Transcript IRM Le codage spatial. Technique et exemples

Philippe CHOQUET
MCU-PH Biophysique et médecine nucléaire
UF6237 Imagerie préclinique
1.Image numérique et bases de la
reconstruction tomographique
2.Le «Scanner X»
3.IRM Bases physiques de la RMN (rappels)
4.IRM Notion de temps de relaxation :
application aux contrastes
5.IRM Le codage spatial. Technique et exemples
Mesure par écho de spin
Impulsion
Entre-deux Lecture
Sélection d’une tranche
Impulsion RF (f)
B0
Z
f=
f=
γ
2π
γ
2π
(B0+Gz.Z’)
(B0+Gz.Z)
RÉSONANCE
Seuls les protons qui sont dans un champ correspondant à la
fréquence de Larmor de l’impulsion basculent
b = Gz.z
Sélection de “bandes”
SIGNAL
B0
X
b = Gx.x
Sélection de voxels
B0
entre RF &
SIGNAL
b = Gy.y
Bilan
SIGNAL
B0
X
b = Gx.x
Le codage spatial du plan
•
impulsion sélective => choix des spins qui participent au
signal
•
position de ces spins =>
•
•
codage par la fréquence
codage par la phase
•
mesure globale d’un état de l’ensemble des spins en
présence d’un gradient de phase => on ne code qu’une
ligne
•
répétition de l’acquisition en modifiant le gradient de
phase de manière à avoir autant de valeurs (donc de
mesures) que de lignes.
Imagerie par TF bidimensionnelle
•
Sélection du plan de coupe
•
Acquisition d'une matrice (Nx x Ny) de signaux :
•
Répétition Ny fois de la séquence, espacées de TR (temps
de répétition) :
•
•
gradient de phase
acquisition en présence d'un gradient de fréquence
perpendiculaire au précédent (Nx échantillons)
Séquence d'Écho de spin
180°
RF
90°
Gs
encodage en fréquence
Gr
Gp
incréments successifs
du gradient de phase
écho
Signal
ACQUISITION
Terminologie TDM - IRM
TDM
IRM
Hyperdense
Hypersignal
Isodense
Isosignal
Hypodense
Hyposignal
Méthodologie : coupes TDM vs IRM
L’observation de la graisse et de l’os compact permet
de faire la différence entre une coupe TDM et une
coupe IRM.
=> Si la graisse est “blanche”, c’est une coupe
Hypersignal
IRM
=> Si la graisse est “noire” ou “grise foncée”, on
ne peut pas conclure.
L’observation de l’os compact permet alors de faire la
différence
=> Si l’os compact est “noir” c’est une coupe Hyposignal
IRM
=> Si l’os compact est “blanc” c’est une coupe Hyperdense
TDM
Instrumentation
IRM
Résistif
• Premiers utilisés
• Bobines de fils de Cu + refroidissement par eau
(Effet Joule = f(I2): 1000 V - 50 A, 50 l/min)
• Champ induit proportionnel au courant
• Stabilité temporelle ?
PHILIPS
B0
Aberdeen
B0
Permanent
• Assemblage de blocs de matériaux ferromagnétiques
AlNiCo suivant différentes formes
• Rémanence du champ induit (Point de Curie)
• Champ constant MAIS limite 0,4 T + poids
• B vertical d’où libre accès
0
Appareil dédié ostéo articulaire
Installez le MAGNETOM Jazz où vous voulez
• Pas de local de préparation
• Une cage de Faraday modulable
• Il suffit d’une prise de courant
0,5 mT : 2 mètres
poids : 1,6 t
Supraconducteur
(superconductor)
• Bobinage solénoïdal (résistif, 200 km) Niobium-Titane
• SUPRACONDUCTIVITÉ : pas de résistance au
passage du courant donc pas d’effet Joule et pas de
perte
• Cryostat : He
• Consommation: actuellement uniquement He < 0,3l/h
avec système de réfrigération (6-7 kVA)
B0
CHAMP B1 PERPENDICULAIRE AU
CHAMP B0
B1
B0
B1
B0
Les antennes
• éléments clefs de la mesure : du rapport signal sur
bruit
• doivent être adaptées à l’échantillon
18,5 cm x 12,5 cm
a
12,5 cm
b
a
Antenne ATM/oeil
Architecture d’un système d’IRM
Image : 2 aspects en IRM
• SOURCE DU CONTRASTE :
!
quantité de noyaux : traduit en densité
protonique
!
T1 : “vitesse” de retour à l’équilibre
!
T2 : “vitesse” de disparition du signal
!
Autres phénomènes mesurables : flux, diffusion...
!
Des agents de contraste (Gd) sont utilisables qui
augmentent
!
les “vitesses” T1 et T2 donc accélèrent les phénomènes.
• MÉTHODE DE CARTOGRAPHIE :
par application successive de gradients de champ
magnétique
VOCABULAIRE
•séquence
•écho de spin
•TR : temps de répétition
•hyperdense / isodense /
•hypersignal / isosignal /
hyposignal
•supraconducteur
hypodense
OUVRAGES CONSEILLÉS
Guide des technologies de l'imagerie
médicale et de la radiothérapie : Quand la
théorie éclaire la pratique
Jean-Philippe Dillenseger, Elisabeth
Moerschel
MASSON 2009
Comprendre l'IRM: Manuel d'autoapprentissage
Bruno Kastler, Daniel Vetter
MASSON 2011