超聲經(jīng)顱多普勒血流分析儀(TCD)之所以能夠無(wú)創(chuàng)地探測(cè)到顱骨內(nèi)血管的血流情況，其背后是基于經(jīng)典的物理學(xué)原理——“多普勒效應(yīng)”。

多普勒效應(yīng)是指當(dāng)波源和觀察者(或接收器)之間有相對(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。一個(gè)常見的例子是：當(dāng)一輛鳴笛的救護(hù)車向我們駛來(lái)時(shí)，笛聲音調(diào)會(huì)變高(頻率變高);遠(yuǎn)離我們時(shí)，音調(diào)會(huì)變低(頻率變低)。

超聲經(jīng)顱多普勒血流分析儀正是巧妙地應(yīng)用了這一原理：

1.  發(fā)射超聲波： 儀器的探頭(換能器)會(huì)發(fā)射一束固定頻率的超聲波，這束超聲波能夠穿透顱骨較薄的部位(稱為“聲窗”，如顳窗、眼窗、枕窗)。

2.  接收回聲： 超聲波在顱內(nèi)傳播時(shí)，會(huì)遇到流動(dòng)的血細(xì)胞。血細(xì)胞作為運(yùn)動(dòng)的“目標(biāo)”，會(huì)將超聲波反射回探頭。

3.  頻率分析： 當(dāng)血細(xì)胞流向探頭時(shí)，反射回來(lái)的超聲波頻率會(huì)升高;當(dāng)血細(xì)胞流離探頭時(shí)，反射回來(lái)的超聲波頻率會(huì)降低。這個(gè)頻率的變化量，被稱為“多普勒頻移”。

4.  計(jì)算血流速度： 多普勒頻移的大小與血細(xì)胞的流動(dòng)速度成正比。血流速度越快，頻移量就越大。TCD內(nèi)部的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)正確測(cè)量這個(gè)頻移量，再結(jié)合已知的超聲波發(fā)射頻率和聲束與血管之間的角度，就可以計(jì)算出血液的流動(dòng)速度。

除了速度，超聲經(jīng)顱多普勒血流分析儀還能通過(guò)分析回波信號(hào)的頻譜形態(tài)、聲頻特征等，來(lái)判斷血流方向、血管阻力等更多信息。因此，整個(gè)TCD技術(shù)是一個(gè)將物理現(xiàn)象、電子信號(hào)處理和醫(yī)學(xué)應(yīng)用良好結(jié)合的典范。