Doppler-ultraljud är tekniken för att avge en högfrekvent ton för att mäta dess ”studs” från ett föremål med varierande täthet, såväl som rörelsen och hastigheten för allt inom föremålet. Den har applikationer inom en mängd olika områden, inklusive militär och industriell, men den är mest känd som ett medel för medicinsk avbildning. En gravid kvinnas bäckenområde har halvfast ben, tät muskelvävnad och vattnig vätska. Ultraljud kan särskilja dessa. Den extra förmågan att mäta ”Doppler-förskjutningen” i den reflekterade ljudvågen kan dessutom avgöra, till exempel, om blodet som pumpar ut ur hjärtat på ett ofött barn är utvecklingsmässigt tillräckligt och hälsosamt.
Den grundläggande principen för ultraljud är ekolod – fladdermöss och delfiners ekolokaliseringsförmåga att ”se” inte genom synen, utan genom att avge ett högt klick eller skrik och sedan utvärdera egenskaperna hos dess reflektion från ytorna och sakerna i deras livsrum. Ett exempel på dopplereffekten är en bil som kör förbi en stillastående fotgängare. När bilen närmar sig hörs ljudet från dess motor alltmer stiga till en märkbart högre tonhöjd; och när bilen passerar och drar sig tillbaka, minskar ljudet på motsvarande sätt i tonhöjd. Dess hastighet och ljud är oföränderligt konstant; men ljudvågorna som genereras av motorn komprimeras eller sträcks faktiskt av dess rörelse. En blind fotgängare kan utvärdera egenskaperna hos denna skiftande stigning och göra en bra bestämning av bilens rörelseriktning och hastighet.
Dopplereffekten formulerades teoretiskt av en österrikisk fysiker med samma namn 1842, men det var inte förrän ytterligare hundra år som sonografi, visuell grafisk graf eller visning av ljud, blev ett kraftfullt vetenskapligt område. Dopplersonografi, som krävde kontinuerlig mätning av små förändringar i reflekterade ljudfrekvenser över tid, krävde motsvarande mer exakta och snabba elektriska och elektroniska system. Förbättringar av medicinsk utrustning som använder Doppler-ultraljud fortsätter att utvecklas, särskilt i deras kontaktsond och deras datavisning.
Den tjudrade sonden för ultraljud är elektroakustiska givare som omvandlar elektrisk energi till ljudenergi och vice versa. Ljudet som genereras av dem kan inte höras eller kännas av människor – från 1 till 18 megahertz i frekvens, variabel för att penetrera djupare in i mänsklig vävnad. Ett Doppler-ultraljud kan avge en kontinuerlig ton, men de flesta modeller sänder tonen och tar emot dess ekon som en följd av mycket snabba pulser. Fördelen med det senare är att en enstaka puls också kan analyseras, som att översätta ekots tidsfördröjning till avstånd och skapa mer exakta tredimensionella bilder.
De flesta Doppler-sonogramskärmar är digitala beräkningar av elektroniskt kodade ljuddata till en bästa återskapande av verklig kroppsanatomi. Ett område av pågående sonografiforskning är att förfina och uttömma exakt hur varje typ av mänsklig vävnad absorberar en del och reflekterar några av alla frekvenser inom räckvidden för dessa instrument. Datorprogrammen för visningsöversättning uppdateras därefter med ny, sannare information.
En medicinsk Doppler-ultraljudsapparat mäter riktningen och hastigheten på saker i människokroppen med hög precision. Den vanligaste applikationen är att utvärdera blodrörelser, såsom det minskade flödet av ett hjärtas blockerade artär eller det omvända tillbakaflödet av en av dess försvagade klaffar. Det är också ett värdefullt extra verktyg för att övervaka utvecklingen av ett foster i livmodern genom att både mäta dess egen blodcirkulation och det sunda vätskeutbytet med modern.