TPE : médecine nucléaire

La médecine nucléaire or 12 Sni* to View problématique nous allons d’abord énoncer les principes de la radioactivité et du monde du nucléaire. Grâce à la connaissance de ces principes nous allons pouvoir comprendre le fonctionnement et les différentes techniques de la médecine nucléaire. l- Principes de la radioactivité : La radioactivité est l’événement au cours duquel le noyau instable de l’atome (cela peut être pour des raisons différentes) se transforme et devient plus stable. Cette transformation s’accompagne de l’émission d’un noyau de l’atome, d’une particule à très grande vitesse, c’est le ayonnement.

Elle fut découverte en 1896 ar Bec uerel (Nobel de physique français) alors qu’il travaill nement X. Il fit ses 12 et émet un anti-électron (de charge positive aussi appelé positron). Ces particules sont émises 25 fois plus vite que les particules alpha. Par exemple, un atome de potassium 40 (19 protons et 21 neutrons) devient, par radioactivité beta-, un atome de calcium 40 (20 protons et 20 neutrons). Les particules gamma sont des photons (électriquement neutre) voyageant légèrement plus vite que les particules beta.

Les photons sont émis après une désexcitation globale du noyau donc en perdant de Pénergie). Après l’émission de cette particule le noyau ne change pas de nature car le nombre de nucléons n’est pas modifié. B/ Trois calibres, trois pouvoirs différents : Les particules alpha, beta et gamma ne possèdent pas les mêmes capacités de perforation, ne autant de dégâts, ni les mêmes dégâts. Seules ces particules sont inoffensives, ils en font un grand nombre pour qu’elles puissent causer des dégâts remarquable.

Le rayonnement gamma se dilue davantage de matière en matière alors que la particule alpha dépose toute son énergie e manière concentrée, c’est-à-dire localisée dans un très petit volume. La particule beta, elle se dilue de manière modérée : plus que l’alpha et moins que la particule gamma. C/ Effets sur la matière et sur l’organisme : Les particules peuvent arr rons aux atomes ou 19 divers effets sur l’organisme qui varient en fonction de : De la dose de radioactivité que l’organisme reçoit et de la durée d’exposition.

Les doses fortes même reçues dans un bref laps de temps, engendrent généralement des effets immédiats dits « déterministes », car ils apparaissent automatiquement au-del? ‘un certain seuil d’exposition (brûlures, nausées… ). Au-delà d’un certain seuil et d’une certaine durée d’exposition, peuvent se faire ressentir des effets à long terme dits « aléatoires », car ils ne sont pas automatiques. C’est le cas de certains cancers qui, quel que soit le cancérigène mis en cause, n’apparaissent qu’aléatoirement chez les populations exposées.

Du type d’exposition. Toute exposition excessive à la radioactivité peut détruire l’ADN des cellules ou les modifier Une irradiation externe localisée peut entraîner des brûlures cutanées ou toucher éventuellement les organes situés juste sous a peau, Une irradiation externe à très forte dose de tout l’organisme, même brève, peut être mortelle car elle détruit un grand nombre de cellules, une contamination interne peut se révéler mortelle si elle touche des organes vitaux (cœur, foie, poumon, système nerveux central).

Elle peut aussi être cancérigène pour certains organes exposés à forte dose. En effet, les cellules mutées, dont l’ADN n’a pu être réparé par l’organisme, se dupliquent avec leurs séquences d’ADN erronées. Ces mutations génétiques peuvent être à l’origine de pathologies comme le cancer. Du type de radionucléide (atome dont le noyeau est instable donc rayonneur) auquel l’organisme est exposé : Seuls certains radionucléides passent dans le s 2 donc rayonneur) auquel Porganisme est exposé : Seuls certains radionucléides passent dans le sang après avoir été avalés ou inhalés.

Il s’agit des radionucléides les plus solubles comme le tritium, PIOde ou le carbone. Tous les atomes radioactifs ne se répartissent pas de la même manière dans l’organisme exposé. En fonction de leurs propriétés chimiques, certains radionucléides se répartissent de manière omogène dans l’ensemble de l’organisme (tritium, césium). À l’inverse, d’autres se concentrent de préférence dans un ou plusieurs organes de rétention (organes cibles). D/ Unités de mesure : En fonction de la source radioactive l’énergie d’un même type de rayonnement peut beaucoup varier. otion de « dose absorbée » dont l’unité est le gray, noté Gy. Un gray équivaut à 1 joule d’énergie déposé par kg de matière. C’est l’énergie déposée par unité de masse par un rayonnement ionisant. Elle peut également être appelé « dose radiative » ou « dose radioactive » otion de « dose équivalente » s’exprime en sievert, noté Sv. Elle est homogène à la « dose absorbée elles s’expriment toutes les deux en Joules/kg. C’est une grandeur physique qui mesure l’impact sur les tissus biologique d’une exposition à un rayon ionisant. otion de « dose efficace » : une même dose équivalente ne donne pas le même effet sur deux tissus biologiques différents. On introduit donc un facteur de pondération tissulaire T. notion de « débit de dose » : dose absorbée par unité de temps, il se mesure en grays par seconde (Gy/s) PAGF s 9 Il y trois différentes formes de radioactivité : le rayonnement alpha qui est un atome d’hélium, le rayonnement beta qui est soit un électron (beta -) soit un positron (beta +) et le rayonnement gamma qul est un photon.

Ces particules ne possèdent pas les même capacités de perforation et de dégât, la particule alpha ayant la pénétration la plus faible et la gamma la plus forte. pour les dégâts au contraire c’est la particule alpha la plus puissante alors que la gamma et la moins dangereuse . Toute seules ces particules sont inoffensives, il en faut une très grande quantité our affecter le corps humain. Il-Principes de la médecine nucléaire La médecine nucléaire englobe plusieurs utilisations de la physique nucléaire en médecine, cela peut aller de la thérapie a l’imagée en passant par le dosage immunologique.

A-Les différentes thérapies (radiothérapies) : Il y a trois différentes formes de thérapie en médecine nucléaire, toutes appelés « radiothéra ie La radiothérapie est un tr pit principalement sur PAGF 6 9 radiothérapie différentes la radiothérapie externe : des rayons (principalement gamma) sont émis en faisceau par une machine située à proximité du atient ; ils traversent la peau pour atteindre la tumeur.

La machine la plus souvent utilisé pour émettre ces rayonnement est un accélérateur linéaire de particule qui accélère certaines particules pour leur donner une énergie cinétique importante pour qu’elles aies des réactions avec la matière Photo : mise en place d’une patiente pour une radiothérapie externe via en accélérateur linéaire. la curiethérapie : également appelé brachythérapie est une technique de radiothérapie mise au point par l’Institut Curie (d’où son nom).

Dans cette technique les sources radioactives ont implantées directement à l’intérieur du corps de la personne malade à proximité de la zone à traiter. L’avantage de la curiethérapie par rapport à la radiothérapie externe est que les irradiations du traitement affectent une zone très restreinte autour de la tumeur, c’est à dlre que les tissus sains sont beaucoup moins exposés aux rayonnements qu’avec la radiothérapie externe. Cela permet de traiter des tumeurs avec des doses très élevé de rayonnement en diminuant le risque d’endommager des tissus sains environnants.

Cette technique est e plus souvent utilisé pour soigner des cancers du col de l’utérus, de la prostate, du sein ou de la peau. la radiothérapie métabolique : aussi appelé radiothérapie interne vectorisée consiste à administrer, par voie oral (boisson ou capsule) ou par injection intraveineuse une substance radioactive (radio-pharmaceutique), qui se fixe préférentiellement sur 7 2 substance radioactive (radio-pharmaceutique), qui se fixe préférentiellement sur les cellules cancéreuses pour les détruire.

Différents radio-pharmaceutiques sont utilisés selon les cas, par exemple dans le cas de l’hyperthyroidie dérèglement de la thyroïde) une gelure d’iode 131 est administré ; l’iode 131 étant un isotope radioactif de l’iode. 2/ Dosage en radio-thérapie Lors d’une radiothérapie le médecin radiothérapeute prescrit une dose à délivrer dans une région donnée, en général la tumeur, ainsi que le fractionnement à utiliser, c’est-à-dire la dose par séance. Il définit le cas échéant et les contraintes de doses à ne pas dépasser dans les régions avoisinantes appelées organes ? nsques.

La dose prescrite et son fractionnement dépendent de la localisation et de la nature de la maladie. énéralement une dose de 45 à 80 Gy est délivré à la cible par fraction de 2Gy/ jour. Si le travail de dosage du médecin est fait correctement et qu’il est respecté, normalement, il ny a pas d’effets secondaires envisageable. 3/ Effets secondaires : De part l’administration d’éléments radioactifs et l’irradiation qu’entrainent les radiothérapies certains effets secondaires peuvent apparaitre chez des patients trop irradiés.

Ses effets secondaires peuvent être divers et variés suivant la localisation de l’irradiation et suivant la dose absorbée par le ou les organes ouchés. Dans tous les cas on distingue la toxicité aiguë (dose administré unique et tardive potentiellement létale) de la toxicité tardive (effets indésirables arrivant entre 6 et 30 mois après l’irradiation). par exemple il peut y avoir une opacif 9 indésirables arrivant entre 6 et 30 mois après l’irradiation).

Par exemple il peut y avoir une opacification du cristallin, une insuffisance respiratoire, des risques coronariens, une insuffisance respiratoire, une stérilite temporaire ou définitive et une insuffisance rénale ; ces exemples étants les plus parlants. B-Les méthodes d’imagerie : 1/ La scintigraphie La scintigraphie est une méthode d’imagerie médicale qui procède par l’administration, dans l’organisme, d’isotopes radioactifs afin de produire une image médicale par la détection des rayonnements émis par ces isotopes après captation par les organes à examiner.

C’est une imagerie d’émission c’est à dire que le rayonnement vient du patient après injection du traceur ce qui est à mettre en contraste avec l’imagerie radiographique qui est une imagerie de transmission (le faisceau est externe et il traverse le patient). Le patient reçoit donc un traceur qui est l’association d’une molécule lectrice (qui dirige) et d’un élément radioactif. Ce traceur n’a pas d’effets sur l’organisme étant donné les doses massiques extrêmement faible utilisés. n des traceurs les plus utilisé est l’iode 123. une fois que le traceur est injecté dans le corps du patient les organes vont l’absorber. En suite on analyse les rayons émis par le corps. Enfin, on reconstruit l’image de l’organe. La dose est contrôlée de manière à minimiser les risques liées à l’irradiation. Par exemple, une scintigraphie osseuse est égale à une adiographie de bassin, si on regarde la dose de radiation reçue. pour acquérir les Images ont utilise une gamma caméra ? scintillation.

La gamma caméra capte PAGF 19 Pour acquérir les images ont utilise une gamma caméra ? scintillation. La gamma caméra capte les photons gamma émis par les traceurs et les retransmet en signal électrique sur un e cran. Photo : Gamma caméra plusieurs types de scintigraphies existent notamment la scintigraphie pulmonaire, la scintigraphie osseuse, la scintigraphie rénale, la scintigraphie digestive 21 La tomographie à émission de asitrons (TEP)