定義
彩色多普勒超聲診斷系統(Color Doppler Ultrasound System)是一種結合二維灰階超聲(B超)與多普勒血流成像技術的醫療影像設備。它通過實時顯示組織結構和血流動力學信息(包括血流方向、速度及湍流狀態),成為臨床診斷血管疾病、心臟功能評估及器官灌注分析的核心工具。
核心原理
超聲基礎(B型超聲)
探頭向人體發射高頻聲波(2-18 MHz),接收組織反射的回波。
根據回波強度生成灰度圖像(強回聲=白色,弱回聲=灰色,無回聲=黑色)。
多普勒效應
Δf:頻移
f?:發射頻率
v:血流速度
θ:聲束與血流方向夾角
c:聲速(人體中約1540 m/s)
當聲波遇到移動的血流時,回波頻率會發生變化(頻移)。
公式:Δf = 2f?·v·cosθ / c
彩色多普勒技術
流向:紅色→朝向探頭,藍色→遠離探頭。
速度:色彩亮度越高,速度越快。
湍流:綠色或五彩鑲嵌色提示紊流。
將頻移信號進行彩色編碼,疊加在B超圖像上:
核心功能模式
模式 | 原理 | 臨床應用 |
---|---|---|
B型超聲 | 組織結構的灰階成像 | 器官形態、腫塊、結石檢測 |
彩色多普勒 | 血流方向與速度的實時彩色映射 | 血管狹窄、瓣膜反流、腫瘤供血評估 |
脈沖多普勒 | 定點測量血流頻譜(速度-時間曲線) | 精確計算流速、阻力指數(RI) |
連續多普勒 | 測量高速血流(無距離限制) | 心臟瓣膜狹窄、分流病變 |
能量多普勒 | 顯示血流存在與否(無視角度/速度) | 低速血流(如甲狀腺、腎臟) |
組織多普勒 | 檢測心肌運動速度 | 心功能評估、同步化治療 |
核心臨床應用
心血管系統
心臟瓣膜病(狹窄/關閉不全)、先天性心臟病(房缺/室缺)、心功能(EF值)。
外周血管
動脈硬化斑塊、深靜脈血栓、動靜脈瘺、血管瘤。
腹部臟器
肝血管瘤vs肝癌(血流模式)、腎動脈狹窄、門靜脈高壓。
婦產科
胎兒畸形篩查、臍血流監測(S/D值)、子宮肌瘤血供、卵巢腫瘤。
淺表器官
甲狀腺結節(血流分級)、乳腺腫塊、睪丸扭轉。
介入引導
實時引導穿刺活檢、射頻消融、血管內介入。
設備關鍵技術參數
參數 | 意義 |
---|---|
探頭頻率 | 高頻(7-15 MHz)→淺表組織,低頻(2-5 MHz)→深部器官 |
穿透深度 | 與頻率成反比,最高可達30 cm(腹部) |
幀率 | ≥30幀/秒保障血流實時性 |
多普勒靈敏度 | 可檢測最低流速(通常≤1 cm/s) |
空間復合成像 | 多角度掃描減少偽影 |
諧波成像 | 抑制組織噪聲,提升造影劑顯影效果 |
技術演進
超聲造影(CEUS)
注入微泡造影劑,增強血流信號,用于肝腫瘤定性診斷(無需CT/MRI對比劑)。
彈性成像
評估組織硬度(如肝纖維化、乳腺腫物良惡性)。
三維/四維超聲
立體重建胎兒面部、心臟結構。
人工智能輔助
自動測量心功能、識別斑塊性質、標準化產科測量。
安全性與局限性
安全性:無電離輻射,適用于孕婦及兒童(ALARA原則:合理最低劑量)。
局限:
氣體/骨骼后方顯示不清(如肺、顱腦)。
肥胖患者穿透力下降。
操作者依賴性強(需專業培訓)。
代表品牌與技術方向
國際品牌:GE(Logiq系列)、飛利浦(EPIQ)、西門子(ACUSON)、佳能(Aplio)。
國產突破:邁瑞、開立、汕超。
未來趨勢:便攜化(掌上超聲)、AI自動化診斷、5G遠程超聲。
操作流程要點
患者準備:空腹(腹部)、充盈膀胱(盆腔)、暴露檢查部位。
耦合劑:消除探頭與皮膚間空氣。
多普勒優化:
調整角度(θ≤60°)、取樣框大小、速度標尺(避免混疊)。
總結:彩色多普勒超聲以無創、實時、低成本的特性,成為臨床“可視化聽診器”。隨著超分辨率血流成像、分子影像等技術的發展,其診斷價值將持續拓展至微觀與功能層面。
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