IMAGERIE par RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE (cours PCEM 2 - Pr P Arbeille)
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IMAGERIE par RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE
(cours PCEM 2 - Pr P Arbeille)
Pre requis rappel cours PCEM 1INDUCTION ET INTERACTION MAGNETIQUES
I – Ligne d’induction créée par un aimant ou par un courant Aimant permanent Courant continu
Courant alternatifUnité : TeslaChamp terrestre : 5 10-4Imagerie par résonnance : env. 0.5 –2 Application : IRM électro-aimant : pb champ uniformeRecueil de signal EM (bobines)
II 3 Action du champ B uniforme sur 1 élément de courant e : charge de l’électronn : nombre d’e-/unité de volumedl : longueur de l’élément de courantS : section de l’élément de courant
q = e.n.dl.S F = q.v.B
F = (e.n.dl.S) . v.BF = (n.e.s.v) . dl.B F = i.dl.B F = i.dl.B.sin@
II – 4 – Action champ B uniforme sur une Spire :AD et BC subissent F opposées mais restent fixesAB et CD subissent F opposées => couple de F Rotation
Couple :C = F.AH = F.AD.sin@C = (i.dl.b).(AD.sin@)C = (i.AB.B).(AD.sin@)S = section C = i.B.S.sin@
Moment magnétiquede la spire : = S.i Sous l’action du coupleC, la spire s’orientede manière à ce que le vecteur moment magnétique s’aligne avec la direction de B
/ / B.
II – 5 Travail de F magnétique dans le déplacement d’un circuit
F subie par AB : F = i.l.B
Pour un déplacement dx :
dW = F.dx
dW = i.l.B.dx =
dW = i.B.dS
(dS : aire balayée)
Dans le cas d’une spire
circulaire la section
à prendre en compte
est S.cos@
• IMAGERIE par RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE
• Cours PCEM 2
Analogie Spire - sphère chargée - proton
Application : IRM du proton de l’hydrogène :
Champ Bo appliqué proton s’oriente jusqu’à / / B et le système emmagasine de l’énergie. Mais inertie des protons Mvt Precession
Fréquence de Larmor o = .Bo/2
W = h. o = h. .Bo/2
Champ B1 alternatif de frequence o = .Bo/2
Force la rotationdes spinsEcarte de 0zSelon duréeapplication
Interaction Champ magnétique stat et alternat et proton
Precession libre υo (T1)
Precession υo (forcée) mise en phase des spins
(T2)
Desynchronisation => precession libre
Champ statique Bo (precession υo alignement a Bo)
Champ statique Bo +
champ Alternatif B1 (ecart de Bo, synchro rot spins)
Mx= a My= b Mz = c0
Mx = My =0 Mz = 00
Mz = Mo0
Mx = My =0 Mz = Mo0
Arrêt B1 signal
T1 T2
T1
T2
Relaxation timeT1 and T2
Gradients de champ magnetique pour faire apparaître Bo en un
seul point de l’espace
Sequence minimale pour obtenir un signal de resonnance magnetique
LES SEQUENCES D’IMAGERIE
Bo
B1 (Π) B1 Π/2
INVERSION RECOVERY
B2 ΠB1 (Π/2)
BoSPIN – ECHO. TE, TR court (T1)
TE, TR long (T2)
Temps entre impulsions Π/2 et ECHO
Temps entre 2 impulsions Π/2
SPIN ECHO
SPIN – ECHO
B1+15° - B1-15°
ECHO de GRADIENT (gradient Oy: Bo+15° puis Bo–15°)
Dephasage Mz +/-3° => T1 varie +/-30%
Dephasage Mz +/-80° => T2 varie +/-30%
B1-15° - B1+15°
Bo+15° Bo-15°
B1(Π/2)
Temps entre 2 impulsions Π/2
Temps entre impulsions Π/2 et ECHO
Bo
Non traité en cours
ECHO de GRADIENT(non traité en cours)
INVERSION RECOVERY – SPIN ECHO
TE, TR Court => contrast (T1) -- TE, TR long => contrast (T2)
Amplitude Sa et Sb differente -- Sa=Sb mais Duree (T2) differente
TR courtTR
℮-t/T1
℮-t/T2
℮-t/T1
Signal EchoSignal Π/2Signal Π Signal Π/2
TR entre 2 Impulse Π/2 (court (T1)
TR entre Impulse Π/2 et Echo (court (T1)
• INVERSION RECOVERY (T1)• SPIN ECHO - ECHO de GRADIENT (Fast SE, Turbo SE, FLAIR avec IR…)
TR & TE court (T1)
τ court, echo successif peu different, contrast T2 faibleMz incompletement recupéré contraste cf IR
TR & TE Long (T2)
τ long, echo successif tres different, contrast T2 fort
Mz completement recupéré contraste T1 faible
TRTR
℮-t/T1
℮-t/T2
℮-t/T1
SEQUENCE CLASSIQUE
• TURBO Echo de Gradient (T1 ou T2) TEG (T2) Reperage rapide (20 ’’)
• TURBO Spin Echo (T1 ou T2) TSE (T2) 2-3’ (20 coupes 45 mm)
• TURBO Spin Echo (T1 ou T2) TSE (T1) 2-3’’
• TURBO Spin Echp (T1 ou T2) TSE (T1) Gadolinium (aug T1 de graisse)
• Autre séquence:
• FLAIR: Spin Echo (T2) et IR (T1) supprime liq et graisse.
• Remarques:
• Séquence OEDEME Spin echo en T2 (cause eau liquide temps de rec long par rapport a eau dans tissu beaucoup d’eau => T2 long)
• IRM peu performante en OSSEUX Cerebral.
• IRM performante en SNC (moelle meninge..) caractere tissu (tumeur, edeme..)
Brain axial views 1X scanIR (T1)SE (T2)
SE(T2) + IR(T1)
SE(T2)+ IR(T1)SE(T2)SE(T1)
Brain axis views 2: X Scan SE (T1) = TR, TE court SE (T2) = TR, TE long
SE(T1) SE(T2)
Brain: Spin echo (T2)(TE, TR longs)
Brain lesion SE(T2) + IR (T1)
SE(T2)
SE(T1)
SPIN ECHO T1
Spine views: SE (T1) and SE (T2)
Liver tumor with gadolinium (contrast agent) injection
• PCEM II