它獲得的回聲信息來源和頻譜多普勒一致，血流的分布和方向呈二維顯示，不同的速度以不同的顏色加以別。雙功多普勒超聲系統(tǒng)，即是B型超聲圖像顯示血管的位置。多普勒測量血流，這種Ｂ型和多普勒系統(tǒng)的結(jié)合能更精確地定位任一特定的血管。彩色多普勒超聲血流圖（CDF）又稱彩色多普勒超聲顯像（CDI58彩色多普勒血流成像儀1．血流方向在頻譜多普勒顯示中，以零基線區(qū)分血流方向。在零基線上方者示血流流向探頭，零基線以下者示血流離開探頭。在CDI中，以彩色編碼表示血流方問，紅色或黃色色譜表示血流流向探頭（熱色）；而以藍(lán)色或藍(lán)綠色色譜表示血流流離探頭（冷色）。彩色多普勒血流成像儀59彩色多普勒血流成像儀2．血管分布CDI顯示血管管腔內(nèi)的血流，因而屬于流道型顯示，它不能顯示血管壁及外膜。3．鑒別癌結(jié)節(jié)的血管種類用CDI可對肝癌結(jié)節(jié)的血管進(jìn)行分類。區(qū)分其為結(jié)節(jié)周圍繞血管、給節(jié)內(nèi)緣弧形血管。結(jié)節(jié)的流人血管、結(jié)節(jié)內(nèi)部血管及結(jié)節(jié)流出血管等。彩色多普勒血流成像儀60脈沖超聲多普勒血流儀的采樣距離、采樣體積都可以調(diào)節(jié)，所以可以得到某一深度某一范圍內(nèi)的血流信息，既能顯示被測血流的深度，又能產(chǎn)生血管腔的橫斷面像和縱斷面像。顯示方式有波形顯示和動態(tài)聲譜圖顯示。波形顯示有正向血流、反向血流和正反向血流，幅度代表速度大小，水平方向代表時間。還可監(jiān)聽多普勒血流聲，聲調(diào)高表示血流速度快，聲調(diào)低表示血流速度慢。脈沖超聲多普勒血流儀的采樣距離、采樣體積都可以調(diào)節(jié)，所以可以61由于脈沖超聲多普勒血流儀可以得到不同深度的信息，因而可得到血流速度在血管（或心臟）內(nèi)的分布；臨床上可診斷血管斑塊是否形成，血管是否阻斷，并可制成多普勒成像儀，可顯示血管（或心臟）的二維截面像，并以偽彩色代表血流的大小和方向。由于脈沖超聲多普勒血流儀可以得到不同深度的信息，因而可得到血62多功能超聲診斷儀一般具有B型、M型及多普勒三種功能，它以B型圖像進(jìn)行定位，可以精確測得心臟內(nèi)某一位置的血流頻譜圖，對診斷心臟疾病有重大意義。血流彩色顯示超聲波診斷裝置，不僅能顯示血流頻譜圖，還能以偽彩色（紅色代表正向血流，藍(lán)色代表反向血流）顯示的二維彩色血流圖像，迭加在黑白的B型圖像上，簡稱為“彩超”，大大提高了臨床診斷的水平。多功能超聲診斷儀一般具有B型、M型及多普勒三種功能，它以B型63探測距離的選通獲得人體內(nèi)部所需探測目標(biāo)的回聲信息，就必須采用距離（或深度）選通接收門控制器。在人體軟組織中，超聲的傳播速度差別不大，可以將平均聲速視為常數(shù)（c=1540m/s），故從發(fā)射出脈沖信號的前沿為起始時刻(t0)計起，至返回信號的脈沖到達(dá)時間(t1)的長短與運動器官距離換能器的深度成正比。只要調(diào)節(jié)“距離選通門”的啟閉時間，就能控制探測距離和沿著這一距離方向上的一段長度（又稱作“容積”），這樣就可以只接收感興趣目標(biāo)的回聲信號，濾除前后的無關(guān)信號。探測距離的選通64彩色多普勒血流儀脈沖多普勒探測的只是一維聲束上超聲多普勒血流信息，它的頻譜顯示表示流過取樣容積的血流速度變化。脈沖多普勒技術(shù)也被稱為一維多普勒。一維多普勒在測定某一位置的血流是很方便的，如果要了解瓣口血流流動的詳細(xì)分布，一維多普勒就很困難，只能一個點一個點地測，把每一個點的血流速度記錄下來，最后得到一個大致的血流輪廓。彩色多普勒血流儀65彩色多普勒成像，對于血流方面的多種狀態(tài)具有強大的顯示能力，如：同時顯示心臟某一斷面上的異常血流的分布情況；反映血流的途徑及方向；明確血流性質(zhì)是層流、湍流或渦流；可以測量血流束的面積、輪廓、長度、寬度；血流信息能顯示在二維切面像或M型圖上，更直觀地反映結(jié)構(gòu)異常與血流動力學(xué)異常的關(guān)系等。彩色多普勒成像，對于血流方面的多種狀態(tài)具有強大的顯示能力，如661.工作原理系統(tǒng)在接收到發(fā)射來的回聲信號后，先進(jìn)入相位檢波器與原始振蕩信號進(jìn)行相位比較，再將一路信號送入脈沖多普勒信號處理通道；另一路則經(jīng)過低通濾波器去除沒有意義的雜波信號。1.工作原理系統(tǒng)在接收到發(fā)射來的回聲信號后，先進(jìn)入相位檢波器671.工作原理濾過后的信號經(jīng)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換后，再進(jìn)行自相關(guān)處理。這一步驟是將前后2個脈沖產(chǎn)生回聲的時間差換算成相位差，再根據(jù)相位差與目標(biāo)運動狀態(tài)的關(guān)系處理成血流方向和速度結(jié)果。1.工作原理濾過后的信號經(jīng)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換后，再進(jìn)行自相關(guān)處68在一維多普勒診斷儀（連續(xù)波CW和脈沖波PW）中，是將回聲頻率與原始振蕩頻率比較出頻移量Δf，然后通過多普勒方程式換算出血流方向和速度。而在自相關(guān)處理中，用探測時間差異來解決這個問題：脈沖發(fā)射過程中，前后兩個相鄰脈沖之間的時間差Δt，包含了探測目標(biāo)的運動方向與速度等變量因素，最后反映在回波脈沖波形的相位差異上，由此通過脈沖自身相位差的關(guān)系解得血流方向和速度的方法稱作自相關(guān)處理技術(shù)。在一維多普勒診斷儀（連續(xù)波CW和脈沖波PW）中，是將回聲頻率692.血流運動狀態(tài)的彩色顯示方法血流的速度與紅藍(lán)兩種彩色的亮度成正比，正向速度越高，紅色的亮度越亮。通過數(shù)字電路和計算機(jī)處理，將血流的某種信息參數(shù)處理成國際照明委員會規(guī)定的彩色圖。規(guī)定血流的方向用紅和藍(lán)表示，朝向探頭的運動血流用紅色，遠(yuǎn)離探頭運動的血流顏色用藍(lán)色，而湍動血流用綠色。2.血流運動狀態(tài)的彩色顯示方法血流的速度與紅藍(lán)兩種彩色的亮度703.臨床應(yīng)用效果評析彩色多普勒與B型超聲彩色多普勒血流儀通過對散射回的多普勒信息作相位檢測并經(jīng)自相關(guān)處理、彩色灰階編碼，把平均血流速度信息以色彩顯示，并組合到B型灰階影像上。不僅可以加快過去B型對心臟疾病檢查的速度，而且可以直接采集到心內(nèi)血流速度、輪廓的信息。3.臨床應(yīng)用效果評析71彩色多普勒血流成像與頻譜多普勒

彩色多普勒血流顯像對血流的顯示是直觀的，對于辨別血流的湍動、了解流速在心血管內(nèi)分布較脈沖多普勒更快更好。但是，對血流的定量測定來說，脈沖多普勒與連續(xù)波多普勒卻是非常有效的工具。彩色多普勒血流成像與頻譜多普勒

72聲波在介質(zhì)中傳播時會因聲源與接收器之間的相對運動而使聲速發(fā)生相對于接收器的變化，從而使接收頻率產(chǎn)生移動。這種現(xiàn)象稱作多普勒頻移效應(yīng)，Δf=f·v/c如果聲源與接收為一體，而被探測目標(biāo)在移動，則Δf=2f·cosθ·v/c。聲波在介質(zhì)中傳播時會因聲源與接收器之間的相對運動而使聲速發(fā)生73D型超聲診斷儀分為連續(xù)波式、脈沖波式以及建立在脈沖波基礎(chǔ)上的彩色超聲多普勒血流成像儀，其中脈沖式D型診斷儀和彩超在臨床應(yīng)用較為廣泛，兩者均是采用間歇式發(fā)射脈沖波來探測血流或運動器官狀態(tài)的。但前者屬于一維成像，而彩超是通過自相關(guān)處理獲得血流方向和速度等變量參數(shù)，在B型黑白影像上迭加血流信息，而顯示出二維實時動態(tài)影像的，用紅色表示血流朝向探頭運動，藍(lán)色表示背向運動。實用中應(yīng)盡可能減小θ角過大帶來的影響。D型超聲診斷儀分為連續(xù)波式、脈沖波式以及建立在脈沖波基礎(chǔ)上的74多普勒超聲成像多普勒效應(yīng)解釋頻移量公式脈沖式多普勒探測距離的選通——距離選通門彩超的工作原理——彩色血流影像同時疊加在B型黑白影像上，運用了自相關(guān)處理技術(shù)血流運動狀態(tài)彩色顯示的方法彩超與B超比較彩超與頻譜多普勒比較多普勒超聲成像75習(xí)題1．彩色多普勒血流顯像儀的工作流程不包括下列哪項內(nèi)容A．將多普勒信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換B．經(jīng)自相關(guān)技術(shù)計算多普勒平均速度、方向和速度分散C．依血流方向及流速做彩色處理D．彩色血流圖與灰階圖像疊加E．不需再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換習(xí)題1．彩色多普勒血流顯像儀的工作流程不包括下列哪項內(nèi)容76關(guān)于頻譜多普勒技術(shù)的應(yīng)用，不對的有A．測量血流速度B．確定血流方向C．確定血流種類，如層流、射流等D．了解組織器官的結(jié)構(gòu)E．獲得速度時間積分、壓差等有關(guān)血流的參數(shù)關(guān)于頻譜多普勒技術(shù)的應(yīng)用，不對的有77能量多普勒技術(shù)的臨床應(yīng)用特點，下列哪項是錯誤的A．易受低頻噪音信號干擾B．顯示血流方向性提高C．不受聲束與血流夾角的影響D．低速血流檢測的敏感度增高數(shù)倍E．無彩色血流信號混疊現(xiàn)象能量多普勒技術(shù)的臨床應(yīng)用特點，下列哪項是錯誤的78彩色多普勒成像時不影響幀頻的因素是A．角度大小B．深度C．探頭頻率D．濾波器E．脈沖重復(fù)頻率彩色多普勒成像時不影響幀頻的因素是79下列哪一項屬于彩色多普勒技術(shù)A．二維灰階顯像B．多普勒頻譜圖C．造影劑增強血流信號D．偽彩色編碼二維顯像E．能量多普勒血流顯像下列哪一項屬于彩色多普勒技術(shù)80按照國際與國內(nèi)的規(guī)定，彩色多普勒血流顯像的彩色圖（colormap）用什么彩色表示血流方向A．紅色表示血流朝向探頭，藍(lán)色表示血流背離探頭B．紅色表示血流背離探頭，藍(lán)色表示血流朝向探頭C．藍(lán)色表示血流朝向探頭，白色表示血流背離探頭D．紅色表示血流背離探頭，白色表示血流朝向探頭E．可隨意設(shè)定按照國際與國內(nèi)的規(guī)定，彩色多普勒血流顯像的彩色圖（color81多普勒頻譜技術(shù)中哪個是基礎(chǔ)技術(shù)A．探頭振子、振元B．FFT（快速富里葉變換）C．通道D．音頻放大器E．信號增益多普勒頻譜技術(shù)中哪個是基礎(chǔ)技術(shù)82從使用角度評價彩色多普勒血流顯像儀，哪項是質(zhì)量差的標(biāo)志A．空間分辨力、速度分辨力、動態(tài)分辨力均高B．檢出血流敏感度高C．顯示圖像均勻性好D．彩色血流效果佳E．提高灰階圖像增益時，彩色圖像質(zhì)量即下降從使用角度評價彩色多普勒血流顯像儀，哪項是質(zhì)量差的標(biāo)志83多普勒超聲的描述下列哪一項是錯誤的A．主要分為連續(xù)波和脈沖波多普勒B．脈沖波多普勒具有距離選通性C．連續(xù)波多普勒不具有距離選通性D．脈沖多普勒，脈沖重復(fù)頻率越高，可測量血流速度越高E．顯示多普勒頻譜可直接描述血流量多普勒超聲的描述下列哪一項是錯誤的84彩色血流頻移大于1/2PRF（脈沖重復(fù)頻率）時出現(xiàn)折返，這稱為A．Nyquist（內(nèi)奎斯特）極限B．傅立葉變換C．運動目標(biāo)顯示器（MTI）D．自相