L`échographie : une méthode de construction d`image à partir d`une

L’échographie :
une méthode de construction d’image à partir
d’une onde ultrasonore.
(doc.2)
Doc.1
Détecter un sous-marin en recueillant l'écho d'un signal ultrasonore envoyé dans l’eau est une idée
qui remonte à la Première Guerre mondiale; elle mènera au sonar. Mais c'est dans les années 1970
que 1'échographie trouve dans l'obstétrique son usage le plus connu. Les appareils de l'époque
fonctionnaient sur un principe assez simple, mais toujours d'actualité: la transmission et la réflexion
d'un faisceau d'ultrason.
Les ultrasons ont l'avantage, par rapport aux rayons X utilisés en radiographie, d'être sans danger
pour le patient. Ils ne sont rien d'autre que des ondes sonores, des ondes élastiques capables de se
propager dans tout milieu matériel (gaz, liquide, solide). En échographie, les fréquences utilisées
s'échelonnent de 1 à 20 MHz en fonction de l'organe observé.
Dans notre corps, chaque fois qu'un faisceau d'ultrason rencontre une interface, c'est-à-dire un
changement de milieu (par exemple un passage de tissus musculaires à des tissus graisseux), une
partie des ultrasons est réfléchie. A chaque nouvelle interface, une nouvelle réflexion a lieu, jusqu'à
extinction totale du faisceau. Précisons qu'en échographie, cette extinction intervient rapidement:
l'appareil est rarement capable de sonder notre organisme à plus d'une vingtaine de centimètres.
Pour former une image, l'appareil fonctionne comme un radar: il émet une brève salve d'ultrason,
puis il mesure la durée qui sépare l'émission de la réception de chaque écho réfléchi. Le corps est
pour l'essentiel un milieu souple et fluide où domine l'eau; les ultra-sons s'y propagent à la vitesse
de 1460 mètres par seconde. La mesure précédente permet de calculer les distances et de construire
l'image (celle qui correspond à la direction du faisceau d'ultrason).
Pour avoir une image complète, il faut balayer la zone étudiée. Le traitement est aujourd'hui
numérique. Un micro-ordinateur interprète les échos pour « calculer » l'image.
Le balayage est automatique et, surtout, assez rapide pour permettre de suivre les mouvements en
temps réel: battements du creur, pulsations des artères, etc. La résolution de l'image est d'autant plus
fine que la fréquence des ultrasons est élevée.
(doc.3)
(doc.2)
(doc.3)
doc.4
D'après un article du site www.larecherche.fr
Questions :
Les images des fœtus en 3D ont connu
beaucoup de succès auprès du grand
public. L’échographie 3D est une
technique qui permet d’acquérir des
« volumes » grâce à un balayage
automatique en fréquence et à une
recomposition de l’image à partir de
l’enregistrement de 150 à 200 positions
du faisceau d’ultrasons. (doc.5)
(doc.5)
1. Analyser le texte.
a. Quelles sont les deux informations nécessaires pour construire une image échographique ?
b. De quoi dépend la vitesse du son ou des ultrasons ?
c. De quoi semble dépendre la réflexion des ondes ?
d. Quelles sont les types de surfaces de séparation qui apparaissent blanches, noires ou grises sur une échographie ?
e. Lors d’une échographie, pourquoi est-il nécessaire de mettre du gel entre la sonde et la peau ?
f. Quel est le principal avantage de l’échographie 3D par rapport à l’échographie 2D ?
2. Exploiter les informations.
Dans une direction du faisceau d’ultrasons, on détecte un écho 52 μs après l’émission d’une salve d’ultrasons. En
utilisant la vitesse de propagation des ultrasons citée dans le texte (doc.1), déterminer la distance à laquelle se situe le
tissu responsable de cet écho ultrasonore. Vous devez faire un schéma de la situation étudiée.
3. Conclure.
Quelle propriété des ondes est à la base du principe de l’échographie ?