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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 ultrasonoresLes 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
Vidéo Animation 2
Animation (déplacer le curseur)
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Physique Chimie
Chap 8 : L'imagerie médicale
SANTE voir livre p 35-50
III.Les propriétés des ondes utilisées pour l'imagerie médicale
III.1. L'absorptionL'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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