大学课件超声学超声多普勒诊断与成像.ppt

第七章 超声多普勒诊断与成像 超声多普勒效应 多普勒原理在超声医学诊断中的应用 超声血流检测的物理学基础 D型超声成像诊断仪及其应用范围和特点（超声多普勒血流成像仪、能量多普勒血流成像） 一、多普勒效应 血流成像的发展 连续波超声血流成像 脉冲波超声血流成像 多通道脉冲波超声血流成像 超声多普勒血流成像 多普勒效应 1842年奥地利物理学家多普勒（Doppler）发现并研究了声波的“频移”现象，后被命名为“多普勒效应”。 多普勒效应是指波源将某一频率f的波以一种固定的传播速度向外辐射时,如果波源与接收系统产生相对运动，则所接收到的波的频率f′会发生变化（即频移），即两个频率的差值： 超声多普勒效应 超声如同声音一样，以确定的速度通过介质，当遇到两种不同介质的分界面时就能发生反射和折射。 当反射边界固定不变时，反射波的频率等于入射波的频率； 但当反射边界朝向声源移动时，反射超声波的波长就被压缩，反之被拉伸。 超声多普勒效应 由于超声波在传输介质中的速度是恒定的； 因此根据公式c=λf，超声波波长的变化导致了频率的移动，此现象被称为超声多普勒效应。 二、多普勒原理在超声医学诊断中的应用 大多数应用运动结构反射回来的超声波束，检测出其中的多普勒频移，作为探查目标的运动速度信息，然后通过监听、用仪器去分析、用图像去显示或者用影像去显现人体内部器官的运动状态。 多普勒原理在超声医学诊断中的应用 临床上，当声源或发射界面移动时，所发射或散射的超声，可认为是微小的声源； 当红细胞流经心脏大血管时，从其表面散射的声频将发生改变，这种频移可指示血流的方向和速度； 如红细胞朝向探头，发射的声频将提高；反之，声频降低； 多普勒原理在超声医学诊断中的应用 当通过大血管时，若血流正常，红细胞平移，邻近的红细胞血流方向相同且速度相近； 由这些移动的红细胞产生的Doppler频率，符号相同，均为正或均为负，即具有相当一致的特性，“音调”平稳，称为层流。 多普勒原理在超声医学诊断中的应用 由于左右分流或瓣膜疾病，致使心内血流受到干扰，各个红细胞的移动不平行； 在受干扰的血流区各个红细胞以不同的方向和速度移动，所产生的Doppler频移正负兼有，且频移波动范围很大，出现频谱较宽、音调粗糙，称为湍流。 多普勒原理在超声医学诊断中的应用 声源与发射界面或散射体之间存在相对运动时，接收到的声波信号频率与入射声波频率就存在差别； 频移的幅度与相对运动速度成正比。 频率偏移的大小： 多普勒原理在超声医学诊断中的应用 利用由运动结构反射回来的超声波束的多普勒频移来提供人体器官或物体（如心脏壁和血液）的运动速度信息的超声多普勒方法，已被广泛应用于人体运动结构的临床诊断中，并且具有相当高的诊断价值。 多普勒原理在超声医学诊断中的应用 优点： 安全、无创、直观 可实时成像、可重复检查 能实时提供组织和检测目标的运动信息 可提供血流动力学信息 人体血管血流形态图 流速、流动稳定性 多普勒原理在超声医学诊断中的应用 缺点： 不能实现对血流运动状况的无偏估计 无法保证估计的可信度和速度分辨力 接收频谱受多种展宽、畸变和模糊因素的影响 运动信息提取的的准确性易受影响 彩色多普勒超声一般是用自相关技术进行多普勒信号处理，把自相关技术获得的血流信号经彩色编码后实时地叠加在二维图像上，即形成彩色多普勒超声血流图像。 由此可见，彩色多普勒超声（即彩超）既具有二维超声结构图像的优点，又同时提供了血流动力学的丰富信息，实际应用受到了广泛的重视和欢迎，在临床上被誉为“非创伤性血管造影”。 主要优点： 能快速直观显示血流的二维平面分布状态。 可显示血流的运行方向。 有利于辨别动脉和静脉。 有利于识别血管病变和非血管病变。 有利于了解血流的性质。 能方便了解血流的时相和速度。 能可靠地发现分流和返流。 能对血流束的起源、宽度、长度、面积进行定量分析。 三、超声血流检测的物理学基础 血液的超声散射主要是由红细胞产生的。 超声散射回波取决于血液的流场、入射波的类型、各散射子之间相干的结果所产生的“净”贡献。 超声血流检测的物理学基础 散射子模型包括（见表7.1）： 分立散射子模型 连续介质模型 混合（Hybird）模型 超声血流检测的物理学基础 血细胞对超声波的散射是超声血流检测的物理学基础： 通过检测散射信号的多普勒频偏，或跟踪回波信号的时延或相位变化； 实现血流信号的超声检测。 超声血流信号检测分为： 多普勒方法 非多普勒方法 四、D型超声成像诊断仪 D型超声成像诊断仪（ Doppler Ultrasound），也即超声多普勒诊断仪 分为： 连续波多普勒(CWD) 脉冲式 实时二维彩色 1、连续波多普勒(CWD) 探头中的一个换能器发射出某一频率的连续超声波信号