超聲多普勒血流分析儀(包括TCD)的核心原理是物理學(xué)中的多普勒效應(yīng)(Doppler Effect)。
1. 多普勒效應(yīng)： 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，當(dāng)波源和觀察者之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的波的頻率會(huì)發(fā)生變化。例如，當(dāng)救護(hù)車駛向你時(shí)，笛聲變得尖銳(頻率變高);遠(yuǎn)離你時(shí)，笛聲變得低沉(頻率變低)。
2. 在血流檢測(cè)中的應(yīng)用： TCD儀器的探頭同時(shí)是發(fā)射器和接收器。它向顱內(nèi)血管發(fā)射一束固定頻率的超聲波。這束超聲波在傳播過程中會(huì)遇到流動(dòng)的紅細(xì)胞。
當(dāng)紅細(xì)胞朝向探頭運(yùn)動(dòng)時(shí)，反射回來(lái)的超聲波頻率會(huì)升高。
當(dāng)紅細(xì)胞背離探頭運(yùn)動(dòng)時(shí)，反射回來(lái)的超聲波頻率會(huì)降低。
這種反射波與發(fā)射波之間的頻率差，就稱為多普勒頻移(Doppler Shift)。
3. 信息轉(zhuǎn)換： 儀器通過電子系統(tǒng)正確計(jì)算出這個(gè)頻移值。根據(jù)多普勒公式，頻移的大小與血流的速度成正比。因此，通過測(cè)量頻移，就可以直接計(jì)算出血流的速度。同時(shí)，根據(jù)回聲的強(qiáng)弱和頻譜的形態(tài)，還可以判斷血流的方向(朝向或背離探頭)和性質(zhì)(層流或湍流)。
4. 定位血管： 由于不同顱內(nèi)動(dòng)脈相對(duì)于探頭(通常放置在顳窗、眼窗、枕窗)有特定的解剖位置和深度，操作者通過調(diào)整探測(cè)深度和角度，就能特定地檢測(cè)到大腦中動(dòng)脈、前動(dòng)脈、后動(dòng)脈及基底動(dòng)脈的血流信號(hào)。
簡(jiǎn)言之，TCD就是利用超聲波和多普勒效應(yīng)，將看不見的顱內(nèi)血流速度、方向等信息，轉(zhuǎn)換成可視化的頻譜和可量化的數(shù)據(jù)，從而無(wú)創(chuàng)地評(píng)估腦血管狀況。
