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Etude d'un échographe: GE Vivid 3N Proexpert


par Tahar; Bachir; Salah Ait-Kaci-Ali ; Ben Rekia; Bakheti
Institut national spécialisé en formation professionnelle de Médea - Technicien supérieur en maintenance des équipements médicaux 2008
  

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ANNEXE A

A.1-E

:

· 1794 : Expériences de Lazzaro Spallanzani sur les chauves souris

· 1822 Daniel Colladon, Physicien suisse utilise, une cloche sous-marine pour mesurer la vitesse du son dans l'eau sur le lac de Genève

· 1877 Lord Rayleigh (Angleterre) publie le fameux traité "The Theory of Sound" (la Théorie du Son) dans lequel sont décrits les principes fondamentaux de la physique des vibrations sonores (ondes), leur transmission et réflexion.

· 1880 Piézo-électricité P. & J. Curie

· 1883 l'invention du sifflet à ultrasons par le physiologiste anglais Francis Galton

· 1912 (1 mois après le naufrage du Titanic) L. F. Richardson soumet auprès du bureau des brevets britanniques le premier brevet pour un écho-radar sous-marin appelé SONAR (Sound Navigation Ranging).

· 1917 : Applications sous-marines des ultrasons

· 1918 Brevets sur les transducteurs (Sonar) Paul Langevin

· 1920 Premier rapport sur les effets biologiques RW Wood + AL Loomis

· 1928 Premières applications médicales suggérées

· 1932 Hyperthermie thérapeutique H. Freundlich

· 1933 Première évocation de thérapie du cancer A. Szent-Györgyi

· 1942 Karl Theodore Dusík, psychiatre Autrichien, publie un article sur "Hyper phonographie du cerveau". Il est considéré comme le premier médecin qui a utilisé les ultrasons pour le diagnostic médical. . 1942 Ultrasons focalisés haute intensité (H.I.F.U.) J.G. Lynn

? 1952 Wild et Reid publient les premières images 2D cliniques.

? 1958 Ian Donald, (Écosse), publie le premier article sur les ultrasons obstétriques dans le Lancet: «Investigation of Abdominal Masses by Pulse d'Ultrason ».

? 1961 Utilisation du premier système à ultrasons pour des images de fétus.

? 1972 en Europe, envolée de l'emploi des ultrasons comme outil diagnostique et fondation de la "European Federation of Societies for Ultrasound in Medicine and Biology"

? 1987 utilisations routinières du Doppler couleur

? 1990 Doppler duplex

A.2-Paramqtres physiques d'une onde ultrasonore

Soit une onde ultrasonore de fréquence f, période T=1/f, intensité I, soit un milieu de compressibilité ì, de densité ñ, d'élasticité E, nous avons :

- vitesse de propagation :

C=vE/ñ =?1/uñ ; ñC2/E=1 ; ñìc2=1

-amplitude des particules :

a= A0 sin ùt ; ù= 2ð ; f =2ð/T

-vitesse des particules :

v= v0 cos ùt ; v0 = A0 ù

-pression:

p= P0 cos ùt; P0 = (A0 ù)/(ìc)=V0 /ìc= f0 V0 -intensité (puissance par unité de surface): I= 1/2 ñ c ù2 A02

A.3- Matériaux piézo-électriques A.3.1-Les cristaux

Le cristal piézo-électrique le plus connu est le quartz, mais ses propriétés sont peu attrayantes pour les applications des transducteurs médicaux, son impédance acoustique est relativement élevée et son coefficient de couplage est très faible.

D'autres cristaux, tels que le niobate de lithium (LiNbO3) ou la tantalite de lithium (LiTaO3) affichent des valeurs de kt plus élevées. Le cout élevé est la fragilité de ces cristaux que l'on ne les retrouve peu dans les produits actuels.

Ils sont cependant utilisés en laboratoire dans des dispositifs à très haute résolution pour des raisons essentiellement technologiques.

A.3.2-Les polymères

Ils se caractérisent par une faible impédance et ils sont donc supérieurs à ce point de vue. Cependant jusqu'à une période récente, leurs coefficients de couplages étaient bien plus faibles que ceux des céramiques. L'amélioration des procédés de fabrication et plus particulièrement ceux des copolymères a abouti à des valeurs de kt de l'ordre de la moitié de ceux obtenues avec des céramiques. Les transducteurs à base de copolymères ont aujourd'hui des performances qui s'approchent de celles des capteurs à céramiques. Ils sont essentiellement utilisés dans les dispositifs hautes fréquences à cause d'avantages technologiques. Quelques barrettes expérimentales fonctionnant au dessus de 7 MHz ont étés réalisés, on peut les trouver dans des transducteurs pour l'échographie ophtalmologique, cutanée ou intra vasculaire. Ils se prêtent bien, en outre, à une miniaturisation des sondes.

A.3.3-Les matériaux suivants possèdent les propriétés piézoélectriques :

. le quartz (SiO2).

Fig. A.1 : Le quartz.

· la topaze.

· la tourmaline.

· La berlinite (AlPO4).

· L'ortho phosphate de gallium (GaPO4).

· les cristaux d'hydroxyde-apatite (formant la trame des os).

· L'arséniate de gallium (GaAsO4).

· Les céramiques de structure cristalline pérovskite ou de structures tungstène-bronze (BaTiO3, KNbO3, LiNbO3, LiTaO3, BiFeO3, NaxWO3, Ba2NaNb5O5, Pb2KNb5O15, Pb(Zr0.5Ti0.5) O3 désigné sous le nom de céramique PZT).

· les polymères à base de fibres de caoutchouc, laine, cheveux, bois et soie.

· le polymère Poly Vinylidine Di Fluoride (PVDF) a une piézoélectricité dépassant plusieurs fois celle du quartz.

· Les langasites (exemple : le composé Ba3NbFe3Si2O14).

ANNEXE B

B.1- Fiche technique de 7490 :

B.2- Fiche technique de NE555 :

B.3- Fiche technique de LM308 :

B.5- Fiche technique de 4049

B.6- Fiche technique de régulateurs de tension 7812 ET 7805

B.7- Fiche technique de RS502

ANNEXE C

C.1-Technologie du circuit imprimé :

Une plaque de circuit imprimé se présente généralement sous la forme d'une plaque isolante recouverte d'une couche de cuivre puis d'une couche photosensible (réagissant aux U.V.).

Fig. C.1 : Constitution de la plaque du circuit imprimé. C.1.1-L'isolant (Epoxy) :

L'isolant a une épaisseur courante de 1,6 mm, mais cette épaisseur peut varier de 0,2 mm à 6 mm selon le matériau employé et son utilisation. Les différents matériaux sont :

· Le verre époxy :

- pas cher.

- bonnes propriétés mécaniques.

- très abrasif (usure des outils).

· Le Téflon :

- excellentes propriétés mécaniques.

- excellente tenue aux agents extérieurs.

- très cher (emplois particuliers).

· Le mylar (ou polyester) : Utilisé en très faibles épaisseurs pour fabriquer des circuits souples.

C.1.2-Le cuivre :

C'est du cuivre pur, d'épaisseur 35 m. La largeur de la piste dépend de l'intensité du courant à véhiculer et de l'élévation de température admise pour ce conducteur.

C.1.3-La couche photosensible

Elle permet, par un procédé photographique, de distinguer puis d'éliminer les parties cuivrées inutiles grâce à sa réaction aux ultraviolets. Elle peut être de type positif ou négatif.

C.2- Différentes étapes de réalisation du circuit imprimé C.2.1-Réalisation du tracé

Une fois que nous avons terminé de dessiner notre schéma théorique par la main, nous utilisons un logiciel de dessin des circuits électronique (dans notre cas nous avons utilisé le Win Circuit) pour dessiner le schéma.

C.2.2-Impression du tracé

Moyennant une imprimante, nous imprimons notre tracé sur une feuille transparente. C.2.3-Insolation

Une plaque d'époxy avec cuivre et couche photosensible est soumise à un rayonnement d'UV.

La couche photosensible exposée aux U.V. est dégradée et pourra être éliminée par le révélateur. L'insolation se fait moyennant une machine appelée insoleuse.

· Avec une insoleuse

- Découper la plaque d'époxy à la taille du tracé en laissant une marge de 1 cm au moins. - Positionner le tracé dans le bon sens sur la vitre de l'insoleuse. (Vue coté composant).

- Retirer la pellicule protectrice de la plaque (au dernier moment).

- Poser la plaque avec le coté vert sur le tracé dans l'insoleuse et fermer le capot. - Insoler environ 1 à 5 minutes.

C.2.4-Révélation

Cette étape va dissoudre la résine qui à été exposé aux UV. Ce qui mettra le cuivre à nu et les pistes resteront protégé par la résine verte.

· Utilisation du révélateur

- Verser votre révélateur dans une cuvette en plastique.

- Plongez la plaque qui vient d'être insolé.

- Au bout d'une minute frotter de temps en temps avec un chiffon jusqu'à ce que le cuivre apparaisse.

- Rincer soigneusement la plaque sous le robinet en frottant avec les doigts jusqu'à ce qu'elle ne soit plus 'grasse' au toucher.

- La plaque est prête à être gravé. Notez que la résine protège encore les pistes. C.2.5-Gravure

La gravure consiste à plonger le circuit dans un bain d'acide (Perchlorure de fer). Le cuivre mis à nu lors de la révélation sera dissous. Seules les pistes protégées par la résine resteront.

> Procédure

- Plonger la plaque d'époxy dans le bain d'acide. Temps : 5 à 30min suivant la graveuse. - Lorsque tout le cuivre à disparu, sortez le circuit et rincez le sous l'eau.

- Frottez les pistes avec de l'acétone ou de l'alcool à brûler pour retirer la résine et ainsi apparaît les pistes de cuivres.

C.2.6-Perçage

L'opération de perçage est l'ultime étape dans la réalisation d'un circuit imprimé, si l'on fait abstraction de la mise en place des composants et du soudage. On utilise une perceuse miniature, ainsi que des forets tout aussi miniatures.

> Diamètre des perçages

0.6mm pour les circuits intégrés et les petits transistors, 0.8 mm pour les résistances et condensateurs. On peut essayer le diamètre unique de 0.8 mm pour tous les perçages sauf exception. Il faut également posséder quelques forets de 1.0, 1.2, 1.5, 2 mm pour des éléments particuliers.

C.2.7-Soudure des composants

L'opération de soudure est extrêmement délicate, elle doit être effectuée avec un très grand soin et en suivant un certain nombre de règles, car il est impératif que la fiabilité des soudures soit sans défaut.

> Les démarches à suivre

1. Appuyer le fer chaud à la fois sur la patte du composant et sur la pastille de cuivre, les deux

éléments doivent être chauffés en même temps, sinon la soudure ne tiendra pas.

2. Approcher l'extrémité du fil de soudure vers la base de composant du coté opposé à la pointe du fer, si la patte est à la bonne température, la soudure fuse fond toute seule et s'étale sur la patte et la pastille.

3. Couper l'excédant de la patte.

Fig. C.2 : Comment souder

Fig. C.3 : La bonne soudure et la mauvaise soudure C.2.8- Dernière étape

La dernière étape est de mettre la plaque dans un boitier approprié.

· Manual GE: Vivid 3N PRO-EXPERT.

.

· Livre: -Thomas L. Szabo- Diagnostic ultrasound imaging (Academic Press, 2004 - 549

pages).

· Livre : -André Dognon- Les ultrasons et leurs applications (Presses universitaires de France,

1953 - 181 pages).

· Livre : - A.Bonnin - C.bourousouloux - J.-P.Canavard - P.Legmann - G.Seguin - M.Bléry -

Echographie (Livre disponible sur le net au lien : http://books.google.com/books?id=SjKBEroSeSwC&lpg=PA11&dq=Mode%20%C3%A9chographique&hl=fr&pg=P P1#v=onepage&q=Mode%20%C3%A9chographique&f=false ).

· Le lien : http://xcotton.assoc.pagespro-orange.fr/electron/coursetdocs.htm

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