多普勒效应讲解

医用物理学医用物理学多普勒效应二、多普勒效应的数学表示一、声波的多普勒效应三、频移信号的采集多普勒效应1842年奥地利数学家和天文学家多普勒效应(Dopplereffect)ChristianJohannDoppler声源或接收体或两者同时相对介质运动，接收频率发生变化1.波源和接收体相对运动发生在两者连线上f发射频率波源相对介质运动的速度u接收体相对介质运动的速度v接收频率一、声波的多普勒效应2.波源与接收体相对运动方向成一定的角度

波源相对于介质运动方向与波源和接收体连线的夹角

接收体相对于介质运动方向与波源和接收体连线的夹角u·cos

u在连线上的分量v·cos

v在连线上的分量一、声波的多普勒效应1.多普勒频移公式第一次多普勒频移被血液颗粒散射超声波返回接收极血液颗粒作为波源相当接收体运动超声波射入血液颗粒血液颗粒作为接收体相对波源运动第二次多普勒频移二、多普勒效应的数学表示多普勒频移测量原理（a）

第一次多普勒频移接收体静止波源运动1.多普勒频移公式二、多普勒效应的数学表示多普勒频移测量原理（b）第二次多普勒频移接收体运动波源静止1.多普勒频移公式二、多普勒效应的数学表示多普勒频移测量原理（c）

c2>>v2v≠0，

I、

r≠90f0、c、

i、

r一定，fd与血流速度v

有关测得fd可求得相应血流速度v若

i=

r=

f与fo存在差频，即多普勒频移fd1.多普勒频移公式二、多普勒效应的数学表示2.矢量公式及物理意义多普勒频移与入射角和反射角大小密切相关引入矢量表示更为直观速度矢量波矢量方向沿声波传播方向二、多普勒效应的数学表示多普勒频移矢量表示式超声多普勒技术理论的最基本数学模型分析超声仪器对速度矢量的检测灵敏度2.矢量公式及物理意义二、多普勒效应的数学表示方向与成1800

d负值方向水平轴向流动灵敏度高横向流检测不灵敏发射和接受换能器处于血管两侧无法避免有碍声波传播的骨骼、气腔等缺点(a)

d负值二、多普勒效应的数学表示声束与流速的矢量关系(a)(b)

d=0任何方向流速都不灵敏二、多普勒效应的数学表示声束与流速的矢量关系(b)(c)轴向流不灵敏垂向流高灵敏度垂直

d=0二、多普勒效应的数学表示声束与流速的矢量关系(c)(d)倾斜既能测定水平流速，也能测定垂直流速发送器、接收器处于同一侧且比较接近，可固定在一个换能器中最实用二、多普勒效应的数学表示声束与流速的矢量关系(d)1.血流方向的判定血流朝向超声探头为v的正方向，相反为负方向v值代入公式，得出fd值(正值或负值)超声多普勒根据fd正负值判别血流方向三、频移信号的采集多普勒频移测量原理（d）2.最大频移信号的取得进行超声多普勒检查时，为了获得最大的频移信号，超声束和血流方向尽可能的平行

i=

r

=0。但这样增加了衰减损耗，实际应用取

i=

r

=45。fd与超声束和血流方向夹角余弦成正比,声束与血流方向平行时，多普勒频移为最大正值，随两者夹角的增大，fd逐渐减小三、频移信号的采集3.测量高速血流测量高速血流尽可能选用低频探头fd大小与发射频率f0成正比，与声速c成反比fd一定，f0越小，测量流速v越大三、频移信号的采集4.

K值（探头定标系数）实际检查fo选定不变，c在人体中为定值。fo和c可视为常数，用K表示声束平行血流方向v=K·fdv

取决于fdf0为2MHz，