彩色多普勒血流显像

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彩色多普勒血流显像(color Doppler flow imaging,CDFI)

彩色多普勒又称二维多普勒,它把所得的血流信息经相位检测、自相关处理、彩色灰阶编码,把平均血流速度资料以彩色显示,并将其组合,叠加显示在B型灰阶图像上。它较直观地显示血流,对血流的性质和流速在心脏、血管内的分布较脉冲多普勒更快、更直观地显示。对左向右分流血流以及瓣口返流血流的显示有独到的优越性。但对血流的定量不如脉冲波和连续波多普勒

彩色多普勒是在频谱多普勒技术基础上发展起来的利用多普勒原理进行血流显像的技术,于1982年由日本的Namekawa、Kasai及美国的Bommer 最先研制成功,日本Aloka公司于1982年生产出第一台彩色多普勒血流显像仪。1986年开始用于周围血管血流成像。它可以无创、实时地提供病变区域的血流信号信息,这是X线、核医学、CT、MRI 以及PET所做不到的。  

原理

彩色多普勒血流仪与脉冲波和连续波多普勒一样,也是利用红细胞超声波之间的多普勒效应实现显像的。彩色多普勒血流仪包括二维超声显像系统、脉冲多普勒(一维多普勒)血流分析系统、连续波多普勒血流测量系统和彩色多普勒(二维多普勒)血流显像系统。震荡器产生相差为π/2的两个正交信号,分别与多普勒血流信号相乘,其乘积经模/数(A/D)转换器转变成数字信号,经梳形滤波器滤波,去掉血管壁或瓣膜等产生的低频分量后,送入自相关器作自相关检测。由于每次取样都包含了许多个红细胞所产生的多普勒血流信息,因此经自相关检测后得到的是多个血流速度的混合信号。把自相关检测结果送入速度计算器和方差计算器求得平均速度,连同经FFT处理后的血流频谱信息及二维图像信息一起存放在数字扫描转换器(DSC)中。最后,根据血流的方向和速度大小,由彩色处理器对血流资料作为伪彩色编码,送彩色显示器显示,从而完成彩色多普勒血流显像。

彩色多普勒血流显像获得的回声信息来源和频谱多普勒一致,血流的分布和方向呈二维显示,不同的速度以不同的颜色加以别。双功多普勒超声系统,即是B型超声图像显示血管的位置。多普勒测量血流,这种B型和多普勒系统的结合能更精确地定位任一特定的血管。

1、血流方向 在频谱多普勒显示中,以零基线区分血流方向。在零基线上方者示血流流向探头,零基线以下者示血流离开探头。在CDI中,以彩色编码表示血流方问,红色或黄色色谱表示血流流向探头(热色);而以蓝色或蓝绿色色谱表示血流流离探头(冷色)。

2、血管分布CDI显示血管管腔内的血流,因而属于流道型显示,它不能显示血管壁及外膜

3、鉴别结节的血管种类 用CDI可对肝癌结节的血管进行分类。区分其为结节周围绕血管、给节内缘弧形血管。结节的流人血管、结节内部血管及结节流出血管等。  

展望

CDFI显示人体的血流,二、三维超声成像显示人体的解剖结构,二者提供了完整的人体解剖信息。以CDFI为基础,由于CDFI不需要方向分离、频域解调等处理,可降低检测阈值,便于显示小血管中的低速血流,但不能区分流向和流速。

90年代又发展了四种彩色多普勒技术:厂)多普勒能量图、能量多普勒和血管造影(Color DoPPer Efififigy lyygigg,Power DoPPerImaging Anglo)。(2)彩色多普勒能量图(CDE)。(3)彩色多普勒组织成像(CDT!)又称为多普勒心肌显像(DMI)。(4)能量运动成像(PMI)。CDFI、CDTI、CDE都是利多普勒频移信号的信息量加在常规的二维图上进行成像的,它显示血流或组织的运动情况。CDE虽不能表示彩色血流的方向和速度,但有很高的空间分辨力,对小血管的低速血流很敏感,目前已能显示0.mm/s低速的血流。

日本东芝公司将CDFI和CDE两者所长结台起来,发明了一种DPA(方向能量图),既能对低速血流的敏感性,又有彩色多普勒的方向性。CCD(彩色多普勒速度能量图)是近年来开发的新技术对血流显像更简便、更敏感。尤其是可显示心肌内的冠脉穿插支,对冠心病的研究开拓了新领域。

美国GEFIOW的专利技术得到更好的血管及血流图像的空间分辨率和时间分辨率,能动态清晰地看到血流的运动和血管壁的不规则运动。是超声技术的新突破。QTV(定量组织速度成像)技术是近年兴起的新技术,是定量分析心肌存活性的新手段。以原始数据存储和超高帧频为基础,克服了传统多普勒心肌成像的局限性,因此临床上可广泛地应用于冠心病、高血压心肌病心脏生理等方面的检查。

Ge system Five型高档数字多普勒超声诊断仪推出的AMM(直线解剖M型)技术,发展了传统M型超声心动图技术。在360”范围内任意取样对心脏各室壁均能精确观察其厚度及增厚情况,也有利于射血分数的准确测量。在不同时期存储二维超声心动图基础上得到的M型图像,在不同时期存储的二维超声心动图上得到的M型图像,可比较同一患者不同时期多个室壁节段运动情况,对了解治疗及判断预后均有重要意义。CMM(曲线解剖M型)于二维彩色多普勒速度图像之上,将“M型曲线”放置于扫查切面内任意一段心肌,其取样线走向可为任意方向、任意形状,并可置于心肌壁中央,然后获得实时的二维彩色多普勒图像中扫查切面内所有心肌节段的舒缩运动时相信息,以及速度、运动幅度、加速度、能量及应力率等局域心肌功能指标。与定量组织速度成像(QTVI)技术结台,给心肌缺血、心肌激动顺序及多节段心肌运动分析带来了新的手段。

近年开展的AQ(超声声学定量技术)、CK(彩色宝壁运动成像技术)技术可用于心内膜自动描记,方便的观察心脏室壁运动。心脏超声软件也十分丰富。有些高档次心脏彩超可以报告川多种心脏检测参数,对临床诊断各类心脏疾病极有价值。腹部彩超除作其它腹部脏器检查外都装有丰富的产科软件,可方便的检出胎龄,从而准确方便地判定胎儿发育状况及报告、羊水指数及多项胎儿发育参数。高档彩超,特别是三维彩超都装备了变频探头、宽频探头及超声CT软件,使图像更清晰更逼真,分辨率更强,临床应用更广泛。今天的彩色超声多普勒所显示的灰阶和彩色图像质量对体内流体(血液)的敏感程度均达到理想程度。所以说彩色超声多普勒设备的开发成功是超声医学发展史上的又一个里程碑。

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