TCD（经颅多普勒超声）检测四大基本原理

    声波每秒钟振动的次数称为声音的频率，它的单位是赫兹（Hz）。我们的耳朵能听到的声波频率为20～20 000Hz。当声波的振动频率＞20kHz或＜20Hz时，我们便听不见了。因此，把频率高于20 000Hz的声波称为超声波。通常用于医学筛查的超声波频率为1～5MHz。

    一、 超声波特性

    经颅多普勒超声（transcranial Doppler，TCD）的基本原理与B型超声等其他超声的物理基础相同，首先要有一种可以发射声波的装置作为基础。超声波具有良好的穿透能力，在遇到物体表面时超声束可以发生部分反射及散射现象。同理，当超声束遇到血流中的红细胞时也将产生此现象，而反射回来的声波则是多普勒频移信号产生的基础。

    二、 多普勒效应

    奥地利物理学家Christian Andreas Doppler首先描述了多普勒效应。即当振动源与接收体之间存在相对运动时，所接收到的回声频率与振动源发射的频率相比会发生改变，频率改变的大小与两者间相对运动的速度有关，这就是多普勒效应。声源与接收器之间彼此靠近时，频率增加；反之，频率下降。发射频率与接收频率之间的区别称为多普勒频移，当物体运动的速度越快，频移越大。多普勒频移是TCD检测血流速度的基础，TCD的检测探头既是超声波的发生器，也是超声波的接收器，TCD检测脑血流时，探头与血液中流动的红细胞之间存在相对运动，超声经过红细胞反射回来，并被探头内的接收器接收，根据发射与接收频率的变化，经过快速傅里叶转换，测定血流速度。

    三、 快速傅里叶转换

    J.Fourier于19世纪首先提出了傅里叶转换的理论。主要是利用计算机对复杂信号进行一系列转换分析，将一个原始波分成多个不同频率的正弦波。1965年库里研究出一种新的更加快速的计算方法，即快速傅里叶转换（fast Fourier transmission，FFT），利用仪器以每10毫秒为间隔对多普勒模拟信号取样一次，并转换为二进制的数字信号，由FFT把信号分成频率和振幅两个分量，从而产生实时的数字频谱显示。

    四、 脉冲波多普勒