Comprendre l'IRM
Manuel d'auto-apprentissage
8e édition entièrement révisée
Bruno Kastler
Daniel Vetter
Zoltan Patay
Philippe Germain
Auguste Wackenheim
C. Alexandrescu et R.A. Capsa, P. Anstett, D. Charneau, P. Croquet, J.-P. Dillenseger, P. Dorer, V. et G. Hadjidekov, Z. Patay et K. Karlinger, J.-F. Litzler, S. Miralbes et P.G. Mora, M. Parmentier, A. Pousse, I. Wang, P.-E. Zorn
Elsevier Masson
Préface à la première édition (1994)
XI
Avant-propos
XIII
Abréviations
XV
Chapitre 1
Magnétisme nucléaire1
Rappel : champ magnétique - électricité1
Application au noyau atomique (1).
Chapitre 2
Le phénomène de résonance magnétique5
Modèle classique5
Vecteur d'aimantation macroscopique (état d'équilibre) : champ magnétique principal B0 (6). Perturbation de l'état d'équilibre : champ magnétique tournant (B1) ou onde RF (9).
Modèle quantique13
Effet d'un champ magnétique B0 : état d'équilibre (13). Effet d'une onde électromagnétique (onde RF ou champ magnétique B1) : transition du niveau E1 à E2 (14).
Chapitre 3
Les phénomènes de relaxation21
Notion d'aimantation longitudinale et transversale22
Relaxation longitudinale ou T122
Relaxation transversale ou T224
Mesure du signal RMN : signal de précession libre ou FID26
Notion de T2*27
Chapitre 4
La séquence de base : séquence d'écho de spin31
Chapitre 5
Contraste en T1, T2 et densité protonique39
Influence du temps de répétition40
Influence du temps d'écho43
Pondération en T1, T2 et densité protonique44
Séquence courte pondérée en T1 (44). Séquence longue pondérée en T2 (44). Pondération en densité de protons ou p (45).
Notion de pondération : approche schématique46
Contraste en T1 (47). Contraste en T2 (47). Contraste en p (48). Équation du signal RMN (49).
Application au contraste du système nerveux central et en pathologie50
En séquence courte pondérée T1 (50). En séquence longue pondérée T2 et densité protonique (52).
Produits de contraste56
Agents paramagnétiques non spécifiques (57). Agents spécifiques hépatiques (60). Les produits de contraste utilisables par voie orale ou rectale (61). Agents de contraste vasculaires (61).
Chapitre 6
Codage spatial du signal et mise en place des événements d'une séquence IRM65
Notion de matrice et champ de vue65
Localisation spatiale du signal65
Les gradients de champs magnétiques (66). Notion de transformée de Fourier (68).
Sélection du plan de coupe70
Notion de codage de phase et fréquence72
Application du codage de phase et fréquence en IRM75
Pour en terminer avec le codage de la coupe79
Durée d'une séquence82
Technique multicoupes82
Gradient bipolaire : notion d'écho de gradient84
Imagerie 3D88
Chapitre 7
Plan de Fourier et reconstruction de l'image91
Transformée de Fourier et plan de Fourier91
Acquisition de l'image en IRM et plan de Fourier95
Propriétés du plan de Fourier103
Principes de navigation dans le plan de Fourier107
Plan de Fourier et imagerie rapide et ultrarapide110
Plan de Fourier et ARM avec injection de gadolinium112
Chapitre 8
Facteurs de qualité de l'image en IRM115
Critères de qualité de l'image115
Le rapport signal sur bruit (115). Le contraste (116). La résolution spatiale (116). Les artéfacts (117). Corollaire : le temps d'acquisition (117).
Les paramètres en exploration IRM118
Les paramètres non opérateur-dépendants (118). Les paramètres opérateur-dépendants (119).
Chapitre 9
Les familles de séquences d'IRM135
Rappel : les principes d'une séquence d'IRM135
Famille des séquences d'écho de spin138
L'écho de spin classique (138), L'écho de spin rapide (139). L'écho de spin ultrarapide (147). La famille des séquences d'inversion-récupération (149). La famille des séquences d'écho de gradient (155). Variantes de séquences d'écho de gradient (178). La famille des séquences écho planar et hybrides (181). La famille des techniques d'acquisitions parallèles (187). La famille des suppressions tissulaires (194).
Chapitre 10
Imagerie du flux209
Signai IRM du sang et des hématomes209
Rappel sur le flux sanguin210
Les différents phénomènes de flux211
Phénomènes de temps de vol (211 ). Variation de la phase des spins circulants (214). Erreur de localisation des fluides en mouvement (215).
Angiographie par résonance magnétique216
Méthodes de compensation de flux (216). Technique de présaturation (217). ARM par temps de vol (217). Angiographie par soustraction-angiographie par contraste de phase (220). ARM avec injection de produit de contraste (223). ARM sans produit de contraste (229). Présentation et traitement de l'image (230). Méthodes pour améliorer le contraste en ARM (231).
Chapitre 11
Artéfacts en imagerie par résonance magnétique235
Artéfacts métalliques235
Artéfacts de mouvements239
Mécanismes des artéfacts de mouvements et solutions (240). Artéfacts liés aux phénomènes de flux (244).
Artéfacts de troncature247
Aliasing249
Mécanisme (249). Solutions (252).
Artéfacts de déplacement chimique254
Artéfacts de susceptibilité magnétique257
Phénomène d'excitation croisée258
Artéfacts liés à des techniques particulières259
Artéfacts liés aux techniques d'imagerie ultrarapides (259). Artéfacts liés aux antennes en réseau phase (260). Artéfacts liés aux techniques d'acquisition parallèle (260).
Phénomène de l'angle magique261
Chapitre 12
Instrumentation IRM et modalités pratiques des explorations265
Instrumentation IRM265
L'aimant principal (265). Les antennes (267). Les autres organes de l'appareil (270). Contraintes sur l'environnement et sur l'opérateur (270).
Accueil du patient270
Installation et centrage273
Positionnement et choix de l'antenne (273). Confort et contention (273). Centrage (273). Surveillance et précautions (273). Particularités des examens pédiatriques (274). Préparations particulières (274). Particularités de l'IRM interventionnelle (274).
Paramétrage275
Programmation des séquences (276). Options et artifices techniques (277).
Particularités de l'IRM à haut champ279
La sécurité en IRM281
Risques liés au champ magnétique statique (281). Risques liés à l'agent réfrigérant (283). Risques liés aux gradients de champs magnétiques (284). Risques liés aux antennes (284). Réglementation concernant le personnel (287).
Chapitre 13
Les séquences d'IRM en cardiologie291
Préambule : rappel sur le processus de construction de l'image291
Particularités cardiaques : incidences spécifiques et séquences segmentées291
Incidences de coupes (291). Synchronisation aux battements cardiaques (291). Concept de séquence segmentée = plusieurs lignes du plan de Fourier par segment (294).
Les trois séquences de base en IRM cardiaque : écho de spin, ciné SSFP et inversion-récupération pour imagerie du « rehaussement tardif »294
Écho de spin (295). Imagerie ciné SSFP (299). Séquences de rehaussement tardif (301).
Séquences avancées en IRM cardiaque304
Cartographie des flux par imagerie de phase (304). Perfusion myocardique au premier passage de gadolinium (305). Imagerie « temps réel » et interactive (306). Séquences radiales (308). Cartographie des temps de relaxation du myocarde : T1, T2 et T2* mapping (309). Imagerie 2D ou 3D en double synchronisation cardiaque et respiratoire avec « navigateur » (310). Tagging (312).
Séquences en cours de développement313
4D-flow (313).
Chapitre 14
Imagerie de diffusion, de perfusion et IRM fonctionnelle315
Imagerie de diffusion315
Principe (315). Applications de l'imagerie de diffusion (320). Évolution du principe : imagerie de tenseur de diffusion (323).
Imagerie de perfusion326
Imagerie de perfusion avec traceurs exogènes (327). Imagerie de perfusion avec traceurs endogènes (ou traceurs diffusibles) (330).
IRM fonctionnelle331
Principe (331). Déroulement d'un examen d'IRMf (332). Applications de l'IRMf (334).
Chapitre 15
La spectrométrie par résonance magnétique337
Principe de la SRM338
Les techniques de SRM339
Spectrométrie localisée (ou spectrométrie monovoxel ou SVS - Single Voxel Spectrometry) (339). Imagerie spectroscopique (ou technique de localisation multivoxel ou CSI - Chemical Shift Imaging) (344).
Le traitement des données346
Traitements du signal dans le domaine temporel (346). Traitement du signal dans le domaine fréquentiel (347). Analyse des spectres (347).
Applications cliniques de la SRM348
Annexes355
Annexe 1 : Spin et magnétisme nucléaire355
Annexe 2 : Quantité de protons en excès en position parallèle dans un volume355
Annexe 3 : Champ magnétique tournant et onde RF356
Annexe 4 : Calcul de la durée ou de l'intensité des impulsions RF de 90° et de 180°356
Annexe 5 : Distribution de Boltzmann357
Annexe 6 : Cohérence entre modèle quantique et classique357
Annexe 7 : Repousse en T1 et décroissance en T2 de l'aimantation après une impulsion de 90°358
Annexe 8 : Évolution dans le temps de l'aimantation longitudinale et transversale pendant la relaxation358
Annexe 9 : Influence des paramètres TR et TE sur le signal en SE358
Annexe 10 : Croisement des courbes de repousse de l'aimantation longitudinale359
Annexe 11 : Annulation du signal en IR360
Annexe 12 : Caractéristiques d'un gradient de champ magnétique361
Annexe 13 : Gradient de sélection de coupe : exemple chiffré361
Annexe 14 : Correspondance entre fréquences et phases361
Annexe 15 : Gradient de sélection de coupe bipolaire362
Annexe 16 : Définition mathématique de la transformée de Fourier363
Annexe 17 : Signal IRM et transformée de Fourier364
Annexe 18 : Valeur du signal mesuré365
Annexe 19 : Chronogrammes des séquences d'écho de spin et d'écho de gradient et remplissage du plan de Fourier365
Annexe 20 : Résolution spatiale de l'image et FOV366
Annexe 21 : Matrices, champs de vue et pixels366
Annexe 22 : Influence de l'angle optimum de Ernst367
Annexe 23 : L'équation suivante donne le T1 du sang après injection de gadolinium (à 1,5 Tesla)367
Annexe 24 : Modifications de champs magnétiques induits par les gradients par rapport à B0367
Annexe 25 : Tableaux comparatifs des séquences et des options367
Glossaire des tableaux F et G384
Glossaire
389
Ouvrages conseillés
399
Index
401