8. échographie, sonar, electrocardiogramme (ds)
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2nd8. Interrogation écrite. Durée : 1h.
Exercice n°1: Signaux périodiques en médecine. (6 points).
Le document ci-dessous représente un électro-cardiogramme.
1) Pourquoi le signal est-il périodique ?
2) Calculer la période T des battements de ce coeur et lexprimer en seconde.
3) Quelle est la fréquence f cardiaque mesurée ?
4) Quel est le rythme cardiaque exprimé en battements par minute ?
5) Quelle est lamplitude Umax de ce signal ?
Exercice 2: Le sonar. (8points).
Un sonar utilise un émetteur-récepteur qui envoie de brèves impulsions dondes de fréquence 40 kHz. La vitesse de propagation de ces ondes dans leau de mer est égale à 1 500 m.s-1.
Quelle est la nature des ondes utilisées par le sonar. Justifier.
Ce type donde se propagerait-il plus vite, moins vite ou à la même vitesse dans lair ?
Le sonar reçoit un signal réfléchi 0,53 s après lémission.
A quelle distance se trouve-t-il de lobstacle ?
Un banc de poissons peut-il être détecté par cette technique :
La nuit ?
Par temps de brouillard ?
Derrière un gros rocher ?
A plusieurs centaines de kilomètres de distance ?
5. Pour quelle technique de diagnostic médical un tel type donde est-il utilisé ?
Exercice 3 : Echographie. (6 points).
Une sonde envoie des ondes (voir schéma ci-dessous, qui nest pas à léchelle) et le détecteur reçoit 3 échos dont les durées entre lémission et la réception sont :
t1 = 10 ¼s pour le signal P1,
t2 = 160 ¼s pour le signal P2,
t3 = 300 ¼s pour le signal P3.
En détaillant le raisonnement, déterminer
la durée t mise par les ondes pour parcourir
l hémisphère gauche. En déduire la largeur L
de cet hémisphère.
Mêmes questions pour lhémisphère droit
(ne donner que les résultats).
Que peut-on en conclure ?
2nd 8.
Correction.
Exercice 1 :Signaux périodiques en médecine (5 points)
1) Le signal est périodique car un même motif se répète à intervalle de temps régulier.
2) Entre deux grands pics consécutifs on mesure 4,0 cm.
Or 1,0 cm ! 200 ms donc T = 4,0 .200 = 800 ms = 0,800 s.
3)
4) La fréquence f indique le nombre de battements par seconde. Donc le rythme cardiaque en battements par minute est :
1,25 x 60 = 75 battements par minute.
5) Amplitude maximale, mesurée entre le niveau de référence et le haut d un grand pic : on mesure 2,4 cm et comme 1,0 cm ! 10 mV on a : Umax = 2,4 . 10 = 24 mV.
Exercice 2: Sonar. (5,5 points)
Les ondes utilisées par le sonar sont des ondes sonores (type mécanique), ce sont des ondes ultrasonores.
Ce type donde se propagerait moins vite dans lair.
La distance à laquelle se trouve lobstacle se déduit de la formule suivante :
V = d / (t donc d = v x (t avec (t : durée dun aller = 0,53 / 2.
Donc d = 1 500 x 0,53 / 2 = 398 m
Un banc de poissons peut-il être détecté par cette technique :
La nuit ? Oui les ondes ultrasonores se propagent dans le noir.
Par temps de brouillard ? Oui, sous leau le brouillard nintervient pas.
Derrière un gros rocher ? Non, les ondes ultrasonores ne traversent pas un rocher.
A plusieurs centaines de kilomètres de distance ? Non, les ondes seront amorties.
La technique de diagnostic médical qui utilise des ondes ultrasonores est léchographie.
Exercice 3 :Echographie.
1-Les durées indiquées correspondent au parcours aller-retour dans chaque cas donc 12Gepq|}~«¬îÛËî¾î¯¾î¯raPI2-hn+hvÍB*CJOJQJaJnH phtH h®y¡hvÍ!hÅ+.5B*\^JnH phtH !hvÍ5B*\^JnH phtH 'h®y¡hvÍ5B*\^JnH phtH $hvÍ5>*B*\^JnH phtH *h®y¡hvÍ5>*B*\^JnH phtH hÄ65>*CJOJQJaJhÄ65CJOJQJaJ hÄ65>*CJH*OJQJaJ%h$°hÄ65>*CJH*OJQJaJ"h$°hÄ65>*CJOJQJaJq¬é c Ù
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L = v x Dðt = 1500 x 75,0x10-6 = 0,113 m = 11,3 cm
2- Dðt = (Dðt3 - Dðt2) / 2 = 140 / 2 = 70 mðs
L = v x Dðt = 1500 x 70x10-6 = 0,105 m = 10,5 cm
3- L différent de L , il y a donc une tumeur.
Données :
1 mðs = 10-6 s
Vitesse de propagation des ondes émisespar la sonde dans le cerveau : v = 1500 m.s-1
On peut mesurer, par échographie, la taille du cerveau pour diagnostiquer une éventuelle tumeur qui en changerait les dimensions (dans ce cas, les deux hémisphères auraient une largeur différente).
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