|
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.
|
