四、多普勒血流显像

1、 何彩云何彩云 2015.09.222015.09.22多普勒血流显像多普勒血流显像学习目标学习目标 一、掌握：一、掌握： 多普勒效应的概念多普勒效应的概念 二、熟悉：二、熟悉： 彩色多普勒血流显像彩色多普勒血流显像 PW/CW优缺点优缺点 三、了解：三、了解： 高脉冲重复频率多普勒显像高脉冲重复频率多普勒显像 组织多普勒显像组织多普勒显像 能量多普勒显像能量多普勒显像一、多普勒效应一、多普勒效应定义：定义： 当声源与接收器作相对运动时，接收器当声源与接收器作相对运动时，接收器接收的声波频率与声源发出的频率不一致，接收的声波频率与声源发出的频率不一致，这一现象称为这一现象称为多普勒效应多普勒效

2、应。 生活中的多普勒效应生活中的多普勒效应入射频率f0，反射频率fr，频移fd，超声速度c，目标运动速度v多普勒频移多普勒频移fdfd与血流速度与血流速度V V之间的关系，血流之间的关系，血流速度：速度：cos20fcfd00cos2fcfffrd 多普勒血流仪的多普勒公式：多普勒血流仪的多普勒公式：接收频率与发射频率差异，就是多普勒频接收频率与发射频率差异，就是多普勒频移移fdfd 。如果血流即红细胞朝向探头方向运动，则如果血流即红细胞朝向探头方向运动，则频率增加；频率增加；血流背向探头方向运动，则频率减低。血流背向探头方向运动，则频率减低。 多普勒角度多普勒角度的意义的意义 设目标运动方向

3、与探头发射超声方向夹设目标运动方向与探头发射超声方向夹角为角为； 角度从角度从090，cos发生变化；发生变化； =0=0时，时， cos最大，即频移最大，最大，即频移最大，相应地声束与血管内血流平行，这种情况相应地声束与血管内血流平行，这种情况在实践中很少达到；在实践中很少达到； =90=90时，时， cos=0=0，表示血流与多普，表示血流与多普勒声束垂直，此时探测不到多普勒血流频勒声束垂直，此时探测不到多普勒血流频移信号；移信号； 在实际工作中，测量血流时保持多普勒声在实际工作中，测量血流时保持多普勒声束角度在束角度在303060可取得可靠的多普勒频移可取得可靠的多普勒频移信号是很重要的

4、；信号是很重要的； 临床工作中，努力使角度在这个范围，不要超过60。这就是频谱多普勒的角度校正。 多普勒超声临床应用范围多普勒超声临床应用范围心脏瓣膜病变及先天性心脏病心脏瓣膜病变及先天性心脏病阻塞的动脉（动脉闭塞）阻塞的动脉（动脉闭塞）动脉缩窄（狭窄）动脉缩窄（狭窄）血栓（深静脉血栓）血栓（深静脉血栓）静脉曲张（静脉功能不全）静脉曲张（静脉功能不全）动静脉畸形动静脉畸形心脏壁的运动心脏壁的运动人体产生多普勒效应条件：人体产生多普勒效应条件： 相对运动相对运动，反射源及散射源，反射源及散射源 血流中红细胞血流中红细胞是很好的散射体。是很好的散射体。 利用红细胞在血管内的运动。利用红细胞在血管内

5、的运动。 人体血流速度为几十厘米到几米秒，发射超人体血流速度为几十厘米到几米秒，发射超声频率一般为声频率一般为3MHz5MHz，用公式求得，用公式求得频移范频移范围约是几百到几千围约是几百到几千Hz，在可听声频率范围，在可听声频率范围，故可故可通过频移输入到仪器，可以输出多普勒血流声。通过频移输入到仪器，可以输出多普勒血流声。 低频多普勒信号的去除：低频多普勒信号的去除： 心壁、腱索、瓣膜及血管壁，能产生低频多心壁、腱索、瓣膜及血管壁，能产生低频多普勒信号，普勒信号， 对检测血流信号是干扰信号，仪器中对检测血流信号是干扰信号，仪器中设置一个低频滤波器滤除。设置一个低频滤波器滤除。 常用频谱多普

6、勒超声显像方式：常用频谱多普勒超声显像方式： 脉冲（脉冲（PW)PW) 连续（连续（CW)CW) 彩色编码多普勒（彩色编码多普勒（CDFICDFI）多普勒超声类型多普勒超声类型脉冲型多普勒脉冲型多普勒(pw)、连续型多、连续型多普勒普勒(cw)连续波与脉冲波的概念二、脉冲多普勒（二、脉冲多普勒（PW）概念：采用单个换能器按照一定时概念：采用单个换能器按照一定时间间隔发射、接受超声波间间隔发射、接受超声波脉冲多普勒超声频率有两种：1.探头工作频率：压电晶体发生超声波的频率；2.脉冲重复频率PRF ：探头每秒钟内发射的脉冲个数，及取样频率。 探测目标速度过快，就会出现频率失真。探测目标速度过快，就

7、会出现频率失真。 奈奎斯特常数为脉冲重复频率的奈奎斯特常数为脉冲重复频率的1/2。 为了让取样信号代表原始波形，晶体发出的原始为了让取样信号代表原始波形，晶体发出的原始超声波频率必须小于或等于二分之一取样频率超声波频率必须小于或等于二分之一取样频率（脉冲重复频率）：（脉冲重复频率）： PRF/2，称为，称为奈奎斯特极限频率奈奎斯特极限频率 如果血流速度很高，高于奈奎斯特极限频率，则出现频谱倒错频谱倒错，亦称为频谱混叠、频率失真等。 脉冲多普勒不能检测高速血流脉冲多普勒不能检测高速血流性质及测量速度。性质及测量速度。混叠的处理：调整基线；调整基线；提高速度刻度；提高速度刻度；降低发射频率；临床应

8、用临床应用1.临床要求：心血管疾病中，常常需要检测心血管内某一小区域的血流，如瓣膜口某侧血流，以判断疾病；这项技术叫区域选通；2.操作要求： 把心脏或血管的二维图像与脉冲多普勒技术有二维图像与脉冲多普勒技术有机结合，取样机结合，取样容积可在二维图像监视下调节；取样容积的位置，决定了检测部位，大小决定了血流量； 通过角度校正角度校正：角度校正位于取样容积中央，调整指向血管腔内血流方向，计算探测到的绝对血流速度；脉冲多普（脉冲多普（PW）的优点和缺点：）的优点和缺点：优点：定点检测血流；实时分辨率（对心优点：定点检测血流；实时分辨率（对心动周期中血流速度的分布能详细分析）；动周期中血流速度的分布能

9、详细分析）；计算血流速度计算血流速度缺点：易发生混叠、不能探测最大速度；缺点：易发生混叠、不能探测最大速度；角度依赖角度依赖取样容积PWPW的特点的特点有一定的取样容积距离选通反映取样容积这一部分的血流状态测高速血流时频谱混叠现象三、连续多普勒（三、连续多普勒（CW）工作原理工作原理 双晶片探头连续发射超声，接收发射差频信号，双晶片探头连续发射超声，接收发射差频信号，处理得到检查目标的运动情况。处理得到检查目标的运动情况。显示显示 单方向频谱声像图单方向频谱声像图特点特点 1.1.记录全部差频信号但没有距离选通记录全部差频信号但没有距离选通, ,用于单个用于单个运动目标检查运动目标检查 2.2

10、.目标的运动速度检查没有局限性目标的运动速度检查没有局限性 3.3.测量速度的准确性受目标运动方向与声束夹角测量速度的准确性受目标运动方向与声束夹角的影响的影响 CW的特点无取样容积无取样容积无距离选通无距离选通反映取样线的反映取样线的血流状态血流状态能测高速血流，能测高速血流，不出现频谱混不出现频谱混叠现象叠现象四、高脉冲重复频率多普勒四、高脉冲重复频率多普勒工作原理工作原理 单晶片探头发射短脉冲超声，在回声信号到达探头之前再次发射超声脉冲，接收发射差频信号，处理得到检查目标的运动情况。显示显示 单方向频谱声像图特点特点 1.高脉冲重复频率多普勒与脉冲频谱多普勒的技术特点基本相同 2.由于是

11、双脉冲信号，相当于脉冲频率提高一倍，奈奎斯特极限频率增加，增大了目标运动速度的检查范围 3.优点：保留了脉冲多普勒定位诊断的特点，增加了连续多普勒成像对高速血流测量的优势。高脉冲重复频率多普勒高脉冲重复频率多普勒 保留保留PWPW定位诊断的优点，弥补测量速定位诊断的优点，弥补测量速度有限的缺点；度有限的缺点； PW PW、CWCW结合；结合； 对对PWPW的一种改进；的一种改进； 实际上，三倍实际上，三倍PWPW测速；测速； 定位、频谱质量较定位、频谱质量较PWPW差。差。 五、彩色多普勒显示方式（五、彩色多普勒显示方式（CDFI）工作原理：工作原理： 与脉冲多普勒原理相同，但采取多点采与脉冲

12、多普勒原理相同，但采取多点采样，对每一点频移大小和方向进行彩色编样，对每一点频移大小和方向进行彩色编码，将二维彩色信息叠加在二维灰阶图像码，将二维彩色信息叠加在二维灰阶图像相应区域。相应区域。 显示显示 红色代表朝向探头方向的血流，蓝色代红色代表朝向探头方向的血流，蓝色代表背离探头的血流，亮度代表血流平均速表背离探头的血流，亮度代表血流平均速度，以五彩代表湍流。度，以五彩代表湍流。特点特点 优点：直观，最适合显示分流及反流 缺点：1.与脉冲多普勒相同，受声束入射夹角和奈奎斯特受声束入射夹角和奈奎斯特极限频率的影响，极限频率的影响，超过奈奎斯特极限频率值时，出现混叠现象；高速射流，由于混叠及湍流

13、出现，出现多色镶嵌血流图像；2.帧频降低，二维图像质量下降二维图像质量下降；3.采取自相关技术，得到的是平均速度，定量分析定量分析不如不如PW/PWPW/PW。彩色多普勒血流成像操作 1.彩色框：由很多处理的扫描线上单个取样容积组成，因此，取样框大，彩色血流处理时间长，帧频低； 2.彩色刻度：与脉冲多普勒相同； 3.角度的意义：与脉冲多普勒相同；转变声束，调整声束与血管之间足够小的角度，才能得到可靠的多普勒信号； 4.混叠：颜色翻转。为了组成精确的信号，必须有足够的取样，取样频率提高。提高帧频，混叠减少； 5.脉冲重复频率的意义：即取样频率，仪器通过提高彩色刻度达到。但取样深度受限； 6.深度

14、的意义：深度增大，延迟时间延长，脉冲重复频率降低，测量频移信号最大值减少。彩色多普勒观察与分析1.图像形成：彩色血流信号显示在相应的二维黑白图像的液性暗区内。2.彩色编码方式：正红负蓝或正蓝负红3.血流速度与彩色辉度：由亮到暗，速度由高到低4.流速离散度显示：离散度小，颜色纯净。紊乱血流增加绿色成分，辉度强弱代表紊乱的程度。正向血流紊乱呈黄色，负向血流紊乱呈青色。5.五彩镶嵌血流图像的形成：五彩混杂，交互出现。见于涡流等。彩色多普勒显示技术方法彩色多普勒显示技术方法 1.彩色图标调节 改变编码色彩及范围 2.超声频率选择 根据检查部位和探头选择超声频率 3.滤波器转换 根据目标运动速度选择滤波

15、器 4.速度标尺 调节显示灰阶 5.增益调节 调节总增益及信号显示增益 6.取样框调节 移动、缩放检查区域 38mm 7.零位基线移动 改变色标零位 8.余辉调节 选择不同的余辉 9.TGC调节 改变深度增益CDFICDFI的特点的特点取样框内的血流状态各点的血流方向和速度反映血流性质：层流、湍流高速血流或湍流时出现五彩镶嵌六、彩色多普勒技术使用要点 1.探头选择 2.多普勒增益及信号抑制调整：就低标准； 3.滤波器调整：根据目标运动速度调整滤波器； 4.速度标尺 5.增益调节 调节总增益及信号显示增益 6.取样框调节 移动、缩放检查区域 7.零位基线移动 改变色标零位 8.余辉调节 选择不同

16、的余辉 9.消除闪烁七、正常多普勒血流特征正常血流性质及多普勒血流特征1.层流；2.层流血流性质：血流性质为中间快，靠近血管壁的血流速度稍慢；3.频谱特征：速度梯度小，频谱窄。频谱光点密集，包络光滑，频谱与基线之间有明显空窗。血流声柔和有乐感。彩色多普勒显示为朝向探头方向红色，背离探头方向蓝色，中间比周边亮。正常情况下，心脏及血管内的血流速度均在一定范围内。CDFICDFI的特点的特点取样框内的血流状态各点的血流方向和速度反映血流性质：层流、湍流高速血流或湍流时出现五彩镶嵌异常血流1.湍流： 血流性质：血流方向及速度紊乱，红细胞呈无规则状态。 频谱特征：速度梯度大，频谱增宽，频谱光点疏散，包络不光滑，频谱与基线之间 空窗消失。血流声粗糙刺耳。彩色多普勒显示花色血流。 2.涡流： 血流性质：最典型的特征是红细胞的无规则的运动，涡流本质是湍流。 湍流的频谱特征：产生双向血流频谱。彩色多普勒显示为红蓝花色血流。 知识拓展能量多普勒显示方式（能量多普勒显示方式（CDE）1.能量多普勒又称：能源多普勒、振幅多普勒、多普勒血管造影；2.原理：背向散射多普勒信号量度，如能源，瞬间信号强度计算并叠加到B型成像中。3.优势：对血流更加敏感，不发射混叠，边界显示更佳；4.缺点：不能显示速度及方向，没有时间分辨力，对运动及其敏感。组织多普勒显像（组织多普