[其他]超声多普勒测量血流的方法及仪器

说明书

现有利用连续波超声多普勒效应测量血流的方法或仪器对兼有双向、定量功能的一般均采用对两束超声束分别产生的正反向多普勒平均频移进行运算实现。本发明双向、定量功能的实现由新建立的“角度提取法”实现，其双向、定量功能仅由流速测量声束回波信号与流速测量声束和辅助测量声束与血管轴向流速的夹角比cosθ₂/cosθ1运算得到，它实为“等效的单声束”双向、定量血流速度测量，本发明还利用管径测量声束测出血管截面积可同时方便地得到了双向，定量血流流量值。

本发明属于超声医用检测

利用连续波超声多普勒效应来测量血流，其基本出发点是用超声发射探头发出超声束照射到需检测的血管，并由接收探头接收经血流散射后的回波信号，经处理可在其回波信号中得到一与血流速度成比例的多普勒平均频移F_d(t)，其值为：

F_d(t)=2f_ocosθ/CV(t) （1）

上式中f_o为超声发射频率，C为超声在介质中的传播速度，为常数，V（t）为需要检测的血流剖面平均速度，θ为超声束和血流轴向速度之间的夹角，一般θ为未知，它受到操作人员手法的影响。

为了消除上述θ角对测量血流速度的影响，目前最常用的是采用双超声束来测量。如1984年经国家科委发明评选委员会审批的复旦大学王威琪等人提出的“用相互独立的双超声束多普勒效应定量测量血流速度”发明（见附1）。

介绍一种双声束定量测定血流速度方法，它发射两超声照射被测血流区，对接收到的两路回波信号，经过简单运算后，能消除θ角的影响。但该方法主要缺点在于：

（1）由于实际得到的血流速度值是取两独立的超声束各自照射点的回波信号经运算得到的，所以，如该两点实际血流速度不相等时将带来较大的误差。

（2）该方法具有方向性的输出，即在某一时刻的输出为当时占优势流动方向的血流速度。但并非双向血流速度同时输出。

此外，复旦大学叶国凡在1984年4月1日向中国专利局递交的发明专利申请“一种双向，定量测量血流绝对速度的超声多普勒方法与仪器”。（申请日：84年4月1日，申请号85100528）介绍了一种设计方法，它兼有双向，定量基本功能，克服了上述②所述的不足，但该方法没有能克服上述①所述的不足，而且整个仪器的电路需要两个双向多普勒分离通道，即需要四个方向分离通道，还需要较为难实现高精度的平方开方电路。总之，系统较为复杂，成本相对较高。

本发明提出一种新的设计思想，克服了上述的不足之处。它虽然采用两束超声（流速测量声束与辅助测量声束），但辅助测量声束的作用只在于提取两声束与血管轴向流速的夹角比值cosθ₂/cosθ₁，其双向定量流速值仅由流速测量声束产生的正、反向多普勒平均频移F_dlf（t）及F_dlr（t）与上述的夹角比值cosθ₂/cosθ₁运算得到它，实质上是“等效单声束”双向血流速度的定量测量方法。在电路结构上，本发明避免使用了两个双向多普勒分离通道，而仅需一个双向多普勒分离通道及一个简单的夹角比提取通道（不必使用成本较高的分离滤波器）。且使用了简便的运算方法及电路，因此结构简单，制作方便。

同时，本发明还可利用管径测量声束测出血管直径经计算得出血管截面积再乘上双向血流速度值，方便地得到正、反向血流流量值。

本发明的原理及根据此原理设计的仪器可由图1、图2、图3及图4来表示。

图1为双向多普勒分离通道

图2为夹角比提取通道

图3为角度提取法运算电路框图

图4为最佳测量位置指示电路

图5为血管截面积测量电路框图

图6为探头结构示意图

图7为“角度提取法运算电路”的数字化电路框图。