O. Ernst Lille IRM et DEPLACEMENT CHIMIQUE. IRM : Je ny comprend rien… Pourquoi les organes (reins...
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O. Ernst Lille
IRM et
DEPLACEMENT CHIMIQUE
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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 ???
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?
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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.
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Chaque atome crée une minime aimantation (très très très faible).
Cette aimantation dB s’ajoute à Bo pour les atomes voisins.
La valeur de l’aimantation dB qui s’ajoute à Bo varie selon le type d’atome et la distance.
Chaque tissus étant composé d’atomes différents placés de façons différentes, dB est différent pour chaque tissus.
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HH
O
HH
O
H
H
H
H
H
H
C C C
dB faible
dB fort
eau graisse
HH
O
HH
O
HH
OHH
O
HH
O
Les molécules d’acides gras sont plus éloignées les unes des autres
que les molécules d’eau
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B
B0
dB
B0
dB
B0
dB
EAU GRAISSE
B eau
B graisse
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F
B0
dB
B0
dB
B0
dB
EAU GRAISSE
F eau
F graisse
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En pratique …
B eau > B graisseF eau > F graisse de 3,5 ppm
Exemple à 1.5 T
B eau = 64,000220 MhzB Graisse = 64,000000 Mhz
Pour 64 millions de tours par secondes 220 tours de différence …
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3,5 ppm (partie par million) = 3,5 / 1000000
C’est négligeable !
NON
2 effets : 1er ordre : décalage graisse eau dans l'image2ème ordre : effet du TE
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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 non 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
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graisse graisseRéalité
Fréquences
Image IRM
eau
Gradient de fréquence
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Comment diminuer le déplacement chimiquede 1er ordre
Une possibilité :
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…
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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
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Décalage chimique de 1er ordre
Cas particulier de l'écho planar (et donc en diffusion)
Mark S. Cohen, Ph.D. in Functional MRI 1998 PA Bandettini and C Moonen. .
Toutes les lignes du plan de Fourier sont acquises après une seule impulsion RF d'excitation.
=> le décalage chimique apparaît entre chaque lecture de fréquence (chaque ligne)
=> décalage chimique majeur dans l'axe de la phase
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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.
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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 1/220e 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
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B190°
2,3 4,6 6,9 9,2
EAU GRAISSE dans le même voxel
TEMPS ms
1,5 T
Les H+ de l’eau tournent plus vite que les H+ de la graisse
SIGNAL
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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
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TE = 4,6 Phase
TE = 2,3 Opposition de phase
HUILE
EAU
1,5T
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TE = 4,6 ms Phase
TE = 2,3 msOpposition de phase
Stéatose (= dépôt de graisse dans le foie) homogène
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4.62.3 6.9
FOIE NORMAL
STEATOSE
TE
Signal
1,5 T
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STEATOSE HEPATIQUE
• En phase : signal iso intense
• En opposition de phase : signal hypo intense
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CANCER COLIQUE
Ilot de foie stéatosique
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Déplacement chimique de 1er ordre
Décalage eau graisse
Pour toutes les séquences
Pour toutes les valeurs de TE
Dans l'axe du gradient de fréquence (et phase pour écho planar)
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Déplacement chimique de 2ème ordre
Pour les séquences en écho de gradient
Pour des valeurs spécifiques de TE (2,3 6.9 ... ms à 1,5 T)Moitié à 3T.
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