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彩色多普勒基本知识 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JC·Doppler 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，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。 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）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，Cos?＝1时，fd最大； 当?＝90，Cos?＝0时，fd＝0。 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=(fd·C)/(2 f0 ·Cos?) 此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1～2MHz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 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，表示血流朝向探头；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分布范围。 如 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。 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。 （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。 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称为尼奎斯特频率极限。（Nyquist frequency limit）。若