Exercices et problèmes

Les exercices suivants vont t’aider à mieux comprendre les concepts vus en classe et au laboratoire. Ils sont représentatifs des questions qui pourraient se retrouver dans les examens de physique.

Iontophorèse

1. Pour le traitement par iontophorèse, on utilise des électrodes de $5c{m}^2$. Calculez:

   a) La densité de courant si le courant est de $2\text{mA}$

   b) Le courant maximal que l’on pourrait utiliser pour rester à l’intérieur des marges de sécurité

   c) La durée du traitement si on veut une dose de $50\text{mA}\cdot \text{min}$ (utilisez le courant trouvé en b)

2. Explique le rôle du champ électrique dans le traitement par iontophorèse.

3. Décris le lien entre la force électrique et le courant électrique dans un tissu soumis à une différence de potentiel.

4. Explique sur quelle électrode on doit placer l’acide acétique (ions négatifs) pour obtenir l’effet désiré en iontophorèse. Ton explication doit s’appuyer sur les concepts de physique vus en classe.

5. On veut utiliser une dose de $60\text{mA}\cdot \text{min}$ de manière sécuritaire. Donne 3 combinaisons possibles de courant et de durée, puis vérifie pour chaque combinaison qu’elle est bien sécuritaire. Tu peux choisir des électrodes de 5 ou 10 cm².

6. Explique pourquoi un ion chargé positivement migre vers l’électrode négative lors d’un traitement par iontophorèse.

7. Pourquoi l’iontophorèse utilise-t-elle un courant continu plutôt qu’un courant alternatif?

8. Deux traitements délivrent la même dose. Le premier traitement est de 1 mA pendant 30 minutes. Donne le courant et la durée possible pour le 2e traitement pour garder la même dose tout en restant sécuritaire et pour raccourcir le temps de traitement.

TENS

1. Une onde carrée monophasique de fréquence $f=15\text{Hz}$ est utilisée sur un patient. Combien de temps dure chaque impulsion (tension appliquée)?

2. Compare les effets généraux d’un TENS à basse fréquence et à haute fréquence.

3. Trace approximativement la forme d’onde si on utilise une biphasique symmétrique pulsée avec une période de $0,125s$ et une durée d’impulsion de $150\mu s$. Sur ton graphique, identifie la période et la durée d’impulsion.

4. En utilisant le graphique Intensité-durée suivant, choisis une intensité et une durée pour stimuler uniquement les fibres sensorielles. (Données fictives, non représentatives de valeurs réelles)

5. En utilisant le graphique Intensité-durée suivant, choisis une intensité et une durée pour produire une contraction musculaire. (Données fictives, non représentatives de valeurs réelles)

6. Pour un traitement avec le TENS, on utilise le courant en fonction du temps suivant :
   1. Quelle est le type d’onde utilisée?
   2. Quelle est la fréquence utilisée?
   3. Quelle est la durée d’impulsion?
   4. Quelle est l’intensité du courant utilisé?

7. On utilise une onde carrée biphasique symétrique avec une modulation d’amplitude. Que signifie la modulation d’amplitude? Peux-tu faire un schéma pour l’illustrer?

Interférentiel

1. On utilise deux signaux à des fréquences de 4000 Hz et 4010 Hz en mode quadripolaire pour un traitement interférentiel. Quelle est la fréquence de battement?

2. Explique l’avantage principal d’utiliser des fréquences plus élevées avec l’interférentiel plutôt que les plus basses fréquences du TENS.

3. Décris la relation entre la fréquence du signal utilisé et la conductivité des tissus.

4. Les tissus agissent un peu comme un condensateur. Qu’est-ce que cela signifie et quel sera l’impact sur l’impédance des tissus?

Stimulation neuromusculaire (NMES)

1. Explique la différence entre la stimulation neuromusculaire et le TENS.

2. Quel est l’impact de la fréquence choisie pour la stimulation sur la contraction musculaire?

3. Explique comment la stimulation neuromusculaire déclenche une contraction, des électrodes à la contraction, en passant par le champ électrique, le potentiel d’action et le recrutement de fibres.

Rétroaction biologique

1. Explique la différence entre la rétroaction biologique et la stimulation neuromusculaire.

2. Pourquoi doit-on utiliser une 3e électrode (“ground”) pour la rétroaction biologique?

3. La rétroaction biologique utilise le signal de l’électromyographe (EMG) comme source d’information. Quel traitement du signal est nécessaire pour passer du signal brut à un signal simple à comprendre pour le patient?

4. L’électromyographie enregistre l’activité musculaire. Qu’est-ce qui est mesuré par les électrodes?

5. Quel est le lien entre le potentiel d’action de la fibre musculaire et l’électromyographie?

Physique

1. La loi d’Ohm est $\Delta V=RI$ . Explique ce qu’elle représente.

2. Décris le lien entre la force et le champ électrique

Ultrasons

1. Une lésion est située à 1,2 cm de profondeur.

   a) Quelle fréquence choisiriez-vous entre 1 MHz et 3 MHz ?

   b) Justifiez brièvement votre réponse.

2. Un patient présente une douleur localisée au ligament talo-fibulaire antérieur, après une entorse latérale récente de la cheville.

   a) En vous basant sur l’anatomie réelle de cette région, estimez la profondeur de la structure cible.

   b) Déterminez la fréquence la plus appropriée.

   c) Justifiez votre réponse.

3. Un patient présente une douleur au tendon des extenseurs communs, près de l’épicondyle latéral.

   a) À partir de l’observation anatomique sur un collègue, estimez la profondeur de la structure cible.

   b) Estimez la surface à traiter.

   c) Choisissez la fréquence appropriée.

   d) Choisissez la tête à utiliser (ERA).

   e) Justifiez vos choix.

4. Vous devez traiter une lésion avec les paramètres suivants : fréquence : 3 MHz
   mode : 1:4
   surface à traiter : 10 cm²
   ERA : 5 cm²

   a) Calculez la durée de traitement.

5. Vous devez traiter une région avec les paramètres suivants : fréquence : 1 MHz
   mode : continu
   surface à traiter : 15 cm²
   ERA : 5 cm²

   a) Calculez la durée de traitement.

6. Une lésion est située à 0,8 cm de profondeur. La surface à traiter est de 12 cm². La condition du patient est en phase aiguë.
   Vous disposez d’une tête dont le ERA est de 4 cm².

   a) Déterminez la fréquence. b) Déterminez le mode. c) Calculez la durée de traitement.

7. Une lésion est située à 3,5 cm de profondeur. La surface à traiter est de 18 cm². La condition du patient est en phase chronique.
   Vous disposez d’une tête dont le ERA est de 6 cm².

   a) Déterminez la fréquence. b) Déterminez le mode. c) Calculez la durée de traitement.

8. Décrivez le rôle du mode d’émission (continu vs pulsé) dans un traitement par ultrasons.

   a) Quelle est la différence physiologique entre ces deux modes ?

   b) Dans quel contexte clinique utiliseriez-vous chacun ?

9. Expliquez l’importance du ERA (Effective Radiating Area) dans l’application des ultrasons.

   a) Que représente le ERA ?

   b) Pourquoi doit-on tenir compte du ratio surface/ERA lors d’un traitement ?

10. Décrivez les principaux mécanismes physiologiques des ultrasons sur les tissus.

    a) Nommez deux effets non thermiques et expliquez brièvement ce qu’ils sont.

11. Pourquoi doit-on constamment déplacer la tête d’application lors de l’utilisation des ultrasons?

Ondes de choc

1. Qu’est-ce qu’une onde de choc en physiothérapie du point de vue physique?

2. Pourquoi dit-on que les ondes de choc ne sont pas des ondes continues?

3. Donnez deux différences importantes entre les ultrasons et les ondes de choc.

4. Quelle est l’ordre de grandeur de la pression utilisée en ondes de choc radiales et à quoi cela correspond-il en bar?

5. Expliquez le concept de mécanotransduction dans le contexte des ondes de choc.

6. Un traitement par ondes de choc radiales est réglé à $3\text{bar}$ et l’on administre 2000 coups.
   On estime la durée de chaque impulsion à $0,5\text{ms}$.
   On suppose que le traitement se fait dans un tissu musculaire d’impédance acoustique $Z=1,70\times 10^6\text{rayl}$.

   1. Calculez l’intensité approximative de l’impulsion
   2. Calculez l’énergie par unité de surface en mJ/mm² appliquée au patient lors du traitement

Laser

1. Vous traitez une lésion avec une technique point par point.

   • dose prescrite : 5 J/cm²

   • surface d’application : 1 cm²

   • puissance de la sonde : 100 mW

   a) Calculez l’énergie délivrée par point
   b) Calculez le temps de traitement par point

2. Une lésion couvre une surface totale de 12 cm².
   Vous utilisez une technique point par point avec une sonde ayant une surface d’application de 1 cm².

• dose prescrite : 4 J/cm²

• puissance : 200 mW

  a) Calculez l’énergie délivrée par point
  b) Calculez le temps de traitement par point
  c) Combien de points doivent être traités ?
  d) Calculez le temps total de traitement

3. Vous traitez une zone en balayage.

Données :

• surface à traiter : 15 cm²

• dose prescrite : 3 J/cm²

• puissance de la sonde : 300 mW

  a) Calculez l’énergie totale à délivrer
  b) Calculez le temps total de traitement

4. Vous traitez une zone de 20 cm² en balayage.

Données :

• dose prescrite : 4 J/cm²

• puissance crête : 400 mW

• mode pulsé à 50 %

  a) Calculez l’énergie totale à délivrer
  b) Calculez la puissance moyenne
  c) Calculez le temps total de traitement

5. Expliquez pourquoi le laser est qualifié de monochromatique, cohérent et collimaté, et en quoi ces propriétés influencent son interaction avec les tissus biologiques.

6. Quels sont les principaux mécanismes d’interaction du laser avec les tissus et lequel est principalement recherché en thérapie ?

7. Expliquez pourquoi la longueur d’onde influence la profondeur de pénétration du laser dans les tissus.

8. Expliquez la différence entre puissance et énergie en thérapie laser et pourquoi cette distinction est importante pour le dosage.

9. Expliquez le principe de l’émission stimulée et pourquoi il est essentiel au fonctionnement du laser.

10. Comparez l’émission spontanée et l’émission stimulée en termes de direction, phase et cohérence.

11. Qu’est-ce que la photobiomodulation et quel est son mécanisme d’action principal au niveau cellulaire ?

12. Expliquez pourquoi l’absorption est essentielle pour la photobiomodulation.

13. Nommez deux paramètres physiques du laser qui influencent la photobiomodulation et expliquez leur rôle.

Diathermie

Questions

1. Qu’est-ce que la diathermie en physiothérapie ?

2. Pourquoi utilise-t-on des fréquences comme $27,12$ MHz en diathermie ?

3. Quels mécanismes physiques produisent la chaleur en diathermie ?

4. Quel est le mécanisme physique dominant en mode capacitif ?

5. Quel est le mécanisme physique dominant en mode inductif ?

6. Quelle est la différence physique réelle entre les modes capacitif et inductif ?

7. Pourquoi observe-t-on une distribution différente de la chaleur entre les deux modes ?

8. Peut-on dire que le mode inductif pénètre plus profondément ?

9. Pourquoi la diathermie ne stimule-t-elle pas les nerfs ?