05.11.11 UE 3.1 Sujetpopulaire

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CORPORATION DES ETUDIANTS EN MEDECINE DE PARIS 6
TUTORAT SANTE DE PSA
SAMEDI 5 NOVEMBRE 2011
UE 3.1 : Organisation des appareils et systèmes
(1) Bases physiques des méthodes d’exploration
PHYSIQUE - BIOPHYSIQUE
SUJET
Durée : 1h20 minutes
Documents et calculatrices autorisés
A lire avant de commencer l’épreuve :
Vous disposez pour cette épreuve d’un fascicule qui comprend 15 pages en comptant celle-ci :
- 13 pages numérotées de 3 à 15 et comportant 30 QCM.
Les réponses aux QCM se feront sur une feuille prévue à cet effet.
- Assurez-vous que le fascicule comporte bien 13 pages au total.
Dans le cas contraire, prévenez immédiatement un tuteur.
AUCUNE RECLAMATION NE SERA ADMISE PAR LA SUITE
Concernant la grille de réponse aux QCM :
Vous devez absolument utiliser un stylo ou un feutre noir pour la feuille de réponses en prenant soin de
remplir complètement les cases sans déborder.
Les feuilles de réponses remplies au crayon ne pourront pas être lues par le lecteur optique et
seront affectées de la note zéro.
En cas d’erreurs, n’hésitez pas à demander une autre feuille de réponses.
Pour toutes questions sur ce sujet, rendez-vous à la fin de l’épreuve en bas de l’amphi ou sur le
forum du Tutorat pour les poser. Bon courage ! 
Site du Tutorat : http://tutoratpsa.org/
Ne peut être vendu ou utilisé dans un but commercial sous peine de poursuite.
Ce sujet a été entièrement réalisé par le Tutorat
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Au programme cette semaine:
 Physique :
o Magnétisme
o Introduction aux ondes
o Ondes Electromagnétiques
 Biophysique :
o Compartiments liquidiens
o Equilibre hydro-sodé
o ECG

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Physique (21 QCM)
Exercice n°1 : Echographie de la prostate (Suzanne, Yannis)
L'échographie est un type d'imagerie basée sur l'utilisation des ultrasons.
Les ultrasons sont des ondes acoustiques progressives sinusoïdales dont la
fréquence dépasse les 40KHz.
La sonde échographique sert à la fois d'émetteur et de récepteur : elle envoie un
train d'ondes et reçoit en retour les ondes qui se réfléchissent partiellement aux
zones d'interface des tissus (c’est-à-dire l'onde incidente donne une onde réfléchie
et une onde transmise).
Récemment a eu lieu l’événement « Octobre rose », un mois destiné à la promotion
du dépistage du cancer du sein partout dans le monde. Nous allons donc nous
intéresser au dépistage du cancer de la prostate parce qu’on n’est plus en Octobre
!
Un patient subit donc une échographie endorectale de sa prostate:
Les ondes sont envoyées perpendiculairement à la paroi rectale.
L'espace entre la paroi rectale et la prostate est uniquement composée de tissu
conjonctif.
On considère que les ondes émises sont transmises intégralement de la sonde au
tissu conjonctif.
Quand une onde est réfléchie, sa fréquence n'est pas modifiée, mais son
amplitude est multipliée par un coefficient r appelé coefficient de réflexion.
Données :
υ = 55 kHz
ctissu conjonctif = 1400m/s
cprostate=900m/s

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ctumeur=400m/s
d = 5cm
d' = 5cm
Amplitude des ondes incidentes : A(x,t) = 3sin(ωt-kx)
rtissu conjonctif/prostate = - rprostate/tissu conjonctif = O,99
rprostate/tumeur = - rtumeur/prostate = 0,67
rtissu conjonctif/tumeur = - rtumeur/tissu conjonctif = 0,42
où υ est la fréquence de l’onde, c la célérité de l’onde dans un milieu donné, et r les
différents coefficients de réflexion entre les tissus.
1) Parmi les propositions suivantes concernant les ondes,
laquelle(lesquelles) est(sont) exacte(s) ?
A. En microscopie électronique on augmente le pouvoir séparateur en augmentant la
longueur d'onde.
B. ω=2π/λ
C. k=ω/c
D. Une onde stationnaire est une onde dont la fonction d'onde s'exprime comme la
somme d'une fonction des variables spatiales par une fonction du temps.
E. Si une corde est fixée à une extrémité, la fonction d'onde à cette extrémité devra
admettre un minimum en ce point à tout instant.
2) Parmi les propositions suivantes concernant l’échographie de la prostate
de ce patient, laquelle(lesquelles) est(sont) exacte(s) ?
A. L'onde réfléchie arrivant la première à la sonde, arrive à t1=71,42 μs
B. L'onde réfléchie arrivant la première à la sonde, arrive à t1=35,72 μs
C. L'onde réfléchie arrivant la deuxième à la sonde, arrive à t2=71,42 μs
D. L'onde réfléchie arrivant la deuxième à la sonde, arrive à t2=182,5 μs
E. Une onde arrivant à t=293,6 μs aura été réfléchie 3 fois.
On reçoit en plus deux ondes à t=115,9 μs et t'=165,9 μs.
On suspecte une tumeur.
3) Parmi les propositions suivantes concernant l’échographie de la prostate
de ce patient, laquelle(lesquelles) est(sont) exacte(s) ?
A. La tumeur fait 2cm de d'épaisseur et se trouve à la surface de la prostate.
B. La tumeur fait 2cm de d'épaisseur et se trouve à 1cm de profondeur dans la prostate.
C. L'onde réfléchie qui arrive à t1 à pour amplitude : Ar1(x,t)=2,97sin(ωt-kx)
D. L'onde réfléchie qui arrive à t1 à pour amplitude : Ar1(x,t)=1,26sin(ωt+kx)
E. Aucune des propositions précédentes n'est exacte.
On superpose l'onde émise et l'onde réfléchie par l'interface tumeur/prostate.
L'amplitude de l'onde réfléchie à l'interface tumeur/prostate s'écrit:
Ar2(x;t)=6,68 sin(ωt+kx)

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4) Parmi les propositions suivantes concernant ces deux ondes,
laquelle(lesquelles) est(sont) exacte(s) ?
A. La superposition de ces deux ondes crée une onde stationnaire.
B. La zone d'interface tissu conjonctif/prostate correspond à un nœud.
C. Dans le cas d'une onde stationnaire la distance entre deux nœuds vaut: λ/2
D. Dans le cas d'une onde stationnaire la distance entre deux nœuds vaut: 
E. Aucune des propositions précédentes n'est exacte.
Exercice n°2 : Bourdon (Maxime, Adrien)
Soit un tuyau d'orgue fermé à son extrémité haute (il s'agit d'un bourdon). La
soufflerie de l'orgue impose à l'entrée du tuyau en O un maximum d'amplitude
dans le déplacement des molécules d'air (ventre), alors que l’extrémité haute
impose une amplitude nulle (nœud).
On note (x,t) = Asin(ωt-kx) une onde progressive se propageant vers le haut du
tuyau.représente les déplacements des molécules d'air. Cette onde se réfléchit
sur le haut du tuyau en x=L en conservant son amplitude A. On note(x,t) l'onde
réfléchie, A(x,t) l'onde résultant de la somme de toutes les ondes.
φ est la différence de phase définie ainsi :(x=0,t)(x=0,t) avec(x,t) la
phase de l'onde réfléchie et (x,t) la phase de l'onde incidente. De plus, on sait
que     .
On précise rien que pour vous que : sin(p) + sin(q) = 2sin(
) cos( ) .
5) Quelles sont les expressions possibles de l'onde réfléchie (x,t) ?
A.      
B.      
C.      
D.      
E. Aucune des propositions précédentes n'est exacte
6) Quelles sont les expressions possibles de l'onde A(x,t) ?
A.    
B.    
C.    
D.      
E. Aucune des propositions précédentes n'est exacte