QCM : Échographie et effet Doppler (16 questions)

Question 1

1. Un appareil émet une onde sonore de fréquence $18\,000\ \text{Hz}$ . Dans quelle catégorie se situe-t-elle ?

À la limite des infrasons

Dans les ultrasons

Dans les sons audibles

Dans les infrasons

Explication

Les sons audibles ont une fréquence comprise entre $20\ \text{Hz}$ et $20\,000\ \text{Hz}$ , donc $18\,000\ \text{Hz}$ appartient à cette catégorie. Les infrasons sont sous $20\ \text{Hz}$ et les ultrasons au-dessus de $20\,000\ \text{Hz}$ .

Answer

Dans les sons audibles

Question 2

2. Un signal sonore a une fréquence de $400\ \text{Hz}$ . Quelle est sa période ?

2{,}5\times10^{-6}\ \text{s}

400\ \text{s}

2{,}5\times10^{-3}\ \text{s}

4\times10^{2}\ \text{s}

Explication

La période est l’inverse de la fréquence : $T=\frac{1}{f}=\frac{1}{400}=2{,}5\times10^{-3}\ \text{s}$ . Les valeurs en secondes ou en microsecondes proposées résultent d’une confusion entre fréquence, période et unités.

Answer

$$2{,}5\times10^{-3}\ \text{s}$$

Question 3

3. Une équipe utilise des ultrasons pour obtenir une image de tissus situés à différentes profondeurs. Quel principe rend cette imagerie possible ?

L’absorption complète des ultrasons par les milieux de l’organisme

La réflexion partielle et la transmission des ultrasons dans les milieux de l’organisme

L’émission de lumière par les tissus après leur exposition aux ultrasons

La réfraction totale des ultrasons à chaque interface des tissus

Explication

L’échographie forme des images en exploitant la transmission et la réflexion partielle des ultrasons par les différents milieux de l’organisme. La réfraction seule, l’absorption complète ou une émission lumineuse ne décrivent pas ce principe.

Answer

La réflexion partielle et la transmission des ultrasons dans les milieux de l’organisme

Question 4

4. Lors d’une échographie, la sonde envoie une salve d’ultrasons vers une interface entre deux tissus. Quel enchaînement permet à la sonde de recueillir des informations pour former l’image ?

Les ondes traversent le corps sans réflexion, puis la sonde déduit les interfaces à leur émission

Les ondes reviennent à la sonde, puis sont réfléchies par les tissus rencontrés sur leur trajet retour

La sonde reçoit les ondes avant leur propagation, puis les tissus les réfléchissent vers l’extérieur

Les ondes se propagent dans le corps, sont réfléchies au changement de milieu, puis les échos sont reçus par la sonde

Explication

La sonde émet une salve, les ultrasons se propagent dans le corps et une partie est réfléchie lorsqu’ils rencontrent un changement de milieu; la sonde reçoit ensuite les échos. L’inversion émission-réception, l’absence de réflexion et une réflexion après réception ne correspondent pas à cet enchaînement.

Answer

Les ondes se propagent dans le corps, sont réfléchies au changement de milieu, puis les échos sont reçus par la sonde

Question 5

5. Pour estimer la profondeur d’une interface, quelle durée est mesurée pendant une échographie ?

La période d’une oscillation ultrasonore émise par la sonde

Le temps entre l’émission et l’arrivée de l’onde à l’interface

La durée pendant laquelle la sonde émet une salve

Le temps entre l’émission des ultrasons et leur réception

Explication

La durée mesurée, notée $\Delta t$ , sépare l’émission des ultrasons de leur réception par la sonde. La durée d’émission, le temps d’un trajet simple et la période de l’onde sont des grandeurs différentes.

Answer

Le temps entre l’émission des ultrasons et leur réception

Question 6

6. Une onde ultrasonore se réfléchit sur un obstacle situé à $0{,}030\ \text{m}$ de la sonde. Si sa vitesse dans le tissu est de $1\,500\ \text{m/s}$ , quel temps sépare son émission de sa réception ?

45\ \text{s}

2{,}0\times10^{-5}\ \text{s}

4{,}0\times10^{-5}\ \text{s}

8{,}0\times10^{-5}\ \text{s}

Explication

Pour un aller-retour, $\Delta t=\frac{2d}{v}$ . Ainsi, $\Delta t=\frac{2\times0{,}030}{1\,500}=4{,}0\times10^{-5}\ \text{s}$ ; diviser par deux omet le trajet retour, tandis que doubler la distance une seconde fois le compte en trop.

Answer

$$4{,}0\times10^{-5}\ \text{s}$$

Question 7

7. Sur une échographie, quelle apparence attend-on d’une poche remplie de liquide, qui ne réfléchit pas les ultrasons ?

Une zone grise

Une zone blanche

Une zone blanche et grise

Une zone noire

Explication

Le liquide ne réfléchit pas les ultrasons et apparaît donc en noir. Le gris correspond à une réflexion modérée des tissus, tandis que le blanc indique une forte réflexion des os.

Answer

Une zone noire

Question 8

8. Une échographie montre une zone qui réfléchit fortement les ultrasons ; à quelle structure correspond-elle selon le code de contraste décrit ?

À des tissus, représentés en gris

À des liquides, représentés en noir

À des os, représentés en blanc

À des tissus, représentés en blanc

Explication

Les os réfléchissent fortement les ultrasons et apparaissent en blanc. Les tissus sont associés à une réflexion modérée et au gris, tandis que les liquides ne réfléchissent pas les ultrasons et apparaissent en noir.

Answer

À des os, représentés en blanc

Question 9

9. Pour examiner une structure peu profonde avec le meilleur niveau de détail, quel compromis de fréquence convient le mieux ?

Une fréquence élevée, qui améliore la résolution mais réduit la profondeur étudiée

Une fréquence élevée, qui réduit la résolution mais augmente la profondeur étudiée

Une fréquence basse, qui améliore la résolution mais réduit la profondeur étudiée

Une fréquence basse, qui réduit à la fois la résolution et la profondeur étudiée

Explication

Une fréquence ultrasonore plus élevée améliore la résolution, mais réduit la profondeur étudiée : elle convient donc à une cible peu profonde lorsqu’on recherche le détail. L’option de fréquence basse inverse cet effet sur la résolution, et les autres inversent ou déforment le compromis.

Answer

Une fréquence élevée, qui améliore la résolution mais réduit la profondeur étudiée

Question 10

10. Quel phénomène désigne le changement de fréquence d’une onde lié au déplacement relatif de sa source ou de l’observateur ?

La réflexion ultrasonore

L’absorption acoustique

La diffraction des ondes

L’effet Doppler

Explication

L’effet Doppler est le changement de fréquence d’une onde associé au déplacement relatif de sa source ou de l’observateur. La réflexion, l’absorption et la diffraction désignent d’autres phénomènes ondulatoires.

Answer

L’effet Doppler

Question 11

11. Une sirène émet un son de fréquence constante tandis que son véhicule se rapproche d’une personne immobile ; comment cette personne perçoit-elle le son ?

À une fréquence plus élevée, avec un son plus grave

À la fréquence émise, sans changement de hauteur

À une fréquence plus basse, avec un son plus aigu

À une fréquence plus élevée, avec un son plus aigu

Explication

Lorsqu’une source se rapproche, la fréquence perçue dépasse la fréquence émise et le son paraît plus aigu. Une fréquence plus basse ou un son plus grave correspondrait au cas d’un éloignement ; l’absence de changement néglige l’effet Doppler.

Answer

À une fréquence plus élevée, avec un son plus aigu

Question 12

12. Une source sonore s’éloigne d’un observateur immobile ; quelle variation celui-ci perçoit-il ?

Une fréquence plus basse et un son plus grave

Une fréquence plus basse et un son plus aigu

Une fréquence plus élevée et un son plus grave

La fréquence émise et une hauteur inchangée

Explication

Quand la source s’éloigne, la fréquence perçue est inférieure à celle de l’onde émise et le son paraît plus grave. Une fréquence plus élevée ou une hauteur plus aiguë inverse cet effet, tandis qu’une hauteur inchangée omet le décalage Doppler.

Answer

Une fréquence plus basse et un son plus grave

Question 13

13. Lors d’un examen Doppler, quel élément du sang circulant réfléchit les ultrasons émis par la sonde et joue le rôle d’obstacle en mouvement ?

Les parois du vaisseau

Les globules rouges

Les globules blancs

Les tissus environnants

Explication

Les globules rouges en mouvement réfléchissent les ultrasons et servent d’obstacles mobiles. Les parois du vaisseau et les tissus environnants ne sont pas les obstacles mobiles visés, tandis que les globules blancs sont confondus avec les globules rouges.

Answer

Les globules rouges

Question 14

14. Une sonde émet une onde ultrasonore qui est réfléchie par le sang en circulation. Quelle grandeur est mesurée pour exploiter l’effet Doppler ?

Le décalage entre les fréquences réfléchie et émise

La variation d’amplitude de l’onde réfléchie

Le temps séparant l’émission et la réception

La vitesse de propagation de l’onde réfléchie

Explication

L’échographie Doppler mesure l’écart de fréquence entre l’onde réfléchie par les globules rouges et l’onde émise. Le temps de trajet sert à déterminer des distances, l’amplitude est une autre caractéristique de l’onde, et la vitesse du son n’est pas le décalage mesuré.

Answer

Le décalage entre les fréquences réfléchie et émise

Question 15

15. Pour un vaisseau dont l’axe forme un angle $\theta$ avec l’onde émise, quelle relation permet de calculer le décalage Doppler à partir de la vitesse sanguine ?

\Delta f = \frac{2c\cos\theta\,f_E}{v}

\Delta f = \frac{v\cos\theta\,f_E}{c}

\Delta f = \frac{2v\sin\theta\,f_E}{c}

\Delta f = \frac{2v\cos\theta\,f_E}{c}

Explication

Le décalage dépend de la vitesse sanguine, du cosinus de l’angle et de la fréquence émise, avec le facteur 2 et la division par la vitesse des ultrasons. L’expression sans facteur 2 omet le trajet aller-retour, celle avec le sinus substitue la mauvaise fonction trigonométrique, et celle avec $c/v$ inverse le rapport des vitesses.

Answer

$$\Delta f = \frac{2v\cos\theta\,f_E}{c}$$

Question 16

16. Un examen fournit un décalage $\Delta f$ , une vitesse ultrasonore $c$ , un angle $\theta$ et une fréquence émise $f_E$ . Quelle expression permet d’en déduire la vitesse d’écoulement du sang ?

v = \frac{\Delta f\,c}{2\cos\theta\,f_E}

v = \frac{\Delta f\,c}{\cos\theta\,f_E}

v = \frac{\Delta f\,c\cos\theta}{2f_E}

v = \frac{2v\cos\theta\,f_E}{c}

Explication

Pour isoler la vitesse dans la relation du décalage, on obtient $v = \frac{\Delta f\,c}{2\cos\theta\,f_E}$ . Garder l’expression du décalage ne calcule pas la vitesse, placer le cosinus au numérateur inverse son rôle, et supprimer le facteur 2 oublie le facteur de l’équation Doppler.

Answer

$$v = \frac{\Delta f\,c}{2\cos\theta\,f_E}$$

QCM : Échographie et effet Doppler (16 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un appareil émet une onde sonore de fréquence $18\,000\ \text{Hz}$ . Dans quelle catégorie se situe-t-elle ?

2. Un signal sonore a une fréquence de $400\ \text{Hz}$ . Quelle est sa période ?

3. Une équipe utilise des ultrasons pour obtenir une image de tissus situés à différentes profondeurs. Quel principe rend cette imagerie possible ?

4. Lors d’une échographie, la sonde envoie une salve d’ultrasons vers une interface entre deux tissus. Quel enchaînement permet à la sonde de recueillir des informations pour former l’image ?

5. Pour estimer la profondeur d’une interface, quelle durée est mesurée pendant une échographie ?

6. Une onde ultrasonore se réfléchit sur un obstacle situé à $0{,}030\ \text{m}$ de la sonde. Si sa vitesse dans le tissu est de $1\,500\ \text{m/s}$ , quel temps sépare son émission de sa réception ?

7. Sur une échographie, quelle apparence attend-on d’une poche remplie de liquide, qui ne réfléchit pas les ultrasons ?

8. Une échographie montre une zone qui réfléchit fortement les ultrasons ; à quelle structure correspond-elle selon le code de contraste décrit ?

9. Pour examiner une structure peu profonde avec le meilleur niveau de détail, quel compromis de fréquence convient le mieux ?

10. Quel phénomène désigne le changement de fréquence d’une onde lié au déplacement relatif de sa source ou de l’observateur ?

11. Une sirène émet un son de fréquence constante tandis que son véhicule se rapproche d’une personne immobile ; comment cette personne perçoit-elle le son ?

12. Une source sonore s’éloigne d’un observateur immobile ; quelle variation celui-ci perçoit-il ?

13. Lors d’un examen Doppler, quel élément du sang circulant réfléchit les ultrasons émis par la sonde et joue le rôle d’obstacle en mouvement ?

14. Une sonde émet une onde ultrasonore qui est réfléchie par le sang en circulation. Quelle grandeur est mesurée pour exploiter l’effet Doppler ?

15. Pour un vaisseau dont l’axe forme un angle $\theta$ avec l’onde émise, quelle relation permet de calculer le décalage Doppler à partir de la vitesse sanguine ?

16. Un examen fournit un décalage $\Delta f$ , une vitesse ultrasonore $c$ , un angle $\theta$ et une fréquence émise $f_E$ . Quelle expression permet d’en déduire la vitesse d’écoulement du sang ?

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QCM : Échographie et effet Doppler (16 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un appareil émet une onde sonore de fréquence 18 000 Hz18\,000\ \text{Hz}18000 Hz. Dans quelle catégorie se situe-t-elle ?

2. Un signal sonore a une fréquence de 400 Hz400\ \text{Hz}400 Hz. Quelle est sa période ?

3. Une équipe utilise des ultrasons pour obtenir une image de tissus situés à différentes profondeurs. Quel principe rend cette imagerie possible ?

4. Lors d’une échographie, la sonde envoie une salve d’ultrasons vers une interface entre deux tissus. Quel enchaînement permet à la sonde de recueillir des informations pour former l’image ?

5. Pour estimer la profondeur d’une interface, quelle durée est mesurée pendant une échographie ?

6. Une onde ultrasonore se réfléchit sur un obstacle situé à 0,030 m0{,}030\ \text{m}0,030 m de la sonde. Si sa vitesse dans le tissu est de 1 500 m/s1\,500\ \text{m/s}1500 m/s, quel temps sépare son émission de sa réception ?

7. Sur une échographie, quelle apparence attend-on d’une poche remplie de liquide, qui ne réfléchit pas les ultrasons ?

8. Une échographie montre une zone qui réfléchit fortement les ultrasons ; à quelle structure correspond-elle selon le code de contraste décrit ?

9. Pour examiner une structure peu profonde avec le meilleur niveau de détail, quel compromis de fréquence convient le mieux ?

10. Quel phénomène désigne le changement de fréquence d’une onde lié au déplacement relatif de sa source ou de l’observateur ?

11. Une sirène émet un son de fréquence constante tandis que son véhicule se rapproche d’une personne immobile ; comment cette personne perçoit-elle le son ?

12. Une source sonore s’éloigne d’un observateur immobile ; quelle variation celui-ci perçoit-il ?

13. Lors d’un examen Doppler, quel élément du sang circulant réfléchit les ultrasons émis par la sonde et joue le rôle d’obstacle en mouvement ?

14. Une sonde émet une onde ultrasonore qui est réfléchie par le sang en circulation. Quelle grandeur est mesurée pour exploiter l’effet Doppler ?

15. Pour un vaisseau dont l’axe forme un angle θ\thetaθ avec l’onde émise, quelle relation permet de calculer le décalage Doppler à partir de la vitesse sanguine ?

16. Un examen fournit un décalage Δf\Delta fΔf, une vitesse ultrasonore ccc, un angle θ\thetaθ et une fréquence émise fEf_EfE​. Quelle expression permet d’en déduire la vitesse d’écoulement du sang ?

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2. Un signal sonore a une fréquence de $400\ \text{Hz}$ . Quelle est sa période ?

6. Une onde ultrasonore se réfléchit sur un obstacle situé à $0{,}030\ \text{m}$ de la sonde. Si sa vitesse dans le tissu est de $1\,500\ \text{m/s}$ , quel temps sépare son émission de sa réception ?

15. Pour un vaisseau dont l’axe forme un angle $\theta$ avec l’onde émise, quelle relation permet de calculer le décalage Doppler à partir de la vitesse sanguine ?

16. Un examen fournit un décalage $\Delta f$ , une vitesse ultrasonore $c$ , un angle $\theta$ et une fréquence émise $f_E$ . Quelle expression permet d’en déduire la vitesse d’écoulement du sang ?