Instrumentacion

SECCION IV INSRUMENTACIÓN DOPPLER

IVA. Efecto Doppler IVB. Instrumentación Doppler

Capítulo IV A EFECTO DOPPLER
Ramón Vila i Coll Ciudad Sanitaria Universitaria de Bellvitge. Barcelona

A. Efecto Doppler A. El efecto doppler es un fenómeno en el cual se observa un aparente cambio de la frecuencia cuando hay un movimiento relativo entre la fuente de emisión y el receptor. B. Estefenómeno, que se produce con cualquier tipo de onda, se puede ilustrar usando una analogía entre las ondas y las olas que golpean un barco. Supongamos que el viento sopla con una velocidad constante y en una única dirección, en ese caso la distancia entre las crestas de las olas será uniforme. Si el barco esta parado, la frecuencia de las olas que lo golpeen será constante. Pero si el barco se dirigehacia el viento encontrará un mayor numero de olas por fracción de tiempo, es decir que un sujeto situado en la cubierta del barco apreciaría un aumento relativo de la frecuencia. Por el contrario si el barco invierte su dirección y se aleja del viento, el número de olas que le alcanzarán por fracción de tiempo disminuirá y por lo tanto apreciará una disminución relativa de la frecuencia. Cuanto másrápido se mueva el barco en una u otra dirección mayor será la diferencia entre la frecuencia real y la observada.

II.

Cambio de frecuencia doppler: A. La diferencia entre la frecuencia emitida y la frecuencia observada, cuando existe un movimiento relativo entre emisor y receptor, es lo que se denomina cambio de frecuencia doppler o simplemente frecuencia doppler. Este cambio depende de lavelocidad con que se muevan la fuente de emisión, el receptor o ambos, es decir que un incremento en la velocidad relativa entre fuente y receptor causará un mayor cambio en la frecuencia observada. El cambio de frecuencia doppler depende también de la velocidad de propagación del sonido en el medio y de la frecuencia emitida.

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B. En el caso de un emisor de ultrasonidos, el haz deultrasonidos al chocar contra un reflector en movimiento, como por ejemplo los hematíes, será reflejado con un cambio en su frecuencia que dependerá de la velocidad del reflector, la frecuencia emitida y la velocidad de propagación en el tejido III. Ecuación doppler: A. La frecuencia doppler (fD) que se produce al explorar un cuerpo en movimiento en el tejido se calcula según la siguiente formula:

2v ffD = c donde c es la velocidad del sonido en el tejido, v la velocidad del cuerpo en movimiento y f la frecuencia del transductor . B. Esta ecuación es en realidad una aproximación simplificada del cambio de frecuencia doppler, que se basa en el hecho de que las velocidades fisiológicas de la sangre, incluso en casos extremos, son relativamente pequeñas si las comparamos con la velocidad depropagación del sonido (1540 m/s). C. Recordemos que la frecuencia de la onda se mantiene constante (es una función del medio que estamos explorando). El cambio de frecuencia observado es debido al movimiento existente entre emisor y reflector. La ecuación doppler determina que un aumento de velocidad del reflector producirá un mayor cambio de frecuencia doppler, por lo tanto si podemos medir estecambio podremos conocer la velocidad del reflector (es decir de los hematíes). I. Angulo doppler A. Tal como se ha expresado, la ecuación doppler es valida solamente cuando el reflector se mueve en la misma dirección del haz. Cuando el ángulo existente entre el haz y la dirección del reflector (dirección del flujo) es distinto de 0 deberemos modificar la formula incluyendo el coseno de este ángulo.Este ángulo es lo que se conoce como ángulo doppler:

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2v f cos φ fD = c

B. Para ángulos superiores a 90º el coseno es negativo, produciendo frecuencias doppler negativas. Para un determinado flujo, cuanto mayor es el ángulo doppler, menor es la frecuencia doppler. C. Mediante la ecuación doppler, si conocemos la frecuencia de emisión, el cambio de frecuencia doppler y el ángulo...