Activité expérimentale (seconde) : PRINCIPE DE L`ECHOGRAPHIE

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Activité expérimentale (seconde) : PRINCIPE DE L’ECHOGRAPHIE
I)
ECHOGRAPHIE ET ONDES ULTRASONORES
Echographie : Technique d’imagerie médicale utilisant la réflexion (écho) d’un faisceau d’ultrasons par les
organes. Cette technique utilise une sonde comprenant un émetteur (E) et un récepteur (R) de salves
ultrasonores disposés côte à côte
Echographie d’un fœtus
La sonde
E
R
Ultrason : L’ultrason est un son, c'est-à-dire une onde mécanique qui se propage dans les gaz, les liquides, les
tissus mous (chair, organes) ou les solides et 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), de la même
façon que les infrasons désignent les sons dont la fréquence est trop faible (inférieure à 20 Hz) pour être
perceptible par l’oreille humaine.
II)
PROBLEMATIQUE
Pour pouvoir construire l’image de l’organe à explorer l’appareil d’échographie doit déterminer, entre autres,
la distance entre la sonde et l’organe à explorer. Comment la sonde utilisée en échographie permet-elle de
déterminer cette distance ?
III)
LA MANIPULATION
Données :
-
Vitesse v en m.s-1 des ultrasons dans l’air en fonction de la température  en °C :
V = 331,5 + 0,607 x 
-
Température  en °C dans la salle de travaux pratique :  = …………… °C
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III-1) Le montage à réaliser
Emetteur en mode
salves courtes
voltmètre
TRMS /
E
D
12V=
voltmètre
TRMS //
R
Vers
Ordinateur
Récepteur
Obstacle :écran
Simulation de la sonde
Console EXAO
Simulation de l'organe
à observer
D entre 20 et 50 cm. L’émetteur est placé en mode « salves courtes »
III-2) Principe de la mesure
Le signal produit par l’émetteur E à l’allure suivante :
Tension
"silence"
salve d'ultrason
"silence"
salve d'ultrason
"silence"
salve d'ultrason
"silence"
1V
0
temps
On enregistrera pendant 4 ms le signal reçu par le récepteur R dès qu’une salve d’ultrason sera produite par
l’émetteur.
III-3) Paramétrage du logiciel « Généris 5 » ( à faire avec le professeur)
On souhaite visualiser le signal reçu par le récepteur en fonction du temps :

Graphique : Voltmètre TRMS// en ordonnée et chronomètre en abscisse
Paramétrage des voltmètres :


Voltmètre TRMS / : calibre +/- 15 V
Voltmètre TRMS // : calibre +/- 0,1 V
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Paramétrage axe des temps :


Durée d’acquisition : 4 ms
Nombre de points de mesures : 4000
Paramétrage synchronisation (on déclenche l’acquisition dès qu’une salve est produite par l’émetteur) :


Synchronisation sur le voltmètre TRMS /
Déclenchement : 1 V par valeur croissante
III-4) Exploitation de l’acquisition
a.
b.
c.
Réaliser l’acquisition
Commenter la courbe obtenue en expliquant précisément pourquoi le récepteur enregistre
un son et pourquoi on observe un décalage temporel entre l’émission et la réception du
signal.
Montrer qu’en utilisant la courbe obtenue on peut en déduire une valeur de la distance D.
Déterminer cette valeur et la comparer à la valeur de D mesurée directement à la règle.