Physique des rad. ionisantes, de la résonance magn (IM1PhyRad)

Objectifs :

Comprendre les bases physiques des différents outils d'aide au diagnostic médical :

- les rayons X  pour l'imagerie radiodiagnostic et le scanner,

- les ultra-son  pour l'imagerie échographique et le doppler,

- les champs électromagnétiques pour l'imagerie par résonance magnétique nucléaire (IRM),

- la radioactivité bêta et gamma pour l'imagerie en médecine nucléaire (SPECT et PET)

et comprendre comment ces rayonnements : X, ultra-son, bêta, gamma, électromagnétiques radiofréquences se comportent dans la matière.

Compétences :

connaissances scientifiques et rigueur
Compétence technique (précision, rigueur, fiabilité)
Capacité de compréhension face à un problème
Capacité d'élaboration d'une réponse à un problème
Maîtrise transversale de la discipline
Capacité de renouveler, enrichir ses connaissances
Capacité d'abstraction

Prérequis :

Contenu du cours :

Chapitre 1 : Introduction sur les rayonnements ionisants

Chapitre 2 : Les rayons X

Production des RX - Tube à RX - Spectre caractéristique - Freinage - RX de haute énergie - Qualité du rayonnement X - Atténuation des RX

Chapitre 3 : Radiations ionisantes en médecine nucléaire

Constitution et dimension du noyau atomique - Classement et propriétés des particules - Forces nucléaires - Défaut de masse et énergie de liaison des noyaux -

Radioactivité naturelle et artificielle - Désintégration radioactive - Schémas de désintégration - Modèle de structure nucléaire : Modèle en couche -

Familles radioactives - Réactions nucléaires artificielles - Radioactivité artificielle

Chapitre 4 : Interactions des rayonnements ionisants avec la matière

Rayonnement directement et indirectement ionisant - Aspects généraux de l'interaction entre 2 particules chargées - Transfert linéique d'énergie (TEL) - Densité linéique d'ionisation (DLI) - Interaction électrons-matière - Interaction particules lourdes chargées-matière - Interaction neutrons-matière - Interaction photons- matière

Absorption linéaire des photons

Chapitre 5 : Ultrasons

Les vibrations - Les ondes - Acoustique - Nature du son - Vitesse du son - Pression acoustique - Energie, puissance, puissance surfacique et intensité acoustique transportée - Seuil absolu et seuil différentiel - Décibels relatifs et décibels absolus

Propagation du son - Atténuation du son

Effet Doppler : Emetteur fixe   récepteur mobile - Emetteur mobile  récepteur fixe - Réflexion d'une onde sur un obstacle mobile

Ultrasons - Définition - Production  - Explication de l'effet piézo-électrique - Applications diagnostiques de US - Action thérapeutique des US

Chapitre 6 : Résonance magnétique nucléaire ou Imagerie par Résonance Magnétique (IRM)

Moments magnétiques et leur comportement dans un champ magnétique: Aspect classique et quantique

Principes de base de l'IRM - Moments en IRM - Champs en IRM - Comportement des moments magnétiques dans les champs magnétiques

Résonance magnétique - Action du champ tournant ou de l'onde électromagnétique équivalente - Relaxation - Signal RMN

Localisation spatiale - Codage de l'espace par la fréquence - Premier codage ou sélection d'une coupe - Localisation d'un point sur une coupe

Séquences d'excitation utilisées en imagerie

Méthode d'enseignement :

Exposés

Exercices

Lectures recommandées :

A Aurengo, T Petitclerc,  Médecine-Sciences Flammarion 3ème édition, 2006 ISBN : 2-257-13594-6

           Biophysique

J Dutreix et al. 4ème édition Masson 1997.  ISBN: 2-225-85490-4

            Biophysique des radiations et imagerie médicale.

J Giron et al. Masson 1993. ISBN: 2-225-84050-4

            Bases physiques et évolution de l'imagerie radiologique.

A Desgrez et al. Masson 1989. ISBN: 2-225-81880-0

            Bases physiques de l'IRM.

B Kastler   Masson 2001 ISBN: 2-294-00828-6

            Comprendre l'IRM

Méthode d'évaluation :

Evaluation continue

Examen écrit