多普勒超聲原理簡介 醫(yī)學(xué)專業(yè)課學(xué)習(xí)資料

多普勒超聲的歷史50—70年代：多普勒頻譜階段只有頻譜顯示血流速度等參數(shù)，沒有二維圖像80年代：創(chuàng)立了二維彩色多普勒顯象技術(shù)。1982年，Aloka公司生產(chǎn)了第一臺彩超，用于心臟檢查。90年代：全數(shù)字化。彩色多普勒能量圖（CDE）彩色多普勒方向能量圖（CCD）彩色多普勒組織成像（CDT）能量諧波成像技術(shù)（PHI）多普勒超聲原理多普勒效應(yīng)頻譜多普勒彩色多普勒多普勒效應(yīng)波源或接收者相對介質(zhì)運動時引起頻移波源運動、接收者運動（相對介質(zhì)）多普勒效應(yīng)的計算接收者運動波源運動頻差速度的計算fo

：發(fā)射頻率，取決于儀器發(fā)射參數(shù)fd

：頻差，儀器根據(jù)接收信號提取，與f0有關(guān)c：聲速，固定值θ：聲束與目標(biāo)運動方向夾角，需要由操作者輸入用于計算多普勒超聲的作用是得到v（血流速度）多普勒效應(yīng)頻譜多普勒彩色多普勒頻譜多普勒脈沖波多普勒(PW)連續(xù)波多普勒(CW)高脈沖重復(fù)頻率多普勒(HPRF)脈沖波多普勒具有距離選通能力，可以選擇來自不同深度的血流信號脈沖波多普勒脈沖多普勒原理合成解調(diào)頻譜分析顯示接收濾波TGC調(diào)節(jié)波束合成檢波鑒相鑒頻相交(乘法)功率譜密度函數(shù)FFT圖像映射灰度偽彩頻譜方向速度聲窗頻帶強度脈沖多普勒相關(guān)參數(shù)

PRF（脈沖重復(fù)頻率）

SV（采樣容積）

θ（角度）

f0（發(fā)射頻率）PRF（脈沖重復(fù)頻率）當(dāng)所測頻偏fd

>PRF/2時，頻譜將會出現(xiàn)混疊影響最大探測速度（頻譜混疊）影響最大探測深度因此，PRF

≥2fd

----②根據(jù)公式①②③Nyquist限制0153045600306090120Nyquist限制（時域）f=0.25Hzf=0.25Hz4S4S抽樣頻率f’＝1Hz抽樣頻率f’＝0.5HzNyquist限制（頻域）fd0fd

2PRFPRF0PRF2PRF

頻域信號頻譜擴展PRF>2fdPRF=2fd

PRF<2fdSV(采樣容積)SV即為距離選通時間的長短血流SV(采樣容積)夾角增加時，計算得到的血流速度與真實值誤差增大。θ（角度）0153045607590每度誤差（％）108642連續(xù)波多普勒無距離選通能力可探測血流速度范圍大彌補脈沖多普勒的不足，兩者結(jié)合診斷高脈沖重復(fù)頻率多普勒最大可測速度增加介于PW和CW之間增加脈沖重復(fù)頻率,在接收時序上作處理HPRF12313524PRFHPRF探測深度d20cm10cm16cm16cm①16cm②16cm8cm8cm8cm8cm①8cm②8cm③8cm④8cm①16cm②16cm③16cm多普勒效應(yīng)頻譜多普勒彩色多普勒黑白圖像和彩色血流顯示黑白二維圖像彩色血流顯示彩色多普勒成像將彩色血流顯示疊加在二維的黑白圖像上。臨床上可以同時得到組織解剖結(jié)構(gòu)和血流的運動信息B+C+D顯示能量多普勒回波信號進行頻譜分析后，獲取其中的能量信息優(yōu)點：靈敏度高，能顯示極小血管的血流，夾角為90o時仍能成像缺點：不包含方向信息，不能判斷血流的方向能量多普勒方向能量多普勒彌補能量多普勒不能顯示血流方向的不足，增加方向信息不管是能量多普勒還是方向能量多普勒，反映的是血流中能量的大小，并不是速度的大小方向能量顯示彩色映射（MAP）彩階壁濾波運動目標(biāo)顯示器（MTI），其實質(zhì)為壁濾波器。血流成像的質(zhì)量取決于MTI的特性。針對不同的彩色顯示需要，濾除不必要的信息自相關(guān)算法自相關(guān)算法速度能量方差彩色多普勒原理壁濾波速度估計正交解調(diào)波束合成射頻放大TGCcos(wt)sin(wt)IQ余暉保持頻率能量帶寬彩色優(yōu)先編碼數(shù)字掃描變換彩色血流顯示灰度圖像臨床指標(biāo)空間分辨率－－充盈不溢出速度分辨率－－高、低速血流同時顯示時間分辨率－－幀頻靈敏度－－低速血管、小血管成像均勻性－－圖像色彩均勻影響CDFI的參數(shù)取樣框——時間分辨率，幀頻增益——靈敏度PRF角度壁濾波彩色優(yōu)先彩色余暉速度分辨率色彩視覺效果取樣框彩色增益增益過大增益過小頻譜增益

增益過大增益過小增益適中彩色壁濾波壁濾波過高壁濾波適中頻譜濾波