P2_Les Ondes Au Service De L'imagerie Médicale Flashcards
Échographie
L’échographie est une technique d’imagerie médicale qui utilise des ondes ultrasonores. Cette technique utilise une sonde comprenant un émetteur et un récepteur de salves d’ultrasons disposés côte à côte. Les fréquences utilisées dépendent des organes ou des tissus biologiques à sonder : 2MHz à 15MHz
Radiographie et scanographie
La radiographie et la scanographie sont des techniques d’imagerie médicale qui utilisent des rayons X qui sont des ondes électromagnétiques.
Onde
Sonore ou électromagnétique, une onde est une vibration ou perturbation qui se propage de proche en proche sans transport de matière mais avec transport d’énergie.
Propagation d’une onde sonore
Une onde sonore a toujours besoin d’un milieu matériel (solide, liquide ou gaz) pour se propager.
Propagation d’une onde lumineuse
Les ondes lumineuses, de même nature que les ondes électromagnétiques, peuvent se propager dans le vide et dans tout milieu matériel transparent (qui se laisse traverser).
Bien souvent, une onde présente un caractère…
Périodique
À quoi correspond une onde sonore ou ultrasonore dans l’air ?
Une onde sonore ou ultrasonore dans l’air correspond à la vibration “sur place” de tranches d’air qui se communique de proche en proche occasionnant la propagation des zones de dilatation et de compression depuis l’émetteur jusqu’au récepteur.
Synonyme de vitesse
Célérité
Relation en V, d et delta t
Vitesse de propagation du son et des ultrasons
Vitesse = distance parcourue / durée de parcours
Soit la F.L. :
V = d / delta t
d en m
delta t en s
V en m/s
Valeur approchée de la célérité (ou vitesse de propagation) d’une onde sonore ou ultrasonore dans l’air, à environ 20 degrés C :
Vs = 340 m/s quelque soit sa fréquence
La célérité v du son dans un milieu solide, liquide ou gazeux est telle que :
Vgaz < Vliquide < Vsolide
Fréquence des ondes sonores audibles pour l’oreille humaine
L’oreille humaine entend les ondes sonores dont la fréquence est comprise entre 20Hz et 20kHz.
Gamme des fréquences audibles et inaudibles pour l’oreille humaine :
20 Hz Sons inaudibles infrasons
20Hz-200Hz Sons graves
(audiométrie)
200Hz-2 000Hz Sons médiums
(audiométrie)
2 000Hz-20 000Hz Sons aigus
(audiométrie)
20 000Hz Sons inaudibles ultrasons
(échographie : Méga 10^6)
Célérité de la lumière et des ondes électromagnétiques
c = 3,00 x 10^8 m/s
Ou c = 300 000 km/s
Salve
Série d’impulsions successives
Que se passe t-il au cours de la propagation des ultrasons dans l’air ?
Au cours de la propagation des ultrasons dans l’air, ceux-ci sont amortis/atténués en raison du phénomène d’absorption (l’énergie est absorbée peu à peu dans l’air).
Interprétation de la rencontre d’une onde (ultrasonore) avec une interface séparant deux milieux
Lorsqu’une onde rencontre l’interface séparant deux milieux, une partie de l’Inde est transmise dans le second milieu (où elle se propage en étant peu à peu absorbée) et une partie est réfléchie dans le premier : c’est ce que l’on appelle un écho, d’où la dénomination d’échographie.
Amplitude d’une onde (ultrasonore) rencontrant une interface séparant deux milieux
L’amplitude de ces ondes dépend de la distance qu’elles parcourent et des milieux rencontrés.
Échographie : couleurs
- Une onde ultrasonore qui se propage dans l’air est presque totalement réfléchie lorsque elle arrive sur la peau. Sur une échographie, cela se traduit par une zone blanche.
- Si l’onde ultrasonore passe du gel échographie (ou de l’eau) dans la peau, l’onde sera presque totalement transmise (donc quasiment pas reglechie). Cela se traduit sur l’échographie par une zone noire.
- si l’onde passe dans un liquide avec des particules comme le liquide amniotique, elle sera partiellement réfléchie et la zone apparaîtra grise.
Echographie : zone blanche
Sur une échographie, une zone blanche représente une onde ultrasonore qui se propage dans l’air presque totalement réfléchie.
Echographie : zone grise
Une zone grise représente une onde ultrasonore qui est passé dans un liquide avec des particules comme le liquide amniotique et qui est donc partiellement réfléchie.
Echographie : zone noire
Une zone noire représente une onde ultrasonore qui passe du gel échographique dans la peau, l’onde sera presque totalement transmise et donc quasiment pas réfléchie.
Phénomène d’absorption
L’énergie est peu à peu absorbée dans l’air.
Écho
Propagation d’une onde sonore rencontrant l’interface séparant deux milieux qui est réfléchie dans le premier milieu lorsqu’elle rencontre l’interface.
Domaine de fréquence des ondes ultraviolettes
F violet = 750 THz
Domaine de fréquence des ondes infrarouges
F rouge = 385 THz
1 THz en Hz
1 THz = 1 x 10^12 Hz
1 MHz en Hz
1 MHz = 1 x 10^6 Hz
Trajet suivi par la lumière dans la fibre optique
La lumière reste piégée dans le cœur de la fibre optique alors que le cœur et la gaine sont des milieux transparents.
Dans la fibre optique, la lumière est guidée par une succession de réflexions totales sans perte d’intensité lumineuse.
Rayon lumineux atteignant la surface séparant deux milieux transparents
Quand un rayon lumineux atteint la surface séparant deux milieux transparents et qu’il ne peut pas être réfracté (=transmis), il subit une réflexion totale.
Rayon réfracté
Rayon lumineux transmis dévié (bien visible)
Rayon réfléchi
Rayon lumineux renvoyé dans l’air (moins visible)
Synonyme de réfracté
Transmis
Angle d’incidence limite
La valeur limite de l’angle d’incidence (noté i limite) est la valeur de l’angle à partir de laquelle est observé la disparition du rayon réfracté
Propagation de la lumière
La lumière reste confinée dans le matériau où elle est la plus lente.
Fibre optique
La fibre optique est un fin tuyau constitué d’un coeur enveloppé d’une gaine. On choisit les matériaux homogènes et transparents de façon à ce que la lumière dans le coeur soit plus lente que dans la gaine pour pouvoir la confiner dans le coeur.
Quand la réflexion totale se produit-elle ?
- Quand la célérité de la lumière (v1) dans le milieu n°1 où elle elle se trouve est inférieur à la célérité de la lumière (v2) dans le milieu n°2 qu’elle rencontre (autrement quand l’indice de réfraction du milieu 1 (n1) est supérieur à celui du milieu 2 rencontré (n2)).
ET - Quand l’angle d’incidence i1 est supérieur à l’angle d’incidence limite i limite.
Dioptre
Surface de séparation des deux milieux transparents.
Rayon incident
Celui qui arrive sur le dioptre au point d’incidence I.
Normale
La droite perpendiculaire au dioptre plan par rapport à laquelle on repère les angles.
Première loi de Descartes relative à la réflexion
Le rayon incident, le rayon réfléchi et la normale appartiennent à un même plan.
Deuxième loi de Descartes relative à la réflexion
Aux incertitudes de mesure près (+- 2 degrés) l’angle incident est égal à l’angle de réflexion.
1 nHz en Hz
1 nHz = 10^-9 Hz
1 micro Hz en Hz
1 micro Hz = 10^-6 Hz