CDFI基础.ppt

彩色多普勒血流检测基础 权太东 第一节 多普勒超声基础 一、多普勒基本概念 声源与接收器相向运动时，接收器收到的频率增高，而声源与接收器背离运动时，接收器收到的频率降低，频率的改变称为多普勒效应（Doppler effect）或多普勒频移（Doppler shift） 1.多普勒方程式 fd=±2V·cosθ fo C V =血流速度（红细胞速度） cosθ=超声束与血流方向的夹角 fo = 发射频率 C =超声波在软组织中传播速度(1540m/s) 入射超声在遇到微小障碍物时，会发生散射。散射时，小障碍物又成为新的声源，向四周发射超声波。血液的成分很多，实验研究表明，超声在血液中传播，主要的超声散射来自红细胞。 红细胞为扁平的圆盘状，直径约8.5μm，中央下凹。以3MHz超声频率为例，波长0.5mm，约为红细胞直径的60倍，它是很好的超声散射源。一般认为，血流速度就是红细胞的速度。 2.多普勒血流速度的公式 V= fd · c 2fo·cosθ ⑴COSQ是血流与声束夹角的余弦函数，当相对固定时，则fd与流速成正比。 ⑵ 当多普勒入射角（Q）恒定时，频移fd 决定于发射频率fo。 对于某一定的fd，fo越小，则可测的血流速度V就越大。欲测高速血流，fo就应选择低频率的探头。 (2)脉冲波多普勒(PW) 采用单个换能器,在很短的脉冲期发射超声波,而在脉冲间期内有一个”可听期”。脉冲多普勒具有距离选通能力,可设定取样容积的尺寸,并调节其深度、位置，利用发射与反射的间歇接受频移信号，测值相对准确；但检查深部及高速血流受到限制。并受脉冲重复频率-PRF的影响，PRF越高，测量血流速度也越高。 多普勒超声血流检测技术主要用于测量血流速度，确定血流方向，确定血流种类：如，层流、射流等；获得速度、时间积分，压差等有关血流的参数。 二、多普勒血流频谱分析基础 1、多普勒血流频谱分析是给出一种显示，它的两个正交轴分别代表时间（水平轴）和频率（垂直轴），而相应的信号幅度则用密度或亮度表示。 物体的振动是自然界的常见现象。简单的振动如钟摆、交变电流等，只有一个频率，物理学上称为简谐振动。 多种频率组成的混音是复杂振动，如悦耳的歌声，脉冲超声波也如此。 用数学方法把复杂振动分解为无数个简单的连续简谐振动之和，这种方法就是富里叶变换（FFT）。 在心血管测量中，频率（频移）代表血流速度，振幅代表具有该流速的红细胞的数目。在频谱图中，若横坐标代表频率，纵坐标代表振幅，由于频率与振幅的乘积即频谱曲线下的面积等于信号的功率，这种频谱图也称为功率谱。 4、彩色显示 经过MTI滤波器后测出的红细胞运动的动态信息，有方向、速度、分散三个因素组成 （1）彩色血流的特点是： 血流方向朝向探头，显示红色； 血流方向背向探头，显示兰色； 出现血流紊流时，以红蓝混合色表示 当高速血流超过最大显示频率范围时，（尼奎斯特频率极限）将出现与PW频谱同样的折返现象。折返现象表现为几种色彩的套叠，如同炽光的光焰色。 小结 彩色多普勒血流检测基础： 1 多普勒超声基础 2 彩色多普勒血流显像 3 彩超与伪彩 4 血流动力学基础 其内容十分丰富，以上介绍只是与频谱分析有关、最基本的血流动力学知识。 （2）二维彩色血流图每帧采样点可达到64×256或32×512个，采样点多，能提高信噪比及敏感度， （3）彩色显像的角度范围一般从300-900选择，角度大则成像速度降低，帧频下降；检查血流的深度与彩色显像帧速度也有关，增加深度将减少帧数。 所以彩色血流显像的帧速率与采样点数，角度大小，探测深度是相互制约的。在实际临床应用时注意到这点是必要的。 当其相互间的矛盾解决得越好，这说明该彩超设备的技术水平越高，而彩色血流显像必须要保证一定的帧速度率，最低可视帧频不能少于10—12帧/秒。 （4）在常规的PAL，NTSC制式的监视器显示中，必须和电视同步扫描，超声显示的帧数必须是50的约数，否则即为非同步扫描，将造成不稳定。 5、彩色显像的局限性： 彩色显像与PW同样，存在类似的问题， 显示深度受脉冲频率影响， 减少脉冲频率最大速度又受影响， 增加角度，每秒的成像速度也受影响。 6、小结： （1）彩色血流显像的基本构成及工作流程应包括： 由探头获取多普勒信息，经正交检波器，低通滤波，A/D转换，并将A/D转换后形成的数字信号输入到自相关器，计算出平均多普勒速度，血流分散和平均功率后而得到血流速度，方向和湍流的有关数据