Notions de base en IRM

1. Qu’est-ce qui est blanc ou noir, et pourquoi? Dr Thierry MOLL Notions de base en IRM

2. Histoire • Premières expériences de RMN au début des années 30 par l'équipe d'Isaac Rabi, prix Nobel de physique en 1944. • RMN dans la matière condensée: 2 équipes Félix Bloch et Edward Purcell, prix Nobel de physique en 1952. • Paul Lauterbur et Peter Mansfield, base de l'imagerie en 1973, Prix Nobel de médecine 1993

3. Le phénomène (1) La plateforme RMN haute résolution dispose : d’un spectromètre VARIAN INOVA 600MHz équipé de 2 sondes (3 et 5 mm) à 3 canaux permettant d’étudier les noyaux 1H, 13C, 15N et 31P ; VARIAN INOVA 600MHz

4. Le phénomène (2) Expérience • Échantillon placé dans un champ magnétique +ou- intense (champ terrestre à +s Teslas) • Excitation par une onde électromagnétique (fréquence radio) • Recueil du signal radio après l'arrêt de l'excitation Le résultat dépend de : • La nature de l'échantillon (nbre de masse (A) impair : 1H, 3He, 13C, 14N, 15N, 16O, 19F, 23Na, 31P, 39K, 129Xe, 131Xe. En imagerie médicale, seul le spin du proton est utilisé. • Du champ Bo • De la fréquence excitatrice fexc • De l'homogénéité du champ

5. Signal de précession libre Free induction decay

6. Modèle quantique

7. Modèle mécanique

8. La séquence ‘Echo de spins’ Principale technique en IRM • Pulse 90° pour délivrer l'énergie à l'échantillon à des intervalles de temps réguliers (TR temps de répétition) • Pulse 180° à TE/2 • Lecture du signal au temps d'écho (TE) Pondération DP, T1 et T2 dépend de TR et TE • TR court -> pondération T1 • TR long, TE court -> pondération Densité de protons (DP) • TR long, TE long -> pondération T2

9. La séquence d'inversion récupération Variante de la séquence d'écho de spin Impulsion 180° avant l'excitation 90° (temps d'inversion TI) Amélioration du contraste T1 Si TI = 0.69xT1 d'une substance, annulation de son signal • Suppression de la graisse, mais aussi de la metHb • Suppression de l'eau libre (FLAIR) Mais Temps d'acquisition long

10. Techniques d’imagerie rapide Echos de gradient Echos de gradient ultra rapide (TurboFLASH,FSPGR,TFE) Echos de spin rapide (RARE, FSE, TSE) Echo planar

11. La séquence d'échos de gradient Pour gagner du temps, on diminue le TR. Angle de bascule faible pour éviter la saturation (angle optimum de Ernst) Rephasage par un gradient bipolaire (pas d'impulsion 180°) Pondération T1 ou T2 fonction de l'angle de bascule et du TE Pondération T2 avec un TE long -> sensible aux inhomogénéités de champs (effet T2*)

12. Noir et Blanc, T1, T2, T2*, DP Air Eau Eau + Protéines et macromolécules Eau + methémoglobine (Fe+++) Eau + sang frais (Fe++) Eau + Mélanine Graisse Substance blanche Substance grise Muscle Os compact Os spongieux

13. Signal de l'eau Echelle de Gris Augmentation T1 -> plus noir Augmentation T2 -> plus blanc Eau hyperT2, hypoT1 + protéines, Gadolinium, metHb, mélanine -> HyperT1 + GR frais, sidérocytes -> hypoT2* Graisse HyperT1, faible T2, déplacement chimique

14. Tissus normaux et lésions

15. Codage spatial

16. L’appareil d’IRM

17. Les séquences ‘spéciales’ • Inversion Récupération (IR) • Imagerie de la graisse (STIR, Saturation de graisse, Dixon) • FLAIR • Echo de gradient T2 (pondération T2*) • Single Shot Spin Echo • Diffusion - Perfusion • Spectroscopie

18. Imagerie de la graisse Saturation de la graisse (FatSat) STIR Séquence Dixon (T1 in-out phase)

19. FLAIR fluid attenuation inversion recovery

20. Imagerie de diffusion

21. Imagerie de perfusion

22. Spectroscopie

23. Produit de contraste en IRM

24. Sécurité des patients

25. Imagerie vasculaire • En écho de spin • Imagerie ‘Temps de vol’ (TOF) • Contraste de phase • AngioIRM avec injection de produit de contraste • Imagerie de perfusion • Traitement d’image : MIP

26. Produit de contraste en IRM

27. Bases d’interprétation • Anatomie • Crâne • Rachis • Ostéo-articulaire • Cavité abdominale • Thorax • Le signal • Oedème • Sang • Hémodynamique

28. Les syndromes en IRM • Œdème • La prise de contraste • L’évolution de l’hématome • Les 3 oedèmes cérébraux • L’ischémie cérébrale

29. Les principales indications Ostéoarticulaire • Mdies générales (ostéonécroses, rhumatismes inflam, ) • Pathologie régionale (genou, cheville, …) • Infections • Tumeurs osseuses Viscérale • Foie (Tumeurs, voies biliaires, surcharges) • Cancer du rectum (bilan d’extension) • Utérus (bilan d’extension col et endomètre, endométriose) • Surrénales (adénome vs méta,TS maligne) • Cœur et gros vaisseaux (malformations, dissection Ao, ischémie, fonction) Encéphale et moelle • AVC (diagnostic, bilan) • Tumeur • Mdies dégénératives (Démence) • Mdies inflammatoires (SEP, ADEM,…) • Mdies infectieuses (bactérienne, virale, parasitaire) • Céphalées, Epilepsie Rachis • Tumeur osseuse • Infection • Dégénérative Oncologie • Bilan d’extension (méta cérébrale, hépatique)

30. Hernie discale et arthrose rachidienne

31. Spondylodiscite infectieuse

32. Tumeurs rachidiennes malignes

33. Tassement vertébral bénin, angiome vertébral

34. Genou Traumatismes : ménisques, ligts, contusion osseuse Arthrose:

35. Hanche Ostéonécrose Algodystrophie Dégénérative (os, cartilage, labrum)

36. Ostéomyélite

37. Tumeurs osseuses Bénin vs malin

38. Ischémie cérébrale

39. Maladie de la substance blanche

40. Tumeurs cérébrales

41. Encéphalites

42. Démences

43. Céphalées chroniques

44. Foie Voies biliaires Tumeurs Surcharges

45. Pancréas