Soutenance mémoire
Généralités sur les rayonnements
Définition du rayonnement
Le rayonnement est un transfert d’énergie émis dans l’espace à partir de la matière. Ces rayonnements sont classés selon la nature physique et leurs caractères ionisants. L’ionisation consiste à arracher des électrons aux atomes constituant la matière après un transfert d’énergie suffisante, supérieure à son énergie de liaison. (P.Pascal et al).
Classification des radiations
Selon la nature physique
On distingue les rayonnements électromagnétiques (rem) et les rayonnements particulaires. Les rayonnements électromagnétiques ou REM comprennent les rayonnements cosmiques, γ, x, les ultraviolets, la lumière visible, les infrarouges et les ondes hertziens. Ces rayonnements présentent un double aspect ondulatoire et corpusculaire.
-Aspect ondulatoire : l’onde électromagnétique est définie par une longueur d’onde, une fréquence et une période. Les rayonnements électromagnétiques diffèrent les uns des autres par leur longueur d’onde. Plus elle est petite plus ces rayonnements sont dits pénétrants (P.Pascal et al).
-Aspect corpusculaire: Ce sont des échanges d’énergie (absorption, émission) entre rayonnements et matière par quantités discontinues, multiples d’une quantité élémentaire : le photon Les rayonnements particulaires sont représentés par les rayonnements α et β mais aussi les neutrons.
-Aspect ondulatoire : à chaque particule en mouvement est associée une onde de De Broglie.
-Aspect corpusculaire : chaque particule est caractérisée par une masse, une vitesse, une charge électrique et une énergie E.
Selon les effets sur la matière
On distingue les rayonnements non ionisants et les rayonnements ionisants. Les rayonnements particulaires chargés, sont directement ionisants alors que ceux qui ne sont pas chargés (les neutrons) sont indirectement ionisants. On a :
– rayonnement alpha : Les particules α portent une charge positive et du fait de leur taille et de leur charge, ces particules peuvent à peine pénétrer dans la peau et sont complètement arrêtées par une feuille de papier.
– rayonnement bêta : Les particules β sont des électrons de grande énergie éjectés du noyau d’un atome dont la charge est négative. Elles sont plus pénétrantes que les α. Il est néanmoins possible de les arrêter avec une protection minimale, comme une feuille de plastique.
– neutrons: Le rayonnement neutronique se produit lorsque des neutrons sont éjectés du noyau par fission nucléaire et par d’autres processus. La réaction nucléaire en chaîne est un exemple de fission nucléaire, où un neutron éjecté d’un atome en fission provoque la fission d’un autre atome, qui éjecte encore plus de neutrons. Contrairement aux autres rayonnements, le rayonnement neutronique est absorbé par des matériaux qui comportent beaucoup d’atomes d’hydrogène, comme la paraffine et les plastiques.
Les rayonnements électromagnétiques ionisants (ultraviolet, rayons x, rayons cosmiques) sont indirectement ionisants par la mise en mouvement de particules et les non ionisants (ondes radio, lumière visible, infrarouge, micro-ondes) sont quant à eux caractérisés par une grande longueur d’onde. On a :
– rayonnement gamma : Le rayonnement γ est un type de rayonnement très pénétrant. Il est généralement émis immédiatement après l’éjection d’une particule alpha ou bêta du noyau d’un atome. Il peut pénétrer dans le corps humain, mais peut être absorbé par des matériaux plus denses comme le béton ou le plomb.
– rayons x : Les rayons x se comparent aux rayons γ et sont essentiellement produitspar des moyens artificiels plutôt que par des substances radioactives.
Sources des rayonnements ionisants
L’origine des expositions aux radiations ionisantes peut être naturelle ouartificielle. La radioactivité naturelle provient des rayons cosmiques et des éléments radioactifs naturellement présents dans l’environnement. Elle varie fortement en fonction des endroits. Le rayonnement cosmique provient de l’espace et augmente rapidement avec l’altitude. La radioactivité d’origine tellurique, présente dans l’environnement, provient de la croûte terrestre où, depuis l’origine de la terre, demeurent les isotopes instables d’éléments de très longues demi-vies physiques, et des matériaux de construction obtenus à partir d’éléments extraits du sol. Le principal élément radioactif inhalé est le gaz « radon » qui provient essentiellement de la désintégration de l’uranium présent dans la couche terrestre. Les descendants radioactifs du radon émettent des particules α qui irradient les cellules les plus sensibles. Les autres éléments radioactifs ingérés sont principalement : le potassium 40, le rubidium 81, le carbone 14 et les éléments de la famille de l’uranium et du thorium. Ces radionucléides de la croûte terrestre et ceux créés par les rayonnements cosmiques (essentiellement le carbone 14) sont naturellement présents dans les plantes et les animaux mais aussi dans l’eau. Nos aliments et nos boissons sont par conséquent légèrement radioactifs. (www.suretenucleaire.gc.ca).
Radiobiologie
Définition
La radiobiologie est l’étude des effets des rayonnements (notamment des rayonnements ionisants) sur les êtres vivants, des moyens de s’en préserver, des traitements à suivre en cas d’irradiation et de leur emploi pour procéder à des investigations dans le corps humain.
Les différentes formes d’exposition
Exposition externe
C’est l’exposition résultant du dépôt de substances radioactives sur la peau, les cheveux…par exemple à la suite d’un contact avec un objet contenant de telles substances libres. (www.asn.fr) En milieu professionnel, l’exposition des travailleurs est essentiellement externe (avec ou sans contact cutané). En effet, les expositions sont pour l’essentiel médicales lors, des irradiations thérapeutiques utilisées par exemple dans le traitement des cancers, du radiodiagnostic qui comprend les radiographies classiques, les scanners, de l’imagerie par résonance magnétique (IRM) mais aussi l’injection de produits radioactifs comme par exemple le technétium pour l’exploration des fonctions pulmonaires.
Exposition interne
Une irradiation interne se produit suite à l’incorporation d’un radionucléide dans le corps humain. Celle-ci peut être accidentelle, on parle alors de contamination, ou délibérée, comme par exemple en médecine nucléaire, où les rayonnements émis sont utilisés à des fins diagnostiques ou thérapeutiques. L’absorption des radionucléides peut se faire par voie respiratoire (inhalation), par voie digestive (ingestion), par voie cutanée. Les voies respiratoires sont les plus directes et les plus dangereuses, ce sont les voies habituelles de contamination interne pour les travailleurs. Les poussières,les aérosols ou les gaz, pénètrent avec l’air dans les poumons au moment de l’inspiration. Ils peuvent s’y déposer, s’y accumuler et passer dans la circulation sanguine pour atteindre certains organes cibles. Les voies digestives se présentent le plus souvent dans les activités professionnelles comme des voies de contamination complémentaire aux voies respiratoires. L’absorption par ces voies peut également être consécutive à une contamination cutanée. Les voies directes par blessure où la contamination se fait par le sang et des quantités importantes de radioéléments peuvent ainsi pénétrer dans l’organisme. Les voies transcutanées sont aussi susceptibles d’être le lieu de passage des radioéléments. En effet, il arrive que la peau saine laisse passer certains radioéléments se présentant sous une forme chimique déterminée. L’exposition interne dure tant que les substances radioactives demeurent dans le corps ; elle diminue avec le temps en fonction de la décroissance radioactive des radioéléments incorporés et de leur élimination naturelle par excrétion.
Les différentes étapes
L’action des radiations ionisantes dans les tissus est un processus complexe et hétérogène qui se déroule chronologiquement selon trois phases :
Etape physique
Elle est relativement courte (quelques secondes seulement) et est caractérisée par des ionisations et des excitations moléculaires faisant suite au dépôt d’énergie lors de la traversée du faisceau.
Etape physico chimique
Elle dure quelques secondes à quelques minutes. Les molécules ionisées et excitées lors de la phase physique réagissent entre elles et avec les molécules voisines. L’effet direct dont la cible est représentée par les macromolécules cellulaires, notamment l’ADN, est distingué de l’effet indirect qui est la conséquence des réactions entre les macromolécules et les radicaux libres issus de la radiolyse de l’eau (page 18……..). En présence d’oxygène, des espèces radicalaires à fort pouvoir oxydant sont formées et interagissent pour aboutir à la formation d’eau oxygénée, particulièrement oxydante. De ce fait, une irradiation pratiquée en présence d’oxygène va générer la formation d’un plus grand nombre de molécules d’eau oxygénée qu’en conditions hypoxiques.
Etape biologique
L’irradiation entraîne de nombreux dommages sur les systèmes biologiques. Les rayonnements provoquent, sur les cibles biologiques, des réactions d’ionisations, d’excitations ainsi que d’autres modifications moléculaires (Booz, Paretzke et al. 1987). En effet, les effets biologiques des rayonnements ionisants sont essentiellement liés à la radiolyse de l’eau qui représente environ 80% de la masse des organismes vivants. La radiolyse de l’eau génère des radicaux libres hautement réactifs comme le radical hydroxyle (OH) qui vont être responsables de la radiolyse indirecte des molécules cellulaires clefs que sont l’ADN, les protéines et les lipides. Ces cibles font également dans une moindre mesure l’objet d’une radiolyse directe par les radiations ionisantes.
L’ionisation et l’excitation provoquées par les rayonnements ionisants correspondent à un apport important d’énergie aux molécules biologiques. Cette augmentation d’énergie va déstabiliser l’équilibre des liaisons de covalence des molécules et altérer leur structure, avec pour conséquence ultime l’altération fonctionnelle de ces molécules. Les dommages de l’irradiation sur les chromosomes ont été caractérisés depuis de longues années et constituent encore actuellement un large domaine d’étude. (Lloyd, Purrott et al. 1975) (Pohl-Ruling, Fischer et al. 1986) (Ballarini, Biaggi et al. 2002) (Ballarini and Ottolenghi 2003). L’ADN est une des cibles principales des radiations ionisantes (Nygren, Ljungman et al. 1995) (Friedland, Bernhardt et al. 2002). La mort cellulaire survient à des doses d’irradiation beaucoup plus faibles et à une fréquence beaucoup plus grande lorsque l’irradiation touche le noyau. En effet, les lésions cellulaires responsables de la létalité sont surtout celles qui surviennent sur l’ADN (Friedland, Jacob et al. 2006). Pour les protéines, il existe une modification radio-induite de la structure protéique qui conduit à des perturbations de la physiologie cellulaire pouvant contribuer au processus final de létalité. Les points d’impact sont très nombreux mais les doses nécessaires pour modifier les protéines sont supérieures à celles capables de tuer les cellules. Quant aux lipides, l’irradiation des membranes cellulaires induit la formation de radicaux libres ; lesquels sont aptes à fixer l’oxygène moléculaire, entraînant une peroxydation des lipides et donc une diminution de la fluidité membranaire. Cependant les membranes sont souvent pourvues d’agents antioxydants comme la vitamine E ou le glutathion réduit qui empêchent la propagation de ces réactions.
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
I. Généralités sur les rayonnements
I.1. Définition du rayonnement
I.2. Classification des radiations
I.2.1. Selon la nature physique
I.2.2. Selon les effets sur la matière
I.3. Sources des rayonnements ionisants
II. Radiobiologie
II.1. Définition
II.2. Les différentes formes d’exposition
II.2.1. Exposition externe
II.2.2. Exposition interne
II.3. Les différentes étapes
II.3.1. Etape physique
II.3.2. Etape physico chimique
II.3.3. Etape biologique
III.1. Définition
III.2. L’effet de l’irradiation chez l’homme
III.2.1. Effets déterministes
III.2.2. Effets stochastiques
III. Radioprotection
IV.1. Définition
IV.2. Indicateurs d’exposition en radioprotection
IV.3. Principes fondamentaux de la radioprotection
IV.4. Normes de radioprotection
IV.5. Moyens de protection contre les rayonnements ionisants
IV.6. Organismes de radioprotection
DEUXIEME PARTIE : ETUDE PERSONNELLE
I. Objectifs
I.1. Objectif général
I.2. Objectifs spécifiques
II. Cadre d’étude
III. Matériel et méthode
III.1. Type d’étude
III.2. Population d’étude
III.2.1. Critères d’inclusion
III.2.2. Critères d’exclusion
III.3. Déroulement de l’étude
IV. Résultats
IV.1. Sources de rayonnement et utilisation
IV.2. Principaux examens d’imagerie
IV.2.1. Radiographies standards
IV.2.2. Examens scannographiques
IV.2.3. Mammographie
IV.2.4. Examen panoramique dentaire
IV.2.5. Examens spéciaux
IV.2.6 Scintigraphie
IV.3. Moyens de protection des travailleurs contre les rayonnements
V. COMMENTAIRES
V.1. Sources de rayonnement
V.2. Principales structures sanitaires
V.2.1. Hôpital principal de Dakar
V.2.2. Hôpital de Fann
V.2.3. Hôpital Le Dantec
V.2.4. Hôpital Abass Ndao
V.2.5. Hôpital Général de Grand Yoff
V.2.6. Centre de Ouakam
V.2.7. Centre hospitalier national de Pikine, ENDSS et SAMU Municipal
V.2.8. Centres privés de radiologie
CONCLUSION
Références bibliographiques
