影像本科多普勒超声诊断基础课件.ppt

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1、关于影像本科多普勒超声诊断基础第1页，此课件共40页哦讲述主要内容提示讲述主要内容提示 超声多普勒基础超声多普勒基础 彩色血流显像彩色血流显像彩超与彩阶彩超与彩阶第2页，此课件共40页哦一、多普勒基本概念一、多普勒基本概念1 1、多普勒效应、多普勒效应多普勒效应多普勒效应 (Doppler effect)(Doppler effect)当声源与接受器之间出现相对运动时当声源与接受器之间出现相对运动时,接收到的接收到的频率与声源发射的频率间就有一定的差异频率与声源发射的频率间就有一定的差异,这种频这种频率的改变称为频移率的改变称为频移(d d),),发生的这种现象称为多普勒发生的这种现象称为多普

2、勒效应。效应。超声诊断中声源与接收器均为超声诊断中声源与接收器均为换能器（探换能器（探头）头）第一节超声多普勒基础第一节超声多普勒基础第3页，此课件共40页哦多普勒频移可用公式表达为多普勒频移可用公式表达为 d d=r r-o o=(=(2vcos2vcos/c)/c)o o 式式中中,为为血血流流速速度度，单单位位m/sm/s或或cm/s;cm/s;表表示示的的是是血血流流方方向向；d d和和可可以以通通过过仪仪器测定。器测定。c c为软组织中的平均声速为软组织中的平均声速1540 1540 m/sm/s第4页，此课件共40页哦2 2、血流测量、血流测量 在在做做人人体体血血流流检检查查时时

3、，多多普普方方程程式式改改写写为为v=c(v=c(d d)/2)/2 o ocoscos 超超声声多多普普勒勒技技术术提提供供了了人人体体内内部有关血流的部有关血流的速度速度和和方向方向的信息的信息第5页，此课件共40页哦二二、探探头头安安放放角角度度与与血血流流信信息息检检测测的的关系关系1 1、在在超超声声波波入入射射角角（）恒恒定定时时，频频移移仅仅决定于原始发射的频率（决定于原始发射的频率（o o）；）；d d=(2vcos(2vcos/c)/c)o o2 2、对对于于一一定定的的d d，o o越越小小，可可测测量量的的血血流流速速度度就就越越大大。欲欲测测高高速速血血流流，就就应应选

4、择选择较低频率较低频率的探头（的探头（入射角入射角恒定恒定）。）。v=c(v=c(d d)/2)/2 o ocoscos 第6页，此课件共40页哦3 3、角度改变时与血流方向的对应关系、角度改变时与血流方向的对应关系 （1 1）当）当009090时，时，coscos为正值，即血流为正值，即血流方向迎着超声探头而来，方向迎着超声探头而来，d d为正向频移；为正向频移；(“近近”流用红色表示血流方向流用红色表示血流方向)（2 2）当）当9090180180时，时，coscos为负值，即为负值，即血流方向背离探头而去，血流方向背离探头而去，d d为负向频移；（为负向频移；（“远远”流用蓝色表示血流方

5、向流用蓝色表示血流方向）d d=(2vcos(2vcos/c)/c)o o 第7页，此课件共40页哦（3）当）当=0或或=180时，时，cos=1这时这时d最大，即血流方向与声束在同一线上相最大，即血流方向与声束在同一线上相向或背向运动；向或背向运动；（4）当）当=90时，时，cos=0此时血流方向与此时血流方向与声束垂直，则声束垂直，则d=0，检测不到多普勒频检测不到多普勒频移。移。第8页，此课件共40页哦 4 4、如血流保持一个恒定的流速、如血流保持一个恒定的流速(如如100100cm/s)cm/s)以及恒定的以及恒定的o o和和c c，能够影响多能够影响多普勒频移的参数只有普勒频移的参数

6、只有coscos，在改变声束在改变声束的入射角时，频移的入射角时，频移d d将随将随coscos值的变化值的变化而变化。而变化。d d=(=(2vcos2vcos/c)/c)o o第9页，此课件共40页哦5 5、检测的血流速度与实际血流速度之、检测的血流速度与实际血流速度之间的关系间的关系 由于检测血流速度受由于检测血流速度受cos的影响，所以检测的影响，所以检测的血流速度值是相对值。的血流速度值是相对值。血流方向与超声束之间的夹角血流方向与超声束之间的夹角称为多普勒称为多普勒角，角，多普勒角愈小时，误差愈小多普勒角愈小时，误差愈小，多普勒角在，多普勒角在30度之内，检测血流速度为实际流速的度

7、之内，检测血流速度为实际流速的0.87-1.00倍；倍；临床诊断时，使多普勒角度临床诊断时，使多普勒角度小于小于60度度，小，小角度扫查，测得的血流速度相对准确。角度扫查，测得的血流速度相对准确。第10页，此课件共40页哦6 6、两种多普勒方式、两种多普勒方式（1 1 1 1）连续连续连续连续波多普勒（波多普勒（波多普勒（波多普勒（CWCWCWCW）：）：）：）：采用两个超声换能器获得有采用两个超声换能器获得有采用两个超声换能器获得有采用两个超声换能器获得有关血流资料。关血流资料。关血流资料。关血流资料。优势优势优势优势 测测测测高速高速高速高速血流血流血流血流 不足不足不足不足 无距离无距离

8、无距离无距离选通选通选通选通 （2 2 2 2）脉冲脉冲脉冲脉冲波多普勒（波多普勒（波多普勒（波多普勒（PWPWPWPW）：）：）：）：采用单个换能器，在很短采用单个换能器，在很短采用单个换能器，在很短采用单个换能器，在很短的脉冲期发射超声波。的脉冲期发射超声波。的脉冲期发射超声波。的脉冲期发射超声波。优势优势优势优势 距离选通距离选通距离选通距离选通 不足不足不足不足 不能测高速血流不能测高速血流不能测高速血流不能测高速血流 PRF(PRF(脉冲重复频率脉冲重复频率)：单位时间内发射脉冲波的单位时间内发射脉冲波的个数个数第11页，此课件共40页哦 三、多普勒血流频谱分析基础三、多普勒血流频谱

9、分析基础 频谱分析的目的是产生一种显示，它的水频谱分析的目的是产生一种显示，它的水平轴代表时间，垂直轴代表频率，而相应的平轴代表时间，垂直轴代表频率，而相应的信号幅度则用高度表示。频谱分析可取得更信号幅度则用高度表示。频谱分析可取得更为准确的数据。为准确的数据。（一）频谱分析基础（一）频谱分析基础（1 1）因为所有的血红细胞运动速度都不尽相同；）因为所有的血红细胞运动速度都不尽相同；（2 2）具有相同流速的红细胞的数量不一样；）具有相同流速的红细胞的数量不一样；（3 3）由于血）由于血流脉动流脉动的影响，信号频率和振幅将随时间而的影响，信号频率和振幅将随时间而变化。变化。所以血流信息是空间和时

10、间的函数。所以血流信息是空间和时间的函数。第12页，此课件共40页哦（二）频谱显示方式（二）频谱显示方式1 1、速度、速度/频移一时间显示谱图频移一时间显示谱图 频谱图上横轴代表时间，即血流持续时间，单位为频谱图上横轴代表时间，即血流持续时间，单位为频谱图上横轴代表时间，即血流持续时间，单位为频谱图上横轴代表时间，即血流持续时间，单位为s s s s；纵轴代表速度（频移）大小，单位为纵轴代表速度（频移）大小，单位为纵轴代表速度（频移）大小，单位为纵轴代表速度（频移）大小，单位为cm/scm/scm/scm/s；“收缩峰收缩峰收缩峰收缩峰”指在心动周期收缩期内达到峰值流速的位置；指在心动周期收缩

11、期内达到峰值流速的位置；指在心动周期收缩期内达到峰值流速的位置；指在心动周期收缩期内达到峰值流速的位置；“舒张期末舒张期末舒张期末舒张期末”是将要进入下一个心动周期的舒张期最末点；是将要进入下一个心动周期的舒张期最末点；是将要进入下一个心动周期的舒张期最末点；是将要进入下一个心动周期的舒张期最末点；“窗窗窗窗”为无频率显示区域；为无频率显示区域；为无频率显示区域；为无频率显示区域；“中间水平线中间水平线中间水平线中间水平线”(横轴线横轴线横轴线横轴线)代表零频移线（基线）；代表零频移线（基线）；代表零频移线（基线）；代表零频移线（基线）；2 2、血流方向显示、血流方向显示 正向正向正向正向 基

12、线上方基线上方基线上方基线上方 负向负向负向负向 基线下方基线下方基线下方基线下方第13页，此课件共40页哦频谱图频谱图第14页，此课件共40页哦（三）常用多普勒信号参数（三）常用多普勒信号参数1 1、收缩峰值流速、收缩峰值流速(v vs s)，舒张期末流速舒张期末流速(v vd d)2 2、平均流速平均流速(v vm m)3 3、阻力指数阻力指数RI=vRI=vs s-v-vd d/v/vs s4 4、脉动指数脉动指数PI=vPI=vs s-v-vd d/v/vm m5 5、收缩收缩/舒张比值舒张比值SD=vSD=vs s/v/vd d第15页，此课件共40页哦图第16页，此课件共40页哦四

13、、提高脉冲多普勒检测血流速度的方四、提高脉冲多普勒检测血流速度的方法法1、选择超声频率较低的探头；v=c(v=c(d d)/2)/2 o ocoscos 2、增加脉冲重复频率(PRF)；d d 1/2 1/2 PRF 3、减小取样深度；dmax*Vmax=C2/8o o 4、移动零位线。第17页，此课件共40页哦第二节彩色血流显像第二节彩色血流显像一、彩色血流显像的品质评价一、彩色血流显像的品质评价图像质量取决于图像质量取决于（1 1）空间分辨力）空间分辨力细微分辨；细微分辨；（2 2）速度分辨力）速度分辨力对比分辨；对比分辨；（3 3）动态分辨力）动态分辨力帧速率；帧速率；（4 4）灵敏度）

14、灵敏度对低速血流检测；对低速血流检测；（5 5）图像均匀性及穿透力；）图像均匀性及穿透力；（6 6）彩色显示效果等方面。）彩色显示效果等方面。第18页，此课件共40页哦图1第19页，此课件共40页哦图2第20页，此课件共40页哦l二、彩色血流显像原理二、彩色血流显像原理l彩彩色色多多普普勒勒血血流流显显像像是是使使用用一一种种运运动动目目标标显显示示器器（moving moving target target indicatorindicator，MTIMTI），测测算算出出血血流流中中血血细细胞胞的的动动态态信信息息，并并根根据据红红细细胞胞的的移移动动方方向向、速速度度、分分散散情情况况，

15、调调配配红红、蓝蓝、绿绿三三基基色色，变变化化其其亮亮度度，叠叠加加在在二二维维扫描图像上。扫描图像上。l三、彩色多普勒血流显示的临床应用三、彩色多普勒血流显示的临床应用l彩彩色色多多普普勒勒临临床床应应用用：心心血血管管系系、浅浅表表器器官官、腹腹腔腔脏脏器器、泌泌尿尿、妇妇产产科科及及外外周周血血管管的的检检查查，也也用用于于室室壁及瓣膜运动信息的检测（组织多普勒成像壁及瓣膜运动信息的检测（组织多普勒成像TDITDI技术）。技术）。第21页，此课件共40页哦四、彩色血流显像的局限性四、彩色血流显像的局限性（一）彩色血流显像与声束入射角度的关系（一）彩色血流显像与声束入射角度的关系声束与血流

16、方向的夹角变化所造成的声束与血流方向的夹角变化所造成的伪像。伪像。（二）彩色（二）彩色混叠混叠 （三）（三）二维二维图像质量受到影响图像质量受到影响 （四）（四）湍流湍流显示不确定性显示不确定性第22页，此课件共40页哦彩色血流显像的几个基本概念彩色血流显像的几个基本概念1 1 彩色血流速度标尺（彩色血流速度标尺（scalescale）2 2 彩色血流显示阈值彩色血流显示阈值3 3 彩色血流滤波器彩色血流滤波器第23页，此课件共40页哦五、彩色多普勒能量图（五、彩色多普勒能量图（CDECDE）CDE的主要特点的主要特点（1 1）相相对对于于角角度度的的非非依依赖赖性性：声声束束入入射射与与血血

17、流流的夹角改变，能量的总和不发生变化。的夹角改变，能量的总和不发生变化。（2 2）增增加加动动态态范范围围，可可显显示示低低流流量量、低低流流速速血血流。流。（3 3）不会发生混叠现象。）不会发生混叠现象。（4 4）不不能能显显示示血血流流方方向向和和血血流流速速度度的的大大小小，脏脏器活动时，会造成闪烁伪像。器活动时，会造成闪烁伪像。第24页，此课件共40页哦图第25页，此课件共40页哦六、组织多普勒成像（六、组织多普勒成像（TDITDI）滤除高频低幅度的血流信号提取低频高幅度的滤除高频低幅度的血流信号提取低频高幅度的室壁多普勒信号，帧频室壁多普勒信号，帧频5050帧帧/s s，无混叠，显示

18、速无混叠，显示速度范围度范围0.03-0.010.03-0.01m/sm/s，提供组织速度，加速度和提供组织速度，加速度和能量信息，对能量信息，对声学造影剂比较敏感声学造影剂比较敏感。第26页，此课件共40页哦 l第三节彩超与彩阶第三节彩超与彩阶l一、彩色基础一、彩色基础l各种彩色是不同波长光混合的结果。各种彩色是不同波长光混合的结果。l红红色色、绿绿色色、蓝蓝色色为为三三种种基基本本颜颜色色，即即三三基基色。色。l基基色色叠叠加加后后构构成成二二次次色色，如如品品红红色色（红红加加蓝蓝），青色，青色(绿加蓝绿加蓝)和黄色（红加绿）。和黄色（红加绿）。第27页，此课件共40页哦l二、彩色多普勒

19、血流显像（二、彩色多普勒血流显像（CDFI）描述要点描述要点l实时彩色显示血流方向，血流速度，血流分散；实时彩色显示血流方向，血流速度，血流分散；l“近近”流用流用红红色表示血流方向；色表示血流方向；l“远远”流用流用蓝蓝色表示血流方向；色表示血流方向；l多普勒频移的大小（多普勒频移的大小（流速流速）用）用不同强不同强度的颜色色调表示；度的颜色色调表示；l多普勒频移多普勒频移分散（湍流）分散（湍流）用用绿绿颜色或红、蓝混合色表示。颜色或红、蓝混合色表示。l当血流速度增快，流量大，彩色多普勒成像的敏感当血流速度增快，流量大，彩色多普勒成像的敏感度也提高度也提高 第28页，此课件共40页哦图第29

20、页，此课件共40页哦l三、彩阶三、彩阶灰阶到彩色变换灰阶到彩色变换l“彩彩超超”主主要要对对血血流流，“彩彩阶阶”主主要要对对灰灰阶阶图图像像，即即把把不不同同等等级级的的灰灰度度变变换换为为某某种种颜颜色色灰灰阶阶到到彩彩色色变变换换。两两者者是是不不同同的的概概念念，应应用用领领域域亦亦不不同同，彩彩超与彩阶原理完全不同。超与彩阶原理完全不同。第30页，此课件共40页哦l第四节血流动力学基础第四节血流动力学基础l人人体体内内的的血血液液是是一一种种流流动动的的液液体体，只只要要受受到到很很小小的的力力的的作作用用，就就会会产产生生相相对对运运动。动。l一、基本概念一、基本概念l人人体体血血

21、液液的的可可压压缩缩性性很很小小，但但有有黏黏滞滞性，这种黏滞性对血液的流动有一定影响。性，这种黏滞性对血液的流动有一定影响。l1 1、稳流稳流l流体元素以流体元素以恒定恒定的的速度速度和恒定和恒定方向方向运动运动 第31页，此课件共40页哦l2、非稳流、非稳流l当当流流体体元元素素内内任任何何一一点点的的速速度度大大小小和和方方向向均均随随时时间间而而变变化化时时，这这种种流流动动称称为为非非稳稳定定流流动动。在在人人体体内内，动动脉脉血血流流显显现脉动的性质现脉动的性质。l3、黏滞性、黏滞性l流体流时产生流体流时产生内摩擦内摩擦力的这种性质，力的这种性质，称为流体的黏滞体。称为流体的黏滞体

22、。第32页，此课件共40页哦l4、流体阻力、流体阻力l流流体体阻阻力力可可由由泊泊萧萧叶叶定定律律推推导导出出。在在稳稳流流中中流流量量Q Q与长度与长度L L上的上的压差压差p p2 2-p-p1 1的关系为的关系为lQ=rQ=r（p p2 2-p-p1 1）/8L/8Ll式中，式中，r r为血管半径；为血管半径；为黏滞系数。为黏滞系数。l半半径径的的微微小小变变化化即即可可引引起起流流体体阻阻力力的的明明显显改改变变。血血管管的的收收缩缩对对于于调调节节心心血血管管系系统统的的外外周周阻阻力力和和血血流流量量有有重重要要作作用。用。l5、流量、流量l是指流体是指流体元素元素在一段时间里通过

23、在一段时间里通过管腔横截面管腔横截面的体积。的体积。第33页，此课件共40页哦l6、层流、层流l黏黏性性血血流流在在血血管管中中形形成成稳稳定定的的层层流流时时，血血细细胞胞在在血血管管中中以以相相同同的的方方向向做做规规则则的的分分层层流流动动，但但血血管管断断面面上上各各点点的的血血流流速速度度分分布布是是不不相相同同的的，这这就就是是层层流。流。l7、加速度、加速度l由由于于心心脏脏的的收收缩缩，在在动动脉脉系系统统中中，血血流流在在收收缩缩早早期期产生加速度，在收缩晚期产生减速度。产生加速度，在收缩晚期产生减速度。l在在动动脉脉系系统统中中，血血流流的的加加速速度度对对流流速速分分布布

24、的的形形成起着主要作用。成起着主要作用。l在静脉系统中，流速分布一般为抛物线形在静脉系统中，流速分布一般为抛物线形。l 第34页，此课件共40页哦l二、几何形体对流速剖面的影响二、几何形体对流速剖面的影响l当当血血流流流流经经的的横横截截面面积积突突然然缩缩小小或或扩扩大大时时，血血流速度剖面产生相应的变化。流速度剖面产生相应的变化。l1、入口效应、入口效应l血流流经横截面积突然变小处，会产生血流流经横截面积突然变小处，会产生汇聚形汇聚形的流的流速截面速截面 l生理情况下，汇聚形的血流截面见于动脉分支血流，生理情况下，汇聚形的血流截面见于动脉分支血流，当血流从大动脉流入小动脉分支时，小动脉入口

25、处出当血流从大动脉流入小动脉分支时，小动脉入口处出现平坦形流速分布。舒张期从心房流入房室瓣环的血现平坦形流速分布。舒张期从心房流入房室瓣环的血流流 l病病理理情情况况下下，所所有有的的狭狭窄窄性性病病变变均均导导致致汇汇聚聚形形的的血血流截面，在狭窄口形成平坦形的流速分布。流截面，在狭窄口形成平坦形的流速分布。第35页，此课件共40页哦l2、出口效应、出口效应l当当血血流流经经一一个个横横截截面面积积突突然然扩扩大大的的管管腔腔时时，产产生生扩扩散散形形的的血血流流截截面面，这这便便是出口效应。是出口效应。l如如果果血血流流扩扩散散度度较较大大，将将造造成成血血流流与管壁的分离，从而导致与管壁

26、的分离，从而导致涡流涡流。l当当血血流流在在正正常常颈颈动动脉脉分分叉叉部部位位血血管管中中流流动动时时，血血流流速速度度分分布布形形成成高高切切应应力力和低切应力区。和低切应力区。第36页，此课件共40页哦l小结小结l1：超超声声多多普普勒勒技技术术提提供供了了人人体体内内部部有有关关血血流流的的速速度度和和方向的信息。方向的信息。l：探头安放角度与血流信息检测密切相关。：探头安放角度与血流信息检测密切相关。l：频谱分析可取得更为准确的数据。：频谱分析可取得更为准确的数据。l：彩色多普勒能量图检测血流更敏感。：彩色多普勒能量图检测血流更敏感。l：红红色色、绿绿色色、蓝蓝色色为为三三种种基基本

27、本颜颜色色，即即三三基基色色。基色叠加后构成二次色基色叠加后构成二次色。l：彩彩色色多多普普勒勒血血流流显显像像描描述述血血流流方方向向，血血流流速速度度，血流分散。血流分散。第37页，此课件共40页哦课堂练习题课堂练习题：心血管系检查时，超声的入射角应（）：心血管系检查时，超声的入射角应（）：小于：小于；：小于；：小于；：小于；：小于；：小于：小于；：与角度无关。：与角度无关。：能能量量多多普普勒勒技技术术的的临临床床应应用用特特点点，下下列列那那一一项项是是错错误误的（）的（）：显示湍流的能力明显提高；：显示湍流的能力明显提高；：显示血流方向性提高；：显示血流方向性提高；：不受声束与血流交

28、角的影响；：不受声束与血流交角的影响；：低速血流检测的敏感度增高数倍；：低速血流检测的敏感度增高数倍；：无彩色血流信号混叠现象。：无彩色血流信号混叠现象。第38页，此课件共40页哦l本次课重点内容本次课重点内容l、掌握多普勒的基本概念；掌握探头安放角度与血流信、掌握多普勒的基本概念；掌握探头安放角度与血流信息检测的关系；掌握多普勒血流频谱分析的要点；息检测的关系；掌握多普勒血流频谱分析的要点；l、掌握彩色多普勒能量图的主要特点、掌握彩色多普勒能量图的主要特点 ；掌握三基色、二；掌握三基色、二次色的概念；掌握彩色多普勒血流显像描述的要点次色的概念；掌握彩色多普勒血流显像描述的要点 。l、熟悉提高脉冲多普勒检测血流速度的方法、熟悉提高脉冲多普勒检测血流速度的方法 。了。了解彩色血流显像的局限性解彩色血流显像的局限性 。第39页，此课件共40页哦感谢大家观看第40页，此课件共40页哦