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2DE : TECHNIQUES D’IMAGERIE MÉDICALE : RADIOGRAPHIE ET ÉCHOGRAPHIE

jeudi 5 octobre 2017, par Oscillo&Becher


DES ONDES POUR UN DIAGNOSTIC MÉDICAL

DES ONDES POUR UN DIAGNOSTIC MÉDICAL

1 DOCUMENTS :

1.1 Documents 1 et 2 page 62

1.2 Document 3 : La radiographie

La radiographie utilise des rayons X. Ils ont été découverts, en 1895, par le physicien allemand Wilhelm Röntgen, qui a reçu pour cela le premier prix Nobel de physique. Il les nomma ainsi car ils étaient d'une nature inconnue. Les rayons X sont des ondes électromagnétiques de hautes fréquences. Comme l'énergie d'une onde augmente avec sa fréquence, ces rayons possèdent une énergie importante et pénètrent facilement la matière.

Au cours de leur trajet dans la matière organique, les rayons X subissent une atténuation, qui dépend de la composition et de l'épaisseur des structures rencontrées. Quatre catégories de structures peuvent alors être distinguées par ordre croissant d'opacité : l'air, la graisse, l'eau (les tissus mous et les liquides) et les os.

RadioMain.png

Les rayons non absorbés sont recueillis sur une surface sensible aux rayons X : les zones les plus sombres sur l'image correspondent aux tissus transmettant le mieux les rayons.

1.3 Document 4 : L'échographie

L'image échographique est obtenue à l'aide d'un faisceau d'ultrasons, ondes sonores (vibration des molécules) imperceptibles à l'oreille humaine (l'homme perçoit les sons de fréquences comprises entre 20 Hz et 20 kHz). Les fréquences utilisées s'échelonnent de 1 à 20 MHz, en fonction de l'organe exploré.

Chaque fois qu'un faisceau d'ultrasons rencontre une interface, c'est-à-dire un changement de milieu de propagation, une partie des ultrasons est réfléchie. La proportion d'ultrasons réfléchis est faible au niveau d'une interface entre deux tissus mous (6 % pour l'interface foie-rein), importante (40 %) au niveau d'une l'interface tissus mous-os, et quasi totale au niveau d'une interface tissus mou-air.

La célérité des ultrasons varie avec le milieu :

milieu air eau Tissu mous (peau, graisse, foie, muscle) os
Célérité (\(m.s^{-1}\)) 340 1480 1450 à 1600 2100 à 5000

Une sonde, en contact avec la peau sur laquelle on a appliqué un gel, est déplacée sur la zone à étudier. Elle émet des salves (paquets d'ondes) brèves d'ultrasons et recueille les échos (sons réfléchis). La durée qui sépare l'émission de la réception de chaque écho est mesurée et interprétée par informatique qui construit finalement une image représentant des coupes de l'organe, visualisé à différentes profondeurs.

Le gel, sert à supprimer la fine couche d'air entre la sonde et la peau du patient. Cette couche d'air provoque en effet une forte atténuation du signal.

Les liquides simples, dans lesquels il n'y a pas de particules en suspension, se contentent de laisser traverser les sons. Ils ne se signalent donc pas par des échos. Ils seront noirs sur l'écran.

Les liquides avec particules, le sang, le mucus, renvoient de petits échos. Ils apparaîtront donc dans les tons de gris, plus ou moins homogènes.

Les structures solides, l'os par exemple, renvoient mieux les échos. On verra donc une forme blanche avec une ombre derrière.

Les tissus mous sont plus ou moins échogènes : le placenta est plus blanc que l'utérus, qui est plus blanc que les ovaires.

Les gaz et l'air, sont comme l'os, très blanc.

2 QUESTIONS :

2.1 La radiographie

Pourquoi fait-on des radiographies ?

  1. Quel type d'onde électromagnétique est évoqué dans les documents 1 et 3 ?
  2. Entre les ultraviolets, les infrarouges et les rayons X, quel rayonnement est le plus énergétique (donc le plus pénétrant) ? Justifier.
  3. Pour se protéger des rayons X, qui sont dangereux en cas d'exposition répétée, le radiologue se place derrière un écran de plomb. Quel est le symbole chimique du plomb ?
  4. Combien l'atome de plomb possède-t-il d'électrons ?

2.2 L'échographie

Comment fait-on une échographie ?

  1. Le type d'onde utilisé en échographie est-il "électromagnétique" ? À préciser.
  2. Ces ondes sont de type "sonore" mais pourquoi ne sont-elles pas audibles ?
  3. De quoi dépend la vitesse du son (et celle des US) ?
  4. En quoi la réflexion des ondes est-elle importante en échographie ?

Bebe.png

L'échographie ultrasonore

2.3 Bilan

  1. Montrer que, dans l'air, la vitesse C de la lumière est environ un million de fois plus grande que celle du son (ou des US)
  2. Est-il sage d'enchaîner les examens "radio" sur "radio" très fréquemment et ce, sur de longues périodes ? Justifier.

Est-il dangereux de passer plusieurs radiographies ?

  1. Quelle est la différence fondamentale entre les 2 types d'ondes utilisées en radiographie et en échographie ? En quoi l'expérience suivante (avec ses 2 parties à commenter) en est une illustration ?

ClocheaVideSon.png

cloche1.png

cloche2.png

Expérience de la cloche à vide

Auteur: R. Souty

Created: 2017-10-06 ven. 20:04

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Documents joints

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