一﹑脉冲多普勒超声心动图

脉冲多普勒（pulsed-wave Doppler，PW）超声心动图由单一换能器发射和接受声束，在一定时间间隔（T）间断发射脉冲然后接受脉冲，也称之为脉冲重复频率（pulsed repetition frequency，PRF，PRF =1/T）。PRF由声束在组织的速度（C）和探查部位深度（R）而定，即PRF= C/2R。PRF与探测深度成反比，如果PRF愈高，两个相邻脉冲的间隔时间愈短，探测深度也愈小；反之为获取深部的血流信号，就要增加相邻脉冲的间隔时间（PRF减小）。对一选定的超声探头（频率已选定），超声近场PRF高，而超声远场PRF低。

为了准确显示多普勒频移的大小和方向，根据采样定理，PRF必须大于或等于最大多普勒频移的两倍，即PRF≥2Δfmax，或Δfmax≤1/2PRF（Δfmax为最大多普勒频移）。PW能测定的最大多普勒频移为PRF的一半，这1/2PRF称为尼奎斯特极限（Nyquist limit）。当多普勒频移大于尼奎斯特极限时，PW所测定的频率就会出现大小和方向的伪差即混叠（aliasing）。该现象是PW以及彩色多普勒显像的主要限制。如图3-2探查部位深度距前胸壁15cm，声束速度为1.5mm/μs，探头发射一声束至该部位再反射回探头接受所需时间为200μs，PRF则为5 000次/秒（1/200μs），PW能测定的最大多普勒频移为2 500次/秒（即2.5kHz）。

图3-2　脉冲重复频率（PRF）

如图探测部位距探头位置15cm，声束速度为1.5mm/μs，则PRF为5000次/秒。探查深度越浅，PRF越大，PW能测定的血流流速越大；反之，探查深度越深，PRF越小，PW能测定的血流流速越小。

已知超声发射频率fo，PRF与探测深度（R）的关系PRF=C/2R，PW能测定的最大多普勒频移为PRF的一半，即C/4R；将此代入多普勒频移方程，因此：

C为声速，fo为探头频率，R为探测深度，Vmax为该探测深度的最大待测速度。从上述公式可知fo相对固定时，探测深度越大，则PW能测定的最大速度越小，两者相互制约；同样探头频率越高，同一探测位置PW能测定的最大速度越小。

沿超声束的不同深度对某一区域的多普勒信号进行定位检测的能力，称为距离分辨力，或者距离选通（range gating）。此被检区域称为取样容积（sample volume）；取样容积为一三维的体积单位，其宽度取决于探头超声束的直径，其长度取决于脉冲群的长度；如取样容积脉冲持续时间（脉宽）为1.5μs，声速1.5mm/μs，取样容积的长度约为2mm。在脉冲多普勒系统中，距离分辨力与速度分辨力也相互制约。距离分辨力高，则取样容积必须小，即脉宽要窄；脉宽愈窄，必须提高超声频率，而超声频率越高，速度分辨力就愈小。不同型号的超声诊断仪，基本上根据上述要求给出取样容积和深度，探头频率和最大检测速度存在一定关系。例如探头发射频率为2.5MHz，探测深度为12cm，对应这一深度的最大探测速度为166mm/s；如果探头发射频率为3.5MHz，对应12cm深度的最大探测速度为119mm/s。PW可测定取样容积内特定部位的血流流速（距离选通），PW受PRF限制，测定流速一般小于2m/s。临床上PW主要应用于测定二尖瓣血流、左心室流出道血流以及确定湍流的位置等。