2de_Santé_TP_ : L` échographie M.Henry

2de_Santé_TP_ : L' échographie
M.Henry
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Sources : fiches pédagogiques Pierron / Eduscol Nancy activité ultrasons et échographie.
L'ultrason est un son, dont la fréquence est supérieure à 20 000 Hz. Le nom vient du fait que leur fréquence est trop
élevée pour être audible pour l'oreille humaine : le son est trop aigu. Les sons se déplacent dans l'air et les matériaux.
Le but du Tp est de comprendre comment les ultrasons sont utilisés dans le cas de l'échographie médical.
_ Dispositif utilisé pour la séance :
_ à t = 0s des ultrasons sont émis par l' émetteur.
_ On observe le signal reçu par le récepteur sur l'ordinateur.
Tension ( volt )
Alimentation
E
R
Temps ( s )
Emétteur
Récepteur
interface
Fichier : échographie paramètres.ltp
règle
____________________Appeler le professeur pour vérification.___________________
_Activité 1 : Vitesse des ultrasons
Reculer doucement le récepteur jusqu’à une distance de 40 cm et observer la courbe à l'écran.
→ Qu’observe-t-on quand on bouge le récepteur ?
→ Quelle grandeur mesure-t-on sur l’axe vertical de l’écran ?
→ Comment varie cette grandeur quand on éloigne le récepteur ?
→ Quelle grandeur mesure-t-on sur l’axe horizontal de l’écran ?
→ Le récepteur détecte-t-il instantanément des ultrasons ( à t=0s) ?
Dessiner le signal reçu
→ Comment varie la courbe quand on éloigne le récepteur ? comment l'interpréter ?
→ Calculer la vitesse des ultrasons dans l'air : V =
V théorique = 340 m.s
-1
d
=
t
_Activité 2 : Etude de la transmission et de la réflexion des ultrasons.
À l’aide d’obstacles constitués de différents matériaux, on réalise différentes expériences de
transmission et de réflexion. E veut dire « émetteur » , R veut dire « récepteur » .
Remplir alors le tableau suivant en entourant le nombre de croix « + » correspondant à vos
observations :
+++ : phénomène très marqué ; ++ : phénomène partiellement présent ; + : phénomène très peu présent.
Matériaux
Transmission
Réflexion
Absorption
Mousse
+ + +
+ + +
+ + +
Laine de verre
+ + +
+ + +
+ + +
plaque métallique
+ + +
+ + +
+ + +
polystyrène
+ + +
+ + +
+ + +
tissu
+ + +
+ + +
+ + +
carton
+ + +
+ + +
+ + +
Conclusion
Chaque fois qu’une onde ultrasonore rencontre un obstacle, dans le cas général, une partie de l’onde
est ..................... , une autre est ..................... . Ces phénomènes dépendent de la nature du matériau
rencontré et de son épaisseur.
Pour certains matériaux, il y a présence d’un seul phénomène : ainsi, dans le cas de la plaque
métallique, il n’y a pas de phénomène de .................... . En revanche, pour le tissu, il n’y a pas de
............... .
Lorsqu’aucun des deux phénomènes n’est présent, il y a un phénomène ....................... des ondes
ultrasonores.
Activité n°3 : Principe de l'échographie .
http://www.ostralo.net/3_animations/swf/echographie.swf
La sonde échographique est à la fois un émetteur
et un récepteur d'ultrasons (entre 1,5 et 20
MHz). Elle conditionne la qualité de l'image.
Lorsque l’on effectue une échographie, on place du gel entre la peau et la sonde échographique. Il
permet une bonne transition des ondes ultrasonores dans le corps humain. La réflexion sur
l’interface air peau étant très importante, il est impossible d’effectuer une échographie sans ce gel.
L’écho reçu par la sonde doit être interprété afin de reconstituer une image qui soit interprétable par
le médecin.
Synoptique
S o n d e é m e ttric e
e t r é c e p tr ic e
d ’u lt r a s o n s
d’un
échographe
:
E c h o g ra p h e
A m p lif ic a t io n
T r a it e m e n t
d u s ig n a l
A ffic h a g e d e
l’ im a g e
T ra m e d e
l’im a g e
S ig n a l r e ç u
Le signal reçu.
La sonde émet des ultrasons sur une salve très courte. Le reste de temps elle fonctionne en récepteur
et récupère l’écho des ondes ultrasonores. En étudiant le retard des échos, on peut déterminer la
position des tissus dans le corps humain.
L’écho reçu sur la sonde est transformé en nuance de gris. Le noir correspondant à une réflexion
inexistante et le blanc à une réflexion très importante voir ci-dessous :
Image reconstitué à partir de tous les traits en
nuance de gris obtenus par les cristaux de la sonde
Sonde
échographique
Corps
humain
en coupe
Faisceau
ultrasonore
de la sonde
Questions :
1) Quel est le type d'onde utilisés pour l'échographie ? ( Préciser la fréquence )
2) Pourquoi applique-t-on un gel lors d’une échographie ?
3) Quel objet place-t-on sur le corps du patient ?
4) Quel est le rôle joué par cet objet ?
5) Pourquoi cette technique se nomme-t-elle échographie ?
6) Comment expliquer les zones blanches sur le crane du fœtus ?
7) Comment explique la zone noire au dessus de la tête du bébé ?
8) Comment expliquer la zone noire au fond de l’image ?
- Activité 4 : Exercice d'application
Lors d’une échographie, la sonde émet des salves ultrasonores de très courte durée. La même
sonde enregistre les échos renvoyés par les surfaces de séparation des différents milieux. Sur
l’enregistrement ci-dessous, 1 division (div) correspond à une durée de 10 μs.
1) Déterminer la durée qui s’écoule entre la réception des échos issus de B et de C.
2) Quelle relation lie la vitesse de propagation v, la distance parcourue d et la durée de
parcours t ?
3) A la durée séparant les échos B et C correspond une distance qui est :
□ d
□ 2d
□ d/2
4) Calculer la dimension d de la structure explorée dans les tissus mous, sachant que la vitesse
3
-1
de propagation des ultrasons dans ces tissus est de l’ordre de 1,5 x 10 m.s .