多普勒超声技术：从频谱到彩色多普勒的演变

"本文主要介绍了频谱多普勒超声技术，包括脉冲波多普勒(PW)、连续波多普勒(CW)和高脉冲重复频率多普勒(HPRF)，以及多普勒超声的发展历程和基本原理。多普勒超声在医学诊断中起着重要作用，能够测量血流速度并提供丰富的血流信息。" 频谱多普勒超声是一种利用多普勒效应来检测和分析体内流动体（如血液）速度的技术。这种技术在心血管疾病和其他涉及血流异常的诊断中有着广泛的应用。多普勒超声的发展经历了几个重要阶段，从最初的频谱显示，到80年代的二维彩色多普勒显像，再到90年代的全数字化和各种先进的成像技术，如彩色多普勒能量图、方向能量图、组织成像和能量谐波成像技术。 多普勒效应是当波源或接收器相对于介质移动时，观察到的波的频率发生变化的现象。在多普勒超声中，这个效应被用来测量血液流动的速度。根据波源和接收器的相对运动，可以计算出频差（fd），通过声速（c）和声束与目标运动方向的夹角（θ），进一步推算出血流速度（v）。 脉谱多普勒包括脉冲波多普勒、连续波多普勒和高脉冲重复频率多普勒。脉冲波多普勒具有距离选通能力，能选择不同深度的血流信号，适用于深部血流的检测。它的工作原理涉及到脉冲重复频率（PRF）、采样容积（SV）、角度（θ）和发射频率（f0）等多个参数。PRF决定了最大探测速度和深度，当所测频偏超过PRF的一半时，会导致频谱混叠。 脉冲波多普勒中的参数调整对于获取准确的血流信息至关重要。例如，PRF的增加可以提高最大探测速度，但会减少最大探测深度；而调整角度可以更准确地反映血流方向。此外，通过功率谱密度函数、快速傅里叶变换（FFT）和图像映射等处理，可以将原始信号转化为可视化的频谱，以显示血流的方向、速度和强度。 频谱多普勒超声技术结合了多普勒效应和超声成像，为临床提供了无创、实时的血流动力学信息，对心血管系统疾病的诊断和治疗提供了重要的辅助手段。随着技术的不断发展，多普勒超声的应用将更加广泛和深入。