05.11.11 UE 3.1 Sujetpopulaire

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 ! 
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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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informations qu'il contient, même en cas d'une éventuelle relecture par un professeur.
1
Au programme cette semaine:
 Physique :
o Magnétisme
o Introduction aux ondes
o Ondes Electromagnétiques
 Biophysique :
o Compartiments liquidiens
o Equilibre hydro-sodé
o ECG
2
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
3
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.
B.
C.
D.
E.
L'onde réfléchie arrivant la première à la sonde, arrive à t1=71,42 μs
L'onde réfléchie arrivant la première à la sonde, arrive à t1=35,72 μs
L'onde réfléchie arrivant la deuxième à la sonde, arrive à t2=71,42 μs
L'onde réfléchie arrivant la deuxième à la sonde, arrive à t2=182,5 μs
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.
B.
C.
D.
E.
La tumeur fait 2cm de d'épaisseur et se trouve à la surface de la prostate.
La tumeur fait 2cm de d'épaisseur et se trouve à 1cm de profondeur dans la prostate.
L'onde réfléchie qui arrive à t1 à pour amplitude : Ar1(x,t)=2,97sin(ωt-kx)
L'onde réfléchie qui arrive à t1 à pour amplitude : Ar1(x,t)=1,26sin(ωt+kx)
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)
4
4)
Parmi les propositions suivantes concernant ces deux ondes,
laquelle(lesquelles) est(sont) exacte(s) ?
A.
B.
C.
D.
La superposition de ces deux ondes crée une onde stationnaire.
La zone d'interface tissu conjonctif/prostate correspond à un nœud.
Dans le cas d'une onde stationnaire la distance entre deux nœuds vaut: λ/2
2n+1
Dans le cas d'une onde stationnaire la distance entre deux nœuds vaut: λ(
−
4
φ1 − φ2
)
4π
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 𝑨𝟏 (x,t) = Asin(ωt-kx) une onde progressive se propageant vers le haut du
tuyau. 𝑨𝟏 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 𝑨𝟐 (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 : 𝜱𝟐 (x=0,t) − 𝜱𝟏 (x=0,t) avec 𝜱𝟐 (x,t) la
phase de l'onde réfléchie et 𝜱𝟏 (x,t) la phase de l'onde incidente. De plus, on sait
que 𝟎 ≤ 𝝋 < 𝟐𝛑.
On précise rien que pour vous que : sin(p) + sin(q) = 2sin(
5)
𝐩−𝐪
𝟐
𝟐
) cos(
).
Quelles sont les expressions possibles de l'onde réfléchie 𝑨𝟐 (x,t) ?
A.
B.
C.
D.
E.
6)
𝐩+𝐪
A2 (x, t) = Asin(ωt + kx + φ)
A2 (x, t) = Asin(ωt + kx − φ)
A2 (x, t) = Asin(ωt − kx − φ)
A2 (x, t) = Asin(ωt − kx + φ)
Aucune des propositions précédentes n'est exacte
Quelles sont les expressions possibles de l'onde A(x,t) ?
φ
A. A(x, t) = 2Asin (ωt + 2 ) cos(kx)
φ
φ
B. A(x, t) = 2Asin (ωt + 2 ) cos(kx + 2 )
φ
φ
C. A(x, t) = 2Asin (ωt + 2 ) cos(−kx − 2 )
D. A(x, t) = 2Asin(2ωt + φ)cos(2kx + φ)
E. Aucune des propositions précédentes n'est exacte
5
7)
Après avoir calculé φ, exprimer l'abscisse des points 𝒙𝒏 tels que A(𝒙𝒏 , t) =
0.
𝜆
𝜆
𝜆
𝜆
𝜆
𝜆
𝜆
𝜆
A. 𝑥𝑛 = 4 + 𝑛 2 , n appartenant aux entiers naturels positifs
B. 𝑥𝑛 = 4 + 𝑛 2 , n appartenant aux entiers naturels négatifs
C. 𝑥𝑛 = 2 + 𝑛 4 , n appartenant aux entiers naturels positifs
D. 𝑥𝑛 = 2 + 𝑛 4 , n appartenant aux entiers naturels négatifs
𝜆
2
E. 𝑥𝑛 = 𝑛 , n appartenant aux entiers naturels positifs
8)
Exprimer la longueur L du tuyau en fonction des longueurs d'ondes qui
peuvent y exister.
𝜆
4
𝜆
4
𝜆
2
𝜆
2
𝜆
2
𝜆
𝑛2
𝜆
𝑛4
𝜆
𝑛4
A. L = + 𝑛 , n appartenant aux entiers naturels positifs
B. L = +
C. L = +
D. L = +
E. L =
𝜆
𝑛2
, n appartenant aux entiers naturels négatifs
, n appartenant aux entiers naturels positifs
, n appartenant aux entiers naturels négatifs
, n appartenant aux entiers naturels positifs
Exercice n°3 : Micro-onde dans le vide (Alice, Nicolas)
Nous allons étudier la propagation d’une micro-onde plane dans le vide. Sa célérité est de 3.108
m.s-1 et sa longueur d’onde est de 3.10-2 m.
L’onde est polarisée rectilignement telle que : 𝐸⃗ = E0x ⃗⃗⃗⃗
𝑒𝑥 + E0y ⃗⃗⃗⃗
𝑒𝑦
On note que 𝐸⃗ a toujours la même direction. La phase de l’onde est nulle.
y
⃗
𝐵
𝐸⃗
𝑘⃗
x
(Remarque : 𝑘⃗ est selon ⃗⃗⃗
𝑒𝑧 )
9)
Calculer la fréquence f de l’onde.
A.
B.
C.
D.
E.
f = 100 MHz
f = 104 MHz
f = 1010 Hz
f = 106 Hz
f = 10-10 Hz
6
⃗ sachant qu’il est de la forme 𝑬
⃗
10) Donner l’expression du champ électrique 𝑬
= E0x ⃗⃗⃗⃗
𝒆𝒙 + E0y ⃗⃗⃗⃗
𝒆𝒚 et que E0 est sa valeur maximale.
A. 𝐸⃗ = ⃗⃗⃗⃗
𝐸0 cos (kz - 𝜔t)
B. 𝐸⃗ = ⃗⃗⃗⃗
𝐸0 cos (kz + 𝜔t)
C. 𝐸⃗ = ⃗⃗⃗⃗
𝐸0 cos (2kz - 𝜔t)
𝜋
D. 𝐸⃗ = ⃗⃗⃗⃗
𝐸0 cos (kz + 𝜔t)
2
E. 𝐸⃗ = ⃗⃗⃗⃗
𝐸0 cos (𝜔t)
⃗⃗⃗ ∧ ⃗𝑬 ).
⃗ sachant que ⃗𝑩
⃗ = 𝟏 (𝒌
11) Donner l’expression du champ magnétique ⃗𝑩
𝝎
⃗ = 1 [𝐸0 𝑥. ⃗⃗⃗⃗
A. 𝐵
𝑒𝑦 − 𝐸0 𝑦.⃗⃗⃗⃗⃗
𝑒𝑥 ] cos (kz – 𝜔𝑡)
𝑐
⃗ = 1 [𝐸0 𝑥. ⃗⃗⃗⃗
B. 𝐵
𝑒𝑥 − 𝐸0 𝑦.⃗⃗⃗⃗⃗⃗
𝑒𝑦 ] cos (kz – 𝜔𝑡)
𝑐
⃗ = 1 [𝐸0 𝑥. ⃗⃗⃗⃗
C. 𝐵
𝑒𝑦 + 𝐸0 𝑦.⃗⃗⃗⃗⃗
𝑒𝑥 ] cos (kz +𝜔𝑡)
𝑐
⃗ = 1 [𝐸0 𝑥. ⃗⃗⃗⃗
D. 𝐵
𝑒𝑥 + 𝐸0 𝑦.⃗⃗⃗⃗⃗⃗
𝑒𝑦 ] cos (kz – 𝜔𝑡 + 𝜋)
𝑐
⃗ = 1 [𝐸0 𝑦.⃗⃗⃗⃗⃗
E. 𝐵
𝑒𝑥 − 𝐸0 𝑥. ⃗⃗⃗⃗
𝑒𝑦 ] cos (kz −𝜔𝑡 + 𝜋)
𝑐
On donne :
𝜀0 =
1
36𝜋.109
SI
B0 = 3,5.10-8 T
S = 7m².
On rappelle que 1𝑒𝑉 = 1.6 × 10−19 𝐽
12) Calculer le flux énergétique moyen P que transporte l’onde lors de sa
propagation.
A. 𝑃 = 7.6 × 10−19 𝑒𝑉
B. 𝑃 = 6.4 × 10−19 𝑒𝑉. 𝑠 −1
C. 𝑃 = 2.04 𝑊
D. 𝑃 = 1.02 𝐽. 𝑠 −1
E. 𝑃 = 1.3 × 10−19 𝑒𝑉. 𝑠 −1
7
Exercice n°4 : Laser à vapeur d’or (Lucile, Jérémie)
On considère l’espace E, muni d’un repère (𝑶, ⃗⃗⃗⃗
𝒆𝒙 , ⃗⃗⃗⃗
𝒆𝒚 , ⃗⃗⃗⃗
𝒆𝒛 ). Les ondes considérées
sont sinusoïdales planes.
Un laser à vapeur d’Or émet une onde monochromatique 𝜳𝟎 avec λ = 627 nm.
Celle-ci se propage dans le vide suivant dans la direction des z décroissants et est
polarisée circulairement à gauche. La phase de l’onde à l’origine est nulle.
L’amplitude du champ électrique E0 vaut 0,8 V.m–1.
13) Quelle(s) est(sont) la(les) proposition(s) exacte(s) ?
A.
B.
C.
D.
E.
L’amplitude du champ magnétique, B0, est telle que B0 = 2,7.10–9 T
L’amplitude du champ magnétique, B0, est telle que B0 = 2,7.10–2 µT
La fréquence de l’onde vaut 𝜈0 = 4,8.1014 Hz
La fréquence de l’onde vaut 𝜈0 = 2,1.108 Hz
Aucune réponse exacte.
La valeur maximale du champ électrique est atteinte en 𝒛𝟎 ≠ 𝟎 à l’instant t=0.
14) Quelle(s) est(sont) la(les) proposition(s) exacte(s) ?
A. 𝐸⃗ = 𝐸0 . cos(𝜔𝑡 + 𝑘𝑧) ⃗⃗⃗⃗
𝑒𝑥 − 𝐸0 . sin(𝜔𝑡 − 𝑘𝑧) ⃗⃗⃗⃗
𝑒𝑦
B. 𝐸⃗ = 𝐸0 . cos(𝑘(𝑧 − 𝑧0 ) − 𝜔𝑡) ⃗⃗⃗⃗
𝑒𝑥 − 𝐸0 . sin(𝑘(𝑧 − 𝑧0 ) − 𝜔𝑡) ⃗⃗⃗⃗
𝑒𝑦
⃗ = 𝐵0 . cos(𝑘(𝑧 + 𝑧0 ) + 𝜔𝑡 + 𝜋) ⃗⃗⃗⃗
C. 𝐵
𝑒𝑦 + 𝐵0 . sin(𝑘(𝑧 + 𝑧0 ) + 𝜔𝑡 + 𝜋) ⃗⃗⃗⃗
𝑒𝑥
⃗ = −𝐵0 . sin(𝑘(𝑧 − 𝑧0 ) + 𝜔𝑡) ⃗⃗⃗⃗
D. 𝐵
𝑒𝑥 −𝐵0 . cos(𝑘(𝑧 − 𝑧0 ) + 𝜔𝑡) ⃗⃗⃗⃗
𝑒𝑦
E. Aucune réponse exacte.
On ajoute un deuxième laser à vapeur d’Or, qui émet quant à lui une onde
monochromatique 𝜳𝟏 , qui a même longueur d’onde, même pulsation et même
phase que 𝜳𝟎 . De plus, les amplitudes des champs électriques sont égales, soit E0 =
E1. On note 𝜳𝑺 la somme des deux ondes.
𝜳𝑺 se propage dans le vide dans le sens des z décroissants et est polarisée de façon
rectiligne selon (Ox).
8
15) Quelle(s) est(sont) la(les) proposition(s) exacte(s) ?
A. 𝛹1 est polarisée circulairement à droite.
B. 𝛹1 est polarisée circulairement à gauche.
⃗⃗⃗⃗1 de 𝛹1 est tel que ⃗⃗⃗⃗
C. Le champ magnétique 𝐵
𝐵1 = 𝐵0 . sin(𝑘(𝑧 − 𝑧0 ) +
𝜔𝑡) ⃗⃗⃗⃗
𝑒𝑥 −𝐵0 . cos(𝑘(𝑧 − 𝑧0 ) + 𝜔𝑡) ⃗⃗⃗⃗
𝑒𝑦
⃗⃗⃗⃗𝑆 de 𝛹𝑆 est tel que 𝐸
⃗⃗⃗⃗𝑆 = 2 E0 . cos(𝑘(𝑧 − 𝑧0 ) + 𝜔𝑡) ⃗⃗⃗⃗
D. Le champ électrique 𝐸
𝑒𝑦
E. Aucune réponse exacte.
L’onde 𝜳𝑺 traverse un matériau absorbant de coefficient d’absorption linéique 𝒂𝝀
tel que la valeur du champ énergétique 𝝓𝑺 de l’onde est diminué d’un tiers pour
une épaisseur de 4 cm. On note 𝝉(𝝀) le facteur de transmission du matériau, 𝜶(𝝀)
celui d’absorption, et on précise qu’il n’y a aucun phénomène de
réfraction/diffusion.
16) Au bout des 6 cm d’épaisseur du matériau, quelle(s) est(sont) la(les)
proposition(s) exacte(s) ?
A. 𝛼(𝜆) = 0,54
B. 𝜏(𝜆) = 0,54
⃗⃗⃗⃗⃗𝑆 ′ = 1,2. cos(𝑘(𝑧 − 𝑧0 ) + 𝜔𝑡) 𝑉. 𝑚−1 ⃗⃗⃗
C. 𝐸
𝑒𝑧
D. ⃗⃗⃗⃗⃗
𝐵𝑆 ′ = 4,0.10−9 . cos(𝑘(𝑧 − 𝑧0 ) + 𝜔𝑡 + 𝜋) 𝑇 ⃗⃗⃗⃗
𝑒𝑦
E. Aucune réponse exacte.
En fait, au lieu d’additionner 𝜳𝟎 et 𝜳𝟏 pour obtenir une onde rectiligne, on décide
d’utiliser un polaroïd (P), de telle sorte à polariser 𝜳𝟏 rectilignement selon (Oy),
sachant que l’onde 𝜳𝟏 arrive avec un angle 𝜶 par rapport à la normale sur la lame.
On note 𝜳𝑷 l’onde obtenue.
Ensuite, l’onde 𝜳𝑷 croise un deuxième polarisateur (R). De plus, (R) est parallèle à
(P) et la direction caractéristique de (R) forme un angle 𝜷 avec celle de (P). On
note 𝜳𝑹 l’onde alors obtenue.
Précision : on appelle « direction caractéristique » la direction de polarisation de
l’onde à la sortie du polarisateur. De plus, 𝜷 ≠ 𝟎 et 𝜷 ≠ 𝝅 . Il sera utile de faire un
schéma.
17) Quelle(s) est(sont) la(les) proposition(s) exacte(s) ?
A. La direction caractéristique de P est cos(𝛼)𝑒⃗⃗⃗⃗𝑥 + ⃗⃗⃗⃗
𝑒𝑦
B. Si P avait pour direction caractéristique ⃗⃗⃗
𝑒𝑧 , alors 𝛹𝑃 serait polarisée rectilignement
selon (Oz).
⃗⃗⃗⃗𝑅 ‖ = ‖𝐸
⃗⃗⃗⃗𝑃 ‖. cos(𝛽)
C. Le champ électrique de 𝛹𝑅 est tel que ‖𝐸
D. 𝛹𝑃 est polarisée selon le même axe que 𝛹𝑅 .
E. Aucune réponse exacte.
9
Exercice n°5 : un peu de magnétisme pour la route … (Victor, Pierre, Nouredine)
𝐩
Considérons une parabole (infinie) de foyer F et d’équation r= 𝟏−𝐜𝐨𝐬 (𝛉) avec p
un paramètre constant auquel on ne s’intéressera pas) parcourue par un courant I
représentée ci-dessous. Cette parabole appartient au plan (Oxz). On rappelle que
⃗⃗⃗ =dr ⃗⃗⃗⃗
⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =𝐝𝐥
d𝑶𝑴
𝒖𝒓 + rdθ ⃗⃗⃗⃗
𝒖𝜽
⃗ créé par la parabole en F créé en M en fonction de
18) Déterminer le champ ⃗𝑩
p, I et μo :
⃗ = − µ0 I ⃗⃗⃗⃗
A. 𝐵
𝑒
p 𝜑
⃗=−
A) 𝐵
µ0 I
𝑒⃗⃗⃗⃗
2p φ
⃗ = µ0 I 𝑒⃗⃗⃗⃗φ
B) 𝐵
⃗=
C) 𝐵
⃗=
D) 𝐵
2p
µ0 I
− 4p
𝑒𝜑
⃗⃗⃗⃗
2µ0 I
𝑒𝜑
⃗⃗⃗⃗
p
19) Avec I=2A, p=4m et μo=4π.10-7 N.A-1, calculer la valeur du Champ B en F :
A.
B.
C.
D.
E.
6,28 × 10−7 T.
1,57 × 10−7 T.
3,14 × 10−7 T.
- 1,57× 10−7 T.
- 6,28× 10−7 T.
Considérons à présent une rondelle de largeur R, de charge surfacique σ uniforme
en rotation autour d’un axe Oz avec une vitesse angulaire ω.
10
⃗ créé en O par la rondelle en rotation :
20) Déterminer le champ magnétique ⃗𝑩
⃗ = µ0 𝜎𝜔𝑅 ⃗⃗⃗
A. 𝐵
𝑒𝑧
4
⃗ = µ0 𝜎𝜔𝑅 ⃗⃗⃗
B. 𝐵
𝑒𝑧
⃗=
C. 𝐵
⃗=
D. 𝐵
⃗=
E. 𝐵
µ0 𝜎𝜔2 𝑅
𝑒𝑧
⃗⃗⃗
2
µ0 𝜔𝑅
𝑒𝑧
⃗⃗⃗
2
µ0 𝜎𝜔𝑅
⃗⃗⃗
𝑒𝑧
2
21) Sachant que la rondelle possède une charge totale de 5.𝟏𝟎−𝟏𝟎 C et qu’elle
tourne à une vitesse ω de 3rad.s.-1, avec R= 0.25m et d= 17cm déterminer
la valeur du champ B en O :
A.
B.
C.
D.
E.
1,12. 10−13 T.
2,23. 10−13 T.
4,46. 10−13 T.
6,7. 10−13 T.
1,41. 10−13 T.
Ce sujet a été réalisé par : Maxime, Suzanne, Alice,
Lucile et Victor.
Ce sujet a été relu par : Nouredine, Adrien, Pierre, Yannis, Jérémie, Nicolas, Sacha et
François.
Coordination et mise en page : François.
On se retrouve dans la correction !
11
BIOPHYSIQUE (9 QCM)
Exercice 1
On injecte en IV à un patient de 75kg, après lui avoir demandé de vider sa
vessie 3600 unités de sodium radioactif (il n‘est pas nécessaire de préciser ici ces
unités). Quelques heures plus tard on prélève un échantillon de plasma et on
recueille les urines du patient.
L’analyse de l’échantillon de plasma d’un patient donne les résultats suivant :
Concentration de sodium radioactif : 0,18 u/mL de plasma
[Na+]=145 mmol/L de plasma
[K+]= 5 mmol/L de plasma
[Ca2+]= 1,5 mmol/L de plasma
[Cl-]= 110 mmol/L de plasma
[HCO3-]= 26 mmol/L de plasma
On estime la valence des protéines contenues dans le plasma à -17 et leur
masse molaire à 60 kg/mol. (On admettra que le plasma ne contient que des ions
sodium, potassium, calcium, chlorures, bicarbonates et des protéines.)
On retrouve dans les urines du patients 180 unités de sodium radioactif.
On rappelle que la fraction aqueuse d’une solution est définie comme le
rapport du volume d’eau contenu dans la solution au volume total de solution ; on
considérera que, dans le plasma, seules les protéines occupent un volume non
négligeable et que leur densité est égale a 1.
On fera l’approximation que les concentrations molales des différents solutés
présents dans le compartiment extracellulaire dans son ensemble sont égales à
celles mesurées dans le plasma.
22) Déterminer la concentration en protéines chez ce patient.
A.
B.
C.
D.
E.
17 mmol/L de plasma
15,5 mmol/L de plasma
0,9 mmol/L de plasma
1,0 mmol/L de plasma
1,1 mmol/L de plasma
23) Quelle est, en litres, la valeur du volume d’eau extracellulaire?
A.
B.
C.
D.
E.
17,0
17,9
18,8
19,0
20,0
12
24) On estime que la valeur du stock potassique total de l’organisme est de 4,2
mol. De plus on considère que le volume d’eau extracellulaire représente
environ 40% du volume d’eau total. Quelle est alors la concentration
intracellulaire du potassium ?
A.
B.
C.
D.
E.
153 mmol/L d’eau
157 mmol/L d’eau
163 mmol/L d’eau
170 mmol/L d’eau
On ne peut pas la calculer.
25) Quel est alors le pourcentage de potassium contenu dans le compartiment
extracellulaire?
A.
B.
C.
D.
E.
Moins de 1%
Environ 1%
Environ 2%
Environ 5%
Plus de 10%
Exercice 2
Un patient arrive aux urgences pour une perte rapide de 3kg. A l’état normal, il
pèse 70kg, correspondant à un volume intracellulaire de 30L et un volume
extracellulaire de 15L, et sa natrémie est de 140mmol/L.
Des dosages concernant son état hydrique indiquent qu’il existe un trouble du
bilan hydrique mais pas de trouble du bilan sodé.
26) La natrémie du sujet est alors de (en mmol/L) :
A.
B.
C.
D.
E.
140
155,6
127,3
110
144
27) Le stock sodé :
A.
B.
C.
D.
E.
A diminué de 953 mmol
A diminué de 191 mmol
A augmenté de 953 mmol
A augmenté de 233 mmol
N’a pas varié.
13
28) Avant toute régulation des boucles de contrôle, quel était le volume d’eau
total du patient ?
A.
B.
C.
D.
E.
39,3 L
40,5 L
42 L
43,5 L
45 L
Exercice 3
Vitesse de défilement du papier = 2,5 cm.s-1
Différences de potentiel visualisées à une échelle de 1cm/mV
14
29) Concernant le rythme cardiaque sur ce tracé : (une ou plusieurs
proposition(s) exacte(s))
A.
B.
C.
D.
E.
Il est de 0,57 battement par seconde.
Il est de 1,09 battement par seconde.
Il est de 34 battements par minute.
Il est de 65 battements par minute.
Il s’agit d’un rythme sinusal.
30) Concernant l’orientation de l’axe de QRS : (une ou plusieurs proposition(s)
exacte(s))
A.
B.
C.
D.
E.
Il se situe entre D1 et D2.
Il est se situe entre D2 et D3.
Il se situe entre D3 et D1.
Il est plus proche de aVL que de aVF
On manque d’informations pour le connaître.
15