經(jīng)顱多普勒超聲檢測血流速度的基本原理

經(jīng)顱多普勒是利用超聲多普勒效應來檢測顱內腦底主要動脈的血流動力學及血流生理參數(shù)的一項無創(chuàng)性檢查方法。1982 年挪威學者Aaslid
在世界上率先報道了經(jīng)顱多普勒超聲技術，他將低發(fā)射頻率(2 M Hz) 與脈沖多普勒技術相合，
使超聲聲束得以穿過顱骨較薄的部位(特定的聲窗)，直接獲得在規(guī)定距離及規(guī)定取樣容積內的腦底血管多普勒頻移信號。近年來，經(jīng)顱多普勒超聲采用經(jīng)微機進行多普勒頻譜快速富里葉(Fourier)轉換分析，顯示并計算了如收縮期峰速度、舒張期末速度、平均速度、收縮峰與舒張期末血流速度比值(S/D)、搏動指數(shù)(PI)、阻力指數(shù)(RI)
等一系列的生理參數(shù)指標，能幫助臨床對各種腦血管病進行正確的分析。

1842
年，奧地利學者克約斯琴·約翰·多普勒描述了一種物理學效應。他在觀察來自星球的光色變化時，發(fā)現(xiàn)當星球與地球相向運動時，光色向光譜的紫色端移位，表明光波的頻率升高;而當星球與地球背向運動時，光色向光譜的紅色端移位，表明光波的頻率降低。這種物理學現(xiàn)象被命名為多普勒效應。多普勒超聲儀是利用多普勒效應對血流進行篩查的儀器。探頭作為超聲波的發(fā)射器和接收器，這樣的結構檢測出來的頻率變化，則是由于反射物(血細胞)
位移所引起的。在測定血流速度時，超聲波在組織中的傳播速度和發(fā)射頻率是固定不變的。這樣， 所檢測出的血流速度V
和真實的血流速度|V|之間存在一個非常簡單的關系：V =|V|cosθ

式中的θ是超聲束與血流方向之間的夾角。從式中不難看出，超聲束與血流方向之間的夾角越小，其結果越接近真實血流速度。在進行腦血管檢測時，我們無法估計超聲束與血管走向之間的夾角。但由于腦底血管與超聲窗口的解剖位置相對恒定，這樣就有了一個便于測量真實血流速度的解剖學基礎，即超聲窗口對超聲束入射部位的限制決定了只能以小角度檢測顱內血管的血流速度。因此，可以略去這一角度形成的誤差，即認為超聲束與血管走向之間的夾角為零。