Notions essentielles et liens physico-chimiques adaptés au programme officiel
Principe de fonctionnement : un faisceau de rayons X traverse le corps. Les matériaux du corps absorbent ces rayons de manière différente : l’os, dense, absorbe beaucoup et apparaît blanc ; les poumons, contenant de l’air, absorbent peu et apparaissent sombres.
Notions de physique : absorption des rayons X liée à la densité et au numéro atomique des éléments (Z). Plus Z est élevé, plus il y a d'absorption.
Notions de chimie : les produits de contraste iodés contiennent de l'iode (Z élevé) ; en augmentant localement l'absorption, ils rendent certaines structures visibles. Leur concentration et volume influencent l'intensité du rehaussement.
Avantages : examen rapide et peu coûteux, utile pour fractures, radiographies thoraciques.
Inconvénients : rayonnement ionisant qui peut avoir des effets néfastes et provoquer des mutations de l'ADN ; limites pour les tissus mous sans contraste.
Principe de fonctionnement : le scanner réalise de nombreuses coupes du corps à l’aide d’un tube à rayons X qui tourne autour du patient. Un ordinateur recompose ces coupes pour former des images détaillées.
Notions de physique : comme la radiographie, l’atténuation des rayons X dépend des tissus.
Notions de chimie : l’injection d’un produit de contraste iodé augmente localement l’atténuation (on voit mieux vaisseaux et organes). La quantité et la vitesse d’injection influencent la qualité du rehaussement.
Avantages : images plus précises que la radiographie ; utile en urgence (traumatologie, AVC hémorragique).
Inconvénients : dose de rayonnement plus élevée ; souvent recours au contraste iodé avec précautions.
Principe de fonctionnement : l’IRM exploite les propriétés des noyaux d’hydrogène (protons) présents dans l’eau du corps. Placés dans un champ magnétique, ils sont excités par des ondes radio ; leur retour à l'état initial (relaxation) produit un signal transformé en image.
Notions de physique : comportement des protons dans un champ magnétique, temps de relaxation qui varient selon le type de tissu (permettant la différenciation des tissus mous).
Notions de chimie : les agents de contraste (gadolinium) modifient localement les temps de relaxation des protons et améliorent la visibilité de certaines lésions. Son utilisation nécessite des précautions chez les patients insuffisants rénaux.
Avantages : pas de rayonnement ionisant ; excellente qualité pour cerveau, moelle, muscles.
Inconvénients : examen long et bruyant ; présence de matériel métallique peut être contre-indiquée.
Principe de fonctionnement : on envoie des ultrasons (ondes mécaniques) dans le corps à l’aide d’une sonde. Les ondes se réfléchissent aux interfaces entre tissus et reviennent à la sonde ; ces échos sont transformés en image en temps réel.
Notions de physique : Repose sur le principe de la réflexion (liée à la densité et à l'élasticité du tissu). Il existe également des échographies dites Doppler (Echo-Doppler) qui permettent par mesure de variation de fréquence du son réfléchi pour estimer la vitesse du sang (des globules rouges).
Notions de chimie / milieu biologique : les propriétés du milieu (teneur en eau, graisse) influencent l’atténuation des ultrasons et la qualité de l’image.
Avantages : non irradiant, examen sûr et rapide. Inconvénients : limité par l’air et l’os ; dépend de l’opérateur.
Principe de fonctionnement : on injecte ou administre un traceur radioactif qui se fixe préférentiellement sur un organe. Lors de sa désintégration, il émet des rayonnements gamma détectés par une caméra qui reconstitue une image de la fonction de l’organe.
Notions de physique : radioactivité (désintégration), détection des rayonnements gamma par une gamma-caméra.
Notions de chimie : le traceur est une molécule marquée par un isotope radioactif (ex : technétium) ; la chimie de la molécule permet qu'elle cible un organe précis (concentration ciblée).
Avantages : renseigne sur la fonction et le métabolisme (ex : perfusion myocardique). Inconvénients : faible irradiation, résolution anatomique plus limitée.
Principe de fonctionnement : un tube souple (endoscope) équipé d'une source de lumière et d'une caméra est introduit dans une cavité du corps (voies respiratoires, tube digestif). Il permet d'observer directement la muqueuse, de faire des prélèvements (biopsies) et d'effectuer des gestes (ex : retrait d'un polype).
Notions de physique/optique : utilisation de fibres optiques ou de mini-caméras pour transmettre la lumière et l'image ; éclairage et contraste local (lumière réfléchie) permettent la visualisation.
Notions de chimie/biologie : les prélèvements peuvent être analysés chimiquement ou biologiquement (histologie, recherche de bactéries). Les solutions de rinçage et antiseptiques respectent des propriétés chimiques pour limiter les infections.
Avantages : vision directe, possibilité de geste thérapeutique; Inconvénients : examen invasif, parfois sous anesthésie, risque faible de complication (perforation).
Principe de fonctionnement : la spirométrie mesure les volumes et débits d’air lors d’une expiration forcée. Le patient souffle dans un embout relié à un appareil (spiromètre) qui enregistre la courbe débit/volume.
Notions de physique : notions de volume, débit et pression ; le débit dépend de la résistance des voies aériennes (comme la loi d'Ohm adaptée aux fluides).
Notions de chimie/physiologie : lien avec le transport des gaz dans le sang (O₂ lié à l’hémoglobine, CO₂ transporté sous formes diverses). Ces notions expliquent l'importance du bon fonctionnement pulmonaire pour l'oxygénation des tissus.
L'asthme est une maladie où les bronches se rétrécissent de façon réversible. La spirométrie avant/après bronchodilatateur permet d'objectiver cette réversibilité.
| Mesure | Avant BD | Après BD |
|---|---|---|
| CVF | 3,9 L | 4,0 L |
| VEMS | 1,8 L | 2,8 L |
| VEMS / CVF | ≈ 45 % | ≈ 70 % |