Post on 03-Apr-2015
Spectroscopie par résonance magnétique
Aspects théoriques et pratiques
Damien GalanaudService de NeuroradiologieHôpital La Pitié Salpêtrière
Objectifs
- Comprendre les bases de la spectroscopie
- Maitriser la programmation d’une séquence de spectro
- Comprendre les artéfacts, et les moyens de les corriger
- Connaître les applications en dehors du proton et du cerveau
H2O
H2O H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
Principe général de l'IRM
H2O
H2O H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2OI I
Principe général de la SRM
• IRM : recueil du signal des molécules d ’eau
•SRM :
•suppression du signal de l ’eau
• recueil du signal des molécules dissoutes
•Même appareil, même examen
imageimage
caractérisation caractérisation métaboliquemétabolique
En résumé:
FTFTfréquencefréquence
HHHH
FIDFID
SignalSignal
[ ][ ]TETE
Impulsion RFImpulsion RF
BB
Principe: utilisation des différences de fréquence
de résonance des protons des différentes
molécules
Transformée de FourierTransformée de Fourier
tempstempsFFréquence/déplacement chimiqueréquence/déplacement chimique
HHHH
HH
HH
I I
I
TE Court (STEAM 20 ms)TE Long (PRESS 135 ms)
2 temps d'écho réalisables
NAA
tCrtCho
SRM à temps d'écho long
NAANAA (N-Acetyl-Aspartate) : index de souffrance ou de mort neuronale
NAA
Cr/PCrChoLac
TE = 135 msTE = 135 ms
LacLac (Lactate) : témoin d ’un processus ischémique, d ’un dysfonctionnement mitochondrial ou d ’une infiltration macrophagique
CHOCHO (Choline) : marqueur des membranes (lésions, renouvellement), de la myéline ou d ’une inflammation (bétaïne)
Cr/PCrCr/PCr (Créatine-Phosphocréatine) : marqueur de densité cellulaire
NAA
Lipides
tCr
tCho
Ins Glx
SRM à temps d'écho court
mI: myoinositol, glie normale
mI
ChoCr
NAA
Cr
Glx: glutamine-glutamate, « neurotransmetteurs »
Glx
Lip: lipides, nécrose ou contamination (scalp)
Lip
TE = 35 ms
Avantages rapide (1 mn) traitement simple
Inconvénients un seul point
SRM Monovoxel
Avantage multiples points d ’étude = profil métabolique
Inconvénients long (13 mn) traitement complexe
Imagerie métabolique (CSI)
Créatine Choline
Choline/CréatineCholine/NAA
NAA
Quand fait-on de la spectro ?
- Tumeurs
- Bilan initial
- Suivi évolutif
- Maladies métaboliques
- Bilan étiologique d’un trouble neurologique, d’une encéphalopathie
- Suivi de malade sous traitement
- Comas
- Autres
Suivi = nécessité de positionner le voxel toujours au même endroitSauvegarder et transférer sur IMPAX les localisers +++
Critères de qualité d’un spectre
SNR
Largeur spectrale
- Qualité du shim
- Qualité du WS
- Antenne
- Champ magnétique
Mise en place d’une séquence de spectro
- Positionnement du voxel
- Positionnement des OVS
- Est-ce faisable ?
Mise en place d’une séquence de spectro
- Shim localisé (Largeur H2O, NAA)
B B
distance distance
< 10 Hz: OK
> 15 Hz: Pas bon
Mise en place d’une séquence de spectro
- Suppression du signal de l’eau (% WS)
- Acquisitions
- FT, reconstruction
Fréquence
Fréquence
- Réglage du gain (TG, % signal)
Positionnement du voxel
Positionnement des OVS
- Pas de règle absolue
- Attention au recouvrement
Taille du voxel
96 nex
96 nex
Nombre d'acquisitions
96 nex
32 nex
La SRM en dehors du proton
- Possibilité d’étudier d’autres noyaux
- 3T et plus !
- Nécessité de faire une acquisition d’image de repérage (H) puis la SRM
- Fréquences de résonnance différentes Antennes dédiées
- Antennes mono atome (surfaciques)
- Antennes à découplage
- Noyaux étudiables
- P31 Métabolisme énergétique (muscle, cerveau)
- Na23 AVC, SEP, métabolisme rénal
- C13 Cycle de Krebs (ça coûte très très cher !)
- Possible théoriquement dès 1.5T mais signal très faible
- Intérêt théorique
- Métabolisme énergétique
- Mesures de pH
- Nécessite des antennes à découplage
- Muscle >>> Cerveau
- Possibilités de faire des épreuves dynamiques
- Applications pratiques: myopathies, pathologies vasculaires, cytopathies
mitochondriales, schizophrénie, Parkinson…
SRM du phosphore
Pi
PDE
PCr
ATP
ATP
ATP
HEP
pH
La SRM en dehors du cerveau
- Difficultés
- Nécessite une immobilité prolongée
- Problème lié au signal de la graisse
- Applications essentiellement en pathologie tumorale (choline)
- Prostate: étude du pic de citrate + choline. Intérêt: diagnostic du cancer, suivi évolutif sous hormonothérapie/radiothérapie
- Sein
- ORL
- Foie
- …
Kurhanewicz and Vigneron, Magn Reson Imaging Clin N Am 2008 16, 697-x
Conclusion
- SRM cérébrale facilement réalisable en routine
- Nécessité de bien comprendre le fonctionnement de la séquence
- SRM extra cérébrale: routine en prostate, le reste en développement
- SRM extra protonique du domaine de la recherche.