多普勒超声技术：从黑白到彩色血流成像的演变

“黑白图像和彩色血流显示-2多普勒超声原理简介” 多普勒超声技术在医学诊断中扮演着至关重要的角色，它能够帮助医生观察血流动力学，评估心脏功能以及血管疾病。自上世纪50年代以来，多普勒超声经历了从最初的频谱显示到现在的彩色血流成像的显著发展。 50年代至70年代，多普勒超声主要处于频谱阶段，只能显示血流的速度等参数，而没有二维图像。到了80年代，随着科技的进步，二维彩色多普勒显像技术应运而生，Aloka公司在1982年推出了第一台彩超设备，主要用于心脏检查。90年代，多普勒超声技术进一步发展，实现了全数字化，并引入了更多高级成像模式，如彩色多普勒能量图（CDE）、彩色多普勒方向能量图（CCD）、彩色多普勒组织成像（CDT）以及能量谐波成像技术（PHI）。 多普勒效应是多普勒超声技术的基础，当波源或接收者相对于介质移动时，接收到的频率会发生变化。这个变化可以用来计算物体的运动速度。多普勒效应分为接收者运动和波源运动两种情况，其中涉及到发射频率（fo）、频差（fd）、声速（c）以及声束与目标运动方向的夹角（θ）。通过这些参数，可以计算出血液流动的速度（v）。 频谱多普勒包括脉冲波多普勒（PW）和连续波多普勒（CW），其中脉冲波多普勒具有距离选通能力，可以挑选不同深度的血流信号进行分析。脉冲波多普勒的工作原理包括发射脉冲、接收滤波、时间增益控制（TGC）调节、波束合成、检波、鉴相、鉴频、功率谱密度函数（通过快速傅里叶变换FFT）和图像映射等步骤。脉冲重复频率（PRF）是脉冲波多普勒的关键参数之一，它决定了最大探测速度和最大探测深度，当所测频偏超过PRF的一半时，会出现频谱混叠现象。 此外，脉冲波多普勒还涉及其他参数，如采样容积（SV）和角度（θ），它们共同影响着血流速度的准确测量。通过理解并熟练运用这些参数和技术，医生能够更精确地评估患者的心血管健康状况，从而提供更有效的诊断和治疗方案。