多普勒成像

多普勒成像（精选7篇）

多普勒成像 篇1

0引言

FMCW SAR是调频连续波技术与合成孔径雷达技术的结合, 具有体积小、重量轻、分辨率高[1]、功耗低和低截获[2]等优点, 易于安装在小型无人机, 甚至航模飞机上实现对目标成像[3]。

FMCW SAR连续发射信号, 信号持续时间占据整个重复周期, 传统脉冲SAR的“stop-go”工作模式和信号模型不再适用[4]。本文首先建立了去调频FMCW SAR的信号模型, 通过目标回波仿真模拟, 获得点目标的回波信号;根据信号模型, 对FMCW SAR在不同成像环境下的距离—多普勒成像过程进行推导和分析;最后, 通过仿真成像实验证明了算法的正确性与可行性。

1去调频FMCW SAR信号模型

FMCW SAR连续发射线性调频信号, 具体的收发关系如图1所示。

对一个固定的点目标, 在正侧视成像的情形下, 回波信号延迟为:

τ (tr, ta;$R{}_0,x{}_0)=\frac{2}{\text{c}}\sqrt{R{}_0^2+[v{}_{\text{a}}(t{}_{\text{r}}+t{}_{\text{a}})-x{}_0]{}^2}$。 (1)

式中, τ为回波延迟;c为光速, va为载机匀速直线运动的速度;tr和ta为自变量, tr为快时间, 表示每个信号重复周期内的时间变化, 取值范围为[0, Tp], Tp为信号重复周期;ta=nTp为慢时间, 表示不同信号重复周期之间的时间变化, n为整数, 取值范围为-Ts/2Tp～Ts/2Tp, Ts为合成孔径时间;R0和x0反映目标位置, R0为目标与飞机的最短距离, x0为目标的方位向坐标。

不考虑信号幅度的影响, 回波信号与发射信号混频滤波后得到去调频的中频信号为[5]:

sIF (tr, ta;$R{}_0,x{}_0)=\text{r}\text{e}\text{c}\text{t}(\frac{t{}_{\text{r}}-\tau }{{\rm T}{}_{\text{e}}})\text{e}{}^{-\text{j}2\text{π}f{}_{\text{c}}\tau }\text{e}{}^{-\text{j}2\text{π}k\tau t{}_{\text{r}}}\text{e}{}^{\text{j}\text{π}k\tau {}^2}$。 (2)

式中, Te为有效信号持续时间, 当成像距离较近时, 近似有Te≈Tp; fc为载波中心频率; k为调频连续波信号的调频斜率。由于回波延迟τ的自变量为tr和ta, 并受到目标固定位置R0和x0的影响, 因此, 式 (2) 的实际自变量也是tr和ta。

对目标回波延迟τ以tr为变量进行泰勒展开并忽略高次项, 得到

$\tau =\tau {}_0-\frac{f{}_{\text{d}}}{f{}_{\text{c}}}t{}_{\text{r}}$。 (3)

式中, $\tau {}_0=2\sqrt{R{}_0^2+v{}_{\text{a}}^2(t{}_{\text{a}}-t{}_0){}^2}/\text{c}$, 表示目标对不同脉冲的回波延迟; fd=-2vasinθ/λ表示回波多普勒, λ为发射信号波长, θ为雷达对目标的入射角。可见, τ0相当于脉冲SAR在“stop-go”假设下的回波延迟。

将τ的泰勒展开式 (3) 代入式 (2) 并忽略较小的相位因子, 则中频差拍信号近似为:

sIF (tr, ta;$R{}_0,x{}_0)\approx \text{r}\text{e}\text{c}\text{t}(\frac{t{}_{\text{r}}-\tau {}_0}{{\rm T}{}_{\text{e}}})\text{e}{}^{-\text{j}2\text{π}k\tau {}_{0}t{}_{\text{r}}}\text{e}{}^{-\text{j}2\text{π}f{}_{\text{c}}\tau {}_0}\text{e}{}^{\text{j}2\text{π}f{}_{\text{d}}t{}_{\text{r}}}\text{e}{}^{\text{j}\text{π}k\tau {}_{{}_0}^{{}^2}}$。 (4)

式中, 第1个指数项为距离维压缩所需要的相位项;第2个指数项为方位向多普勒信息;第3个指数项为载机在扫频周期内连续运动引起的距离走动项, 称为快时间距离走动;第4个指数项为残留视频相位 (RVP) 。

使用与文献[5,6]相似的方法, 对快时间tr进行傅里叶变换, 得到

SIF (fr, ta;R0, x0) =Tesinc

e-j2π (fr+fc-fd) τ0-jπkτ20e$[{\rm T}{}_{\text{e}}(f{}_{\text{r}}-f{}_{\text{d}}+k\tau {}_0)]\cdot$$\text{e}{}^{\text{j}\frac{\pi }{k}f{}_{{}_{\text{r}}}^{{}^2}}$。 (5)

式中, fr为快时间频率。

令F=fr-fd+kτ0, 对式 (5) 进行快时间域的逆傅里叶变换, 并忽略较小的相位项, 则

$\begin{array}{l}s{}_{\text{Ι}\text{F}}(t{}_{\text{r}},t{}_{\text{a}};R{}_0,x{}_0)\approx \text{r}\text{e}\text{c}\text{t}(\frac{t{}_{\text{r}}}{{\rm T}{}_{\text{e}}})\text{e}{}^{-\text{j}2\text{π}k\tau {}_{0}t{}_r}\cdot \\ \text{e}{}^{-\text{j}2\text{π}f{}_{\text{c}}\tau {}_0}\text{e}{}^{\text{j}2\text{π}f{}_{\text{d}}t{}_{\text{r}}}\text{e}{}^{\text{j}2\text{π}f{}_{\text{d}}\tau {}_0}\otimes \text{e}{}^{-\text{j}\text{π}kt{}_{{}_{\text{r}}}^{{}^2}}。(6)\end{array}$

式中, ⨂表示卷积。式 (6) 即为简化后完整的Dechirp FMCW SAR的回波信号模型。其中, 第1个指数项为距离维压缩所需要的相位项;第2个指数项为方位向多普勒信息;第3个指数项为快时间距离走动;第4个相位项为慢时间方位走动, 而RVP项已经转化为快时间域的一个卷积因子。不同斜距目标的回波延迟不同, 但可以由相同延迟的信号通过一个调频系统获得。

式 (6) 在不同的成像环境下可以进行不同程度的近似。

① 在va<ρa/ (4Tp) (ρa为方位向分辨率) 的慢速运动条件下, 式 (6) 第3个指数项引起的最大距离偏移为cfd/k=cva/ (2kρa) <ρr/4 (ρr为距离向分辨率) , 第4个指数项引起的最大方位偏移为vaτmax<ρa/ (4τmax) /Tp<ρa/4 (τmax表示目标与飞机的最大回波时延) , 因此第3个和第4个指数项均可忽略, 这时的回波信号模型与脉冲SAR完全相同;

② 在ρa/ (4Tp) <va<ρa/ (4τmax) 的中速运动条件下, 第4个指数项引起的最大方位偏移为vaτmax<ρa/4, 该项可以忽略, 但第3个指数项不能忽略, 这时的信号模型相比脉冲SAR增加了快时间距离走动;

③ 在va>ρa/4τmax的高速运动情形下, 第3个和第4个指数项均无法忽略, 成像需要同时考虑快时间距离走动和慢时间方位走动的影响。

2距离—多普勒成像算法

距离—多普勒成像算法把SAR成像等效为2个互不耦合的一维压缩过程, 即通过距离向压缩, 获得距离向高分辨率;通过距离多普勒域插值, 实现距离向与方位向解耦合, 校正距离徙动;通过方位向压缩, 获得方位向高分辨率, 实现目标成像。

2.1中速运动条件下的距离—多普勒成像算法

在ρa/ (4Tp) <va<ρa/ (4τmax) 的运动条件下, 考虑天线方位向波束角的限制, 式 (6) 可以表述为:

式 (7) 只需要一次距离向傅里叶变换就可以完成距离压缩, 获得目标的斜距信息为:

SIF (fr, ta;R0, x0) ≈sinc[Te (fr-fd+kτ0) ]·

$\text{r}\text{e}\text{c}\text{t}(\frac{t{}_{\text{a}}-t{}_0}{{\rm T}{}_{\text{s}}})\text{e}{}^{-\text{j}2\text{π}f{}_{\text{c}}\tau {}_0}\text{e}{}^{\text{j}\text{π}\frac{f{}_{\text{r}}^2}{k}}$。 (8)

然后进行RVP补偿, 令RVP补偿因子为:

${\rm H}{}_{\text{R}\text{V}\text{Ρ}\text{C}}(f{}_{\text{r}})=\text{e}{}^{-\text{j}\text{π}\frac{f{}_{\text{r}}^2}{k}}$。 (9)

式 (8) 和式 (9) 相乘去除RVP项后, 利用驻定相位原理变换到二维频域, 得到二维频域信号为:

SIF (fr, fa;$R{}_0,x{}_0)\approx \text{s}\text{i}\text{n}\text{c}[{\rm T}{}_{\text{e}}(f{}_{\text{r}}+\frac{2kR{}_0}{\text{c}\beta (f{}_{\text{a}})}-f{}_{\text{a}})]$·

$\text{r}\text{e}\text{c}\text{t}(\frac{f{}_{\text{a}}}{\beta B{}_{\text{a}}})\text{e}{}^{-\text{j}\frac{4\text{π}R{}_0}{\lambda }\beta (f{}_{\text{a}})-\text{j}2\text{π}f{}_{\text{a}}t{}_0}$。 (10)

式中, fa为慢时间频率;$\beta (f{}_{\text{a}})=\sqrt{1-(\lambda f{}_{\text{a}}/2v{}_{\text{a}}){}^2}$为RCM尺度因子;Ba=2v2aTs/ (λR0) 为方位向信号带宽。

可见, 由于存在距离徙动现象, 方位向与距离向发生二维耦合, 如果直接进行方位向处理, 成像效果必然较差[5]。因此, 参考脉冲SAR距离—多普勒成像算法, 在距离—多普勒域通过插值完成频域距离徙动和距离弯曲较正, 校正后的信号为:

方位向参考函数为:

HAREF (fa;$R{}_0)=\text{e}{}^{\text{j}\frac{4\text{π}R{}_0}{\lambda }\beta (f{}_{\text{a}})}$。 (12)

式 (11) 和式 (12) 相乘完成方位向匹配滤波后, 进行方位向逆傅里叶变换即可得到成像结果为:

2.2高速运动条件下的距离—多普勒成像算法

在va>ρa/ (4τmax) 的高速运动情形下, 需要同时考虑快时间距离走动和慢时间方位走动的影响。考虑天线方位向波束角的限制, 中频信号为:

$\begin{array}{l}s{}_{\text{Ι}\text{F}}(t{}_{\text{r}},t{}_{\text{a}};R{}_0,x{}_0)=\text{r}\text{e}\text{c}\text{t}(\frac{t{}_{\text{r}}}{{\rm T}{}_{\text{e}}})\text{r}\text{e}\text{c}\text{t}(\frac{t{}_{\text{a}}-t{}_0}{{\rm T}{}_{\text{s}}})\text{e}{}^{-\text{j}2\text{π}k\tau {}_{0}t{}_{\text{r}}}\cdot \\ \text{e}{}^{-\text{j}2\text{π}f{}_{\text{c}}\tau {}_0}\text{e}{}^{\text{j}2\text{π}f{}_{\text{d}}t{}_r}\text{e}{}^{-\text{j}2\text{π}\frac{4v{}_{\text{a}}^2}{\lambda \text{c}}(t{}_a-t{}_0)}\otimes \text{e}{}^{-\text{j}\text{π}kt{}_{{}_{\text{r}}}^{{}^2}}。(14)\end{array}$

可见, 式 (14) 第4个指数项表示慢时间域的固定频移, 只要在慢时间频域进行频移即可补偿。在补偿该项的情形下, 式 (14) 与式 (7) 完全相同, 可以用中速运动条件下的距离—多普勒算法成像。

2.3慢速运动条件下的距离—多普勒成像算法

在va<ρa/ (4Tp) 的慢速运动条件下, 中频信号回波模型与de-chirp脉冲SAR成像完全相同。考虑天线方位向波束角的限制, 中频信号为:

$\begin{array}{l}s{}_{\text{Ι}\text{F}}(t{}_{\text{r}},t{}_{\text{a}};R{}_0,x{}_0)\approx \text{r}\text{e}\text{c}\text{t}(\frac{t{}_{\text{r}}}{{\rm T}{}_{\text{e}}})\text{r}\text{e}\text{c}\text{t}(\frac{t{}_{\text{a}}-t{}_0}{{\rm T}{}_{\text{s}}})\cdot \\ \text{e}{}^{-\text{j}2\text{π}k\tau {}_{0}t{}_{\text{r}}}\text{e}{}^{-\text{j}2\text{π}f{}_{\text{c}}\tau {}_0}\otimes \text{e}{}^{-\text{j}\text{π}kt{}_{\text{r}}^2}。(15)\end{array}$

式 (15) 在距离向进行傅里叶变换完成距离压缩, 并通过RVP补偿后, 利用驻定相位原理得到二维频域波形为:

在距离—多普勒域插值完成频域距离徙动校正后的信号形式及后续的方位向压缩处理与中速运动条件下的相同。

2.4窄方位向波束角的成像情形

实际上, 上述讨论的成像情形均是基于宽方位向波束角进行的。当成像的方位向波束角较窄时, 式 (1) 可以进一步近似为:

$\tau \approx \frac{2}{c}R{}_0+\frac{v{}_{\text{a}}^2(t{}_{\text{a}}-t{}_0){}^2}{\text{c}R{}_0}+\frac{2v{}_{\text{a}}^2(t{}_{\text{a}}-t{}_0)}{\text{c}R{}_0}t{}_{\text{r}}$。 (17)

针对以上3种成像情形, 可以得到窄波束角成像情形下的RD成像算法, 只是距离徙动的表达式和方位向匹配滤波器略有不同。

综上, 可以总结出FMCW SAR RD成像算法的流程如图2所示。

3仿真试验

为了验证RD算法的正确性, 使用Matlab进行仿真实验, 仿真条件为:载波中心频率15 GHz, 线性调频信号带宽300 MHz, 脉冲重复时间4 ms, 载机速度100 m/s, 方位向波束宽度1.15°, 目标斜距1 km, 方位偏移0 m。在所设定的仿真条件下, 雷达的距离分辨率和方位分辨率均为0.5 m。

由于载机速度ρa/ (4Tp) <va<ρa/ (4τmax) , 不满足慢速运动条件, 因此使用中速运动条件下的RD算法成像。成像结果的距离向和方位向性能指标如图3所示。

从图3中可以看出, 距离向压缩结果的3 dB宽度约为0.5 m, PSLR (峰值旁瓣比) 约为-13 dB;方位向成像结果的3 dB宽度约为0.5 m, PSLR约为-13 dB, 均与理论分析相符, 证明了RD成像算法的正确性。

使用慢速运动条件的RD成像算法成像结果与中速运动条件成像结果的对比如图4所示。其中, 图4 (a) 是慢速运动条件的RD算法成像结果, 图4 (b) 是中速运动条件下的成像结果。

可见, 慢速运动的RD算法忽略了快时间距离走动, 导致方位压缩时方位向的信号能量无法完全集中, 其方位分辨率约为0.56 m, 比中速条件下的RD成像算法略差;而且其距离向和方位向旁瓣出现弥散, 旁瓣不如中速RD成像结果清晰。

4结束语

通过理论推导和分析, 建立了去调频FMCWSAR在不同成像条件下的信号模型, 依据该信号模型通过仿真获得点目标回波数据;理论推导了不同成像条件下的距离—多普勒成像算法, 给出了精确成像所需的方位向匹配滤波器;结合仿真获得的回波数据进行成像仿真实验, 证明了算法的正确性与可行性, 为FMCW SAR的进一步深入研究提供了理论参考依据。

参考文献

[1]耿淑敏, 皇甫堪.FM-CW SAR系统及其发展概况[J].电子对抗, 2007 (3) :39-44.

[2]曲长文, 王颖, 陈波涛, 等.调频连续波SAR发展综述[J].舰船电子工程, 2008 (11) :26-29.

[3]孙寒冰, 侯海平, 周强.改进的FMCW SAR距离—多普勒成像算法[J].电子对抗, 2010 (1) :26-31.

[4]耿淑敏, 江志红, 程翥, 等.FM-CW SAR距离—多普勒成像算法研究[J].电子与信息学报, 2007 (10) :2 346-2 349.

[5]耿淑敏.FM-CW SAR信号处理关键技术研究[D].长沙:国防科学技术大学, 2008:54-58.

[6]江志红.调频连续波SAR实时成像算法研究[D].长沙:国防科学技术大学, 2007:55-57.

多普勒成像 篇2

关键词：彩色多普勒成像,眼眶血管畸形,血流动力学,推广应用

随着我国经济的高速发展, 居民物质生活水平得到显著提升。由于我国生活环境遭到严重破坏, 一些疾病开始侵蚀我们的身体。近些年来, 眼科疾病发生率逐年上升, 引发医学界广泛关注。尤其一些老年眼科疾病的应激能力比较差, 他们的主要症状、次要症状是比较难以区分的, 容易导致诊断错误, 治疗的难度在逐渐增大。因此, 对于其临床表现, 医师应当准确进行判断, 避免耽误最佳诊治时机。本文选取我院从2010年10月至2011年10月间接诊的100例眼病患者的临床资料进行分析。报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料

回顾性分析, 选取我院从2010年10月至2011年10月间接诊的100例眼病患者, 按照1∶1的比例将他们分为观察组 (A组) 与对照组 (B组) 。患者年龄集中在9~71岁, 平均年龄为45.3岁;有120例男性, 80例女性, 男女比例为3∶2。这两组患者在年龄、身高、病程、肝肾功能上差异是没有统计学意义 (P>0.05) 。

1.2 治疗方法

使用的仪器:本院采用的是HDI 5000 Sono CT以及GEV iv id 7的彩色多普勒超声仪, 它的仪器:使用HDI 5000 Sono CT以及GEV iv id 7的彩色多普勒超声仪, 腹部上的低频率的探头频率是3.6~5.1MHz, 线阵式高频探头为7.1~10.1MHz。

检查的方法:要求患者采取平卧位, 常规性使用低频探头进行探查患者眼球的情况, 首先要在患者的眼部疼痛最显著部位作为中心进行多切面、多方位的探测, 渐渐地缓解压力, 随之利用高频探头实施探测。如果患者的眼眶内没有办法探测到畸形物, 就要继续增大探测的范围。一旦确诊为眼科疾病, 就要仔细观察这个眼部畸形物的形状、大小、回声以及厚度等。

2 结果

观察组 (A组) 确诊眼科疾病患者有50例, 青光眼22例, 眼眶血管畸形12例, 糖尿病视网膜病变10例, 眼球与眼眶肿瘤8例, 确诊率为100%。照组 (B组) 确诊眼科疾病患者有36例, 确诊率为72%。这两组数据之间的比较具有显著的差异, 有统计学的意义 (P<0.05) 。

3 讨论

临床上, 高频及彩色多普勒超声对患者病变程度比较轻的眼科疾病有着非常高的显示率, 并且随着患者眼部病变渐渐地加重, 大小、范围的扩大以及包块的形成, 在此背景下, 低频、高频超声渐渐失去差异[1]。高频超声能够有效地清晰地显示出病变部位的每一个层次结构、大小、厚度等情况, 所以彩色多普勒超声能够对眼科疾病作出比较明确的诊断, 减少误诊率。

笔者有多年的临床经验, 总结近些年来彩色多普勒超声成像技术在实践中的应用, 分析彩色多普勒超声成像在诊断眼科疾病中的具体应用。

3.1 眼球与眼眶肿瘤

应用彩色多普勒超声的好处就是能够显示出病变的组织, 还能够有效地观测到病变组织中的血流动力学上的状况, 这在鉴别肿瘤非肿瘤血管瘤, 评估肿瘤非手术的治疗效果有着非常重大的临床价值意义。在探查中, 脉络膜的黑色素瘤在经过放射治疗后, 肿瘤的血流速度显著降低, 甚至出现没有办法探测信号, 这就表明治疗有效果, 一般眼内肿瘤可以有效地探测到异常的多普勒频谱, 同时脉络膜的转移癌的平均最大收缩期频率明显要高于脉络膜的黑色素瘤, 脉络膜色素痣, 类肿瘤的病变等[2]。

3.2 眼眶血管异常

彩色多普勒超声能够有效地显示出扩张伴动脉化的血流SOV, 为临床患者的跟踪观察和判定治疗效果提供了一个非常好的工具。像临床中比较少见的眼眶血管异常, 例如SOV血栓的形成、眼眶静脉曲张等, 彩色多普勒超声成像都能够为疾病的鉴别与诊断提供合理有效地依据。

3.3 青光眼

彩色多普勒成像在对青光眼的血流灌注中的变化有着非常高的敏感性, 临床上一般对原发性慢性闭角型青光眼、原发性开角型青光眼等类型的青光眼疾病应当早发现, 早诊治, 同时预后的分析也是非常重要的[3]。在临床实践中, 彩色多普勒成像也为青光眼发病中的血管因素的学说提出了比较可信得依据。应用彩色多普勒成像对实施手术青光眼患者前后上的血流动力学上的变化做一个合理的变化, 同时进一步证实了青光眼的手术治疗能够影响到视神经的供血, 改善患者视神经中的血液循环[4]。

综上所述, 在分析彩色多普勒成像的结果时, 还要仔细考虑仪器操作者的操作方式, 患者的眼压、药物等因素。总之, 彩色多普勒超声成像能够在动态下观察、显示处病变组织内的血流分布以及频谱上的特点、无创、使用简便等优点, 这在诊治眼科疾病中发挥着重要作用, 非常值得临床推广应用。

参考文献

[1]Ito Y, Sasoh M, Ido M, 等.使用彩色多普勒成像检测无环扎的巩膜扣带术对球后血流动力学的影响[J].世界核心医学期刊文摘.眼科学分册, 2005, 11 (12) :83-84.

[2]岳爰环, 金超, 王荣, 等.彩色多普勒血流显像对中晚期青光眼的眼血流动力学研究[J].中国实用眼科杂志, 2000, 17 (3) :183-184.

[3]Dolan MS, Gala SS, Dodla S, et al.Safety and eficacy of commer-cially available ultrasound contrast agents for rest and stress echocardiography a multi-center experience[J].J Am College ofCardiology, 2009, 18 (9) :63-64.

多普勒成像 篇3

1 资料与方法

1.1 一般资料

我院自2007年12月至2010年1月超声检查发现乳腺肿块患者156例, 均为女性, 年龄18~70岁, 平均42.5岁, 经手术病理证实良性肿瘤82例、恶性肿瘤74例。

1.2 仪器

使用MEDISION公司ACCUVIX V10高分辨力彩色超声扫描仪, 探头频率8~15MHz。

1.3 研究方法

患者取仰卧位, 充分暴露乳腺, 采用二维成像常规检查乳腺, 确定肿块有无及部位, 详细记录肿块大小、形状、边界、内部回声, 有无微小钙化, 肿块后方回声, 腋窝淋巴结肿大情况, 计算肿块最大切面纵横比, 再使用多普勒功能观察肿块内血流多少、分布特点, 频谱特征。

1.4 统计学处理

根据病理结果将病例分为良性组及恶性组, 使用SPSS 10.0统计软件, 分类变量采用χ2检验, 确定P<0.05具有统计学意义。

2 结果

本组156例肿块, 均经手术及病理结果证实, 其中良性82例 (乳腺纤维腺瘤35例, 乳腺增生8例, 导管内乳头状瘤10例, 单纯囊肿21例, 炎性肿块8例) , 恶性74例 (侵润性导管癌51例, 导管原位癌13例, 黏液癌7例, 典型髓样癌3例) 。乳腺肿块二维声像学特点见表1。

彩色多普勒显示多数乳腺恶性肿瘤内部和周边探及丰富血流信号, 阻力指数多数>0.7。本组74例恶性肿块中血流丰富者58例, 占78.4%, 阻力指数>0.7有49例, 占66.2%。156例肿块中, 良性82例, 恶性74例。而二维超声诊断出良性76例, 其中误诊为12例;诊断恶性80例, 其中误诊为18例。二维超声诊断正确率分别为80.8%, 灵敏度83.8%, 特异度78.0%。

3 讨论

二维声像图:对照病理结果, 各类型乳腺肿块二维声像图特征如下, 乳腺纤维瘤呈形态规则, 边界清晰的实性低回声团块, 内部回声均匀或稍欠均匀, 纵径小于横径, 血流信号不丰富或周边见血流信号。单纯囊肿表现为囊性肿块, 边界清晰, 后壁回声增强, 肿块内部无血流信号, 多为单发。乳腺增生症表现为乳腺组织结构紊乱, 回声不均匀, 导管轻度扩张或不扩张, 局部形成不规则低回声结节, 边界欠清晰, 回声均匀, 内未见明显血流信号。炎性肿块边界不清, 内部回声不均匀, 后方回声增强, 周边或内部有点状血流信号。各类乳腺癌的超声图依赖组织特性稍有不同, 其共同特征边界不清晰, 形态不规则, 呈蟹足样浸润周围乳腺组织, 内部回声不均匀, 部分可见微小钙化, 血供丰富或较丰富。应用二维方法, 本组中有18例良性肿块误诊为恶性, 包括纤维瘤9例, 增生结节5例, 炎性肿块4例, 其中纤维瘤较大, 呈分叶状, 形态不规则, 且频谱多普勒Vmax:30.5cms, RI:0.75, 考虑恶性可能大, 术后病理示纤维瘤。增生结节与炎性肿块因肿块边界不清晰, 形态不规则, 内部回声欠均匀而误诊, 应注意结合病史加以鉴别。12例恶性肿块误诊为良性, 考虑肿块较小, 内部构成均一, 对周围组织侵润程度轻等原因缺乏恶性影像特征。

血流参数的诊断价值:乳腺肿块的血流动力学定量分析, 各家报道不一, 国内学者通常把Vmax>20cms, RI>0.7作为乳腺肿块良恶性的鉴别标准[1], 但当肿块较大、生长较快或呈分叶状时良性肿块亦可流速加快, RI增高。姜燕茹等研究认为RI在鉴别乳腺肿瘤良恶性方面无明显意义[2]。笔者认为流速和RI有一定参考价值, 但不是绝对的, 必须在二维超声诊断基础上, 综合分析才能提高诊断准确性。穿入型血流为乳腺癌表现之一, 肿瘤内血流的分布及滋养血管的内径多不规则。

综上所述, 二维及彩色多普勒超声对鉴别乳腺良恶性肿块有重要价值, 随着超声技术的进一步发展, 超声检查将在乳腺疾病的诊断中得到更好的应用。

摘要：目的 探讨二维与彩色多普勒超声成像对乳腺肿块的鉴别诊断价值。方法 对156例乳腺肿块进行彩色多普勒超声检查, 分析其成像特点, 全部病例以病理诊断为金标准。结果 二维超声鉴别乳腺肿块正确率分别为80.8%, 灵敏度83.8%, 特异度78.0%。结论 二维与彩色多普勒超声对乳腺良恶性肿块鉴别诊断有重要的临床价值。

关键词：二维超声,彩色多普勒,乳腺肿块,超声检查

参考文献

[1]张缙熙, 姜玉新.浅表器官及组织超声诊断学[M].北京:北京科学技术文献出版社, 2000:127.

多普勒成像 篇4

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择我院自2008年5月至2010年3月35例下肢动脉粥样硬化患者行CDFI和CTA检查。其中男20例, 女15例, 年龄46~82岁, 平均64岁。包括股浅动脉闭塞3例及股动脉狭窄20例、双下肢胫前动脉闭塞4例、胫后动脉闭塞3例、足背动脉闭塞3例, 主要临床表现为患肢肿胀、麻木、发冷、疼痛、异常包块、肢体感觉异常、间歇性跛行等。

1.2 检查方法

1.2.1 超声检查

超声检查应用德国产PHILIPE公司7500多功能彩色超声诊断仪, 宽频探头。超声检查下肢动脉内径, 测量动脉内膜-中层厚度 (IMT) 及最狭窄处管径, 观察动脉狭窄及闭塞程度。MRA检查动脉内径, 测量病变动脉信号缺失情况, 判断动脉狭窄程度。

1.2.2 CTA检查

使用GE lightspeed64VCT机, 扫描条件:层厚1.25mm, 间隔5mm, 螺距0.516∶1, 速度:120.62mm/rot, 电压:120Kv, 电流:280m A, 重建方式:标准重建模式:plus, 采集矩阵512×512, 重建矩阵512×512, 病人取仰卧位, 从头至足方向进行扫描, 顺血流方向扫描, 如果逆血流方向扫描, 四肢远端小动脉则显示不良, 扫描范围从肾动脉水平至踝关节, 用高压注射器从肘前静脉注射非离子造影剂100~120m L, 注射速率3.5m L/s, 也可采用注射速率为4.0m L/s, 其血管增强效果要明显优于注射速率为3.0m L/s[2], 用GE lightspeed16中Smart Prep跟踪技术, 感兴趣区置于肾动脉水平处的腹主动脉内, 延迟时间为18s, 间隔为2s, 触发阈值为150Hu, 诊断延迟5s。把采集到的10mm原始图像重建成为1.25mm的图像, 传输至工作站。

1.3 资料分析

检查发现超声检测结果以通用标准将其病变程度分为4级, (1) 正常:病变处收缩期流速峰值<150cm/s, 收缩期流速峰值比<1.5∶1; (2) 狭窄30%~49%:病变处收缩期流速峰值150~200cm/s, 收缩期流速峰值比1.5∶1~2∶1; (3) 狭窄50%~75%:病变处收缩期流速峰值200~400cm/s, 收缩期流速峰值比2∶1~4∶1; (4) 狭窄>75%:病变处收缩期流速峰值>400cm/s, 收缩期流速峰值比>4∶1; (5) 闭塞:无血流信号。CTA下肢动脉狭窄程度按以下标准判断:狭窄率0%~49%为轻度狭窄;50%~69%为中度狭窄, 70%~99%为重度狭窄;100%为完全闭塞。超声检查由超声科主治医师以上人员完成。CTA检查由2位资深影像医师共同对图像进行评价。2种检查分别进行, 检查者互不知道结果。SPSS 12.0软件进行统计学处理。组间比较采用t检验, 显著性水平为P<0.05。

2 结果

下肢动脉狭窄及闭塞的有35例, 其中轻度狭窄5例, CDFI血管狭窄率<50%, CTA表现为局限性信号缺损或血管内径变细。8例出现中度动脉狭窄, CDFI血管狭窄率为50%~69%, CTA表现为血管狭窄更明显。7例重度动脉狭窄, CDFI的血管狭窄率为70%~99%, CTA表现为血流信号呈细线状或中断, 但其远端血管内仍有血流信号。血管闭塞检出5例, CDFI检测不到血流, MRA表现为血流信号完全消失, 本组病例轻度、重度狭窄的CTA与CDFI诊断完全符合, 1例CTA血管闭塞CDFI低估为重度狭窄, 1例CDFI判断为中度狭窄, 1例CDFI判断为中度狭窄而CTA高估为重度狭窄, 但总体来说CTA和CDFI具有良好的一致性。

3 讨论

CDFI在诊断下肢动脉粥样硬化病变中的主要优势包括:超声价格低廉, 操作简便, 无创伤, 可反复操作, 无放射线损伤, 不需注射造影剂, 检查范围大, 显示下肢动脉狭窄的敏感度较高, 特别有利于下肢动脉重度狭窄和闭塞的鉴别, 是进行高危人群筛选检查的理想方法。另外超声对下肢动脉斑块的检出率较高, 对斑块形状、性质的判定优于CTA, 另外下肢CDFI还可以对动脉损伤性疾病、血管搭桥术及血管内支架术后血管通畅性评价, 故彩色多普勒超声在下肢动脉狭窄中有广泛的应用前景。

下肢CTA检查受影响因素: (1) 生理和病理因素的影响:如年龄, 体重, 循环时间, 心功能等; (2) 层厚:层厚过小增加扫描时间, 同时增加了病人的辐射剂量; (3) 螺距:螺距影响扫描范围及三维影像质量; (4) 费用较高; (5) 对比剂注射的速度与量的因素:对比剂量少导致血管与周围组织分辨不清, 速度过慢也影响血管重建质量, 由于有些老年患者血管硬化, 所以不能过快。但是CDA在检出下肢动脉狭窄或闭塞方面有更高的准确性。敏感性和特异性在90%以上, 下肢CTA对发现下肢动脉狭窄和闭塞的能力相当于DSA, 用MIP显示血管狭窄或闭塞病变侧支循环建立远端动脉供血更加优越。在检测动脉瘤及腘动脉压迫综合征与彩色多普勒超声相比CTA在此病诊断中更有价值。

参考文献

[1]仲海, 徐卓东, 柳澄, 等.64层螺旋CT动脉血管成像的注射速率与重建矩阵的选择[J].中国医学影像技术, 2005, 21 (10) :1569～1571.

[2]凌华威, 丁蓓, 管永靖, 等.多层螺旋CT血管造影对下肢动脉闭塞性疾病的诊断价值[J].外科理论与实践, 2001, 6:305～307.

多普勒成像 篇5

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究选择正常人21例, 男10例, 女11例。病例组选择2002年9月~2013年9月本院和外院确诊的肥厚型心肌病患者20例, 男10例, 女10例。

1.2 方法

超声心动图仪器是Philips ie33诊断仪, 内配备有多普勒组织成像 (DTI) 软件程序, 探头频率为3.5 MHz。二维超声显像后转换为DTI速度模式, 测量二尖瓣环收缩期的峰值速度 (Sa) , 计算二尖瓣环的平均收缩期峰值速度。采用改良的simpson法测量左心室的射血分数。

1.3 统计学方法

采用SPSS10.0统计学软件进行数据的统计分析。计量资料以均数±标准差 (±s) 表示, 采用t检验。P<0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

肥厚型心肌病患者平均年龄 (43.4±12.4) 岁与正常组平均年龄 (41.2±13.3) 岁比较, 差异无统计学意义 (P>0.05) 。正常组左室射血分数 (66.6±6.5) %, 肥厚型心肌病患者左室射血分数 (72.6±5.9) %, 差异具有统计学意义 (P<0.01) 。肥厚型心肌病患者和正常组的二尖瓣环收缩期峰值平均速度比较[ (0.080±0.021) VS (0.097±0.013) m/s]差异具有统计学意义 (P<0.05) 。

3 讨论

肥厚型心肌病是猝死的最主要原因[1]。Mc Dichen在1992年首先提出多普勒组织成像的技术, 应用这项技术测量了组织的运动空间和时间[2]。多普勒组织脉冲速度的模式可以定量的测量心肌的舒张和收缩的方向及速度。超声心动图多采用射血分数评价左室收缩功能, 是通过计算左心室的收缩期和舒张期左室容量变化来表现左心室的收缩功能。本研究, 肥厚型心肌病患者的左心室射血分数 (72.6±5.9) %, 是高动力的收缩功能状态, 可是二尖瓣环的收缩期峰值速度比正常组数据下降。左室射血分数反映的心肌收缩性能的变化不精确, 而二尖瓣环的收缩期峰值速度可以反映心肌的收缩速度, 不依赖负荷变化, 可以准确反映左室长轴局部的收缩功能。肥厚型心肌病患者虽然左室射血分数增高, 可是左心室长轴的收缩功能已经下降。

综上所述, 超声心动图应用超声多普勒组织速度模式, 提供了肥厚型心肌病左心室长轴收缩期的更多信息, 对此病的早期治疗提供了更丰富的理论基础。

参考文献

[1]Maron BJ, Shirani J, Poliac LC, et al.Sundden death in young competitive athletes.Clinical.demographic, and pathological profiles.JAMA, 1996 (276) :199.

多普勒成像 篇6

1 资料与方法

1.1 临床资料

2010年10月-2011年3月我科门诊共收治5例急性睾丸扭转患者, 年龄18-26岁, 平均22岁。主要以无明显诱因出现单侧睾丸胀痛不适。部分患者伴有恶心、呕吐、患侧腹股沟区内侧放射性疼痛。阴囊皮肤红肿, 患侧睾丸抬举实验 (Prehn证) 阳性。发病到就诊时间6-12h不等。来我院泌尿外科门诊后急行磁共振和彩色多普勒超声检查, 结合两者的检查结果及临床表现, 均得到了确诊。5例中入院初诊有1例诊断为睾丸扭转, 剩余3例诊断为急性睾丸炎, 1例诊断为睾丸外伤。

1.2 方法

彩色多普勒超声采用美国GE公司LOGIQ9以及LOGIQ7型超声诊断仪, 9-14MHz宽频带探头。磁共振为德国西门子A-VANTO1.5T超导型磁共振。检查时充分暴露患者会阴部, 对患者睾丸、附睾以及周围组织分别采取多层次、多方位全面细致检查, 并与对侧做对比, 重点观测血流变化。

2 结果

入院后行彩色多普勒超声检查和磁共振检查。4例经彩色多普勒超声检查睾丸血流较少, 但不能明确诊断, 经磁共振检查诊断为睾丸扭转 (早期) , 手术后诊断为睾丸轻度扭转。1例彩色多普勒超声检查无血流信号, 诊断为睾丸扭转, 为进一步明确诊断, 行磁共振检查明确为睾丸扭转。入院后4例睾丸早期扭转患者, 给予精索复位后, 热盐水纱布湿敷观察半小时, 可见睾丸颜色有所好转, 行睾丸固定术 (双侧) , 术中分别取患侧睾丸组织活检, 结果均报告睾丸间质轻度水肿淤血, 睾丸组织损伤较轻。一周后复查睾丸彩超, 可见睾丸血流有所好转。1例术中可见睾丸颜色已明显改变, 术中行睾丸切除术, 病检报告睾丸组织严重受损。

3 讨论

睾丸扭转可发生在任何年龄, 但以青少年为多见。据报道睾丸扭转发生率在1/4000左右, 占睾丸疾病30%左右。其发病与解剖畸形或发育异常有关。按其发病的种类可分为鞘膜内型和鞘膜外型。临床上以鞘膜内型多见。其扭转最大可达540°。扭转后导致静脉回流受阻, 引起睾丸淤血肿胀, 最后动脉因扭转、组织肿胀压迫而血流中断, 使睾丸组织缺血坏死。通常我们认为睾丸扭转发生在6-8h以内, 可以行睾丸复位术。而超过12h睾丸组织严重受损, 发生不可逆性坏死。又因睾丸扭转多见于青少年, 大多未生育, 诊疗的失误可能影响患者的以后生育, 所以睾丸扭转的早期正确积极有效的治疗, 显得尤为重要。

5例病例中都是磁共振检查下得到术前确诊的, 其中4例给予行精索复位+睾丸固定术, 保留睾丸。1例因扭转时间太长, 没有得到及时治疗, 导致睾丸缺血坏死行患侧睾丸切除术+对侧睾丸固定术。因睾丸扭转在早期可能症状不典型, 彩色多普勒超声检查有时难以作出正确诊断, 容易与睾丸其他一些疾病混淆, 比如急性睾丸炎、急性附睾炎等, 所以失去了最佳治疗时间。由此可见, 睾丸扭转的早期诊断尤为重要。

磁共振可以在睾丸早期扭转中提供更为准确的诊断。其可以扫描T1WI以及T2WI、T2WI+FS及T1WI+FS, 扫描方位从横断面、矢状面、冠状面等不同扫描序列三维成像观察病变部位、大小、形态、信号及其周围关系, 对组织病变的观察更为直观, 无死角, 更能明确诊断。总之, 磁共振具有极高的软组织分辨力, 可对病变进行多参数及任意方位成像, 可以清楚地显示器官血流灌注情况以及病变与周围组织关系, 定位准确, 而且磁共振还没有X线辐射。因此, 在临床上, 彩色多普勒超声难以对睾丸扭转做出明确诊断时, 联合磁共振检查, 既能做到明确诊断, 又能做到早期诊断, 一举两得, 在临床诊治中有着重要意义。

摘要：目的 探讨磁共振成像 (MRI) 结合彩色多普勒超声 (CDFI) 在早期睾丸扭转中诊断价值。方法 回顾性分析我科5例门诊怀疑为睾丸扭转的患者行彩色多普勒超声检查后不能确诊的病例均行磁共振结合彩色多普勒超声检查, 根据两项检查报告与健侧以及术后诊断结果做比较并分析其意义。结果 睾丸扭转因其扭转的时间以及程度有时难以通过彩色多普勒超声做出明确的诊断, 结合磁共振成像可以从不同扫描序列、扫描方位观察病变部位的大小、部位以及形态, 可以提高早期睾丸扭转诊断率, 降低误诊率, 早期治疗。结论磁共振成像结合彩色多普勒超声在睾丸扭转中诊断具有极其重要的价值, 可以对睾丸扭转做出早期诊断, 在临床诊疗有着重要的指导意义。

多普勒成像 篇7

1 资料与方法

1.1 一般资料

分析本院于2016年2月~2016年10月收治的87例高血压患者资料, 其中男性57例, 女性30例, 年龄43~65岁, 平均 (51.62±14.69) 岁, 空腹血糖不高于7 mmol/L, 且血肌酐不高于106 mmol/L, 本组均无脑卒中、心力衰竭、心肌梗死及心痛等一系列并发症。

1.2 方法

本组均行TDI评价, 超声心动图仪选用美国通用电气公司生产的vivid7型, 设置M3S探头频率为1.7~3.4 MHz, 设置帧频数位140~160帧/s;通过双平面改良法对左心室射血分数 (LEVF) 予以检测, 取心尖切面, 记录3个心动周期心室运动, 并于工作站予以后处理;然后把左心室共分为16节段, 并对收缩期心肌收缩的最大位移时TT (组织追踪) 值予以记录, TTSI (组织追踪积分) =各节段的TT值总和/16, 同时对各节段心肌运动的速度予以准确测量。Strain (心肌应变) =△/L0= (L-L0) /L0, 其中L0表初长度, 当应变为正值即拉长, 负值即缩短。SR (应变率) =S/△t=△V/L0。

1.3 统计学方法

采用SPSS 21.0统计学软件处理, 计量资料以“±s”表示, 采用t检验;以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 本组超声心动图检测结果

本组87例左室舒张期末 (47.52±6.32) mm, 左房内径 (4.68±5.22) mm, 室间隔厚度 (13.65±3.24) mm, 左室后壁的厚度 (13.65±3.23) mm, 二尖瓣A峰速度为 (80.56±16.71) cm/s, 二尖瓣E峰速度为 (74.65±15.28) c m/s, 二心率为 (6 8.5 2±1 2.3 2) 次/m i n, L E V F (62.32±4.75) %。

2.2 本组TT与SR情况

本组女性T I S I (6.6 4±2.4 3) m m, 较之男性 (8.16±1.63) mm显著更低 (P<0.05) ;SR基底部 (1.23±0.51) s-1较之心尖部 (0.95±0.53) s-1及中部 (0.92±0.53) s-1均显著更大, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。

3 讨论

高血压为常见的一种病, 此病患者的心血管结构变化主要与肾素-血管紧张素-醛固酮系统基因遗传性密切相关, 其不仅促使心肌细胞肥大, 提高心肌质量, 而且其可促使心肌间质细胞不断增殖, 导致室壁增厚、左心室的形态出现变化及心肌僵的硬度提高, 进而降低左室收缩功能[2]。TDI属于新型探查心肌运动的一种技术, 其能够通过监测二尖瓣环的运动情况而清楚的反映出左心室功能变化, 进而有效反映出左心室收缩功能[3]。

本研究通过心肌16节段TTSI作为对左室纵向收缩的幅度予以评估的指标, 且操作过程较为简单。研究结果显示, 高血压患者随着年龄的不断增长, 其左室纵向收缩随之减少, 此种情况与年龄对LEVF影响作用一致性较高, 由此可知, 高血压患者年龄为心脏整体、纵向、环向及局部等收缩功能独立因素。本研究中心肌节段的SR皆是负值, 说明高血压患者的中心肌收缩运动皆为主动;此外, 从心尖到心底, SR绝对值均不断增加, 且不同切面室壁SR表现大多相同[4]。但本研究未显示SR与超声心动图基本参数、血压及心率、等存在相关性, 可知SR为检测心肌变形指标, 且与收缩速率及纵向收缩实位移无关[5]。本研究因多种因素限制, 未将冠状动脉造影结果作为研究佐证, 待进一步研究再作改善。

总结上文, TDI技术可定量、准确、实时、重复分析左心室整体与局部心肌收缩功能, 进而为临床检测高血压患者的左心室收缩功能变化提供无创性检查手段。

摘要：目的 观察组织多普勒成像评价高血压患者左心室纵向收缩功能的价值。方法 分析本院于2016年2月2016年10月收治的87例高血压患者资料, 本组均行组织多普勒成像评价, 观察本组超声心动图检测值及一般情况、超声心动图指标与SR/TTS相关性分析。结果 本组87例左室舒张期末 (47.52±6.32) mm, 左房内径 (4.68±5.22) mm, 室间隔厚度 (13.65±3.24) mm, 左室后壁的厚度 (13.65±3.23) m m, 二尖瓣A峰速度为 (8 0.5 6±1 6.7 1) c m/s, 二尖瓣E峰速度为 (7 4.6 5±1 5.2 8) c m/s, 二心率为 (68.52±12.32) 次/min, LEVF (62.32±4.75) %。本组女性TISI较之男性更低, 差异有统计学意义 (P<0.05) ;SR基底部较之心尖部及中部均更大, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。结论 高血压患者行TDI技术检查, 可帮助临床医师对左心室纵向收缩功能予以全面评估, 具临床实际应用价值。

关键词：组织多普勒成像,高血压,左心室纵向收缩功能

参考文献

[1]李照喜, 程澍洁, 杨波, 等.组织多普勒成像技术对无左心室重构青年原发性高血压患者左室舒张功能的评价[J].中国疗养医学, 2015, 24 (01) :4-6.

[2]魏丽群, 李越, 王广义, 等.组织多普勒成像测量三尖瓣环等容收缩期峰值速度在评价肺高压患者右心功能中的应用[J].中华医学超声杂志, 2014, 11 (03) :8-12.

[3]杨世莉, 周钰雯, 罗莉, 等.组织多普勒成像对诊断左室舒张功能减低的意义[J].医学临床研究, 2016, 33 (10) :1905-1907, 1910.

[4]孙晓艳, 袁振茂, 刘钰.组织多普勒成像技术定量房室瓣环运动在高血压心脏病左心室舒张功能评价中的应用[J].中国实用医学, 2017, 12 (05) :38-40.