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Neuroimagerie par RMN (IRM)______
Sylvie GrandJean-François Le Bas
Principes de bases et applications aux patients de réanimation
L’IRM : technique majeure de l’imagerie médicale et de la neuro-imagerie en particulier
• Résolution spatiale millimétrique , 3D• Résolution temporelle très acceptable(minutes)• Analyse en contraste très riche, multi-
paramètrique et sensible• Absence d’irradiation • Transposable facilement des modèles animaux à
l’homme (intérêt en recherche)
Philips Medical Systems
Bases physiques
Moment magnétique
Le noyau d’hydrogène est constitué d’un seul nucléon : un proton (masse m, charge e+)Ce noyau tourne sur lui même (propriétés de spin)
•moment cinétique J (dépend de la masse)•moment magnétique (dépend de la charge)
= J rapport gyromagnétique
Modèle quantique
État Libre
Pas de champMagnétique.
Chaque noyau a une aimantation orientée de façon aléatoire
Moment résultant nul
M = 0
B0 = 1 T
Action du Champ Magnétique
Basse énergieSpin +1/2
M0 Moment résultant
Haute énergieSpin - 1/2
Mouvement de précession autour d’un axe aligné sur le champ B0.
État Stable
Les spins de faible énergie (orientés parallèlement)sont plus nombreux que les spins de haute énergie (orientés anti-parallèlement)
parallèle
antiparallèle
BoHaute énergie
Basse énergie
E = h
Résonance
1 Corps humain placé dans l’entrefer de l’aimant (B0) précession des aimantations des noyaux 1H : M0
2 Onde RF à la fréquence de résonance (B1) excitation : absorption d’énergie (état instable) Basculement de M0
4 Arrêt de l’onde RF : retour à l’état d’équilibre de M0
5 Restitution de l’énergie : relaxation
En pratique
Le signal RMN
Il est produit lors d’une excitation radio-fréquence à une fréquence bien spécifique (résonance) et mesuré par des antennes radio fréquences lors du retour à l’équilibre de ces aimantations nucléaires (relaxation)
Il est repéré spatialement grâce à des champs magnétiques additionnels (gradients de champ) qu’on pilote électroniquement dans les 3 directions de l’espace
Réalisation d’une Image
• Acquisition dans un plan de coupe donné pour une région anatomique déterminée, des signaux RMN des différents points qui composent ce plan de coupe
• Traitement informatique de ces signaux pour en déterminer différents paramètres (intensité)
• Représentation en échelle de gris (ou de couleurs) des intensités signaux en chaque point
. La séquence choisie influence le contraste en IRM.
. Elle doit être adaptée à la pathologie
suspectée.
Rôle du prescripteur qui doit orienter vers une pathologie.
Acquisition
Les paramètres d’acquisition sont bien contrôlésMais le choix des séquences est dépendant du radiologue…
T2T1 T2* DWI
TOFFLAIR T1 GdT1 IR
Tim e
Longitudinal relaxation63%
T1
Mz
0
Transverse relaxation
Tim e37%
Mxy
T2
0
M 0
M 0
O
H
HO
H
H
Proteinmolecule
t
signal
SBSG
LCS
TR court
Inhomogénéités de champ d’origine moléculaire
+Inhomogénéités du champ B0
B0
t
signal
SBSG
LCS
TE long
T2*t
signal
T2*
T2
Les différentes approches
• Anatomique et précise (millimétrique 2D ou 3D) • Tissulaire et diagnostique , grâce a une analyse en
contraste multifactorielle (T1, T2)• Paramétrique (imagerie de diffusion, imagerie de
perfusion)• Fonctionnelle (activation cérébrale, IRMf)• Guidage Neurochirurgical (Neuro-navigation)
L’Imagerie de diffusion
Sensible au coefficient de diffusion de l’eau extracellulaire (CDA)
Fait la part de l’œdème cytotoxique CDAet de l’œdème vasogénique CDA
Intérêt majeur dans la détection des AVC au stade aigu
Intérêt aussi dans les abcès
DWIDWI ADCADCFLAIRFLAIRT2T2
Jeune femme de 35 ans - Post partumHémiplégie droite - AphasieIRM 3H30 après le déficit
Diffusion précoce ++++
L’Imagerie de perfusion(Technique de 1er Passage)
Principe de la perfusion : premier passage
• acquisitions dynamiques (T2*)• injection rapide et calibrée de PDC• échantillonnage de la courbe• modélisation (fonction gamma
dérivée)• variations locales de différents
paramètres dont le Volume Sanguin
Cérébral.
t (sec)
signal
Oligo-astrocytome III (rVSC = 3,4)
Néoangiogénèse + lésion BHE
?
Hémangioblastome : rVSC = 9,5
Imagerie spectroscopique (Informations métaboliques)
à l ’imagerie spectroscopique
Cartographie des différents métabolites
Cho CrCho Cr
Naa
Naa
Lac CholineLactate
Naa
Du spectre
Grade histologique et Spectroscopie Grade histologique et Spectroscopie 11HH
NAA Choline
OligodendrogliomeOligodendrogliome II (A) II (A)
NAA
Choline
Myo-inositol
Abcès : Multiplet d’AA centré à 0,9ppm
+/- acétate et succinate
Cartographie, 1 ppm
Tumeur ou abcès : SPECTROSCOPIE 1H ?Tumeur ou abcès : SPECTROSCOPIE 1H ?
Imagerie d’activation cérebrale (IRMf)
Imagerie du tenseur de diffusion
Exercice main droite
Zones Fonctionnelles Motrices
Main G LèvresPied G
Activ 99 - CEA, PSL
• Somatotopie corticale motrice et sensorielle
Zones Fonctionnelles du Langage
IRM Per Opératoire au bloc Neurochirurgical
L’IRM Intra-opératoire pour la Neuro-navigation
Images per et post opératoires