第八章超声多普勒成像技术 一、超声多普勒效应 二、超声多普勒系统 三、连续波超声多普勒系统 四、脉冲超声多普勒系统 五、超声成像系统临床运用
第八章超声多普勒成像技术 一、超声多普勒效应 二、超声多普勒系统 三、连续波超声多普勒系统 四、脉冲超声多普勒系统 五、超声成像系统临床运用
超声多普勒成像原理 、声波的多普勒效应 多普勒效应:当声源或接收体或两者同时 相对介质运动时,接收体接 收到的声波频率发生变化的 现象
一、声波的多普勒效应 多普勒效应:当声源或接收体或两者同时 相对介质运动时,接收体接 收到的声波频率发生变化的 现象。 超声多普勒成像原理
超声多普勒成像 多普勒超声 运动的接受者(如血细胞) 造成超声波频率的改变 物体向传感器运动:频率 变高,波长便短 Blood moving towards transducer 物体远离传感器:频率变 Blood cell produces higher frequency echoes direction 低,波长变长 如果物体的运动和传感器 时垂直的,就不会发生频 率或波长的变化 Blood moving away from transducer produces lower frequency echoes
超声多普勒成像 • 多普勒超声 – 运动的接受者(如血细胞) 造成超声波频率的改变 – 物体向传感器运动:频率 变高,波长便短 – 物体远离传感器:频率变 低,波长变长 – 如果物体的运动和传感器 时垂直的,就不会发生频 率或波长的变化
多普勒频移 多普勒频移即入射频率与返回 日角下测量速 声波频率的改变 度的频移 f妇多普勒频移 多普勒角度日 =传感器频率 f,=反射频率 v=血流速度 6=0下测量速 血细胞速度: 度的频移 v m/s ct=组织中的声速 和血管的夹角变化, 频移有所 2vcos(0 fa=-= 改变:如夹角增大,频移减少 C C0s0=1,c0s30=0.87,c0s45 fac. =0.707,c0s60=0.5,c0s90=0 2fcos(e)
多普勒频移 • 多普勒频移即入射频率与返回 声波频率的改变 • fd 多普勒频移 • fi =传感器频率 • fr = 反射频率 • v = 血流速度 • ct = 组织中的声速 • 和血管的夹角变化,频移有所 改变:如夹角增大,频移减少 • Cos 0 = 1, cos 30 = 0.87, cos 45 = 0.707, cos 60 = 0.5, cos 90 = 0 2 cos d i r i t v f f f f c 2 cos d t i f c v f θ角下测量速 度的频移 θ=0下测量速 度的频移 血细胞速度: v m/s 多普勒角度θ
和血管的夹角变化,频移有 所改变:如夹角增大,频移 减少 C0s0=1,c0s30=0.87,c0s 45=0.707,c0s60=0.5,c0s 90=0 fac Blood flow 2f cos(0) 受声波作用的角度变化会导致探测到 得多普勒频移不同
• 和血管的夹角变化,频移有 所改变:如夹角增大,频移 减少 • Cos 0 = 1, cos 30 = 0.87, cos 45 = 0.707, cos 60 = 0.5, cos 90 = 0 2 cos d t i f c v f 受声波作用的角度变化会导致探测到 得多普勒频移不同
多普勒频移 频移往往在听觉的范围内 -人类的听觉声波范围:15Hz-20kHz 一般的多普勒角度时30-60度 At>60°,小的角度误差会造成速度上大的差 别 fa =fi-f, 2vcos(0) At<20°,会产生折射和混淆等误差 不同多普勒角下,有3°角度误差时造成的血流速度误差; Angle Set Angle Actual Velocity Estimated Velocity Error (degrees) (degree) (cm/sec) (cm/sec) (%) 0 3 1D0 100.1 0.14 25 28 100 102.6 2.65 45 48 100 t05.7 5.68 60 63 100 110.1 10.1 80 83 100 142.5 42.5
• 频移往往在听觉的范围内 – 人类的听觉声波范围: 15 Hz – 20 kHz • 一般的多普勒角度时30-60 度 • At >60 º , 小的角度误差会造成速度上大的差 别 • At <20 ° , 会产生折射和混淆等误差 2 cos d i r i t v f f f f c 多普勒频移 不同多普勒角下,有3°角度误差时造成的血流速度误差;
一多普勒频移信号的成分 多普勒频移的信号包括: 血流速度大小和方向 √血管深度和内径尺寸 √血流速度的二维分布
多普勒频移的信号包括: ü血流速度大小和方向 ü血管深度和内径尺寸 ü血流速度的二维分布 一 多普勒频移信号的成分
·方向信息的提取 1)单边带分离法 2)外差检测法 3)正交相位检测法 血流速度信息的提取
• 方向信息的提取 1)单边带分离法 2)外差检测法 3)正交相位检测法 • 血流速度信息的提取
。血流速度信息的提取 1)单边带分离法 2)外差检测法 3)正交相位检测法
• 血流速度信息的提取 1)单边带分离法 2)外差检测法 3)正交相位检测法
二频谱分析方法 频谱的特征 由于血管内的血细胞速度并不是单一的,血流沿 着径向存在一个流速剖面,因此回波信息中包含 各种频率分量,所以需要对血流信号作频谱分析, 把其中所含的各种频率分量提取出来。 频谱分析的方法:傅里叶变换 将一个复杂信号分解为多个简单和基本的信号之 和
二 频谱分析方法 • 频谱的特征 由于血管内的血细胞速度并不是单一的,血流沿 着径向存在一个流速剖面,因此回波信息中包含 各种频率分量,所以需要对血流信号作频谱分析, 把其中所含的各种频率分量提取出来。 • 频谱分析的方法:傅里叶变换 将一个复杂信号分解为多个简单和基本的信号之 和