IRM ET DÉPLACEMENT CHIMIQUE. O. Ernst Lille

Transcription

1 IRM ET DÉPLACEMENT CHIMIQUE O. Ernst Lille

2 IRM : Je n y comprend rien Pourquoi les organes (reins par exemples) sont parfois entourés d un coté par une ligne blanche et de l autre par une ligne noire? Pourquoi ces mêmes organes peuvent ils être parfois entourés par un liseré noir sur l ensemble du pourtour? Pourquoi une séquence in opp? Diminution du signal du foie en opposition de phase, pourquoi???

3 ???

4 En IRM la fréquence F de précession est proportionnelle au champ magnétique B F (Hz) = γ B (Tesla) γ constante gyromagnétique Avec B = Bo (aimant de la machine) - db db représente les variations de champ magnétique local.

5 Chaque atome, chaque molécule crée un minime écran entre le noyau des atomes et le champ Bo (très très très faible). Pour chaque noyau d'atome d'hydrogène (H+) le champ magnétique local est donc un peu plus faible que B0 Cette variation de Bo (db) dépend donc de l'environnement. Dans la graisse, l'effet d'écran est plus important que dans l'eau.

6 B = B0 - σ B0 a σ : constante d'écran qui dépend de chaque structure a σ graisse > σ eau Plus d atomes dans les molécules d acides gras que dans les molécules d eau => Écran plus important

7 B B eau B graisse db db B0 B0 B0 EAU GRAISSE

8 F F eau F graisse db db B0 B0 B0 EAU GRAISSE

9 En pratique B eau > B graisse F eau > F graisse de 3,5 ppm Exemple à 1.5 T B eau = 64, Mhz B Graisse = 64, Mhz Pour 64 millions de tours par secondes 220 tours de différence

10 3,5 ppm (partie par million) = 3,5 / C est négligeable! NON 2 effets : 1 Décalage spatial graisse eau 2 Effet du TE

11 Décalage chimique : effet de 1er ordre Rappel : dans une image IRM un axe est codé en fréquence, l autre en phase. Comme la graisse et l eau n ont pas la même fréquence, l image de la graisse est décalée par rapport à l image de l eau et des tissus dans l axe du codage de fréquence. Si le décalage est supérieur à 1 pixel il devient visible

12 Gradient de fréquence Réalité graisse eau graisse Fréquences Image IRM

13

14 Comment diminuer le déplacement chimique de 1er ordre Quelques possibilités : Augmenter la bande passante (bande de fréquences plus grande par pixel) (sur la machine Philips diminuer le water fat shift). En IRM tout se paye Plus de fréquences = plus de bruit => S/B diminue

15 Décalage chimique de 1er ordre Du à la différence de fréquence de précession entre l'eau et la graisse => décalage de la localisation spatiale de l'eau et de la graisse dans l'axe du gradient de fréquence. => pour toutes les séquences => pour toutes les TE

16 Décalage chimique de 1er ordre Cas particulier de l'écho planar (et donc en diffusion) La différence de phase eau graisse s'accumule durant toute l'acquisition de l'image du fait de l'absence d'impulsion RF (B1) entre les échos qui «force» les protons à se mettre en phase. => Très important décalage dans le sens de la phase (plusieurs cm). Mark S. Cohen, Ph.D. in Functional MRI 1998 PA Bandettini and C Moonen..

17 Décalage chimique de 1er ordre Cas particulier de l'écho planar (et donc en diffusion) En écho planar le décalage chimique eau-graisse est extrêmement important dans le sens de la phase => il est indispensable de supprimer le signal de la graisse

18 Déplacement chimique de 2ème ordre Uniquement pour les séquences en écho de gradient, c'est à dire sans impulsion RF (B1) entre l'impulsion d'excitation et l'écho Après l impulsion d excitation du début d une séquence Tous les protons sont en phase. Après l excitation chaque proton de la graisse fait donc 220 tours de moins que ceux de l eau par seconde (1,5T).

19 Opposition de phase Différence de fréquence de rotation des H+ de l eau et de la graisse 220 Hz à 1,5 T Mise en phase tous les 1/220 e secondes à 4,6 9,2 13,8 etc ms Mise en opposition de phase (1/2 tour de décalage).. à 2,3 6,9 11,5 etc ms

20 B1 90 EAU GRAISSE dans le même voxel 1,5 T Les H+ de l eau tournent plus vite que les H+ de la graisse 2,3 4,6 6,9 9,2 SIGNAL TEMPS ms

21 Phase - Opposition de phase DANS UN VOXEL 1) En phase : signal total = signal eau + signal graisse 2) En opposition de phase : Signal total = signal eau - signal graisse

22 HUILE EAU TE = 2,3 Opposition de phase TE = 4,6 Phase

23 TE = 2,3 ms Opposition de phase TE = 4,6 ms Phase Stéatose (= dépôt de graisse dans le foie) homogène

24 Signal FOIE NORMAL STEATOSE TE 1,5 T

25 STEATOSE HEPATIQUE En phase : signal iso intense (ou minime hyper intensité) En opposition de phase : signal hypo intense

26 CANCER COLIQUE Ilot de foie stéatosique

27 Déplacement chimique de 1er ordre Décalage spatial eau graisse Pour toutes les séquences Pour toutes les valeurs de TE Dans l'axe du gradient de fréquence (et phase pour écho planar)

28 Déplacement chimique de 2ème ordre Pour les séquences en écho de gradient Pour des valeurs spécifiques de TE (2, ms à 1,5 T).. Soustraction du signal de la graisse au signal de l'eau dans un voxel => si 50% eau & 50% graisse dans un voxel : disparition du signal