Tomographie par émission de positons : BTS analyse biologique 2010.

Cette image représente une vue axiale du cerveau humain, obtenue par tomographie par émission de positrons, aussi appelés positons. Cette technique repose sur le principe général des scintigraphies, obtenues par inection d'un traceur radioactif par voie intraveineuse. Dans le cas de la TEP, ce traceur est souvent un isotope du fluor, du fluor 18. Il est incorporé dans une molécule de glucose en remplacement d'un groupe hydroxyle, l'ensemble formant le 18-fluorodéoxyglucose, de formule  C6H11O5F ( en abrégé 18F-FDG ). Le 18F-FDG, de masse molaire 181 g/mol est semblable au glucose : il se fixe au niveau des tissus qui consomment de grandes quantités de ce sucre comme les  tissus cancéreux, le muscle cardiaque ou encore le cerveau. Le fluor 18,189F dont la période radioactive est t½ = 110 min se désintègre par émission ß+, rayonnement que l'on peut suivre dans l'organisme du patient grâce à une caméra spéciale. Donner la composition du noyau de fluor 18. 9 protons et 18-9 = 9 neutrons. Rappeler la définition du terme isotope. Deux isotopes possèdent le même numéro atomique Z ; ils ne possèdent pas le même nombre de neutrons.    En rappelant les lois de conservation utilisées, écrire l'équation de la désintégration radioactive du fluor 18 . 189F ---> AZX +01e. Conservation de la charge : 9 = Z+1 d'où Z = 8 ( on identifie l'élément oxygène ). Conservation du nombre de nucléons : 18 = A+0 d'où A = 18. 189F ---> 188O +01e. Un patient reçoit, par injection, une dose d'activité A0 =3,60 108 Bq. Calculer la valeur de la constante radioactive l du fluor 18, en min-1 et en s-1. En déduire le nombre N0 de noyaux de fluor dans la dose injectée. l = ln2 / t½ =ln 2 / 110 = 6,30 10-3 min-1. l = ln2 / t½ =ln 2 / (110*60) = 1,05 10-4 s-1. N0 = A0 / l = 3,60 108 / 1,05 10-4= 3,4286 1012 ~ 3,43 1012. Déterminer la masse m0 de 18F-FDG correspondante. m0 =M / NA * N0 =181/ 6,02 1023 *3,4286 1012  =1,03 10-9 g. On s'intéresse maintenant àla disparition du fluor 18. Rappeler la définition de la période radioactive d'un nucléide, appelée aussi demi-vie. La période radioactive d'un nucléide est la durée au bout de laquelle l'activité initiale est divisée par deux.. Quelle sera l'activité A1 au bout de 110 min ? A1 = ½A0 = 0,5 * 3,60 108 = 1,80 108 Bq. Calculer l'activité 48 heures après l'injection. 48 h = 48*60 min = 2,88 103 min. Loi de décroissance radioactive A = A0 exp(-l t ) avec l =  6,30 10-3 min-1. A = 3,60 108 exp(- 6,30 10-3 *2,88 103 ) = 4,75 Bq. .

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