D7 Scintigraphie

FICHE 1
Fiche à destination des enseignants D7
Scintigraphie
|Type d'activité |Approfondissement du thème - Accompagnement personnalisé |
| |Contenus et notions |Compétences attendues |
| | | |
| |Un modèle de l'atome. |Connaître la constitution |
| |Noyaux (protons et neutrons),|d'un atome et de son noyau. |
| |électrons. |Connaître et utiliser le |
| |Nombre de charges et numéro |symbole X. |
| |atomique Z. |Connaître le symbole de |
| |Nombre de nucléons A. |quelques éléments. |
| |Éléments chimiques. |Savoir que le numéro atomique|
| |Isotopes. |caractérise l'élément. |
| |Caractérisation de l'élément | |
| |par son numéro atomique et | |
| |son symbole. | |
| |Ondes électromagnétiques. | |
| |Domaines de fréquences. | |
| |Socle commun de connaissances et de compétences |
| |[Pilier 3] |
| |Extraire des informations utiles d'un document. |
| |Faire un graphique. |
|Commentaires sur | |
|l'exercice |Cette activité illustre le thème |
|proposé |Santé |
| |et le sous thème |
| |Le diagnostic médical |
| |en classe de Seconde. |
|Conditions de |Deux heures environ en classe entière. |
|mise en ?uvre | |
|Remarques |Lecture du document : En noir, les interventions du |
| |professeur (questions ou informations données). En bleu, les|
| |réponses attendues. En vert, les commentaires. | FICHE 2
LISTE DU MATÉRIEL DESTINÉE AUX PROFESSEURS D7
Scintigraphie
Le matériel nécessaire : . Un ordinateur avec accès à Internet
. Un vidéo projecteur avec un logiciel de simulation de radioactivité
(RAD est très bien)
FICHE 3 Proposition pour le professeur D7
Scintigraphie Objectif : Introduire ou réinvestir les contenus sur le noyau de l'atome
(constitution -charges - symbole - élément - isotopes) et les connaissances
sur les ondes électromagnétiques.
Situation déclenchante : Lors d'une scintigraphie, comment fait-on pour
« voir » l'intérieur du corps ? Première Partie : Comment peut-on observer l'intérieur du corps humain ? Radiographie ; échographie ; ...
Connaissez-vous le principe de fonctionnement de ces procédés ?
Les réponses dépendent de l'état des connaissances des élèves sur les ondes
et sur l'imagerie. Si aucune réponse n'émerge, on peut indiquer
sommairement le principe. En toutes circonstances, il faut insister sur le
fait que dans ces deux cas, une onde est émise de l'extérieur, et qu'elle
est analysée après avoir interagi avec certains organes. La scintigraphie (présentée sur support papier ou diapositives) : C'est une technique d'exploration du corps humain qui permet de
diagnostiquer des maladies. L'examen consiste à injecter une substance chimique convenablement choisie
dans le corps du patient :
- Elle doit contenir des atomes dont les noyaux radioactifs se
désintègrent. Ces désintégrations conduisent à de nouveaux noyaux et
particules de natures différentes et à l'émission d'ondes
électromagnétiques appelées rayonnement gamma. Une exposition trop
importante à ces rayons (irradiation) peut conduire à des effets somatiques
(maux de tête, vertiges , nausées...) et à des effets génétiques ( mutation
des cellules, cancer...). Une caméra spéciale capte ce rayonnement, on peut
ainsi constituer une image des organes considérés.
- Cette substance doit se fixer sur les organes que l'on souhaite observer.
- Quelques heures (voire quelques jours) après l'injection, la caméra ne
doit plus détecter de rayonnement. Scintigraphie osseuse normale
Scintigraphie osseuse révélant une pathologie exostose : développement de
tissu osseux à la surface des os
1. Qu'y a-t-il de surprenant dans cet examen ?
2. Quelles sont les trois principales caractéristiques de la substance
chimique à injecter justifiant le terme « convenablement choisie ».
3. Parmi ces trois critères, quel est celui qui justifie que cet examen
présente finalement peu de danger ?
4. Placer sur l'axe les rayonnements suivants : Rayon X, UV, IR, visible
et radio. 5. Parmi ces rayonnements, quels sont ceux qui semblent les plus
dangereux ? Argumenter la réponse.
6. Sachant que le rayonnement gamma est le rayonnement le plus dangereux,
placer celui-ci sur l'axe précédent.
Deuxième Partie : Quel isotope de l'iode choisir pour réaliser la scintigraphie de la
thyroïde ?
Glande thyroïde normale Glande thyroïde anormale
Lors d'une scintigraphie de la glande thyroïde, on injecte un isotope
particulier de l'iode dans le corps du patient. La thyroïde fixe l'iode
injectée par intraveineuse en deux heures environ. Il existe plusieurs
isotopes de l'iode qui émettent un rayonnement gamma en se désintégrant.
Les graphiques ci-dessous représentent le nombre de noyaux d'iode qui ne se
sont pas encore désintégrés en fonction du temps :
1. Donner la composition des différents noyaux d'iode dont le numéro
atomique est Z = 53
2. Comment nomme-t-on ces différents noyaux ?
3. Lequel de ces trois noyaux semble le mieux adapté à l'examen par
scintigraphie de la glande thyroïde ? Justifier la réponse en
argumentant .
L'isotope 137 est exclu car il ne resterait qu'un faible pourcentage de la
dose injectée à l'issu de la fixation.
L'iode 120 resterait encore largement présent plus de dix ans après
l'injection ce qui est inutile (et risqué).
L'iode 123 laisse le temps de la fixation et en outre, il aura pratiquement
entièrement disparu quelques jours après l'examen Chaque noyau radioactif est caractérisé par sa demi-vie, durée nécessaire
pour que la moitié des noyaux présents initialement dans l'échantillon se
désintègre.
Pour chaque isotope correspondant aux courbes ci-dessus, indiquer la valeur
de la demi-vie. Iode 120 : Iode 123 : Iode 137 : Suites possibles : Culture scientifique
-----------------------
|Domaine |Isotope |T 1/2 |Utilisation |
|Radiodiagnostic |Technétium 99|6 heures |Marquage (foie, |
|Imagerie scintigraphique sur| | |poumon, moelle |
|gamma-caméras | | |osseuse) |
| |Iode 131 |8 jours |Examen de la thyroïde |
| |Chrome 51 |28 jours |Etude de métabolisme |
1019 1017 1015 1.1014 2.1014
1011 1010 fréquence en Hz Visible