1、多普勒超声原理多普勒超声原理多普勒效应频谱多普勒彩色多普勒第1页/共49页多普勒效应多普勒效应波源或接收者相对介质运动时引起频移波源运动、接收者运动（相对介质）第2页/共49页多普勒效应的计算多普勒效应的计算接收者运动波源运动0fVfccoscsfscosVccf频差00coscos2fvcvfffd0cos2fcv第3页/共49页速度的计算速度的计算0cos2fcvfdfo ：发射频率，取决于仪器发射参数：发射频率，取决于仪器发射参数fd ：频差，仪器根据接收信号提取，与：频差，仪器根据接收信号提取，与f0有关有关c ： 声速，固定值声速，固定值：声束与目标运动方向夹角，需要由：声束与目标运
2、动方向夹角，需要由 操作者输入用于计算操作者输入用于计算多普勒超声的作用是得到多普勒超声的作用是得到v（血流速度）（血流速度）cos2odfcfv第4页/共49页多普勒效应频谱多普勒彩色多普勒第5页/共49页频谱多普勒频谱多普勒脉冲波多普勒(PW)连续波多普勒(CW)高脉冲重复频率多普勒(HPRF)第6页/共49页脉冲波多普勒脉冲波多普勒具有距离选通能力，可以选择来自不同深度的血流信号具有距离选通能力，可以选择来自不同深度的血流信号第7页/共49页脉冲波多普勒脉冲波多普勒第8页/共49页脉冲多普勒原理脉冲多普勒原理合合成成解解调调频频谱谱分分析析显显示示接收滤波TGC调节波束合成检波鉴相鉴频相
3、交(乘法)功率谱密度函数FFT图像映射灰度伪彩第9页/共49页频谱频谱 方向方向 速度速度 声窗声窗 频带频带 强度强度第10页/共49页脉冲多普勒相关参数脉冲多普勒相关参数 PRF（脉冲重复频率） SV（采样容积） （角度） f0（发射频率）cosodfcfv第11页/共49页PRF（脉冲重复频率）（脉冲重复频率）PRFccdT22max当所测频偏fd d PRF/2时，频谱将会出现混叠 影响最大探测速度（频谱混叠）影响最大探测速度（频谱混叠） 影响最大探测深度影响最大探测深度cos42maxmaxofcvdcosodfcfv因此，因此，PRF 2 fd - -根据公式根据公式第12页/共4
4、9页Nyquist限制限制0153045600306090120第13页/共49页Nyquist限制（时域）限制（时域）f=0.25Hzf=0.25Hz4S4S抽样频率f f1Hz1Hz抽样频率f f0 0.5Hz5Hz第14页/共49页Nyquist限制（频域）限制（频域）fd 0 fd 2PRF PRF 0 PRF 2PRF 频域信号频域信号频谱扩展PRF2fd PRF=2fd PRF2fd第15页/共49页SV(采样容积采样容积)SV即为距离选通时间的长短血流血流第16页/共49页SV(采样容积采样容积)第17页/共49页夹角增加时，计算得到的血流速度夹角增加时，计算得到的血流速度与真实
5、值误差增大。与真实值误差增大。（角度）（角度）cos02 ffcvd0 15 30 45 60 75 90 每度误差每度误差（）108642第18页/共49页连续波多普勒连续波多普勒无距离选通能力可探测血流速度范围大弥补脉冲多普勒的不足，两者结合诊断第19页/共49页高脉冲重复频率多普勒高脉冲重复频率多普勒最大可测速度增加介于PW和CW之间增加脉冲重复频率增加脉冲重复频率,在接收时序上作处理在接收时序上作处理第20页/共49页HPRF12313524PRFHPRF探测深度探测深度d20cm10cm16cm16cm 16cm 16cm8cm8cm8cm8cm 8cm 8cm 8cm 8cm 16
6、cm 16cm 16cm第21页/共49页多普勒效应频谱多普勒彩色多普勒第22页/共49页黑白图像和彩色血流显示黑白图像和彩色血流显示黑白二维图像黑白二维图像彩色血流显示彩色血流显示第23页/共49页彩色多普勒成像彩色多普勒成像将彩色血流显示将彩色血流显示叠加在二维的黑叠加在二维的黑白图像上。临床白图像上。临床上可以同时得到上可以同时得到组织解剖结构和组织解剖结构和血流的运动信息血流的运动信息第24页/共49页B+C+D显示显示第25页/共49页能量多普勒能量多普勒回波信号进行频谱分析后，获取其中的能量信息优点：灵敏度高，能显示极小血管的血流，夹角为90o时仍能成像缺点：不包含方向信息，不能判
7、断血流的方向第26页/共49页能量多普勒能量多普勒第27页/共49页方向能量多普勒方向能量多普勒弥补能量多普勒不能显示血流方向的不足，增加方向信息不管是能量多普勒还是方向能量多普勒，反映的是血流中能量的大小，并不是速度的大小第28页/共49页方向能量显示方向能量显示第29页/共49页彩色映射（彩色映射（MAP）第30页/共49页彩阶彩阶第31页/共49页壁滤波壁滤波运动目标显示器（MTI），其实质为壁滤波器。血流成像的质量取决于MTI的特性。针对不同的彩色显示需要，滤除不必要的信息第32页/共49页自相关算法自相关算法自相关自相关算法算法速速度度能能量量方方差差第33页/共49页彩色多普勒原理
8、壁壁滤波滤波速度速度估计估计正交正交解调解调波束波束合成合成射频放大射频放大TGCcos(wt)sin(wt)I Q余晖余晖保持保持频率频率能量能量带宽带宽彩色彩色优先优先编码编码数字数字扫描扫描变换变换彩色彩色血流血流显示显示灰度灰度图像图像第34页/共49页临床指标临床指标空间分辨率充盈不溢出速度分辨率高、低速血流同时显示时间分辨率帧频灵敏度低速血管、小血管成像均匀性图像色彩均匀第35页/共49页影响影响CDFI的参数的参数取样框时间分辨率，帧频增益灵敏度PRF角度壁滤波彩色优先 彩色余晖速度分辨率色彩视觉效果第36页/共49页取样框取样框第37页/共49页彩色增益彩色增益增益过大增益过大
9、增益过小增益过小第38页/共49页频谱增益频谱增益 增益过大增益过大 增益过小增益过小 增益适中增益适中第39页/共49页彩色壁滤波彩色壁滤波壁滤波过高壁滤波过高壁滤波适中壁滤波适中第40页/共49页频谱滤波频谱滤波滤波过高滤波过高滤波适中滤波适中第41页/共49页PRF过低过低PRF过高过高PRF(脉冲重复频率脉冲重复频率)第42页/共49页彩色、频谱混叠彩色、频谱混叠第43页/共49页角度角度夹角过大夹角过大夹角适中夹角适中第44页/共49页角度角度第45页/共49页彩色聚焦焦点位置适当焦点位置适当焦点位置不当焦点位置不当聚焦点应随时跟踪被检测血管的深度聚焦点应随时跟踪被检测血管的深度第46页/共49页彩色优先彩色优先第47页/共49页彩色余晖彩色余晖第48页/共49页谢谢！第49页/共49页
