Biophysique de la Circulation

1. Définitions essentielles

• Fluide : milieu matériel déformable, capable de s’écouler.
• Liquide : fluide à l’état condensé, prend la forme du récipient, peu compressible et peu expansible.
• Gaz : fluide à l’état dispersé, occupe tout le volume disponible, compressible.
• Fluide réel : fluide avec frottements internes (viscosité), dissipe de l’énergie.
• Fluide parfait : fluide sans frottements, s’écoule sans perte d’énergie.
• États des fluides : peuvent être statiques (immobiles) ou dynamiques (en mouvement).

2. Pression dans un fluide

• La pression est une grandeur scalaire exprimée en Pascal (Pa).
• Un fluide au repos est soumis à une pression qui varie avec la profondeur.
• Hypothèses pour l’hydrostatique : fluide immobile, incompressible, isotherme.
• La pression augmente avec la profondeur selon la loi de Pascal.

3. Unités de pression et équivalences

4. Relation débit-vitesse

• Débit volumique $Q$ : volume de fluide traversant une section par unité de temps.
• Vitesse d’écoulement $v$ : vitesse moyenne du fluide dans la canalisation.
• Relation fondamentale : $$Q = S \times v$$ où $S$ est la section de la canalisation.

5. Équation de continuité

• Pour un fluide incompressible, le débit est constant le long d’une canalisation : $$S_1 v_1 = S_2 v_2$$
• Cette équation exprime la conservation de la masse.

6. Théorème de Bernoulli

• Pour un fluide parfait, incompressible et en écoulement stationnaire, l’énergie totale est constante le long d’une ligne de courant :

  $$P + \frac{1}{2} \rho v^2 + \rho g h = \text{constante}$$

  où

  • $P$ = pression,
  • $\rho$ = masse volumique,
  • $v$ = vitesse,
  • $g$ = accélération gravitationnelle,
  • $h$ = hauteur.

• Domaine d’application : fluides parfaits, écoulement sans viscosité, stationnaire.

7. Calcul de la pression artérielle selon la position

• La pression varie avec la hauteur selon : $$P = P_0 + \rho g h$$
• Exemple : pression artérielle plus élevée au niveau des pieds qu’à la tête chez un sujet debout.

8. Régimes d’écoulement d’un fluide visqueux

• Régime laminaire : écoulement ordonné, couches parallèles, faible vitesse.
• Régime turbulent : écoulement désordonné, tourbillonnaire, grande vitesse.

9. Loi de Poiseuille

• Pour un fluide visqueux incompressible en régime laminaire dans un tube cylindrique : $$Q = \frac{\pi \Delta P r^4}{8 \eta L}$$ où
  • $Q$ = débit volumique,
  • $\Delta P$ = différence de pression,
  • $r$ = rayon du tube,
  • $\eta$ = viscosité dynamique,
  • $L$ = longueur du tube.

À retenir : La pression dans un fluide au repos augmente avec la profondeur selon la loi de Pascal, et le débit volumique est proportionnel à la vitesse et à la section de la canalisation.

1. Pression et unités

• Pression $P$ : rapport d’une force $F$ à la surface $S$ sur laquelle elle s’exerce
  $P = \frac{F}{S} \quad \text{(en Pascal, Pa = N/m}^2)$

• Unités usuelles :

  Unité	Valeur en Pa
  1 bar	$10^5$
  1 mmHg	133,3
  1 cm H$_2$O	98 ≈ $10^2$
  1 atm	760 mmHg = 1,013 bar ≈ $10^5$

2. Statique des fluides : pression dans un liquide au repos

• La pression hydrostatique en un point d’un liquide dépend uniquement de la hauteur de liquide au-dessus de ce point.

• En tout point d’un liquide immobile en équilibre :

  • Tous les points à la même altitude ont la même pression :
    $p_1 = p_3$
  • La différence de pression entre deux points à des altitudes différentes est proportionnelle à la différence d’altitude :
    $p_1 + \rho g z_1 = p_2 + \rho g z_2$
    $\Delta p = p_2 - p_1 = \rho g (z_1 - z_2) = - \rho g h$

3. Loi de Pascal

• Loi de Pascal : dans un fluide incompressible au repos, la pression varie avec la profondeur selon
  $p + \rho g z = \text{constante}$
  où $z$ est la hauteur (altitude) mesurée positivement vers le haut.

• Cette loi permet de calculer la pression en fonction de la profondeur ou de la hauteur dans un liquide.

4. Applications numériques

1. Pression exercée par l’eau sur un plongeur à 50 m de profondeur

   • Masse volumique de l’eau de mer : $\rho = 1,025 \times 10^3$ kg/m$^3$
   • Accélération gravitationnelle : $g = 9,81$ m/s$^2$
   • Profondeur : $h = 50$ m

   Calcul de la différence de pression entre surface ($z_1=0$) et profondeur ($z_2=-50$ m) :

   $$\Delta p = - \rho g (z_1 - z_2) = -1,025 \times 10^3 \times 9,81 \times (0 - (-50)) = 5,027 \times 10^5 \text{ Pa}$$

2. Pression artérielle en fonction de la hauteur chez un homme debout

   • Pression au niveau du cœur : $p_{\text{cœur}} = 100$ mmHg = 13 kPa
   • Masse volumique du sang : $\rho = 1000$ kg/m$^3$
   • $g = 9,8$ m/s$^2$
   • Hauteur tête : $h = +0,5$ m (plus haut que le cœur)
   • Hauteur pieds : $h = -1,3$ m (plus bas que le cœur)

   Calcul de la pression au niveau de la tête :

   $$\Delta p = p_{\text{tête}} - p_{\text{cœur}} = - \rho g h = -1000 \times 9,8 \times 0,5 = -4900 \text{ Pa} = -4,9 \text{ kPa}$$

   Donc

   $$p_{\text{tête}} = p_{\text{cœur}} + \Delta p = 13 - 4,9 = 8,1 \text{ kPa}$$

   Calcul de la pression au niveau des pieds :

   $$\Delta p = p_{\text{pieds}} - p_{\text{cœur}} = - \rho g h = -1000 \times 9,8 \times (-1,3) = +12740 \text{ Pa} = +12,7 \text{ kPa}$$

   Donc

   $$p_{\text{pieds}} = 13 + 12,7 = 25,7 \text{ kPa}$$

À retenir : La pression dans un liquide au repos augmente linéairement avec la profondeur selon $p = p_0 + \rho g h$, où $h$ est la profondeur et $\rho$ la masse volumique du fluide.

1. Débit (D ou Q)

• Définition : volume de fluide traversant une section $S$ par unité de temps
  $D = \frac{dV}{dt} \quad (m^3/s)$

• Relation débit - vitesse d'écoulement :
  Si $v$ est la vitesse du fluide, le volume traversé en un temps $dt$ est $V = S \times l$ avec $l = v \, dt$, donc
  $D = \frac{V}{dt} = \frac{S \times l}{dt} = S v$
  Le débit est égal à la section multipliée par la vitesse.

2. Principe de continuité (conservation du débit)

• Dans un circuit hydraulique où la section $S$ et la vitesse $v$ varient, le débit reste constant :
  $S_1 v_1 = S_2 v_2 = \text{constante} = D$

• Loi de conservation du débit dans les ramifications :
  $\text{Débit canalisation mère} = \sum \text{débits canalisations filles}$

3. Énergie mécanique d’un fluide

Un liquide en mouvement possède trois formes d’énergie mécanique liées à :

4. Exemple de calcul de pression artérielle selon la hauteur

• Variation de pression due à la différence de hauteur $h = z_1 - z_2$ :
  $\Delta p = - \rho g h$

• Exemple :

  • Au niveau de la tête ($z_1 = 0.5\,m$, $z_2 = 0$), avec $\rho = 1000\,kg/m^3$, $g=9.8\,m/s^2$, pression initiale $p_1 = 13\,kPa$
    $\Delta p = -1000 \times 9.8 \times (0.5 - 0) = -4900\,Pa = -4.9\,kPa$
    $p_{\text{tête}} = 13 - 4.9 = 8.1\,kPa$

  • Au niveau des pieds ($z_3 = -1.3\,m$, $z_2=0$) :
    $\Delta p = -1000 \times 9.8 \times (-1.3 - 0) = +12400\,Pa = +12.4\,kPa$
    $p_{\text{pieds}} = 13 + 12.4 = 25.4\,kPa$

À retenir : Le débit volumique $D$ est constant dans un fluide incompressible et s'exprime par $D = S \times v$. La pression varie avec la hauteur selon $\Delta p = - \rho g \Delta z$.

1. Énergie mécanique d’un fluide en mouvement

• Énergie cinétique volumique :
  $E_c = \frac{1}{2} \rho v^2$
  où $\rho$ est la masse volumique du fluide, $v$ sa vitesse.

• Énergie mécanique totale (charge du fluide) :
  $E_{mec} = p + \rho g z + \frac{1}{2} \rho v^2$
  avec $p$ la pression, $z$ l’altitude, $g$ l’accélération gravitationnelle.

2. Théorème de Bernoulli (fluide parfait)

• Énoncé :
  Dans un écoulement stationnaire d’un fluide parfait (sans frottements), l’énergie mécanique totale est constante le long d’une ligne de courant :
  $p + \rho g z + \frac{1}{2} \rho v^2 = \text{constante}$

• Formule entre deux points 1 et 2 :
  $p_1 + \rho g z_1 + \frac{1}{2} \rho v_1^2 = p_2 + \rho g z_2 + \frac{1}{2} \rho v_2^2$

• Interprétation :
  L’énergie peut se transformer entre pression, énergie potentielle gravitationnelle et énergie cinétique, mais leur somme reste constante.

3. Conséquences du théorème de Bernoulli

a) Fluide immobile (v = 0)

• L’énergie cinétique est nulle :
  $\frac{1}{2} \rho v^2 = 0$

• L’équation devient :
  $p + \rho g z = \text{constante}$

• Loi de Pascal :
  La pression varie uniquement avec la profondeur dans un fluide au repos.

b) Cas où $v_1 = v_2$

• L’équation de Bernoulli réduit à la loi de Pascal :
  $p_1 + \rho g z_1 = p_2 + \rho g z_2 = \text{constante}$

• Le théorème de Bernoulli généralise la loi de Pascal aux fluides en mouvement.

4. Applications (exemple)

a) Effet Venturi (à compléter dans le cours)

• Variation de vitesse dans un tuyau à section variable entraîne une variation de pression selon Bernoulli.
• La pression diminue lorsque la vitesse augmente (section plus étroite), ce qui permet de mesurer la vitesse ou le débit.

À retenir : Dans un fluide parfait en écoulement stationnaire, la somme de la pression, de l’énergie potentielle gravitationnelle et de l’énergie cinétique reste constante le long d’une ligne de courant (théorème de Bernoulli).

1. Conservation du débit

• Débit volumique constant dans un tube de section variable :
  $S_1 v_1 = S_2 v_2$
  où $S$ est la section et $v$ la vitesse moyenne.

• Si $S_2 < S_1$ alors $v_2 > v_1$ (vitesse augmente dans les zones rétrécies).

2. Équation de Bernoulli simplifiée (fluide parfait, points au même niveau)

$$p_1 + \frac{1}{2} \rho v_1^2 = p_2 + \frac{1}{2} \rho v_2^2 = \text{constante}$$

• Chute de pression entre deux points :

  $$\Delta p = p_1 - p_2 = \frac{1}{2} \rho (v_2^2 - v_1^2)$$

• Effet Venturi : dans une zone rétrécie, la vitesse augmente, donc la pression statique diminue.

3. Écoulement d’un fluide réel : viscosité et pertes

• Dans un fluide réel, il y a une perte d’énergie mécanique due à la viscosité, transformée en chaleur → perte de charge.

• Le théorème de Bernoulli n’est plus vérifié strictement :

  $$E = \rho g h + \frac{1}{2} \rho v^2 + p \neq \text{constante}$$

4. Notion de viscosité

• La viscosité est une propriété physique caractérisant la résistance interne d’un fluide à l’écoulement.

• Deux couches parallèles de fluide glissent l’une sur l’autre avec des vitesses différentes, créant une force de frottement proportionnelle au gradient de vitesse :

  $$F = \eta S \frac{dv}{dx}$$

  où

  • $F$ : force de frottement (N)
  • $\eta$ : viscosité dynamique (Pa·s)
  • $S$ : surface de contact (m²)
  • $\frac{dv}{dx}$ : gradient de vitesse (taux de cisaillement)

• Unité de la viscosité :

  $$1\, \text{Pa·s} = 1\, \text{kg·m}^{-1}\text{s}^{-1} = 10\, \text{Poiseuille}$$

5. Fluides newtoniens vs non-newtoniens

6. Profil de vitesse dans un fluide réel

• Les molécules du fluide ont des vitesses différentes selon la distance à la paroi, créant un profil de vitesse non uniforme.

• La viscosité induit un écoulement laminaire avec un gradient de vitesse continu entre la paroi (vitesse nulle) et le centre du tube (vitesse maximale).

À retenir : La viscosité est la cause principale des pertes d’énergie dans l’écoulement réel, modifiant la distribution des vitesses et empêchant l’application stricte de Bernoulli.

1. Filet liquidien et profil de vitesse

• Un filet liquidien est un ensemble de particules fluides s'écoulant à des vitesses identiques.
• Chaque filet est représenté par un vecteur vitesse dont le module correspond à la vitesse d’écoulement.
• L’alignement de ces vecteurs selon un axe définit un profil de vitesse.

2. Régimes d’écoulement d’un liquide visqueux en régime stationnaire

• En régime laminaire, la vitesse est maximale au centre du conduit et quasi nulle au contact de la paroi.
• En régime turbulent, l’écoulement est bruyant et désordonné.

3. Nombre de Reynolds

• Le nombre de Reynolds $R$ caractérise le type d’écoulement et dépend de la masse volumique $\rho$, de la vitesse moyenne $v$, du diamètre $d$ du conduit et de la viscosité dynamique $\eta$ (ou $\mu$).
• Formule classique (avec $\eta$ la viscosité dynamique) :

$$R = \frac{\rho \, v \, d}{\eta}$$

• Interprétation :
  • $R < 2000$ : écoulement laminaire
  • $R > 3000$ : écoulement turbulent
  • Entre 2000 et 3000 : zone de transition

4. Loi de Poiseuille (écoulement laminaire dans un tube cylindrique)

• Pour un fluide newtonien incompressible en écoulement laminaire stationnaire dans un tube de rayon $R$ et longueur $L$, la débit volumique $Q$ est donné par :

$$Q = \frac{\pi R^4}{8 \eta L} \Delta P$$

avec $\Delta P$ la différence de pression entre les extrémités du tube.

• Le profil de vitesse est parabolique :

$$v(r) = \frac{\Delta P}{4 \eta L} (R^2 - r^2)$$

où $r$ est la distance radiale au centre du tube.

• La vitesse maximale au centre est :

$$v_{\max} = \frac{\Delta P \, R^2}{4 \eta L}$$

• La vitesse moyenne est :

$$v = \frac{Q}{\pi R^2} = \frac{v_{\max}}{2}$$

À retenir : L’écoulement laminaire est caractérisé par un profil de vitesse parabolique, une perte de charge faible, et est décrit par la loi de Poiseuille reliant débit, pression, viscosité et géométrie du conduit.

1. Définitions clés

• Hémodynamique : application des lois de l'hydrodynamique à la circulation sanguine.
• Circulation sanguine : mouvement de convection du sang dans les vaisseaux, nécessitant une énergie pour le déplacement.

2. Particularités du sang et des vaisseaux

3. Régimes d'écoulement

• Nombre de Reynolds ($R$) : critère pour déterminer le régime d'écoulement dans une canalisation de diamètre $d$ et viscosité $h$.

  • $R < 2400$ : écoulement laminaire.
  • $R > 10\,000$ : écoulement turbulent.

• Vitesse critique ($v_c$) délimitant le régime laminaire :

  $$v_c = \frac{2400 \, h}{\rho d}$$

• Écoulement turbulent si $v > v_c$.

4. Loi de Poiseuille (écoulement laminaire d’un liquide visqueux)

• La perte d'énergie par frottement est donnée par :

  $$\Delta E = R \times Q$$

• Résistance hydraulique (résistance de Poiseuille) :

  $$R = \frac{8 h l}{\pi r^4}$$

  avec :

  • $h$ : viscosité dynamique,
  • $l$ : longueur du tuyau,
  • $r$ : rayon de la canalisation.

• Cas particulier : tuyau horizontal de section constante

  • Pas de perte d'énergie due à la pesanteur,
  • Variation d'énergie due à une baisse de pression $\Delta P$,
  $$\Delta E = \Delta P$$

• Perte de charge par unité de longueur :

  $$\frac{\Delta P}{l} = \frac{8 h Q}{\pi r^4}$$

5. Limites

• La loi de Poiseuille ne s'applique plus en régime turbulent.

L'hémodynamique étudie la circulation sanguine en tenant compte des propriétés spécifiques du sang et des vaisseaux, ainsi que des régimes d'écoulement laminaire ou turbulent.

1. Organisation du réseau vasculaire

Le système circulatoire se divise en deux grandes circulations :

• Circulation systémique (grande circulation) : entre le ventricule gauche (VG) et l’oreillette droite, à haute pression.
• Circulation pulmonaire (petite circulation) : entre le ventricule droit (VD) et l’oreillette gauche, à basse pression.

2. Secteurs fonctionnels du réseau vasculaire

3. Anatomie fonctionnelle des artères élastiques

• Artères élastiques : aorte et grosses artères.
• Leur fonction principale est de transformer le flux sanguin pulsé en flux continu grâce à l’effet Windkessel.

a) Effet Windkessel

• Pendant la systole ventriculaire :
  • Augmentation de la pression artérielle.
  • Dilatation des artères élastiques.
• Pendant la diastole :
  • Diminution de la pression artérielle.
  • Retour des artères à leur diamètre initial.

L’effet Windkessel permet de lisser le flux sanguin et de maintenir une pression artérielle stable malgré la nature pulsatile du débit cardiaque.

1. Anatomie fonctionnelle hémodynamique

• Artères musculaires (artérioles) : diamètre modulable par vasomotricité (vasodilatation/vasoconstriction).

  • Rôle : régulation de la pression artérielle et contrôle des flux sanguins vers les capillaires et organes.

• Capillaires : situés dans les tissus, autour des cellules.

  • Lieu des échanges sang-cellules.
  • Leur densité est plus élevée dans les tissus métaboliquement actifs.

• Veines : parois extensibles, ramènent le sang vers le cœur (retour veineux).

  • Fonction de réservoir sanguin (vaisseaux capacitifs).

2. Principales grandeurs hémodynamiques

3. Vitesse de l’écoulement sanguin

• Équation de continuité : $S_1 v_1 = S_2 v_2 = \text{constante}$
  • $S$ : section du vaisseau, $v$ : vitesse du sang.
• La vitesse est élevée dans l’aorte (≈ 0,2 m/s), facilitant l’acheminement rapide du sang.

À retenir : Le débit cardiaque est le produit de la fréquence cardiaque par le volume d’éjection systolique, et la vitesse du sang varie inversement avec la section des vaisseaux selon l’équation de continuité.

1. Vitesse du sang dans les vaisseaux

• Vitesse lente dans les capillaires : environ 0,3 mm/s.
• Raison : la surface de section totale des capillaires est très grande, environ 1000 fois supérieure à celle de l'aorte.
• Conséquence : cette faible vitesse facilite les échanges entre le sang et les tissus.

2. Équation de continuité

• Relation entre surface et vitesse dans un vaisseau :

  $$D_1 = S_1 \cdot v_1 = D_2 = (N \cdot S_2) \cdot v_2$$

  où :

  • $S_1$ : surface de la section de l'aorte (environ 4 cm²),
  • $v_1$ : vitesse dans l'aorte (environ 20 cm/s),
  • $N$ : nombre d'embranchements capillaires,
  • $S_2$ : surface d'un capillaire,
  • $v_2$ : vitesse dans les capillaires (environ 0,03–0,05 cm/s).

• Exemple chiffré :

  • $S_1 = 4$ cm²,
  • $S_2$ cumulée = 2500–3000 cm²,
  • $v_1 = 20$ cm/s,
  • $v_2 = 0,03–0,05$ cm/s.

3. Pression sanguine

• Définition : force exercée par le sang sur la paroi d’un vaisseau.
• Unités :
  • mmHg pour la pression artérielle,
  • cmH₂O pour la pression veineuse.
• La pression diminue avec la distance au cœur.
• Le gradient de pression (de haute vers basse pression) assure la continuité de l’écoulement sanguin.

4. Pression artérielle (PA)

• Correspond à la différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur du vaisseau.
• C’est une surpression par rapport à la pression atmosphérique.
• Aussi appelée tension artérielle ou pression transmurale.
• Dépend principalement de :
  • l’élasticité des artères (artères conductrices et élastiques),
  • la force exercée par le sang sur la paroi artérielle.

La pression artérielle est la surpression exercée par le sang dans les artères par rapport à la pression atmosphérique, et elle diminue en s’éloignant du cœur.

1. Pression artérielle (PA)

• Pression systolique : pression maximale dans l'aorte lors de la systole (contraction ventriculaire gauche), environ 120 mmHg.
• Pression diastolique : pression minimale dans l'aorte lors de la diastole (relâchement ventriculaire), environ 70-80 mmHg.

2. Facteurs de variation de la pression artérielle

3. Résistance vasculaire

• Définition : force qui s’oppose à l’écoulement du sang dans les vaisseaux.
• Résulte de la friction du sang sur la paroi vasculaire.
• Se traduit par une perte d’énergie et une baisse progressive de la pression le long du vaisseau.

La résistance vasculaire est le principal facteur qui détermine la pression artérielle et le débit sanguin dans les vaisseaux.

1. Pression veineuse et retour veineux

a) Pression dans les vaisseaux sanguins

• La pression maximale se trouve dans les artères.
• Elle diminue progressivement dans les artérioles, puis dans les capillaires, les veinules et enfin les veines.
• Cette diminution de pression est liée à une augmentation de la résistance vasculaire.
• Malgré cette augmentation de résistance, le débit sanguin global reste constant grâce aux propriétés spécifiques du sang.

b) Résistance vasculaire ($R$)

La résistance à l'écoulement sanguin dans un vaisseau est donnée par la loi de Poiseuille :

$$R = \frac{8 \eta l}{\pi r^4}$$

avec :

• $\eta$ = viscosité du sang,
• $l$ = longueur du vaisseau,
• $r$ = rayon du vaisseau.

Facteurs influençant la résistance :

Résistance dans un système parallèle

• Exemple : une artériole se divise en 16 capillaires.
• Résistance d’un capillaire $R_c = \frac{R_a}{2}$ (avec $R_a$ résistance de l’artériole).
• La résistance totale d’un système en parallèle est donnée par :

$$\frac{1}{R_{\text{total}}} = \sum \frac{1}{R_i}$$

• Ainsi, la résistance totale des capillaires peut être égale à celle de l’artériole, malgré leur plus petit diamètre.

c) Pression veineuse

• La pression dans les veines est très faible comparée à celle des artères.
• Le retour veineux vers le cœur est assuré principalement par deux pompes :
  • Pompe musculaire : contraction des muscles squelettiques comprime les veines et pousse le sang vers le cœur.
  • Pompe respiratoire : lors de l’inspiration, la pression dans les veines thoraciques diminue, le diaphragme s’abaisse, ce qui augmente la pression dans les veines abdominales, favorisant le flux sanguin vers le thorax.

À retenir : La résistance vasculaire dépend fortement du rayon des vaisseaux ($R \propto \frac{1}{r^4}$), ce qui explique la chute de pression du côté artériel vers le veineux, tandis que le retour veineux est activement aidé par les pompes musculaire et respiratoire.

1. Pression veineuse centrale (PVC)

• Définition : Pression mesurée dans l'oreillette droite via un cathéter veineux.
• Indications : Informe sur le tonus veineux, la pression de remplissage du ventricule droit (VD), et la masse sanguine circulante.
• Valeur normale : PVC = 10 cm H₂O = 1 kPa.

2. Souffles cardiaques et vasculaires

• Origine : Régime d'écoulement turbulent.

• Conditions favorisant un souffle :

  Condition	Effet sur le souffle	Exemple
  1. Augmentation du débit (D)	Souffles d'effort	Exercice physique
  2. Réduction du diamètre (d)	Vitesse (v) augmente	Sténose vasculaire (athérome carotidien)
  3. Communication artério-veineuse	Vitesse (v) augmente	Fistule artério-veineuse, persistance du canal artériel
  4. Diminution de la viscosité (h)	Souffles liés à l'anémie et augmentation du débit (D)	Anémie, adaptation cardiaque

3. Mesure indirecte de la pression artérielle : bruits de Korotkoff

• Principe : Compression artificielle de l'artère humérale par un brassard.
• Matériel : Brassard gonflable, manomètre à mercure, stéthoscope.
• Observation : Apparition des bruits de Korotkoff lors du relâchement de la pression, indiquant la pression systolique et diastolique.

4. Mesure de la vitesse circulatoire par effet Doppler

• Principe de l'effet Doppler : Variation de fréquence entre une onde émise et une onde reçue lorsque la source ou l'observateur est en mouvement relatif.

• Application : Une sonde émet des ultrasons (US) qui sont réfléchis par les globules rouges (GR) en mouvement, modifiant la fréquence des échos reçus.

• Information obtenue : Vitesse et direction du flux sanguin dans les vaisseaux.

• Formule de la vitesse :

  $$V = \frac{D_f \cdot c}{2 f \cos \alpha}$$

  où

  • $D_f$ = décalage de fréquence (fréquence Doppler),
  • $c$ = vitesse du son dans le tissu,
  • $f$ = fréquence émise,
  • $\alpha$ = angle entre la direction du flux et la sonde.

À retenir : La PVC renseigne sur le remplissage cardiaque droit, les souffles traduisent un régime turbulent lié à des modifications du débit, du diamètre ou de la viscosité, et la mesure Doppler permet d’évaluer la vitesse sanguine par décalage de fréquence des ultrasons.