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1、多普勒超声基本概念,南皮县人民医院超声科,超声仪的空间分辨率（区分两个反射体之间的最小距离）,轴向分辨率：取决于波长（两个反射体距离小于一个波长就不能分辨）， 侧向分辨率：取决于反射体所在位置的声束宽度（小于两点间距离时可分辨，反之不能分辨） 厚度分辨率：取决于与声像图平面垂直方向上的声束宽度（厚度分辨率差可出现假象）,分辨率的差别,反射体之间的轴向空间距离为2mm、1mm、0.5mm、0.2mm分别用4MHz和11MHz探头获得的图像,反射与折射,当超声波入射角度与组织界面垂直时，反射信号最强，当声波入射到声学性质不同的界面时，会发生反射和折射，反射的能量取决于构成界面组织的声阻抗（声阻抗等
2、于声速乘以组织密度，声阻抗越大，反射信号越强） 入射超声能量反射能量+折射能量（能量守恒）。,散射与绕射（声波与障碍物相互作用，使一部分声波偏离原来传播方向而产生）,散射：超声波仅绕过障碍物的边缘前进，小障碍物又会成为新的声源，并向四周所有方向发射而形成（探头所接受的散射能量与入射角无明显关系）主要发生在小物体如红细胞等微小结构。故利用反射只能观察到脏器轮廓，利用散射才能弄清脏器内部结构。 绕射：声波在其正面发生反射，而在边缘发生绕射，与反射体大小、声束直径有关。如结石后方出现声影，结石越大，绕射越不明显（仅在边缘），结石较小，则会发生完全绕射，无声影或弱声影。,谐波成像,超声诊断技术由B超发
3、展到彩超是一次飞跃，而由基波成像（线性检测）发展到谐波成像（非线性检测）又是一次飞跃。利用人体回波中谐波的非线性现象所形成的声像图成为谐波（HI)。 根据非线性因素不同可分为组织谐波成像（THI)和对比谐波成像（CHI)。 如果声波振幅足够强，声波在组织中传播时也会逐渐发生失真，这就是非线性传播，声束非线性的改变而导致谐波的产生。谐波产生的频率是原始基波的整倍数（3.0MHz的基波伴随6MHz的二次谐波）。,谐波的特点,谐波强度随深度变化是非线性的。谐波不会在皮肤表面产生，谐波振幅随组织深度增加而增加，在某一深度达到高峰，然后随深度增加而逐渐减弱。 谐波能量与基波能量呈非线性关系。弱的基波几乎
4、不产生谐波能量，而强的基波产生较大的谐波能量。因此频率为中心频率的基波产生谐波的能量最强，而旁瓣产生的谐波能量就很弱。,组织谐波成像,采用滤波技术，去除基波而利用组织谐波进行成像的方法，成为组织谐波成像(THI)。 利用组织谐波的特性，消除基波的噪声和干扰，以及旁瓣产生的混响，就可以消除进场伪像干扰和进场混响，明显改善信噪比，提高图像质量和对病灶的检测能力。尤其适用于传统基波成像困难的病人，对心内膜和心肌的以及腹部深部血管病变边界的显示，血栓的轮廓，腹部占位病变、含液脏器内病变及囊性病变的内部回声有明显改变。,多普勒频谱的选择,连续多普勒（CW）：探头连续发射脉冲信号，在探头声束内任意深度的反
5、射体和散射体的回声都将加载到总的多普勒信号中去，常用于高速血流检测。 脉冲多普勒(PW）：探头间断发射脉冲，可以区别不同深度的多普勒信号，只接收一定取样容积内的运动反射界面和散射体的回声信号，取样容积可以放在声束轴的任意位置上。不适合检测异常高速血流。,彩色信号对角度的依赖,取样角度及容积,通过角度调整和校正来获得最大多普勒信号,多普勒频移（频率差）大小取决于取样角度与血流速度 当取样角度0（声束与血流方向完全平行）时，则多普勒频移最大（等于1），反之，当取样角度达90时，频移值为0。 多普勒频移公式：FD = 2f0 cos？C,注意图像信息,彩色血流图像：显示了血管、取样容积和多普勒取样线
6、；血流方向与颜色的关系：红、橙色表示朝向探头，蓝绿色表示背离探头； 注意彩色血流信息：速度标尺显示：近端为红色（），远端为蓝色（）； 多普勒角度（右上方）： 多普勒频谱坐标（下方）：水平轴表示时间，纵轴为流速 频谱形态（亮度、空窗、包络）：频谱的亮度表明某一时刻取样容积内相同红细胞数目的多少，宽度某一时刻取样血流中红细胞速度分布范围的大小,多普勒波形特征,1低搏动性波形：收缩期峰较宽，整个舒张期持续正向血流（如颈内A） 2.中搏动性：收缩期窄而高尖，舒张期相对较少血流（如颈外A) 3.高波动性波形：收缩期峰很窄，舒张早期反向血流以及舒张晚期无血流（四肢A）,各类波形的临床意义,低搏动性（低阻力
7、）波，也称单相波：正常情况下见于颈内动脉、椎动脉、肾动脉及腹腔动脉干的血流频谱。因为这些血管所灌注的组织阻力较低，血流总是朝一个方向流动，整个波形都位于基线上方或下方，取决于探头位置或血流方向。 中搏动性：有些血管的多普勒波形介于低阻力和高阻力之间，收缩期高尖、整个舒张期内均为正向血流（有时可能会有舒张期反向血流），如颈外动脉和禁食时的肠系膜上动脉。 高搏动性：典型波形：收缩期峰高而尖，舒张期血流逆转或消失。如正常的下肢动脉为典型三相波：高尖的收缩峰（第一相）之后是一个短暂的反向波（第二相），然后又是一个短暂的正向波（第三相）。表明血管外周阻力很高。 正常情况下，身体各处的动脉搏动性大小不同，
8、血管阻力差别很大，生理及病理情况都会使血管阻力发生改变，如剧烈运动后下肢动脉可变为低阻力的单相波，此为运动后的正常表现，但在静息状态下却是明确的异常表现，提示存在近心端阻塞性病变造成动脉供血不足，另外还要全面了解患者的循环生理机能，心功能状况等。,参数测量（定量）,加速度和加速时间(AT): 加速度V/T,如近心端血管狭窄，远心端血流加速时间延长 血流量：平均血流速度血管横截面积 搏动指数PI: PI(A-B)/Vmean 阻力指数RI(AB)/ A S/DA/B.,图1：健侧正常肾动脉加速时间为0.03s； 图2：患侧肾动脉近心端狭窄，远段肾动脉加速时间延长（0.15s）， 图3：足背动脉频
9、谱：由于髂总动脉和股浅动脉闭塞导致远心端足背动脉搏动极度减弱，加速时间极度延长，整个舒张期持续高速血流（相对），与患者局部严重缺血症状相一致（正常应为三相波）。,A为红细胞平行流动示意图 B为正常层流时频谱图：在某个点，红细胞均以相同的速度流动，因此频谱线较细，且中间包绕着一个边界清楚的黑色“空窗”,血流紊乱时，频谱增宽 其程度与血流紊乱成正比,意义： 血流紊乱常表明存在血管病变 切记：1.正常的血管扭曲、迂曲及动脉分叉处都可以产生血流紊乱；2.由于取样容积过大，同时包含了靠近血管壁的低速血流和血管中心的高速血流，也会在正常频谱上出现血流紊乱。,图1.轻度血流紊乱：收缩峰值和整个舒张期频谱增宽
10、， 图2.中度血流紊乱：会导致频谱窗消失 图3.重度血流紊乱时表现为频窗消失，频谱边界不清，同时出现正向和反向血流，重度血流紊乱时，频谱信号明显粗糙。正常颈动脉分叉处可出现明显的血流紊乱。,正常颈动脉分叉处血流紊乱：箭头所指为颈总动脉及颈内动脉球部的反向血流导致局部颜色发生改变； 球部频谱显示同时出现正向和反向血流。,如何利用多普勒频谱诊断动脉狭窄,局部效应：狭窄处流速增高，狭窄即后段血流紊乱 近心段（上游）：搏动性（阻力）增高，因血流减少，流速下降 远心段（下游）：收缩期加速度降低，收缩峰增宽，舒张期流速增高（外周阻力低），总体血流速度低 继发（侧支效应）：侧支血管管腔增宽，流速和流量增加；
11、侧支血管出现反向血流；侧支血管血流阻力降低,动脉狭窄的诊断狭窄处流速增高,管腔最窄部分血流加速最明显，狭窄率50-75时，流速增加与管腔狭窄程度成正比，但狭窄率80时血流阻力会变得很高，峰值流速可降至正常范围或低于正常（可能会低估），如果狭窄处血流速度非常低，可误诊为闭塞。 三个测量指标：收缩期流速峰值、舒张末期流速（重度狭窄时，舒张期流速也会增高）、收缩期峰值流速比（狭窄处流速除以狭窄近心段正常动脉管腔流速）,动脉狭窄的诊断狭窄即后段血流紊乱,狭窄后很短区域，有明显的血流紊乱（或称湍流），在多普勒频谱上出现明显的前向和逆向血流（多发生在狭窄后1cm内，2cm以后血流紊乱将逐渐消失，3cm以后
12、通常恢复正常层流模式。）,动脉狭窄的局部效应,1.狭窄处流速高，形成混叠，由于PRF不够高，出现彩色反转 2.狭窄后即出现血流紊乱，出现五彩镶嵌血流 3.频谱显示血流速度明显增加 4、狭窄后出现明显血流紊乱，同时出现正向及反向血流、频窗消失、频谱边界不清,动脉狭窄的诊断狭窄近心段的波动性改变,动脉狭窄会导致狭窄近心段血流搏动性增强，可能成为一重要的诊断信息。 如颈内动脉重度及其以上狭窄，颈总动脉由正常的低搏动变为高搏动性频谱，频谱形态呈高阻力型，收缩峰陡直，舒张期反向血流，舒张期大部分血流消失（可类似于正常肢体动脉频谱）。,上图：患侧颈内动脉闭塞导致颈总动脉阻力明显增高，收缩期陡直，舒张期反向
13、血流舒张期大部分血流消失； 机理：血流经过未充分开放的“出口” 时，收缩期正向血流很短时间后会突然变慢，收缩峰就会窄而尖，舒张期压力不足可以无或仅有少量血流通过，而舒张早期，源自狭窄部位的返回压力可能会引起短暂的反向血流（类似于正常肢体动脉波形）。 下图：对侧颈动脉频谱正常,动脉狭窄的诊断狭窄远心段波动性改变,正常动脉收缩期血流速度迅速上升并达峰，当动脉重度狭窄时，其远段多普勒峰型变钝，收缩期加速时间延长，收缩期峰值流速减低，舒张期血流增加（缺血所致毛细血管扩张），形成低速低搏动（低阻力）“小慢波”。 “小慢波”的意义非常重要，表面其近心段一定存在管腔高度狭窄或闭塞。,动脉狭窄的诊断继发效应（
14、侧支循环）,诊断动脉狭窄或闭塞的最后一个重要指标是侧支血管的血流变化。 如颈内动脉狭窄或闭塞时，颈外动脉就可以作为一支重要的侧支血管，注意颈外动脉的血管径增粗、血流速度加快、血流量增加，血流方向及血流阻力的变化；如锁骨下动脉狭窄或闭塞，对侧椎动脉就会成为供应上肢血流的侧支动脉，患侧椎动脉血流方向出现反向，血管径增大、流速加快（盗血）。 相反，当发现上述异常（继发）征像时，常提示有尚未发现的阻塞性病变，根据侧支血管出现的位置，大致判断阻塞的位置，注意查找。,彩色血流成像（CDFI),频移大小决定信号强弱，由此反应流速 血流方向决定颜色,能量多普勒成像（PDI）,1.与CDFI所不同，它显示的是多
15、普勒信号的能量的强度，几乎不受角度的依赖，能显示更细的血管和低速血流，可以在某种程度上评价组织的血流灌注情况。,彩色多普勒成像优点,技术效率：当有血液流动时，血管被“点亮”，很容易地定位和跟踪血管，并能确定血流的有无，血流方向等。 有助于区分血管和非血管结构 相对于脉冲多普勒而言，观察范围大，可显示整条血管的血流情况；可迅速确定异常血流位置。 可直视下测量动脉狭窄 鉴别重度狭窄或闭塞,CDFI的局限性,仅能进行定性诊断，没有定量信息 脉冲重复频率（PRF)和帧频低，彩色模式下为了形成每个像素和每幅图像，仪器要处理大量数据，而处理这些数据需要时间，所以造成灰阶和彩色图像质量会明显下降 角度依赖性，角度接近垂直时，容易出现血管闭塞的假阳性（凸阵探头更明显） 血流方向的相对性：颜色并不代表血流绝对方向，而是相对于探头的方向 彩色可掩盖血管病理改变：调节不当，会出现彩色外溢，掩盖重要血管病变（斑块、血栓） 彩色闪烁（伪像）：在彩色取样框内，相对于探头运动的任何结构都显示成彩色，可掩盖重要结构。,欢迎批评指正！,
