微多普勒特征（精选7篇）
微多普勒特征 篇1
微动是指目标或目标的组成部分除质心平动以外的振动、转动和加速运动等微小运动[1]。目标或其结构的微动会对雷达回波信号产生附加的频率调制,从而产生关于目标主体的多普勒谱边带,这种现象被称为微多普勒效应(Micro-Doppler effect)[1,2]。微多普勒从频率上描述了目标微动的雷达特征,反映了多普勒频移的瞬时特性[3]。在雷达成像领域,微多普勒信息可为雷达目标识别提供新的思路,可以用来确定目标的一些性质、完成对特殊目标的分类、识别和成像[4,5]。为了利用微多普勒信息实现对目标的准确识别,许多有效的微多普勒特征提取技术相继被提出,如:时频分析技术[1,6]、联合时频分析和小波变换理论[7,8]、匹配追踪法[9]、扩展Hough变换法[10]、经验模式分解EMD(empirical-mode decomposition)[11]和慢时间积分法[12]等。
为了进一步提高对目标微多普勒特征的提取速度,通过分析目标微多普勒在距离-慢时间谱图域的表现形式及其特点,结合正弦曲线的周期性分离雷达回波信号距离-慢时间二维谱图域上的曲线,然后对曲线的角频率、半径、初相以及曲线在频率(距离)轴的位置分别进行提取,来实现对谱图中曲线参数的快速提取,从而获得目标真实的微动信息,最终实现对目标的准确快速识别。最后,通过仿真验证了本文算法的有效性。
1 目标微多普勒特征在谱图域上的表现形式
以雷达为原点,以初始时刻目标和雷达的连线为Y轴建立平面直角坐标系,如图1所示。假设目标以速度V沿与X轴平行方向运动,并且该目标包括两种典型的散射点即:目标主体散射点(包括目标中心O、旋转中心Q和其它非旋转点)、旋转散射点P (其旋转半径、角频率和初相分别为r,ω,θ)。另外,在初始时刻,定义目标中心O、旋转中心Q和旋转散射点P的坐标分别为(xo,yo)、xQ,yQ)和(xP,yP)。
假设雷达发射的线性调频信号P(t)为
式(1)中,rect(t)为矩形窗函数,其值只有在-1/2≤t≤1/2时为1,在t取其它值时为0。fc是载频,Tp是脉冲宽度,μ是调频率。那么在慢时间τ时刻散射点i(i可以表示目标上的任意散射点)的回波信号可写成
式(2)中,Ri+(τ)表示τ时刻散射点i到雷达的距离。以目标中心点O作为参考点,将回波信号与参考信号共轭相乘,同时对其求关于快时间t的傅里叶变换,经过计算以及相应的相位补偿,可以得到在ISAR回波信号距离-慢时间二维谱图域中,旋转点P距离像的峰值出现在[13]
式(3)中,ΔRQ(0)表示在初始时刻目标上旋转中心Q到参考点O的相对距离,同时(0)为旋转中心Q距离像峰值出现的频率位置。从式(3)中可以看出,该公式中第一项是由于目标平动产生的,而第二项则是由旋转点的周期性旋转产生的。这也说明,在峰值出现位置上,旋转点随慢时间在旋转中心附近作正弦规律变化,旋转点对回波信号调制产生的正弦曲线谱变化周期与旋转点的旋转周期相同,而对于目标主体散射点,其与参考点的相对位置是固定的。这也使得目标谱图将由非旋转点产生的直线谱和旋转点产生的正弦曲线谱组成。将正弦曲线的参数提取出来,就能够获得旋转目标的旋转半径,频率和相位信息,即获得目标的微动特征。从而有利于实现目标的分类、识别和成像。
2 正弦曲线参数提取
算法的基本思想是利用目标结构部件旋转或振动部件引起的微多普勒效应在距离-慢时间谱图上表现为正弦曲线形式这一特征,通过将图像空间中的检测问题转换为参数空间的估计问题,提取目标的微多普勒信息。利用不同角频率的曲线具有不同周期这一性质,将距离-慢时间谱图上的具有不同角频率的曲线给分离开来,然后对相应曲线的角频率、半径、初相以及曲线在频率(距离)轴的位置分别进行分析,来实现对谱图上曲线参数的快速提取,从而获得目标真实的微动信息,最终达到对目标的准确快速识别的目的。
为了表述简单,假设在距离-慢时间谱图上微多普勒的表现形式为:
式(4)中r为半径,ω是角频率,且ω=2π/T,T是周期,θ为初相,d为基线(它描述了曲线在谱图中频率(距离)轴的位置,即基线位置)。
由式(4)可知,在距离-慢时间谱图上具有相同频率(距离)的点(在谱图中体现为同一行),必然有符合其周期性。正是利用这一点,将同一行中的点按照所有可能的周期进行排列,并取出所有可能的周期。这样每一行都有一个或一组的排列可能,及其相应的周期。利用每一行得到的周期数据,映射到一维参数ω,这样具有相同角频率的所有排列组合,将被累加器收敛于一个局部最大值。从而获得所有曲线的角频率ω。与此同时,可以获得角频率ω所对应的每一个点。从而将不同角频率的曲线分离开来。
对于式(4)所表述的曲线,如果有f1=rsin(ωt1+θ)+d,f2=Tsin(ωt2+θ)+d,且t2-t1=π/ω,那么必然有d=(f1+f2)/2。首先确定谱图上具有相同频率(距离)的点所在的某f'1行,查找另一f'2行,使得f'1和f'2行上的点在慢时间τ轴的位置相差的慢时间正好是半个周期,那样就生成一个d=(f'1+f'2)/2。利用这一特性,将具有相同角频率ω的曲线上的所有点,映射到参数d上,这样相同角频率ω,且具有相同基线的所有点,将同样被收敛于一个局部最大值。与此同时,由于曲线的基线必然是旋转中心在谱图上的直线谱。而在谱图中检测直线谱很容易,这样仅仅需要比较在直线位置上的累加器数值。从而将相同角频率,却不同基线的曲线分离开来。当然,这样会导致如果两条不同曲线的基线的平均值所在位置正好是直线谱所在位置,这将导致d的误判,此时则需要在计算半径的过程中将这种状况予以排除。
然后依据式(4),做出如下假设:
式中,表示对f求关于t的导数。那么必然有。首先确定谱图上具有相同频率(距离)的点所在的某f'1行,查找另一f'2行,使得f'1和f'2行上的点在慢时间τ轴的位置相差很小。定义差值所组成的数组映射到慢时间上为Δτ,那么:
ω为之前所估计得到的角频率值。这样,在相同角频率、相同基线以及相同半径的点将收敛于一个局部最大值。而在计算d时出现的特殊状况,将不会收敛于一个较大的局部最大值,从而将这种状况排除。这样可以提取出相同角频率和相同基线的半径。
对于初始相位θ,则采用穷搜索的办法,对其所有可能的值进行遍历。即
式(8)中表示让括号内最小的θ值,而()分别表示之前所估计得到的半径、角频率和基线值。这样具有满足()的所有点也会在θ上收敛于一个局部最大值,从而获得初始相位的估计值。
3 算法流程
假设已经获得了距离-慢时间谱图|S(f,τ)|,那么其每列都是慢时间τ时刻的距离像,同时每一行都是频率f所对应的慢时间τ位置。将二位谱图中能量较弱的点置零(本文仿真中将能量小于峰值能量0.25倍的点置零),获得新的二维谱图I(f,τ)。对于参数的提取,具体流程如下:
3.1 分离不同角频率的曲线
分离不同角频率的曲线正是本文的核心部分,其流程如图2所示。这样,所获得的每一个周期T’都有与其相对应的位置数据组D'T'(f'T',T')及对应的行值集合f'r',且其角频率为ω'=2πPRF/T'(其中PRF为脉冲重复频率)。
3.2 提取各曲线的基线
首先将周期T'所对应的行值集合f'T'从小到大进行排序。提取曲线基线的流程如图3所示。
由于旋转中心点在谱图上的位置就是对应的正弦曲线在谱图上的位置,所以可以将直线位置左右的dcount结果加到直线位置所对应的dcount值上,并将其他非直线位置的dcount值置零。累加器dcount的峰值点即为该角频率曲线所对应的基线位置值。并用获得的基线位置值,得到在计算过程中满足该基线位置所对应的频率值f'T'(i)和f'T'(j)。这样就可以分离在不同基线位置,但具有相同周期的不同曲线。
3.3 提取曲线的半径
定义周期为T'、基线位置值为d'所对应的行值为fT'd',那么所对应的位置数据矩阵为D'T'd'(f'T'd',T',d')=D'T'(f'T'd',T')。提取该曲线半径的流程如图4所示。累加器rcount,的峰值点即为角频率为ω'、基线位置为d'的曲线所对应的半径r'。
3.4 提取曲线的初始相位
图5为提取该曲线的初始相位的流程图。累加器Phicount的峰值点φ',就是周期为T'、角频率为ω’、基线位置为d',且半径为r'的正弦曲线所对应的初始相位。
4 仿真分析
仿真中,假设雷达发射带宽为B=300 MHz、时长为Tp=1μs的线性调频信号,且其脉冲重复频率PRF=1 000 Hz,载频fc=10 GHz,对应的波长λc=0.03 m,快时间采样率fs=300 MHz,信噪比SNR=0 dB。假设目标以速度V=300 m/s沿基线平行方向运动,目标中心与雷达相距10 km。目标散射点模型共由7个散射点组成,其中有4个非旋转点和3个旋转点。非旋转点如图6所示。而3个旋转点的旋转中心坐标、旋转半径、旋转频率和初始相位分别如同表1所示。
1)在配置A的情况下,3个旋转点具有不同的旋转频率,但其旋转中心相同,也就是其所生成的微多普勒曲线在谱图上的基线位置相同,同时半径和初始相位也相同。在该配置情况下,其所生成的距离-慢时间谱图(已将能量较小的点置零)如图7(a)所示。从中可以明显看出目标谱图由非旋转点产生的直线谱和旋转点产生的正弦曲线谱组成。
从图7(b)-(d)中,可以明显看出曲线3的基线位置,半径和初始相位,在累加器中,都被映射到一个峰值点。而该峰值的位置,正是该曲线的参数。
2)在配置B的情况下,3个旋转点中,旋转点1和旋转点2具有相同的旋转频率和半径,同时旋转中心也相同,因此其所生成的微多普勒曲线在谱图上的位置相同,然而初始相位不同。其谱图如图8a)所示。
由图8(b)-(d)可以看出,在相同的频率下,基线位置和半径都被映射到一个峰值点,而相位被映射为两个峰值点。说明在该频率下,有两条曲线,且这两条曲线的半径和基线位置相同,但初始相位不同。
3)在配置C的情况下,其谱图如图9 (a)所示。
从图9(b)中可以看出,在该频率下,谱图被映射为两个峰值点,即有两条基线位置不同的曲线。而通过图9(c)和图9(d)可以看出,该曲线可以分别在半径和初始相位域中映射为1个峰值点,最终实现该曲线参数的提取。
表2为在各种配置情况下,从谱图中直接提取出的曲线基线位置、半径、频率和初始相位信息,与表1中所体现出的实际值相比,吻合度是较高的,但仍有一定的偏差,这主要是在算法流程中基本上每个部分都需要有一个阈值,而在仿真中,将每个阈值都给定义为l=6,合理的调节阈值也能提高仿真的准确性;另外,在对相位进行搜索时,步长设置为0.1 rad,这也导致了初始相位检测时的偏差。
同时,为了证明算法能有实现对含旋转部件目标微多普勒特征的快速准确提取,将该算法与文献[13]中的扩展Hough变换方法的耗时进行了比较,如表2所示。从中可以明显看出,直接使用扩展Hough变换使用耗时比本文所提算法高出太多,这主要是因为该算法不同于扩展Hough变换那样需要对曲线的四维参数进行联合搜索,而是对其逐步进行提取,从而缩短提取所需时间,具有良好的应用性,但这必然也会造成准确性降低。
5 结论
以运动目标旋转部件为例,提出了运动目标微动特征提取的新方法。利用目标部件旋转形式的微动所产生的微多普勒频率在回波信号的距离-慢时间二维谱图域上服从正弦规律调制这一特点,对曲线进行分离,从而逐步提取出曲线的位置、半径和初始相位。通过与扩展Hough变换进行仿真比较可以看出本文所提算法具有较好的有效性和快捷性,最终达到快速对目标微动部件多普勒信息进行提取的能力。
激光微多普勒目标识别研究进展 篇2
当代社会是一个信息化、资源化、目标化集成于一体的社会, 广泛应用于地理勘探、生物监测、情报探索等诸多领域的目标识别技术已不能满足现代高科技的要求。尤其在高技术战争中, 由于目标识别能力有限, “ 自相残杀”现象尤其严重[1]。 但雷达具备战机中的微多普勒特征提取能力, 通过对微动目标的探测和识别可以更精确地分辨出合作目标与非合作目标。
微动目标电磁散射回波中包含精细的微多普勒特征信息, 这些微动特征在目标探测和识别方面具有独特的优势, 被视为目标独一无二的特征[2]。 雷达向目标发射电磁波, 电磁波与目标物体相互作用产生回波, 回波中产生信号的一些特征改变了表征目标的一些信息。当目标以恒定的速度运动时, 回波信号的载波会发生偏移, 亦即多普勒效应。 当目标存在相对于雷达的径向运动时, 目标或是目标的组成部分还存在相对于雷达的小幅运动分量, 这种现象就是所谓的微动。 目标除了质心的平动以外, 还会存在振动、旋转、翻滚以外的微动, 从而会引起雷达回波信号的频率调制, 产生额外的旁辬信号, 从而使雷达接收的回波频谱展宽, 亦即所谓的微多普勒效应[3]。由于频率调制过程的本质是回波相位的变化, 因此微多普勒效应的研究重点是回波相位信息的连续考察。
运动特征提取在空间目标探测和识别领域的地位日益突出。通过激光雷达目标的微多普勒效应可以掌握目标的整体运动信息、 目标所属状态及其姿态的细微变化, 并探测、辨识和分类识别目标类型。 近年来对激光微多普勒目标识别技术的研究与探索已成为一个新的技术热点[3]。
1 微多普勒国内外研究现状
1.1 国外研究现状
国外对微多普勒的研究起步较早, 微多普勒概念最早由美国海军研究实验室的V.C.Chen著名学者提出, 并将微多普勒现象从激光雷达领域引入到了微波雷达领域。随后, 根据研究结果给出了单一旋转的微多普勒模型并详细推导了公式, 证明微多普勒频率是目标微动线速度在径向雷达方向上的多普勒频率的投影。 同时, V.C.Chen教授理论推导出了四种常见的微动模型:振动、旋转、翻滚和锥旋, 并分别比较了这四种微动模型理论计算和实际仿真的微多普勒特征, 通过计算结果和仿真的结果一致性验证了理论公式推导的正确性。
1.2 国内研究现状
国内对微多普勒的研究起步比较晚, 2006 年国防科技大学的陈行勇教授推广了微动的概念, 对微多普勒特征进行了分类和总结分析, 并提出了基于微多普勒的点目标和线性转动目标参数估计方法, 基于多普勒谱的目标参数估计方法, 基于微多普勒滤波的分辨方法等[3], 并对弹道导弹中防御系统进行分析。 国防科技大学研究所的张翼等人, 研究了人体运动模型的雷达回波, 分析出了详细的人体各部分回波多普勒频移表达式, 展示了人体回波多普勒频率调制跟人体结构和运动参数间的关联。利用时频分析方法提取了微多普勒特征, 并结合仿真实验和实测数据, 进行了验证和对比。
1.3 激光雷达微多普勒目标识别系统进展
Hao Ling教授开发的一套可调谐宽带实验雷达平台频率介于4GHz~8GHz之间, 探测模式为零差频I/Q双通道, 并利用该雷达对微多普勒现象进行了深入细致的研究。烟台大学光电信息技术重点实验室对激光微多普勒现象的研究已持续了七年, 在研究过程中, 实验室利用微多普勒效应构建了在光波段探测目标的数学模型, 并开发出相应的实验系统, 用以辅助实验研究。 其中烟台大学工程实训中心的江飞虹、王学勤、原帅等人基于Michelson动态干涉技术建立了一套激光微多普勒效应探测实验系统, 研究并分析单频振动目标和复合振动目标的微多普勒特征。该系统可以探测到振动目标的微多普勒效应达微米量级, 从而为应用激光雷达探测微多普勒效应奠定基础。该系统结构原理图如图1 所示。
系统工作原理为:激光束经过用来去除高次杂散光的干扰空间滤波器, 其由短焦距透镜和小孔组成。 滤波后的激光束经中心分束器后, 一部分光束传播到与传动平台运动方向垂直的参考臂方向, 被固定的参考反射器反射;而经过中心分束器透射过来的光束经目标反射器反射。被参考反射器反射的光束和目标反射器反射的光束经过中心分束器后, 在探测器视轴方向的一定范围内形成干涉场。其中探测器前是一个由透镜和小孔组成的角度分辨系统。当传动平台前后运动的时候, 两束光的相位差会随着时间变化而变化, 从而导致干涉场按一定的频率发生明暗变化。振动反射器在与传动平台同步运动的过程中会产生微小的振动分量, 有可能对变化的干涉场产生额外的频率调制。由测量臂的位移量引起的变化干涉场通过探测器转化为与干涉场同频率变化的光电信号。 参考臂运动时, 可以对目标振动信号进行有效提取。
由于微动模型不仅仅局限于振动, 随着旋转、翻滚、摇摆等微动模型的推广及光纤技术的发展, 基于迈克尔逊干涉仪技术的微多普勒探测系统已经不能满足更多目标的微多普勒特征的探测和识别。孙洋、张俊建立了一套1550nm激光相干雷达探测系统, 有效地探测运动目标的微多普勒信息, 且联合应用多尺度分析方法和短时时-频分析方法有效地提取了运动目标的微振动信息。随后董晶硕士建立了一套200mm口径全光纤激光雷达相干探测系统, 对由目标振动引起的微多普勒效应和旋转引起的微多普勒效应进行实验研究。
该系统结构原理图如图2 所示。
系统工作过程为:激光二极管抽运的单块非平面环形腔Nd:YAG激光器输出1064nm的激光频率, 其稳定度高, 输出激光功率可达上百毫瓦, 单频激光器的输出经声光 ( AOM) 调制器频移调制, 经自聚焦透镜耦合进入光纤传输, 被光纤分束器分为两部分。 其中一部分经过望远镜扩束照射到扬声器由低频信号发生器控制的发声单元上。另外一部分光照射到做往复匀速运动的电动平移台上。由发声单元与平移台反射回来的信号光汇聚到望远镜上, 通过光纤耦合器进行耦合。然后再与参考光通过光纤耦合器耦合到一根光纤中, 连接到带有FC标准接头的高速光电探测器上, 并在探测器光敏面上相干。 由探测器输出的电信号经过调制与数/模 (A/D) 采集及软件处理后即可实时地观测到微多普勒信号。
由于采用光纤传输使得整套系统装置结构紧凑, 光路易于调节, 并且利于器件的集成化, 大大提高了光路系统的抗干扰能力、减少了光能量的损失。因此, 该实验平台能够较好的提取目标的微多普勒特征, 为目标的探测、识别和分类奠定了基础。
2 激光微多普勒雷达识别技术展望
①复杂微动目标的模型建立和特征提取:当前的微动模型主要是基于理想点散射目标的振动和旋转等简单微动形式, 应该在这个基础上再开展非理想点散射目标的复杂微动模型建立和特征提取问题的研究, 逐步将识别对象从简单的点、线目标向复杂微动目标方面推进。
②微动目标雷达特征分析:微动导致的雷达信号调制包括时域、频域、极化域、RCS调制, 目前国内外研究人员主要集中致力于研究微动目标回波信号的瞬时频率特征, 对于其他几个调制特征却很少有研究。
③多分量微多普勒信号的处理:现有时频分析技术对交叉项的抑制并不能满足精确提取目标微动参数的要求, 尤其是在低信噪比条件下, 参数提取的准确性和鲁棒性较差, 必须研究性能更稳定的微多普勒信号处理方法, 来提高多微动目标分辨率。
④多视角化微动特征的提取:现有微动特征提取方法只能在雷达视线方向上的微动特征进行提取, 而没有考虑目标运动姿态对微动特征提取的影响, 为消除运动姿态对参数提取的影响, 需要研究多视角化微动特征提取方法。
摘要：激光雷达中的微多普勒效应是近年来一个新的技术研究热点。微动目标电磁散射回波中包含的精细微多普勒特征是微动目标独一无二的特征, 这在目标探测和识别方面具有独特的优势。本文首先介绍了微多普勒的概念及目标微多普勒特征识别的重要意义。然后从微多普勒理论、微动目标特征的提取方法和微多普勒目标识别系统方面综述了国内外研究发展进程, 并详细分析了基于迈克尔逊干涉仪技术的振动目标探测系统及光纤耦合微多普勒目标识别系统的工作机理。最后对微多普勒目标探测与识别技术进行展望。
关键词：激光雷达,微多普勒,微动目标,目标识别系统
参考文献
[1]曲东才, 史贤俊, 董文洪.雷达敌我识别系统现状发展及启示[J].现代防御技术, 2004, 32 (3) :64-68.
[2]王学勤.激光雷达微多普勒效应的仿真研究[J].山东:烟台大学, 2007-8.
微多普勒特征 篇3
1 天气形势背景
此次过程发生在夏季, 欧亚中高纬为一槽一脊型。降雹区域均位于高空槽前, 且中低层均可看出西南急流, 亚洲中低纬低槽位于印度半岛, 副高西极点偏东, 位于120°E附近, 湖南省上空从高层到低层为上干下湿, 垂直分布特征明显, 并且干层厚度大于湿层厚度从100h Pa~500 h Pa是完整干层, 温度露点差达20℃以上, 仅850 h Pa有一浅薄的湿层, 而这层浅薄的湿层是随着低空急流建立后才增湿的, 850 h Pa、700 h Pa的切变线和500 h Pa的槽线处于同一位置, 呈迭加形势, 可见上升气流明显, 从而造成降水不明显, 局地对流强的特点。
2 反射率产品分析
反射率回波随时间变化, 利用基本反射率产品进行分析。07:55左右开始有对流性回波单体在桃江县牛田镇生成, 随后其西面宁乡崔坪县的对流单体东移与其合并, 在东移的过程中不断加强, 强反射率因子达50d BZ, 并且可以明显看到“弓状”回波后部出现一个“V”型缺口, 表明大风急流所在;回波强度达到65d BZ, 08:10分地面下了小冰雹并伴有大风, 碗口粗的大树被大风刮倒。08:02径向速度图上有弱中气旋生成, 08:06在6.0°反射率回波图上首次出现了三体散射回波特征 (图略) , 持续时间30min左右。08:12在0.5°仰角的反射率图出现倒“V”型缺口, 最强回波中心为65dbz, 并沿入流方向的垂直反射率因子上表现出弱回波结构, 这是超级单体的典型特征[1], 与倒“V”型缺口对应的是速度图上的中气旋 (见图1) 。08:15超级单体“V”型缺口、中气旋特征消失, 超级单体开始向普通单体风暴演变, 最强回波中心为55dbz, 08:30分左右移出湖南, 影响江西。
由此可见, 此次过程是由普通单体风暴发展成多单体风暴, 再演变成超级单体风暴, 并该超级单体风暴符合成熟的中气旋的概念模型, 最后又减弱为多单体强风暴。
3 三体散射特征
三体散射是产生冰雹的必要非充分条件[2], 若探测到三体散射, 可以对其下游地区发布冰雹预警。此次过程中, 三体散射现象首次出现在07:20, 沿雷达径向伸展的钉状回波长度达20km, 高度为6.8km, 且维持时间长, 有4个体扫, 对应在宁乡的东湖塘开始降雹, 直径最大为18 mm, 07:40该三体散射消失;08:10再次出现三体散射现象, 高度为3.0km, 只维持了1个体扫, 088:30三体散射现象消失, 实况对应的望城的莲花镇、坪塘、长沙、浏阳等地区不同程度地遭受冰雹、雷雨大风和局地强降水的袭击。
图2 7月23日07:18、07:30、07:36 6.0°反射率因子图
4 径向速度产品特征 (V)
主要应用中-r尺度系统的多普勒雷达速度图像特征原理进行分析:
4.1 同时刻不同高度的速度图特征
07:17分的不同仰角径向速度图可以看, 均存在逆风区, 逆风区的周围存在中小尺度的气旋性反气旋性辐合或辐散。0.5°仰角 (1.2km) 有个27m/s的正速度中心, 表明低空急流明显, 1.5° (2.0km) 仰角有明显的气旋性辐合, 而6.0° (7.0 km) 仰角有个明显的辐散 (见图3) 。正负速度差值47 m/s, 根据成熟中气旋的概念模型, 在靠近地面附近的大气边界层内, 中气旋的径向速度特征为辐合式气旋性旋转, 再上面一些是纯粹的气旋性旋转, 在中上层为气旋式旋转辐散, 上层为纯粹的辐散[3]。这个超级单体基本符合成熟的中气旋概念模型。
4.2 不同时刻同一高度的速度图特征图:
以1.5°仰角为例, 07:24有中气旋生成, 07:30大片负速度区内开始出现一小块正速度区, 出现了所谓的逆风区, 此时最大正速度中心达到20m/s, 随着时间的推移, 正速度区越来越大, 07:17正速度区明显大于负速度区, 最大的正速度中心为27 m/s。07:47后连续7个体扫径向速度图都观察到中气旋的存在, 08:05该中气旋才消失, 表明这是一个成熟的中-r尺度的气旋, 整体向右移动。
4垂直液态水含量产品 (VIL)
在短时预报中VIL是一个很重要的参数, 其值越高, 出现灾害性天气的可能性越大。此次冰雹过程中, VIL值在07:20分为45 kg·m2, 07:26分增加到64 kg·m2, VIL快速跃增, 6min增加19kg·m2, 07:32分为65 kg·m2, 07:45达到了最强, 为71 kg·m2, 随后10min内, 地面下了小冰雹并伴有大风, 之后VIL值迅速减弱, 08:20分, 最强仅为45 kg·m2, 减小了26 kg·m2, 和实况比较, VIL快速跃增的过程就是冰雹快速生长的过程, 此过程时间短, 一般不超过1h, 本次过程仅仅为30多分钟。
根据冰雹概率指数预报方程, 在07:20分, =0.20+0.20+0.20+0.20+0.20=0+0+0.2+0+0.2=0.4, 没有达到0.6的阈值;在07:26分, 由于VIL值急增, =0+0+0.2+0。2+0.2=0.6;此时可立即发布冰雹预警, 实况在07:55分下了冰雹。可以提早半个小时做出预警。
5 结语
5.1 降雹过程开始前都已经具备了强的位势不稳定层结和一触即发的不稳定能量。高层为干冷平流并且降温降湿、低层增温增湿。这种温度场和湿度场的差动平流建立和加强有利于位势不稳定层结的形成并触发位势不稳定能量的释放。而从高层到低层上干下湿, 干层厚度明显大于湿层厚度, 且850 h Pa、700 h Pa的切变线和500 h Pa的槽线呈迭加形势, 从而上升气流的加大, 更有利于形成大的冰雹。
5.2 在速度特征图上, 此次冰雹过程与逆风区、大风区、辐合区相对应;零速度线大多表现为“S”型, 并且在中低层有切变线配合存在。“三体散射”是强降雹的充分非必要条件, “三体散射”的出现为判断降雹开展服务提供了重要的依据。
摘要：利用多普勒天气雷达产品并结合有关天气图资料, 对2007年7月23日湘中以北少数县市发生的冰雹天气进行了较详细的分析, 得出此次过程发生发展的成因及特征。
关键词：冰雹,多普勒天气雷达,特征
参考文献
[1]李新麟.CINRAD/CC对一次冰雹过程的探测分析.应用气象学报, 2001, 18 (7) :317-328.
[2]俞小鼎, 姚秀萍, 熊廷男, 等.多普勒天气雷达原理与业务应用[M].北京:气象出版社, 2006:93-9.
微多普勒特征 篇4
关键词：羊水过少胎儿,大脑中动脉,肾动脉,Tei指数
羊水过少是常见的妊娠并发症,易导致胎儿宫内窘迫及新生儿窒息。据统计,国内羊水过少发病率为0.4% ~4%,国外为0.5% ~5%,羊水过少的主要威胁是脐带和胎盘受压[1]。羊水过少会给围生胎儿带来不良后果,尤其是临产时常因脐带受压或产时宫缩直接影响胎盘血液循环导致胎儿窘迫甚至死亡。同时,羊水过少不能稀释胎粪而使羊水黏稠,增加了胎粪吸入综合征的概率。羊水过少的超声评价指标主要是羊水指数(Amniotic Fluid Index,AFI),但Magann等[2]认为,AFI对诊断羊水过少具有夸大作用。本研究旨在分析羊水过少及羊水过少导致胎儿窘迫时,胎儿脑肾动脉血流参数的变化及心功能的变化,以期为临床医师选择合适的分娩方式及分娩时机提供依据。
1 资料与方法
1.1 临床资料
选取2011年3月 ~2013年12月于我科行超声检查的晚期妊娠孕妇120例,年龄22~37岁,平均27岁,孕周36~42周。60例羊水过少者作为观察组,其中伴宫内窘迫者14例 ;60例羊水量正常者作为对照组。所选择的研究对象均符合以下标准 :孕妇无高血压、糖尿病、妊高症、贫血、先心病等,胎儿无脐带绕颈、无畸形、无心律异常等。以羊水指数≤5 cm作为诊断羊水过少的绝对值。
1.2 方法
采用GE LOGIQ7型彩色多普勒超声诊断仪,探头频率为2.0~5.0 MHz,行常规胎儿超声检查,排除脐带绕颈、胎儿畸形等,并测量羊水指数。先打出标准丘脑平面,向颅底方向移动探头,观测到成对的蝶骨大翼时,采用彩色多普勒技术找到大脑中动脉(Middle Cerebral Artery,MCA),应用脉冲多普勒记录MCA频谱图并测算阻力指数(ResistanceIndex,RI),连续测量3次,取平均值。打出胎儿腹部肾门横切面,然后在彩色多普勒血流图上观测肾动静脉血流,应用脉冲多普勒记录肾动脉(Renal Artery,RA) 频谱图并 测算RI值, 同样连续 测量3次, 取平均值。应用频谱多普勒,调节声束方向使其与血流束的夹角< 20°,调节多普勒扫描速度为100 mm/s,记录二尖瓣及主动脉频谱图。利用脉冲多普勒血流频谱测量二尖瓣瓣口血流A峰终止处到下一心动周期E峰起始处的间期(a)及主动脉瓣血流起始处至终止处的间期(b),则(a-b)代表等容收缩期(Isovolumic Relaxation Time,IRT)和等容舒张期(Isovolumic Contraction Time,IRT)之和,即(IRT+ICT)。b为射血期(Ejection Time,ET),根据公式Tei指数 =(a-b)/b,计算出Tei指数,连续测算3个心动周期的Tei指数,取其平均值。
1.3 统计学分析
采用SPSS 11.0软件进行统计学分析,测算数值均采用均数±标准差(±s)表示。组间脑肾动脉RI值及Tei指数的比较采用z检验,以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
观察组及对照组胎儿MCA和RA的RI值、左室Tei指数,见表1。观察组中,有窘迫者和无窘迫者MCA和RA的RI值、左室Tei指数,见表2。观察组胎儿肾动脉RI值升高,大脑中动脉RI值下降,见图1~2。
注:观察组与对照组比较,MCA及RA的RI值、左室Tei指数差异均具有统计学意义(P<0.05)。
注:有窘迫者与无窘迫者比较,MCA及RA的RI值、左室Tei指数差异均具有统计学意义(P<0.05)。
注:羊水指数4.0 cm,肾动脉RI为1.0。
注:羊水指数4.6 cm,大脑中动脉RI为0.59。
3 讨论
羊水过少是产科常见的并发症之一,但其发病机制尚不明确,与胎儿因素、胎盘因素、母体因素等均有关联,而且在妊娠合并症患者中更为多见,使得剖宫产率、围生儿的发病率和死亡率明显增高。
产前诊断羊水过少具有一定的困难,目前应用超声可诊断最大羊水暗区的垂直径和羊水指数,但据此判断的产前羊水量与实际羊水量均存在一定的误差。Magann等[2]研究发现,羊水过少不会增加产时并发症的危险。因此对于羊水过少的足月妊娠,若胎儿储备力尚好,可根据宫颈成熟条件应用药物促宫颈成熟,在密切监护下行引产,进而降低盲目剖宫产对孕妇及围生儿带来的不利影响。针对羊水过少,产科医生在选择分娩方式及分娩时机时,需更加全面准确地判断羊水过少对胎儿的影响。
本研究利用彩色多普勒技术,比较分析羊水过少胎儿与羊水量正常胎儿的脑肾动脉血流灌注情况及心肌做功指数,并探讨羊水过少引起胎儿窘迫时心脑肾监测指标的变化。脑肾是胎儿的重要器官,血流灌注丰富,利用大脑中动脉及肾动脉的血流参数监测胎儿自身情况的变化具有重要的临床意义[3]。本研究发现,羊水过少胎儿的大脑中动脉RI低于对照组,而肾动脉RI高于对照组,说明羊水过少时可通过减少肾脏血流灌注来保证大脑血流灌注。
杨霞等[4]研究提示,在胎儿缺氧时,机体可自动进行供血调节,扩张中央血管并收缩外周血管,以保证重要器官的供血、供氧,表现为大脑中动脉RI的下降和肾动脉RI的升高。
当胎儿肾动脉RI明显增高时,舒张末期血流会明显减少,甚至逆向,将会对围产儿产生不利影响[5]。胎儿肾动脉RI可以较敏感地反映宫内缺氧状况及胎盘功能,有利于客观监测胎儿宫内状况,提高围产期质量[6]。陈秋月等[7]的试验性研究中,应用超声联合母血血清神经肽Y及血管活性肠肽对胎儿宫内缺氧进行评价,结果证明,胎儿血流动力学与血气及神经肽、血管活性肠肽明显相关,对宫内缺氧的评估具有临床价值。因此,彩色多普勒超声可反映胎儿血流动力学异常变化,可连续动态监测重要器官的血流参数变化,及时发现胎儿重要器官的灌注异常,提示胎儿的整体情况,为胎儿宫内窘迫的诊断提供客观依据。
胎儿心脏结构复杂、血流动力学特殊、体积小,胎儿位置不固定、孕妇腹壁过厚、肋骨及脊椎遮挡、羊水过少缺乏衬托等均可能导致超声无法清晰地显示胎儿心脏。Tei指数的测量受二维图像质量影响较小,且可以整体评价心功能,作为一种简便、科学的检测胎儿心功能变化的指标具有重要的临床价值。因此,本研究应用Tei指数评价胎儿心功能的变化,结果发现,羊水过少组胎儿的Tei指数高于观察组,因为羊水过少时,胎盘、脐带受压及缺氧导致体内能量代谢中无氧代谢比例增多,甚至引起代谢性酸中毒,加上缺血再灌注过程中产生大量的自由基,造成宫内胎儿一系列病理生理改变 ;同时心脏血供受影响,引起胎儿心功能发生变化,从而导致射血时间缩短,等容收缩时间与等容舒张时间延长,Tei指数升高。当胎儿出现窘迫时,心功能的损害更为严重,Tei指数升高更明显。
应用彩色多普勒超声对羊水过少胎儿进行研究,分析羊水过少及羊水过少导致胎儿窘迫时胎儿脑肾动脉血流动力学情况及心功能的变化,结果发现羊水过少时胎儿大脑中动脉RI降低,肾动脉RI升高,Tei指数升高,窘迫时此变化更明显,说明利用超声评估羊水过少对胎儿的影响具有一定的可行性和临床价值。杨淑静等[8]研究发现,肾动脉RI可作为监测胎儿情况的可靠指标,当肾动脉RI≥8.5时, 妊娠结局往往不良,提示临床及时采取干预措施,以减轻对围产儿的损害。
微多普勒特征 篇5
1材料和方法
1.1 研究对象
2003-02～2005-12检查30例38个经临床确诊并预行经尿道切除或膀胱全切的膀胱肿瘤患者。其中, 男20例, 女10例, 年龄48～90岁, 平均69岁。肿瘤最大直径5.0cm, 最小0.8cm。所有病例均经手术病理证实。
1.2 仪器设备 Kretz
530D超声诊断仪, 探头频率3.0～5.0MHz;美国GE公司LOGIQ 9型彩色多普勒超声诊断仪, 2.5～4.0MHz宽频带线阵探头, 设置速度范围-14～14cm/s, 壁滤波则设为最合适。
1.3 检查方法
取耻骨上方扫查, 首先用灰阶超声重点观察病灶位置、大小、形态、内部回声及后方有无声影, 改变体位可否移动。随后用彩色多普勒观察病灶内和周围血流分布情况、用脉冲多普勒对血流进行测定, 反复测量搏动性血流的阻力指数 (RI) 和最大流速 (Vmax) , 调整θ≤60°, 以病灶内所测及的最高血流速度的一组数据作为统计资料。选取清晰的血管切面后注射造影剂, 当膀胱壁血管显示信号时, 主要观察肿瘤血管分布, 并对增强后的所选血管进行脉冲多普勒取样和测定。将动态成像资料及静态图像储存于仪器内置硬盘中。分析时将动、静态图像反复回放, 由两位经验丰富的超声医师根据膀胱肿瘤内血流分布特点评价肿瘤的分级, 当出现异议时, 需经讨论达成共识。同时记录注射造影剂后病灶内血流开始增强时间、增强达到峰值时间、增强总持续时间。
造影剂选用Bracco SonoVue, 每瓶为25mg无菌、无热原的白色冻干粉末。用法为SonoVue 25mg中加入5ml生理盐水, 用力晃动30s后用20G注射器抽取2.4ml混悬液, 注射入肘部浅静脉, 注射时间30 s, 每1ml混悬液中含8μl的六氟化硫 (SF6) 微泡。
1.4 病理分期、分级标准
依据国际联合抗癌协会 (UICC) 拟订TNM膀胱肿瘤标准进行病理分期: T1期: 侵犯黏膜固有层;T2期: 侵犯浅肌层;T3期: 侵犯深肌层;T4期: 侵犯到膀胱壁周围脂肪组织, 有盆腔转移;病理分级依据肿瘤细胞分化恶性程度由低到高分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。
1.5 肿瘤内血管分级标准
造影剂注射前后根据膀胱肿瘤内血流丰富程度和分布特点将肿瘤血管分为四级: 0级: 无信号型, 肿瘤内部未检测到血流信号;Ⅰ级: 肿瘤内局限型, 病灶内点状或短棒状血流信号;Ⅱ级: 肿瘤内部长线状血流信号;Ⅲ级: 肿瘤内部分支状血流信号[5]。
2结果
29例37个病灶为移行上皮癌, 其中病理分级Ⅰ级9个癌灶, Ⅱ级17个, Ⅲ级11个。肿瘤分期: T1期有27个癌灶, T2 期7个, T3期3个 (表1) 。另外1例行实时灰阶超声造影, 未做彩色多普勒超声造影, 病理证实为间叶性肉瘤。
2.1 造影剂注射前后膀胱肿瘤的血流显像比较
注射造影剂前, 10个病灶未检测到血流信号, 其余27个病灶中12个为Ⅰ级血流信号, 10个Ⅱ级血流信号, 5个Ⅲ级血流信号。注射造影剂后, 所有病灶均探及血流信号, 其中Ⅲ级血流信号22个病灶 (图1, 2) , Ⅱ级10个 (图3, 4) , Ⅰ级5个, 其中2个彩色多普勒亦呈I级, 造影后血流显示更清晰 (图5, 6) 。另1例病理证实为膀胱间叶性肉瘤的CDFI表现为内部少许短线状血流信号, 测量一动脉呈高速高阻型, 实时动态灰阶造影11s开始显像, 清晰显示大量造影增强信号由基底快速进入肿瘤, 局部壁全层受侵, 瘤体不均匀增强并多发小的未充盈低回声灶 (图7, 8) 。
2.2 膀胱肿瘤彩色多普勒超声造影表现
2.2.1 造影剂注射前后膀胱肿瘤大小、病理分级、分期及血流分级变化
注射造影剂后, 肿瘤1.0cm以下组血流分级明显<1.0cm以上组。而注射造影剂前, 肿瘤的大小与血流分级之间无明显差异 (P>0.05) 。肿瘤病理分级高的癌灶存在有较高血流分级现象, 但无统计学差异 (P>0.05) 。T3 和T2 期肿瘤中也具有血流分级相对较高、T1期血流分级相对较低现象, 但没有统计学差异 (P>0.05) 。
2.2.2 不同大小肿瘤频谱Doppler血流参数比较
肿瘤越大血流速度越高, 而阻力指数RI则越低, 但三组之间均无统计学差异 (P>0.05;表2) 。
2.2.3 膀胱肿瘤不同病理分期及分级造影增强过程中时相变化的比较
超声造影过程病理分期 (T2、T3) 高的肿瘤增强开始时间、达峰时间较病理分期 (T1) 低的为早, 而增强持续时间短, 二者之间的三个参数均有显著性差异 (均P<0.01;表3) ;肿瘤病理分级高的 (Ⅱ、Ⅲ级) 增强开始、达峰时间存在较早现象, 但无统计学意义 (均P>0.05) , 但增强持续时间明显短于分级低者 (P<0.01;表3) 。
3讨论
3.1 彩色多普勒超声造影的作用
程天江等[6]研究表明, 彩色多普勒血流显像 (CDFI) 对于显示膀胱肿瘤内的血供和判断恶性程度具有重要价值。但当膀胱癌肿块直径<30mm时, 基底部未能检出血流, 提示异常血流检出与肿瘤大小有关系, 即由于病灶小, 血管增生和血流增加不明显, 彩色血流及血流频谱检出困难。
超声造影剂的出现则弥补了这一不足。目前, 经周围静脉超声造影的新技术有多种, 如实时动态灰阶成像、反向脉冲谐频成像、间歇延迟成像等, 可以用于脏器实质的灰阶对比增强, 观察病变内微循环的变化, 但上述新技术的应用需要有特殊的造影软件的支持, 一定程度上限制了超声造影检查的普及。本研究在利用现有技术的条件下, 应用造影剂SonoVue研究彩色多普勒超声造影在膀胱肿瘤中的作用, 分析膀胱肿瘤的血流分布特征及造影增强过程中时相的变化, 进而评价其在膀胱肿瘤的分期和分级诊断中的应用价值。
3.2 注射造影剂后膀胱肿瘤的血流显像
造影前10个病灶未显示血流信号, 注射造影剂后, 病灶内彩色多普勒信号均有不同程度的增强, 膀胱肿瘤血流显示率100%。提示: 彩色多普勒超声造影较彩色多普勒超声更能反映膀胱肿瘤内的血供情况。
3.3 注射造影剂后膀胱肿瘤病理分级、分期及肿瘤大小的血流分级变化
膀胱肿瘤内血流丰富程度也许与肿瘤生长速度和恶性程度有关[5]。膀胱肿瘤的血流形态主要有点状或短棒状、长线状 (Ⅱ级血流信号) 和分支状 (Ⅲ级血流信号) 三种类型。其中, 后两种类型均可显示出血流源于肿瘤基底部的膀胱壁内[7]。而观测肿瘤血管在膀胱壁的分布范围能客观地反应出肿瘤对膀胱壁的浸润程度, 这要比二维超声更直观、更敏感, 同样也有助于浅表肿瘤分期判断的准确性[8]。基础研究也表明肿瘤组织中的血管数高于正常膀胱组织, 浸润性膀胱癌组织中的血管数高于浅表性肿瘤[9]。采用二维图像特征与血流分布特点相结合的方法能更好地进行肿瘤超声分期, 且肿瘤越大, 准确性越高[10]。本组彩色多普勒造影后肿瘤病理分期、分级高的癌灶存在有血流分级增高的趋势, 但均无统计学差异 (P>0.05) 。单诗山等[11]的研究显示: 经直肠腔内法<1.0cm的肿瘤中央可见点状血流信号, 肿瘤基底部血流信号不明显, >1.0cm的肿瘤基底部和肿瘤内均可见血流信号, 呈迂曲树枝状。本组资料显示, 注射造影剂后, 肿瘤在>1.0cm组血流分级明显提高, 肿瘤的大小与其血流分级在<1.0cm组与>1.0cm组之间有显著性差异 (P<0.01) 。
3.4 造影后不同大小肿瘤频谱Doppler血流参数比较
本组所有的肿瘤均记录到多普勒频谱, RI受角度影响较小。结果显示较大的肿瘤RI值相对较低, 较小的肿瘤相对较高。可能与较大肿瘤的高血流分级相对较高, 肿瘤血管呈多分支状, 末梢血液循环相对丰富有关。
3.5 膀胱肿瘤不同病理分期及分级造影增强过程中时相的变化
本组结果显示病理分期、分级高的肿瘤增强开始、达峰时间早, 增强持续时间短。这与彩色多普勒超声造影在肝癌病灶内血流增强达峰的时间较肝良性病变为早, 增强持续时间短的表现相似[12]。因此, 膀胱肿瘤不同病理分期及分级的血流动力学变化可能导致超声造影的时相变化, 这是常规彩色多普勒超声所不能表现的特征, 可为超声对膀胱肿瘤的分期分级提供新的依据。
3.6 膀胱肿瘤灰阶造影的应用及观察时机选择
本组对1例病理证实为膀胱间叶性肉瘤病灶行实时动态灰阶造影检查, 清晰显示局部壁全层增强受侵, 瘤体不均匀增强并小的低回声坏死灶。实时灰阶造影是利用膀胱癌的强化程度来区分和判断膀胱癌的浸润程度和范围, 从而对膀胱癌进行分期, 它判断膀胱癌浸润程度的准确性为93.75%, 使超声造影发挥了与CT、MRI强化扫描的相同作用[13]。然而, 相对于灰阶造影, 常规彩色多普勒超声造影不需要有特殊的造影软件的支持, 因此较易普及, 但造影后的“开花状”伪像和闪烁伪像可能影响对血流的观察。针对这一不足, 在峰值增强期后的下降期, “开花状”伪像有所减弱, 宜作为最佳的观察时机。
总之, 彩色多普勒超声造影显著提高了膀胱肿瘤的血流显示率, 但其血流分布特征尚不能预计膀胱肿瘤的病理分级和分期。由于本研究病例较少, 没有良性膀胱肿块做对照, 没有对超声造影在膀胱疾病中的诊断和鉴别诊断作用进行研究。因此, 超声造影过程中时相变化对膀胱肿瘤的分期、分级价值仍需进一步研究。
摘要：目的:分析膀胱肿瘤彩色多普勒超声造影的血流分布特征, 探讨其在膀胱肿瘤的分期和分级诊断中的应用价值。材料和方法:对30例38个临床确诊并预行经尿道切除或膀胱全切的膀胱肿瘤患者进行彩色多普勒超声造影检查。比较造影前后肿瘤血流显示强度的变化, 分析肿瘤的血流分布特点以及造影增强过程中时相变化与病理分期、分级和肿瘤大小的相关性。结果:注射造影剂后, 膀胱肿瘤血流显示率为100%;肿瘤<1.0 cm组与>1.0 cm组其血流分级有明显差异 (P<0.01) 。肿瘤病理分级与分期与血流分级无统计学意义 (P>0.05) ;病理分期高的T2、T3期肿瘤开始增强、达峰时间较T1期为早, 而且增强持续时间短, 二者之间三个参数均有显著统计学意义 (P<0.01) ;肿瘤病理分级高的 (Ⅱ、Ⅲ级) 开始增强、达峰时间存在较早现象, 但无统计学意义 (P>0.05) , 但增强持续时间短, 二者之间具有统计学意义 (P<0.01) 。结论:彩色多普勒超声造影显著提高膀胱肿瘤的血流显示率, 但其血流分布特征尚不能预计膀胱肿瘤的病理分期和分级。
微多普勒特征 篇6
1 资料与方法
1.1 临床资料
在笔者搜集的近3年经手术病理证实的96例女性乳腺癌患者中, 年龄跨度25~56岁, 肿瘤位于左侧50例, 右侧46例, 其中乳头内陷13例, 乳腺呈橘皮样外观14例, 乳头溢液18例, 伴有淋巴结肿大15例。
1.2 仪器与方法
SSD1700, GEViVi7, 频率6~12MHz。患者取平卧位, 双上肢上举, 充分暴露双乳, 探头与肋骨相垂直, 从外至内横向移动, 由乳腺上缘至下缘, 循环往复扫查, 然后调整探头与肋骨相平行, 从下至上纵向移动, 由乳腺外侧至内侧。循环往复扫查, 再以乳头为中心, 沿乳腺导管长轴扫查, 双侧腋下同时行常规检查。观察乳腺内有无肿块、恶性钙化及其他异常征象, 腋下有无异常肿大的淋巴结。
1.3 统计学处理
全部资料均采用SPSS11.5统计软件包进行统计分析。单向有序数据组间比较采用非参数秩和检验, 计量数据以 (χ—±s) 表示, 组间比较采用两样本t检验或秩和检验, P<0.05差异具有显着性意义。
2 结果
2.1
对临床触诊明显的1.0cm以上肿块, 超声检查可以清楚的显示肿块的轮廓、形态、大小及位置、单发或多发, 通过超声图像分析, 大多数可见到肿块内的钙化斑点和斑块, 约90%以上可以分析出肿瘤的良、恶性。
2.2 乳腺癌的血流动力学情况
超声影像的主要表现为:二维声像图特征不规则肿块边缘呈明显锯齿状改变, 肿块内部回声多呈低回声, 部分点状增强回声和高低不均的混合回声, 见图1可知, 结果的具体情况见表1。
3 讨论
随着电子计算机技术的飞速发展, 各种类型高档彩色多普勒超声诊断仪相继问世, 与其相匹配的中心频率为7.5~10MHz高频探头对正常乳腺组织的结构、病变形态、大小及位置都可以清晰的显示出来。加之彩色多普勒血流成像技术的应用更提高了对良、恶性肿瘤的鉴别诊断。因此, 超声检查对乳腺癌的诊断具备诸多方面的优势。
乳腺癌近年来各国家都呈现上升、高发的趋势。一般而言, 乳腺癌的发现很少是在早期阶段, 一般都是女性到医院进行超声筛查发现病变, 而其实乳腺癌的发生与发展和乳腺癌的最后预后有很大的关系, 如果能在早期就诊断出, 其治愈率大约可以是69%, 而且发现阶段与复发之间也是呈反比的。
本组乳腺癌声像图主要表现: (1) 诊断发现组织内呈现不规则的形态, 周围的边界也不清晰, 而且凹凸不平。 (2) 乳房内包膜与周围组织无粘连, 且发生奇特的形状与周围脱离。 (3) 声像发现乳房内部回声不均匀, 而且又多个回声点。 (4) 彩色多普勒超声发现存在高阻的血流信号, 主要是在组织周边, 而且一般来说高阻信号以2~3级为主, 在癌细胞的判断中, 一般而言, 患者乳房内部的肿块越大血流越丰富, 从而血流特征也越明显。
多普勒超声已成为乳腺病检查的重要手段, 由于乳房位于体表, 前后径较薄, 应用高分辨的高频探头进行检查, 能良好显示乳腺组织的细微结构, 甚至对直径3~5mm临床扪不到的微小肿瘤亦能良好显示。一旦二维超声检查发现乳腺肿块, 特别位于乳房外上象限且具以下特点:形态不规则, 边界粗糙、不整, 侧影罕见内部回声强弱、分布不均匀, 无包膜, 后方有回声衰减, 应首先考虑乳腺癌。应用彩色多普勒对肿块的血流信号进行观察, 更有利于提高对乳腺肿块诊断的准确性。乳腺癌病变周围的血流常明显增多, 流向不规则, 病变周围和内部常可见粗大的条状血流, 肿块内的血管走行弯曲, 可从肿瘤外周插入肿块。血流分级程度≥Ⅱ级和血流速度≥12cm/s, 尤其肿块直径在<20mm时, 可作为诊断乳腺癌的量化指标。
摘要：目的 研究彩色多普勒对乳腺癌血流特征的超声诊断。方法 用SSD-1700, GE-ViVi7, 频率6～12MHz的仪器进行检查, 观察乳腺内有无肿块、恶性钙化及其他异常征象, 腋下有无异常肿大的淋巴结。结果 血流动力学发现收缩期最大流速 (cm/s) 为 (0.21±0.09) , 阻力指数 (RI) 为 (0.73±0.12) , P<0.01。结论 高频彩色多普勒超声诊断仪对乳腺癌的诊断有较高的诊断价值, 高频彩色超声是诊断乳腺的基础辅之肿块血流信号的反馈信息, 能有效提高肿瘤的恶性诊断率。
关键词：血流特征,彩色多普勒,超声诊断
参考文献
[1]李孟达, 李玉洁, 黄永文等.影响上皮性卵巢癌远期疗效的因素分析[J].癌症, 2004, 23 (11) :1306-1310.
[2]罗福成, 施红.彩色多普勒超声诊断学[M].北京:人民军医出版社, 2002:24-25.
微多普勒特征 篇7
1 资料与方法
1.1 研究对象
本组1 356例为2003年1月～2008年3月间来我院接受下肢静脉检查的住院和门诊患者,男性645例,女性711例。受检者年龄8～94岁,中位年龄67岁。340例深静脉血栓形成患者中,30例经静脉造影证实,其余经临床溶栓治疗好转而诊断。
1.2 仪器与方法
仪器:使用东芝彩色超声诊断仪6 000或7 000,一般患者采用线阵探头,频率7.5 MHz,扫查深度为4～5 cm,彩色标尺为4.8 cm/s。髂外静脉、肥胖或下肢肿胀明显的患者采用3.5 MHz凸阵探头,扫查深度为8 cm;彩色标尺为14.0～17.2 cm/s。
扫查方法:受检者取仰卧位,暴露下腹及患肢,患肢髋关节略外旋,依次检查髂静脉、股静脉、股浅静脉、股深静脉及大隐静脉,膝关节外旋并稍屈曲或俯卧位检查腘静脉、胫后静脉,膝关节内收检查胫前静脉。探头自股静脉向下逆血流方向探查,纵切与横切结合,尽可能全面显示管壁、管腔及周围组织的情况,并记录各静脉的管壁情况、管腔内径,血栓的部位、大小及回声。彩色多普勒(CDFI)或能量多普勒(CDE)显示血管的充盈情况,脉冲多普勒(PW)测量血流速度。检查时配合应用Vasalva's试验,或挤压心段肢体观察血管内血流的充盈状况及瓣膜功能。患侧肢体血流速度低于对侧肢体并不随呼吸波动和(或)平静呼吸不充盈,轻压远心段充盈良好判断为血流速度减慢。静脉管腔内充满密集、流动缓慢的弱回声至等回声光点诊断为高凝状态。PACS系统保存图像。
1.3 统计学分析
采用SPSS13.0统计软件进行分析。发病年龄分布用中位数和频数分布图描述。计数资料比较用χ2检验,P<0.05有统计学意义。
2 结果
2.1 深静脉发病状况
本组共检查1 356例,检出下肢静脉流速减慢81例(5.97%),主要超声表现为患侧肢体血流速度低于对侧肢体并不随呼吸波动和(或)平静呼吸不充盈,轻压远心段充盈良好。下肢深静脉高凝状态31例(2.29%),主要超声表现为静脉管腔内充满密集、流动缓慢的弱回声至等回声光点。深静脉瓣瓣膜功能不全63例(4.65%),超声表现为患肢任意1个深静脉瓣Valsalva's试验阳性,返流时间>1.0 s。深静脉血栓形成340例(25.07%),超声表现见我们以往的研究[2]。
2.2 深静脉血栓形成的年龄分布
本组病例中发生血栓的年龄最小为8岁,最大年龄为94岁,中位年龄67岁,好发年龄主要分布在60～80岁,发病高峰在70～80岁(图1)。
2.3 深静脉血栓形成的性别分布
本组共检出血栓340例,其中女性患者200例,占58.8%,男性患者140例,占41.2%。血栓检出率的性别差异见表1。
注:χ2=7.46,P<0.05
2.4 患肢分布
深静脉血栓形成左侧肢体194例,占57%;右侧107例,占31.5%;双下肢39例,占11.5%。左右侧肢体发病情况差异见表2。
2.5 病因
主要病因有手术或创伤73例,长期卧床或制动53例,疾病因素中恶性肿瘤51例,糖尿病50例,免疫相关性疾病如类风湿关节炎、系统性红斑狼疮29例,下肢炎性疾病9例,心肝肾疾患3例,病因不明72例。
注:χ2=28.39,P<0.01
3 讨论
下肢深静脉血栓是临床上的常见病。以往的研究表明,本病发生率约为接受深静脉造影检查的26.83%。男性多见。发病高峰年龄尚无记载[3]。本组所见,其发生率约为同期接受下肢深静脉CDFI检查的25.07%,与前述报道相近。本组女性多发,此与前述报道有差异,其原因有待进一步研究。发病随着年龄的增长而升高,好发年龄段为60～80岁,高峰为70～80岁,可能与此年龄段肿瘤、糖尿病及脑梗塞等发病率增高有关。血栓常见于左侧下肢静脉,多累及股静脉、股浅静脉、股深静脉及腘静脉[2]。本病好发于左侧下肢腹股沟韧带近段静脉,是由于其前方有左髂总动脉横跨,对其造成压迫、使之狭窄有关[4]。
静脉血栓形成有3大因素,即静脉血流滞缓、静脉壁损伤和血液高凝状态。本组所见,下肢深静脉血栓患者主要来自长期因病(如脑梗塞)卧床或骨折制动、下肢手术或静脉穿刺等创伤、以及某些疾病因素如恶性肿瘤、糖尿病、自身免疫性疾病、下肢感染性疾病及心肝肾疾患等。前者可导致静脉血流缓慢;手术、外伤、穿刺等可引起静脉壁损伤;恶性肿瘤患者的高发生率可能与一些凝血物质的激活释放有关;糖尿病患者的纤维蛋白原及因子Ⅶ、C水平比正常人高,可导致血液的高凝状态;自身免疫性疾病主要由于免疫复合物沉积于血管内膜引起炎性反应而导致血栓形成;心肝肾患者可能与低蛋白血症、血浆成份外渗,血液浓缩导致高凝状态有关。因此,具有上述危险因素的患者,应定期行CDFI检查,而对于超声诊断下肢静脉流速减慢及血液高凝状态者,临床应及时给予必要的抗凝治疗和超声随访。
在彩色多普勒超声出现以前,临床上主要通过患肢疼痛、肿胀、红斑、紫癜等症状体征诊断下肢深静脉血栓形成。这种方法客观性差,准确率也不高。彩色多普勒超声可为临床提供以下信息:(1)可显示血栓形成部位、范围及狭窄程度(图2、3)。(2)可区分急、慢性血栓,为治疗方法的选择提供依据。(3)可观察静脉瓣有无病变及其功能状况。(4)可根据血流速度、管腔内异常回声来提示血液黏度,以便临床尽早抗凝治疗避免血栓形成。
综上所述,彩色多普勒超声具有直观、无创、方便、快捷、动态及便宜等优点,是下肢深静脉血栓筛查、分型、分类及追踪疗效的首选检查方法。据统计,有经验的超声医师对急性血栓的检出率达100%,特异性75%[5],可谓为“无创性血管造影技术”。然而,彩色多普勒显像检查下肢血管时采用的是高频探头,其显示的深度有限,对于高度肥胖或肿胀明显的患者,其深静脉显示有一定困难。
参考文献
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