Rayons X et médecine

Les rayons X et la

médecine

Comment les rayons X ont-ils révolutionné

la médecine ?

BLAISE Aurélien

BESTARD Mickaël

Lycée Henri POINCARE, 1 ère SLTMD

NANCY

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20 / 02 / 2014Sommaire

Introduction

I – Les rayons X

1) Découverte

2) Propriétés physiques

3) Production de rayon X

4) Interactions rayonnements X avec la matières

II - Leur utilisation imagerie médicale

1) Diagnostique médical

A ) Scanner

B ) Radiographie

C ) Coronarographie

2) Traitement par les rayons X : Radiothérapie

Annexe (les limites de ces technologies)

1) Les dangers

2) Le coût

Conclusion

2 / 61Introduction

Le XXè siècle marque un tournant dans la recherche scientifique,

qui se traduit par une augmentation considérable des avancées

technologiques notamment dans le domaine de la médecine, avec

l'invention de l'imagerie médicale.

Elle regroupe l’ensemble des techniques utilisées par la médecine

qui permettent d'observer l'intérieur du corps humain pour le diagnostic

et le traitement d’un grand nombre de pathologies.

Elle a révolutionné la médecine en donnant un accès immédiat et

fiable à des informations jusqu’alors «invisibles» au diagnostic clinique

(source : Fondation de la Recherche Médicale).

L'imagerie médicale est l'application d'un nouveau phénomène

physique : les rayons X. Découverts en 1888, par le physicien allemand

William Röntgen, les rayons X ont permis la création de l'imagerie

médicale. Ce sont des Ondes ElectroMagnétiques (OEM) à hautes

fréquences donc très énergétiques qui traversent facilement le corps

humain.

Étant intéressés par les sciences , nous avons choisi ce sujet car,

étant profanes dans les domaines de la médecine et plus

particulièrement dans l'imagerie médicale, cela nous a permis

d'appréhender ces technologies au cœur de l'actualité scientifique.

Nous avons partagé cette étude en trois axes, à savoir : l'étude des

rayons X, leur utilisation en imagerie et diagnostic médicale, et les

limites de ces technologies.

3 / 61I – Les rayons X

1) Découverte

Les rayons X furent découverts en 1895 par Wilhelm Röntgen,

professeur de physique à l'université de Würzburg. Le soir du 8 novembre

1895, Röntgen mit en marche le « tube de Crookes » ( cf. partie sur la

production des rayons X) et remarqua une lueur provenant d’un écran

luminescent posé, par hasard, sur une table située à distance. Cette

lueur ne pouvait avoir été créée par l’impact des rayons cathodiques car

ceux-ci sont rapidement arrêtés par le verre et l’air. Röntgen comprit très

vite qu’un autre type de rayonnement, invisible et pénétrant, était sorti

du tube pour provoquer la luminescence observée. Il s'enferma, dit-on, 3

semaines dans son laboratoire pour caractériser ce rayonnement

énigmatique qu’il nomma un peu plus tard: rayons X. Dans le cas du tube

de Crookes ce sont les collisions des électrons avec les atomes de

l’électrode positive (l’anode) qui produisent les rayons X.

Röntgen tire quatre conclusions de cette découverte :

- Les rayons X sont absorbés par la matière; leur absorption est en

fonction de la masse atomique des atomes absorbants.

- Les rayons X sont diffusés par la matière (c'est le rayonnement de

fluorescence).

- Les rayons X impressionnent la plaque photographique.

- Les rayons X déchargent les corps (les atomes) chargés

électriquement. Cette découverte donna naissance à la radiologie.

4 / 61Le 22 novembre 1895, il photographie ainsi la main de sa femme

Anna Bertha Röntgen ; ce cliché, où l'alliance est bien visible, est

rapidement devenu célèbre. Wilhelm Röntgen est récompensé en 1901

par le Prix Nobel de physique pour sa découverte.

2) Propriétés des rayons X

Les rayons X sont comme la lumière, c'est-à-dire des ondes

électromagnétiques (OEM). Les rayonnement X sont très énergétiques

car leurs fréquences sont très élevées, de 30 petahertz

...