多普勒超聲成像系統(tǒng)一般包含有發(fā)射、接收處理以及監(jiān)測三大部分。多普勒超聲成像系統(tǒng)中，處理和監(jiān)測部分廣泛使用計算機(jī)處理系統(tǒng)、實(shí)時成像系統(tǒng)、測定聲束方位的換能器定位系統(tǒng)等，從而提高測量精度，并顯示多種參數(shù)。

多普勒超聲成像系統(tǒng)的工作原理

　　1、超聲多普勒頻移信號產(chǎn)生的原理

　　所謂多普勒效應(yīng)就是接收到的運(yùn)動目標(biāo)反射或散射的超聲波頻率與原發(fā)射頻率有所不同。這種由多普勒效應(yīng)引起的發(fā)射頻率與運(yùn)動目標(biāo)反射或散射的頻率之間的頻差稱為多普勒頻移。當(dāng)考慮到聲源和接收器運(yùn)動方向之間存在夾角時，對于多普勒超聲成像系統(tǒng)計算多普勒頻移常用公式：

　　對于反射式超聲多普勒診斷儀計算多普勒頻移常用公式：

　　式中：c為超聲波在介質(zhì)中的傳播速度;為聲源和接收器運(yùn)動方向之間的夾角;v為運(yùn)動目標(biāo)的速度;人為聲源頻率，正號表示運(yùn)動目標(biāo)朝向探頭運(yùn)動，負(fù)號表示運(yùn)動目標(biāo)背向探頭運(yùn)動。

　　2、多普勒頻移的解調(diào)原理

　　多普勒超聲成像系統(tǒng)，接收器接收到的口波信號除了有運(yùn)動目標(biāo)產(chǎn)生的多普勒頻移信號外，還有靜止目標(biāo)或慢速運(yùn)動目標(biāo)產(chǎn)生的信號。另外，由于實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)射和接收換能器靠得很近，所以總有一部分發(fā)射信號透過來直接耦合到接收器，這些不需要的波稱為雜波。從復(fù)雜的口波信號中提取多普勒頻移信號，完成這一任務(wù)稱為多普勒頻移解調(diào)。

　　由于血流的速度遠(yuǎn)小于發(fā)射波聲速，且口波中雜波分量的幅度通常比有用的多普勒頻移信號大得多，所以要求解調(diào)器既能檢出頻率在發(fā)射頻率百分之一以下的多普勒頻移信號，還要能檢出被雜波所掩蓋的多普勒頻移信號。完成這一任務(wù)的方法很多，非定向解調(diào)中有相干解調(diào)和非相干解調(diào);定向解調(diào)中有單邊帶濾波法、外差法和正交相位解調(diào)法等。

多普勒超聲成像系統(tǒng)的應(yīng)用范圍

　　1、連續(xù)超聲多普勒診斷儀的應(yīng)用

　　連續(xù)超聲多普勒診斷儀通過發(fā)射與接收連續(xù)多普勒信號，來獲得運(yùn)動目標(biāo)的信息。這類多普勒超聲成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，可用來觀測心壁、瓣膜、胎體的運(yùn)動狀態(tài)。

　　這類多普勒超聲成像系統(tǒng)的測量也存在很大的局限性，例如不能判斷物體的運(yùn)動方向，不能探測血流狀態(tài)。由于沒有深度分辨力，它也不能探測運(yùn)動物體的深度，因此目前除用以胎兒的檢測外，已經(jīng)很少在臨床應(yīng)用。

　　2、連續(xù)超聲多普勒血流計的應(yīng)用

　　利用連續(xù)超聲多普勒血流計可以檢測血流速度的大小與方向，尤其是在測量高速血流時連續(xù)超聲多普勒血流計有其獨(dú)特的優(yōu)勢。

　　此類多普勒超聲成像系統(tǒng)仍不能分辨探頭和運(yùn)動目標(biāo)間的距離，測量結(jié)果受聲速和運(yùn)動方向夾角影響較大，無法了解異常血流的產(chǎn)生部位。

　　3、脈沖超聲波多普勒血流計的應(yīng)用

　　脈沖超聲波多普勒血流計發(fā)射的是超聲脈沖同時有延遲電路來控制接收器，使得這種儀器具有距離選通能力。如果采用不同的延遲時間，就可以得到沿聲束方向上不同深度的血流速度，從而構(gòu)成血流剖面圖。目前脈沖超聲波多普勒血流計與B超顯像儀進(jìn)行組合，用前者檢查血流狀態(tài)，用后者探測解剖結(jié)構(gòu)，所以能在診斷瓣口與血管狹窄、瓣膜關(guān)閉不全及先天性間隔缺損所致的分流方面取得良好的效果。

　　這類多普勒超聲成像系統(tǒng)也有它的缺點(diǎn)，它所測血流速度的大小即多普勒頻移大小受脈沖重復(fù)頻率的限制。當(dāng)其頻移值超過尼奎斯特頻率時，速度高的血流尖峰部分不能正常顯示，出現(xiàn)頻率倒錯的顯像。此外，由于采樣體積范圍很小，需要在斷面上反復(fù)移動，檢測時間較長。

　　4、彩色多普勒血流顯像儀的應(yīng)用

　　彩色多普勒血流顯像儀是通過對散射回聲多普勒信息做相位檢測并經(jīng)自相關(guān)處理、彩色灰階編碼，把平均血流速度分類以彩色顯示，它與B型圖像和M型超聲心動圖相結(jié)合，可提供心臟和大血管內(nèi)血流的時間和空間信息?？赏瑫r顯示心臟某一斷面上全部血流束的分布及數(shù)目，腔室形態(tài)、大小;表現(xiàn)血流途徑及方向;辨別層流、湍流或渦流;測量血流束的面積、輪廓長度和寬度;清楚暗示血管結(jié)構(gòu)異常與血液動力學(xué)異常的關(guān)系。

　　這類多普勒超聲成像系統(tǒng)常用于心臟瓣膜病、先天性心臟病、心肌病、心臟腫瘤的無創(chuàng)傷診斷，彩色多普勒血流顯像直觀、形象、快速檢測，診斷靈敏和準(zhǔn)確率很高。當(dāng)然，彩色多普勒血流顯像也有其局限性，它更多地作為定性診斷的方法，而對血流動力學(xué)的定量分析還需借助頻譜多普勒。