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IMAGERIE par RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE (cours PCEM 2 - Pr P Arbeille)

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1 IMAGERIE par RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE (cours PCEM 2 - Pr P Arbeille)

2 Pre requis rappel cours PCEM 1 INDUCTION ET INTERACTION MAGNETIQUES I – Ligne dinduction créée par un aimant ou par un courant Aimant permanentCourant continu Courant alternatif Unité : Tesla Champ terrestre : Imagerie par résonnance : env. 0.5 –2 Application : IRM électro-aimant : pb champ uniforme Recueil de signal EM (bobines)

3 II 3 Action du champ B uniforme sur 1 élément de courant e : charge de lélectron n : nombre de-/unité de volume dl : longueur de lélément de courant S : section de lélément de courant q = e.n.dl.S F = q.v.B F = (e.n.dl.S). v.B F = (n.e.s.v). dl.B F = i.dl.B F =

4 II – 4 – Action champ B uniforme sur une Spire : AD et BC subissent F opposées mais restent fixes AB et CD subissent F opposées => couple de F Rotation Couple : C = F.AH = C = C = S = section C = Moment magnétique de la spire : = S.i Sous laction du couple C, la spire soriente de manière à ce que le vecteur moment magnétique saligne avec la direction de B / / B.

5 II – 5 Travail de F magnétique dans le déplacement dun 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 dune spire circulaire la section à prendre en compte est

6 IMAGERIE par RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE Cours PCEM 2

7 Analogie Spire - sphère chargée - proton

8 Application : IRM du proton de lhydrogène : Champ Bo appliqué proton soriente jusquà / / B et le système emmagasine de lénergie. Mais inertie des protons Mvt Precession Fréquence de Larmor o =.Bo/2 W = h. o = h..Bo/2

9 Champ B1 alternatif de frequence o =.Bo/2 Force la rotation des spins Ecarte de 0z Selon durée application

10 Interaction Champ magnétique stat et alternat et proton Precession libre υo (T1) Precession υo (forcée) mise en phase des spins ( T2 )

11 Desynchronisation => precession libre

12 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

13 Relaxation time T1 and T2

14

15

16 Gradients de champ magnetique pour faire apparaître Bo en un seul point de lespace

17 Sequence minimale pour obtenir un signal de resonnance magnetique

18 LES SEQUENCES DIMAGERIE

19 Bo B1 (Π)B1 Π/2 INVERSION RECOVERY

20 B2 Π B1 (Π/2) Bo SPIN – ECHO. TE, TR court (T1) TE, TR long (T2) Temps entre impulsions Π/2 et ECHO Temps entre 2 impulsions Π/2

21 SPIN ECHO SPIN – ECHO

22 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

23 ECHO de GRADIENT (non traité en cours)

24 INVERSION RECOVERY – SPIN ECHO

25 TE, TR Court => contrast (T1) -- TE, TR long => contrast (T2) Amplitude Sa et Sb differente -- Sa=Sb mais Duree (T2) differente TR court TR - t/T1 -t/T2 - t/T1 Signal Echo Signal Π/2 Signal Π Signal Π/2 TR entre 2 Impulse Π/2 (court (T1) TR entre Impulse Π/2 et Echo (court (T1)

26 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 faible Mz incompletement recupéré contraste cf IR TR & TE Long (T2) τ long, echo successif tres different, contrast T2 fort Mz completement recupéré contraste T1 faible TR - t/T1 -t/T2 - t/T1

27 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 deau => T2 long) IRM peu performante en OSSEUX Cerebral. IRM performante en SNC (moelle meninge..) caractere tissu (tumeur, edeme..)

28 Brain axial views 1 X scan IR (T1) SE (T2) SE(T2) + IR(T1) SE(T2)+ IR(T1) SE(T2) SE(T1)

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

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

31 Brain lesion SE(T2) + IR (T1) SE(T2) SE(T1)

32 SPIN ECHO T1

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

34 Liver tumor with gadolinium (contrast agent) injection

35 PCEM II


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