Cos’è l’effetto Doppler e perché ha contribuito all’evoluzione dell’ecografia
L’effetto Doppler deve il suo nome al matematico e fisico austriaco Christian Andreas Doppler, vissuto nella prima metà dell’Ottocento e noto soprattutto per la scoperta del fenomeno fisico che consiste nel cambiamento della frequenza o della lunghezza d’onda percepita da un osservatore raggiunto da un’onda emessa da una sorgente in movimento.
Noto l’esperimento effettuato da Doppler nel 1945 per verificare la sua ipotesi: egli infatti incaricò dei musicisti a prendere un treno e di suonare all’interno di esso. Nel frattempo egli si sdraiò accanto ai binari della ferrovia ed osservò il suono emesso dal vagone pieno di musicisti in arrivo quindi quello del vagone in allontanamento, confermando che il suono era più alto quando l’origine del suono stesso si stava avvicinando, mentre era più basso quando si stava allontanando.
La frequenza del suono, quindi cambia rispetto all’osservatore a seconda che la sorgente si avvicini o si allontani da esso e viceversa.
Indipendentemente da Doppler, anni dopo un altro studioso, Armand Hppolyte Louis Fizeau, verificò lo stesso fenomeno applicandolo alle onde luminose. Fenomeno che è conosciuto anche con il nome di “effetto Doppler-Fizeau”.
La scoperta di Doppler ha trovato larghissima applicazione in molti ambiti.
Essa, ad esempio, viene sfruttata nella musica, nonché in alcuni tipi di radar per misurare la velocità di oggetti rilevati, mentre in astronomia, applicato alle onde luminose, l’effetto Doppler viene utilizzato per misurare la velocità con cui le stelle e le galassie si avvicinano o si allontanano dalla Terra. È così che si sono potute sviluppare teorie come quella del Big Bang e verificare la continua espansione dell’Universo.
Altra importante applicazione dell’effetto Doppler è nel campo della medicina, e nello specifico nel campo dell’ecografia. Qui questo effetto permette di rilevare in tempo reale la velocità del flusso sanguigno per mezzo di flussimetri eco-doppler, i quali, emettendo onde acustiche che vengono poi riflesse ad una frequenza diversa, permettono di ottenere la velocità delle particelle sanguigne.
È così possibile studiare in modo non invasivo la situazione anatomica e la funzionalità dei vasi sanguigni arteriosi e venosi e del cuore in tempo reale.
Altra applicazione dell’effetto Doppler, utilizzata in ambito medico e farmacologico, è l’anemometria laser doppler, tecnica utilizzata per rilevare la velocità dei fluidi per mezzo di luce laser.
Integrando il colore alle immagini fornite dall’eco-doppler, con l’eco-color-doppler è possibile effettuare un’indagine ancora più precisa e approfondita. Questo esame, infatti, associa le immagini ad alta risoluzione ottenute col principio del Doppler a una visualizzazione a colori, che permette una visione ancora più precisa dei vasi e di eventuali patologie.
Queste tecniche diagnostiche permettono esami non invasivi, sicuri e ripetibili, in quanto non vengono utilizzate radiazioni.
L’esame, della durata di circa 20/30’, viene eseguito tramite una sonda ad ultrasuoni con cui vengono analizzate le parti interessate. Per favorire il passaggio degli ultrasuoni, viene utilizzato un gel da applicarsi sulla pelle.
Le immagini vengono dunque riportate su uno schermo e da qui possono essere analizzate dallo specialista, il quale potrà stamparne alcune tra le più significative.