QCM : Ultrasons et échographie Doppler (8 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une onde sonore de fréquence 25 000 Hz est-elle audible par l’oreille humaine, et comment se classe-t-elle ?

Elle est audible et appartient aux sons audibles.
Elle est inaudible et appartient aux ultrasons.
Elle est inaudible et appartient aux sons audibles.
Elle est audible et appartient aux infrasons.

Elle est inaudible et appartient aux ultrasons.

Explication

Les ultrasons ont une fréquence supérieure à 20 000 Hz et sont inaudibles pour l’oreille humaine. La limite des sons audibles confond les deux domaines, tandis que les sons audibles et les infrasons désignent d’autres plages de fréquence.

2. Un faisceau ultrasonore traverse d’abord un gaz puis un liquide. Quelle variation de vitesse doit-on prévoir en passant dans le liquide ?

La fréquence augmente dans le liquide.
La vitesse augmente dans le liquide.
La vitesse reste la même dans les deux milieux.
La vitesse diminue dans le liquide.

La vitesse augmente dans le liquide.

Explication

La vitesse des ultrasons dépend du milieu traversé et elle est plus élevée dans les liquides que dans les gaz. Une vitesse identique néglige cette dépendance, une diminution inverse la comparaison, et une variation de fréquence confond deux propriétés différentes.

3. Quelle description caractérise l’échographie médicale ?

Une imagerie utilisant la transmission des ultrasons sans réflexion, indolore et sans danger.
Une imagerie utilisant les rayons X et la transmission des ultrasons, indolore et sans danger.
Une imagerie utilisant la réflexion partielle et la transmission des ultrasons, indolore et sans danger.
Une imagerie utilisant la réflexion partielle et la transmission des ultrasons, douloureuse et sans danger.

Une imagerie utilisant la réflexion partielle et la transmission des ultrasons, indolore et sans danger.

Explication

L’échographie exploite à la fois la réflexion partielle et la transmission des ultrasons ; c’est un examen de dépistage indolore et sans danger. Les rayons X relèvent d’une autre technique, la transmission seule omet la réflexion, et la douleur contredit le caractère indolore.

4. Dans un tissu, une sonde mesure un écho après 100 μs100\,\mu\text{s}. Si la vitesse des ultrasons est 1 540 m⋅s−11\,540\,\text{m·s}^{-1}, à quelle profondeur se trouve l’interface réfléchissante ?

0,077 m0{,}077\,\text{m}
77 m77\,\text{m}
0,0385 m0{,}0385\,\text{m}
0,154 m0{,}154\,\text{m}

$$0{,}077\,\text{m}$$

Explication

La distance vaut d=V×t2d=\frac{V\times t}{2}. Avec t=100 μs=0,0001 st=100\,\mu\text{s}=0{,}0001\,\text{s}, on obtient d=1 540×0,00012=0,077 md=\frac{1\,540\times0{,}0001}{2}=0{,}077\,\text{m} ; 0,154 m0{,}154\,\text{m} oublie le facteur deux, et les autres valeurs découlent d’erreurs de calcul ou de conversion.

5. En échographie Doppler, que désigne la fréquence Doppler ?

La fréquence de répétition des impulsions envoyées par la sonde
La fréquence de l’onde ultrasonore avant sa réflexion sur les globules rouges
La fréquence propre des globules rouges lorsqu’ils circulent dans le sang
L’écart entre la fréquence de l’onde reçue et celle de l’onde émise

L’écart entre la fréquence de l’onde reçue et celle de l’onde émise

Explication

La fréquence Doppler correspond au décalage entre la fréquence reçue et la fréquence émise. La fréquence avant réflexion désigne plutôt la fréquence de l’onde envoyée par la sonde.

6. Quel lien existe entre la fréquence Doppler mesurée et la vitesse d’écoulement du sang ?

Une fréquence Doppler plus élevée indique une vitesse d’écoulement plus grande.
La fréquence Doppler reste indépendante de la vitesse d’écoulement du sang.
La fréquence Doppler indique la surface du vaisseau, sans renseigner sur la vitesse.
Une fréquence Doppler plus élevée indique une vitesse d’écoulement plus faible.

Une fréquence Doppler plus élevée indique une vitesse d’écoulement plus grande.

Explication

La fréquence Doppler est proportionnelle à la fréquence d’écoulement du sang et permet d’en déterminer la vitesse ; une valeur Doppler plus élevée signale donc une vitesse accrue. Une fréquence Doppler ne renseigne pas uniquement sur la surface du vaisseau, car elle est aussi liée à la vitesse du sang.

7. Quel est le rôle de la fréquence des ultrasons dans leur classification comme sons inaudibles pour l’être humain ?

Elle indique des fréquences supérieures à 20 000 Hz, au-delà de la limite d’audition humaine.
Elle mesure la vitesse de propagation des sons dans les tissus biologiques vivants.
Elle situe les sons entre 20 Hz et 20 000 Hz, dans le domaine audible.
Elle indique des fréquences inférieures à 20 Hz, sous la limite d’audition humaine.

Elle indique des fréquences supérieures à 20 000 Hz, au-delà de la limite d’audition humaine.

Explication

La fréquence sert à distinguer les ultrasons des sons audibles : les ultrasons dépassent 20 000 Hz et ne sont pas perçus par l’oreille humaine. La plage comprise entre 20 Hz et 20 000 Hz correspond aux sons audibles, et non aux ultrasons.

8. Quelle différence fondamentale distingue les ultrasons des sons audibles pour l’oreille humaine ?

Les ultrasons se déplacent plus vite dans les gaz que dans les liquides, contrairement aux sons audibles.
Les ultrasons ont une fréquence supérieure à 20 000 Hz, tandis que les sons audibles restent dans l’intervalle de 20 à 20 000 Hz.
Les ultrasons se propagent dans le vide, tandis que les sons audibles nécessitent un milieu matériel.
Les ultrasons ont une fréquence inférieure à 20 Hz, tandis que les sons audibles se situent entre 20 et 20 000 Hz.

Les ultrasons ont une fréquence supérieure à 20 000 Hz, tandis que les sons audibles restent dans l’intervalle de 20 à 20 000 Hz.

Explication

Les ultrasons dépassent 20 000 Hz, alors que la plage audible va de 20 à 20 000 Hz. La différence ne concerne pas leur propagation dans le vide : les ultrasons, comme les sons audibles, nécessitent un milieu matériel.

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Quelle fréquence minimale caractérise les ultrasons ?

Supérieure à 20 000 Hz, soit 20 kHz.

Qu’est-ce que l’échographie ?

Une technique d’imagerie médicale utilisant la réflexion partielle et la transmission des ultrasons.

Quelle formule relie la distance parcourue, la vitesse et le temps en échographie ?

d=V×t2d = \frac{V \times t}{2}

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