颈动脉超声检查技术概要

颈动脉超声检查技术

一、颈部血管超声检查的原理和成像

超声是指振动频率每秒在20000次（Hz ，赫兹）以上，超过人耳听阈值上限的声波。超声检查是利用超声波的物理特性和人体器官组织声学特性相互作用后产生的信息，并将其接收、放大和信息处理后形成的图像和数据。借此进行疾病诊断的无创性检查方法。超声成像基本原理和过程主要是依据超声波在介质中传播的物理特性，其中，主要包括一下三方面：①声阻抗特性②声衰减特性③多普勒特性。

1、多普勒效应（Doppler effect ）是指声源与接收体发生相对运动时，所接收的声波频率会发生改变的现象，这种差别称之为多普勒频移或差频（f d ）。1842年首先由奥地利物理学家克约斯琴•约翰•多普勒提出的。利用多普勒效应原理检测物体的运动。多普勒频移（fd ）与发射超声波的频率（fo ）、反射物体运动的速度（V ）、超声束与血流之间夹角（θ）的余弦成正比，与声速（C ）成反比，多普勒频移f d 公式为：

f d ＝f r －fo ＝

θcos c f o 2v ∙∙ θcos 2f o

C f d ∙∙=V 公式中fd 、cos θ仪器均可显示，fo 及C 为已知，可以计算出V 。fo 发射超声波的频率；f r 接收到的超声波频率；f d 多普勒频移；V 反射物体运动的速度；C 超声波在介质中的传播速度，θ超声波与反射体运动方向间的夹角。由此而知，f o 和v 均为零时，声源与接收器之间不产生多普勒频移。多普勒频移与血流速度成正比。

2、多普勒超声成像类型：

（1）连续超声波多普勒技术（continuous ultrasonic wave Doppler technique ）：以频谱显示。应用连续超声波接收运动物体的多普勒频移信号，简称CW 。其优点为可以测定高速血流，常用于测定心脏瓣口狭窄或返流的高速血流。缺点为没有距离分辨能力，不能区分信号来源深度。

（2）脉冲超声波多普勒技术（pulse ultrasonic wave Doppler technique ）：亦以频谱显示，与二维超声相结合。用一定宽度的调制脉冲获得心脏或血管内某一

取样容积内运动血流的实时频谱，简称PW。它可获得某区域内、瞬时所有红细胞各个方向上的频谱信息即血流速度－时间曲线。可供定性、定量分析。其特点为所测血流速度受探测深度及发射频率等因素限制。通常不能检测高速血流。若高速血流引起的多普勒频谱超过这一极限（奈奎斯特频率极限，1/2PRF），会出现频率失真，产生大小和方向的伪差。

（3）高脉冲重复频率多普勒（high pulsed repetition frequency Doppler）：HPRF Doppler 是在脉冲式多普勒基础上的改进。探头在发射一组超声脉冲波之后，不等采样部位的回声信号返回探头又发射出新的超声脉冲群，这样在一个超声束方向上，沿超声束的不同深度可有一个以上的采样容积。

（4）彩色多普勒血流显像（color Doppler flow imaging,CDFI）：

利用脉冲多普勒原理，其成像是使用一种运动目标显示器（moving target indicator，MTI），测算出血流中血细胞的动态信息，并根据血细胞的移动方向、速度、分散情况，调配红、蓝、绿三基色，变化其亮度，叠加在二维图像上。MTI实际上是一种滤波器。这种滤波器从接收的超声回波中，只分离出血流信号成分，而滤去心壁、瓣膜的信号。

3、多普勒超声频谱分析

频谱分析内容：

①频移时相

以横坐标的数值表示，单位为秒。

②频移幅度

以纵坐标的数值表示，代表血流速度的大小。

③频移方向

以零位基线加以区分，基线以上的频移信号为正值，表示血流方向朝向探头；基线以下的频移信号为负值，表示血流方向背离探头。

④频谱辉度

以频谱的亮度表示，反映取样容积或探查声束内具有相同流速的红细胞相对数量的多少。速度相同的红细胞的数量越多，频谱的辉度就越亮；反之，速度相同的红细胞数量越少，频谱的辉度就越暗。

⑤频谱离散度

以频谱在垂直距离上的宽度加以表示，代表某一瞬间取样容积或探查声束内红细胞速度分布范围的大小。速度分布范围越大，离散程度越大，频谱越宽；反之，速度分布范围越小，离散程度越小，频谱越窄。一般来讲，层流速度分布范围小，频谱窄，可见其下的频窗（窗：为无频率显示的区域）；湍流时，速度分布范围大，频谱增宽，频窗减小，当频谱增宽至整个频谱高度时，称之为频谱充填，频窗消失。

4、彩色多普勒血流显像分析：

①血流方向

以红色代表朝向探头的血流、蓝色代表背离探头的血流，可直观地显示心脏或血管的形态结构及血流信息的实时动态图像。不是将多普勒信号彩色编码的红蓝两色代表动脉、静脉血流。

②血流速度的判定

以颜色的色调来表示。流速越高，色调越浓，即彩色越亮；反之，流速越低，色调越暗，即彩色越暗。

③血流离散程度的判定

当血流速度范围超过仪器所规定的限度或血流方向紊乱时，血流图像中出现附加的绿色斑点，即表示湍流。其湍流方向越大，绿色的亮度就越大。在彩色多普勒显像技术中，利用三基色和二次色分别表示血流速度和方向以及湍流的存在。所以朝向探头的湍流出现黄色，背离探头的湍流产生湖蓝色。在高速喷射时，由于频率失真导致彩色逆转和湍流的出现，使上述色彩互相混合而出现白色。在明显的血流紊乱时，可出现红、蓝、绿、黄、青、白等多彩斑点的血流图像，称为镶嵌状图形。

5、多普勒超声的诊断内容

①多普勒声讯号：包括动脉音、静脉音和湍流音。

②频谱显示。

③血流量计算与多普勒系数测定。

④彩色血流显像。

6、多普勒超声检查的临床价值

①探查血流状态：是层流、湍流、涡流还是旋流。

②鉴别液性暗区性质：超声所见的无回声区是动脉、静脉还是静止的液腔。 ③探查血流速度：其中包括峰值流速、加速度、平均流速等。

④估计压差 V P 4=∆2

⑤测量血流量 T A V Q ∙∙=

7、彩色多普勒超声常见的伪像

彩色多普勒血流成像常见的伪像有：彩色混叠、彩色外溢、闪烁伪像、衰减伪像、角度依赖伪像、多普勒信号的镜像伪像和由于仪器设置不当产生的伪像。

①彩色混叠：彩色多普勒超声血流成像受奎尼斯特原理限制，速度超过检测范围会出现颜色突然逆转为相反方向的颜色。称之为彩色混叠，应用改变基线或调高速度标尺范围消除。

②彩色外溢：由于彩色多普勒增益调节过大或者脉冲重复频率（PRF ）调节过低，图像上表现为较实际血管宽度更宽大的血流，会导致实际测值出现误差。

③闪烁伪像：血流检测是通过滤过低频高幅的组织运动信号获取高频低幅的血流信号。当心脏搏动、呼吸幅度大，大血管搏动时会产生多普勒频移，出现大片状杂乱的闪烁彩色伪像。有时会误认为是其内真正的血流信号。检查时应注意鉴别诊断。

④衰减伪像：由于血管位置深，组织衰减明显，导致彩色血流信号充盈减少或不显示。通过减低超声频率、增加超声波的穿透能力，或者调节聚焦等方式改变。

⑤角度依赖伪像：根据多普勒频移公式当声速入射方向与血流方向垂直时，cos θ为零时多普勒频移为零，有血流的区域不能接收的彩色血流信号。通过改变探头方向改变声速与血流的方向消除这种伪像。

⑥多普勒信号的镜像伪像：在多普勒基线两侧同时出现对称的频谱假像，影响正确速度的测量。通过减小超声波声速与血流方向的夹角或者适当降低多普勒增益来矫正。

⑦仪器调节不当导致的伪像: 当彩色增益调节过大或过小时会影响图像质量的显示，表现为彩色血流过于充盈或充盈不良。壁滤波设置过高会滤掉低速血流信号等都是由于人为因素导致机器调节不当产生的伪像。在日常仪器的调节时应尽量避免这种原因导致的误差。