Imagerie par résonance magnétique. Bac Stl biotechnologie 2014

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Une des techniques les plus performantes en imagerie médicale est l'imagerie par résonance magnétique (I.R.M.). Les images obtenues sont très précises, d'excellente qualité et de très grande sensibilité (on atteint actuellement une résolution de l'ordre du millimètre). Cette technique reposant sur les propriétés magnétiques de la matière, afin de mieux l'assimiler, l'étudiant se penche tout d'abord sur les caractéristiques générales d'un champ magnétique. Il considère ainsi le champ magnétique terrestre.
Comment peut-on mettre en évidence le champ magnétique terrestre ?
La déviation d'une boussole met en évidence le champmagnétique tererstre.
Comment appelle-t-on les courbes représentées ci-dessous ?
 Représenter sur une de ces courbes une petite aiguille aimantée.

Les lignes de champ magnétique.
 Les pôles géographiques et magnétiques correspondent-ils ?
 Le nord géographique corespond à un pôle sud magnétique.

L'intensité du champ magnétique terrestre B vaut 4,7×10–5 S.I. Quel est le nom de cette unité et quel est son symbole ?
Le tesla ( T).
 Le principe de l'imagerie par résonance magnétique : IRM.

Données : vitesse des ondes électromagnétiques dans l'air : c = 3,0×108 m/s ; constante de Planck h = 6,63×10–34 J.s ;
1 eV = 1,6×10–19 J ; 1 nm = 10–9 m ; 1 MHz = 106 Hz
 Peut-on négliger le champ magnétique terrestre devant le champ magnétique créé par un aimant ?
Oui, le champ magnétique créé par un aimant est très supérieur au champ magnétique terrestre.
La fréquence des ondes électromagnétiques qui permettent la résonance des protons doit être adaptée à la valeur du champ électromagnétique, comme le montre le tableau ci-dessous :
Intensité B du champ magnétique (T)0,5124
Fréquence n des ondes EM ( MHz)214284168

Tracer n = f ( B ). Quel constat peut-on faire ?

Le champ magnétique et la fréquence sont proportionels.
 Établir que la valeur de la fréquence du rayonnement électromagnétique qui sera utilisé pour l'IRM de 11,7 T est d'environ 491 MHz.
n = 42*11,7 = 491 MHz.




Déterminer la valeur de la longueur d'onde de ce rayonnement électromagnétique.
l = c / n =3,00 108 / (491 106)=0,61 m.
Déterminer l'énergie associée à ce rayonnement.
E = h n = 6,62 10-34 *491 106 =3,25 10-25 J ou 3,25 10-25 /(1,60 10-19) =203 10-6 eV.
Quel est l'intérêt d'utiliser un électroaimant supraconducteur
?
Il n'y a pas de pertes par ffet Joule dans les conducteurs.

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