Thermographie, échographie, scintigraphie : concours manipulateur d'électroradiologie médicale : Corbeil 2011.

. La thermographie permet d'apprécier l'état physiologique de la peau. La fréquence de l'onde électromagnétique v émise par la peau est fonction de la température q. v = 9,6 1010 (273 +q) avec q en °C. Calculer l'écart entre les fréquences des ondes émises par deux parties de la peau, de température 37°C et 39°C. v1 = 9,6 1010 (273 +q1) ; v2 = 9,6 1010 (273 +q2) ; v2-v1 = 9,6 1010 (q2 - q1)  = 2* 9,6 1010 =1,92 1011 ~1,9 1011 Hz. La caméra infrarouge est capable de distinguer deux fréquences dont l'écart est supérieur à 1,0 1011 Hz. Pourra-t-on mesurer la variation de la température de la peau ? Oui, car l'écart de fréquence est supérieur à 1,0 1011 Hz. Calculer en joule et en électronvolt, l'énergie associée à l'onde émise par la peau dont la température est 37°C. v1 = 9,6 1010 (273 +37) =2,976 1013 Hz. E = h v1= 6,63 10-34 *2,976 1013 =1,97 10-20 ~2,0 10-20 J. 1,97 10-20 / 1,6 10-19 =0,12 eV. Un gynécologue veut mesurer la dimension de la tête d'un foetus lors d'une échographie. Il utilise des ultrasons de fréquence f = 5,0 MHz qui se propagent dans le corps à la célérité v =800 m/s. La sonde émet de brèves impulsions. Une impulsion émise donne deux échos séparés par une durée Dt = 6,0 10-2 ms. En déduire la dimension de la tête du foetus. 2d = v Dt ; d = 0,5*800*6,0 10-5 =0,024 m = 2,4 cm. Calculer la période T et la longueur d'onde l des ultrasons utilisés. T = 1 /f = 1/(5,0 106) =2,0 10-7 s. l = v / f =800 / (5,0 106) =1,6 10-4 m. Définir une onde mécanique longitudinale. Une onde mécanique est la propagation d'une perturbation dans un milieu matériel, avec transport d'énergie, sans transport de matière. L'onde est longitudinale si la direction de la déformation est perpendiculaire à la direction de propagation. . La scintigraphie myocardique est un examen qui permet d'évaluer la perfusion myocardique ( la qualité de l'irrigation du coeur par les artères,les coronaires ), et ainsi de faire le diagnostic de maladie coronaire. Un marqueur radioactif ( technécium, thallium ) est administré dans une veine. Celui-ci se fixe sélectivement au niveau du myocarde. dès que ce marqueur a bien diffusé dans l'organisme, des enregistrements d'émission de la radioactivité sont réalisés. Une améra à scintillations enregistre la radioactivité émise et va la traduire sous forme photographique. Le thallium naturel est un mélange de deux isotopes 20381Tl et 20581Tl. Indiquer la composition de ces deux noyaux. 20381Tl : 81 protons et 203-81 = 122 neutrons. 20581Tl : 81 protons et 205-81 = 124 neutrons. La masse molaire du thallium est m = 204,4 g/mol. Déterminer en pourcentage l'abondance naturelle de chaque isotope. Soit x la proportion massique de l'isotope 20381Tl. 203 x + 205(1-x) = 204,4 ; 2x = 0,60 ; x 0,30 ( 30 %) ; par suite le pourcentage massique de 20581Tl est 70 %. Le plomb 201 se désintègre en thallium 201 par radioactivité ß+. Ecrire l'équation traduisant cette désintégration. 20182Pb --->20181Tl + 01e. L'examen du patient de 70 kg nécessite l'injection d'une solution de chlorure de thallium ayant une activité initiale A0 = 78 MBq. La solution utilisée a une activité volumique A = 3,9 107 Bq mL-1. La demi-vie du thallium est t½ = 73 h. Définir l'activité d'une source radioactive et la demi-vie. Activité exprimée en Bq : nombre de désintégrations par seconde. Demi-vie exprimée en seconde : durée au bout de laquelle l'activité initiale est divisée par deux. Etablir la relation entre la demi-vie et la consatnte radioactive l. N(t) = N0 exp(-lt) ; N(t=t½) = ½N0 = N0 exp(-lt½). ½ = exp(-lt½) ; ln ½ = -ln 2 = -lt½ ; l t½ = ln 2. Calculer la valeur de la constante radioactive. l = ln2 /(73 *3600) =2,6 10-6 s-1ou ln2 / 73 = 9,5 10-3 h-1. Calculer le volume de solution injectée au patient.  A0 / A = 78 106 / 3,9 107  = 2,0 mL. Quelle sera l'activité de la solution du thallium 30 jours plus tard ? A = 78 exp(-9,5 10-3 *30*24) = 8,4 10-2 MBq.

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