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Spectroscopie par résonance magnétique Aspects théoriques et pratiques

Spectroscopie par résonance magnétique Aspects théoriques et pratiques. Damien Galanaud Service de Neuroradiologie Hôpital La Pitié Salpêtrière. Objectifs. Comprendre les bases de la spectroscopie Maitriser la programmation d’une séquence de spectro

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Spectroscopie par résonance magnétique Aspects théoriques et pratiques

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Presentation Transcript

  1. Spectroscopie par résonance magnétique Aspects théoriques et pratiques Damien Galanaud Service de Neuroradiologie Hôpital La Pitié Salpêtrière

  2. Objectifs • Comprendre les bases de la spectroscopie • Maitriser la programmation d’une séquence de spectro • Comprendre les artéfacts, et les moyens de les corriger • Connaître les applications en dehors du proton et du cerveau

  3. Principe général de l'IRM H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O

  4. I I Principe général de la SRM H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O

  5. image caractérisation métabolique En résumé: • IRM : recueil du signal des molécules d ’eau • SRM : • suppression du signal de l ’eau • recueil du signal des molécules dissoutes • Même appareil, même examen

  6. FT Impulsion RF FID Signal [ ] TE B H H fréquence

  7. Principe: utilisation des différences de fréquence de résonance des protons des différentes molécules

  8. H H I I Transformée de Fourier H H I Fréquence/déplacement chimique temps

  9. TE Court (STEAM 20 ms) TE Long (PRESS 135 ms) 2 temps d'écho réalisables

  10. SRM à temps d'écho long NAA tCr tCho

  11. TE = 135 ms NAA Cho Cr/PCr Lac NAA (N-Acetyl-Aspartate) : index de souffrance ou de mort neuronale CHO (Choline) : marqueur des membranes (lésions, renouvellement), de la myéline ou d ’une inflammation (bétaïne) Cr/PCr (Créatine-Phosphocréatine) : marqueur de densité cellulaire Lac (Lactate) : témoin d ’un processus ischémique, d ’un dysfonctionnement mitochondrial ou d ’une infiltration macrophagique

  12. SRM à temps d'écho court NAA tCr tCho Ins Glx Lipides

  13. NAA Cho Cr mI Cr Glx Lip mI: myoinositol, glie normale Glx: glutamine-glutamate, « neurotransmetteurs » Lip: lipides, nécrose ou contamination (scalp) TE = 35 ms

  14. SRM Monovoxel Inconvénients un seul point Avantages rapide (1 mn) traitement simple

  15. Imagerie métabolique (CSI) Avantage multiples points d ’étude = profil métabolique Inconvénients long (13 mn) traitement complexe

  16. NAA Créatine Choline Choline/NAA Choline/Créatine

  17. Quand fait-on de la spectro ? • Tumeurs • Bilan initial • Suivi évolutif • Maladies métaboliques • Bilan étiologique d’un trouble neurologique, d’une encéphalopathie • Suivi de malade sous traitement • Comas • Autres Suivi = nécessité de positionner le voxel toujours au même endroit Sauvegarder et transférer sur IMPAX les localisers +++

  18. Critères de qualité d’un spectre SNR Largeur spectrale - Qualité du shim - Qualité du WS - Antenne - Champ magnétique

  19. Mise en place d’une séquence de spectro • Est-ce faisable ? • Positionnement du voxel • Positionnement des OVS

  20. Mise en place d’une séquence de spectro • Shim localisé (Largeur H2O, NAA) < 10 Hz: OK > 15 Hz: Pas bon B B distance distance

  21. Mise en place d’une séquence de spectro • Suppression du signal de l’eau (% WS) • Réglage du gain (TG, % signal) • Acquisitions • FT, reconstruction Fréquence Fréquence

  22. Positionnement du voxel

  23. Positionnement des OVS • Pas de règle absolue • Attention au recouvrement

  24. Taille du voxel 96 nex 96 nex

  25. Nombre d'acquisitions 96 nex 32 nex

  26. La SRM en dehors du proton • Possibilité d’étudier d’autres noyaux • 3T et plus ! • Nécessité de faire une acquisition d’image de repérage (H) puis la SRM • Fréquences de résonnance différentes Antennes dédiées • Antennes mono atome (surfaciques) • Antennes à découplage • Noyaux étudiables • P31 Métabolisme énergétique (muscle, cerveau) • Na23 AVC, SEP, métabolisme rénal • C13 Cycle de Krebs (ça coûte très très cher !)

  27. SRM du phosphore • Possible théoriquement dès 1.5T mais signal très faible • Intérêt théorique • Métabolisme énergétique • Mesures de pH • Nécessite des antennes à découplage • Muscle >>> Cerveau • Possibilités de faire des épreuves dynamiques • Applications pratiques: myopathies, pathologies vasculaires, cytopathies mitochondriales, schizophrénie, Parkinson…

  28. HEP pH PDE PCr aATP Pi ATP bATP

  29. La SRM en dehors du cerveau • Difficultés • Nécessite une immobilité prolongée • Problème lié au signal de la graisse • Applications essentiellement en pathologie tumorale (choline) • Prostate: étude du pic de citrate + choline. Intérêt: diagnostic du cancer, suivi évolutif sous hormonothérapie/radiothérapie • Sein • ORL • Foie • …

  30. Kurhanewicz and Vigneron, Magn Reson Imaging Clin N Am 2008 16, 697-x

  31. Conclusion • SRM cérébrale facilement réalisable en routine • Nécessité de bien comprendre le fonctionnement de la séquence • SRM extra cérébrale: routine en prostate, le reste en développement • SRM extra protonique du domaine de la recherche.

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