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)

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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)

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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@

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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.

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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@

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• Cours PCEM 2

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Analogie Spire - sphère chargée - proton

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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

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Champ B1 alternatif de frequence o = .Bo/2

Force la rotationdes spinsEcarte de 0zSelon duréeapplication

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Interaction Champ magnétique stat et alternat et proton

Precession libre υo (T1)

Precession υo (forcée) mise en phase des spins

(T2)

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Desynchronisation => precession libre

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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

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Relaxation timeT1 and T2

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Gradients de champ magnetique pour faire apparaître Bo en un

seul point de l’espace

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Sequence minimale pour obtenir un signal de resonnance magnetique

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LES SEQUENCES D’IMAGERIE

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Bo

B1 (Π) B1 Π/2

INVERSION RECOVERY

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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

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SPIN ECHO

SPIN – ECHO

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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

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ECHO de GRADIENT(non traité en cours)

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INVERSION RECOVERY – SPIN ECHO

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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)

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• 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

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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..)

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Brain axial views 1X scanIR (T1)SE (T2)

SE(T2) + IR(T1)

SE(T2)+ IR(T1)SE(T2)SE(T1)

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Brain axis views 2: X Scan SE (T1) = TR, TE court SE (T2) = TR, TE long

SE(T1) SE(T2)

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Brain: Spin echo (T2)(TE, TR longs)

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Brain lesion SE(T2) + IR (T1)

SE(T2)

SE(T1)

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SPIN ECHO T1

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Spine views: SE (T1) and SE (T2)

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Liver tumor with gadolinium (contrast agent) injection

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