Doppler vs. Transit Time Flow：兩者的差異介紹

前言

在為OEM設備選擇流量測量方法時，了解都Doppler 速度測量和Transit-time 體積流量測量之間的差異會對實驗很有幫助。

Transit-time超音波設備直接測量體積流量，單位為毫升/分鐘(mL/min)或公升/分鐘(L/min)，而Doppler超音波則測量平均流體速度。考慮到這個差異，究竟哪種方法能提供更好的結果呢？讓我們仔細了解一下。

Doppler vs. Transit-time 體積流量：

Doppler Flow：

Doppler效應是透過分別估算在管路橫切面或管腔內某個兩點的平均速度（單位為公分/秒）來推導出流量的。這種測量方法是透過將超音波波束反射到流體中懸浮的微粒（通常是血小板）上，然後測量反射波的頻率下降來計算這些血小板的速度。

筆尖式的Doppler探針會「觀察」筆尖與血管之間夾角下的血流速度。如果這個角度從45度變為60度，相對流速會下降30%，從真實正流速的71%降至50%。為了進行合理的測量，筆尖式的Doppler探針與血管的角度必須受到控制。

因此Doppler流量測量也可能不是那麼適合，因為測量到高流速時，可能會發生（而且經常發生）在低流量的情況下。由於流體是不可壓縮的，任何形式的局部限制一定會增加通過這個限制的流速，進而產生一個看似很高的流速讀數。由於Doppler測量不直接測量體積，因此無法區分正常管徑的血流和第四級狹窄的血流。

Transit-time Flow：

Transit-time超音波技術是觀察管道或血管的橫切面，並測量血管內流體的平均位移，這種測量不會依賴流體中的物質。

體積流量 = 平均時間位移

感測器在血管的兩側來回傳輸超音波訊號，並且交互地在上游和下游方向穿過血管。超音波從一個感測器傳輸到另一個感測器所花費的「Transit-time」會被測量。上游和下游整合的Transit-time之間的差異就是體積流量的精確測量。

深入探討Transit-time流量測量...

上游Transit-time測量週期

一個電訊號刺激下游的感測器發射一個平面超音波訊號。這個超音波訊號以逆流方向穿過管路或血管，然後從管路另一側的感測器反射回來，使其再次穿過管路。然後，超音波訊號被上游的感測器接收，並在那裡轉換成電訊號。透過這些交互的感測器訊號，流量計可以精確測量超音波從一個感測器傳輸到另一個感測器所需的「Transit-time」。

下游Transit-time測量週期

相同的發射-反射-接收順序會重複進行，但感測器的發射和接收功能會反轉，方便超音波訊號以順流方向穿過管路或血管。

像是游泳者的速度部分取決於水流一樣，通過管路的超音波的transit time也會受到流經該管路的液體運動的影響。在上游週期中，聲波逆流而行，並因流速而產生向後的相位偏移。在下游週期中，聲波順流而行，並因相同的流速而產生向前的相位偏移。Transonic流量計利用寬光束超音波發射，從上游的transit time中減去下游的transit time。這個整合的transit time的差異就是體積流量的結果。

寬光束發射

超音波束中的一條射線在transit time上產生一個相位偏移，這個偏移量與液體的平均速度乘以遇到這個速度的路徑長度成正比。透過寬光束超音波發射，接收感測器會將這些速度-兩點長的乘積在血管的整個寬度上進行加總（積分），從而得出體積流量。由於transit time是在管路直徑的所有點上採樣的，因此體積流量測量在很大程度上與流速分佈無關。

Doppler流量 vs. Transit-time體積流量：哪種比較好？

對於需要精確體積流量的應用，transit-time流量測量是更好的測量方法。transit-time流量測量還可以準確地辨識是否存在限制血流的狹窄或阻塞。Doppler測量在某些外科手術流程中確實有其價值，例如：當需要定位特定的狹窄時，或者當需要辨識錯誤鉗夾手術的動脈瘤中殘餘的血流時。然而，對於管路流量測量和血管周圍測量而言，由於其高度的可重複性、寬光束積分以及對錯位缺乏敏感性，體積流量最精確的測量方法還是transit-time超音波。