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(yīng)來檢測顱內(nèi)腦底主要動脈的血流動力學(xué)及血流生理參數(shù)的一項無創(chuàng)性檢查方法。1982 年挪威學(xué)者Aaslid
在世界上率先報道了經(jīng)顱多普勒超聲技術(shù)，他將低發(fā)射頻率(2 M Hz) 與脈沖多普勒技術(shù)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(nèi)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(jī)進(jìn)行多普勒頻譜快速富里葉(Fourier)轉(zhuǎn)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(biāo)，能幫助臨床對各種腦血管病進(jìn)行正確的分析。

1842
年，奧地利學(xué)者克約斯琴·約翰·多普勒描述了一種物理學(xué)效應(yīng)。他在觀察來自星球的光色變化時，發(fā)現(xiàn)當(dāng)星球與地球相向運(yùn)動時，光色向光譜的紫色端移位，表明光波的頻率升高;而當(dāng)星球與地球背向運(yùn)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(xué)現(xiàn)象被命名為多普勒效應(yīng)。多普勒超聲儀是利用多普勒效應(yīng)對血流進(jìn)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(jié)構(gòu)檢測出來的頻率變化，則是由于反射物(血細(xì)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(guān)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(jié)果越接近真實血流速度。在進(jìn)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(xué)基礎(chǔ)，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(nèi)血管的血流速度。因此，可以略去這一角度形成的誤差，即認(rèn)為超聲束與血管走向之間的夾角為零。