Fiche de révision : Ultrasons et échographie Doppler

📋 Plan du Cours

1. Propriétés et propagation des ultrasons
2. Principe de l’échographie
3. Effet Doppler et décalage fréquentiel
4. Mesure du débit sanguin

📖 1. Propriétés et propagation des ultrasons

🔑 Notions clés & Définitions

• Ultrasons : Ondes sonores de fréquence supérieure à 20 000 Hz, soit 20 kHz, inaudibles pour l’oreille humaine.

★ À maîtriser

📌 La vitesse des ultrasons dépend du milieu traversé et elle est plus élevée dans les liquides que dans les gaz.

• Dans les tissus biologiques vivants, la vitesse moyenne de propagation des ultrasons est de 1 540 m·s⁻¹.

Compléments

• Les sons audibles se situent entre 20 Hz et 20 000 Hz.

• Les ultrasons, comme les autres ondes sonores, ne se propagent pas dans le vide.

• À 20 °C, la vitesse des ultrasons est de 340 m·s⁻¹ dans l’air et de 1 500 m·s⁻¹ dans l’eau.

💡 Astuce mémo

Le son audible reste sous 20 kHz, l’ultrason le dépasse.

📖 2. Principe de l’échographie

🔑 Notions clés & Définitions

• Échographie : Technique d’imagerie médicale qui utilise la réflexion partielle et la transmission des ultrasons ; c’est un examen de dépistage indolore et sans danger.

★ À maîtriser

📐 Formule - En échographie, la distance parcourue dans les tissus vérifie $d = \frac{V \times t}{2}$, où $d$ est la distance en mètres, $t$ le temps en secondes et $V$ la vitesse en mètres par seconde.

Compléments

• Le gel améliore la transmission des ultrasons entre la peau et la sonde.

• Une microseconde vaut 10⁻⁶ seconde et une nanoseconde vaut 10⁻⁹ seconde.

📖 3. Effet Doppler et décalage fréquentiel

🔑 Notions clés & Définitions

• Fréquence Doppler : Décalage entre la fréquence de l’onde reçue et celle de l’onde émise.

★ À maîtriser

📌 Quand une source se rapproche d’un observateur, celui-ci perçoit une fréquence supérieure à celle de la source et un son plus aigu.

📌 Quand une source s’éloigne d’un observateur, celui-ci perçoit une fréquence inférieure à celle de la source et un son plus grave.

Compléments

• En échographie Doppler, la sonde envoie vers le sang une onde ultrasonore de fréquence $f$ ; les globules rouges la réfléchissent et l’onde revient avec une fréquence $f'$.

📐 Formule - La fréquence Doppler est donnée par $f_0 = \Delta f = f' - f$, où $f'$ est la fréquence reçue et $f$ la fréquence émise.

💡 Astuce mémo

Source qui s’approche : fréquence plus aiguë ; source qui s’éloigne : fréquence plus grave.

📖 4. Mesure du débit sanguin

★ À maîtriser

• La fréquence Doppler est proportionnelle à la vitesse d’écoulement du sang, pour un angle Doppler fixé, et permet de déterminer le sens et la vitesse de l’écoulement.

📐 Formule - Le débit vérifie $D = S \times v$, où $S$ est la surface et $v$ la vitesse d’écoulement.

Compléments

• Une fréquence Doppler trop élevée indique que la vitesse d’écoulement du sang augmente.

📐 Formule - Le débit vérifie également $D = \frac{V}{t}$.

• Comme le débit est constant, la diminution de la surface du vaisseau entraîne une augmentation de la vitesse du sang ; un rétrécissement vasculaire peut alors être associé à une maladie cardiovasculaire.

💡 Astuce mémo

Vaisseau rétréci → surface diminuée → vitesse du sang augmentée.