四多普勒血流显像

何彩云2015.09.22多普勒血流显像学习目标一、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。→←↑←→↓生活中的多普勒效应入射频率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：cos20fcfd00cos2fcfffrd多普勒血流仪的多普勒公式：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；⑴θ=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；⑵θ=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。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。cf连续波（CW）脉冲波脉冲宽度脉冲间隔连续波与脉冲波的概念二、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。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。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；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；角度依赖取样容积PW的特点•有一定的取样容积•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。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。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；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—8mm7.零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。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。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。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。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？