多普勒超声
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多普勒超声（英文名：Doppler ultrasonography）是一种利用多普勒效应来对体内组织运动（特别是红细胞在血管内的流动）进行成像和测量的医学超声检查技术。
[Image of doppler effect diagram]
与传统的B型超声（主要显示解剖结构）不同，多普勒超声主要用于评估血流动力学，如血流速度、方向以及是否存在湍流。这项技术在心脏病学（心血管疾病诊断）和血管外科（血管阻塞或血栓诊断）中具有至关重要的地位[1]。
物理原理
多普勒超声的工作原理基于多普勒效应。当超声波探头向血管发射声波时，声波遇到运动中的红细胞会发生反射。
- 如果血流朝向探头运动，反射回来的声波频率会升高。
- 如果血流背离探头运动，反射回来的声波频率会降低。
这种频率的偏移（多普勒频移，Doppler shift）与血流速度成正比。其基本公式为：
- <math> f_d = \frac{2 f_t v \cos \theta}{c} </math>
其中：
- <math>f_d</math> 为多普勒频移频率。
- <math>f_t</math> 为发射频率。
- <math>v</math> 为血流速度。
- <math>\theta</math> 为声束与血流方向的夹角（入射角）。
- <math>c</math> 为声波在人体组织中的传播速度（约 1540 m/s）。
为了获得准确的速度测量，临床操作中通常要求入射角 <math>\theta</math> 小于 60 度，因为当角度接近 90 度时，余弦值趋近于零，导致无法检测到频移。
检查模式
现代超声设备通常结合了多种多普勒技术：
连续波多普勒 (CW)
- 特点： 使用两个晶体，一个持续发射，一个持续接收。
- 优点： 能够精确测量极高的血流速度（无混叠现象）。
- 缺点： 无法分辨信号深度（距离模糊），即无法确定信号具体来自哪一条血管。
脉冲波多普勒 (PW)
- 特点： 使用单个晶体交替发射和接收。医生可以选择特定的“取样容积”（Sample Volume）来检测特定深度的血流。
- 优点： 具有距离分辨力，可精确定位。
- 缺点： 受限于脉冲重复频率（PRF），测量高速血流时会出现混叠现象（Aliasing），导致速度显示错误。
彩色多普勒 (Color Doppler)
- 原理： 将脉冲多普勒信号进行彩色编码，并叠加在灰阶（B-mode）解剖图像上。
- 显示惯例（BART原则）： 通常遵循 "Blue Away, Red Towards" 原则。
- 红色表示血流朝向探头。
- 蓝色表示血流背离探头。
- 颜色的深浅或明亮程度通常代表流速的快慢。
能量多普勒 (Power Doppler)
- 原理： 仅检测多普勒信号的强度（能量），而不检测速度和方向。
- 优点： 对低速血流极度敏感，不受角度影响，适合检测肾脏、卵巢等器官的微灌注。
- 缺点： 无法提供方向信息。
频谱多普勒 (Spectral Doppler)
- 以图形方式（时间-速度曲线）显示血流随心动周期的变化。常用于测量收缩期峰值流速（PSV）和舒张末期流速（EDV），进而计算阻力指数（RI）。
临床应用
多普勒超声在医学诊断中有广泛应用：
血管外科
- 深静脉血栓 (DVT)： 诊断下肢静脉是否存在血栓，通过加压检查和观察血流充盈情况。
- 动脉粥样硬化： 检测颈动脉或下肢动脉的狭窄程度。通过测量狭窄处的流速升高（伯努利原理）来评估狭窄百分比。
- 静脉曲张： 评估静脉瓣膜功能不全和返流。
心脏病学 (超声心动图)
- 瓣膜病： 评估心脏瓣膜狭窄或关闭不全（返流）。
- 先天性心脏病： 检测房室间隔缺损导致的异常分流。
- 心功能： 计算心输出量和舒张功能。
产科
- 胎心监测： 聆听胎儿心跳。
- 脐动脉血流： 评估胎盘功能，监测胎儿是否存在宫内缺氧（IUGR）。
神经科
- 经颅多普勒 (TCD)： 通过颅骨较薄处（如颞窗）检测大脑中动脉等颅内血管的流速，用于评估脑血管痉挛或狭窄。
局限性
- 气体与骨骼干扰： 超声波无法穿透肺部气体和致密骨骼，限制了其在某些部位的应用。
- 角度依赖性： 如果探头角度不当，会导致速度测量严重误差。
- 操作者依赖： 检查结果的准确性高度依赖于超声医师的技术水平和解剖知识。
参见
参考文献
- ↑ Sonography Principles and Instruments. Elsevier, 2015.