Amélioration de la résolution spatiale en imagerie rapide EPI Sébastien REYT M2 PPI Sous la direction de Olivier DAVID

I.Introduction sur lIRMf II.LEcho-Planar Imaging (EPI) III.Problèmes rencontrés en EPI IV.EPI multishot V.Application à limagerie fonctionnelle du rat Plan

Introduction : lIRM fonctionnelle de lactivation cérébrale Réponse hémodynamique Activité neuronale Filtre hémodynamique Stimulus Filtre neuronal 200 ms 20 s

Introduction : lIRM fonctionnelle de lactivation Effets indirects de lactivation neuronale : – Variations de volume sanguin – Variations de débit sanguin – Variations de concentration en déoxyhémoglobine Temps (s) Signal IRMf 0 20 Signal BOLD Sensible aux variations de T 2 * TR désiré : 2s

I.Introduction II.LEcho-Planar Imaging 1.Echo de gradient conventionnel 2.EPI III.Problèmes rencontrés en EPI IV.EPI multishot V.Application à limagerie fonctionnelle du rat

Imagerie RMN par écho de gradient conventionnel TF Image de la tranche en Ny x TR

Echo Planar Imaging (EPI) Image acquise en TR Gain dun facteur Ny

Intérêt de l'EPI Temps d'acquisition (<100 ms/coupe) – Image « instantanée » d'un objet – Permet de suivre la dynamique de la plupart des processus physiologiques – En l'occurence l'activation cérébrale En contrepartie,...

I.Introduction II.LEcho-Planar Imaging III.Problèmes rencontrés en EPI 1.Interpolation 2.Artefacts 3.Reconstruction IV.EPI multishot V.Application à limagerie fonctionnelle du rat

Interpolation x y

Influence dun mauvais shim Fantôme acquis à 7T Tranche dans le volume shimé Tranche hors du volume shimé

Assymétrie à lacquisition

Scan de référence

Correction des échos Recentrage des échos – Estimation du décalage et recalage Correction linéaire de la phase éliminant les discontinuités de phase sur y : k0k0

Résultats Avant correctionAprès correction Module du scan de référence

Résultats Phase du scan de référence Après correctionAvant correction

Séquence acquise à 2.35T en 48x48 FOV = 35mm ; TR = 2s ; TE = 20ms

Après correction Séquence acquise à 2.35T en 48x48 FOV = 35mm ; TR = 2s ; TE = 20ms

I.Introduction II.LEcho-Planar Imaging III.Problèmes rencontrés en EPI IV.EPI multishot 1.Améliorations apportées 2.Différentes façons de multiplier les excitations V.Application à limagerie fonctionnelle du rat

EPI multishot Possibilité daméliorer la séquence au détriment du temps passé sur une tranche ou du RSB : – Gain en résolution – Diminution des distorsions dues au long temps de lecture

Différentes manières de remplir lespace réciproque

Gain en résolution 1 shot (48x48) TR = 2s 2 shots (96x96) TR = 4s FOV = 35mm, tranche de 1.5mm, TE = 20ms Acquis à 2.35T

Remplissage de lespace k 2 shots3 shots

Séquence 3 shots

On se rapproche le plus possible de lEPI single-shot Séquence (image) Trois shots dun coup sur la même tranche : plus dartefacts de mouvement Parler des décalages pour le T2* et des angles de bascule

I.Introduction II.LEcho-Planar Imaging III.Problèmes rencontrés en EPI IV.EPI multishot V.Application à limagerie fonctionnelle du rat 1.Contraintes 2.Etude de vasoréactivité 3.Carte dactivation fonctionnelle

Contraintes pour limagerie du cerveau de rat FOV = 35 mm ; 15 tranches de 1.5 mm TR < 4s TE = T 2 *

Echo Planar Imaging (EPI)

Paramètres de contrôle Angle de bascule Pre-Sample Delay

Critères observés Rapport signal sur bruit (RSB) Intensité du ghost Résolution Courbes mesurées sur seringue à 7T

Optimisation des paramètres TR = 3s

Optimisation des paramètres

Imagerie fonctionnelle du rat Etude de vasoréactivité Rat à la limite du réveil (1.2% isoflurane) Comparaison entre rats sains et rats hypoxiques.

Carte dactivation fonctionnelle Coupe coronale acquise en 2shots sur le 2.35T dans létude de la vasoréactivité dun rat sain

La suite… Finir doptimiser une séquence 3 shots Calibration de la trajectoire dans lespace k Autres techniques de remplissage Comparaison avec limagerie spirale

Conclusion Séquence fondamentale pour lIRMf du petit animal. Indispensable pour: – Rat 7T – Souris 2.35T et 7T