[其他]超聲多普勒測量血流的方法及儀器

在審

• 申請號: 101985000003558
• 申請日: 1985-05-07
• 公開（公告）號: CN85103558B
• 公開（公告）日: 1988-08-24
• 發明（設計）人: 邵謙明;王威琪;童瑞慶
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陶金龍

現有利用連續波超聲多普勒效應測量血流的方法或儀器對兼有雙向、定量功能的一般均采用對兩束超聲束分別產生的正反向多普勒平均頻移進行運算實現。本發明雙向、定量功能的實現由新建立的“角度提取法”實現，其雙向、定量功能僅由流速測量聲束回波信號與流速測量聲束和輔助測量聲束與血管軸向流速的夾角比cosθ₂/cosθ1運算得到，它實為“等效的單聲束”雙向、定量血流速度測量，本發明還利用管徑測量聲束測出血管截面積可同時方便地得到了雙向，定量血流流量值。

本發明屬于超聲醫用檢測

利用連續波超聲多普勒效應來測量血流，其基本出發點是用超聲發射探頭發出超聲束照射到需檢測的血管，并由接收探頭接收經血流散射后的回波信號，經處理可在其回波信號中得到一與血流速度成比例的多普勒平均頻移F_d(t)，其值為：

F_d(t)=2f_ocosθ/CV(t) （1）

上式中f_o為超聲發射頻率，C為超聲在介質中的傳播速度，為常數，V（t）為需要檢測的血流剖面平均速度，θ為超聲束和血流軸向速度之間的夾角，一般θ為未知，它受到操作人員手法的影響。

為了消除上述θ角對測量血流速度的影響，目前最常用的是采用雙超聲束來測量。如1984年經國家科委發明評選委員會審批的復旦大學王威琪等人提出的“用相互獨立的雙超聲束多普勒效應定量測量血流速度”發明（見附1）。

介紹一種雙聲束定量測定血流速度方法，它發射兩超聲照射被測血流區，對接收到的兩路回波信號，經過簡單運算后，能消除θ角的影響。但該方法主要缺點在于：

（1）由于實際得到的血流速度值是取兩獨立的超聲束各自照射點的回波信號經運算得到的，所以，如該兩點實際血流速度不相等時將帶來較大的誤差。

（2）該方法具有方向性的輸出，即在某一時刻的輸出為當時占優勢流動方向的血流速度。但并非雙向血流速度同時輸出。

此外，復旦大學葉國凡在1984年4月1日向中國專利局遞交的發明專利申請“一種雙向，定量測量血流絕對速度的超聲多普勒方法與儀器”。（申請日：84年4月1日，申請號85100528）介紹了一種設計方法，它兼有雙向，定量基本功能，克服了上述②所述的不足，但該方法沒有能克服上述①所述的不足，而且整個儀器的電路需要兩個雙向多普勒分離通道，即需要四個方向分離通道，還需要較為難實現高精度的平方開方電路。總之，系統較為復雜，成本相對較高。

本發明提出一種新的設計思想，克服了上述的不足之處。它雖然采用兩束超聲（流速測量聲束與輔助測量聲束），但輔助測量聲束的作用只在于提取兩聲束與血管軸向流速的夾角比值cosθ₂/cosθ₁，其雙向定量流速值僅由流速測量聲束產生的正、反向多普勒平均頻移F_dlf（t）及F_dlr（t）與上述的夾角比值cosθ₂/cosθ₁運算得到它，實質上是“等效單聲束”雙向血流速度的定量測量方法。在電路結構上，本發明避免使用了兩個雙向多普勒分離通道，而僅需一個雙向多普勒分離通道及一個簡單的夾角比提取通道（不必使用成本較高的分離濾波器）。且使用了簡便的運算方法及電路，因此結構簡單，制作方便。

同時，本發明還可利用管徑測量聲束測出血管直徑經計算得出血管截面積再乘上雙向血流速度值，方便地得到正、反向血流流量值。

本發明的原理及根據此原理設計的儀器可由圖1、圖2、圖3及圖4來表示。

圖1為雙向多普勒分離通道

圖2為夾角比提取通道

圖3為角度提取法運算電路框圖

圖4為最佳測量位置指示電路

圖5為血管截面積測量電路框圖

圖6為探頭結構示意圖

圖7為“角度提取法運算電路”的數字化電路框圖。