Introduction aux techniques avancées de résonance magnétique

Techniques

Activation cérébraleImagerie de diffusionImagerie de perfusionSpectroscopie

Activation cérébraleAcquisition d’une série de volumes en EPIAlterner 2 conditions : repos – tâcheVariation du signal par effet BOLD : variation du rapport oxyhémoglobine - déoxyhémoglobine

SPM

Activation cérébrale: application cliniqueDétection des zones du langage avant chirurgie

Mouvement de diffusion

Les molécules ont un mouvement de translation aléatoire d’origine thermique = mouvement Brownien = diffusionPrincipale molécule étudiée: eau Les molécules sondent la structure des tissus à un niveau microscopiqueSur 50 ms, une molécule bouge en moyenne de 10 um, rebondit et interagit avec des membranes cellulaires, des fibres ou des macromolécules

Source [2]

Imagerie de diffusion (I)L’IRM peut être rendue sensible à ces mouvements de diffusionPulsed gradient spin echo sequence

Séquence spin écho classique (90° - 180°)Gradients de diffusion placés de part et d’autre de l’impulsion 180°Le « b-factor » contrôle la pondération en diffusionLe « b-factor » dépend de G, δ et Δ

Source [2]

Imagerie de diffusion (II)

Si diffusion libreLes spins acquièrent une phase aléatoireLes phases se compensentPerte de signal

Si diffusion réduite (membranes cellulaires, …)Perte de signal plus faible

Coefficient apparent de diffusionL’image de diffusion dépend

de la diffusionde la perfusiondu mouvement

Définition du coefficient apparent de diffusion (ADC)

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

==

0) (b image1000)(b image ln

b1- ADC

Diffusion : application clinique (I)Accident vasculaire cérébral (AVC) en phase hyperaigüe

FLAIR Jour 0 FLAIR Jour 2

Diffusion : application clinique (II)

Diffusion Jour 0 ADC Jour 0

Anisotropie

Dans l’eau pure diffusion isotropeDans le tissus directions préférentielles

Pour obtenir l’ADC, on applique successivement les gradients de diffusion suivant les 3 axes. Ensuite, on moyenne pour obtenir l’ADC isotropiqueOn peut obtenir de l’information sur l’anisotropie des tissus imagerie du tenseur de diffusion

Imagerie du tenseur de diffusion

On met en évidence les faisceaux de matière blanche (fiber tracking)

Imagerie de perfusionImagerie dynamique après injection d’un bolus de produit de contraste (Gd-DTPA)Application : calcul de la perfusion hépatique

SpectroscopieUtilise le déplacement chimique pour mesurer la présence et la concentration de métabolites

Principaux métabolites :N-acetyl aspartate (NAA)Creatine (Cr)Choline (Cho)Myo-inositol (mI)

NAACrChomI

Livre de référence

Sources[1] Young and Freedman, « University Physics - 10th Edition », Addison

Wesley, 2000

[2] McRobbie, Moore, Graves and Prince, « MRI From Picture to Proton », Cambridge University Press, 2003