血管狭窄是一种常见的动脉血管疾病，与邻近血管内细胞异常增生、血栓形成和远端血管缺血等有密切的联系，因此血管狭窄的无损检测对临床具有重要的意义。目前已有B型超声成像、连续波(cw)和脉冲波(Pw)超声多普勒检测、彩色血流成像等技术被用于血管狭窄程度的估计。研究发现：CW和PW超声多普勒技术具有较好的估计精度，其中提取的超声多普勒信号的特征参数，如狭窄处最大流速、狭窄下游频谱展宽指数(STI)等，在临床上已获得一定程度的应用。为寻找对血管狭窄程度敏感的超声多普勒信号参数，本文希望通过计算机仿真方法研究不同血管狭窄程度、不同血流流速下的超声多普勒信号特征。 论文先使用有限元分析(FEM)的方法计算血液流场，然后使用LMo提出的仿真算法合成狭窄血管各个位置的超声多普勒信号，最后分析血液流速场和仿真多普勒信号的最大频率、平均频率和带宽等频谱参数在狭窄血管不同位置的变化趋势。 论文对不同血管狭窄情况(包括单边狭窄和双边对称狭窄，狭窄程度从10％到90％)和不同血流流动状况(稳恒流和脉动流)下的血流流速场分布和超声多普勒血流信号进行仿真研究。仿真实验的具体方法为：先给定狭窄血管模型和相应的仿真条件，然后用ANSYS软件对狭窄血管内的血液流速场进行计算，再通过MATLAB编程从血液流速场信息得到仿真超声多普勒信号的功率谱密度函数，并进一步合成狭窄血管内超声多普勒仿真信号，最后对合成的超声多普勒仿真信号进行短时傅里叶变换(STFT)，并计算相应的频谱参数。 从仿真实验的结果可以看出，血管狭窄所引起的血流状况的改变主要表现为：狭窄段血流速度加快，狭窄越严重狭窄段流速越快；狭窄出口处流速分布离散度增大，超声多普勒信号频谱展宽；狭窄下游可能出现反向血流和涡流，频谱上出现负频率信息。若使用不同的频谱参数估计血管的狭窄程度，结果表明：平均频率相比最大频率和频谱宽度有较好的估计精度。脉动血流的仿真结果还表明：脉动流时由于各个心动周期时相的流动状况相互作用，所以狭窄下游流动状况要比稳恒血流时更复杂，相应地，仿真超声多普勒信号的频谱特性也体现出与心动周期不同时相的关联性。 与物理流体实验结果的比较表明：本文提出的狭窄血管内超声多普勒信号的仿真方法是有效的，有望应用对狭窄血管内超声多普勒信号特征提取的研究。