L'enseignement

RECOMMANDATIONS CONCERNANT LE PROGRAMME DE PHYSIQUE/ BIOPHYSIQUE/ TRAITEMENT DE L’IMAGE / MEDECINE NUCLEAIRE

Par l’arrêté du 18 Mars 1992 (organisation du 1 er cycle et de la 1 ère année du 2 ème cycle des études médicales) puis par celui du 5 Janvier 1999 modifiant l’article 10, est instituée une Commission Pédagogique Nationale des études médicales chargée de donner son avis notamment sur l’élaboration et la révision régulière des programmes des enseignements du 1 er cycle et de la 1 ère année du 2 ème cycle.

Les arrêtés du 18 mars 1992 et du 19 Octobre 1993 fournissent les orientations thématiques des enseignements du 1 er cycle et de la 1 ère année du 2 ème cycle des études médicales.

L’essentiel du texte ci-dessous avait été intégré dans le programme servant d’annexe à l’arrêté du 19 Octobre 1993 paru dans le Bulletin Officiel du Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche du 2 Décembre 1993. Les chapitres et sous-chapitres retenus constituent :

• la Section I jusqu’au I.6 compris, ainsi que la partie I.8 en totalité;
• la Section II jusqu’à II.5 compris;
• le chapitre V.2.1 pour l’électrophysiologie, ainsi que, au moins partiellement, le V.2.3 et, éventuellement, le V.4.1;
• les chapitres consacrés à l’exploration fonctionnelle V.5.1, V.5.2, V.5.3, V.5.4 et partiellement V.5.6;
• enfin, des notions importantes de Médecine Nucléaire regroupées dans la Séméiologie en VII.7.6.

Vous trouverez ci-dessous un programme détaillé de Biophysique repris de celui adopté lors de l’Assemblée Générale de 1993 et dont les grandes lignes servent de base à notre enseignement dans la plupart des Facultés, dans le cursus des études médicales.
P1-P2

L’objectif général de l’enseignement de la discipline est de contribuer à l’apport d’une culture scientifique permettant :

• d’une part aux futurs médecins d’acquérir une bonne formation, puis de pouvoir la compléter au long de leur carrière ;
• d’autre part aux étudiants changeant d’orientation d’avoir acquis des notions utiles à la poursuite d’un autre cursus.

Deux directions principales se dégagent :

• l’acquisition des bases physiques des processus physiologiques constitue l’une d’elles, indispensable à l’enseignement des grandes fonctions de l’organisme ;
• l’introduction aux méthodes physiques d’exploration en médecine et en biologie constitue la seconde, à laquelle se rattache l’enseignement des effets biologiques occasionnés par les agents physiques.

Pour aborder avec fruit les objectifs précédents, des connaissances préalables de physique et de mathématiques sont nécessaires. Elles constituent un pré-requis, soit intégré dans l’enseignement effectif de la Biophysique, soit enseigné dans un cadre distinct, soit proposé sous forme facultative aux étudiants.

En mathématiques, on suppose connues ou acquises les notions élémentaires sur :

• Fonctions et représentations graphiques ;
• Fonctions logarithmique et exponentielle ;
• Dérivées, différentielles, intégrales ;
• Analyse combinatoire ;
• Modélisation, fonctions spéciales et opérateurs.

De même en physique, les notions élémentaires sur :

• Grandeurs, unités, équations aux dimensions : échelles et ordres de grandeur ;
• Force, énergie, potentiel ;
• Mesures et leur précision ;
• Energie électrique, champ et potentiel électrique, diélectriques et condensateurs, notion d’impédance, électrocinétique.

Deux chapitres peuvent être conçus pour répondre aux deux directions précédentes :

Le premier chapitre,
BASES PHYSIQUES DES PROCESSUS PHYSIOLOGIQUES,
pourra comprendre :

a – Approche thermodynamique du milieu intérieur :

• Etats de la matière :
  • Gaz : éléments de théorie cinétique, équation d’état des gaz parfaits ou réels, changements d’état, tension de vapeur.
  • Liquides : structure de l’eau, dissolution, dissociation électrolytique, équilibre acido-basique des milieux biologiques, équilibres d’oxydo-réduction, état colloïdal, propriétés colligatives, phénomènes de surface.
  • Solides : différentes structures Etats intermédiaires (verres, cristaux liquides, états granulaires, polymères déformables)
• Eléments de thermodynamique : énergie interne, entropie, enthalpie, potentiel chimique.
• Transport passif ou diffusion induite par :
  • différence de potentiel électrique: mobilité ionique, électrolyse et électrophorèse, conductivité des solutions.
  • différence de pression: filtration.
  • différence de concentration: perméabilité, osmose, relation de Nernst, équilibre de Donnan, potentiel d’électrode, mesures de pH.
• Structure des membranes, transporteurs, messagers.
• Transport actif.
• Transport facilité. Exemple du glucose.

b – Electrophysiologie élémentaire :

• Potentiel de repos et potentiel d’action des cellules nerveuses.
• Echanges ioniques transmembranaires, déclenchement et propagation de l’influx nerveux.
• Théorie dipolaire. Exemple : bases physiques de l’électro-cardiographie.

c – Biophysique neuro-sensorielle : Audition, Vision, Olfaction

• Psycho-physique
• Le stimulus physique
• L’organe sensoriel périphérique
• La transduction
• L’acheminement vers les centres

d – Biophysique de la circulation et de la respiration :

• Lois de l’écoulement de l’air et du sang
• Résistance, viscosité, capacitance, inertance ; analogies mécaniques et électriques
• Elasticité et plasticité des tissus: applications aux vaisseaux.

e – Notions de modélisation et de régulation (illustrées dans les sous-chapitres déjà traités).

Le deuxième chapitre, intitulé
METHODES PHYSIQUES D’EXPLORATION ET DE TRAITEMENT
serait composé de :

A – Matière et énergie. Structures du noyau et de l’atome.

B – Vibrations :

• Caractères généraux : onde progressive et onde stationnaire, onde cohérente, vitesse de groupe et vitesse de phase, interférences, diffraction, réfraction, diffusion ; dualité onde particule
• Ondes électromagnétiques : Nature, origine, propagation. Notion de photon.
• Rayonnements corpusculaires : particules chargées, non chargées.
• Ondes acoustiques : sons et ultrasons

C – Sources des rayonnements.

D – Etude des interactions avec la matière :

• rayonnements particulaires : freinage, excitation, ionisation, radicaux libres.
• ondes électromagnétiques ionisantes : effet photo-électrique, effet Compton, matérialisation.
• ondes électromagnétiques non ionisantes : diffusion, effet thermique, fluorescence, phosphorescence, résonance, résonance magnétique nucléaire.
• ultra-sons : réflexion, diffraction, effets mécaniques, cavitation.

E – Applications biomédicales analytiques et diagnostiques

• le signal : numérisation, spectre, bruit, lissage, filtrage, enregistrement, traitement
• l’imagerie médicale : image analogique, et image numérique, constitution de l’image, résolution, contraste, tomographie, 3D, volume partiel, pixel, voxel ; enregistrement, traitement, présentation de l’image, artefacts, agents de contraste
• imagerie par absorption : radiologie
• imagerie par émission : médecine nucléaire, imagerie photonique
• imagerie par ultrasons
• imagerie par résonance magnétique
• spectroscopies (analyse de la structure des biomolécules, spectroscopie de résonance magnétique)

F – Effets biomédicaux

• bases radiochimiques: effets moléculaires, cellulaires et tissulaires.
• radiobiologie : règles générales, effets déterministes et stochastiques, mécanismes moléculaires impliqués
• radioprotection : unités et grandeurs ; irradiations naturelle, médicale et irradiations accidentelles ; principes de la réglementation, normes de protection.
• bases de la radiothérapie.
• bases de la photothérapie, des traitements par ultra-sons ou par ondes de choc.

G – L’électrophysiologie appliquée :

• Bases de l’exploration fonctionnelle ; techniques électriques de stimulation.
• ECG, EEG, EMG, potentiels évoqués, magnétoencéphalographie …

L’ensemble de cet enseignement de Physique – Biophysique – Traitement de l’image – Médecine Nucléaire, ne saurait évidemment descendre, sauf à perdre toute signification, au dessous d’un minimum horaire qui comprend un module de 90 heures du P1 et une durée sensiblement équivalente dans l’ensemble P2/D1. Variable d’une Université à l’autre, voire d’une U.F.R. à l’autre selon la stratégie locale, l’ordre dans lequel se déroulerait cet enseignement serait à établir en tenant compte de :

• la progression des autres disciplines, notamment la Physiologie et la Radiologie, dont l’enseignement fait référence à un certain nombre de données physiques;
• l’intérêt d’établir des passerelles pour les étudiants en cours de réorientation.

En plus des notions fondamentales développées ci-dessus, un enseignement des techniques et des résultats de la médecine nucléaire doit trouver sa place dans le cursus des études médicales (séméiologie, deuxième cycle, certificats intégrés, certificats optionnels, etc.). Cet enseignement comprendra par exemple trois parties :

• les explorations in vivo : la notion de traceur, les radiopharmaceutiques, l’imagerie fonctionnelle et métabolique, les scintigraphies, la tomographie par émission de positons, les explorations non scintigraphiques
• la radioanalyse et l’immunoanalyse : technique et intérêt.
• la radiothérapie interne et métabolique