超聲多普勒成像儀VI

第6節(jié)超聲多普勒成像儀一、多普勒效應(yīng)1842年奧地利物理學(xué)家多普勒（Doppler）發(fā)現(xiàn)并研究了聲波的“頻移”現(xiàn)象，后被命名為“多普勒效應(yīng)”。此效應(yīng)是指波源將某一頻率f的波以一種固定的傳播速度向外輻射時,如果發(fā)射波的波源與接收波的接收系統(tǒng)產(chǎn)生相對運(yùn)動，則所接收到的波的頻率f會發(fā)生變化（即頻移），兩個頻率的差值△f=fz-fo在聲源與接收系統(tǒng)之間的運(yùn)動為相向的情況下，△f為正值（f‘>f,接收頻率提高）；而相背運(yùn)動的情況下，△f為負(fù)值（f'Vf,接收頻率降低）。產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原因可以這樣來簡單地解釋，以聲波為例：當(dāng)聲波在某種介質(zhì)中以固定的傳播速度c前進(jìn)時，聲速c（m?s-1）為波長入（m）和頻率f（s-1）的乘積，即c二入?f；但如果聲源與接收系統(tǒng)之間存在著相對運(yùn)動，相對運(yùn)動的速度為v（v是一個具有方向性的矢量單位，相向運(yùn)動時v取正值，相背運(yùn)動時v取負(fù)值），則聲波向接收系統(tǒng)的相對傳播速度c‘為：原來傳播速度c與相對運(yùn)動v的迭加，即cz=c+vo在前式c二入?f中波長入不會因相對運(yùn)動的存在而改變，只是聲速c改變?yōu)镃’。此時，只有f也隨之改變?yōu)閒才能維持c‘二入?f成立，于是有：f'=c'/入=（c+vf）/入f=f‘一f=（c+vf）/入一C/入=vf/入將入=c/f代入上式，有f=f?vf/c此意為頻移量△f為相對運(yùn)動速度與原聲速的比值。多普勒效應(yīng)并非僅僅存在于聲波傳遞中，任何以波動形式行進(jìn)的能量傳遞過程，均可產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，如無線電波、高能X射線（或Y射線）、可見光線以及其他電磁輻射等。只是這里所列舉的各種波動的傳遞速度太快，而波源與接收系統(tǒng)間相對運(yùn)動速度V-與波的原有傳遞速度（光速）的比值極小，因此頻移量△f很難測出，尤其不能被人體直接感受到。不過現(xiàn)代天文學(xué)正是借助多普勒效應(yīng)通過檢測、辨認(rèn)宇宙深處恒星發(fā)光顏色的變化來判定天體的運(yùn)動狀態(tài)的。人類之所以最先在聲波范疇內(nèi)發(fā)現(xiàn)并研究出多普勒效應(yīng)，是由于聲波本身屬于人耳的可聽聞波動，且聲波在空氣中的傳播速度不高（341m/s,15°C,l個大氣壓），以及聲源與人耳的相對運(yùn)動速度常常使聲頻率變化f'（=f+Af）落在人耳的敏銳辨識區(qū)內(nèi)。例如火車從我們身旁的鐵路上呼嘯而過時，會使我們非常明顯地聽出鳴叫著的汽笛聲突然間由尖銳變得低沉起來。也就是說當(dāng)火車馳向我們時（v-為正），我們所聽到的汽笛聲（fl'）要比火車固定不動時的聲音（f）尖銳一些（厶fl=f1z-f>0）；當(dāng)火車背向我們馳去時（v-為負(fù)），所聽到的汽笛聲（f2‘）要比原來的聲音（f）低沉一些（4f2=f2‘一fVO）。二、多普勒原理在超聲醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用在經(jīng)過30多年以來的臨床實踐后，超聲多普勒方法的應(yīng)用價值已愈加明顯。尤其在以運(yùn)動器官為主要研究對象的心血管內(nèi)、外科，超聲多普勒診斷成像儀器更成為不可或缺的有力診斷工具；大多數(shù)應(yīng)用運(yùn)動結(jié)構(gòu)（如心臟瓣膜）或散射子集合（如血管中的紅細(xì)胞群體）反射回來的超聲波束，檢測出其中的多普勒頻移，作為探查目標(biāo)的運(yùn)動速度信息，然后用耳去監(jiān)聽、用儀器去分析、用圖像去顯示或者用影像去顯現(xiàn)人體內(nèi)部器官的運(yùn)動狀態(tài)。以人體內(nèi)血流的運(yùn)動狀態(tài)檢測為例，聲波的發(fā)射源與接收器均為超聲探頭自身，在檢測時刻探頭是固定不動的。超聲波向著流動中的紅細(xì)胞集合體傳播，遇到聲障（紅細(xì)胞）時，相對于流動中的紅細(xì)胞，聲波f已經(jīng)產(chǎn)生了一次多普勒頻移（f），頻移量△fz=fz-f;而聲障反射回來的超聲波（f）仍沿著原來的傳播路徑向反方向傳送至探頭，同時又迭加了一個相同方向的運(yùn)動速度（V）,因此探頭處檢測到的超聲波又產(chǎn)生了一次新的頻移（f〃），最終頻移量△f〃=f〃一f'=2Af,即f〃=2f?vf/c假定頻率f為3.5MHz的超聲波，向著以O(shè).lm/s速度運(yùn)動的血流發(fā)射，正常聲速c=1540m/s,則回聲的頻移量△f〃由上式可得，約為土450Hz（相向運(yùn)動時f〃=3.5MHz+450Hz；相背運(yùn)動時f〃=3.5MHz—450Hz）。由此可見，多普勒頻移量△f與超聲固有頻率f及反射目標(biāo)的運(yùn)動速度v-成正比；與聲波在某種組織中的傳播速度成反比。并且采用超聲多普勒方法的一個特點：由于常用超聲頻率在人體組織中產(chǎn)生的多普勒頻移量△f恰好在人耳的敏銳聽覺辨別范圍內(nèi)（大約200?1200Hz），因此只要將此信號檢測放大后，僅憑有經(jīng)驗的醫(yī)生聆聽，就可以獲得有價值的臨床診斷信息。不過在實際應(yīng)用中，超聲的發(fā)射與接收并不一定正對著探測目標(biāo)的運(yùn)動方向，多數(shù)情況下它們之間會存在一個夾角0，因此上述多普勒頻移量△f的完整表達(dá)式應(yīng)為：f=2fcos0?vf/c式中，△f為探頭與目標(biāo)間的相對運(yùn)動速度所檢測到回聲的頻移量；f為探頭發(fā)射出超聲的固有頻率；V-為探頭與目標(biāo)間的相對運(yùn)動速度，相向運(yùn)動時取正值，相背運(yùn)動時取負(fù)值；c為超聲在某種人體組織內(nèi)的正常傳播速度；0為探頭發(fā)射超聲方向與目標(biāo)運(yùn)動方向之間的夾角。參見圖7-22。圖7-22（a）為目標(biāo)相對于聲源固定，回波頻率未變化；圖7-22（b）血流背向聲源運(yùn)動，v-=—|v-|，回波頻率降低（f'Vf）；圖7-22（c）血流朝向聲源運(yùn)動，v-=+|v-|，回波頻率升高（f‘>f）。?Hu1!向發(fā)聊垃「?Hu1!向發(fā)聊垃「rwwwwammw/h/￥vV￥￥V￥￥Z-r乍輕揀頭一壟射藏圖7-22應(yīng)用在血流探查中的超聲多普勒原理三、連續(xù)波式超聲多普勒成像儀連續(xù)波式超聲多普勒成像儀的工作原理見圖7-23。檢頭接發(fā)收射^<1eljacfans^conj電$jfc躍獄■\WriV.上制搬搽牌*檢頭接發(fā)收射^<1eljacfans^conj電$jfc躍獄■\WriV.上制搬搽牌*混腳解時黠存儲記朮單朮說老!放九昱圖7-23連續(xù)波式超聲多普勒成象儀原理示意1．超聲波的產(chǎn)生、發(fā)射和反射主頻振蕩器產(chǎn)生并輸出頻率為f的振蕩信號，送入聲發(fā)射驅(qū)動單元，經(jīng)過放大后驅(qū)動探頭中的壓電換能器向外輻射出頻率為f的連續(xù)超聲波。如果超聲波指向的目標(biāo)處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，那么反射回來的超聲波（回聲信號）的頻率依舊為原來的f；可是如果發(fā)射波指向的目標(biāo)為運(yùn)動狀態(tài)，回聲信號超聲波的頻率就應(yīng)當(dāng)為前述的頻移f‘，頻移量△f=2fcos8?vf/c（但是△f并非是從此處得出，而是從后面將要敘述的△f=f‘一f處獲得）。頻移信號的檢測和頻移量的獲得連續(xù)波式多普勒診斷儀的探頭內(nèi)通常設(shè)計為雙換能器結(jié)構(gòu)，以獨(dú)自完成各自的發(fā)射和接收任務(wù)，一只換能器連續(xù)不斷地發(fā)射出頻率為f的超聲信號，另一只換能器則不停地接收反射頻率為f的回聲波，并將之轉(zhuǎn)換為電信號，通過電纜線送至機(jī)器的高頻放大單元，經(jīng)過信號幅度放大后再送至混頻解調(diào)器作解調(diào)處理?；祛l解調(diào)器是一個非線性差頻處理單元電路，它有2路輸入信號端口和1個信號輸出端口。2個輸入信號分別為：①高頻放大單元送來的f電信號；②主頻振蕩器分出的參照f電信號。在混頻解調(diào)器內(nèi)，這2路信號進(jìn)行混頻、相差處理，將差頻信號△f=fz-f從輸出端口送出。由于頻移f中實際上已包含了相對運(yùn)動速度V-、夾角0和聲速c等變量因素信息，因此解調(diào)出的△f即為2fcos0?vf/c的最終結(jié)果。3．信息的處理和顯示前已述及，△f的頻率范圍處在200?1200Hz之間，這正是人耳可聞音頻范圍內(nèi)的敏銳部分，所以可以通過音頻放大器放大，然后送入揚(yáng)聲器重現(xiàn)為音頻聲波，作為一種形式的診斷信息提供給醫(yī)生。這種最為直接的顯示方式稱為監(jiān)聽式診斷儀。此外，顯示方式還有：相位式、指向式和顯像式等。相位顯示方式是將音頻△f信號放大供慢掃描示波器或記錄儀掃記；指向式的儀器可以將△f=fz-f的大小和正負(fù)轉(zhuǎn)換為V-的運(yùn)動方向信息；連續(xù)波式多普勒顯像方式僅能簡單地在示波管上產(chǎn)生一個血管在皮膚表面上的投影圖像?？偟膩碚f，連續(xù)波超聲多普勒診斷儀由于顯示的信息量較小，其臨床應(yīng)用已日漸趨少。四、脈沖波式超聲多普勒成像儀連續(xù)波式超聲多普勒診斷儀的優(yōu)點是靈敏度高、速度分辨能力強(qiáng)，很高的血流速度它都可以檢測出來，且不受深度限制，只要在波束內(nèi)運(yùn)動的任何物體的回聲信號都能探得。也正因為如此，所有的運(yùn)動目標(biāo)都產(chǎn)生了多普勒信號并混疊在一起，因而無法辨識信息產(chǎn)生的確切部位，所以它沒有距離（深度）的信息，無軸向距離分辨力。脈沖波式成像儀正是為解決這一問題而設(shè)計的。

1.單元構(gòu)成與工作原理參見圖7-24。整機(jī)由主控制單元、發(fā)射單元、探頭單元及接收處理單元中的多普勒信號處理通道和B（M）型輝度調(diào)制處理通道組成。發(fā)射際柿 門輕電路P——㈣WJW切換電Ki商頻、發(fā)模嗽轉(zhuǎn).快世惻吧葉.發(fā)射際柿 門輕電路P——㈣WJW切換電Ki商頻、發(fā)模嗽轉(zhuǎn).快世惻吧葉.蝕模轉(zhuǎn)

|St（A/n）變按茁rr）^（d/a）ist（A/D）rn變換（fe閔散前J數(shù)宇掃描轉(zhuǎn)囲血廠鹽制I対:〕D用川瑙良承圖7-24脈沖式多普勒成象儀結(jié)構(gòu)框圖主控制單元是以中央微處理器、超聲頻率振蕩發(fā)生器為核心的中樞機(jī)構(gòu)，它可以改變振蕩器發(fā)生的頻率f,控制發(fā)射單元中脈沖形成的周期（或脈沖重復(fù)頻率FPR），協(xié)調(diào)探頭的收、發(fā)工作狀態(tài)以及啟、閉接收電路中的距離選通門。振蕩器產(chǎn)生的超聲波頻率信號分為兩路：一路送至發(fā)射電路中的門控電路,供其調(diào)制成脈沖信號送出；另一路傳至接收電路中作為原始信號的相位參考標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)射單元中的脈沖波源采自振蕩器送來的超聲頻率（f）信號。門控電路執(zhí)行主控電路的命令，將連續(xù)波f截取成重復(fù)頻率為FPR的脈沖段（也可按主控器的程序，調(diào)成其他頻率或其他函數(shù)形式的波形），送至發(fā)射驅(qū)動器、探頭等轉(zhuǎn)換成超聲波發(fā)射。接收單元中有2路通道，一路將回聲信號按B型（輝度調(diào)制型）即時顯示出斷面影像；另一路則主要處理回聲中的多普勒頻移信號，最終以聲音或圖形的信號顯示出來。由于超聲發(fā)射是以脈沖方式間歇進(jìn)行的，所以發(fā)射和接收信號可以由探頭中的同一塊晶體完成。而探頭中排列有許多的晶振陣元，就能在幾乎是同一時間內(nèi)完成許多通道的收、發(fā)工作。發(fā)射脈沖的寬度比較窄，只有1?2“s，但前后2個脈沖之間的間隔時間較脈沖本身的寬度大得多。換能器在發(fā)射完第1個脈沖后即處于接收狀態(tài)，入射超聲穿過人體各層組織時會產(chǎn)生一系列回聲，被探頭換能器接收后，轉(zhuǎn)換成一系列電脈沖信號。通過收、發(fā)切換電路送進(jìn)接收放大電路處理。至下一個發(fā)射脈沖到來時，切換電路狀態(tài)反轉(zhuǎn)，使換能器停止接收，重新工作于發(fā)射狀態(tài)，周而復(fù)始。上述工作過程與B型診斷儀的收發(fā)過程一致，因而它可以和B型顯示通道共用一個探頭，同時完成B型斷層成像和D型信號顯示。2.探測距離的選通為了獲得人體內(nèi)部所需探測目標(biāo)的回聲信息，就必須采用距離（或深度）選通接收門控制器。在人體軟組織中，超聲的傳播速度差別不大，可以將平均聲速視為常數(shù)（c=1540m/s），故從發(fā)射出脈沖信號的前沿為起始時刻（t0）計起，至返回信號的脈沖到達(dá)時間的長短與運(yùn)動器官距離換能器的深度成正比。于是只要調(diào)節(jié)“距離選通門”的啟閉時間，就能控制探測距離和沿著這一距離方向上的一段長度（又稱作“容積”），這樣就可以只接收感興趣目標(biāo)的回聲信號，濾除前后的無關(guān)信號。設(shè)距離選通門的開啟時刻為tl,關(guān)閉時刻為t2,探頭換能器至探測目標(biāo)之間的距離為d,由于tl-10為聲波在人體傳播的往返時間，則有d=c?（tl-t0）/2。如果再改變“距離選通門”的關(guān)閉時間t2,又可以控制接收信號的長度，即T=t2-tl的時間長短。在脈沖式超聲診斷中把（tl-10）對應(yīng)的距離稱作取樣深度；而把（t2-tl）對應(yīng)的距離稱作容積長度。診斷醫(yī)生通過調(diào)節(jié)和使用這2個參數(shù)來實現(xiàn)對體內(nèi)運(yùn)動目標(biāo)的定位檢測。運(yùn)動目標(biāo)的方向性探測和頻譜分析運(yùn)動目標(biāo)的單一方向性探測可以比較容易地運(yùn)用頻移量△f=fz-f的取值正負(fù)來判定。但有時情況并非盡然如此。比如血管內(nèi)紅細(xì)胞的方向、速度并不總是相同，在某些部位會存在湍流或反流現(xiàn)象，此時多普勒信號也不是單一的頻率，從而具有一定的頻帶寬度，這樣就必須把這一信號的頻率上、下邊帶分離開來，通?？梢圆捎脝芜厧е苯臃蛛x、正交相位探測等方法。如果需要對一定頻帶寬度的頻譜作出比較精確的定量分析時，則應(yīng)該采用實時頻譜分析方法。使用這一方法在多普勒信號中分離和鑒別出許多頻率并作出處理。圖7-24中的傅立葉變換器即是為從事這項工作而設(shè)置。根據(jù)傅立葉變換理論，任何復(fù)雜的波形都可以分解成許多不同幅度、相位和頻率的簡單波形，這樣的分解可以大大地簡化診斷中對復(fù)雜信息的分析。另外，由于超聲B型成像顯示的配合使用，脈沖式多普勒診斷儀還可以在B型影像上顯示出多普勒聲束線和目標(biāo)運(yùn)動方向上的夾角0，于是根據(jù)vf=Af?c/（2f?cos0）便可得出目標(biāo)的運(yùn)動速度。脈沖多普勒方法對探測深度和速度的限制脈沖多普勒診斷儀每秒鐘發(fā)射的超聲脈沖個數(shù)，即脈沖重復(fù)頻率FPR—般為幾kHz,這種探測方式的最大取樣深度Dmax是由脈沖重復(fù)頻率（或2個脈沖的間隔時間）來決定的。FPR越高（脈沖間隔越短），Dmax越?。环粗?，Dmax越大。兩者關(guān)系為：Dmax=c/2FPR僅從上式來看，若要增大探測深度Dmax，則須降低脈沖重復(fù)頻率FPR。但是在脈沖多普勒方式中，探測部位的聲波波形是以離散時間間隔取樣的，發(fā)射l個脈沖取樣l次，實際的多普勒頻移信號是在取樣信號基礎(chǔ)上重建的，參見圖7-25。圖7-25多普勒信號的取樣和重建根據(jù)納奎斯特（Nyquist）信息取樣定理：取樣頻率（即脈沖重復(fù)頻率FPR）必須2倍于原始波形頻率（即多普勒頻移量△f）以上時，才能最起碼地保持原始波形的真實性，即須滿足：△fWFPR/2才能真實有效地取樣。根據(jù)這一取樣定理，當(dāng)目標(biāo)的運(yùn)動速度比較低時，原始波形多普勒頻移量△f低于取樣頻率的1/2（即FPR/2），則可以如實地重建原始信號波形，見圖7-25（a）；反之，如果目標(biāo)的運(yùn)動速度較高會有△f>FPR/2,那么由取樣信號重建的波形就與原始波形不一樣，見圖7-25（b），這種現(xiàn)象稱為影像的混疊。在常規(guī)脈沖多普勒系統(tǒng)中，能檢測的最高運(yùn)動速度Vmax與最大探測距離Dmax的乘積是一個常數(shù)：Vmax*Dmax=A/2?FPR/2?c/2FPR=A/c8=c2/8f所以提高其中一個時，必定會以降低另一個作為代價。五、彩色多普勒血流成像儀脈沖多普勒探測的只是一維聲束上超聲多普勒血流信息，它的頻譜顯示表示流過取樣容積的血流速度變化。所以，如同習(xí)慣上把M型稱為一維超聲心動圖一樣，我們把常規(guī)的這種脈沖多普勒技術(shù)稱為一維多普勒。一維多普勒在測定某一位置的血流是很方便的，但是，如果要了解瓣口血流流動的詳細(xì)分布，一維多普勒就很困難，我們只能一個點一個點地測，把每一個點的血流速度記錄下來，最后得到一個大致的血流輪廓（profile）。目前更為實用而技術(shù)上更為復(fù)雜先進(jìn)的系統(tǒng)是彩色多普勒成像儀器，由于其對于血流方面的多種狀態(tài)具有強(qiáng)大的顯示能力，女如①同時顯示心臟某一斷面上的異常血流的分布情況；②反映血流的途徑及方向；③明確血流性質(zhì)是層流、湍流或渦流；④可以測量血流束的面積、輪廓、長度、寬度；⑤血流信息能顯示在二維切面像或M型圖上，更直觀地反映結(jié)構(gòu)異常與血流動力學(xué)異常的關(guān)系等。因此，它常被稱為彩色多普勒血流成像（colordopplerflowimage,CDFI）或者彩色血流圖（colorflowmapping,CFM）。當(dāng)然這種儀器除了裝配多種頻率的脈沖波、連續(xù)波多普勒探頭外，還可以匹配其它的探頭，從而完成B型、D型、M型等綜合性探查工作。 1.工作原理彩色多普勒血流成像儀的彩色影像是同時迭加在B型黑白影像上的，這種顯示方式的取樣信息必須完全重合，因此2種方式是共用1個高速相控陣掃描探頭來實現(xiàn)聲波的發(fā)射和信號的探測接收的。它的總體構(gòu)成與前面介紹的脈沖波式多普勒成像儀的結(jié)構(gòu)有許多相同之處。除中央主控制器、發(fā)射驅(qū)動和探頭各單元以外，在接收信號處理單元中的B型、M型顯示及脈沖多普勒信號檢測處理兩通道的基礎(chǔ)上，又并行增加了彩色多普勒血流圖的測量變換通道，圖7-26為其簡化結(jié)構(gòu)框圖。圖中省略了主頻振蕩、中央主控制器和脈沖發(fā)射等單元，簡化了B（M）型顯示和脈沖多普勒2個信號處理通道。頭徨波數(shù)字扌I描變換器5?枝熨、忸戰(zhàn)赧示彳咅號赴理適適J脈沖式多習(xí)勒.*I頭徨波數(shù)字扌I描變換器5?枝熨、忸戰(zhàn)赧示彳咅號赴理適適J脈沖式多習(xí)勒.*Irfcjnmrid■?皿好ebe<Tems^eGfflD饑轉(zhuǎn)換器題色轉(zhuǎn)換處理器相位檢波鼎白相關(guān)處龜運(yùn)算器電子相揑陣掃排單元務(wù)動冃標(biāo)捋示器A/L*轉(zhuǎn)換器皚示器圖7-26彩色多普勒血流成象儀結(jié)構(gòu)簡化框圖系統(tǒng)在接收到發(fā)射來的回聲信號后，先進(jìn)入相位檢波器與原始振蕩信號進(jìn)行相位比較，再將一路信號送入脈沖多普勒信號處理通道；另一路則經(jīng)過低通濾波器去除沒有意義的雜波信號。由于來自器官壁和組織邊界的反射信號很強(qiáng)卻又不具備診斷意義，基于這類信號通常處于靜止?fàn)顟B(tài)，能產(chǎn)生的多普勒頻移量很低，所以可使用濾波器將低頻信號濾除。濾過后的信號經(jīng)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換后，再進(jìn)行自相關(guān)處理。這一步驟是將前后2個脈沖產(chǎn)生回聲的時間差換算成相位差，再根據(jù)相位差與目標(biāo)運(yùn)動狀態(tài)的關(guān)系處理成血流方向和速度結(jié)果。在一維多普勒診斷儀（連續(xù)波CW和脈沖波PW）中，是將回聲頻率與原始振蕩頻率比較出頻移量△f，然后通過多普勒方程式換算出血流方向和速度。而在自相關(guān)處理中，用探測時間差異來解決這個問題：脈沖發(fā)射過程中，前后兩個相鄰脈沖之間的時間差△亡二t2‘-tl‘，與△t有所不同；其中包含了探測目標(biāo)的運(yùn)動方向與速度等變量因素，最后反映在回波脈沖波形的相位差異上，由此通過脈沖自身相位差的關(guān)系解得血流方向和速度的方法稱作自相關(guān)處理技術(shù)。通過自相關(guān)處理后的信號與另外2個通道的B、M、D信號一起送入數(shù)字掃描變換器（DSC）相合并，然后通過彩色轉(zhuǎn)換處理器把血流信息變?yōu)椴噬畔?，?jīng)過D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換后，從顯示器上顯示出二維實時動態(tài)影像，其中B型（或M型）為黑白影像，在相應(yīng)的斷面解剖結(jié)構(gòu)上迭加有彩色血流信號。2.血流運(yùn)動狀態(tài)的彩色顯示方法通過數(shù)字電路和計算機(jī)處理，我們可以很方便地將血流的某種信息參數(shù)處理成任何一種色彩模擬量，但是為了統(tǒng)一顯示標(biāo)準(zhǔn)，目前彩色多普勒血流成像儀都采用國際照明委員會規(guī)定的彩色圖，它有紅、綠、藍(lán)3種基本顏色，其它顏色都

是由這3種顏色混合而成。規(guī)定血流的方向用紅和藍(lán)表示，朝向探頭的運(yùn)動血流用紅色，遠(yuǎn)離探頭運(yùn)動的血流顏色用藍(lán)色，而湍動血流用綠色。綠色的混合比率是與血流的湍動程度成正比的，所以正向湍流的顏色接近黃色（由于紅和綠的混合），而反向湍流的顏色接近深青色（由于藍(lán)和綠的混合）。血流的層流越多，所顯示的紅色或藍(lán)色越純正。此外還規(guī)定血流的速度與紅藍(lán)兩種彩色的亮度成正比，正向速度越高，紅色的亮度越亮；同樣反向速度越高，藍(lán)色的亮度越亮。這樣，用3種彩色顯示了血流的方向、速度及湍流程度，為臨床提供了實時血流分析的資料。圖7-27表示了彩色多普勒血流成像儀中彩色圖像的各種定義，圖7-27血流的彩色顯示定義圖7-27（a）表示紅、綠、藍(lán)3種原色相加后的混合效果，圖7-27（b）為血流方向和速度與色彩明暗的對照關(guān)系。需要指出的是，自相關(guān)技術(shù)是一種相位檢測處理技術(shù)，而彩色多普勒血流成像采用的也是脈沖波，故它同樣存在著脈沖多普勒診斷儀所具有的局限性。如果被測血流速度很高，使相位差厶①超過180°，此時自相關(guān)處理器所反映的結(jié)果將可能出現(xiàn)嚴(yán)重失真。圖7-28表示相位差與血流方向之間的相互關(guān)系。當(dāng)0°<Ae<180°時，表示血流是朝向探頭運(yùn)動的正向血流，當(dāng)-180°<A0<0°時，表示血流是遠(yuǎn)離探頭運(yùn)動的反向血流。然而，當(dāng)相位差超過180°，例如180°+A0時，自相關(guān)輸出的結(jié)果落到了-180。?0°范圍，即

表示其方向與真實血流方向相反。上面已說明，正向血流用紅色表示,正向血流180A0>AO180A0>反向血流圖7-28相位差與血流方向之間的關(guān)系反向血流用藍(lán)色表示，現(xiàn)在，由于正向血流速度太高，使相位差超過了180°，從而使彩色發(fā)生了突然翻轉(zhuǎn)，即由紅色變?yōu)樗{(lán)色。這種現(xiàn)象稱為彩色多普勒血流顯示中的混疊現(xiàn)象。這種混疊條件與脈沖式一維多普勒檢測是一致的。另外，在彩色多普勒中，由于血流的方向決定了血流的顏色（一般正向血流為紅色，反向血流為藍(lán)色），所以同一流向的血流處在與聲束不同角度時血流的顏色也可能不同。如圖7-29所示，在左邊，血流速度在超聲束上的分量是向上的，故呈紅色（朝向探頭）；在右邊，血流速度在超聲束上的分量是向下的，故呈藍(lán)色（遠(yuǎn)離探頭）；圖7-29角度對血流彩色顯示的影響而中間因血流方向與聲束垂直，多普勒頻移為零，故呈黑色。在同一血管中血流呈現(xiàn)了3種絕然不同的顏色，這是角度所造成的。其實角度問題對多普勒檢查的影響，不僅限于彩超血流成像。在一維多普勒診斷中，角度太大，多普勒的頻譜幅度會被壓