影像本科多普勒超聲診斷基礎(chǔ)

1、關(guān)于影像本科多普勒超聲診斷基礎(chǔ)第一張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月講述主要內(nèi)容提示 超聲多普勒基礎(chǔ) 彩色血流顯像彩超與彩階第二張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月一、多普勒基本概念1、多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng) (Doppler effect ) 當(dāng)聲源與接受器之間出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),接收到的頻率與聲源發(fā)射的頻率間就有一定的差異,這種頻率的改變稱為頻移(d),發(fā)生的這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。 超聲診斷中聲源與接收器均為換能器（探頭）第一節(jié)超聲多普勒基礎(chǔ)第三張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月多普勒頻移可用公式表達(dá)為 d=r- o=( 2vcos / c) o 式中,為血流速度，單位m/s或

2、cm/s; 表示的是血流方向； d和可以通過儀器測(cè)定。 c為軟組織中的平均聲速1540 m/s第四張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月2、血流測(cè)量 在做人體血流檢查時(shí)，多普方程式改寫為v=c(d)/ 2 ocos 超聲多普勒技術(shù)提供了人體內(nèi)部有關(guān)血流的速度和方向的信息第五張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月二、探頭安放角度與血流信息檢測(cè)的關(guān)系1、在超聲波入射角（）恒定時(shí)，頻移僅決定于原始發(fā)射的頻率（o）； d=(2vcos/c) o2、對(duì)于一定的d ， o越小，可測(cè)量的血流速度就越大。欲測(cè)高速血流，就應(yīng)選擇較低頻率的探頭（入射角恒定）。 v=c(d)/ 2 ocos 第六張，PPT共四

3、十頁，創(chuàng)作于2022年6月3、角度改變時(shí)與血流方向的對(duì)應(yīng)關(guān)系 （1）當(dāng)090時(shí)，cos為正值，即血流方向迎著超聲探頭而來， d為正向頻移；( “近”流用紅色表示血流方向) （2）當(dāng)90180時(shí)，cos為負(fù)值，即血流方向背離探頭而去，d為負(fù)向頻移；（“遠(yuǎn)”流用藍(lán)色表示血流方向） d=(2vcos/c) o 第七張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）當(dāng)=0或=180時(shí)，cos=1這時(shí)d最大，即血流方向與聲束在同一線上相向或背向運(yùn)動(dòng)； （4）當(dāng)=90時(shí)，cos =0此時(shí)血流方向與聲束垂直，則d=0，檢測(cè)不到多普勒頻移。第八張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月 4、如血流保持一個(gè)恒定的流速

4、(如100cm/s)以及恒定的o和c，能夠影響多普勒頻移的參數(shù)只有cos，在改變聲束的入射角時(shí)，頻移d將隨cos值的變化而變化。 d=( 2vcos / c) o第九張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月5、檢測(cè)的血流速度與實(shí)際血流速度之間的關(guān)系 由于檢測(cè)血流速度受cos的影響，所以檢測(cè)的血流速度值是相對(duì)值。 血流方向與超聲束之間的夾角稱為多普勒角，多普勒角愈小時(shí)，誤差愈小，多普勒角在30度之內(nèi)，檢測(cè)血流速度為實(shí)際流速的0.87-1.00倍； 臨床診斷時(shí)，使多普勒角度小于60度，小角度掃查，測(cè)得的血流速度相對(duì)準(zhǔn)確。第十張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月6、兩種多普勒方式（1）連續(xù)波多普

5、勒（CW）：采用兩個(gè)超聲換能器獲得有關(guān)血流資料。 優(yōu)勢(shì) 測(cè)高速血流 不足 無距離選通 （2）脈沖波多普勒（PW）：采用單個(gè)換能器，在很短的脈沖期發(fā)射超聲波。 優(yōu)勢(shì) 距離選通 不足 不能測(cè)高速血流 PRF(脈沖重復(fù)頻率) ：單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射脈沖波的個(gè)數(shù)第十一張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月 三、多普勒血流頻譜分析基礎(chǔ) 頻譜分析的目的是產(chǎn)生一種顯示，它的水平軸代表時(shí)間，垂直軸代表頻率，而相應(yīng)的信號(hào)幅度則用高度表示。頻譜分析可取得更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。（一）頻譜分析基礎(chǔ)（1）因?yàn)樗械难t細(xì)胞運(yùn)動(dòng)速度都不盡相同；（2）具有相同流速的紅細(xì)胞的數(shù)量不一樣；（3）由于血流脈動(dòng)的影響，信號(hào)頻率和振幅將隨時(shí)間

6、而變化。所以血流信息是空間和時(shí)間的函數(shù)。 第十二張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）頻譜顯示方式1、速度/頻移一時(shí)間顯示譜圖 頻譜圖上橫軸代表時(shí)間，即血流持續(xù)時(shí)間，單位為s；縱軸代表速度（頻移）大小，單位為cm/s；“收縮峰”指在心動(dòng)周期收縮期內(nèi)達(dá)到峰值流速的位置；“舒張期末”是將要進(jìn)入下一個(gè)心動(dòng)周期的舒張期最末點(diǎn)；“窗”為無頻率顯示區(qū)域；“中間水平線”(橫軸線)代表零頻移線（基線）；2、血流方向顯示 正向 基線上方 負(fù)向 基線下方第十三張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月頻譜圖第十四張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）常用多普勒信號(hào)參數(shù)1、收縮峰值流速(vs)，舒張期

7、末流速(vd)2、平均流速(vm)3、阻力指數(shù)RI=vs -vd /vs4、脈動(dòng)指數(shù)PI=vs -vd /vm5、收縮/舒張比值SD=vs /vd第十五張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月圖第十六張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月四、提高脈沖多普勒檢測(cè)血流速度的方法1、選擇超聲頻率較低的探頭； v=c(d)/ 2 ocos 2、增加脈沖重復(fù)頻率(PRF)； d 1/2 PRF 3、減小取樣深度； dmax*Vmax=C2/8o 4、移動(dòng)零位線。第十七張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié)彩色血流顯像一、彩色血流顯像的品質(zhì)評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量取決于（1）空間分辨力細(xì)微分辨；（2）速度分

8、辨力對(duì)比分辨；（3）動(dòng)態(tài)分辨力幀速率；（4）靈敏度對(duì)低速血流檢測(cè)；（5）圖像均勻性及穿透力；（6）彩色顯示效果等方面。第十八張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月圖1第十九張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月圖2第二十張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月二、彩色血流顯像原理彩色多普勒血流顯像是使用一種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)顯示器（moving target indicator，MTI），測(cè)算出血流中血細(xì)胞的動(dòng)態(tài)信息，并根據(jù)紅細(xì)胞的移動(dòng)方向、速度、分散情況，調(diào)配紅、藍(lán)、綠三基色，變化其亮度，疊加在二維掃描圖像上。三、彩色多普勒血流顯示的臨床應(yīng)用彩色多普勒臨床應(yīng)用：心血管系、淺表器官、腹腔臟器、泌尿、

9、婦產(chǎn)科及外周血管的檢查，也用于室壁及瓣膜運(yùn)動(dòng)信息的檢測(cè)（組織多普勒成像TDI技術(shù)）。第二十一張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月四、彩色血流顯像的局限性（一）彩色血流顯像與聲束入射角度的關(guān)系聲束與血流方向的夾角變化所造成的偽像。 （二）彩色混疊 （三）二維圖像質(zhì)量受到影響 （四）湍流顯示不確定性第二十二張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月彩色血流顯像的幾個(gè)基本概念1 彩色血流速度標(biāo)尺（scale）2 彩色血流顯示閾值3 彩色血流濾波器第二十三張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月五、彩色多普勒能量圖（CDE）CDE的主要特點(diǎn)（1）相對(duì)于角度的非依賴性：聲束入射與血流的夾角改變，能量的

10、總和不發(fā)生變化。（2）增加動(dòng)態(tài)范圍，可顯示低流量、低流速血流。（3）不會(huì)發(fā)生混疊現(xiàn)象。（4）不能顯示血流方向和血流速度的大小，臟器活動(dòng)時(shí)，會(huì)造成閃爍偽像。第二十四張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月圖第二十五張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月六、組織多普勒成像（TDI） 濾除高頻低幅度的血流信號(hào)提取低頻高幅度的室壁多普勒信號(hào)，幀頻50幀/s，無混疊，顯示速度范圍0.03-0.01m/s，提供組織速度，加速度和能量信息，對(duì)聲學(xué)造影劑比較敏感。第二十六張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月 第三節(jié)彩超與彩階一、彩色基礎(chǔ)各種彩色是不同波長光混合的結(jié)果。紅色、綠色、藍(lán)色為三種基本顏色，即三

11、基色?；B加后構(gòu)成二次色，如品紅色（紅加藍(lán)），青色(綠加藍(lán))和黃色（紅加綠）。第二十七張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月二、彩色多普勒血流顯像（CDFI）描述要點(diǎn)實(shí)時(shí)彩色顯示血流方向，血流速度，血流分散；“近”流用紅色表示血流方向；“遠(yuǎn)”流用藍(lán)色表示血流方向；多普勒頻移的大小（流速）用不同強(qiáng)度的顏色色調(diào)表示；多普勒頻移分散（湍流）用綠顏色或紅、藍(lán)混合色表示。當(dāng)血流速度增快，流量大，彩色多普勒成像的敏感度也提高 第二十八張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月圖第二十九張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月三、彩階灰階到彩色變換“彩超”主要對(duì)血流，“彩階”主要對(duì)灰階圖像，即把不同等級(jí)的

12、灰度變換為某種顏色灰階到彩色變換。兩者是不同的概念，應(yīng)用領(lǐng)域亦不同，彩超與彩階原理完全不同。第三十張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié)血流動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)人體內(nèi)的血液是一種流動(dòng)的液體，只要受到很小的力的作用，就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。一、基本概念人體血液的可壓縮性很小，但有黏滯性，這種黏滯性對(duì)血液的流動(dòng)有一定影響。1、穩(wěn)流流體元素以恒定的速度和恒定方向運(yùn)動(dòng) 第三十一張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月2、非穩(wěn)流當(dāng)流體元素內(nèi)任何一點(diǎn)的速度大小和方向均隨時(shí)間而變化時(shí)，這種流動(dòng)稱為非穩(wěn)定流動(dòng)。在人體內(nèi)，動(dòng)脈血流顯現(xiàn)脈動(dòng)的性質(zhì)。3、黏滯性流體流時(shí)產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的這種性質(zhì)，稱為流體的黏滯體。 第三十二張，

13、PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月4、流體阻力流體阻力可由泊蕭葉定律推導(dǎo)出。在穩(wěn)流中流量Q與長度L上的壓差p2-p1的關(guān)系為Q=r（p2-p1）/8L式中，r為血管半徑；為黏滯系數(shù)。半徑的微小變化即可引起流體阻力的明顯改變。血管的收縮對(duì)于調(diào)節(jié)心血管系統(tǒng)的外周阻力和血流量有重要作用。5、流量是指流體元素在一段時(shí)間里通過管腔橫截面的體積。 第三十三張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月6、層流黏性血流在血管中形成穩(wěn)定的層流時(shí)，血細(xì)胞在血管中以相同的方向做規(guī)則的分層流動(dòng)，但血管斷面上各點(diǎn)的血流速度分布是不相同的，這就是層流。7、加速度由于心臟的收縮，在動(dòng)脈系統(tǒng)中，血流在收縮早期產(chǎn)生加速度，在收縮

14、晚期產(chǎn)生減速度。 在動(dòng)脈系統(tǒng)中，血流的加速度對(duì)流速分布的形成起著主要作用。在靜脈系統(tǒng)中，流速分布一般為拋物線形。 第三十四張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月二、幾何形體對(duì)流速剖面的影響當(dāng)血流流經(jīng)的橫截面積突然縮小或擴(kuò)大時(shí)，血流速度剖面產(chǎn)生相應(yīng)的變化。1、入口效應(yīng)血流流經(jīng)橫截面積突然變小處，會(huì)產(chǎn)生匯聚形的流速截面 生理情況下，匯聚形的血流截面見于動(dòng)脈分支血流，當(dāng)血流從大動(dòng)脈流入小動(dòng)脈分支時(shí)，小動(dòng)脈入口處出現(xiàn)平坦形流速分布。舒張期從心房流入房室瓣環(huán)的血流 病理情況下，所有的狹窄性病變均導(dǎo)致匯聚形的血流截面，在狹窄口形成平坦形的流速分布。第三十五張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月2、出口

15、效應(yīng)當(dāng)血流經(jīng)一個(gè)橫截面積突然擴(kuò)大的管腔時(shí)，產(chǎn)生擴(kuò)散形的血流截面，這便是出口效應(yīng)。如果血流擴(kuò)散度較大，將造成血流與管壁的分離，從而導(dǎo)致渦流。當(dāng)血流在正常頸動(dòng)脈分叉部位血管中流動(dòng)時(shí)，血流速度分布形成高切應(yīng)力和低切應(yīng)力區(qū)。第三十六張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月小結(jié)1：超聲多普勒技術(shù)提供了人體內(nèi)部有關(guān)血流的速度和方向的信息。：探頭安放角度與血流信息檢測(cè)密切相關(guān)。：頻譜分析可取得更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。：彩色多普勒能量圖檢測(cè)血流更敏感。：紅色、綠色、藍(lán)色為三種基本顏色，即三基色?；B加后構(gòu)成二次色。：彩色多普勒血流顯像描述血流方向，血流速度，血流分散。第三十七張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月課堂練習(xí)題：心血管系檢查時(shí)，超聲的入射角應(yīng)（）：小于；：小于；：小于；：小于； ：與角度無關(guān)。：能量多普勒技術(shù)的臨床應(yīng)用特點(diǎn)，下列那一項(xiàng)是錯(cuò)誤的（）：顯示湍流的能力明顯提高；：顯示血流方向性提高；：不受聲束與血流交角的影響；：低速