四、多普勒血流显像

高脉冲重复频率多普勒 保留PW定位诊断的优点，弥补测量速
度有限的缺点； PW、CW结合； 对PW的一种改进； 实际上，三倍PW测速； 定位、频谱质量较PW差。
五、彩色多普勒显示方式（CDFI）
㈠工作原理：
与脉冲多普勒原理相同，但采取多点采 样，对每一点频移大小和方向进行彩色编 码，将二维彩色信息叠加在二维灰阶图像 相应区域。
2.涡流：
血流性质：最典型的特征是红细胞的无规则的运动， 涡流本质是湍流。
湍流的频谱特征：产生双向血流频谱。彩色多普勒 显示为红蓝花色血流。
知识拓展——
能量多普勒显示方式（CDE）
1.能量多普勒又称：能源多普勒、振幅多普 勒、多普勒血管造影；
2.原理：背向散射多普勒信号量度，如能源， 瞬间信号强度计算并叠加到B型成像中。
多普勒血流显像
何彩云 2015.09.22
学习目标
一、掌握：
多普勒效应的概念
二、熟悉：
彩色多普勒血流显像 PW/CW优缺点
三、了解：
高脉冲重复频率多普勒显像 组织多普勒显像 能量多普勒显像
一、多普勒效应
定义： 当声源与接收器作相对运动时，接收器
接收的声波频率与声源发出的频率不一致， 这一现象称为多普勒效应。
混叠的处理： ⑴调整基线； ⑵提高速度刻度； ⑶降低发射频率；
临床应用
1.临床要求：心血管疾病中，常常需要检测心血管 内某一小区域的血流，如瓣膜口某侧血流，以判 断疾病；这项技术叫区域选通；
2.操作要求：
⑴把心脏或血管的二维图像与脉冲多普勒技术有 机结合，取样容积可在二维图像监视下调节；取 样容积的位置，决定了检测部位，大小决定了血 流量；
CDFI的特点
• 取样框内的血 流状态
• 各点的血流方 向和速度
• 反映血流性质： 层流、湍流
• 高速血流或湍 流时出现五彩 镶嵌
六、彩色多普勒技术使用要点
1.探头选择 2.多普勒增益及信号抑制调整：就低标准； 3.滤波器调整：根据目标运动速度调整滤波器； 4.速度标尺 5.增益调节 调节总增益及信号显示增益 6.取样框调节 移动、缩放检查区域 7.零位基线移动 改变色标零位 8.余辉调节 选择不同的余辉 9.消除闪烁
→← ↑ ←→ ↓
生活中的多普勒效应
➢ 多普勒血流仪的多普勒公式：
fd

fr

f0
2 cos
c

f0
入射频率f0，反射频率fr，频移fd，超声速度c，目标运动速度v
➢多普勒频移fd与血流速度V之间的关系，血流 速度：
fd c 2 f 0 cos
接收频率与发射频率差异，就是多普勒频移 fd 。
如果血流即红细胞朝向探头方向运动，则频 率增加；
血流背向探头方向运动，则频率减低。 →← ↑ ←→ ↓
多普勒角度θ的意义
设目标运动方向与探头发射超声方向夹角为 θ；
角度从0~90°，cosθ发生变化；
⑴ θ=0°时， cosθ最大，即频移最大，相 应地声束与血管内血流平行，这种情况在 实践中很少达到；
小结：
知识点：概念 多普勒效应 连续波多普勒 脉冲波多普勒
重点： PW、CW的区别（优缺点） 难点：CDFI的调节
课后思考
1.PW、CW的区别在哪里？ 2.什么叫多普勒效应？
奈奎斯特常数为脉冲重复频率的1/2。
为了让取样信号代表原始波形，晶体发出的原始 超声波频率ｆ必须小于或等于二分之一取样频率 （脉冲重复频率）：
ｆ≤PRF/2，称为奈奎斯特极限频率 如果血流速度很高，高于奈奎斯特极限频率，则出 现频谱倒错，亦称为频谱混叠、频率失真等。 脉冲多普勒不能检测高速血流性质及测量速度。
心脏瓣膜病变及先天性心脏病 阻塞的动脉（动脉闭塞） 动脉缩窄（狭窄） 血栓（深静脉血栓） 静脉曲张（静脉功能不全） 动静脉畸形 心脏壁的运动
人体产生多普勒效应条件：
相对运动，反射源及散射源———— 血流中红细胞是很好的散射体。 利用红细胞在血管内的运动。
人体血流速度为几十厘米到几米／秒，发射超 声频率一般为3MHz～5MHz，用公式求得频移范 围约是几百到几千Hz，在可听声频率范围，故可 通过频移输入到仪器，可以输出多普勒血流声。
CW的特点
• 无取样容积 • 无距离选通 • 反映取样线的
血流状态 • 能测高速血流，
不出现频谱混 叠现象
四、高脉冲重复频率多普勒
㈠工作原理 单晶片探头发射短脉冲超声，在回声信号到达探头之前 再次发射超声脉冲，接收发射差频信号，处理得到检查目 标的运动情况。
㈡显示 单方向频谱声像图
㈢特点 1.高脉冲重复频率多普勒与脉冲频谱多普勒的技术特点基 本相同 2.由于是双脉冲信号，相当于脉冲频率提高一倍，奈奎斯 特极限频率增加，增大了目标运动速度的检查范围 3.优点：保留了脉冲多普勒定位诊断的特点，增加了连续 多普勒成像对高速血流测量的优势。
连续波与脉冲波的概念
连续波（CW）
脉冲波 c
f
脉冲宽度 脉冲间隔
二、脉冲多普勒（PW）
概念：采用单个换能器按照一定时 间间隔发射、接受超声波
脉冲多普勒超声频率有两种：
1.探头工作频率：压电晶体发生超声波的频 率；
2.脉冲重复频率PRF ：探头每秒钟内发射的 脉冲个数，及取样频率。
探测目标速度过快，就会出现频率失真。
七、正常多普勒血流特征
㈠正常血流性质及多普勒血流特征
1.层流；
2.层流血流性质：血流性质为中间快，靠近血管壁 的血流速度稍慢；
3.频谱特征：速度梯度小，频谱窄。频谱光点密集， 包络光滑，频谱与基线之间有明显空窗。血流声 柔和有乐感。彩色多普勒显示为朝向探头方向红 色，背离探头方向蓝色，中间比周边亮。正常情 况下，心脏及血管内的血流速度均在一定范围内。
3.优势：对血流更加敏感，不发射混叠，边 界显示更佳；
4.缺点：不能显示速度及方向，没有时间分 辨力，对运动及其敏感。
组织多普勒显像（CDI）
1.低通滤波器：检测心脏室壁反射的低频频 移信号，滤去心血管血流高频频移信号。
2.对接收的信号进行彩色编码。 3.临床上主要用于心脏收缩、舒张功能的评
价。 4.最多用于冠心病、心肌梗塞辅助诊断。
㈡显示
红色代表朝向探头方向的血流，蓝色代 表背离探头的血流，亮度代表血流平均速 度，以五彩代表湍流。
㈢特点
优点：直观，最适合显示分流及反流
缺点：
1.与脉冲多普勒相同，受声束入射夹角和奈奎斯特 极限频率的影响，超过奈奎斯特极限频率值时， 出现混叠现象；高速射流，由于混叠及湍流出现， 出现多色镶嵌血流图像；
CDFI的特点
• 取样框内的血 流状态
•Βιβλιοθήκη Baidu各点的血流方 向和速度
• 反映血流性质： 层流、湍流
• 高速血流或湍 流时出现五彩 镶嵌
㈡异常血流
1.湍流：
血流性质：血流方向及速度紊乱，红细胞呈无规则 状态。
频谱特征：速度梯度大，频谱增宽，频谱光点疏散， 包络不光滑，频谱与基线之间 空窗消失。血流声 粗糙刺耳。彩色多普勒显示花色血流。
低频多普勒信号的去除： 心壁、腱索、瓣膜及血管壁，能产生低频多 普勒信号， 对检测血流信号是干扰信号，仪器中 设置一个低频滤波器滤除。
常用频谱多普勒超声显像方式： 脉冲（PW) 连续（CW) 彩色编码多普勒（CDFI）
多普勒超声类型
1.狭义上指彩色多普勒血流显像(CDFI) 2.广义上包括有：
⑴彩色多普勒血流显像(CDFI) ⑵彩色多普勒组织成像(CDTI) ⑶经颅彩色多普勒血流显像(TCD) ⑷彩色多普勒能量图(CDE) ⑸频谱多普勒：脉冲型多普勒(pw)、连续型多 普勒(cw) 其基本原理是依赖于多普勒效应。
2.帧频降低，二维图像质量下降；
3.采取自相关技术，得到的是平均速度，定量分析 不如PW/PW。
㈣彩色多普勒血流成像操作
1.彩色框：由很多处理的扫描线上单个取样容积组成，因 此，取样框大，彩色血流处理时间长，帧频低；
2.彩色刻度：与脉冲多普勒相同；
3.角度的意义：与脉冲多普勒相同；转变声束，调整声束 与血管之间足够小的角度，才能得到可靠的多普勒信号；
4.混叠：颜色翻转。为了组成精确的信号，必须有足够的 取样，取样频率提高。提高帧频，混叠减少；
5.脉冲重复频率的意义：即取样频率，仪器通过提高彩色 刻度达到。但取样深度受限；
6.深度的意义：深度增大，延迟时间延长，脉冲重复频率 降低，测量频移信号最大值减少。
㈤彩色多普勒观察与分析
1.图像形成：彩色血流信号显示在相应的二维黑白 图像的液性暗区内。
2.彩色编码方式：正红负蓝或正蓝负红 3.血流速度与彩色辉度：由亮到暗，速度由高到低 4.流速离散度显示：离散度小，颜色纯净。紊乱血
流增加绿色成分，辉度强弱代表紊乱的程度。正 向血流紊乱呈黄色，负向血流紊乱呈青色。 5.五彩镶嵌血流图像的形成：五彩混杂，交互出现。 见于涡流等。
㈥彩色多普勒显示技术方法 1.彩色图标调节 改变编码色彩及范围 2.超声频率选择 根据检查部位和探头选择超声频 率 3.滤波器转换 根据目标运动速度选择滤波器 4.速度标尺 调节显示灰阶 5.增益调节 调节总增益及信号显示增益 6.取样框调节 移动、缩放检查区域 3—8mm 7.零位基线移动 改变色标零位 8.余辉调节 选择不同的余辉 9.TGC调节 改变深度增益
⑵ θ=90°时， cosθ=0，表示血流与多普 勒声束垂直，此时探测不到多普勒血流频 移信号；
⑶ 在实际工作中，测量血流时保持多普勒声 束角度在30~60°可取得可靠的多普勒频移 信号是很重要的；
⑷ 临床工作中，努力使角度在这个范围，不 要超过60°。这就是频谱多普勒的角度校 正。
多普勒超声临床应用范围
• 距离选通 • 反映取样容积
这一部分的血 流状态 • 测高速血流时 频谱混叠现象
取样容积
三、连续多普勒（CW）
㈠工作原理 双晶片探头连续发射超声，接收发射差频信号， 处理得到检查目标的运动情况。
㈡显示 单方向频谱声像图
㈢特点 1.记录全部差频信号但没有距离选通,用于单个运 动目标检查 2.目标的运动速度检查没有局限性 3.测量速度的准确性受目标运动方向与声束夹角的 影响
⑵通过角度校正：角度校正位于取样容积中央， 调整指向血管腔内血流方向，计算探测到的绝对 血流速度；
脉冲多普（PW）的优点和缺点：
⑴优点：定点检测血流；实时分辨率（对心 动周期中血流速度的分布能详细分析）； 计算血流速度
⑵缺点：易发生混叠、不能探测最大速度； 角度依赖
PW的特点
• 有一定的取样 容积