環(huán)保工程師基礎(chǔ)輔導(dǎo)：聲波多普勒效應(yīng)的應(yīng)用

更新時(shí)間：2010-08-23 22:05:33 來(lái)源：|0

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　　彩色多普勒超聲一般是用自相關(guān)技術(shù)進(jìn)行多普勒信號(hào)處理，把自相關(guān)技術(shù)獲得的血流信號(hào)經(jīng)彩色編碼后實(shí)時(shí)地疊加在二維圖像上，即形成彩色多普勒超聲血流圖像。由此可見(jiàn)，彩色多普勒超聲(即彩超)既具有二維超聲結(jié)構(gòu)圖像的優(yōu)點(diǎn)，又同時(shí)提供了血流動(dòng)力學(xué)的豐富信息，實(shí)際應(yīng)用受到了廣泛的重視和歡迎，在臨床上被譽(yù)為“非創(chuàng)傷性血管造影”。為了檢查心臟、血管的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，了解血液流動(dòng)速度，可以通過(guò)發(fā)射超聲來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于血管內(nèi)的血液是流動(dòng)的物體，所以超聲波振源與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的血液間就產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。血管向著超聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，反射波的波長(zhǎng)被壓縮，因而頻率增加。血管離開(kāi)聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，反射波的波長(zhǎng)變長(zhǎng)，因而在單位時(shí)向里頻率減少。反射波頻率增加或減少的量，是與血液流運(yùn)速度成正比，從而就可根據(jù)超聲波的頻移量，測(cè)定血液的流速。我們知道血管內(nèi)血流速度和血液流量，它對(duì)心血管的疾病診斷具有一定的價(jià)值，特別是對(duì)循環(huán)過(guò)程中供氧情況，閉鎖能力，有無(wú)紊流，血管粥樣硬化等均能提供有價(jià)值的診斷信息。

　　超聲多普勒法診斷心臟過(guò)程是這樣的：超聲振蕩器產(chǎn)生一種高頻的等幅超聲信號(hào)，激勵(lì)發(fā)射換能器探頭，產(chǎn)生連續(xù)不斷的超聲波，向人體心血管器官發(fā)射，當(dāng)超聲波束遇到運(yùn)動(dòng)的臟器和血管時(shí)，便產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，反射信號(hào)就為換能器所接受，就可以根據(jù)反射波與發(fā)射的頻率差異求出血流速度，根據(jù)反射波以頻率是增大還是減小判定血流方向。為了使探頭容易對(duì)準(zhǔn)被測(cè)血管，通常采用一種板形雙疊片探頭。交通警向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波同時(shí)測(cè)量反射波的頻率，根據(jù)反射波的頻率變化的多少就能知道車輛的速度。裝有多普勒測(cè)速儀的監(jiān)視器有時(shí)就裝在路的上方，在測(cè)速的同時(shí)把車輛牌號(hào)拍攝下來(lái)，并把測(cè)得的速度自動(dòng)打印在照片上。

　　補(bǔ)充: 多普勒效應(yīng)也可以用波在介質(zhì)中傳播的衰減理論解釋. 波在介質(zhì)中傳播, 會(huì)出現(xiàn)頻散現(xiàn)象, 隨距離增加, 高頻向低頻移動(dòng). 目前，醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)B超的發(fā)展方向就是彩超，下面我們來(lái)談?wù)劜食奶攸c(diǎn)：彩超簡(jiǎn)單的說(shuō)就是高清晰度的黑白B超再加上彩色多普勒，首先說(shuō)說(shuō)超聲頻移診斷法，即D超，此法應(yīng)用多普勒效應(yīng)原理，當(dāng)聲源與接收體(即探頭和反射體)之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，回聲的頻率有所改變，此種頻率的變化稱之為頻移，D超包括脈沖多普勒、連續(xù)多普勒和彩色多普勒血流圖像。

　　彩色多普勒超聲一般是用自相關(guān)技術(shù)進(jìn)行多普勒信號(hào)處理，把自相關(guān)技術(shù)多普勒效應(yīng)5獲得的血流信號(hào)經(jīng)彩色編碼后實(shí)時(shí)地疊加在二維圖像上，即形成彩色多普勒超聲血流圖像。由此可見(jiàn)，彩色多普勒超聲(即彩超)既具有二維超聲結(jié)構(gòu)圖像的優(yōu)點(diǎn)，又同時(shí)提供了血流動(dòng)力學(xué)的豐富信息，實(shí)際應(yīng)用受到了廣泛的重視和歡迎，在臨床上被譽(yù)為“非創(chuàng)傷性血管造影”。其主要優(yōu)點(diǎn)是：①能快速直觀顯示血流的二維平面分布狀態(tài)。②可顯示血流的運(yùn)行方向。③有利于辨別動(dòng)脈和靜脈。④有利于識(shí)別血管病變和非血管病變。⑤有利于了解血流的性質(zhì)。⑥能方便了解血流的時(shí)相和速度。⑦能可靠地發(fā)現(xiàn)分流和返流。⑧能對(duì)血流束的起源、寬度、長(zhǎng)度、面積進(jìn)行定量分析。

　　但彩超采用的相關(guān)技術(shù)是脈沖波，對(duì)檢測(cè)物速度過(guò)高時(shí)，彩流顏色會(huì)發(fā)生差錯(cuò)，在定量分析方面明顯遜色于頻譜多普勤，現(xiàn)今彩色多普勒超聲儀均具有頻譜多普勒的功能，即為彩色──雙功能超聲。彩色多普勒超聲血流圖(CDF)又稱彩色多普勒超聲顯像(CDI)，它獲得的回聲信息來(lái)源和頻譜多普勒一致，血流的分布和方向呈二維顯示，不同的速度以不同的顏色加以別。雙功多普勒超聲系統(tǒng)，即是B型超聲圖像顯示血管的位置。多普勒測(cè)量血流，這種B型和多普勒系統(tǒng)的結(jié)合能更精確地定位任一特定的血管。

　　1.血流方向在頻譜多普勒顯示中，以零基線區(qū)分血流方向。在零基線上方者示血流流向探頭，零基線以下者示血流離開(kāi)探頭。在CDI中，以彩色編碼表示血流方問(wèn)，紅色或黃色色譜表示血流流向探頭(熱色);而以藍(lán)色或藍(lán)綠色色譜表示血流流離探頭(冷色)。

　　2.血管分布CDI顯示血管管腔內(nèi)的血流，因而屬于流道型顯示，它不能顯示血管壁及外膜。

　　3.鑒別癌結(jié)節(jié)的血管種類用CDI可對(duì)肝癌結(jié)節(jié)的血管進(jìn)行分類。區(qū)分其為結(jié)節(jié)周圍繞血管、給節(jié)內(nèi)緣弧形血管。結(jié)節(jié)的流人血管、結(jié)節(jié)內(nèi)部血管及結(jié)節(jié)流出血管等。

　　彩超的臨床應(yīng)用

　　(一)血管疾病

　　運(yùn)用10MHz高頻探頭可發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)小于1mm的鈣化點(diǎn)，對(duì)于頸動(dòng)脈硬化性閉塞病有較好的診斷價(jià)值，還可利用血流探查局部放大判斷管腔狹窄程度，栓子是否有脫落可能，是否產(chǎn)生了潰瘍，預(yù)防腦栓塞的發(fā)生。彩超對(duì)于各類動(dòng)靜脈瘺可謂最佳診斷方法，當(dāng)探查到五彩鑲嵌的環(huán)狀彩譜即可確診。對(duì)于頸動(dòng)脈體瘤、腹主要脈瘤、血管閉塞性脈管炎、慢性下肢靜脈疾病(包括下肢靜曲張、原發(fā)生下肢深靜脈瓣功能不全、下肢深靜脈回流障礙、血栓性靜脈炎和靜脈血栓形成)運(yùn)用彩超的高清晰度、局部放大及血流頻譜探查均可作出較正確的診斷。

　　(二)腹腔臟器

　　主要運(yùn)用于肝臟與腎臟，但對(duì)于腹腔內(nèi)良惡性病變鑒別，膽囊癌與大的息肉、慢性較重的炎癥鑒別，膽總管、肝動(dòng)脈的區(qū)別等疾病有一定的輔助診斷價(jià)值。對(duì)于肝硬化彩超可從肝內(nèi)各種血管管腔大小、內(nèi)流速快慢、方向及側(cè)支循環(huán)的建立作出較佳的判斷。對(duì)于黑白超難區(qū)分的結(jié)節(jié)性硬化、彌漫性肝癌，可利于高頻探查、血流頻譜探查作出鑒別診斷。對(duì)于肝內(nèi)良惡性占位病變的鑒別，囊腫及各種動(dòng)靜脈瘤的鑒別診斷有較佳診斷價(jià)值，原發(fā)性肝癌與繼發(fā)性肝癌也可通過(guò)內(nèi)部血供情況對(duì)探查作出區(qū)分。彩超運(yùn)用于腎臟主要用于腎血管病變，如前所述腎動(dòng)靜脈瘺，當(dāng)臨床表現(xiàn)為間隔性、無(wú)痛性血尿查不出病因者有較強(qiáng)適應(yīng)征。對(duì)于繼發(fā)性高血壓的常用病因之一──腎動(dòng)脈狹窄，彩超基本可明確診斷，當(dāng)探及狹窄處血流速大于150cm/s時(shí)，診斷準(zhǔn)確性達(dá)98.6%，而敏感性則為100%。另一方面也是對(duì)腎癌、腎盂移行癌及良性腫瘤的鑒別診斷。

　　(三)小器官

　　在小器官當(dāng)中，彩超較黑白超有明顯診斷準(zhǔn)確性的主要是甲狀腺、乳腺、眼球，從某方面來(lái)說(shuō)10MHz探頭不打彩流多普勒已較普通黑白超5MHz，探頭清晰很多，對(duì)甲狀腺病變主要根據(jù)甲狀腺內(nèi)部血供情況作出診斷及鑒別診斷，其中甲亢圖像最為典型，具有特異性，為一“火海征”。而單純性甲狀腺腫則與正常甲狀腺血運(yùn)相比無(wú)明顯變化。亞急性甲狀腺炎，橋本氏甲狀腺炎介于兩者之間，可借此區(qū)別，而通過(guò)結(jié)節(jié)及周圍血流情況又可很好地區(qū)分結(jié)節(jié)性甲狀腺腫、甲狀腺腺瘤及甲狀腺癌，所以建議甲狀腺診斷不太明確，病人有一定經(jīng)濟(jì)承受能力者可做彩超進(jìn)一步明確診斷。

　　乳腺彩超主要用于乳腺纖維瘤及乳腺癌鑒別診斷，而眼球主要對(duì)眼球血管病變有較佳診斷價(jià)值。

　　(四)前列腺及精囊正因?yàn)橹蹦c探查為目前診斷前列腺最佳方法，所以在此特地提出。此種方法探查時(shí)把前列腺分為移行區(qū)、中央?yún)^(qū)、周圍區(qū)，另一部分前列腺纖維肌肉基質(zhì)區(qū)。移行區(qū)包括尿道周圍括約肌的兩側(cè)及腹部，為100%的良性前列腺增生發(fā)源地，而正常人移行區(qū)只占前列腺大小的5%。中央?yún)^(qū)為射精管周圍、尖墻指向精阜，周圍區(qū)則包括前列腺后部、兩側(cè)尖部，為70-80%的癌發(fā)源地，而尖部包膜簿甚至消失，形成解剖薄弱區(qū)，為癌癥的常見(jiàn)轉(zhuǎn)移通道，為前列腺活檢的重點(diǎn)區(qū)域。通過(guò)直腸探查對(duì)各種前列腺精囊腺疾病有很好的診斷價(jià)值，當(dāng)配合前列腺活檢，則基本可明確診斷，而前列腺疾病，特別是前列腺癌在我國(guó)發(fā)病率均呈上升趨勢(shì)，前列腺癌在歐美國(guó)家發(fā)病率甚至排在肺癌后面，為第二高發(fā)癌癥，而腹部探查前列腺基本無(wú)法做出診斷，所以建議臨床上多運(yùn)用直腸B超來(lái)診斷前列腺疾病能用直腸探查就不用腹部探查。

　　(五)婦產(chǎn)科彩超對(duì)婦產(chǎn)科主要優(yōu)點(diǎn)在于良惡性腫瘤鑒別及臍帶疾病、胎兒先心病及胎盤功能的評(píng)估，對(duì)于滋養(yǎng)細(xì)胞疾病有較佳的輔助診斷價(jià)值，對(duì)不孕癥、盆腔靜脈曲張通過(guò)血流頻譜觀察，也可作出黑白超難下的診斷。運(yùn)用陰道探頭較腹部探查又具有一定的優(yōu)勢(shì)，它的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在①對(duì)子宮動(dòng)脈、卵巢血流敏感性、顯示率高。②縮短檢查時(shí)間、獲得準(zhǔn)確的多普勒頻譜。③無(wú)需充盈膀胱。④不受體型肥胖、腹部疤痕、腸腔充氣等干擾。⑤借助探頭頂端的活動(dòng)尋找盆腔臟器觸痛部位判斷盆腔有無(wú)粘連。