les ondes et les techniques d`exploration

Chapitre 2 : Imagerie médicale – Santé et diagnostic
•Dans le domaine de la médecine moderne, l'exploration du
corps humain s'est développé très rapidement après le fin de la
............................................................, et a pu dès lors aidé le
............................. de nombreuses pathologies organiques et
autres.
•Le developpement de ces moyens d'investigation ont tous pour
principe d'éviter la ............................. exploratoire, qui est très
lourde pour le patient, et donnent tous une .................... de
l'intérieur du corps du patient ...
•Nous allons en présenter quelques uns en rappelant les points de Physique importants ...
I) Les ondes en physique
1) Qu'est ce qu'une onde ?
•Une onde est une notion complexe en physique, mais on peut accéder facilement à sa
définition en pensant à un phénomène simple : l'ondulation de l'eau ...
•Observation du phénomène : ....................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
A retenir !
Onde : ...................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
2) Les grandeurs physiques liées à une onde
•Il existe un type d'onde qu'on utilise très souvent en physique et, dans le domaine de la
médecine, qu'on peut qualifier de "périodiques", car les ondes sont alors un phénomène
de propagation d'un ................. ................................... qui se répète à intervalles réguliers
de ............ et dans l'...................., auquel on peut associer 3 grandeurs :
A retenir !
Période : c'est la ................... d'un motif élémentaire. Elle se mesure en ....... et se note ....... .
2nde

Fréquence : c'est le nombre de .................. contenus dans ...... s. Elle se mesure en ....... et on l'obtient
par la relation :
.............................................
Longueur d'onde : c'est la ........................ du motif élémentaire dans l'espace. Elle se note ....... ,
s'exprime en ....... et on l'obtient par la relation :
.............................................
avec :
..............................................................................................................................................................
3) Les ondes sonores
•Les ondes sonores sont effectivement des ondes
car elles se propagent à partir d'une ...................
............................ qui joue le rôle de perturbation
et cette propagation a forcément lieu dans une
..............., autour de nous, dans l'air par exemple.
•Comme pour l'ondulation à la surface de l'eau,
l'onde sonore, elle, crée une succession de
............................ et de ........................... de la
matière dans laquelle elle se propage, mais sans
déplacer cette matière : par exemple, dans l'air,
produire un son n'est pas synonyme de ............. !
•Les ondes sonores audibles ont une fréquence
comprise dans l'intervalle :
[........... Hz; ................. Hz]
intervalle qui varie fortement avec l'âge ... !
•Lorsque le son est trop aigu (fréquence trop
.....................), on parle d'ondes ................ -
.......................... .
4) Ondes électromagnétiques et ondes lumineuses
•Les ondes de lumière sont un cas particulier des ondes électromagnétiques, qui peuvent, et
c'est une exception, se déplacer dans le .................. sans s'épuiser (c'est pour cette raison qu'on
voit la lumière des ..................... nous parvernir, même situées à des milliards d'années-
lumières de nous ...)
•En fait, les ondes
électromagnétiques sont
invisibles, elles impliquent 2
ondes qui "vibrent" en même
temps ... comme suit :
a) La lumière visible
•Les ondes de lumière visible
par l'oeil humain est une onde
électromagnétique dont les
longueurs d'onde sont comprise dans l'intervalle :
A retenir !
Ondes de lumière visible : ce sont les ondes électromagnétiques (ELM) dont les longueurs d'onde
sont comprises dans l'intervalle : [.................. nm ; .................. nm]
2nde
...............................................

•Application : "Calculer les fréquences correspondantes aux 2 valeurs limite des longueurs
d'onde de la lumière visible"
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
•Remarque : Pour la lumière, il est courant de manipuler les valeurs de longueurs d'onde λ que
les fréquences ...
II) Les différents mode d'exploration du corps humain
1) L'échographie
•C'est un moyen utilisé depuis le début des années ............, et se base sur l'emploi des ondes
............................... qu'on fait pénétrer dans une matière, qui fait se propager cette onde. Dès
lors que l'onde rencontre des ......................., il y a des échos qui ...................... vers la
................... sonore. Il suffit donc d'"écouter" ces échos pour savoir où ils se trouvent car on
exploite la relation :
A retenir !
...........................................
avec :
d : .....................................................................
v : .....................................................................
Δ t : ...................................................................
•Remarque : dans le corps d'un patient, il y
a des différentes matière rencontrées (chair,
muscles, sang ...), qui déforment chacune à leur manière le signal émis, et donnent chacune
lieu à des échos (voir figure ci-dessus) : on peut donc reconstruire l'image interne du corps ...
2) Les rayons X
•Le principe des Rayons X est plus ancien (vers ...........)
et plus simple : on envoie à travers le corps des ondes
électromagnétiques de ................... longueurs d'ondes
(dans l'intervalle [ ............ nm; ............ nm]), qui ont
la particularité de passer à travers le corps : il suffit
donc de placer derrière celui-ci une plaque
photosensible (qui réagit aux rayons X) qui "révèle"
l'atténuation de ces rayons, partiellement absorbés par
les zones du corps ...
2nde

•Ils sont utilisés notamment dans l'exploration de problèmes osseux : déformations, fractures,
fissures ... car les os ont une densité très différente du reste des tissus du corps et absorbent
plus les rayons X que ces derniers. Par contraste, on voit donc très bien les os ...
3) La fibroscopie
•La fi broscopie est une technique médicale d'endoscopie (endos : du grec : intérieur), c'est à
dire d'exploration visuelle de l'intérieur du corps, très douce, car très peu intrusive, de par la
taille réduite du diamètre d'une fibre optique. La fibre optique est un "canal" transparent, en
général en plastique traité, très souple qui permet de guider la lumière. Cette souplesse s'avère
être un atout très précieux pour les médecins, car cela signifie qu'une fibre optique peut
accéder à des régions difficilement accessibles du corps par tout autre instrument
d'observation.
•La question est : " Comment la fibre optique peut elle guider la lumière, si la fibre se plie et se
déforme ?"
•Expérience professeur (à reproduire sur un schéma)
–Interprétation : ..........................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
–Généralisation à la fibre optique : .............................................................................................
...........................................................................................................
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...........................................................................................................
...........................................................................................................
•En fait, il y a une
loi d'optique qui permet de prédire que la
lumière reste "piégée" dans la fibre optique,
c'est la loi de la .......................
(ou 1ère loi de Descartes) qui sera étudiée
dans le Chapitre 10 ...
4) Les autres moyens d'exploration
•Voir Activité Documentaire "Pour aller plus loin dans le corps"
2nde