經(jīng)顱多普勒血流分析儀的技術(shù)原理介紹

超聲經(jīng)顱多普勒血流分析儀使用了壓電效應(yīng)和多普勒效應(yīng)兩個(gè)技術(shù)原理。

探頭技術(shù)之壓電效應(yīng)：壓電陶瓷具有這樣的特性，作用在其上的壓力與電荷可以相互轉(zhuǎn)換，即機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽娔苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。我們利用壓電陶瓷的這一特性將它制成換能器，即探頭。我們先在換能器上加上電信號(hào)，使之產(chǎn)生機(jī)械(超聲)波，發(fā)射至目標(biāo)，目標(biāo)在機(jī)械波的作用下，將產(chǎn)生振動(dòng)和回波，這個(gè)回波(機(jī)械波)又作用到換能器上，在換能器上產(chǎn)生電信號(hào)，我們?cè)侔堰@個(gè)電信號(hào)加以放大、利用，提取有用信息。

多普勒效應(yīng)：波源和觀察者作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者所接收的頻率和波源所發(fā)出的頻率不同的現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。兩者相互接近時(shí)，接收到的頻率升高;相互離開(kāi)時(shí)，接收到的頻率降低，這種頻率差就叫頻移，如人和火車作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的情形。

多普勒效應(yīng)被應(yīng)用于工業(yè)中，可測(cè)定移動(dòng)物體的速度。當(dāng)一束超聲波作用在流動(dòng)的血液(紅細(xì)胞)上時(shí)，利用多普勒效應(yīng)，同樣可測(cè)定出血液流動(dòng)的方向和速度。

經(jīng)顱多普勒血流分析儀的技術(shù)原理

先由超聲經(jīng)顱多普勒儀主機(jī)輸入一定的電能到多普勒探頭上，探頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為壓電陶瓷，它具有壓電效應(yīng)，可以將輸入的電能轉(zhuǎn)化成超聲波;再由超聲波穿透較薄的顱骨，作用到顱內(nèi)血管里流動(dòng)的血

液(主要是紅細(xì)胞)上產(chǎn)生振動(dòng)，然后散射回來(lái)的超聲波沖擊多普勒探頭，探頭將接收到的超聲波再轉(zhuǎn)化成電能，輸入到超聲經(jīng)顱多普勒主機(jī)內(nèi)部，結(jié)合多普勒效應(yīng)和快速傅立葉轉(zhuǎn)換，經(jīng)過(guò)處理后，以頻譜圖像和各項(xiàng)生理參數(shù)顯示出來(lái)。TCD臨床醫(yī)生則根據(jù)顯示出來(lái)的圖像和參數(shù)結(jié)合病人的臨床表現(xiàn)得出結(jié)果。

多普勒探頭一般分為2MHz、4MHz和8MHz探頭。2MHz探頭為TCD常用的探頭，主要用于檢測(cè)顱內(nèi)組成大腦動(dòng)脈環(huán)(Willis環(huán))的血管。它發(fā)射出一組2MHz超聲波(10個(gè)波左右)后，大部分時(shí)間處于接收狀態(tài)，重復(fù)脈沖頻率為3.6KHz～5.2KHz左右，這種方式稱為脈沖發(fā)射方式，所以稱之為脈沖(pulse
wave)探頭，簡(jiǎn)稱PW探頭。它的優(yōu)點(diǎn)是具有距離選通功能，但由于受到脈沖重復(fù)頻率的限制只能測(cè)相對(duì)較低的血流速度。4MHz和8MHz的探頭主要用于對(duì)頸部血管或腕，手、足等更淺表的微小血管進(jìn)行檢測(cè)，尤其是8MHz探頭，可用于微小血管接通再造手術(shù)的術(shù)后檢測(cè)，男性陽(yáng)痿等，它們的發(fā)射方式為連續(xù)波發(fā)射方式(continuous)，也就是發(fā)射超聲束的同時(shí)也處于接受狀態(tài)，簡(jiǎn)稱CW探頭。CW探頭內(nèi)包含兩個(gè)換能芯片，一個(gè)為發(fā)射芯片，另一個(gè)為接收芯片。由于它不受脈沖重復(fù)頻率的限制可以測(cè)很高的血流速度，但是它不具備深度辨析功能。