Doppler-Ultraschall ist die Technologie, bei der ein hochfrequenter Ton ausgesendet wird, um seinen „Abprall“ von einem Objekt unterschiedlicher Dichte sowie die Bewegung und Geschwindigkeit von allem innerhalb des Objekts zu messen. Es hat Anwendungen in einer Vielzahl von Bereichen, einschließlich Militär und Industrie, aber es ist am besten als Mittel für die medizinische Bildgebung bekannt. Der Beckenbereich einer schwangeren Frau hat halbfesten Knochen, dichtes Muskelgewebe und wässrige Flüssigkeit. Ultraschall kann diese unterscheiden. Durch die zusätzliche Möglichkeit, die „Doppler-Verschiebung“ in der reflektierten Schallwelle zu messen, kann darüber hinaus beispielsweise festgestellt werden, ob das Blut, das aus dem Herzen eines ungeborenen Babys gepumpt wird, entwicklungsmäßig ausreichend und gesund ist.
Das Grundprinzip des Ultraschalls ist Sonar – die Echoortungsfähigkeit von Fledermäusen und Delfinen, nicht durch das Sehen zu „sehen“, sondern durch ein hohes Klicken oder Schreien und dann die Eigenschaften seiner Reflexion von den Oberflächen und Dingen in ihrem Lebensraum zu bewerten. Ein Beispiel für den Doppler-Effekt ist ein Auto, das an einem stehenden Fußgänger vorbeifährt. Wenn sich das Auto nähert, hört man das Geräusch seines Motors immer deutlicher ansteigen; und wenn das Auto vorbeifährt und zurückweicht, nimmt der Ton entsprechend in der Tonhöhe ab. Seine Geschwindigkeit und sein Klang sind unveränderlich konstant; aber die vom Motor erzeugten Schallwellen werden durch seine Bewegung tatsächlich komprimiert oder gestreckt. Ein blinder Fußgänger kann die Charakteristik dieser Ganghöhe beurteilen und die Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit des Autos gut bestimmen.
Der Doppler-Effekt wurde 1842 von einem gleichnamigen österreichischen Physiker theoretisch artikuliert, aber erst in weiteren hundert Jahren wurde die Sonographie, die visuelle Graphik oder die Anzeige von Geräuschen, zu einem lebhaften wissenschaftlichen Feld. Die Doppler-Sonographie, die eine kontinuierliche Messung winziger Veränderungen der reflektierten Schallfrequenzen über die Zeit erfordert, erforderte entsprechend präzisere und schnellere elektrische und elektronische Systeme. Weiterentwicklungen bei Medizinprodukten, die Doppler-Ultraschall verwenden, werden weiter entwickelt, insbesondere in ihrer Kontaktsonde und ihrer Datenanzeige.
Die angebundene Sonde von Ultraschall sind elektroakustische Wandler, die elektrische Energie in Schallenergie umwandeln und umgekehrt. Der von ihnen erzeugte Schall kann von Menschen nicht gehört oder gefühlt werden – von 1 bis 18 Megahertz in der Frequenz, variabel, um tiefer in das menschliche Gewebe einzudringen. Ein Doppler-Ultraschall kann einen Dauerton aussenden, aber die meisten Modelle senden den Ton und empfangen seine Echos als Folge sehr schneller Impulse. Letzteres hat den Vorteil, dass auch ein einzelner Puls analysiert werden kann, um beispielsweise die Zeitverzögerung des Echos in Entfernung zu übersetzen und genauere dreidimensionale Bilder zu erzeugen.
Die meisten Doppler-Sonogramm-Displays sind digitale Berechnungen der elektronisch codierten Tondaten, um die wahre Körperanatomie bestmöglich nachzubilden. Ein Bereich der laufenden Sonographieforschung besteht darin, genau zu verfeinern und auszuschöpfen, wie jede Art von menschlichem Gewebe einen Teil aller Frequenzen innerhalb der Reichweite dieser Instrumente absorbiert und einige reflektiert. Die Computerprogramme für die Anzeigeübersetzung werden entsprechend mit neuen, wahreren Informationen aktualisiert.
Ein medizinisches Doppler-Ultraschallgerät misst mit hoher Präzision die Richtung und Geschwindigkeit von Dingen im menschlichen Körper. Die häufigste Anwendung ist die Untersuchung der Blutbewegung, wie beispielsweise der verminderte Fluss einer verstopften Herzarterie oder der umgekehrte Rückfluss einer seiner geschwächten Herzklappen. Es ist auch ein wertvolles zusätzliches Instrument zur Überwachung der Entwicklung eines Fötus im Mutterleib, indem sowohl die eigene Blutzirkulation als auch der gesunde Flüssigkeitsaustausch mit der Mutter gemessen werden.