• Les lois cinétiques<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    Ce sont toutes les mêmes pour α, β+, β- et γ<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    I)            Loi de décroissance d’une population de noyaux radioactifs<o:p></o:p>

    La radioactivité est un phénomène aléatoire et pas influencé par les paramètres physiques et chimiques habituels<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      La constante radioactive λ<o:p></o:p>

    λ est la probabilité de désintégration par unité de temps<o:p></o:p>

    Plus λ est petit plus l’élément est radioactif<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Évolution du nombre de noyaux au cours du temps<o:p></o:p>

    Plus le temps passe plus il y a de désintégration donc il y a de moins en moins d’atomes<o:p></o:p>

    N(t) = N(0) e-λt<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    II)         Période radioactive<o:p></o:p>

    ·      Définition<o:p></o:p>

    1/λ est le temps où 63% des noyaux se sont désintégrés<o:p></o:p>

    Capture d’écran 2014-08-13 à 23.15.37

     

     

     

     

     

     

    ·      Période effective en physiologie<o:p></o:p>

    La période effective Teff est le temps d’élimination biologique d’une molécule non radioactive<o:p></o:p>

    La période biologique est la période radioactive pour le corps humain pour sortir du corps par urines, fèces, respiration, transpiration<o:p></o:p>

    Capture d’écran 2014-08-13 à 23.15.49

     

     

     

    <o:p> </o:p>

    III)      Activité d’un radioélément<o:p></o:p>

    ·      Définition<o:p></o:p>

    A(t) = λN(t)<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Unité<o:p></o:p>

    A est en Becquerel (nombre de désintégration par seconde) ou en Curie<o:p></o:p>

    1 mCi = 37 MBq<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Évolution dans le temps<o:p></o:p>

    A(t) = λN(0) e-λt = A(0)e-λt<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Mesure<o:p></o:p>

    Les mesures répétées se distribuent suivant la loi de poisson<o:p></o:p>

    La moyenne est alors A(barre)

    <o:p> </o:p>

    IV)      Cinétique des filiations radioactives<o:p></o:p>

    ·      Formation d’un nuclide stable<o:p></o:p>

    Radioactif à stable<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Formation d’un nuclide instable<o:p></o:p>

    Radioactif à radioactif à stable<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Formation d’un nuclide instable : cas particulier de l’équilibre de régime (λ1 < λ2 et T1 > T2)<o:p></o:p>

    Si on est supérieur à tmax alors A1 ≈ A2 <o:p></o:p>

    On a alors un équilibre de régime.<o:p></o:p>

    Tpère = 10 Tfils<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Formation d’un nuclide instable : cas particulier de l’équilibre séculaire (λ1 << λ2 et T1 >> T2)<o:p></o:p>

    Tpère = 100 Tfils<o:p></o:p>


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  • Radiobiologie et radioprotection<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    I)            Grandeurs et unités en dosimétrie<o:p></o:p>

    ·      La fluence énergétique et effet de la distance<o:p></o:p>

    L’énergie reçue décroit comme la carré de la distance à la source <o:p></o:p>

    Capture d’écran 2014-08-13 à 22.54.28

     

     

     

    Avec Ï•0 le débit de fluence énergétique au niveau de la source<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Les ionisations<o:p></o:p>

    Le rayonnement ionisant doit avoir une énergie supérieur à 13,6 eV pour pouvoir arracher des électrons<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      La dose absorbée D<o:p></o:p>

    Capture d’écran 2014-08-13 à 22.54.34

     

     

     

    Wa est l’énergie absorbée en J<o:p></o:p>

    dm est l’unité de masse de kg<o:p></o:p>

    L’effet Compton dépose une partie de son énergie<o:p></o:p>

    L’effet photoélectrique cède totalement son énergie<o:p></o:p>

    D est en J.kg-1 ou en Gy (Gray)<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Expression des effets de la dose absorbée<o:p></o:p>

    - Le transfert de l’énergie linéique<o:p></o:p>

    TELα > TELβ- > TELγ et X<o:p></o:p>

    TEL : transfert d’énergie linéique<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    - Dose équivalente H<o:p></o:p>

    Pour une même dose on peut avoir des dangerosités différentes è facteur Wr de dangerosité (en Sievert Sv)<o:p></o:p>

    Pour α : Wr = 20<o:p></o:p>

    Pour β : Wr = 10<o:p></o:p>

    Pour X et γ : Wr = 1<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    - Dose efficace E<o:p></o:p>

    Suivant l’endroit / les organes irradiés les dégâts seront aussi différents è facteur Wt de sensibilité des tissus (en Sievert Sv)<o:p></o:p>

    E = Σ Wt . Ht = Σ Wt . Wr . D<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    II)         Radiobiologie<o:p></o:p>

    ·      Effets moléculaires<o:p></o:p>

    - Mécanisme directs<o:p></o:p>

    Création d’ion, de radicaux libres è très dangereuses <o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    - Radiolyse de l’eau<o:p></o:p>

    Phénomène important sur les actions des rayonnements sur la molécule d’eau<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    - L’effet oxygène<o:p></o:p>

    Quand une molécule est oxygénée on voit mieux l’action des rayonnements qui est plus importante<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Effets sur l’ADN<o:p></o:p>

    Différents types d’effets : directs ou indirects<o:p></o:p>

    Différents types de lésions : altérations d’une base / cassures simples ou doubles brins / dommages chromosomiques<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Effets cellulaires<o:p></o:p>

    Capture d’écran 2014-08-13 à 22.54.45
    ·      Effets tissulaires

    <o:p></o:p>


    <o:p></o:p>

    Facteurs temps<o:p></o:p>

    Effets précoces<o:p></o:p>

    Quelques semaines après irradiations<o:p></o:p>

    Effets tardifs<o:p></o:p>

    Quelques années après irradiation<o:p></o:p>

    On distingue<o:p></o:p>

    Effets déterministes<o:p></o:p>

    Une dose = un effet<o:p></o:p>

    Effets aléatoires = stochastiques<o:p></o:p>

    Études statistiques pour mettre en évidence les effets<o:p></o:p>

    Plus une dose est importante plus l’effet est précoce et plus l’effet est déterministe.<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Relation dose-effet<o:p></o:p>

    On ne sait pas pour les doses faibles ce qui se passe.<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    III)      Radioprotection<o:p></o:p>

    ·      Historique<o:p></o:p>

    Capture d’écran 2014-08-13 à 22.54.55

     

     

     

    ·      Les deux types d’exposition<o:p></o:p>

    - Externe : irradiation<o:p></o:p>

    - Interne : contamination<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Les méthodes de protection contre l’exposition interne<o:p></o:p>

    - La distance : plus on se tient loin, moins on prend de rayonnements<o:p></o:p>

    - Le facteur temps : plus on reste longtemps à côté de source radioactive plus on prend des rayonnements<o:p></o:p>

    - Interposer des écrans entre la source et nous-même<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Protection contre une exposition par contamination interne<o:p></o:p>

    Exemple de l’iode 131 : on peut se protéger en saturant la thyroïde avec de l’iodure de potassium.<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Durée d’une contamination interne<o:p></o:p>

    On la calcule par rapport à la période effective<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Principe de radioprotection<o:p></o:p>

    - Principe de justification :<o:p></o:p>

    Tout examen doit être justifié.<o:p></o:p>

    Il y a deux responsables : le médecin et celui qui réalise l’examen<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    - Principe d’optimisation :<o:p></o:p>

    Il faut régler les appareils pour avoir la plus petite dose possible et le meilleur résultat<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    - Principe de limitation des doses individuelles : <o:p></o:p>

    La population (y compris femme enceinte et bébé) : 1mSv/an supplémentaire par rapport à l’irradiation naturelle.<o:p></o:p>

    Les travailleurs A : 20mSv/an<o:p></o:p>

    Les travailleurs B : 10mSv/an<o:p></o:p>

    / !\ les patients et les médecins ne sont pas concernés.<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      La radioprotection de la femme enceinte<o:p></o:p>

    1mGy = 1mSv<o:p></o:p>

    Entre 0 et 100 mSv è aucun effet<o:p></o:p>

    À partir de 100 mSv è peut se poser des questions<o:p></o:p>

    Entre 100 et 500 mSv è IVG à recommander (risques de malformations)<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    IV)      L’exposition aux rayonnements ionisants<o:p></o:p>

    ·      Origines<o:p></o:p>

    Capture d’écran 2014-08-13 à 22.55.08

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    <o:p> </o:p>

    ·      Répartition de l’exposition en France par an : 3,5 mSv<o:p></o:p>

    La dose d’origine naturelle paraît importante mais c’est une moyenne. <o:p></o:p>

    Entre différentes régions de France nous n’avons pas les mêmes doses reçues, certaines sont inférieurs, certaines sont supérieures (Bretagne, Corse, Vosges, Massif central …) à cause du radon contenu dans le granite<o:p></o:p>

    Pour les rayons cosmiques, plus on est en altitude plus on en prend. (Double tous les 1500m).<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    <o:p> </o:p>


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  • RMN

    RMN<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    I)            Moment magnétique nucléaire<o:p></o:p>

    Une particule chargée en mouvement a un moment magnétique<o:p></o:p>

    Les nucléons ont des spins<o:p></o:p>

    Le proton et le neutron induit un mouvement magnétique μ<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    Selon le modèle en couche, les neutrons et les protons s’apparient pour annuler leur moment magnétique.<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    Z et N pairs<o:p></o:p>

    I = 0<o:p></o:p>

    Z et N impairs<o:p></o:p>

    I = 1, 2, 3, …<o:p></o:p>

    Z ou N impairs<o:p></o:p>

    I = ½, 3/2, 5/2, …<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    II)         Précession<o:p></o:p>

    La précession est le résultat de l’application d’un champ magnétique sur un objet présentant un moment magnétique<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Mouvement de précession de proton pris isolément (moment microscopique)<o:p></o:p>

    La précession est double, elle est de deux types avec deux niveaux d’énergies différentes.<o:p></o:p>

    Le sens parallèle dans le sens de B0 (up) è avec une énergie basse E1<o:p></o:p>

    Le sens antiparallèle dans le sens opposé de B0 (down) è avec une énergie haute E2<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Mouvement de précession de l’ensemble des protons (moment macroscopique)<o:p></o:p>

    En absence de champ magnétique, les protons vont dans n’importe quel sens.<o:p></o:p>

    Quand il y a même répartition parallèle / antiparallèle on a : Σμ = M = 0 è pas dans la réalité<o:p></o:p>

    En réalité on a une aimantation où il y a plus de proton dans un sens que dans l’autre : Σμ = M ≠ 0<o:p></o:p>

    En IRM c’est seulement 5 protons de plus sur 1 million qui permet de faire les images.<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    III)      Résonnance<o:p></o:p>

    Consiste à basculer le moment macroscopique M grâce au champ magnétique.<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Origine de la bascule M<o:p></o:p>

    Provient de la fréquence de Larmor et de la résonnance sélective<o:p></o:p>

    À 42,6 MHz on a seulement l’hydrogène qui vibre è c’est la résonance<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Mécanisme de la bascule M<o:p></o:p>

    Le champ tournant à B0 tourne à la fréquence de Larmor.<o:p></o:p>

    Un proton qui passe du sens parallèle à antiparallèle par une onde radiofréquence aura la fréquence de Larmor<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Propriétés de l’onde radiofréquence<o:p></o:p>

    Ces rayonnements n’ont aucune influence sur la santé sauf si il y a présence d’objets métalliques dans le corps<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      L’effet de résonance<o:p></o:p>

    Plus on a effet de résonnance plus le vecteur M à tendance à se coucher et à s’aligner sur le plan horizontal.<o:p></o:p>

    Le temps d’application de l’onde radiofréquence aboutit à une bascule π/2<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    IV)      Relaxation<o:p></o:p>

    ·      Description <o:p></o:p>

    Lors de l’arrêt de la résonance, tous les protons retourne sur l’axe Z en formant un pavillon de trompette è c’est la relaxation<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Le signal<o:p></o:p>

    Lors de la relaxation on a une sinusoïde qui s’atténue au fur et à mesure : c’est la signal de précession libre <o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Le paramètre de relaxation T1<o:p></o:p>

    Quand on se concentre sur Z, on a une croissance en Z lors de la relaxation<o:p></o:p>

    T1 = temps de recroissance en Z<o:p></o:p>

    Mz(T1) = 0,63M0<o:p></o:p>

    Il y a deux types de tissus :<o:p></o:p>

    - le tissu a = T1a court<o:p></o:p>

    - le tissu b = T1b long<o:p></o:p>

    Lors d’une compression l’un va revenir moins vite à sa position de départ que l’autre.<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Le paramètre de relaxation T2<o:p></o:p>

    T2 = temps de disparition de Mxy<o:p></o:p>

    La sinusoïde est en décroissance<o:p></o:p>

    Mxy = 0,37M0<o:p></o:p>

    Il y a deux types de tissus :<o:p></o:p>

    - le tissu a = T2a court<o:p></o:p>

    - le tissu b = T2b long<o:p></o:p>

    Exemple : un T2 long équivaut à une vibration longue comme pour du cristal<o:p></o:p>

                      Un T2 court équivaut à une vibration courte comme pour du plexiglas<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>


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  • IRM

    IRM<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    I)            Le contraste en IRM<o:p></o:p>

    ·      Définition<o:p></o:p>

    Le contraste en IRM c’est la différence de luminance entre deux structures<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Comment mesurer le contraste<o:p></o:p>

    Capture d’écran 2014-08-13 à 22.39.04

    Le contraste permet de voir la différence entre un tissu malin et un tissu sain.<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Origine du contraste en IRM<o:p></o:p>

    Le contraste provient des signaux émis lors de la désexcitation.<o:p></o:p>

    Si l’image est blanche, on a un hypersignal<o:p></o:p>

    Si l’image est grise, on a un hyposignal <o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Contraste IRM lié à la densité de proton ρ<o:p></o:p>

    C’est la densité de noyaux d’hydrogène qui est proportionnelle au pourcentage d’eau dans les tissus.<o:p></o:p>

    Plus le coefficient d’atténuation linéique est faible plus il y a d’eau dans les tissus<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Contraste IRM lié au paramètre de relaxation T1<o:p></o:p>

    Quand T1 est court è hypersignal<o:p></o:p>

    Quand T1 est long è hyposignal<o:p></o:p>

    Exemple : eau è T1 long<o:p></o:p>

                      Graisse è T1 court<o:p></o:p>

                      Solide è T1 intermédiaire, plutôt long<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Contraste IRM lié au paramètre de relaxation T2<o:p></o:p>

    Quand T2 est court è hyposignal<o:p></o:p>

    Quand T2 est long è hypersignal<o:p></o:p>

    Exemple : eau è T2 long<o:p></o:p>

                      Graisse è T2 court<o:p></o:p>

                      Solide è T2 court<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Résultats<o:p></o:p>

    L’IRM est très utilisé pour le cerveau<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    II)         Les séquences en IRM<o:p></o:p>

    ·      Effet de la bascule π/2<o:p></o:p>

    Lors de la phase de relaxation, les projections vont devoir repartir à leur point de départ (avant le champ tournant), mais toutes les projections ne se retrouvent à leur position de départ avec la même vitesse.<o:p></o:p>

    Ainsi on obtient un signal très difficile à mesurer car il est trop court (signal de précession libre diminue)<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Principe de l’écho de la séquence écho de spin et le signal de la séquence écho de spin<o:p></o:p>

    On effectue donc une bascule π, pour que toutes les projections se retrouve à leur point de départ avec la même vitesse.<o:p></o:p>

    Lorsque tous les protons sont en phase, on a alors une émission de signal qui est un écho.<o:p></o:p>

    Capture d’écran 2014-08-13 à 22.39.11

     

     

     

    TE = temps d’écho (temps entre bascule π/2 et l’écho)<o:p></o:p>

    TR = temps de répétition (temps entre deux bascules π/2)<o:p></o:p>

    τ = temps de déphasage (entre bascule π et l’écho)<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    <o:p> </o:p>

    <o:p> </o:p>


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