Lorsque des ultrasons de grande amplitude sont utilisés, il est possible de détecter de faibles échos provenant de structures beaucoup plus petites, y compris ceux des globules rouges.
Lorsque le sang se déplace par rapport à la direction du faisceau ultrasonore, la fréquence des ondes de retour est modifiée selon le principe Doppler (qui stipule que le décalage de la fréquence de la forme d'onde perçue par rapport à la fréquence de la forme d'onde transmise est proportionnel à la vitesse de la source (c'est-à-dire les surfaces réfléchissantes des cellules sanguines en mouvement) par rapport à l'observateur).
Dans les études Doppler, l'échographe doit être aligné aussi précisément que possible parallèlement à la direction du flux (plutôt qu'à angle droit).
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