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![Physique Acoustique Bases de léchographie Physique Acoustique Bases de léchographie](https://pdfprof.com/Listes/16/29379-16diue2016-TC-Bases-Physiques-des-US.pdf.pdf.jpg)
Jeudi 20 et Vendredi 21 Octobre 2016
DIU Echographie - Lille
Physique Acoustique
Corinne Gautier
Service des EFCV - Hôpital Cardiologique
CHRU Lille
Introduction
- Imagerie: indispensable à la prise en charge des patients - Imagerie ultrasonore: très nombreuses applications en pratique quotidienne, dans toutes les spécialités ! - Technologie complexe et évolution rapide - Nombreux paramètres accessibles pour optimiser la qualité des examensAE Connaissance indispensable des principes
physiques élémentaires faisceau incident faisceau réfléchi faisceau transmis (réfraction) E R T Optimisation réglages en échographie et en Doppler nécessite UN MINIMUM de connaissances sur les ultrasons et le fonctionnement des échographes V F+ F F F . C2F . cos
V = ?
POURQUOI ???
Communiquer avec ingénieurs, commerciaux, constructeursNotions de physique acoustique
Infrasons Sons
audibles Ultrasons Hypersons20 Hz 20 KHz 200 MHz
1 Hz = 1 cycle / seconde
1 KHz = 103 = 1000 Hz
1 MHz = 106 = 1000 000 Hz
1 GHz = 109 = 1000 000 000 Hz
Les ondes acoustiques sont des ondes élastiquesClassification selon leur fréquence F (Hertz)
Hz = unité de mesure de la fréquence
Ultrasons
20 Hz 20 KHz 200 MHz
1-15 MHz
Ultrasonographie
diagnostique Une onde de pression est une déformation localisée de sans transport de matièreOnde sonore
propage dans le milieu considéréPression exercée alternative, sinusoïdale: présence de zones de compression et de raréfaction de la matière
Dans un milieu élastique, la pression acoustique se propage comme une onde, à une vitesse (ou célérité) qui dépend de la nature du milieu.Onde sonore
Les Ultrasons
- Ondes mécaniques AE différentes molécules du milieu propagateur - Pas de propagation dans le vide - Propagation seulement dans un milieu matériel - Ondes sinusoïdales caractérisées par fréquence: F en Hz (s-1)F = 1 / T
T :période
Les Ultrasons
T TempsAmplitude
F= nombre de variations de pression par seconde
T = période : inverse de la fréquence
T= temps, en secondes, qui sépare les deux instants les plus - Propagation en ligne droite dans un milieu homogène, transport sans transport de matière - Distinguer : vitesse de vibration des US V (m .s-1) et vitesse de propagation ou célérité C (m .s-1) - C dépend uniquement des caractéristiques du milieu biologique traversé, de sa capacité à transmettre plus ou moins vite les US - Onde acoustique : onde longitudinale, mouvements des particules dans la direction de la propagation (mais il existe aussi des ondes transversales, mouvement perpendiculaire mais vite atténué)I) Propagation des ultrasons
Transversale
Cisaillement
Longitudinale
Compression
Direction de la propagation
Mouvement des particules
Célérité des Ultrasons
Milieu C (m .s-1)
Air 330
Graisse 1450
Eau 1480
Tissus mous
(moyenne) 1540Os 3500
En pratique, tissus mous, C ~1500 m .s-1 (1540 m .s-1) - Ȝ et C - Lien entre Ȝ et fréquence F (Hz) - Ȝ (mm) : distance ayant la même pression à un instant donné - Ȝdépend des caractéristiques mécaniques du milieu - Pour un milieu donné, Ȝ diminue si F augmenteȜ = C / F ou Ȝ = C T
Pression
Distance
Exemple: tissus mous C = 1500 m/s
- si F = 1 MHz AE Ȝ = 1,5 mm - si F= 2 MHz AE Ȝ = 0,75 mm - si F = 5 MHz AE Ȝ = 0,3 mmȜ = C / F ou Ȝ = C T
Si F = 1 MHz, détection détails = limitée à 1,5mmȜ = 1500 / 10 6 = 1,5 10 -3 m = 1,5 mm
Exemple: tissus mous C = 1540 m/s
Sonde émettant à une fréquence F = 7,5 MHzȜ = C / F ou Ȝ = C T
Si F = 7,5 MHz, détection détails à 0,2 mm = 1540 / 7 500 000 = 0,2 mm La fréquence de la sonde a un effet direct sur la résolution de l'image échographique.En un point donné, est exprimée en en
watts.cm-2 que la vitesse de propagation est lente pO = pression acoustique maximale (Pascal)ȡ = densité du milieu (Kg.m-3)
C = Vitesse (célérité) de propagation dans le milieu (m/s)I = pO2 / 2 ȡ c
Ultrasonographie Diagnostique :
I = quelques mW/cm2
à quelques dizaines de mW/cm2
Effets Biologiques :
I > 1 W/cm2
Intensité = Energie par unité de surface
AE atténuation
échelle logarithmique en dB
- Soit deux ondes US dont les intensités absolues sont A et B, et soit - Exemple -2 à 10-5 AED = 10 log 10-5/ 10-2 = 10 log 10-3 = -30 dB
D= 10 log B/A
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