多普勒超声成像系统

　　多普勒超声成像系统一般包含有发射、接收处理以及监测三大部分。多普勒超声成像系统中，处理和监测部分广泛使用计算机处理系统、实时成像系统、测定声束方位的换能器定位系统等，从而提高测量精度，并显示多种参数。

多普勒超声成像系统的工作原理

　　1、超声多普勒频移信号产生的原理

　　所谓多普勒效应就是接收到的运动目标反射或散射的超声波频率与原发射频率有所不同。这种由多普勒效应引起的发射频率与运动目标反射或散射的频率之间的频差称为多普勒频移。当考虑到声源和接收器运动方向之间存在夹角时，对于多普勒超声成像系统计算多普勒频移常用公式：

　　对于反射式超声多普勒诊断仪计算多普勒频移常用公式：

　　式中：c为超声波在介质中的传播速度;为声源和接收器运动方向之间的夹角;v为运动目标的速度;人为声源频率，正号表示运动目标朝向探头运动，负号表示运动目标背向探头运动。

　　2、多普勒频移的解调原理

　　多普勒超声成像系统，接收器接收到的口波信号除了有运动目标产生的多普勒频移信号外，还有静止目标或慢速运动目标产生的信号。另外，由于实际应用中，发射和接收换能器靠得很近，所以总有一部分发射信号透过来直接耦合到接收器，这些不需要的波称为杂波。从复杂的口波信号中提取多普勒频移信号，完成这一任务称为多普勒频移解调。

　　由于血流的速度远小于发射波声速，且口波中杂波分量的幅度通常比有用的多普勒频移信号大得多，所以要求解调器既能检出频率在发射频率百分之一以下的多普勒频移信号，还要能检出被杂波所掩盖的多普勒频移信号。完成这一任务的方法很多，非定向解调中有相干解调和非相干解调;定向解调中有单边带滤波法、外差法和正交相位解调法等。

多普勒超声成像系统的应用范围

　　1、连续超声多普勒诊断仪的应用

　　连续超声多普勒诊断仪通过发射与接收连续多普勒信号，来获得运动目标的信息。这类多普勒超声成像系统结构简单，价格低廉，可用来观测心壁、瓣膜、胎体的运动状态。

　　这类多普勒超声成像系统的测量也存在很大的局限性，例如不能判断物体的运动方向，不能探测血流状态。由于没有深度分辨力，它也不能探测运动物体的深度，因此目前除用以胎儿的检测外，已经很少在临床应用。

　　2、连续超声多普勒血流计的应用

　　利用连续超声多普勒血流计可以检测血流速度的大小与方向，尤其是在测量高速血流时连续超声多普勒血流计有其独特的优势。

　　此类多普勒超声成像系统仍不能分辨探头和运动目标间的距离，测量结果受声速和运动方向夹角影响较大，无法了解异常血流的产生部位。

　　3、脉冲超声波多普勒血流计的应用

　　脉冲超声波多普勒血流计发射的是超声脉冲同时有延迟电路来控制接收器，使得这种仪器具有距离选通能力。如果采用不同的延迟时间，就可以得到沿声束方向上不同深度的血流速度，从而构成血流剖面图。目前脉冲超声波多普勒血流计与B超显像仪进行组合，用前者检查血流状态，用后者探测解剖结构，所以能在诊断瓣口与血管狭窄、瓣膜关闭不全及先天性间隔缺损所致的分流方面取得良好的效果。

　　这类多普勒超声成像系统也有它的缺点，它所测血流速度的大小即多普勒频移大小受脉冲重复频率的限制。当其频移值超过尼奎斯特频率时，速度高的血流尖峰部分不能正常显示，出现频率倒错的显像。此外，由于采样体积范围很小，需要在断面上反复移动，检测时间较长。

　　4、彩色多普勒血流显像仪的应用

　　彩色多普勒血流显像仪是通过对散射回声多普勒信息做相位检测并经自相关处理、彩色灰阶编码，把平均血流速度分类以彩色显示，它与B型图像和M型超声心动图相结合，可提供心脏和大血管内血流的时间和空间信息。可同时显示心脏某一断面上全部血流束的分布及数目，腔室形态、大小;表现血流途径及方向;辨别层流、湍流或涡流;测量血流束的面积、轮廓长度和宽度;清楚暗示血管结构异常与血液动力学异常的关系。

　　这类多普勒超声成像系统常用于心脏瓣膜病、先天性心脏病、心肌病、心脏肿瘤的无创伤诊断，彩色多普勒血流显像直观、形象、快速检测，诊断灵敏和准确率很高。当然，彩色多普勒血流显像也有其局限性，它更多地作为定性诊断的方法，而对血流动力学的定量分析还需借助频谱多普勒。