Tle Ch 5-L'echographie Doppler

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Thème 2 : Analyser et diagnostiquer

Le thème 2 invite à réfléchir au défi à relever dans l’analyse des milieux biologiques et naturels.

L’objectif est d’augmenter la fiabilité d’un diagnostic, dans le cadre de la prévention ou du soin. La connaissance scientifique de la structure et de la composition de la matière est adossée à l’utilisation de méthodes et de technologies, au cœur de l’analyse. Le diagnostic s’appuie sur la conformité à des normes ou à des critères.

En imagerie médicale, l'échographie Doppler permet d'étudier le mouvement des fluides biologiques. Une sonde émet des ondes ultrasonores. Les globules rouges qui font office d'obstacles, les réfléchissent. La fréquence de l’onde sonore réfléchie est fonction de la fréquence de l’onde incidente mais aussi de la vitesse de l’obstacle. L'analyse de la variation de la fréquence des ondes réfléchies par les globules rouges et reçues par cette même sonde permet de déterminer la vitesse du sang dans les vaisseaux : ce procédé s'appelle vélocimétrie Doppler.

L’observation de la structure de la matière par imagerie médicale

Comment un écoulement sanguin est-il analysé ? 

Notions et contenus
Connaissances et capacités exigibles 
Activités expérimentales support de la formation 
 L’effet Doppler.
L’échographie Doppler. 

Calculer le temps de parcours séparant l’émission et la réception d’un ultrason.

Mettre en œuvre un protocole illustrant le principe de l’échographie.

Connaître le principe d’une échographie Doppler. Identifier une anomalie cardiaque à partir d’une analyse sommaire d’une échographie Doppler

Les ultrasons

Le domaine des fréquences sonores audibles par l’Homme vont de 20 Hz à 20 000 Hz avec un maximum de sensibilité autour de 3000/4000 Hz.

L’oreille humaine ne peut pas entendre les infrasons (f < 20 Hz) ni les ultrasons (f > 20 000 Hz).

Les ultrasons sont des ondes sonores de fréquence supérieure à 20 000 hertz, inaudibles pour l'oreille humaine.

Les ultrasons comme toutes les ondes mécaniques ne se propagent pas dans le vide.

Lorsqu'elles se propagent, leur vitesse dépend du milieu traversé (dans l'air 340m/s)

Dans les tissus biologiques vivants, la vitesse de propagation moyenne des ultrasons est égale à 1540m/s.


Comment obtient-on une échographie

L’échographie est une technique d’imagerie utilisant des ultrasons. C'est le phénomène de l'écho qui est utilisé.

Principe :

Une sonde échographique émettrice et réceptrice génère des ultrasons qui subissent différentes réflexions sur les organes, les os, les liquides, etc...

Ces échos reviennent alors vers la sonde qui les capte. La sonde est donc un émetteur récepteur d’ultrasons.

Nature des milieux analysés :

Les ultrasons traversent un gel, préalablement réparti sur la surface de la peau et qui permet de mieux faire pénétrer les ultrasons. (minimiser la réflexion des ultrasons et améliorer leur transmission).

Ensuite, l’onde ultrasonore atteint la peau du corps humain (onde incidente). Une partie de l’onde se réfléchit dessus, tandis qu’une autre partie est transmise dans le corps. Suivant la nature du tissu qui réfléchit les ondes, l'intensité des ondes réfléchies est différente et donne une image contrastée :

  • Les liquides, ne renvoient pas les échos, ils apparaîtront alors en noir sur l’écran (exemple : liquide amniotique) 

  • Les matières solides, tels que les os, et l’air réfléchissent très bien les ultrasons. Ils apparaîtront donc en blanc. 

  • Les tissus mous ou le sang renvoient de petits echos : ils apparaîtront en nuance de gris. (réflexion modérée)

L’image est donnée en temps réel et permet au médecin de mesurer la taille des organes examinés. Lors d’une grossesse, pour surveiller la croissance du fœtus, on mesure la taille du fémur à différentes dates ; on peut déterminer aussi le sexe ... Ces examens peuvent être répétés, ils sont soit disant inoffensifs ?


L'échographie Doppler

L'échographie Doppler est un changement de fréquence d'une source d'ondes lorsqu'il y a déplacement relatif de la source ou de l'observateur

L'effet Doppler est la modification de la fréquence d'une onde lorsque la source émettrice et le récepteur sont en mouvement relatif.La fréquence perçue par l'observateur :

  • est supérieure à la fréquence de l'onde émise si la source se rapproche de lui (son perçu plus aigu)

  • est inférieure à la fréquence de l'onde émise si la source s'éloigne de lui (son perçu plus grave).

Quel est le principe de l'échographie Doppler

En imagerie médicale, l'échographie Doppler permet d'étudier le mouvement des fluides biologiques. Une sonde émet des ondes ultrasonores. Les globules rouges qui font office d'obstacles, les réfléchissent. La fréquence de l’onde sonore réfléchie est fonction de la fréquence de l’onde incidente mais aussi de la vitesse de l’obstacle.

On mesure le décalage de fréquence fr - fe entre l'onde réfléchie par les globules rouges et l'onde émise. L'analyse de la variation de la fréquence des ondes réfléchies par les globules rouges et reçues par cette même sonde permet de déterminer le sens et la vitesse d'écoulement du sang dans les vaisseaux : ce procédé s'appelle vélocimétrie Doppler. 


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