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彩色多普勒基本知识宝鸡市中心医院功能科宝鸡市中心医院功能科 顿国亮顿国亮1 1.一一 多普勒效应（多普勒效应（Doppler effectDoppler 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JCDoppler 于1842年发现的，故名。2 2.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。3 3.4 4.l经过数学推导：fdf1f0（V/C）f0 V为界面运动速度，f0为探头发射频率，f1为接收频率，C为声速。l若接收器的运动方向与声束成角度，此时发生多普勒效应的运动速度不是V而是V在超声传播速度上的投影VCos。l医用超声中，探头发射的超声波往返一次，故产生两次多普勒效应。即fd（2V Cos/C）f0l上式即是超声诊断中广泛使用的多普勒方程。5 5.6 6.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，Cos1时，fd最大；当90，Cos0时，fd0。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=(fdC)/(2 f0 Cos)此取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。7 7.二二 超声多普勒的输出方式（显示方式）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8 8.1、音频输出 探头以检测到的血流频移值多在12MHz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。9 9.2、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：1010.（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；基线以下的频移值为负值，表示血流方向背离探头。1111.（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。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。1212.频频移移大大小小正正负负频带宽度频带宽度基线基线正向频谱正向频谱频移时间频移时间1313.负向层流频谱负向层流频谱1414.负向层流频谱负向层流频谱1515.正向湍流频谱正向湍流频谱1616.负向湍流频谱负向湍流频谱1717.3、彩色血流显示 CDFICDFI（Color Doppler Flow ImagingColor 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：1818.（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。1919.红色朝向探头，色调纯静，为层流。红色朝向探头，色调纯静，为层流。2020.红色朝向探头，色调纯静，为层流。红色朝向探头，色调纯静，为层流。2121.蓝色背离探头，色调纯静，为层流。蓝色背离探头，色调纯静，为层流。2222.负向五彩镶嵌血流信号，为湍流。负向五彩镶嵌血流信号，为湍流。2323.正向五彩镶嵌血流信号，为湍流。正向五彩镶嵌血流信号，为湍流。2424.三三 频谱多普勒的分类频谱多普勒的分类 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）2525.（一）（一）PWPW：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。2626.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）。若多普勒频移超过这一极限，脉冲多普勒所测量的频率就会出现大小和方向的伪差，即频率失真，或称为频谱混叠。总之，PW的优点：定点准确彩样；不足：不能测量高速血流。2727.2828.n提高脉冲多普勒检测血流速度的方法：提高脉冲多普勒检测血流速度的方法：1.选择超声频率较低的探头；2.增加脉冲重复频率（PRF）；3.减小取样深度；4.移动零位线。2929.（二）（二）CWCW：两组晶片，一组连续发射超声，一组连续接收超声，发射频率和接收频率之差即为频移。连续发射和接收，没有时间间隔，其脉冲重重频率等于探头的频率，故可测量人体各部位的高速血流。但是其接收到的是整个声束内所包含的所有血流信号的总和，如一束超声透射部分存在2个或2个以上的运动目标，这两个运动目标所产生的多普勒信号会混在一起，无法分辨，即没有距离选通能力。总之，CW的优点：可测量高速血流；不足：没有距离选通能力。3030.3131.在实际工作中，应将在实际工作中，应将PWPW与与CWCW相结合，合理应用。相结合，合理应用。3232.1.收缩期峰值流速（Vs），舒张期末流速（Vd）2.平均流速（Vm）3.阻力指数 4.搏动指数 5.收缩/舒张比值 四四 频谱多普勒信号的测量参数频谱多普勒信号的测量参数RI=Vs-VdVSPI=Vs-VdVmSD=VsVd3333.四、彩色多普勒仪器的一般调节四、彩色多普勒仪器的一般调节要用好彩超，充分发挥现有设备的功能，就必须对自己的彩超设备有一个深入透彻的了解，对其性能要有熟练的掌握。建议使用新的仪器前要详细阅读使用说明书。调节仪器的主要目的是：避免伪像，使图像更清晰，便于鉴别诊断。3434.4.1 二维图像的调节二维图像的调节增益（Gain）探头频率（Frequency）动态范围（Dynamic Control）聚焦（Focus）3535.增益（增益（增益（增益（GainGain）包括总增益（Gain）和分段增益（也称时间补偿增益TCG或距离补偿增益DCG）其作用是调节超声诊断仪对接收信号的放大倍数，决定接收到的回声信号用什么亮度显示。加大增益，可使回声放大倍数提高，图像亮度增加。但增益过大，图像则出现噪音，分辨力下降。增益过小，又可使某些有效的信号显示不清或丢失。3636.增益偏低增益偏低增益适当增益适当增益过低增益过低增益过高增益过高3737.增益适当增益适当增益过低增益过低增益过高增益过高二维增益二维增益3838.探头频率（探头频率（探头频率（探头频率（FrequencyFrequencyFrequencyFrequency）：现在彩超探头多为宽频可调探头，使用时应根据需要调节探头频率。频率越高，分辨率越高，但穿透率减低，反之亦然。3939.随着探头频率的降低，穿透力增加，但光点增粗，分辨力下降。（箭头所示）4040.动态范围（动态范围（动态范围（动态范围（Dynamic ControlDynamic ControlDynamic ControlDynamic Control）：）：）：）：是指接收不失真回声信号的最大信号电压与最小信号电压之比。单位是分贝（dB），分贝是个对数单位，采用它可以把相当大的电压比值用相当小的数值来描述信号比值。保持较大的信号动态范围而不失真，图像信息量则丰富，反差则小；若信号动态范围较小，图像信息量相对减少，反差增大。4141.适当适当过小过小过大过大动态范围动态范围4242.聚焦（聚焦（聚焦（聚焦（FocusFocusFocusFocus）：）：）：）：通过聚焦可使聚焦区超声束变细，减少远场声束扩散，改善图像的横向和（或）侧向分辨力。可调节聚焦的位置（Focus Position）及聚焦点的数目（Focus Number）。一般使聚焦点置于感兴趣区。聚焦点的数目越多聚焦效果越好，但时间分辨率（帧频）降低。4343.从一点到多点聚焦从一点到多点聚焦4444.一点聚焦一点聚焦适当适当过深过深4545.两点聚焦两点聚焦适当适当过深过深4646.三点聚焦三点聚焦适当适当过深过深4747.两点聚焦两点聚焦四点聚焦四点聚焦四点聚焦比两点聚焦四点聚焦比两点聚焦图像更细腻，但时间图像更细腻，但时间分辨力降低。分辨力降低。4848.4.2 4.2 彩色多普勒的调节彩色多普勒的调节彩色增益(Gain)滤波器（Filter）彩色翻转（Invert）速度标尺（Scale）零位基线（Baseline）彩色取样框4949.彩色增益彩色增益彩色增益彩色增益(Gain)(Gain)(Gain)(Gain)：增益越大，彩色灵敏度越高，但同时噪音信号也增多。应调节至刚刚没有出现彩色干扰时为宜。5050.彩色增益适当时，应无血流外溢，无血流信号丢失，彩色增益适当时，应无血流外溢，无血流信号丢失，无噪音干扰。无噪音干扰。5151.彩色增益过大时，出现溢出至血管外，并有噪音干扰。彩色增益过大时，出现溢出至血管外，并有噪音干扰。5252.彩色增益过小时，出现彩色增益过小时，出现不同程度的有效血流信不同程度的有效血流信号丢失。号丢失。5353.5454.滤波器（滤波器（滤波器（滤波器（FilterFilterFilterFilter）：）：）：）：滤波器的作用是针对不同的彩色显示需要，滤去不必显示的成分，而保留应该显示的血流信号。高通滤波可截止起点高的频率，将低速血流频率滤去或除去外来等不必要的信号用以显示高速血流，免受低速血流干扰。低通滤波，截止起点频率较低，用以显示低速血流。5555.滤波越大，则使有效低速血流血流信号被滤掉。适当过大5656.彩色翻转（彩色翻转（彩色翻转（彩色翻转（InvertInvertInvertInvert）：）：）：）：预置血流方向与红、蓝色显示的相关联系。统一标准为：朝向探头显示为红色，背离探头为蓝色。在判断血流方向时此点尤为重要。5757.5858.速度标尺（速度标尺（速度标尺（速度标尺（ScaleScaleScaleScale）：）：）：）：有的仪器标识为PRF（脉冲重复频率）。即彩色血流可显示的血流速度范围，而不出现彩色倒错。须与被检测的血流速度相匹配，一般对腹部及四肢外周血管选用相对低速度标尺，对心脏采用高速标尺。5959.血管检查时，Scale过低时，出现彩色倒错，过高时，血管血流充盈不良。6060.ScaelScael适当时，显适当时，显示乳腺包块内血流示乳腺包块内血流清晰，无干扰。清晰，无干扰。ScaelScael过低时，出过低时，出现噪音干扰。现噪音干扰。6161.ScaelScael过高时，包过高时，包块内有效血流显示块内有效血流显示减少，甚至消失。减少，甚至消失。6262.零位基线（零位基线（零位基线（零位基线（BaselineBaselineBaselineBaseline）：）：）：）：移动零位基线，目的是增大彩色标尺的显示范围，并克服折返现象。零位线向蓝色标尺方向调节，结果是显示红色增多，反之蓝色增多。6363.基线上移蓝色显示范围增大。基线上移蓝色显示范围增大。基线下移红色显示范围增大。基线下移红色显示范围增大。基线居中，红、蓝色显示范围相等。基线居中，红、蓝色显示范围相等。6464.彩色取样框：彩色取样框：彩色取样框：彩色取样框：用以确定感兴趣区的位置（Position）、大小(Size)。取样框大小的调节以能包括感兴趣的血流为准。取样框过大则帧频降低。不仅可以调节大小，而且可以调节方向，一般取样框的角度范围可以在30度90度之间，显示角度越大，则帧频越低。取样框方向应尽量与血流方向平行。6565.取样框过大。取样框过大。取样框过小。取样框过小。6666.取样框适当大小。取样框适当大小。6767.取样框方向应尽量与血流方取样框方向应尽量与血流方向平行，否则，有效血流信向平行，否则，有效血流信号可能丢失。号可能丢失。适当适当6868.综上：如何消除彩色信号的闪烁伪像？综上：如何消除彩色信号的闪烁伪像？综上：如何消除彩色信号的闪烁伪像？综上：如何消除彩色信号的闪烁伪像？选用适当的滤波条件和速度标尺，缩小取样框，要求受试者屏住呼吸。提高彩色血流显示的敏感度：一定范围内增加彩色增益，增加彩色血流的扫描线密度，调节滤波及速度范围，调节脉冲重复频率（PRF），而不应该增加超声输出功率。6969.4.3 4.3 频谱多勒的调节频谱多勒的调节 频谱增益(Gain)滤波（Filter）速度标尺（Scale）取样容积（SV）超声的入射角度（角）频谱翻转（Invert）零位基线（Baseline）7070.频谱增益频谱增益频谱增益频谱增益(Gain)(Gain)(Gain)(Gain)：增益越大，频谱灵敏度越高，但同时噪音信号也增多。反之，增益越小，频谱灵敏度越低，则有效信号减少。增益大小应调节至刚刚没有出现噪音干扰时为宜。7171.7272.增益过小增益过小增益过大增益过大7373.滤波（滤波（滤波（滤波（FilterFilterFilterFilter）：）：）：）：与彩色多普勒相似。高通滤波可截止起点高的频率，将低速血流频普滤去用以显示高速血流频谱。低通滤波，截止起点频率较低，用以显示低速血流。滤波过高则有效的低速血流频谱可能被滤掉，反之，过低，则噪音增加。7474.滤波过大滤波过大滤波适当滤波适当7575.滤波递减滤波递减7676.速度标尺（速度标尺（速度标尺（速度标尺（ScaleScaleScaleScale）：）：）：）：有的仪器标识为PRF。须与被检测的血流速度相匹配。高速标尺适用于高速血流检查，低速标尺适用于低速血流检查。用低速标尺检查高速血流信号受到低频运动的干扰；用高速标尺查低速血流，可使低速血流不被显示。故如测量高速血流，则速度标尺应相应增大，反之则速度标尺应相应减低。7777.ScaleScale过低过低过低过低ScaleScale过高过高过高过高ScaleScale适宜适宜适宜适宜7878.取样容积（取样容积（取样容积（取样容积（SVSVSVSV）：）：）：）：有的仪器称之为选通门（Gate）,类似彩色取样框。取样容积的大小应小于被检的血管，不能超过血管的内径，在心脏检查时SV也宜选用适当的大小，过大则不能精确地检测瓣口的血流。7979.SV过大过大SV适宜适宜8080.SV过大过大SV适宜适宜8181.超声的入射角度（超声的入射角度（超声的入射角度（超声的入射角度（角）：角）：角）：角）：一般心脏检查，角不能大于20；腹部、四肢等的外周血管检查，角不能大于60，必须校正到小于或等于60。8282.适当适当不当，角度过大。不当，角度过大。8383.角558484.频谱翻转（频谱翻转（频谱翻转（频谱翻转（InvertInvertInvertInvert）：）：）：）：预置血流方向与频谱正负方向的相关联系。标准为：朝向探头显示为正向，背离探头为负向。8585.InvertInvert8686.零位基线（零位基线（零位基线（零位基线（BaselineBaselineBaselineBaseline）：）：）：）：移动零位基线的位置，以增大速度标尺的测量范围，并克服折返现象。零位线向下调节，正向血流频谱测量范围增大，反之向上调节负向血流频谱测量范围增大。8787.基线位置过高，发生频基线位置过高，发生频谱折返现象，无法测量谱折返现象，无法测量。基线下移后，频谱基线下移后，频谱显示正常。显示正常。8888.小小 结结应重视仪器调节是否恰当对图像质量的影响。应重视仪器调节是否恰当对图像质量的影响。仪器调节的理论基础是超声的物理学知识，因此熟仪器调节的理论基础是超声的物理学知识，因此熟练掌握超声的物理学基础知识对调节仪器至关重要。练掌握超声的物理学基础知识对调节仪器至关重要。仪器调节是一项综合性工作，上述各个调节参数是仪器调节是一项综合性工作，上述各个调节参数是相互联系、相互影响的。只有将各个参数均调到最相互联系、相互影响的。只有将各个参数均调到最佳且相互协调，才能达到优化图像的目的。单独调佳且相互协调，才能达到优化图像的目的。单独调节某一项参数，并不能达到最佳效果。节某一项参数，并不能达到最佳效果。相同的参数对不同的病人或相同病人的不同器官并相同的参数对不同的病人或相同病人的不同器官并不能起到相同的效果，因此，调节仪器参数也是一不能起到相同的效果，因此，调节仪器参数也是一个动态过程，在检查过程中应根据实际情况随时进个动态过程，在检查过程中应根据实际情况随时进行调节。行调节。8989.宝鸡市中心医院功能科简介宝鸡市中心医院功能科简介 我科始建于1983年,经过30多年的成长,科室已由当初每天接诊十余名患者发展到每天接诊900余名患者,每年共检查15万余人次,业务能力增长了60多倍,诊断技术在省内及周边地区有良好的口碑,科室拥有高精尖的彩超诊断系统及过硬的专业技术队伍,目前已由单纯的检查诊断发展为诊断、治疗、教学为一体的综合性科室,承担着宝鸡地区超声人才的培养及大专院校医学影像专业的教学任务，并担负着宝鸡地区基层医疗机构的超声技术培训任务。9090.我科室现有专业技术人员21人，拥有17台进口中、高端彩超设备，被定为我院的重点学科。9191.科室的业务特色科室的业务特色 一、腔内超声 腔内超声探头频率高（712MHZ），其分辨力比常规经腹检查（频率3.5MHZ）高出数倍，病变显示更清晰，特别是微小病变。另外检查不须特殊准备，对常规经腹检查病变显示欠佳及憋尿困难的患者提供了便利。近年来，在医院的大力支持下，科室在注重保持传统优势项目的前提下，不断创新，新开展了一系列的新技术项目，部分项目填补了我市乃至我省的空白。9292.二、二、介入性超声介入性超声（一）（一）介入性超声诊断介入性超声诊断超声引导下组织学超声引导下组织学活检活检（USGAB)USGAB)各种肿块的组织学活检，如：肝、肾、胰腺、乳腺、甲状腺、肺、四肢等各部位的肿块。肝、肾弥漫性病变的取材病理检查。经直肠超声引导下前列腺穿刺取材活检。经阴道盆腔肿块穿刺活检。超声引导下针吸细胞学超声引导下针吸细胞学检查如乳腺、甲状腺等病变的针吸细胞学检查。我科自2002年9月开始开展超声介入工作，如今每年完成各种介入手术2000余例。9393.（二二）介入性超声治疗介入性超声治疗介入性超声治疗介入性超声治疗各种囊肿的硬化治疗，如肝囊肿、肾囊肿、卵巢囊肿、甲状腺囊肿，淋巴囊肿。胸腹水及心包积液的穿刺、抽吸、灌洗、置管引流。超声引导下经皮肝穿刺胆管置管引流（UPTCD）。超声引导下经皮经肝穿刺门静脉置管。肝癌的酒精治疗。全身各部位脓肿的穿刺抽液、灌洗、置管治疗。经阴道盆腔囊性包块硬化治疗及实性肿块的酒精治疗。超声引导下的肾造瘘。9494.三、三、超声造影超声造影该项目的开展，填补了我市的空白，它是在普通超声显像的基础上，经外周静脉注入声学造影剂，使病变组织与正常组织的声像图差异增大，将功能成像与解剖成像有机的结合起来，明显提高了分辨力及诊断的准确性。适应证：1.常规超声偶然发现肝脏局灶性病变，性质不明者；2.慢性肝炎或者肝硬化者发现肝脏局灶性病变，为进一步明确诊断；3.有恶性肿瘤病史病人肝脏发现可疑病变者；4.临床怀疑胆道肿瘤，需进一步明确诊断者；5.卵巢肿瘤的诊断与鉴别；6.恶性肿瘤进行放、化疗及介入治疗后的疗效评估。9595.四、四、腔内及乳腺容积超声腔内及乳腺容积超声与普通二维超声相比的优势：1、多种显示模式，数据采集后，可供以后多次会诊分析，而不需患者再次检查。2、可进行多层面逐层分析，尤其是可方便获得C平面图像，这是二维超声所不能达到的（往往C平面对良恶性肿瘤的鉴别有重要意义）。3、可获得肿瘤新生血管的空间架构，对良恶性肿瘤的鉴别有重要意义。4、TUI可实现与CT、MRI相似的断层功能，方便与临床医师探讨、分析病情。5、可准确计算出肿块的体积，对恶性肿瘤术前化疗疗效的评估提供了更为直接的客观数据。9696.科室服务宗旨科室服务宗旨1.坚持以患者为中心的服务宗旨，接诊热情检查细心，报告及时。2.常见病多发病报告不超过一小时，疑难复杂病例不超过四小时。3.长时坚持为外院会诊检查，免费为外院调试仪器。4.义务为患者阅读分析超声报告及照片，免费为患者邮寄报告，提供开水。5.急诊，危重患者优先检查，老寿星适当优先。6.除正常上班外，科室全天二十四小时安排技术骨干值班，以满足急诊患者的检查需要。9797.科室科室2424小时值班电话：小时值班电话：33974433397443超声介入室电话：超声介入室电话：330394233039429898.