上海市第五人民医院（上海 200240）

从20世纪50年代超声进入产科医学领域以来，发展迅猛，1978 美国专家McCallan 首先提出超声多普勒技术在胎儿胎盘血流动力学监护的应用，20世纪80年代英国牛津公司首先开发了超声胎儿脐血流检测仪。我国为响应优生优育政策而将其列入1997年科技部国家级火炬科研计划项目，由广州三瑞公司学习吸收国外技术，联合清华大学、上海医科大学妇产科医院开发只有国外品牌1/5 低廉价格的自主品牌。我院 2000年引入三瑞超声胎儿脐血流检测仪，因其操作简便，无损伤性，临床价值高，性能稳定，得到产科广泛的使用。

1.胎儿超声多普勒脐带血流检测仪原理

1.1 多普勒效应

1842 年，Christian Doppler 发现，当物体A向与之相对运动的物体B 发射一束频率为f0 的能量波时，物体B 所接受的频率f 将发生改变，其变化程度与二物体间相对运动速度的大小和方向直接有关，当B 向A 靠近时，B 所接受到的频率增高；当B 与A 离开时，B 所接受到的频率下降，此即为多普勒效应的原则核心。这一由于相对运动而引起的频率变化称为多普勒频移。

1.2 超声多普勒技术对血流速度测定的原理

根据多普勒原理，首先，当声源静止而接收点运动时，接收到的每个波的时间（周期T´）将根据二物体间运动的方向变长或变短。此时：

T´=λ0(C+vCosθ)

而λ0=C/f0,T´=1/f

所以fˊ=[(C+vCosθ)/C]f0

注：T–声波的周期λ–声波的周长

C–声波的传导速度v–接收点运动速度

f–声波的频率F(d)–多普勒频移

f0–超声仪器固有频率

θ–超声传导方向与接受点运动方向的夹角（以下代号意义与此相同）

其次，当声源运动而接收点静止时，根据二物体间运动的方向，振源使波长变长变短。此时：

χ=λ0–Δλ=(C/ f0)–(vCosθ/ f0)=(C–vCosθ)/ f0

则fˊ=C/λˊ=[C/(C–vCosθ)]f0

医用超声仪探头多为反射式，其收发均位于运动血流的一侧，因此，原始振源f0，即仪器探头所发射声波的固有频率，是固定的；而最终信号f"的接收点，即仪器的接受探头，其位置也是静止固定的。

超声在运动的离子或物体间传播过程中，当遇到不同声阻抗的二个物体之界面时，将发生声波的反射。当超声从探头传导到血流时，相当于振源是静止的，而接收点是运动的；反之，当超声从血流反射到探头时，振源就是运动的，接收点则是静止的。综合以上两点可见：

f"=[C/(C–vCosθ2)]fˊ

而fˊ=[(C+vCosθ1)/C]f0

则f"=[C/(C–vCosθ1)/(C–vCosθ2)]f0

F(d)=f"–f0=[v(Cosθ1+Cosθ2)/(C–vCosθ2)]f0

由于一般所用的反射式探头声波的收发均在同一个探头上，因此，探头发射的声束方向与血流的流动方向的夹角θ1 ，和被血流反射回探头的流动方向的夹角θ2 是几乎相同的，这就是θ1=θ2=θ。并且超声的传导速度远远大于血流的速度，即v<

F(d)=(2vCosθ/C)f0

在实际工作中，由仪器测出F(d)，而f0 是已知的仪器固有性能，C在人体软组织中约为1500米/秒，在得到θ角值的前提下，就可求出血流速度V。这就是利用超声多普勒技术对血流速度进行测定的根本原理。

1.3 胎儿超声脐血流检测仪工作原理

随着超声技术发展，医学超声诊断仪层出不穷，如A 型、B 型、C 型、D 型、M 型、彩色超声仪等等，按超声放射方式可分脉冲式、连续式，连续波式D 型超声仪以优越性价比适用于胎儿脐血流监测，而彩色超声仪，虽功能强大，测定准确方便，但价格昂贵，难以普及。我院使用广州三瑞公司的SRF608 型胎儿脐血流检测仪属于连续波式D 型超声仪。

（1）胎儿脐血流原理结构图， 见图1。

（2）超声多普勒脐血流检测原理

脐血流探头（5MHZ 、连续超声波形式）安放于孕妇腹表，对准胎儿脐带中段。由于脐血流（血细胞等）相对于超声波探头有运动，故发射波碰到血流后其反射波会产生频率偏移（频移），频移的符号及大小与相对运动的速度的方向和大小有关，可由此推算出脐带内血流速度、方向及其分布情况，利用现代数字信号处理技术和计算机成像技术，形成脐带血流的彩色声谱图，根据脐血流动力学理论计算出脐血流速度峰、谷之比S/D（S 为收缩期末最大血流速度，D 为舒张期末最大血流速度）、阻力指数RI 和脉动指数PI、快速血流量比FVR、胎儿心率HR 等特征指标。机内配备正常人参考值和图表，病人测试值与其比对，在正常值范围内为正常，不在正常值范围内为异常。以S/D 值为主要指标。异常情况时，提醒医生及时检查诊断病人情况，预测孕妇胎儿不良状况，及早采取措施，保障母婴安全。

图1.胎儿脐血流原理结构图

仪器启动功率210W,探头功率≤10Mw/cm2病人使用时伤害小，比较安全。本仪器软件功能丰富，具备强大数据处理能力，可存储5000 病例以上，便于病案管理、分析、随访。采用模块化设计，方便升级，可选配FECG、FHR 监护模块，实现一机多参数综合监护。

2.仪器使用维护

产科护士操作时首先注意安全事项以保证病人及自身安全：（1）仪器三线电源是否正常接好，保证机箱安全接地，以防漏电。（2）操作时远离易燃易爆气体，不能有凝水存在，以防爆炸、漏电。（3）所有探头、按钮及其连接电缆严禁机械损坏，损坏后立即停用以防病人及自身触电。（4）不要在开机情况下，插拔各连接器以免触电。（5）仪器所在房间严禁烟火，以防爆炸。

其次，注意规范操作保证报告正确及避免仪器损坏：（1）根据步骤操作，录入孕妇资料→采集流速谱→分析流速谱→保存血流速谱→对比正常值→打印报告。（2）注意探头使用。使用时在病人皮肤上放适量超声耦合剂，以将超声导入体内。若血流方向迎着探头超声放射方向，流速谱在基线上面，若血流方向背离探头，流速谱在基线下面。若血流方向垂直于探头，将测不到流速谱，因为横向不存在多普勒效应。为了尽量降低人体组织对超声的衰减，应避开胎盘和胎儿，将探头放在孕妇皮肤上离脐带较近的位置，才能采集到脐血流速谱，探头压电晶体“娇贵”，操作时轻拿轻放，一个病人用好后用干净纸及时擦拭保持探头干燥卫生，测试结束探头放回固定架上以免跌落损坏。

注意维护以保证仪器正常操作和寿命：（1）仪器应放在通风干燥阴凉的地方，以防日晒雨淋和受潮，以免损坏仪器。（2）最好使用UPS 或交流稳压器以免电压不稳定或突然断电，造成对仪器的损害。（3）远离腐蚀性气体，以免损坏仪器。（4）不可将茶水、饮料等流质饮品靠近仪器,若不小心让这些液体流进仪器的任何部分，会给仪器带来严重损害。（5）使用结束后要正常关掉主机、打印机 并盖上防尘罩，保持室内空气清洁，避免灰尘侵蚀，以免损坏仪器。（6）及时整理数据信息，删除不需要信息，保证仪器操作畅通。（7）所有探头、按钮、连接电缆、仪器不用清洗、消毒，用微湿檫布清除灰尘，保持仪器干燥整洁。（8）探头切不可重压，以免损坏。

安全/规范操作维护超声多普勒脐血流检测仪是正常服务病人重要保证，我们进一步沟通厂家改进仪器：（1）“结实”探头，增加寿命。（2）联网HIS，方便护士调用病人信息、医生查看诊断报告，实施无纸化操作等。（3）不断完善系统，更好服务病人。

3.结论

脐带是连接母体和胎儿的唯一通道，因此脐带血流携带了大量胎儿发育状况的信息。胎儿脐血流检测仪集超声多普勒技术、计算机技术、频谱分析技术于一体，能无创检测胎儿脐血流速度谱，从而给出描述脐动脉血流的动力学状态一组客观指标，为判别胎儿发育是否正常提供重要依据，有助于临床上更全面的掌握胎儿宫内的安危状况，及时抓住时机及时处理，可提高围产监护质量，保障胎儿优生优育。安全/规范操作维护检测仪是我们服务病人重要保证。

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