DopplerVerfahren

DopplerVerfahren bezeichnet eine Reihe von Mess- und Bildgebungsverfahren, die Bewegungen oder Geschwindigkeiten von Objekten anhand der Veränderung der Frequenz der Wellen erfassen, die auf das bewegte Objekt treffen oder von ihm reflektiert werden. Der Begriff rührt von Christian Doppler her, der das Phänomen der Frequenzänderung bei bewegten Quellen und Beobachtern beschrieb. Doppler-Verfahren nutzen dabei meist Schall-, aber auch Licht- oder Radiowellen, je nach Anwendungsgebiet.

Im medizinischen Kontext wird das Doppler-Verfahren vor allem mit Ultraschall umgesetzt, um Blutfluss in Gefäßen oder Herzturbulenzen zu quantifizieren. Die bewegten Blutzellen verschieben die Frequenz des ausgesendeten Ultraschalls; bei Gewebe ergibt sich entsprechend eine Verschiebung durch die Relativbewegung. Die klassische Gleichung für Ultraschall lautet Δf = 2 f0 v cos θ / c, wobei f0 der ausgesendete Frequenz, v die Flussgeschwindigkeit, θ der Winkel zwischen Flussrichtung und Ultraschallstrahl und c die Schallgeschwindigkeit im Gewebe ist.

Es gibt verschiedene Betriebsarten: kontinuierliches Doppler (CW-Doppler) zur Erfassung hoher Geschwindigkeiten ohne räumliche Auflösung, gepulstes Doppler (PW-Doppler) zur Messung der Geschwindigkeit in einem definierten Stichprobenvolumen, sowie Farbdoppler und spektrales Doppler zur grafischen bzw. zeitlichen Darstellung der Flussgeschwindigkeit in Bildlagen.

Anwendungsgebiete umfassen Kardiologie (Beurteilung von Valvularinsuffizienz, Stenosen, Flussprofile), Gefäßmedizin (Durchblutungsstatus, Stenosen) und Geburtshilfe (Durchblutung von Plazenta und Fötus), sowie allgemeine Gefäßerkrankungen. Grenzen sind Winkelabhängigkeit, Artefakte durch Bewegung und Limitierungen bei bestimmten Gewebetypen.

Außerhalb der Medizin werden Doppler-Verfahren in Radar- und Sonar-Systemen, Verkehrsmessungen und in der Astronomie genutzt, um Geschwindigkeiten von Objekten zu bestimmen. Vorteile sind Nicht-Invasivität, Echtzeitdaten und quantitative Geschwindigkeitsangaben; Einschränkungen betreffen Kalibrierung, Blickwinkel und Geräuschanteile.