TPE: L'effet Doppler

 

Application à la médecine

 

Un examen Doppler vasculaire se pratique au moyen d'une sonde Doppler qui émet ses ultrasons à une fréquence précise en direction de l'artère à étudier. Ces ultrasons viennent "percuter" les hématies en mouvement, or la taille des hématies est inférieure à la longueur d'onde des ultrasons utilisés. Il se produit donc un phénomène de diffusion.

L'énergie rétro-diffusée par les hématies revient vers la sonde qui va mesurer la fréquence des ondes revenues. Cette nouvelle fréquence sera différente de celle des ultrasons émis en raison de l'effet Doppler qui intervient 2 fois: d'abord entre la sonde (émetteur fixe) et les hématies (récepteurs mobiles), puis de nouveau entre ces dernières (émettrices mobiles) et la sonde (récepteur fixe).

 

Application à un exemple concret :

 

On dispose d'une sonde comprenant un récepteur R et un émetteur E d'ondes ultrasonores. On suppose , comme dans les parties précédentes ,que la sonde est alignée avec la direction des globules, ce qui allége le calcul d'un facteur " cos ? ".
Les globules se déplacent à un vitesse V , à déterminer.
Pour cela, on envoie , grâce à E , des ultrasons de fréquence Fe = 100 Mhz.
On reçoit alors , par R , des ultrasons de fréquence Fr = Fe + 1 KHz.

Pour calculer V , il suffit de remplacer dans la formule: V = C ( Fr - Fe ) / ( Fr + Fe) démontrée précédemment;
C par 1500 m.s-1 , Fr par 100001 Khz , et Fe par 100000 KHz.

Ceci nous donne V = 1500 ( 100001 - 100000 ) / ( 100001 + 100000 ) = 1500 / 200001 = 7,5 . 10-3 m.s-1 = 7,5 mm.s-1

La vitesse du sang dans ce vaisseau sanguin est de 7,5 mm.s-1 , ce qui est tout a fait normal.

On rappelle que la vitesse du sang au départ d'une artère est de l'ordre de 50 cm.s-1 , alors que dans un vaisseau elle n'est que de quelques mm.s-1.