Définition des techniques utilisant les rayonnements ionisants

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 Introduction aux applications médicales des rayonnements
ionisants
I - Place des techniques médicales utilisant les rayonnements ionisants dans
la démarche médicale
La démarche médicale (médecine occidentale)
Patient
↓
Diagnostic (nom, maladie, localisation, germe…)
↓
Traitement (médical, chirurgical, par
Des méthodes physiques ou psychologiques)
↓
Le diagnostic
(Signes fonctionnels : qu’est ce qui ne va pas ?)
↓
Signes cliniques (avec les 5 sens
Et quelques instruments simples)
↓
Examen complémentaire
(Complémentaire à l’examen clinique)

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Les examens complémentaires
→ Biologie (analyse sanguine, d’urine, prélèvement)
→ Explorations fonctionnelles (Mesure de débit, enregistrement, électrophysiologie)
→ Imagerie médicale (4 méthodes)
L’imagerie médicale
→ Radiologie (dont scanographie)
→ Médecine nucléaire (réalisation de scintigraphie)
→ Echographie
→ Imagerie par Résonance Magnétique (I.R.M.)
II- Les rayonnements utilisés en médecine
Onde électromagnétique ou photon (OEM)
→ Aspect ondulatoire :
 Onde= vibration qui se propage
 Un champ magnétique et un champ électrique vibrent
→ Aspect corpusculaire
 Photon = grain d’énergie
Relation numérique entre les 2 aspects des OEM.
 E= Energie du photon F = fréquence de l’OEM
λ= Longueur d’onde de l’OEM C= célérité de la lumière
h= constante de Planck
→ eV unité d’énergie utilisé à l’échelle atomique = énergie cinétique acquise par un électron
se déplaçant entre 2 points entres lesquels règne une différence de potentiel (DDP) de 1V

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1eV=1,6*108 J E(eV)= 
Spectre des OEM Fréquence en Hz
Longueur d’onde
Ondes Hertziennes, micro ondes IR visible UV rayons X et γ
Energie (eV)
→ Les rayons γ sont toxiques:
Radiologie pulmonaire : Rayons X de 100 keV
Radiothérapie d’un cancer : Rayons X ou γ de 1 à quelques MeV
→ Les rayons X et γ sont des OEM/photons de hautes énergie :
 Rayons x : rayonnement émis lors d’un processus électronique (atomique)
 Rayons γ : rayonnement émis lors d’un processus nucléaire
1031041020
nm. fmµmmmcmkm
10-9 1 MeV GeV

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Relation conceptuelle entre les 2 aspects des OEM
→ Les 2 aspects des OEM sont un cas particulier de la dualité onde/corpuscule
Aspect corpusculaire
Ondulatoire
Découverte
Relation entre les
2 aspects
Photon
OEM
Einstein 1905
E=hf
Particule matérielle
Onde γ ; fonction
d’onde
Louis de Broglie
(1923)
λ= 
→ La dualité onde/corpuscule est à la base de la mécanique quantique qui s’applique aux
phénomènes physiques de l’infiniment petit
→ Cette logique choque notre intuition car celle-ci c’est élaboré à partir de noter expérience
qui concerne les objets de notre échelle, il en est de même de la théorie de la relativité qui
concerne les objets se déplaçant rapidement
→ Certains philosophes et certains savants (dont Einstein) ont refusé la mécanique
quantique
→ On considère actuellement que les aspects ondulatoires et corpusculaires sont
représentations d’une seule réalité, selon les situations l’un des mobiles s’adapte le mieux
→ En biophysique on étudie les deux.
L’aspect ondulatoire est pertinent pour expliqué ce qui se passe

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La radiothérapie externe
Exemple de situation ou l’aspect corpusculaire est pertinent pour expliquer ce qui se passe.
2) rayonnement ionisant
→ Définition : rayonnement produisant un grand nombre d’ionisation dans la matière
organique
→ Lumière visible peut provoquer quelques ionisations sur certaines substances, mais ne fait
pas partie des rayonnements ionisant.
→ Ils ont des effets biologiques importants.
→ Rayon X ou γ sont des rayons ionisants car ils ont une énergie élevée
Particule
Symbole
masse
Charge
Devenir
Photon (haute
énergie)
0
0
Electron
e-
Léger
-e
e++e-→2γ
Position
(antimatière)
e+
Léger
+e
Particule α
α
Très lourd
+2e
Neutron
n
Lourd
0
Proton
p
lourd
+e
Ions
Xn+
Très lourd
+ne