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Spectroscopie par résonance magnétique Aspects théoriques et pratiques Damien Galanaud Service de Neuroradiologie Hôpital La Pitié Salpêtrière.

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1 Spectroscopie par résonance magnétique Aspects théoriques et pratiques Damien Galanaud Service de Neuroradiologie Hôpital La Pitié Salpêtrière

2 Objectifs - Comprendre les bases de la spectroscopie - Maitriser la programmation dune séquence de spectro - Comprendre les artéfacts, et les moyens de les corriger - Connaître les applications en dehors du proton et du cerveau

3 H2O Principe général de l'IRM

4 H2O II Principe général de la SRM

5 IRM : recueil du signal des molécules d eau SRM : suppression du signal de l eau recueil du signal des molécules dissoutes Même appareil, même examenimage caractérisation métabolique En résumé:

6 FTfréquence H H FID Signal [ ] TE Impulsion RF B

7 Principe: utilisation des différences de fréquence de résonance des protons des différentes molécules

8 Transformée de Fourier temps Fréquence/déplacement chimique H H H H II I

9 TE Court (STEAM 20 ms) TE Long (PRESS 135 ms) 2 temps d'écho réalisables

10 NAA tCr tCho SRM à temps d'écho long

11 NAA NAA (N-Acetyl-Aspartate) : index de souffrance ou de mort neuronale NAA Cr/PCrCho Lac TE = 135 ms Lac Lac (Lactate) : témoin d un processus ischémique, d un dysfonctionnement mitochondrial ou d une infiltration macrophagique CHO CHO (Choline) : marqueur des membranes (lésions, renouvellement), de la myéline ou d une inflammation (bétaïne) Cr/PCr Cr/PCr (Créatine-Phosphocréatine) : marqueur de densité cellulaire

12 NAA Lipides tCr tCho Ins Glx SRM à temps d'écho court

13 mI: myoinositol, glie normale mI Cho Cr NAA Cr Glx: glutamine-glutamate, « neurotransmetteurs » Glx Lip: lipides, nécrose ou contamination (scalp) Lip TE = 35 ms

14 Avantages rapide (1 mn) traitement simple Inconvénients un seul point SRM Monovoxel

15 Avantage multiples points d étude = profil métabolique Inconvénients long (13 mn) traitement complexe Imagerie métabolique (CSI)

16 Créatine Choline Choline/CréatineCholine/NAA NAA

17 Quand fait-on de la spectro ? - Tumeurs - Bilan initial - Suivi évolutif - Maladies métaboliques - Bilan étiologique dun trouble neurologique, dune encéphalopathie - Suivi de malade sous traitement - Comas - Autres Suivi = nécessité de positionner le voxel toujours au même endroit Sauvegarder et transférer sur IMPAX les localisers +++

18 Critères de qualité dun spectre SNR Largeur spectrale - Qualité du shim - Qualité du WS - Antenne - Champ magnétique

19 Mise en place dune séquence de spectro - Positionnement du voxel - Positionnement des OVS - Est-ce faisable ?

20 Mise en place dune séquence de spectro - Shim localisé (Largeur H2O, NAA) BB distance < 10 Hz: OK > 15 Hz: Pas bon

21 Mise en place dune séquence de spectro - Suppression du signal de leau (% WS) - Acquisitions - FT, reconstruction Fréquence - Réglage du gain (TG, % signal)

22 Positionnement du voxel

23 Positionnement des OVS - Pas de règle absolue - Attention au recouvrement

24 Taille du voxel 96 nex

25 Nombre d'acquisitions 96 nex 32 nex

26 La SRM en dehors du proton - Possibilité détudier dautres noyaux - 3T et plus ! - Nécessité de faire une acquisition dimage de repérage (H) puis la SRM - Fréquences de résonnance différentesAntennes dédiées - Antennes mono atome (surfaciques) - Antennes à découplage - Noyaux étudiables - P31Métabolisme énergétique (muscle, cerveau) - Na23AVC, SEP, métabolisme rénal - C13Cycle de Krebs (ça coûte très très cher !)

27 - 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

28 Pi PDE PCr ATP HEP pH

29 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 - …

30 Kurhanewicz and Vigneron, Magn Reson Imaging Clin N Am , 697-x

31 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.


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