? ? 聲波每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)稱為聲音的頻率，它的單位是赫茲（Hz）。我們的耳朵能聽到的聲波頻率為20～20 000Hz。當(dāng)聲波的振動(dòng)頻率＞20kHz或＜20Hz時(shí)，我們便聽不見了。因此，把頻率高于20 000Hz的聲波稱為超聲波。通常用于醫(yī)學(xué)篩查的超聲波頻率為1～5MHz。

? ??一、 超聲波特性

? ??經(jīng)顱多普勒超聲（transcranial Doppler，TCD）的基本原理與B型超聲等其他超聲的物理基礎(chǔ)相同，首先要有一種可以發(fā)射聲波的裝置作為基礎(chǔ)。超聲波具有良好的穿透能力，在遇到物體表面時(shí)超聲束可以發(fā)生部分反射及散射現(xiàn)象。同理，當(dāng)超聲束遇到血流中的紅細(xì)胞時(shí)也將產(chǎn)生此現(xiàn)象，而反射回來(lái)的聲波則是多普勒頻移信號(hào)產(chǎn)生的基礎(chǔ)。

? ??二、 多普勒效應(yīng)

? ??奧地利物理學(xué)家Christian Andreas Doppler首先描述了多普勒效應(yīng)。即當(dāng)振動(dòng)源與接收體之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所接收到的回聲頻率與振動(dòng)源發(fā)射的頻率相比會(huì)發(fā)生改變，頻率改變的大小與兩者間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)，這就是多普勒效應(yīng)。聲源與接收器之間彼此靠近時(shí)，頻率增加；反之，頻率下降。發(fā)射頻率與接收頻率之間的區(qū)別稱為多普勒頻移，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度越快，頻移越大。多普勒頻移是TCD檢測(cè)血流速度的基礎(chǔ)，TCD的檢測(cè)探頭既是超聲波的發(fā)生器，也是超聲波的接收器，TCD檢測(cè)腦血流時(shí)，探頭與血液中流動(dòng)的紅細(xì)胞之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，超聲經(jīng)過(guò)紅細(xì)胞反射回來(lái)，并被探頭內(nèi)的接收器接收，根據(jù)發(fā)射與接收頻率的變化，經(jīng)過(guò)快速傅里葉轉(zhuǎn)換，測(cè)定血流速度。

? ??三、 快速傅里葉轉(zhuǎn)換

? ??J.Fourier于19世紀(jì)首先提出了傅里葉轉(zhuǎn)換的理論。主要是利用計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜信號(hào)進(jìn)行一系列轉(zhuǎn)換分析，將一個(gè)原始波分成多個(gè)不同頻率的正弦波。1965年庫(kù)里研究出一種新的更加快速的計(jì)算方法，即快速傅里葉轉(zhuǎn)換（fast Fourier transmission，F(xiàn)FT），利用儀器以每10毫秒為間隔對(duì)多普勒模擬信號(hào)取樣一次，并轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的數(shù)字信號(hào)，由FFT把信號(hào)分成頻率和振幅兩個(gè)分量，從而產(chǎn)生實(shí)時(shí)的數(shù)字頻譜顯示。

? ??四、 脈沖波多普勒