ડૉપ્લર પારધ્વનિ આલેખન : લોહીના વહનમાં ઉદભવતા વિકારોનું નિદાન કરવાની પદ્ધતિ. અવાજ તરંગો દ્વારા ગતિ કરે છે. આપણા કાન અવાજના બધા જ પ્રકારના તરંગો ઝીલી શકતા નથી તેથી કેટલાક અવાજના તરંગોને આપણે સાંભળી શકતા નથી. આ પ્રકારના અવાજને અશ્રાવ્યધ્વનિ અથવા પારધ્વનિ (ultrasound) કહે છે. આ પ્રકારના અશ્રાવ્યધ્વનિના તરંગો જ્યારે કોઈ સપાટી પર અથડાય ત્યારે સાંભળી શકાય તેવા અવાજના તરંગોની માફક તે પણ પડઘા રૂપે પાછા આવે છે. અશ્રાવ્યધ્વનિનો પડઘો પણ સાંભળી શકાતો નથી; પરંતુ તેને વિશિષ્ટ સાધનો વડે ઝીલીને તેની નોંધ લઈ શકાય છે. આવા ઝિલાયેલા પડઘારૂપી અશ્રાવ્યધ્વનિના તરંગોનું આલેખન પણ કરી શકાય છે. આ પ્રકારના આલેખનથી જે સપાટી પરથી તે પાછા આવ્યા હોય તેમનાં ચિત્રણો (images) લઈ શકાય છે. અશ્રાવ્ય ધ્વનિ વડે લેવાતાં ચિત્રણોને અશ્રાવ્યધ્વનિચિત્રણ (ultrasonography) અથવા ધ્વનિચિત્રણ (sonography) કહે છે. આધુનિક તબીબી ક્ષેત્રમાં તેનો ઉપયોગ વિવિધ રોગો અને વિકારોના નિદાનમાં થાય છે. લોહીની નસોમાં વહેતા લોહી અને નસોની દીવાલોનાં પણ ચિત્રણો લેવામાં આ જ સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ કરાય છે. વહેતા પ્રવાહીનાં ચિત્રણો લેવાની પદ્ધતિને તેના સંશોધકના નામ સાથે જોડીને ડૉપ્લર સોનોગ્રાફી કહે છે. તેને શાસ્ત્રીય રીતે ગતિલક્ષી ધ્વનિચિત્રણ પણ કહેવાય છે. હાલ આ ચિત્રણોમાં વહેણની દિશા સૂચવવા બે પ્રકારના રંગોને કૃત્રિમ રૂપે ઉમેરીને વધુ સારું ચિત્ર મેળવી શકાય છે. તેને ડૉપ્લર રંગીન ચિત્રણો (Doppler colour imaging – DCI) કહે છે. તેની મદદથી શરીરના વિવિધ અવયવોની રચના, તેની વિકૃતિઓ, તેની લોહીની નસો તથા તેમાંના રુધિરાભિસરણ અંગે અને તેના દ્વારા તેમના કાર્ય અંગે ઘણી ઉપયોગી માહિતી મળે છે.
ગતિશીલ પદાર્થ પરથી અથડાઈને પાછા આવતા તરંગની આવૃત્તિ (frequency) તેના સ્રોતરૂપ (source) ધ્વનિતરંગોની આવૃત્તિથી જુદી પડે છે. આ પ્રક્રિયા(phenomenon)ને ડૉપ્લર અસર અથવા ગતિલક્ષી અસર કહે છે. તે વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં જોવા મળે છે. જો એક ચોક્કસ આવૃત્તિ ધરાવતા તરંગો જે પદાર્થ પરથી અથડાઈને (પરાવર્તિત થઈને) પાછા આવતા હોય તે પદાર્થ પાસે આવતો હોય કે દૂર જતો હોય ત્યારે તેની આવૃત્તિ બદલાય છે. ઊડતા વિમાન પરથી પરાવર્તિત થતા રેડિયોતરંગો પણ આવી ડૉપ્લર અસર બતાવે છે અને તેથી તેની આવૃત્તિ બદલાય છે. બદલાતી જતી આવૃત્તિની નોંધ પરથી ઊડતા વિમાનની દિશા વગેરે જાણી શકાય છે.
તબીબી ક્ષેત્રે વપરાતાં ડૉપ્લર અસર પર કામ કરતાં સાધનોનો સિદ્ધાંત આકૃતિ 1માં દર્શાવ્યો છે. સામાન્ય રીતે અલ્ટ્રાસોનોગ્રાફીનાં સાધનોમાં અશ્રાવ્યધ્વનિ ઉત્પન્ન કરનાર સ્રોત, પરાવર્તિત કરનાર અવયવ (reflector) અને પરાવર્તિત તરંગો ઝીલતો સ્વીકારક (receiver) સ્થિર હોય છે. તેથી એક જ પ્રકારની ચોક્કસ આવૃત્તિવાળા તરંગો મળે છે. સ્રોત અને સ્વીકારકને એક જ સાધનમાં ગોઠવવામાં આવે છે. તેને નિવેશક (probe) કહે છે. હવે જો ધ્વનિ તરંગોનું પરાવર્તન કરતો પરાવર્તક અવયવ અથવા સ્વીકારક સાધન ખસીને એકબીજાની પાસે આવે કે દૂર જાય તો પરાવર્તિત તરંગોની આવૃત્તિ બદલાય છે. તેથી સ્વીકારક સ્થિર હોય અને પરાવર્તક પેશી જો ખસતી હોય તો તેના પરથી પરાવર્તિત થઈને આવતા તરંગોની બદલાવેલી આવૃત્તિ વડે પેશીની ગતિ અંગે માહિતી મળે છે. કોઈ એક નસમાં લોહી વહેતું હોય ત્યારે તેના પર સ્થિર મુકાયેલો સ્વીકારક, સ્વીકારક તરફ આવતા અને તેનાથી દૂર જતા લોહીના જથ્થાથી પરાવર્તિત થયેલા જુદી જુદી આવૃત્તિવાળા તરંગોની નોંધ લઈને લોહીના વહનનો વેગ અને તેની દિશા દર્શાવે છે. આ ડૉપ્લર સોનોગ્રાફીમાં કાર્યરત રહેલો સિદ્ધાંત છે. જો મગજ, પેટના અવયવો, ગર્ભશિશુ, ગાંઠ કે હાથપગની નસોમાં લોહીના વહનમાં અવરોધ હોય તો તે ડૉપ્લર સોનોગ્રાફી વડે દર્શાવી શકાય છે. હૃદયના વાલ્વના વિકારો કે હૃદયના ખંડોની વચ્ચે આવેલી દીવાલોમાં છિદ્રો હોય તો તેમાં વિષમ (abnormal) રીતે લોહીનું વહન થાય છે. હૃદયના આ વિકારોના નિદાનમાં વપરાતી ડૉપ્લર અસર પર આધારિત પદ્ધતિને દ્વિ-દિશા–સૂચક હૃદ્-પ્રતિધ્વનિલેખન (2-directional echocardio-graphy) કહે છે.
આકૃતિ : ડૉપ્લરનો સિદ્ધાંત. (ક) નિવેશક (probe), (ખ) સ્વીકારક (receptor), (ગ) પેશી/પદાર્થ, ((ક્ષ) પેશી/પદાર્થ કે સ્વીકારની ગતિની દિશા દર્શાવે છે. (અ) સામાન્ય સ્થિર સ્થિતિ; (આ) સ્વીકારથી દૂર થતી પેશી/પદાર્થ; (ઇ) પેશી/પદાર્થથી દૂર જતો સ્વીકારક; (ઈ) સ્વીકારકની નજીક જતી પેશી/પદાર્થ; (ઉ) પેશી/પદાર્થની નજીક જતો સ્વીકારક ‘’ અશ્રાવ્યધ્વનિ તરંગો(ultrasound waves)ની દિશા દર્શાવે છે. નોંધ : સ્વીકારક તરફ પરાવર્તિત તરંગોની આવૃત્તિમાં, સ્વીકાર કે પેશી/પદાર્થની ગતિને કારણે, ફેરફાર થાય છે. તેને ડૉપ્લર-અસર કહે છે.
નિવેશક = probe અશ્રાવ્યધ્વનિ તરંગ = ultrasound wave
સ્વીકારક = receptor આવૃત્તિ = frequency
નિદાનલક્ષી ઉપયોગો : મગજમાં જતી ધોરી નસ(ગ્રીવાધમની, carotid artery)નાં ડૉપ્લર ચિત્રણો લકવો થવાના ભયનું વેળાસરનું નિદાન કરવામાં વપરાય છે. તે વિવિધ રોગો અને વિકારોમાં જોવા મળે છે; દા. ત., ધમનીકાઠિન્ય(atherosclerosis)ના વિકારથી અસરગ્રસ્ત હૃદય અને નસો, હૃદયની મુકુટધમની(coronary artery)ના વિકારો, મુકુટધમની વિમાર્ગીપથ (coronary bypass)ની શસ્ત્રક્રિયા માટેના દર્દીઓ, હૃદયના કાર્યની અલ્પક્ષમતાવાળા દર્દીઓ, વારંવાર હળવા લકવાના હુમલા થતા હોય તેવા દર્દીઓ, લોહીનું ઊંચું દબાણ, મધુપ્રમેહ વગેરે. મગજમાં જતી મણિકાધમની(vertebral artery)નો પણ આવી જ રીતે અભ્યાસ કરાય છે. પગની નસોમાં લોહી જામી જાય, હાથ-પગની આંગળીઓની નસો સંકોચાવાથી ગગ્રીન નામનો રોગ થાય તો તેના નિદાનમાં પણ તેનો ઉપયોગ થાય છે. પેટના રોગોના નિદાનમાં વધુ પડતી નસોવાળી પેશીના નિદર્શનમાં, જુદી જુદી નસો દર્શાવવામાં, તેમાંના લોહીના વહનની દિશા નક્કી કરવામાં, ધમની-શિરાની કુરચનાઓના નિદાનમાં, અવયવોમાં નિવેશનનળી (catheter) નાંખવા માટે, કૅન્સરગ્રસ્ત અવયવના નિદાનમાં વગેરે વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં તેનો ઉપયોગ થાય છે. સગર્ભાસ્થામાં ગર્ભનો પ્રારંભિક વિકાસ દર્શાવવા, ઓરના સ્થાનની વિકૃતિઓ કે વિકારો દર્શાવવામાં, ગર્ભશિશુની ગર્ભનાળધમનીનું સ્થાન દર્શાવવામાં, ગર્ભમાંની કુરચનાઓ જોવા માટે, અન્યસ્થાની ગર્ભપ્રતિસ્થાપન-(ectopic embryo inplantation)નું નિદાન કરવા માટે, ગર્ભાશય અને તેની આસપાસની સંરચનાઓની ગાંઠના નિદાનમાં, જો ગર્ભ ધારણ કરવામાં મુશ્કેલી હોય તો તેના નિદાનમાં – આમ વિવિધ રીતે તે સ્ત્રીઓના અને ગર્ભશિશુના વિકારોના નિદાનમાં ઉપયોગી બને છે. હવે સ્નાયુઓ અને સાંધાઓના વિકારમાં પણ તેનો ઉપયોગ શરૂ કરાયેલો છે. લોહીનાં વહનવેગ, કોણ અને દિશાનું નિદર્શન કરીને હવે અશ્રાવ્યધ્વનિલક્ષી વાહિનીચિત્રણ (ultrasound angiography) કરવાનાં સંશોધનો ચાલે છે. આ પદ્ધતિ દ્વારા શરીરની વિવિધ નસોનાં ચિત્રો મેળવી શકાય છે.
શિલીન નં. શુક્લ
શરદ શાહ