医学超声仪器.pptVIP

4.4 超声多普勒成像与彩超 4.4.1超声多普勒(Doppler)现象 当声源、接收器和介质之间存在相对运动时，接收器收到超声频率和声源的原有频率之间有一定的差异，其变化的频移称为多普勒频移，这种现象称为多普勒效应。 * 合肥工业大学 生物医学工程系 * 多普勒效应的公式： 设声源与接收器的相对运动发生在两者连线上 声源的频率：fs 波长：λ 周期：T 声源相对于介质的运动速度：Vs 接收器相对于介质的运动速度：VR 超声在介质中传播的速度：c 接收器接收到的声音频率为：fR 合肥工业大学 生物医学工程系 * 接收器 声源 Vs VR 从式中可以看到，多普勒频偏与物体运动的速度成正比，如果用电子学的方法检测出多普勒频偏，就能够得出运动器官或血流的运动速度，而超声多普勒频偏的正负可以反映出运动的方向。 所以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。 * 合肥工业大学 生物医学工程系 * 4.4.2多普勒效应测量血流 通常在医学超声诊断中，发射器和接收器均静止不动，实际工作中主要是介质在运动。我们可以按两次多普勒频移来分析。 ①第一次多普勒频移：超声波入射到达血管内的血液颗粒时，由于超声接收器的血液颗粒运动，相当于声源静止，接收器运动。则 * 合肥工业大学 生物医学工程系 * ②第二次多普勒频移：当血液颗粒散射的超声波返回到接收器时，由于作为散射体的血液颗粒相当于超声源，且是运动的。于是出现第二次多普勒频移。相当于声源运动，接收器静止。则 * 合肥工业大学 生物医学工程系 * 故多普勒频移： 又因cV，则 * 合肥工业大学 生物医学工程系 * 已知接收信号的频移可知道血流的速度和方向 4.4.3 多普勒血流信号处理 * 合肥工业大学 生物医学工程系 * 多普勒测量血流速度和方向的方法很多，其中正交相位检测法是较为 简单，运用较广的一种，常用于连续波多普勒测量中。 带通 带通 * 合肥工业大学 生物医学工程系 * 90度相移网络 正向流信号 反向流信号 相域处理原理框图 多普勒血流信号经过正交解调和相域处理后得到不同方向的血流频移信号， 可以测得血流的方向和速度。 多普勒血流测量模式有两种：连续波模式和脉冲波模式两种。连续波模式是指超声发射连续的超声波。该模式不能得到深度信息。用连续多普勒仪器构成的血管二维扫描基本上是一个平面图，它代表血管在皮肤上的投影。 * 合肥工业大学 生物医学工程系 * 连续波多普勒仪器成像原理框图 4.4.4 多普勒血流测量模式 脉冲波模式是发射脉冲的超声波。脉冲超声多普勒血流测量仪的采样距离、采样体积都可以调节，所以可以得到某一深度某一范围内的血流信息，既能显示被测血流的深度，又能产生血管腔的横断面像和纵断面像。 显示方式有波形显示和动态声谱图显示。波形显示有正向血流、反向血流和正反向血流，幅度代表速度大小，水平方向代表时间。 还可监听多普勒血流声，声调高表示血流速度快，声调低表示血流速度慢。 * 合肥工业大学 生物医学工程系 * * 合肥工业大学 生物医学工程系 * 脉冲超声多普勒血流仪框图 多功能超声诊断仪一般具有B型、M型及多普勒三种功能，它以B型图像进行定位，可以精确测得心脏内某一位置的血流频谱图，对诊断心脏疾病有重大意义。这种超声波诊断装置，不仅能显示血流频谱图，还能以彩色显示的二维彩色血流图像，迭加在黑白的B型图像上，简称为“彩超”，该设备是将脉冲多谱勒血流测量结果叠加在超声成像上。该技术大大提高了临床诊断的水平。 * 合肥工业大学 生物医学工程系 * 4.4.5 彩超 血流的彩色多普勒显示方法： 血流方向表示：红色：朝向探头的正向血流蓝色：远离探头的反向血流 血流速度表示：常用彩色信号色调表示。由颜色的辉度等级来显示。一般仪器上由最亮到最暗分为8级。 * 合肥工业大学 生物医学工程系 * 流速离散度表示： 在彩色血流成像图上，代表该区域流速的颜色或红或蓝，颜色纯净，说明其离散度较小； 若速度有快有慢，离散度大，则以绿色代表紊乱的血流，且以其辉度强弱代表血流速度离散度的程度。 正向紊乱的血流：红＋绿＝黄 反向紊乱的血流：蓝＋绿＝青 * 合肥工业大学 生物医学工程系 * 由于脉冲超声多普勒血流仪可以得到不同深度的信息，因而可得到血流速度在血管（或心脏）内的分布，临床上可诊断血管斑块是否形成，血管是否阻断，并可制成多普勒成像仪，可显示血管（或心脏）的二维截面像，如图，并