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彩色经颅多普勒TCD简述

一、概述

经颅多普勒（TrancranialDoppler,简称TCD）超声技

术是超声医学发展史上的重大进展。它是利用低频脉冲超声

波结合超声多普勒效应,检测颅内脑底动脉环上的各支主要

动脉血流动力,及各血流生理参数的一项无创伤的脑血管疾

病的检查方法。经颅多普勒技术的问世，标志着人们对于颅

内血流动力学的探索和认识进入了一个新的发展时代，为无

创伤性脑血流循环的研究及脑血管疾病的诊断，开创了一个

新的领域。由于其各方面的优点，20多年来在国内外得到了

迅速发展，成为目前脑血管疾病诊断的重要手段之一。

二、TCD的发展史

1842年，奥地利的一位物理学家科约斯琴·约翰·多普

勒发现一种现象，当受光体与发光体作相对运动时，观测者

所接受到的光源频率与发光体光频率不同，这种现象是多普

勒首次发现的一种物理效应。后来，多普勒又作了大量的研

究发现，当波源与接受体作相对运动的时候，波源发射出的

频率与接受体接受到的频率有差别。多普勒效应在生活中的

一个典型例子：当火车从站立的人身边驶过的时候，人所听

到的火车的鸣笛音的音调（即频率）会改变，当火车行驶过

来时，人所听到的鸣笛音的音调逐渐增高；当火车远离人驶

去时，鸣笛音的音调渐低。

随着时间的推移，人们应用多普勒提出的理论，在很多

领域取得了重要成就。为了纪念这位伟大的科学家，人们将

多普勒发现的这种现象称为多普勒效应。提出的理论称多普

勒原理。我们将发射频率与接受频率之间的差值称为多普勒

频移。

1982年12月挪威学者Aaslid创造性地将低频脉冲和

2MHz超声波相结合研制了世界上第一台经颅多普勒检测仪。

1988年，中国开始引进TCD技术，从而开始了TCD的应

用时期。目前，全国绝大部分县级以上医院开展了这一技术。

至今，国内已有数家生产TCD的厂家，其中，南京科进实业

有限公司是国内研发生产TCD最早的企业之一，利用东南大

学技术，研发出具有自主知识产权的KJ-2型一个系列的TCD

产品，目前产品品种有单通道，多深度，多通道，USB-TCD

等一个系列，满足了不同层次医疗机构的需求，目前仅国内

用户就有一千多家。

三、TCD原理

压电效应：压电陶瓷具有这样的特性，作用在其上的压

力与电荷可以相互转换，即机械能转变为电能，电能转变为

机械能，这种现象称为压电效应。我们利用压电陶瓷的这一

特性将它制成换能器，即探头。我们先在换能器上加上电信

号，使之产生机械（超声）波，发射至目标，目标在机械波

的作用下，将产生振动和回波，这个回波（机械波）又作用

到换能器上，在换能器上产生电信号，我们再把这个电信号

加以放大、利用，提取有用信息。

多普勒效应：波源和观察者作相对运动时，观察者所接

收的频率和波源所发出的频率不同的现象称为多普勒效应。

两者相互接近时，接收到的频率升高；相互离开时，接收

到的频率降低，这种频率差就叫频移，如人和火车作相对运

动时的情形。

多普勒效应被应用于工业中，可测定移动物体的速度。

当一束超声波作用在流动的血液（红细胞）上时，应用多普

勒效应，同样可测定出血液流动的方向和速度。

先由多普勒超声仪主机

输入一定的电能到多普勒探

头上，探头的内部结构为压电

陶瓷，它具有压电效应，可以

将输入的电能转化成超声波；

再由超声波穿透较薄的颅骨，

作用到颅内血管里流动的血

液（主要是红细胞）上产生振

动，然后散射回来的超声波冲

击多普勒探头，探头将接收到的超声波再转化成电能，输入

到多普勒超声仪主机内部，结合多普勒效应和快速傅立叶转

换，经过处理后，以频谱图像和各项生理参数显示出来。TCD

医生则根据显示出来的图像和参数结合病人的临床表现得

出诊断结果。

多普勒探头一般分为2MHz、4MHz和8Mz探头。２MHz探

头为TCD常用的探头，主要用于检测颅内组成大脑动脉环

（Willis环）的血管。它发射出一组２MHz超声波（大约10

个波左右）后，大部分时间处于接收状态，重复脉冲频率为

3.6KHz～5.2KHz左右，这种方式称为脉冲发射方式，所以称

之为脉冲探头，简称PW探头。它的优点是具有距离选通功

能，但由于受到脉冲重复频率的限制只能测相对较低的血