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Echographie ( 6
pts)
De quels paramètresOn peut examiner un
foetus en faisant passer des impulsions
ultrasonores au travers la paroi abdominale de la
mère. Ces impulsions se propagent dans les
tissus et se réfléchissent en partie
chaque fois qu'elles changent de milieu.
A- Propagation des ultrasons dans l'air
:
On peut modéliser un examen
échographique par un dispositif
expérimental où la sonde joue le
rôle d'émetteur et de
récepteur. L'expérience est
réalisée dans l'air .
L'émetteur E émet des salves
ultrasonores. Une paroi
réfléchissante ( jouant le rôle
de l'organe) réfléchit l'onde
incidente détectée par le
récepteur R.
L'oscillogramme permet d'observer le signal de
l'onde émise et le signal de l'onde
réfléchie, cette dernière
visualisée dans la partie inférieure
de l'écran. La base de temps de
l'oscilloscope vaut 1 ms/div.
- Calculer la durée Dt
entre l'émission et la réception
de l'onde.
- La célérité des
ultrasons dans l'air est 340 m/s. En
déduire la distance entre
l'émetteur et la paroi
réfléchissante.
- La température du laboratoire est
q= 17°C. La
célérité des ultrasons est
donnée par : v= (gRT/M)½
avec : T température en kelvin, M masse
molaire de l'air 29 g/mol, R=8,32 SI et
g= 1,4. Calculer la
célérité des ondes
ultrasonores.
B- L'examen
Au cours d'une échographie. pour explorer
le cœur, on utilise des ondes ultrasonores de
fréquence f= 3,0 MHz. Une sonde
réalise l'émission et la
réception des ultrasons
réfléchis par les tissus. La vitesse
de propagation des ultrasons dans les tissus est de
l'ordre de 1,5.103 m.s-1
- Calculer la longueur d'onde de ces
signaux.
- L'examen porte sur une zone cœur est
situé à d=7,5 cm de la sonde.
Quelle est la durée entre
l'émission et la réception des
ondes ?
- Pour une image échographique, les
différentes nuances de gris sont en
relation avec l'absorption des ultrasons par les
tissus. L'examen échographique
présente-t-il des dangers pour le patient
? Si oui lesquels ? Si non justifier.
- La radiographie est un autre examen
médical utilisant les rayons X qui donne
aussi une image avec une échelle de gris.
Citer deux différences essentielles entre
ces deux techniques d'imagerie.
corrigé
durée Dt
entre l'émission et la réception
de l'onde : 2 divisions soit 2 ms = 2
10-3 s.
distance entre l'émetteur et la
paroi réfléchissante : durée
de l'aller = durée du retour =½
Dt =10-3
s.
distance : v ½ Dt
= 340 *10-3 = 0,34 m.
célérité des ondes
ultrasonores à 17°C dans l'air : v=
(gRT/M)½
T= 273+17 = 290 K ; M= 29 10-3 kg ;
v=(1,4*8,32*290/29
10-3)½= 341,3 m/s.
longueur d'onde de ces signaux
: l=v/f = 1,5
103/ 3 106 = 5
10-4 m.
durée entre l'émission et
la réception des ondes : distance(m) =
célérité (m/s) * durée
aller (s)
durée aller = 7,5 10-2 / 1500
= 5 10-5 s ; durée aller et
retour 10-4 s.
L'examen échographique ne
présente pas de dangers pour le patient
:
l'énergie transportée par les
ondes de fréquence 3 MHz est insuffisante
pour détériorer les tissus
traversés ; de plus cette technique ne met
pas en oeuvre de champs magnétiques.
différences essentielles entre ces
deux techniques d'imagerie :
les rayons X sont des rayons ionisants qui
déteriore les tissus alors que les ondes
ultrasonores sont sans danger.
En radiographie on examine une zone bien
précise afin de déceler des
anomalies
L'échographie examine une zone plus
étendue ( la sonde n'est pas fixe : examen
dynamique ) . L'objectif est de suivre
l'évolution de l'organe ou du foetus
à différentes dates.
L'échographie est capable de faire la
distinction solide/liquide.
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