Objectifs :

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SECONDE
Cours
Physique
Chimie
Chap 8 : L'imagerie médicale
SANTE voir livre p 35-50
L’imagerie médicale utilise des ondes.
Une onde est une vibration qui se propage de proche en proche.
Elle transmet l’énergie sans transport de matière. Elle est
souvent décrite par un signal sinusoïdal, avec une fréquence f.
I. Les différents types d'onde utilisées en médecine
I.1. Les ondes sonores et ultrasonores
Les ondes sonores et ultrasonores se propagent en
faisant vibrer les molécules de matière (air, eau, …) de
proche en proche.
Elles ne peuvent donc pas se propager dans le vide.
L'oreille humaine n'est sensible qu'aux vibrations
comprises entre 20 Hz et 20 kHz, ce sont les ondes
sonores.
Au-delà de 20 kHz, il s'agit d'ultrasons utilisés pour réaliser des échographies.
I.2. Les ondes électromagnétiques
Les rayons X (utilisés pour les radiographies), les rayons γ « gamma » (utilisés pour les scintigraphies),
mais aussi la lumière (utilisée pour les fibroscopies) ou les ondes de téléphone portable, sont toutes des
ondes électromagnétiques correspondant à des vibrations de champ électrique et magnétique.
Les ondes électromagnétiques peuvent se propager dans la matière (air, eau, …) mais aussi dans le vide.
Ces ondes se différencient uniquement par leur fréquence.
L'œil humain n'est sensible qu'aux ondes de fréquence proche de 5 1014 Hz, c'est la lumière.
II.Vitesse de propagation des ondes
La vitesse des ondes dépend de leur nature et du milieu dans lequel elles se propagent, pas de leur
fréquence :
Vitesse des ondes sonores (et ultrasonores) : vson dans l'air = 340 m.s-1 ; vson dans l'eau  1500 m.s-1
Vitesse des ondes électromagnétiques : vlumière dans l'air = 3,0 108 m.s-1 ; vlumière dans l'eau = 2,0 108 m.s-1
(300 000 km par seconde)
Animation 1
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Animation 2
Animation (déplacer le curseur)

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Chap 8 : L'imagerie médicale
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III.Les propriétés des ondes utilisées pour l'imagerie médicale
III.1. L'absorption
L'absorption correspond à l'atténuation d'une onde au cours de sa propagation. Cet affaiblissement de
l'onde dépend de la nature et de la longueur du milieu traversé ainsi que de la fréquence de l'onde.
Exemple en radiographie :
Lorsqu'ils ne sont pas absorbés, les rayons X noircissent la plaque
photo.
Les rayons X sont très absorbés par les os qui apparaissent alors
blancs, ils le sont beaucoup moins par les chairs qui apparaissent
grises.
III.2. La réflexion et la réfraction
Lorsqu'une onde (incidente) atteint la surface séparant deux milieux :
- Une partie de l'onde est renvoyée vers le milieu d'origine, c'est
l'onde réfléchie.
- Une autre partie traverse la surface, c'est l'onde transmise qui
est réfractée (déviée).
Exemple en échographie :
Une sonde émetteur-récepteur envoie des ultrasons qui se propagent
dans le corps.
En fonction de la nature des milieux qu'ils rencontrent, les ultrasons
se propagent plus ou moins rapidement et se réfléchissent plus ou
moins sur les différentes surfaces.
L'analyse des ondes réfléchies, reçues par la sonde, permet de
reconstituer une image de l'intérieur du corps.
III.3. La réflexion totale
Dans certaines conditions, il n'y a pas d'onde transmise réfractée à la surface entre 2 milieux.
L'onde initiale incidente est alors totalement réfléchie.
Exemple en fibroscopie :
La fibroscopie est une technique d'exploration
visuelle à l'intérieur du corps.
Elle nécessite une fibre optique dans laquelle la
lumière est guidée par suite de réflexions totales.
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