בדיקת אולטרה סאונד דופלר היא דימות של תנועה באיבר - בדיקה בעזרת אולטרה סאונד של זרימת דם לאיבר הנבדק, המתבסס על אפקט דופלר. לדוגמה: בדיקת דופלר של ציסטה, או בדיקת דופלר של כלי דם באישה בהריון, הבודקת את זרימת הדם בחבל הטבור.
המכשיר מורכב מיחידת עיבוד ותצוגה וממתמר. המתמר ממיר אותות חשמליים לגלי קול וגלי קול מוחזרים לאותות חשמליים.
במהלך הפעולה מפיק המתמר גלי קול בתדירות גבוהה הנעה בין 2 ל-15 MHz [1], על ידי הזרמת זרם חשמלי דרך גבישים פיאזואלקטרים. גלי קול אלה הם סוג של אנרגיה לא-מייננת, למרות זאת הם יכולים לייצר אפקטים מכנים ותרמיים משמעותיים, התלויים בעיקר בתדירות, עוצמה, משך החשיפה וסוג הרקמה המוקרנת. בניגוד לאוויר, המים מהווים מוליך טוב לאנרגיית האולטרה סאונד, לכן בתווך שבין הגוף והמתמר נהוג למרוח חומר צימוד העשוי בעיקרו ממים.
במעבר הגלים ברקמות ותווכים שונים בגוף, אנרגיית הגלים מוחזרת למתמר אשר קולט אנרגיה זו ועל ידי אפקט פיאזואלקטרי הופכי נוצר אות חשמלי [2] .
האותות החשמליים עוברים אל יחידת העיבוד והתצוגה. יחידת העיבוד והתצוגה מתרגמת בעזרת תוכנת מחשב את האותות החשמליים לתמונה הנראית לנו במסך.
עיבוד המידע שמתקבל מהמתמר מתבסס על העובדה כי כאשר החומר מוצק יותר, כלומר החלקיקים מסודרים בצורה דחוסה יותר, כך גלי הקול יתקשו לעבור דרכו ותהיה החזרה גדולה יותר. לעומת זאת, נוזלים מוליכים טוב יותר את גלי האולטרה סאונד ולכן תהיה מהם פחות החזרה. כתוצאה מכך, בתמונה שמתקבלת רואים את הנוזלים בצבע שחור לעומת עצמות ואבנים המייצרים תמונה בגוון בהיר יותר [3].
מכשירי אולטרה סאונד מנוצלים גם למחקרים אלסטוגרפיים של הרקמות.
צל אקוסטי
צל אקוסטי היא הפרעה בבדיקת האולטרה סאונד אשר מתרחשת כאשר גל האולטרה סאונד חוצה את הגבול שבין שני תווכים העשויים מחומרים שונים. במצב זה, הגל מוחזר כמעט באופן מלא כך שהחלק הנמצא מעבר לגבול מוחשך ולמעשה לא מתקבל מידע אנטומי בחלק זה. צל אקוסטי יכול להתרחש במעבר בין אוויר-רקמה, רקמה-עצם, רקמה-פצע. צל זה יכול לעזור בזיהוי אבני מרה או רמות עמוד השדרה [4].
שליטה על גלי האולטרה סאונד
ישנן מספר שיטות שונות אשר שולטות על האופן בו גלי האולטרה סאונד ייפלטו מהמתמר. פליטה של הגלים יכולה להיות בצורה רציפה או לסירוגין. בפליטה רציפה נעשה שימוש במצב של אולטרה סאונד דופלר, בזמן שפליטה לסירוגין נעשית במצב (B (Brightness שנחשב לנפוץ ביותר [5].
שינוי תדירות גלי האולטרה סאונד תאפשר שליטה על חדירתם והרזולוציה של התמונה המתקבלת. ככל שהתדירות תהיה גבוהה יותר, הרזולוציה תהיה טובה יותר אך עומק החדירה יקטן, וההפך עבור תדירות נמוכה יותר. לכן, עבור נבדקים בעלי עודף משקל ואיברים פנימיים (עמוקים) נעשה שימוש בתדרים נמוכים, ועבור בדיקה שיטחית בתדרים גבוהים [6].
יתרונות הדמיה באמצעות אולטרה סאונד
הדמיה טובה של שרירים ושל רקמות רכות; שימושי במיוחד להתווית נקודות המפגש בין מוצקים לחללים מלאי נוזלים.
התמונות הן "בשידור חי", כך שהמפעיל יכול לבחור באופן דינמי את החתך המתאים ביותר לבדיקה ולאיתור שינויים, מה שבמקרים רבים מאפשר דיאגנוזה מהירה.
מראה את המבנה כמו גם את היבטים מסוימים של תפקוד האיברים.
הבדיקה לרוב איננה בדיקה פולשנית, ולא גורמת כל תופעות לוואי אצל הנבדק.
למעט צום בחלק מהדמיות האולטרה סאונד, אין צורך בכל הכנות נוספות כמו בבדיקות אחרות, בהן יש צורך לבלוע חומר מסוים או לקבל זריקת טשטוש.
הבדיקה עצמה גורמת אי-נוחות לנבדק רק לעיתים נדירות.
ציוד הבדיקה נפוץ מאוד וגמיש יחסית; ניתן לבצע בדיקות בצד המיטה.
צוות הבדיקה יכול ברוב המקרים לכלול רק אדם אחד (רופא או טכנאי).
חסרונות הדמיה באמצעות אולטרה סאונד
אולטרה סאונד לא יכול לחדור דרך עצמות, ומתפקד גרוע כאשר יש גז במרווח שבין המתמר לבין האיבר הנבדק (עקב כך מורחים על אזור הבדיקה ג'ל או נוזל צימוד שיימנע חדירת אוויר בין האזור הנבדק לגשיש הבדיקה). כך למשל, גם כאשר יש גזים במערכת העיכול הם עלולים להפריע לבדיקת אולטרה סאונד של הלבלב.
גם ללא עצמות או אוויר, עומק החדירה של אולטרה סאונד מוגבל, מה שמקשה על בדיקת איברים הרחוקים מפני הגוף, בעיקר אצל חולים שמנים במיוחד.
השיטה תלויה במפעיל. נדרשת מידה רבה של כישרון כמו גם ניסיון רב כדי להפיק הדמיות באיכות טובה ולבצע אבחונים מדויקים.
בין 80% ל-90% מטכנאי האולטרה סאונד חווים בעיות בשרירי השלד הקשורות באופן ביצוע הבדיקה [7].
אדלר שאל את הרץ אם ניתן יהיה להשתמש במכ"ם כדי להתבונן אל תוך גוף האדם, אך הרץ אמר שהדבר אינו אפשרי. עם זאת, הוסיף, אולי ניתן לעשות זאת בתדרים על-קוליים. הרץ הכיר מכשירים שאפשרו בדיקת חומרים בעזרת תדרים על-קוליים, ויחדיו הם פתחו את הרעיון להשתמש בשיטה זו ברפואה.
המדידה המוצלחת הראשונה של פעילות לב התבצעה ב-29 באוקטובר1953, בעזרת מכשיר שהושאל מחברה לבניית אוניות. ב-16 בדצמבר באותה השנה, השתמשו בשיטה לביצוע סריקה אולטרה סונית של המוח. בדיקות המיילדוּת הראשונות התבצעו בסקוטלנד באמצע שנות ה-60[8].
