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résonance plasmonique de surface l.f.
La résonance plasmonique de surface est une technique optique permettant la détection d’un ligand (molécule organique, biologique, micro-organisme, …) se fixant à un récepteur immobilisé (adsorbé) à la surface d'une couche métallique.
Le système de détection SPR mesure la variation de l'indice de réfraction au voisinage de l'interface quand le ligand se fixe aux récepteurs. Le plasmon de surface est une onde à décroissance exponentielle des deux côtés de l’interface séparant un métal (or, argent, etc.) d’un milieu diélectrique sans pertes (milieu biologique par exemple), parallèlement à laquelle elle se propage. Le champ électromagnétique dans le milieu biologique présente un caractère d’onde évanescente, c’est-à-dire d’amplitude décroissant exponentiellement avec la distance à l’interface. La fixation de molécules sur l’interface va modifier l’information contenue dans l’onde tant au niveau de sa phase que de son amplitude. L’onde plasmon joue le rôle de sonde dans le milieu où se situe la réaction biomoléculaire. L’information pourra alors être recueillie soit sur la phase soit sur l’amplitude du faisceau réfléchi. Généralement, l’onde incidente, polarisée transverse magnétique (TM), traverse d’abord un prisme de verre d’indice de réfraction élevé et se réfléchit sur l’interface recouverte de métal sous un angle d’incidence supérieur à l’angle critique défini par rapport au milieu biologique. Ce prisme constitue le dispositif de couplage de l’onde incidente avec l’onde de surface (plasmon de surface).
La résonance plasmonique de surface ne nécessite aucun marquage préalable des molécules cibles, permet une détection en temps réel qui peut être quantitative. En outre, les capteurs SPR peuvent être régénérés par injection d’une solution dite de régénération.
[B,B2,B3]
rinçage (épreuve de) l.f..
washout test
Élimination progressive d'une substance donnée par l'effet du courant d'un fluide traversant l'enceinte où cette substance se trouve dissoute ou en mélange.
Le rinçage joue un rôle fondamental dans l'épuration des différents compartiments de l'organisme, il complète l'action de la diffusion, qui disperse seulement les molécules sous l'action de l'agitation moléculaire.
L'épreuve de rinçage est à la base des mesures pharmacocinétiques : après administration d'une substance donnée (médicament, toxique, marqueur), l'enregistrement de l'évolution de sa concentration permet de préciser sa vitesse d'épuration. Le contraire du rinçage est la dilution, une épreuve de dilution permet de mesurer le volume du compartiment. où pénètre la substance
Ex. : dans un vase plein d'eau, souillé par un colorant, la concentration c du colorant est proportionnelle à la masse x de colorant contenue dans le vase et inversement au volume V du vase, soit c = x /V. Si l'on fait couler un filet d'eau, le liquide du vase s'éclaircit progressivement car le débit V' du filet emporte à tout instant hors du vase (d'où le signe - ) une portion dx de colorant proportionnelle au débit et à la concentration c d’où :
dx = - V' (x /V) = - x /τ avec τ = V/V', rapport du volume d'eau dans le vase par le débit de rinçage, est la constante de temps de rinçage. L'intégration de cette équation différentielle en fonction du temps t montre que l'épuration suit une loi exponentielle : x = x0 e-t/τ. On peut mesurer facilement la constante de temps τ sur un enregistrement de la concentration.
→ constante de temps, dilution (épreuve de)
Stewart-Hamilton (méthode de) l.f.
Stewart-Hamilton's method
Technique montrant que, quand on injecte un indicateur dans la circulation, celui-ci se dilue dans le sang, sa concentration moyenne augmente à chaque passage à travers le cœur et elle se stabilise assez rapidement.
Un prélèvement fait lors de la stabilisation permet de mesurer la concentration de l'indicateur dans le sang et, connaissant la dose injectée, de déterminer le volume sanguin circulant. L'enregistrement transcutané continu de la concentration permet de déterminer le débit cardiaque.
Dans un volume V de liquide, l'injection d'une quantité I d'un indicateur donne une concentration C = I/V de colorant. Quand la concentration sanguine, Cf, est stabilisée, l'indicateur (vert d'indocyanine, traceur radioactif, bol de solution froide, etc.) est distribué dans toute la circulation. Une mesure transcutanée ou un prélèvement de sang en un endroit quelconque de la circulation (veine périphérique, artère pulmonaire par cathétérisme, etc.) permettent de mesurer Cf et, connaissant la dose d'indicateur injectée I, de calculer le volume sanguin circulant : Vs = I/Cf. L'enregistrement transcutané continu ou celui directement prélevé par cathétérisme permet d'obtenir ensuite la courbe de la concentration sanguine, courbe en fonction du temps étalonnée sur la concentration finale, Cf.
Le premier passage à travers le cœur donne un signal qui peut être extrait par calcul par un petit calculateur, car la queue du passage est une exponentielle décroissante. La surface grisée, S, sous la courbe du signal de premier passage correspond à la dose d'indicateur injectée. Avec un étalonnage convenable, le volume de l'ondée sanguine est V = I /S et, si la fréquence cardiaque f est stable, le débit cardiaque est Q’= f.I/S.
Une version très utilisée de la méthode est l'emploi comme indicateur d'un bol de solution froide, c'est-à-dire l'injection d'un petit «bol de froid» par une sonde de Swan Ganz calibrée placée dans l'artère pulmonaire. Mesurée par des capteurs (thermistors) portés sur la sonde, la différence de température entre la solution injectée et le sang refroidi permet d'extraire le signal. La sonde étant calibrée, on obtient directement le débit cardiaque sans avoir besoin de prélever d'échantillon de sang au préalable. Comme la solution froide passe à petit débit et que la minime quantité de chaleur soustraite à la circulation n'abaisse pas la température du sang pulmonaire lors de son retour au cœur, on peut suivre en continu le débit cardiaque, grandeur cardinale très utile pour la réanimation des insuffisances cardiocirculatoires.
stimulus n.m.
stimulus
Agent susceptible de provoquer une réaction d'un système excitable, dont la nature, en électrophysiologie, est variée : électrique, visuelle, sonore ou magnétique.
Le plus usuel est le stimulus électrique appliqué à un nerf pour mesurer la vitesse de conduction. Il est défini par sa durée (ms), sa forme (rectangulaire, exponentielle, etc.), sa force ou intensité, mesurées en voltage (V) ou ampérage (A).
Le stimulus seuil est celui qui est juste suffisant pour produire une réponse détectable (stimulus liminaire). Le stimulus maximum est celui au-delà duquel toute augmentation d'intensité n'entraîne pas d'augmentation de l'amplitude de la réponse évoquée. Pour toute intensité supérieure au stimulus maximum, le stimulus est appelé supramaximum. Par convention, celui-ci est de 20% supérieur au maximum. Les termes de stimulation liminaire, sous-liminaire (au-dessous du seuil), maximale ou supra-maximale sont également utilisés en pratique courante.
temps de relaxation T1 l.m.
T1 relaxation time
En IRM, constante de temps propre à chaque tissu, caractérisant la relaxation longitudinale des protons de ce tissu, placés dans un champ magnétique uniforme après qu'ils aient été excités par une impulsion électromagnétique de fréquence appropriée (fréquence de Larmor).
Après cette impulsion, la "repousse" de la magnétisation longitudinale se fait de façon exponentielle, selon la relation : Mz = Mzo (1-e -1/T1) où Mzo représente la valeur maximale de la magnétisation longitudinale et e la base des logarithmes népériens (e # 2,72). Au temps t = T1, la relation devient : Mz = Mzo (1-1/2,72) soit Mz=0,63.
Avec Mzo le temps de relaxation T1 est donc le temps au bout duquel la magnétisation longitudinale a récupéré 63 % de sa valeur. Ce temps est, pour une valeur donnée du champ magnétique, une constante propre à chaque tissu. Elle varie en fonction du champ et est d'autant plus élevée que le vecteur Bo est plus important. T1 est extrêmement long (plusieurs minutes) pour les solides (dont le type est l'os compact) qui, de ce fait, ne donnent pas de signal et apparissent en noir. Il est long (de l'ordre de 1,5 à 3 secondes) pour l'eau et les "liquides purs» (gris foncé); court pour les solutions protéiniques (quelques centaines de millisecondes) ; très court pour les graisses qui auront donc un signal élevé (blanc) dans cette pondération.
Sur les séquences pondérées en T1, les tissus donnent un signal d'autant plus élevé que leur T1 est plus court. Ce sont ces différences de T1 qui sont à l’origine du contraste de l'image.
IRM sagittale du genou pondérée en T1
J. Larmor, Sir, physicien irlandais (1897) ; F. Bloch, physicien américain, prix Nobel de physique de 1952 (1946)
Syn. temps de relaxation spin-réseau (obsolète)
→ Bloch (équations de), relaxation
[B2,B3]
Édit. 2018
ventilation maximale l.f.
maximum breathing capacity
Valeur maximale de la ventilation à une fréquence donnée obtenue par une excitation intense, volontaire ou toxique, des centres respiratoires.
Chez le sujet sain, la mécanique ventilatoire fonctionne comme un oscillateur à l'amortissement critique. Dans ces conditions, l'énergie musculaire maximale ayant la même limite constante pour chaque mouvement ventilatoire, le volume courant suit une loi exponentielle (à une approximation du deuxième ordre près), ce qui se vérifie bien expérimentalement : le volume courant maximal, Vmax, à la fréquence f est Vmax = Cv e- f/fo,
avec Cv la capacité vitale et fo la fréquence propre de la mécanique ventilatoire (environ 1,5 Hz = 90/min chez le sujet adulte normal). Elle a sa plus forte valeur pour la fréquence propre. Il en va autrement chez les malades atteints d'un syndrome obstructif (emphysème, etc.) parce que la résistance de la mécanique ventilatoire est plus grande à l'expiration. Cette augmentation des résistances expiratoires se voit par le signe du créneau, lors de l'exécution de l'épreuve de la ventilation maximale : le patient n'arrive plus à expirer normalement.
L'épreuve de ventilation maximale, très utilisée en Allemagne (Knipping) depuis plus de 60 ans, est pénible et difficile à faire exécuter correctement par les patients, mais elle correspond à une valeur essentielle pour l'évaluation de l'insuffisance ventilatoire. C'est pourquoi elle est remplacée par l'épreuve d'expiration forcée d'où l'on tire une valeur approchée dite «ventilation maximale indirecte».
L. Brauer, médecin allemand (1865-1951)
Étym. traduction de l'allemand Atemgrenzwert, «limite de la ventilation» (Brauer, 1932)
→ emphysème, insuffisance ventilatoire, VEMS, ventilation maximale indirecte, signe du créneau