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彩色多普勒基本知识.ppt

上传人:weiwoduzun 文档编号:3287733 上传时间:2018-10-10 格式:PPT 页数:98 大小:11.94MB
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资源描述

1、彩色多普勒基本知识,宝鸡市中心医院功能科 顿国亮,一 多普勒效应(Doppler effect),当振源(声源)与接收器之间出现相对运动时,接收到的振动(声波)频率与振源(声源)的发射频率有一定的差异,这种现象称为多普勒效应。这个频率的变化称为频移(fd) 它是奥地利学者JCDoppler 于1842年发现的,故名。,在弹性介质相对静止的情况下,当声源以一定速度接近接受体时,接受体单位时间内接收到的周波数就多于声源发出的周波数,即探测到的频率增高。当声源以一定速度远离接受体时,接受体单位时间内接收到的周波数就少于声源发出的周波数,即探测的频率减低。 具体到超声检查过程中,若探头朝向探头运动时,

2、回声频率高于发射频率,称为正频移;若界面背离探头运动时,回声频率低于发射频率,称为负频移。,经过数学推导:fdf1f0(V/C)f0V为界面运动速度,f0为探头发射频率,f1为接收频率,C为声速。若接收器的运动方向与声束成角度,此时发生多普勒效应的运动速度不是V而是V在超声传播速度上的投影VCos。医用超声中,探头发射的超声波往返一次,故产生两次多普勒效应。即fd(2V Cos/C)f0上式即是超声诊断中广泛使用的多普勒方程。,由上式fd(2V Cos/C)f0可知:,(1)多普勒效应发生的基本条件是声源和接收器发生相对运动。 (2)频移fd的大小与发射超声频率f0,相对运动速度V成正比。 (

3、3)fd的大小与角密切相关,在C、V、f0一定的条件下,fd的大小取决于Cos,当0,Cos1时,fd最大;当90,Cos0时,fd0。故使用多普勒仪器时,要注意探头位置,控制声束与血流方向的夹角尽可能小。一般小于60。 (4)由上式可推导出:V=(fdC)/(2 f0 Cos) 此取为利用多普勒效应求人体心血管内血流速度等信息的基本原理。,二 超声多普勒的输出方式(显示方式),一般有三种方式: 音频输出 频谱显示 彩色血流显示,1、音频输出,探头以检测到的血流频移值多在12MHz之间,该频率正好在人耳可听范围之内,因此把这些信号变为音频信号,根据音调、响度等能初步判断血流的速度和性质。湍流

4、粗糙刺耳; 层流 平滑有乐感。,2、频谱显示(速度/频移时间显示谱图),在屏幕上,将超声频移大小在基线上、下显示为波幅高低不平的曲线,。谱图上横轴代表时间,即持续时间,纵轴代表速度(频移)大小,以频移为零为基线,上方为正值,下方为负值。分析频谱可以得到以下信息:,(1)频移时间:以横坐标的数值表示,代表血流出现和持续的时间。 (2)频移大小:以纵坐标表示,代表血流速度的大小。 (3)频移方向:以频谱中间的零位基线区分,基线以上的频移信号为正值,表示血流朝向探;基线以下的频移值为负值,表示血流方向背离探头。,(4)频率范围(频带宽度):以频谱在纵坐标上的宽度表示,代表某一瞬间取样区中血细胞速度的

5、分布范围。层流 速度范围小,频谱呈“空窗”。湍流 速度范围大,频谱“空窗”消失,呈充填性。 (5)频谱灰度:表示某一瞬间取样区内速度相同的血细胞数目的多少。,负向层流频谱,负向层流频谱,正向湍流频谱,负向湍流频谱,3、彩色血流显示 CDFI(Color Doppler Flow Imaging),把血流的多普勒信号加以量化,进行彩色编码,实时地重叠显示在二维黑白图像上,这种彩色为伪彩色,与组织的实质颜色无关。其工作原理是脉冲式多普勒。能提供以下血流信息:,(1)血流方向:血流的多普勒信号以正红负蓝(亦或相反)的彩色编码来显示。即朝向探头的正向血流以红色表示,而背离探头的负向血流以蓝色表示。 (

6、2)血流速度:红细胞散射频移的大小反映血流速度的快慢,以色调的高低即色彩的亮度来表示。流速越快,色彩越亮;反之,色彩愈淡。 (3)血流性质:层流 颜色色调纯净;湍流、涡流呈五彩镶嵌状。,红色朝向探头,色调纯静,为层流。,红色朝向探头,色调纯静,为层流。,蓝色背离探头,色调纯静,为层流。,负向五彩镶嵌血流信号,为湍流。,正向五彩镶嵌血流信号,为湍流。,三 频谱多普勒的分类,依工作原理不同,可分为两类即: 脉冲式多普勒 PW(Pulse Wave Doppler)连续式多普勒 CW(Continuous Wave Doppler),(一)PW: 一组晶片 ,发射兼接收。以一定的频率间隔发射短脉冲超

7、声波,每秒钟发射的短脉冲的个数称脉冲重复频率(PRF),通常为数千Hz。不是接收所有回声信号,而是用电子开关控制其接收回声的时间T和每次接收的持续时间t,即实现了距离选通,可定点采样。取样容积(Sample Volume, SV) 取样线上一个泪珠状的小体。,根据PW原理,前一个脉冲波发射后,必须接收到在选定距离上的回声信号后,才能发射下一次超声脉冲,否则将引起识别上的混乱。所以每次发射的时间间隔必须足够长,即脉冲重复频率(PRF)必须足够低。这就限制了采样的最大深度Dmax。PRF越高,Dmax就愈小;反之,Dmax就愈大。 因此,PW所能接收的最大频移值必须小于1/2PRF。1/2PRF称

8、为尼奎斯特频率极限。(Nyquist frequency limit)。若多普勒频移超过这一极限,脉冲多普勒所测量的频率就会出现大小和方向的伪差,即频率失真,或称为频谱混叠。 总之,PW的优点:定点准确彩样; 不足:不能测量高速血流。,提高脉冲多普勒检测血流速度的方法:,1.选择超声频率较低的探头; 2.增加脉冲重复频率(PRF); 3.减小取样深度; 4.移动零位线。,(二)CW: 两组晶片,一组连续发射超声,一组连续接收超声,发射频率和接收频率之差即为频移。 连续发射和接收,没有时间间隔,其脉冲重重频率等于探头的频率,故可测量人体各部位的高速血流。但是其接收到的是整个声束内所包含的所有血流信号的总和,如一束超声透射部分存在2个或2个以上的运动目标,这两个运动目标所产生的多普勒信号会混在一起,无法分辨,即没有距离选通能力。 总之,CW的优点:可测量高速血流;不足:没有距离选通能力。,

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