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Propagation des ondes

La vélocimétrie Doppler est une méthode non-invasive pour mesurer la vitesse du sang, souvent utilisée en médecine pour détecter des problèmes vasculaires. On utilise une sonde émettant des ultrasons à une certaine fréquence, les globules rouges affectent ensuite cette onde avec une fréquence différente à cause de l'effet Doppler. On peut déterminer la vitesse des globules rouges en analysant un spectre et en isolant les fréquences correspondant à la fréquence émise et reçue. On applique ensuite une formule pour trouver la vitesse des ultrasons qui nous donne une vitesse d'environ 42 cm par seconde, correspondant à l'ordre de grandeur de la vitesse du sang dans le corps humain.

Salut à tous, c'est Layla pour Studio. Aujourd'hui on va faire un exercice sur la vélocimétrie Doppler. Qu'est-ce que c'est la vélocimétrie Doppler? C'est une méthode pour calculer la vitesse du sang, qui est très utilisée, parce que c'est non invasif, on a juste à vous envoyer des ultrasons, et on connaît la vitesse de vos globules rouges, et ça peut servir pour déceler certains problèmes d'origine cardiovasculaire. C'est quelque chose qui est très utilisé en médecine, je ne sais pas si vous êtes déjà allé dans un endroit, souvent c'est dans les endroits où il y a de l'imagerie médicale, on propose aussi de faire des Doppler sanguins. Là on va étudier le fonctionnement de ce truc. Donc on a une sonde qui émet des ultrasons à la fréquence FE, ensuite l'onde arrive jusqu'aux globules rouges, qui sont dans les vaisseaux, et elle arrive avec une certaine vitesse V, et ensuite les globules rouges, comme ils vont à une certaine vitesse, vont affecter l'onde avec une fréquence qui est différente, et différente à cause de l'effet Doppler. Donc nous, on nous donne un spectre, où on a à la fois la fréquence émise et la fréquence reçue, et on nous donne la relation du décalage Doppler, la vitesse des ultrasons, et l'angle entre la sonde et le vaisseau. Là c'est une question un peu type question ouverte, mais c'est un peu leur petit document, il faut essayer de déterminer la vitesse des globules rouges. Donc une première chose qui est importante, qui nous est utile, c'est de savoir lequel de ces pics correspond à FR et lequel correspond à FE. Pour ça on peut regarder ce qu'il se passe. Donc là vous voyez que les globules rouges ont tendance à s'approcher de la sonde, donc a priori ça veut dire que la fréquence reçue va être plus grande que la fréquence émise. Donc si on regarde comme ça, ça veut dire que FR est 10004 kHz et FE est 10000 kHz. Une autre manière de le voir, qui est un peu plus subtile, c'est si on regarde l'amplitude, on voit qu'elle est plus grande pour 10000 kHz. Donc a priori, on imagine que nous on va plutôt mesurer ce spectre proche de la sonde, donc a priori la fréquence émise va être moins diffusée, donc la fréquence qui va être reçue comme celle diffusée par les globules rouges va traverser plus de zones différentes et donc potentiellement elle va être plus atténuée. Je pense que ce n'est pas l'explication la plus naturelle, mais disons que ça corrobore le résultat précédent. Une fois que j'ai ça, je vais simplement appliquer la formule. J'isole V, V c'est ΔF, la vitesse des ultrasons, divisé par 2 cosθFE. Donc quand j'applique ça, ça me donne que V c'est 42 cm par seconde. Alors bon, on ne sait pas trop si c'est cohérent ou pas, alors je vous ai trouvé un petit ordre de grandeur dans une revue de médecine. En ordre de grandeur, il faut 10 secondes au 100 pour faire le retour entre le cœur et la tête. Donc vous voyez qu'on est à peu près dans cet ordre de grandeur là, on est peut-être un peu en dessous en termes de vitesse, mais l'ordre de grandeur est bon, on est à quelques dizaines de cm par seconde. J'espère que cette vidéo vous aura été utile, n'hésitez pas à poser vos remarques et vos questions en commentaire.

Vélocimétrie Doppler

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