La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

Einstein fondateur de l'imagerie médicale? L'effet photoélectrique La relativité restreinte La diffusion 1905.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "Einstein fondateur de l'imagerie médicale? L'effet photoélectrique La relativité restreinte La diffusion 1905."— Transcription de la présentation:

1 Einstein fondateur de l'imagerie médicale? L'effet photoélectrique La relativité restreinte La diffusion 1905

2 L'effet photoélectrique Cellule photoélectrique I Nb e - I 0 I Nb e - I 0

3 L'effet photoélectrique Explication de Einstein – Lumière (ondes électromagnétiques) Photon E=h – Interaction: phénomène élémentaire un photon – un électron lié

4 K L M h ½ mv 2 = h -E K L'effet photoélectrique

5 Importance relative des effets photoélectrique Compton création de paires Pb H2OH2O

6 La radiographie

7 L'angiographie

8 Le scanner-X

9 Principes du scanner-X Accumuler les acquisitions pour distinguer les faibles différences de densité électronique Changer les angles de vue pour avoir une information sur la profondeur Reconstruire un objet à partir de ses projections 2D.

10 Reconstruction des images /~peterj/lectures/hbm_1/ img018.GIF Rétroprojection Les différentes méthodes Analytique Rétroprojection filtrée 2DFT

11

12 Scintigraphie aphics/scintigraphic_imaging.gif

13 Principes de la scintigraphie Un isotope de choix 99m Tc: période 6h 140 keV ( 123 I, 201 Tl...) Des molécules spécifiques d'une fonction – MDP métabolisme osseux – ECD perfusion cérébrale... Un espoir: l'immuno-radio-thérapie anticorps spécifique d'une pathologie marqué par un isotope émetteur

14 Scintigraphie

15 La relativité La relativité restreinte permet d'expliquer la transformation masse - énergie. Certains isotopes se désintègrent en émettant un positron (anti-particule de l'électron) 11 C de période 20 min 0.96 MeV 13 N de période 10 min 1.19 MeV 15 O de période 2 min 1.72 MeV 18 F de période 110 min MeV

16 La relativité e+e+ e-e- 511 keV Les deux photons sont détectés par effet photoélectrique dans une caméra à coïncidence ou à temps de vol. Avantage: ne nécessite plus de collimateur pour définir la direction du rayonnement

17 Tomographie par Emission de Positrons Théoriquement toute molécule biologique peut être marquée par un 11 C – Pb de période – Pb de radiochimie Un marqueur de choix 18 F Deoxy Glucose marqueur du métabolisme énergétique

18 Tomographie par Emission de Positrons

19 Tomographie par Emission de Positrons

20 Tomographie par Emission de Positrons

21 La relativité (suite) E= c ( p 2 + m 0 2 c 2 ) 1/2 E = m 0 c 2 + p 2 /(2m 0 ) – p 4 /(8m 0 3 c 2 ) m=m 0 (1-v 2 /c 2 ) -1/2 La relativité restreinte indique que lorsqu'une particule chargée se déplaçant à la vitesse v=p/m 0 dans un champ électrostatique E il apparaît dans le référentiel de la particule un champ magnétique: B' = -1/c 2 v E B' = K p r

22 La relativité Application en mécanique quantique La relativité restreinte fait apparaître la nécessité d' un moment cinétique intrinsèque de la particule P R = -S qui vaut -1/2 h pour l'électron, le proton et le neutron. D'où la description d'une particule comme un point matériel défini par ses trois coordonnées spatiales (x,y,z), ses coordonnées de spin en fait S 2 et S z, sa masse au repos (m 0 ) et sa charge.

23 La résonance magnétique nucléaire Onde électromagnétique radiofréquence produite par une bobine alimentée par courant alternatif 0 = B 0 E+E+ 0 = B 0 E-E- spin H = ½ d'où 2 états énergétiques tels que E - - E + = h 0 Noyaux d'hydrogène des molécules d'eau placés dans un champ magnétique B 0

24 ASPECT COLLECTIF B0B0 B0B0 RESULTANTE M 0 B0B0 AIMANTATION Nucléaire A l'équilibre M 0 somme des moments magnétiques nucléaires est dirigé suivant B 0

25 B0B0 B1B1 90° B0B0 SIGNAL DE PRECESSION LIBRE 0 M0M0 M0M0

26 Gradients de champ magnétique dans les 3 directions de l'espace Localisation spatiale du signal RMN Imagerie RMN Gradient de lecture appliqué pendant l'acquisition du signal RMN disperse les fréquences en fonction de x. OAB B0B0 B 0 - B 0 + x

27 B0B0 B 0 - e B 0 + e y Gradient de Phase Appliqué perpendiculairement à la direction de lecture et en dehors de la période d'acquisition disperse les phases en fonction de y. Gradient de sélection de tranche Impulsion sélective: pendant un gradient suivant z TF DzDz z 0 i i i

28 Excitation RF GsGs GrGr GpGp 180° 90° Enregistre RF Séquence d'imagerie (spin écho)

29 Imagerie par Résonance Magnétique Nucléaire Le sujet est placé dans un champ magnétique intense La tête du sujet est placée dans une antenne qui émet et reçoit des ondes radio

30

31

32 Méningiome

33 Angiographie RMN

34 IRM fonctionnelle Définition image de l'activité cérébrale obtenue par RMN Principe: Augmentation du signal RMN lors de la réaction d'hypervascularisation dans les zones cérébrales actives. (Blood Oxygen Level Dependent = BOLD)

35 IM avec support tactilo-kinesthèsique VOYANTS AVEUGLES AIRES COMMUNES Frontale et Aires somatosensorielles Aire pré-motrice Pariétale et Aires visuelles associatives

36 La diffusion Théorie classique Loi de Fick ; solution: c= f(x 2 /4Dt) Marche au hasard Probabilité de trouver une molécule qui fait des sauts de longueur en un temps ; solution: P = f(x 2 /2t d'où l'équation de Einstein-Smoluchowski D = ou x 2 D t

37 Importance de la diffusion en médecine nucléaire Pour rejoindre sa cible le traceur est d'abord véhiculé par le sang mais du capillaire à la cellule le transfert se fait par diffusion. C 'est phénomène lent: diffusion du glucose dans l'eau D= m 2 s nm en 1 s ; 1 cm en 1 jour

38 La RMN est une méthode de choix pour mesurer la diffusion Principe – Écho élimine les hétérogénéités de l'aimant – Les molécules d'eau qui diffusent entre le 90° et l'acquisition ne participent plus au signal RMN – Pour augmenter la sensibilité à la diffusion, on applique un gradient intense.

39 Excitation RF GsGs GrGr GpGp 180° 90° Enregistre RF G diffusion G Séquence d'imagerie de diffusion

40 Matière Blanche (MB) Schéma de la structure de la myéline Diffusion de leau préférentiellement le long des microtubules IMAGERIE DU TENSEUR DE DIFFUSION Neurofilament Microtubule Membrane Axonale Myeline Axone / /

41 Formation de la gaine de myeline MYELINISATION DU SYSTEME NERVEUX CENTRAL Embryogénèse Prolifération Migration neuronale Différenciation Axonogénèse Dendritogénèse Synaptogénèse Myelinisation naissance

42 Les modèles animaux des maladies de la myéline 1- Les mutations spontanées des gènes de loligodendrocyte 2- Encéphalomyélite allergique expérimentale (EAE) 3- Les infections virales: (TMEV, MHV) 4- Les substances chimiques 5- Les approches transgéniques: Introduction dun gène à toxicité inductible HSV1-TTK Expression ciblée du HSV1-TTK dans les oligodendrocytes - Explorer in vivo les modifications structurales de la myéline dans les cerveaux de souris MBP-TTK - Etudier les processus de dysmyelinisation et remyelinisation Objectif

43 90 Amplitude gradient: G= 140mT/mm Durée: =5800 µs =20 ms FOV: 25 mm ln(M)=ln(M 0 ) - 2 G 2 2 ( - /3)D TR: 1500 ms TE: 35 ms Coupe Sagittale: 1 mm 2h 30min METHODOLOGIE

44 Acquisition dimages = mesure paramètres tenseur de diffusion 1 référence (IMAGE SANS GRADIENT) + 6 directions du gradient de diffusion ZY ZY X YXZX

45 = ( ) /2 : diffusion radiale (transverse sur les fibres) e1e2e3e1e2e3 Tenseur de diffusion Dxx Dyx Dzx Dxy Dyy Dzy Dxz Dyz Dzz D = Diagonalisation //= 1 > 2, 3 : diffusion axiale (parallèle) 1 ~ 2 ~ 3 diffusion isotrope 1 >> 2 ~ 3 1 > 2 > 3 diffusion anisotrope

46 Gauche-Droit ( 1 ) Dorso-Ventral ( 2 ) Antéro-Posterieur ( 3 ) Témoin Traitée 0 2 x10 -3 mm 2 /s Gauche-Droit ( 1 ) Dorso-Ventral ( 2 ) Antéro-Posterieurr ( 3 ) Résultats

47 Témoin Traitée FA FA x10 -3 mm 2 /s Résultats 15 Jours

48 témoin Tractographie CC de souris traitée CC de souris

49 Conclusion Einstein peut clairement être considéré comme l'un des fondateurs de la compréhension de l'interaction des ondes électromagnétiques avec la matière donc de l'imagerie médicale par les ondes électromagnétiques.


Télécharger ppt "Einstein fondateur de l'imagerie médicale? L'effet photoélectrique La relativité restreinte La diffusion 1905."

Présentations similaires


Annonces Google