七、多普勒伪影
1. 混叠伪影和距离模糊伪影
PW和彩色多普勒成像从时序规律的脉冲信息中重建多普勒频移信号。输出脉冲和输入脉冲必须按时序进行，以防止重叠或发生混叠。高速血流会引起混叠。当测定更深的血管时也会发生混叠，因为PRF会降低，以便在下一次系列脉冲发射之前有足够的时间让来自上一脉冲的回声返回。
更详细地说，PW多普勒（包括彩色多普勒）有能被正确显示的最大频移，这个最大频移被称为奈奎斯特极限（Nyquist limit）。超声的采样率（PRF）必须是回声中最高频移的两倍，才能正确解释血流信息。当超过奈奎斯特极限时，就会发生混叠。最高频移频率的频谱就会绕到基线的对侧而产生假信号，显示的频率比实际的多普勒频移要低得多。在多普勒频谱上显示为负频移或低频率（1-74，1-75 A）。如果在所有回声返回之前发射下一次脉冲，则会产生距离模糊伪影。对于彩色多普勒，混叠被视为一种彩色频谱对另一种彩色频谱的“环绕”（图1-76，1-72 B）。
可以通过几种方式来减少或消除混叠。如前所述，可以移动基线以显示整个高度（速度或多普勒频移）（图1-75 B）。增加脉冲重复频率（速度尺度），例如从1 kHz增加到3 kHz（图1-75 C，1-76 B)。还可以选择较低频率的多普勒脉冲，例如7-4 MHz。
高脉冲重复频率对于较浅表的部位回声返回很快。因此，用脉冲多普勒超声可以在浅表部位测量高流速。对于更深的部位，需降低脉冲重复频率，保证在下一次脉冲发射之前，回回声能够返回，可以测量的最大速度也相应地较小。高脉冲重复频率会导致距离模糊伪影和“幽灵”样本容积，如下所述。如果在较深的血管中存在较高的流速，那么脉冲多普勒超声将会发生混叠，因为采样率不足以测量真实的速度。
高脉冲重复频率能增加奈奎斯特极限，但如果前一个脉冲的所有回声在下一个脉冲发射时没有返回，会产生距离模糊。由于流速来自多个采样位点，导致深度识别部分丢失，在B模式和多普勒成像中产生伪影。在频谱多普勒中，这种效应导致除主样本容积外的“幽灵”样本容积也会显示，产生距离模糊伪影（图1-77）。如果“幽灵”样本容积在其他任何血管之外，流速仅来自于主样本容积，还是可以接受的。如果发生混叠，切换较低频率的探头或增加声束的入射角至接近90度，可以减少频移幅度，并消除混叠。然而，入射角在60度以上的微小变化会导致测定速度的显著变化。因此，入射角的微小误差都会导致测定速度的巨大误差。高速血流和深部血管需要使用连续波多普勒超声，但深度识别会丢失。使用连续多普勒超声检查，感兴趣区域必须是束内唯一的血流部位。
图1-74 混叠。当脉冲多普勒采样率太慢，无法正确记录高速血流产生的频移时，就会发生混叠。能被正确显示的最高频移称为奈奎斯特极限。A：没有超过奈奎斯特极限，脉冲多普勒频谱正确地显示流量而没有混叠。B：超过奈奎斯特极限时，高速血流的脉冲多普勒频谱轨迹绕到基线的另一边，产生混叠。C：连续波多普勒成像，可以正确地显示高速流。
图1-75 脉冲（PW）多普勒混叠、脉冲重复频率（PRF）和基线位置。A：PRF 4.5 kHz的PW频谱轨迹发生混叠。PRF太低，无法准确显示血流速度，从而产生环绕式混叠伪影。B：根据血流方向，向上或向下移动基线，是一种可以消除混叠的方法。在这个例子中，上移基线以适应频谱轨迹的整个高度，基线上方18cm/sec，基线下方约78cm/sec。这足以显示速度大约70 cm/sec的波形。PRF 4.5 kHz不变。C：另一种消除混叠的方法是增加PRF。将PRF从4.5 kHz增加到8 kHz，可以很容易地适应频谱波形。值得注意的是，随着基线上、下的速度尺度增加到95.58 cm/sec和76.25 cm/sec，波形的尺寸已经减小。就像B图中，该动脉的最大速度约为70 cm/sec。
图1-76 彩色多普勒混叠和脉冲重复频率（PRF）。A：PRF接近最低水平，为370 Hz，对低速血流非常敏感。然而，当用于评估相对高速血流时，血管腔内呈蓝色和红色的马赛克彩图，出现了彩色多普勒混叠。请注意，频谱轨迹没有显示混叠，因为脉冲波（PW）的PRF设置正确，为8 kHz。这强调了彩色多普勒和PW多普勒设置的独立性。B：纠正混叠的一种方法是增加PRF，使多普勒的灵敏度较低。在这个例子中，PRF已经从370 Hz提高到2 kHz，可以正确地显示血管内血流。混叠可能与狭窄引起的湍流相混淆，所以在某些情况下识别混叠很重要。
图1-77 距离模糊伪影。当取样频率过高，在下一个脉冲发射之前，上一个脉冲的所有回声未完全返回时，脉冲多普勒超声就会发生距离模糊。高脉冲重复频率（HPRF）有助于防止脉冲多普勒超声检查时的混叠，深度分辨能力会部分丧失。显示器上出现的补充（幽灵）取样容积表明产生距离模糊，也将从这些区域进行取样。如果二次取样容积位于血管外，并且仅从主取样容积中记录血流速度，是可以接受的。
2. 闪烁伪影
强反射的高回声结构进行彩色血流多普勒成像时会形成闪烁伪影，如囊性结石。1996年在人类医学文献中首次描述了闪烁伪影，此后又在兽医学中进行了研究。闪烁伪影并不总是出现，当结石表面粗糙或不规则时闪烁伪影更常见。闪烁伪影与结石成分无关。有趣的是，膀胱内尿液结晶多是由闪烁伪影发现，而不是由尿液分析发现。已经在不同物种、不同部位看到了闪烁伪影（图1-78）。
图1-78 闪烁伪影。A：猫肾上腺结石引起的闪烁伪影。在肾上腺不规则结石的深处，可以观察到彩色多普勒的闪烁伪影。同时存在强烈的声影。B：扩张的胆总管（CBD）内有一个大的结石，出现声影。C：同B图像，彩色多普勒显示清晰的闪烁伪影。
八、 超声诊断的安全性
与其他超声成像模式相比，多普勒超声使用更长的脉冲持续时间和更高的PRF。多普勒超声发射的高能量对组织有加热作用，有可能引起不良的生物效应。对一些商业化的超声仪器，有初步证据表明，如果探头的焦点区域固定，软组织-骨界面的温度可能会增加大约1°C。这对胎儿检查有重要意义。非热效应也有描述，但与当前诊断应用的相关性存在分歧。声空化，即在超声场中气泡的形成或活化，是最受关注的非热效应。
应始终贯彻超声暴露的ALARA（as low as reasonably achievable，可合理达到的尽可能低的原则）辐射安全原则。目前还没有证据表明，现代的超声仪器和超声检查对患者或超声医生的超声暴露有不良生物效应。然而，谨慎的做法仍然是尽量减少患者和超声医生的暴露。特别重要的是，限制PW或CW多普勒仪器的暴露，与传统的超声成像相比，PW或CW多普勒声束持续时间更长，强度更大。目前的常识表明，超声波的优点明显超过了任何潜在的风险，但在获得更多的信息之前，保持尽可能低的功率水平，保持暴露时间的最低限度是有意义的。Kremkau 对超声波的安全性进行了详细、全面的描述。关于这一主题的权威信息来源已由美国超声医学研究所（AIUM）的生物效应委员会制作和出版。
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