本发明属于超声医用检测。 利用连续波超声多普勒频移效应来测量血流，其基本出发点是利用超声发送/接收探头发出超声束照射到需检测的血管，由接收探头接收其回波信号，则可在其回波信号中得到一平均多普勒频移 △f，其值为：
△f= (2fOcosθ)/(C) V（1）
式（1）中，f0为超声发送频率;C为超声在介质中的传播速度; V为需要检测的血流剖面平均速度;θ为声束和血流轴向速度之间的夹角。一般θ为未知，受到操作人员手法的影响。
目前利用连续波超声多普勒频移效应设计的血流测量仪，按功能来看主要有二大类。一类仅实现了对不同方向血流成份的同步分离检测，称为“双向多普勒”，而对不同方向血流的绝对流速值却没有给出，也即没有能消除上述的θ角对测量血流速度值的影响。如D.A.DE约翰（Jong）等人发表在“超声学”（ULTRASONICS）第13卷第3期的“一种双向定量测定血流传送速度的多普勒系统”一文中所述，（Adirectional quantifying Doppler systen for measurement of transport velocity of blood）。该文献介绍的方法为采用1只超声发送/接受探头。利用双参考频率的外差式单边带分离制式，将接收到的回波信号与两只参考信号（OSC1、OSC2）分别同时输入M1、M2两只混频器。混频的输出信号实际上经过二只配对的，且作用于不同边沿的单边带滤波器，以分离出对应两种不同方向血流成份地频移USB及LSB。此外，复旦大学叶国凡、王威琪在1982年第6卷第一期《医疗器械》中发表的“单边带直接分离式双向超声多普勒血流检测”一文中采用单边带直接分离制式最后也输出表示两种不同方向的血流成份电压输出。
另一类仅给出了血管中平均血流速度绝对值，而不能在同一时刻同步地分离出不同方向的血流速度绝对值。如英国去利GB 1238585介绍一种采用两只独立的异频超声发送/接收探头，对接收到的回波信号经过运算后，消除了θ角的影响后，最后仅输出某一时刻的血流速度平均值，并仅指示当时占优势的流动方向。复旦大学王威琪、邵谦明、姚林鑫发表在“复旦学报”（自然科学版）第21卷第1期的“用双超声束Doppler效应定量测定血流速度”一文中也介绍了上述类似的方法并作了一些改进，使得具体实施时较为方便，但其基本功能，基本上和上述类同。
上述二类血流检测方法虽然已在无损检测血流方面得到了广泛的应用，但其各有局限性。前者最大的缺点是：由于没有消除θ角的影响。因此无法进行流速绝对值的测量和比较;后者最大的缺点是不能应用在人体身上意义重大的双向血流的场合，否则不仅不能检测小的反流，而且测出的正向流速值也可能失真很大。总之，它们都不能同步地给出同一血管内在同一时刻中不同方向的血流速度绝对值。
本发明针对上述二类多普勒效应血流测量方法的不足，提出一种新的设计方法，并根据此方法研制了一新型的即：兼有双向、定量二大基本功能的超声多普勒血流测量仪。该方法采用双超声束的频率互补型外差式单边带分离制式。通过对两个独立的双向多普勒检测单元分别产生的正向多普勒平均频移 Fd1f、 Fd2f及负向多普勒平均频移 Fd1r、 Fd2r进行“双双向多普勒法”的运算后，消除了声束与血管所夹θ角对测量血流速度的影响，同时输出正向血流绝对流速值 uf及反向血流绝对流速值 ur。
其工作原理由图1、图2、图3来表示。整个框图可分为双向（分离）部分及定量（运算）部分。其中图1、图2为双向部分，为结构完全相同的二部分（仅超声发送频率不同）即上述的“两个独立的双向多普勒检测单元”。图3为定量运算部分，即：上述的“双双向多普勒法”，运算电路框图。
图1中8为超声发送频率振荡器，其频率为f01，9为中频振荡器，其频率为fM，6为互补频率分离电路。参考频率混频电路7对超声发送频率f01及中频振荡频率fM进行混频，其输出信号f01±fM输入互补频率分离电路6，分别输出f01-fM及f01+fM。同时分别输入到两个混频电路2。在该部分电路中。由超声发送频率振荡器产生的高频振荡信号f01推动超声发送/接收探头1，产生超声波射入需检测的血管，其回波信号包括了f01，f01+fd1f及f01-Fd1r。（这里为简明起见，假设两个方向的多普勒频移Fd1f及Fd1r均为单一的）。通过发送/接收探头1可直接输入到混频电路2。该二个混频电路2对来自超声发送/接收探头1及频率分离电路6的输出信号f01-fM及f01+fM进行混频后分别输出fM+Fd1f、fM-Fd1f及fM-Fd1f、fM+Fd1r，其中Fd1f为发送/接收探头1接收信号的正向多普勒频移，Fd1r为接收信号的负向多普勒频移，混频电路2输出的信号通过单边带滤波器3后，分别输出fM+Fd1f及fM+Fd1r，频率解调电路4对来自单边带滤波器3的输出信号以中频振荡器9的输出信号fM为参考频率进行解调，分离出Fd1f及Fd1r二路信号。这二路信号分别通过频率电压转换电路5及5′。经适当放大滤波及频率电压转换后，即可输出与多普勒频移对应的电压信号 u1f及 u1r，其中输出 u1f的频率电压转换电路5的转换系数为A，而5′的转换系数为 (f01)/(f02) A。
图2和图1的结构完全相同，仅超声发送振荡器8′的振荡频率为f02，且频率电压转换电路5的输出为 u2f及5′的输出为 u2r。
上述部分电路的主要特点是：
（1）采用频率互补混频制式。图1中的互补参考频率为f01+fM及f01-fM。图2中的互补参考频率为f02+fM及f02-fM，从而使四个方向通道可使用性能相同的单边带滤波器，有利于保证通道性能的一致性，提高方向通道隔离度，对生产调试也带来了很大的方便。
（2）四个混频电路2的参考频率f01+fM、f01-fM及f02+fM、f02-fM是由超声发送振荡器8及8′的信号f01与f02与中频振荡器9的信号经混频后分离获得，这一方式使得频率精度取决于中频振荡频率，且本发明采用大大降低中频的方式，从而提高了整机的频率稳定性。
（3）由于中频fM较低，使得可采用机械滤波器作为单边带滤波器，其特点是滤波特性好，从而使得两超声发送频率的频差最小可约为15KHZ，避免了由于两超声束频率不一致。在肌体中传播特性上的差异的影响。本仪器实际采用双超声束发送频率的频差为30KHZ。
（4）上述电路所有混频电路及解调电路均采用通用集成模拟乘法器来构成。由于是采用真正的乘法来实际混频，且本仪器中的发送/接收探头信号直接输入混频电路2。从而可大大减小普通外差式中混频所带来的附加频率的影响。同时又利用了乘法器本身的增益，可获得可观的混频增益。此外，由于解调电路4也采用通用集成模拟乘法器来实现乘法解调，因而信号失真最小，且也可获得可观的增益。由于充分发挥了混频及解调乘法器的增益，使得本仪器整个高频，中频通道可不用专门的高频及中频放大器，这不仅简化了线路，而且减小了失真，提高了稳定性，而且整个电路结构对称，整齐，便于生产与调试。
定量部分的原理可简述如下：
如图4所示。设两超声束同时照射到血管2上，图中1及1′分别为二个超声发送/接收探头，其发送频率分别为f01及f02，两探头夹角为2θ0，且2θ0＞90°，超声束与血管中血流轴向间夹角分别为θ1、θ2。
现有的定量多普勒系统由于二个多普勒检测单元均为非双向的。每个多普勒检测单元仅有一个输出，因而定量运算处理只涉及到两个输出量，相对比较简单。本发明有两个独立的双向多普勒检测单元，总共有四个输出，即前述的 Fd1f、 Fd2f及 Fd1r、 Fd2r，因而处理的方法具有特殊性，需要重新建立。
由图4可知，当θ（θ1或θ2）在（2θ0-90°）～90°的范围内变化时，对同一流速成份，由接收探头1及1′接收到的多普勒频移总保持符号相反。因此，当血管中同时存在双向血流成份 uf及 ur的情况下，正向流速成份 uf将对探头1产生正多普勒平均频移 Fd1f，而对探头1′将产生负多普勒平均频移 Fd2r，它们的值分别为：
而反向流速成份 ur将对探头1产生负多普勒平均频移 Fd1r而对探头1′产生正多普勒平均频移 Fd2f，它们的值分别为：
式（2）（3）（4）（5）中的θ′2＝π-θ2＝2θ0-θ1因此，正向流速值 uf应由 Fd1f及 Fd2r组合运算而得，而反向流速值 ur，则应由 Fd1r及 Fd2r组合运算获得。此即“双双向多普勒”的基本出发点。
令: u1f= AFd1f; u2f= (f01)/(f02) AFd2f
u2r=A (f01)/(f02) Fd2r; u1r= A Fd1r
上四式中A为频率电压转换系数。
则由式（2）及式（3）可得：
u1f=ξ ufcosθ1（6）
u2r=ξ urcosθ2′=ξ uf(cos2θ0cosθ1+sin2θ0sinθ1)
其中：ξ= (2f01)/(C) A （7）
由式（3）及式（7）可得：
u2r- u1fcos2θ0=ξ ufsin2θ0sinθ1（8）
由式（6）及式（8）可得
则：
同理从式（4）及式（5）可得：
实现式（10）及式（11）的运算电路框图如图3所示。
图3中10及12为平方电路，两运算电路11分成完成的运算，13为加法电路，14为开平方电路，分别输出正向血流速度绝对值 uf及反向血流绝对值 ur。
本发明中实际取2θ0＝120°，这使θ角向两边可有保持信号多普勒频谱形状不变的最大的偏角范围，此时θ的变化范围为30°～90°包括了θ的整个有效使用范围;同时探头也方便实用。
从式（10）及式（11）也可知，由于90°＜2θ0＜180°。cos2θ0恒为负值。因此，可用简单的第一象限平方电路实现。如取2θ0＝120°，则式（10）及（11）变为：
本发明充分考虑了实际血流测量对兼有双向、定量功能的要求，使连续波超声多普勒血流测量仪达到了一个新的层次，且由于上述的各种特点，使本发明的仪器在方向通道隔离度及消除θ角的影响等各方面的指标都得到了相当的提高。经测试，本仪器的方向通道隔离度可达60db。在消除θ角的影响方面经测试，在θ＝θ0＝60°中心位置上，θ角变化-21°～+22.5°时定量输出误差不超过±5%，分别优于目前文献中所能见到的双向多普勒及定量多普勒的上述指标。
本发明结构对称，器件重复性高，便于调试，易于投产，有临床实用推广基础。利用本发明生产的血流测量仪可广泛地用于临床或研究中。为周围血管疾病，心血管、脑血管等疾病的诊断，手术疗效、药效估价及血液动力学研究提供了有效的手段。