อัลตราซาวนด์สีแบบดอปเปลอร์รวมภาพขาวดำทั่วไปเข้ากับหลักการทางฟิสิกส์ของดอปเปลอร์ เพื่อแสดงให้เห็นถึงการไหลเวียนของเลือดภายในหลอดเลือดแบบเรียลไทม์ อัลตราซาวนด์ทั่วไปจะให้เพียงภาพของสิ่งที่อยู่ภายในร่างกาย แต่อัลตราซาวนด์สีแบบดอปเปลอร์สามารถทำได้มากกว่านั้น โดยสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงความถี่ในระดับเล็กน้อยเมื่อเม็ดเลือดแดงเคลื่อนที่จริงๆ สิ่งที่เกิดขึ้นต่อไปนั้นน่าสนใจมากเช่นกัน เพราะการเปลี่ยนแปลงความถี่เหล่านี้จะถูกแปลงเป็นแผนที่สีสันสดใส ซึ่งทับซ้อนอยู่บนโครงสร้างของร่างกายที่เรากำลังตรวจสอบอยู่ สีแดงหมายถึงการไหลของเลือดที่มุ่งหน้าเข้าหาเครื่องมือ ในขณะที่สีน้ำเงินแสดงถึงการไหลของเลือดที่ออกห่างจากเครื่องมือ สำหรับแพทย์ที่ทำงานในการวินิจฉัยโรคหรือดำเนินการรักษา การมองเห็นข้อมูลสีนี้มีความแตกต่างอย่างมาก พวกเขาสามารถตรวจสอบได้ว่าหลอดเลือดนั้นเปิดและทำงานได้ตามปกติหรือไม่ ซึ่งช่วยให้พวกเขาสามารถตัดสินใจเลือกวิธีการรักษาได้ดียิ่งขึ้นในแทบทุกสาขาของทางการแพทย์
เทคโนโลยีดอปเปลอร์ทำงานได้เพราะเมื่อคลื่นเสียงสะท้อนออกจากเซลล์เม็ดเลือดที่กำลังเคลื่อนที่ จะเกิดการเปลี่ยนแปลงความถี่ขึ้น ซึ่งขึ้นอยู่กับความเร็วของการไหลของเลือด จากนั้นซอฟต์แวร์อัจฉริยะจะนำการเปลี่ยนแปลงความถี่เหล่านี้มาประมวลผลเป็นข้อมูลทั้งทิศทางและตัวเลขที่แท้จริง แสดงผลบนหน้าจอระหว่าง 15 ถึง 30 ครั้งต่อวินาที เนื่องจากอัตราการอัปเดตที่รวดเร็วนี้ ทำให้แพทย์สามารถสังเกตเห็นรูปแบบการไหลที่ผิดปกติได้ทันที เช่น การไหลเป็นเกลียวหรือการไหลที่ปั่นป่วน ซึ่งมักพบในกรณีที่หลอดเลือดแดงแคบลง เช่น ภาวะหลอดเลือดแดงคารอทิดอุดตัน การสังเกตอย่างรวดเร็วนี้ช่วยให้ได้ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับพลวัตของการไหลเวียนเลือดในขณะที่ทำการสแกน ทำให้การวินิจฉัยมีประสิทธิภาพมากขึ้นแบบเรียลไทม์
อัลตราซาวนด์โหมด B หรือภาพอัลตราซาวนด์ระดับสีเทา สามารถแสดงโครงสร้างของอวัยวะต่างๆ ได้อย่างชัดเจน ในขณะที่โดปเปลอร์สี (Color Doppler) ช่วยให้แพทย์เห็นภาพการไหลเวียนของเลือดผ่านโครงสร้างเหล่านั้นอย่างแท้จริง ตัวอย่างเช่น ก้อนลิ่มเลือดในหลอดเลือดดำที่ขา อาจปรากฏให้เห็นในการสแกนทั่วไป แต่หากไม่มีโดปเปลอร์ เราจะไม่ทราบว่าเลือดยังคงไหลผ่านก้อนลิ่มนั้นได้หรือหยุดนิ่งสนิท การรวมข้อมูลทั้งสองวิธีเข้าด้วยกันจึงช่วยเพิ่มความแม่นยำในการวินิจฉัยอย่างมาก งานวิจัยพบว่า เมื่อเผชิญกับกรณีที่เกี่ยวข้องกับระบบหลอดเลือดซึ่งไม่ชัดเจน การใช้ทั้งสองวิธีร่วมกันสามารถเพิ่มความแม่นยำได้ประมาณ 40% เมื่อเทียบกับการใช้ภาพระดับสีเทาเพียงอย่างเดียว นักโรคหัวใจพบว่าวิธีนี้มีประโยชน์อย่างยิ่ง เพราะสามารถตรวจสอบการทำงานของลิ้นหัวใจโดยไม่จำเป็นต้องพึ่งหัตถการที่รุกรานร่างกาย ซึ่งช่วยประหยัดเวลาและลดความเสี่ยงให้กับผู้ป่วยที่ต้องรับการตรวจประเมิน

โดยการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงความถี่ของคลื่นอัลตราซาวด์ที่สะท้อนกลับ โดพเพลอร์สีสามารถประเมินสภาพการไหลของเลือดได้ เมื่อเม็ดเลือดแดงเคลื่อนที่เข้าหาหัวตรวจ คลื่นที่สะท้อนกลับจะถูกบีบอัด (ความถี่เพิ่มขึ้น) ในขณะที่เมื่อเคลื่อนที่ออกห่าง คลื่นจะยืดออก (ความถี่ลดลง) การเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้สามารถวัดความเร็วและทิศทางของการไหลได้อย่างแม่นยำ การเบี่ยงเบนจากกระแสเลือดที่เป็นชั้นปกติ เช่น ความเร็วที่เพิ่มขึ้นหรือการไหลปั่นป่วน ช่วยระบุภาวะผิดปกติ เช่น หลอดเลือดตีบ หลอดเลือดโป่งพอง หรือภาวะลิ้นหัวใจรั่ว
การจับคู่สีแปลงลักษณะการไหลเป็นสัญญาณภาพ: สีแดงแสดงการไหลไปข้างหน้า สีน้ำเงินแสดงการไหลย้อนกลับ พื้นที่ที่มีการไหลปั่นป่วนจะปรากฏเป็นลวดลายโมเสกเนื่องจากความเร็วที่หลากหลาย ซึ่งบ่งชี้ถึงปัญหาที่อาจเกิดขึ้น เช่น คราบไขมันในหลอดเลือดแดงหรือลิ่มเลือดอุดตันในหลอดเลือดดำ การวิเคราะห์รวมข้อมูลในปี 2024 พบว่าวิธีนี้มีความไวในการตรวจหารูปแบบการไหลผิดปกติได้ถึง 92% ขณะประเมินระบบหลอดเลือด ทำให้เป็นเครื่องมือที่เชื่อถือได้สำหรับการระบุโรคในระยะแรก
การวิเคราะห์เชิงปริมาณใช้สูตร: ความเร็ว = (การเปลี่ยนแปลงความถี่ × ความเร็วของเสียง) / (2 × ความถี่ของทรานสดิวเซอร์ × โคไซน์ θ) . การวัดที่แม่นยำต้องการการแก้ไขมุมอย่างเหมาะสม (θ < 60°) เพื่อลดข้อผิดพลาดในการวัดความเร็วสูงสุดในช่วงซิสโตลิก (PSV)—ซึ่งเป็นตัวชี้วัดสำคัญสำหรับการประเมินระดับการตีบตัน งานวิจัยยืนยันว่าค่า PSV เกิน 200 ซม./วินาที ในหลอดเลือดแดงคารอทิดส์มีความสัมพันธ์อย่างชัดเจนกับการแคบลงของหลอดมากกว่า 70%
เมื่อพูดถึงการตรวจหามีลิ่มเลือดอุดตันในหลอดเลือดดำลึก สีของคลื่นเสียงดอปเพลอร์ (Color Doppler Ultrasound) ถือเป็นวิธีที่ได้รับความนิยมสูงสุด ซึ่งช่วยตรวจสอบความสามารถในการบีบตัวของหลอดเลือดดำ พร้อมทั้งแสดงการไหลเวียนของเลือดแบบเรียลไทม์ หากไม่มีการไหลของเลือดในหลอดเลือดดำที่ควรจะสามารถบีบตัวได้ มักหมายถึงมีลิ่มเลือดเกิดขึ้น การศึกษาวิจัยพบว่าเทคนิคนี้มีความแม่นยำประมาณ 87 เปอร์เซ็นต์ เมื่อใช้ตรวจลิ่มเลือดบริเวณส่วนบนของขา ความสำเร็จในระดับสูงนี้ทำให้แพทย์ไม่จำเป็นต้องพึ่งพาการตรวจวินิจฉัยด้วยการฉีดสารทึบรังสี (contrast venography) ที่ทำให้ผู้ป่วยรู้สึกไม่สบายอีกต่อไป นอกจากนี้ ผู้ป่วยยังได้รับผลการตรวจอย่างรวดเร็วทันทีในห้องตรวจ แทนที่จะต้องรอผลจากห้องปฏิบัติการหลายวัน
การทบทวนเชิงอภิมานในปี ค.ศ. 2025 ใน ภูมิทัศน์ ใน สัตริย์ทางกาย ทบทวนการศึกษา 18 ฉบับ (n=4,752 ผู้ป่วย) ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการอัลตราซาวนด์สีแบบ Doppler มีค่าความไว 92% และค่าจำเพาะ 89% สำหรับภาวะลิ่มเลือดอุดตันในหลอดเลือดดำลึก (DVT) ที่มีอาการ แต่ประสิทธิภาพลดลงเหลือ 81% และ 83% ในบุคคลที่ไม่มีอาการ ซึ่งเน้นย้ำถึงความสำคัญของข้อมูลทางคลินิกและประสบการณ์ของผู้ปฏิบัติในการตีความผล
การอัลตราซาวนด์สีแบบ Doppler ใช้ตัวชี้วัดหลักสองประการในการระบุการตีบของหลอดเลือดแดง:
ระหว่างการทำทดสอบ Valsalva การวัดระยะเวลาของการไหลย้อนกลับช่วยในการประเมินระดับความผิดปกติของลิ้น:
0.5 วินาทีในหลอดเลือดดำตื้น บ่งชี้ถึงภาวะลิ้นไม่สมบูรณ์ที่ผิดปกติ
1.0 วินาทีในหลอดเลือดดำลึก บ่งชี้ถึงความผิดปกติที่มีนัยสำคัญทางคลินิก
การประเมินมาตรฐานนี้ช่วยแนะนำการวางแผนการรักษา ตั้งแต่การดูแลแบบอนุรักษ์ไปจนถึงการทำลายหลอดเลือดภายใน
เมื่อพิจารณาเกี่ยวกับพลวัตของการไหลเวียนของเลือด แพทย์ส่วนใหญ่มักใช้การถ่ายภาพด้วยคลื่นเสียงสะท้อนความถี่สีร่วมกับเทคนิคโดปเพลอร์แบบสเปกตรัม การรวมกันนี้ช่วยให้แพทย์สามารถวิเคราะห์รูปคลื่นและได้รับค่าการอ่านที่แม่นยำเกี่ยวกับความเร็วของการไหลเวียนของเลือดผ่านหลอดเลือด สองการวัดที่สำคัญซึ่งเด่นชัดในการประเมินภาวะหลอดเลือดแดงตีบคือ ความเร็วสูงสุดในระยะหัวใจบีบตัว (PSV) และความเร็วสุดท้ายในระยะหัวใจคลายตัว (EDV) ตามแนวทางล่าสุดจากสมาคมโรคหัวใจแห่งยุโรป ปี 2023 หากผู้ป่วยมีค่า PSV เกิน 230 ซม./วินาที ในหลอดเลือดแดงคารอทิด หมายความโดยทั่วไปว่ามีการอุดตันมากกว่า 70% การพิจารณารูปแบบสเปกตรัมที่ปรากฏจริงยังสามารถบ่งชี้ถึงปัญหาที่เกิดขึ้นบริเวณปลายน้ำได้อีกด้วย เมื่อเราเห็นสัญญาณที่อ่อนลงหรือรูปคลื่นแบบโมโนเฟสที่เรียบ บ่อยครั้งที่สิ่งเหล่านี้ชี้ไปที่โรคอุดตันที่เกิดขึ้นในระบบหลอดเลือดบริเวณปลายน้ำ
ระบบสมัยใหม่ใช้การเข้ารหัสสีแดง-น้ำเงินเพื่อแสดงทิศทางการไหล โดยลวดลายโมเสกสีเขียวจะเน้นย้ำถึงการเกิดการปั่นป่วนของกระแสเลือด การให้ข้อมูลแบบเรียลไทม์นี้ช่วยในการระบุทิศทางการไหลย้อนกลับในลิ้นหัวใจที่ทำงานผิดปกติ และเส้นทางเสริมในภาวะอุดตันเรื้อรัง เมื่อเทียบกับการสร้างภาพระดับสีเทาเพียงอย่างเดียว การจับคู่สีช่วยลดข้อผิดพลาดในการตีความลงได้ 34% ในกรณีหลอดเลือดที่ซับซ้อน
เครื่องมือปัญญาประดิษฐ์กำลังช่วยในการทำให้กระบวนการจัดประเภทรูปแบบการไหลเวียนของเลือดและการตรวจพบความผิดปกติของระบบไหลเวียนเลือดที่ต้องพิจารณาอย่างละเอียดเป็นไปโดยอัตโนมัติ งานวิจัยที่ตีพิมพ์เมื่อปีที่แล้วในวารสาร Applied Sciences พบว่า การใช้แนวทางการเรียนรู้ของเครื่องสามารถเพิ่มอัตราการตรวจพบได้ประมาณ 22 เปอร์เซ็นต์ เมื่อจัดการกับกรณีที่ซับซ้อน เช่น เลือดไหลช้าในทารกแรกเกิดที่มีภาวะเลือดออกในสมอง ระบบเหล่านี้ได้รับการฝึกฝนโดยใช้ภาพทางการแพทย์ที่ไม่ระบุชื่อมากกว่าหนึ่งแสนภาพ ทำให้สามารถระบุปัญหาต่างๆ ได้ตั้งแต่ลิ่มเลือดอุดตันในหลอดเลือดดำลึก ไปจนถึงการเชื่อมต่อผิดปกติระหว่างหลอดเลือดแดงและหลอดเลือดดำ ประโยชน์ที่แท้จริงคือในสภาพแวดล้อมทางคลินิกที่ยุ่งเหยิง ซึ่งการวินิจฉัยที่รวดเร็วและแม่นยำนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง
โปรโตคอลที่ได้มาตรฐานมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพิ่มความน่าเชื่อถือในการวินิจฉัย การจัดท่าผู้ป่วยอย่างเหมาะสม การตั้งค่าเครื่องมือให้เหมาะสม (เกน อัตราการส่งพัลส์ และตัวกรองสัญญาณรบกวน) และเทคนิคที่สม่ำเสมอ สามารถลดสัญญาณรบกวนจากภาพได้ 18% ตามการศึกษาด้านการถ่ายภาพฮีโมไดนามิกในปี 2023 คำแนะนำหลัก ได้แก่
โครงการฝึกอบรมแบบมีโครงสร้างที่เน้นการวางหัวตรวจอย่างถูกต้อง ช่วยลดการวินิจฉัยโรคลิ่มเลือดอุดตันในหลอดเลือดดำลึกผิดพลาดถึง 60% ในงานทดลองหลายศูนย์ ซึ่งเน้นย้ำบทบาทของการพัฒนาความสามารถ
ในสถานการณ์เร่งด่วน เช่น การบาดเจ็บรุนแรงหรือภาวะขาดเลือดของแขนขา การตรวจด้วยสีโดพเพลอร์ (Color Doppler) จะเน้นการตรวจจับสิ่งกีดขวางที่คุกคามชีวิตอย่างรวดเร็ว ตามแนวทางการถ่ายภาพหลอดเลือดปี 2024 การตรวจฉุกเฉินควรเสร็จสิ้นภายใน 15 นาที โดยมีความไวในการตรวจจับการอุดตันของหลอดเลือดแดงได้ถึง 92% กลยุทธ์ที่แนะนำ ได้แก่
งานวิจัยเบื้องต้นจากจอห์นส์ฮอปกินส์ (2023) แสดงให้เห็นว่า การใช้เทคนิคโดพเพลอร์แบบเจาะจงร่วมกับการวิเคราะห์โดยปัญญาประดิษฐ์สามารถลดระยะเวลาในการวินิจฉัยลงได้ 34% ในกรณีเตือนภัยโรคหลอดเลือดสมอง แม้ว่าการตรวจสอบผลในวงกว้างยังคงดำเนินอยู่
แม้จะมีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีมากมายที่เราได้เห็น แต่การตรวจจับภาวะการไหลเวียนของเลือดต่ำมากซึ่งต่ำกว่า 5 ซม./วินาที ยังคงทำให้แพทย์ปวดหัว โดยเฉพาะเมื่อต้องรับมือกับกรณีผู้ป่วยช็อกจากภาวะติดเชื้อ (septic shock) หรือโรคหลอดเลือดแดงส่วนปลายอย่างรุนแรง ผลการทดสอบในสนามจริงแสดงให้เห็นว่าระบบเหล่านี้คาดเคลื่อนประมาณ 12 ถึง 19 ครั้งจากทุกๆ 100 ครั้ง ซึ่งถือว่าไม่ดีเลย ตามรายงานล่าสุดจากกลุ่มผู้เชี่ยวชาญด้านภาพถ่ายฮีโมไดนามิกส์ (Hemodynamic Imaging Consensus group) ที่เผยแพร่ในปีนี้ พบว่าเกือบ 4 จากทุกๆ 10 คลินิกในพื้นที่ชนบทไม่มีอุปกรณ์ที่เหมาะสมในการตรวจจับการไหลเวียนเลือดเล็กน้อยเหล่านี้ ทำให้การคัดกรองโรคลิ่มเลือดอุดตันในหลอดเลือดดำลึก (deep vein thrombosis) มีความน่าเชื่อถือต่ำในพื้นที่เหล่านั้น อย่างไรก็ตาม มีการพัฒนาที่น่าสนใจเกิดขึ้น เช่น นักวิจัยในมาลาวีได้ทดสอบเครื่องตรวจที่เชื่อมต่อกับสมาร์ทโฟน ซึ่งสามารถให้ผลเทียบเท่ากับอุปกรณ์ราคาแพงในโรงพยาบาลได้ประมาณ 84% ของกรณี นอกจากนี้ยังมีงานวิจัยเกี่ยวกับเทคนิคการบีบอัดพิเศษที่ช่วยเพิ่มอัตราการตรวจพบได้เกือบ 30% สำหรับผู้ป่วยที่มีน้ำหนักตัวมาก และในท้ายที่สุด ยังมีแนวทางใหม่ที่ให้เจ้าหน้าที่ถ่ายภาพที่ผ่านการฝึกอบรมทำการสแกนโดยได้รับคำแนะนำจากระยะไกลจากผู้เชี่ยวชาญผ่านการสนทนาทางวิดีโอ
แนวทางเหล่านี้ช่วยปิดช่องว่างที่ระบุไว้ในรายงานขององค์การอนามัยโลก (WHO) ปี 2023 ซึ่งพบว่ามีเพียง 22% ของประเทศรายได้ต่ำเท่านั้นที่เป็นไปตามมาตรฐานการฝึกอบรมอัลตราซาวด์ขั้นต่ำ