Quelques outils du diagnostic médical

L’échographie est un procédé utilisant les propriétés des ondes ultrasonores afin d’obtenir des images de l’intérieur du corps humain. Lorsque l’on émet une onde ultrasonore sur la peau, l’onde va se propager à l’intérieur du corps humain. A sa rencontre avec des tissus une partie va être transmise, l’autre réfléchie. En fonction de la nature des tissus, le signal est plus ou moins réfléchi. Par exemple une onde est réfléchie dans sa presque totalité lorsqu’elle rencontre un os. Par contre une poche d’eau ne réfléchit aucun signal. Pour réaliser une échographie, on va émettre une salve ultrasonore pendant un temps très court et on mesure l’écho de cette salve. Cet écho est récupéré afin de construire une image après traitement du signal L’échographe est composé de 2 éléments principaux : la sonde et l’équipement qui effectue le traitement de signal.La sonde échographique permet d’émettre les ondes ultrasonores et de récupérer le signal réfléchi par le corps humain. Elle conditionne la qualité de l’image Les 3 composants de base de la sonde sont : La céramique. Elle est constituée de cristaux piézoélectriques qui ont la propriété d’émettre un signal électrique proportionnel à la pression acoustique et inversement. Le même cristal piézoélectrique peut être utilisé comme générateur et récepteur d’ultrasons. Une céramique est constituée de plusieurs cristaux placés côte à côte et isolés acoustiquement les uns des autres. Une céramique peut être constituée de 256 éléments.

Chaque cristal de la céramique est alimenté par une salve d’onde ultrasonore dont la fréquence dépend du type échographie à réaliser. Elle est généralement comprise entre 1,5 et 20 MHz. Les ondes ultrasonores de faible fréquence étant plus pénétrantes, elles permettent les échographies profondes.Foie 1560 Il est donc nécessaire de prendre en compte une célérité moyenne. Dans la pratique on prend la célérité moyenne qui est de Cmoy = 1540m/s L’amplification. Le corps humain absorbe une partie des ondes ultrasonores, c’est ce que l’on appelle les phénomènes d’absorption. Plus le parcours de l’onde est important, plus cette atténuation est importante. Le signal reçu est donc faible. Il est nécessaire de l’amplifier. Cette amplification est d’autant plus importante que l’écho est lointain. Reconstitution d’une ligne : L’écho reçu sur un cristal de la céramique est transformé en nuance de gris. Le noir correspondant à une réflexion inexistante et le blanc à une réflexion très importante (voir figure ci-dessous)L’écart entre les grilles 1 ; 2 et le fond réfléchissant, doit être suffisant pour pouvoir distinguer les réflexions. Remarque : pour diminuer la durée d’émission de la salve tsalve, on peut utiliser une résistance en parallèle avec l’émetteur qui permet d’amortir les oscillations. Par exemple pour une sonde résonnant à 40 kHz, on peut prendreLa première grille doit être suffisamment éloignée de l’émetteur récepteur pour éviter les réflexions multiples entre les sondes à ultrason et la grille 1. Pour les parois semi-réfléchissantes, on peut prendre par exemple des platines de câblage d’électriciens. La deuxième grille étant tournée de 90° pour faciliter la transmission de l’onde.Les échographies du crâne ont longtemps été impossibles car les ondes étaient réfléchies dans leur presque totalité par la boîte crânienne. Commentaires : On peut imaginer d’autres questions sur l’étude de l’échographie permettant de vérifier la compréhension des phénomènes vu précédemment ; réinvestir ces phénomènes afin d’aller plus loin.La sonde émet des ultrasons sur une salve très courte. Le reste de temps elle fonctionne en récepteur et récupère l’écho des ondes ultrasonores. En étudiant le retard des échos, on peut déterminer la position des tissus dans le corps humain.