Neuroimagerie par RMN (IRM) ______ Sylvie Grand Jean-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)

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Bases physiques

m = g J 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 m (dépend de la charge) m = g J g rapport gyromagnétique

Modèle quantique Pas de champ Magnétique. Moment résultant nul M = 0 État Libre Chaque noyau a une aimantation orientée de façon aléatoire

Action du Champ Magnétique Haute énergie Spin - 1/2 Basse énergie Spin +1/2 B0 = 1 T État Stable M0 Moment résultant Mouvement de précession autour d’un axe aligné sur le champ B0.

Les spins de faible énergie (orientés parallèlement) sont plus nombreux que les spins de haute énergie (orientés anti-parallèlement) Basse énergie parallèle Bo DE = hn Résonance Haute énergie antiparallèle

En pratique 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

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

Rôle du prescripteur qui doit orienter . 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 T2 T1 T2* DWI TOF FLAIR T1 Gd T1 IR Les paramètres d’acquisition sont bien contrôlés Mais le choix des séquences est dépendant du radiologue…

t signal SB SG LCS TR court

T2* SB SG LCS B0 Inhomogénéités de champ d’origine moléculaire + Inhomogénéités du champ B0 B0 t signal SB SG LCS TE long 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 CDA et de l’œdème vasogénique CDA Intérêt majeur dans la détection des AVC au stade aigu Intérêt aussi dans les abcès

Jeune femme de 35 ans - Post partum Hémiplégie droite - Aphasie IRM 3H30 après le déficit Diffusion précoce ++++ FLAIR T2 DWI ADC

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. s i g n a l

Oligo-astrocytome III (rVSC = 3,4) Néoangiogénèse + lésion BHE

?

Hémangioblastome : rVSC = 9,5

Imagerie spectroscopique (Informations métaboliques)

Du spectre à l ’imagerie spectroscopique Cho Cr Cho Cr Naa Lac Naa Cartographie des différents métabolites Naa Lactate Choline

Grade histologique et Spectroscopie 1H Oligodendrogliome II (A) NAA Choline Myo-inositol NAA Choline

Multiplet d’AA centré à 0,9ppm +/- acétate et succinate Tumeur ou abcès : SPECTROSCOPIE 1H ? Cartographie, 1 ppm Abcès : Multiplet d’AA centré à 0,9ppm +/- acétate et succinate

Imagerie d’activation cérebrale (IRMf) Imagerie du tenseur de diffusion

Exercice main droite

Zones Fonctionnelles Motrices Somatotopie corticale motrice et sensorielle Main G Lèvres Pied G Activ 99 - CEA, PSL

Zones Fonctionnelles du Langage

IRM Per Opératoire au bloc Neurochirurgical

L’IRM Intra-opératoire pour la Neuro-navigation Images per et post opératoires