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L ’ Imagerie par résonance magnétique (nucléaire). Plan de la présentation. Aperçu de l’équipement de l’imagerie par résonance magnétique (IRM) Théorie du spin (traitement classique) Temps de relaxation des spins Image créées Applications et avantages. L’équipement de l’IRM.
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Plan de la présentation • Aperçu de l’équipement de l’imagerie par résonance magnétique (IRM) • Théorie du spin (traitement classique) • Temps de relaxation des spins • Image créées • Applications et avantages
Théorie du spin • Propriété intrinsèque de la matière • Protons : spin ½ • Molécule d’eau : 80% de la masse du cerveau • Champ magnétique B0 : les spins s’alignent et précèssent à la fréquence de Larmor (ω0=γB0)
Champ magnétique supplémentaire B1 • On ajoute un champ magnétique tournant à fréquence ω1 (en x et y) • Magnitude : 375 nano Tesla • Le champ magnétique résultant n’est plus selon l’axe des z
Conséquence du champ tournant • Influence du champ tournant sur le spin : • On se met dans le cadre de référence du champ tournant
Si ω1=ω0 : Δω ez =0 :Résonance magnétique nucléaire • La composante en z du champ magnétique résultant est nulle • Les spins précèssent autour de B1 (en x) • Dans notre cas : B1 est appliqué pour ¼ de période, puis arrêté • Les spins des protons vont de nouveau précesser autour de B0
Nouvelle configuration des spins • Précèssent dans le plan xy • Énergie potentielle plus élevée • État instable
Relaxation des spins • 1. Maxwell : une charge accélérée émet du rayonnement électromagnétique : perte d’énergie potentielle • 2. Frottement : collisions avec l’environnement créent des pertes supplémentaires d’énergie
Relaxation des spins • 3. Distorsion du champ magnétique B0 due à la présence d’hémoglobine désoxygénée • Déphasage local des spins
Temps de relaxation • Décroissance exponentielle (en ms) • Différent selon l’agitation des molécules et la quantité de désoxy-hémoglobine • Mesurable par un détecteur
Pour mesurer le signal en chaque point du cerveau • Ajouter un champ magnétique supplémentaire parallèle à B0 pour chaque dimension de l’espace • Crée un champ non uniforme • Variation linéaire • Modifie la fréquence de • Larmor
Analyse des données • Analyse de Fourier • La précession des spins est un phénomène intrinsèquement périodique • Besoin d’ordinateurs puissants
Caractéristiques de l’IRM • Pas de radioactivité impliquée • Rapidité (<1s) • Haute résolution (<1mm) • Images 3-D • Technique non invasive • Permet d’obtenir la structure anatomique
Références • http://www.cis.rit.edu/htbooks/mri/inside.htm • http://airto.loni.ucla.edu/BMCweb/SharedCode/slides/SlideFiles.html • Cohen-Tannoudji, Mécanique quantique 1, Hermann éditeurs des sciences et des arts, Paris, 1998 • Houde et Mazoyer, Cerveau et psychologie – Introduction à l’imagerie cérébrale anatomique et fonctionnelle, Presses universitaires de France, Paris, 2002 • Dehaene, Le cerveau en action – Imagerie cérébrale fonctionnelle et psychologie cognitive, Presses universitaires de France, Paris, 1997 • Posner et Raichle, L’esprit en images, DeBoeck Université, Paris, 1998