Doppler-Effekt
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Loslegennach dem österreichischen Mathematiker und Physiker Christian Doppler (1803–1853)
Englisch: Doppler effect, Doppler shift
Definition
Der Doppler-Effekt ist ein physikalisches Phänomen, bei dem sich die wahrgenommene Frequenz einer Welle ändert, wenn sich die signalaussendende bzw. signalreflektierende Quelle relativ zum Empfänger bewegt. In der Medizin ist dieser Effekt vor allem in der Sonografie von Bedeutung. Er wurde 1842 von Christian Doppler beschrieben.
Medizinische Bedeutung
Beim Ultraschall wird der Doppler-Effekt zur Messung und Darstellung von Blutflüssen genutzt. Bewegt sich Blut in einem Blutgefäß auf den Schallkopf zu, werden die reflektierten Wellen mit erhöhter Frequenz empfangen. Fließt das Blut vom Schallkopf weg, sinkt die empfangene Frequenz. Die Differenz zwischen ausgesandter und empfangener Frequenz (Doppler-Shift) ist u.a. von der Flussgeschwindigkeit und vom Winkel zwischen Schallstrahl und Flussrichtung abhängig.[1]
In Abhängigkeit von der technischen Umsetzung werden u.a. folgende Verfahren unterschieden:
- Continuous-Wave-Doppler (CW-Doppler): kontinuierliche Messung, hohe Geschwindigkeiten erfassbar, jedoch ohne Tiefenzuordnung
- Pulsed-Wave-Doppler (PW-Doppler): gepulste Messung mit Ortsauflösung, begrenzte Maximalgeschwindigkeit (Aliasing)
- Farbdopplersonografie: farbkodierte Darstellung der Flussrichtung im Schnittbild
- Duplexsonografie: Kombination von B-Bild und Dopplerverfahren
Bei der Farbdopplersonografie wird ein auf den Schallkopf zufließender Blutstrom üblicherweise rot, ein wegfließender Strom blau kodiert. Diese Farbzuordnung ist konventionell festgelegt und kann am Gerät invertiert werden.
Beispiel
Der Rettungswagen steht in der Rettungswache und erhält einen Einsatz. Die Besatzung schaltet Blaulicht und Martinshorn an. Der aufmerksame Betrachter auf der gegenüberliegenden Straßenseite hört eine gleichbleibend hohe Tonfolge, da sich diese Töne in Form von Schallwellen mit konstanter Geschwindigkeit ausbreiten.
Fährt der Rettungswagen nun auf den Betrachter zu, "verfolgt" er dabei die von ihm selbst ausgestoßenen Töne und verringert damit die Wellenlänge. Je geringer die Wellenlänge, desto häufiger können wir also den Ton pro Zeiteinheit hören. Auch die Tonhöhe erhöht sich bei verkürzter Wellenlänge.
Hat der Rettungswagen den Betrachter nun passiert und entfernt sich, werden die Wellenlängen verlängert. Tonhäufigkeit pro Zeiteinheit und Tonhöhe sinken.
Quelle
- ↑ Lee W. General principles of carotid Doppler ultrasonography. Ultrasonography. 2013;33(1):11-17.