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3ème Année Manip Radiologie Etudiant

IRM (Imagerie Par Resonance Magnetique)

IRM (Imagerie Par Resonance Magnetique)

Explication Complete

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Plan d'expllication

1. Qu'est ce q'un IRM

2. Principe de base de l'IRM

3. Relaxation T1 et T2 et pondération de l'image 

4. Espace K et paramètres de balayage 

5. L'instrumentation IRM

6. Artéfacts des examens IRM 

7. Les produits de contraste de l'IRM

8. Principes d'interprétation 

9. Conclusion 


 1.Qu'est-ce q'un IRM ? 🧲


On va repondre a cette question on quatre petite paragraphes contient les points suivantes :

  • Définition De l'IRM           
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  •  Historique De l'IRM                                              
  • Indications et contre-indications De l'IRM                                        
  • Avantages et inconvénients. De l'IRM                                             

2. Définition De l'IRM


IRM = > Imagerie par Résonance Magnétique,l'irm, 

en Anglais c'est MRI=Magnetic Resonance Imagine est facilement ca veut dire

                                                              Magnet = Aimant                 

Radio Frequency = Resonance =Radiofréquence = Résonance 

Imaging  = Imagerie 

Il s'agit d'une méthode dans la radiologie et l'imagerie medicale non invasive de cartographie de la structure interne du corps qui utilise un rayonnement électromagnétique non ionisant, et emploie un rayonnement radiofréquence en présence de champs magnétiques soigneusement contrôlés pour produire des images en coupe de haute qualité du corps dans n'importe quel plan.


3. Historique De l'IRM
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3. Historique De l'IRM


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Mathématicien et ingénieur français. A développé la transformation mathématique :analyse du transfert de chaleur entre corps solides.


Traitement rapide des signaux de fréquence des données RMN et utilisation de ces signaux pour la reconstruction d'images.


Il a inventé la bobine de Tesla en 1891 et a commencé à étudier les propriétés magnétiques en 1930. Il a réussi à détecter et à mesurer les états uniques de rotation des atomes et des molécules, et à déterminer les moments magnétiques des noyaux.


Il a eu l'idée d'appliquer un gradient magnétique dans trois dimensions spatiales et a utilisé un ordinateur pour créer des images RMN en 2D. c/d "ZEUGMATOGRAPHIE" Raymond Damadian 1977 A produit l'image RM du corps.


4. Indications et Contre-Indications De l'IRM 

✔ Indications Desexamens d'imagerie médicaleIRM 

Diagnostic :

  • Accidents vasculaires cérébraux
  • infections du cerveau/de la colonne vertébrale/du SNC
  • Tendinites 

Visualisation :

  • Blessures
  • Déchirures des ligaments - surtout dans les zones difficiles à voir comme le poignet, la cheville ou le genou

Évaluation :

Les masses dans les tissus mous, les kystes, les tumeurs osseuses ou les problèmes de disque.


✔Contre-Indications De l'IRM  

 La force de l'aimant est 5000 fois plus forte que celle de la terre, donc tous les métaux doivent être enlevés.


Les personnes portant un stimulateur cardiaque ou des fragments de métal dans l'œil ne peuvent pas passer de scanner .


Il n'y a pas eu suffisamment de recherches sur les bébés et le magnétisme, donc les femmes enceintes ne devraient pas passer de scanner avant le quatrième mois de grossesse 

à moins que cela ne soit absolument nécessaire.


5. Avantages et Inconvénients IRM
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5.Avantages et Inconvénients De l'IRM 

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 Avantages De l'IRM


L'IRM n'utilise pas de radiations ionisantes, ce qui est un confort pour les patients. 

Le colorant de contraste a également un risque très faible d'effets secondaires

Des images en tranches peuvent être prises sur plusieurs plans.
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Inconvénients De l'IRM


1. Claustrophobie 👉 Les patients se trouvent dans un espace très fermé. 

2. Poids et taille    👉 Il y a des limites à la taille d'un patient. 

3. Bruit                    👉 Le scanner est très bruyant. 

4. Immobilité         👉 Les patients doivent rester très immobiles pendant de longues périodes.

5. Coût                    👉 Un scanner est très, très cher, donc la numérisation est également coûteuse.

6. Contre-indications médicales 👉 Stimulateurs cardiaques, objets métalliques dans le corps, etc.


6. Principe de base IRM
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6. Principe de base de l'IRM 🧲


On va resumer et l'expliquer dans les points suivantes :

  • Les 4 étapes d'obtenir une image a l'irm
  • Magnétisation longitudinale et transversale 
  • Signal RM et localisation du signale


💦4 étapes fondamentales sont nécessaires pour obtenir une image IRM :


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  • 👉Placement du patient dans l'aimant 
  • 👉Envoi d'une impulsion de radiofréquence (RF) par la bobine 
  • 👉Réception des signaux du patient par la bobine 
  • 👉Transformation des signaux en image par un traitement complexe dans l'ordinateur. 


Le corps humain possède de nombreux atomes qui peuvent servir de bons noyaux d'IRM (1H, 13C, 19F, 23Na).

 Les noyaux d'hydrogène ne sont pas seulement chargés positivement, ils ont aussi un spin magnétique.

 L'IRM utilise cette propriété de spin magnétique des protons de l'hydrogène pour produire des images.


 Un seul proton 


Il y a une charge électrique à la surface du proton, ce qui crée une petite boucle de courant et génère un moment magnétique m. 

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Le proton possède également une masse qui génère un moment angulaire J lorsqu'il tourne. 


Cet "aimant" de proton diffère d'une barre magnétique en ce qu'il possède également un moment angulaire causé par la rotation. + + +

 J m








Pourquoi les ions hydrogène sont-ils utilisés en IRM ? 

Un proton non apparié qui est chargé positivement Chaque noyau d'hydrogène est un minuscule aimant qui produit un champ magnétique faible mais perceptible.

 

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L'atome d'hydrogène est la seule espèce majeure de l'organisme qui soit sensible à l'IRM. Il est abondant dans l'organisme sous forme d'eau et de graisses. Ils peuvent s'aligner parallèlement ou antiparallèlement






Équation de Larmor 𝜔0=yB0


𝜔0 est la fréquence de précession (en Hz ou MHz), B0 est l'intensité du champ magnétique externe, qui est donnée en Tesla (T) et 𝛾 est le rapport gyromagnétique.

La valeur pour les protons est de 42,5 MHz/T 

L'équation indique que la fréquence de précession devient plus élevée lorsque l'intensité du champ magnétique augmente.

Champ magnétique principal Bo 


Le but est d'aligner les protons H dans H2O (petits aimants)

Magnétisation nette


La moitié des protons s'alignent le long du champ magnétique et le reste est aligné en sens inverse. 

  • 👉À température ambiante, le rapport de population entre les protons antiparallèles et 👉les protons parallèles est d'environ 100 000 à 100 006 par Tesla de B0. 
  • 👉Ces protons supplémentaires produisent un vecteur de magnétisation nette (M). 
  • 👉La magnétisation nette dépend de B0 et de la température.


💦 Magnétisation longitudinale 


Le champ magnétique externe est dirigé le long de l'axe z. L'axe Z est le grand axe du patient ainsi que l'alésage de l'aimant.

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💦Magnétisation transversale 


Lorsqu'une impulsion de radiofréquence est envoyée, les protons en mouvement captent une partie de l'énergie de l'impulsion RF.


 Certains de ces protons passent à un niveau d'énergie plus élevé et commencent à avancer de manière antiparallèle (le long du côté négatif de l'axe z).

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Le déséquilibre entraîne une magnétisation dans le plan transversal (X-Y) magnétisation transversale.


💦Signal IRM

 ✔Signal IRM 
  • Le NMV tourne autour du plan transversal. Il passe à travers la bobine réceptrice en y induisant une tension.
  •  RF supprimée Le signal diminue L'amplitude du signal MR diminue 

✔Décroissance d'induction libre "FID" : 
  • Libre (pas d'impulsion RF) 
  • ID (à cause de la décroissance du signal induit dans la bobine réceptrice)

✔Mesure du signal IRM : 
  • Le vecteur proton en mouvement induit un signal dans l'antenne RF 
  • Le signal est capté par une bobine et envoyé au système informatique.
  •  L'ordinateur reçoit des données mathématiques, qui sont converties en une image grâce à une transformée de Fourier.

7. Relaxation T1 et T2 et pondération de l'image IRM
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7. Relaxation T1 et T2 et pondération de l'image 🧲
  •  Relaxation T1 et T2 
  • TR et TE 
  • Image de densité protonique

💦Relaxation T1 et T2

 

Lorsque l'impulsion RF est arrêtée, l'énergie supérieure acquise par le proton est retransmise et les noyaux d'hydrogène se relaxent par deux mécanismes 


  • La relaxation T1 ou relaxation du réseau de spin - par laquelle l'aimantation originale commence à se rétablir. 
  • La relaxation T2 ou relaxation du spin - par laquelle l'aimantation dans le plan X-Y décroît vers zéro de façon exponentielle. Elle est due à l'incohérence des noyaux H.


 ✔Relaxation T1

Après l'excitation des protons par une impulsion RF, ils se désalignent de B0 mais une fois l'impulsion RF arrêtée, ils se réalignent après un certain temps. 


C'est ce qu'on appelle la relaxation T1. T1 est défini comme le temps nécessaire au noyau d'hydrogène pour récupérer 63% de sa magnétisation longitudinale.


✔Relaxation T2

lorsque les spins inclinés sont en précession, ils se déphasent car ils ne tournent pas précisément à la même vitesse.


Lorsqu'ils se déphasent, l'aimantation n'est plus cohérente et le signal s'affaiblit.

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Le temp de relaxation T2 est le temps nécessaire pour que 63% des protons soient déphasés en raison d'interactions entre protons voisins.


💦Temps De Répétition TR 


Temps entre l'application d'une impulsion RF et l'application de la suivante Ou le temps entre deux excitations est appelé temps de répétition (il affecte la longueur de la période de relaxation après l'application d'une impulsion d'excitation RF jusqu'au début de la suivante).


💦Temps D'Echo TE  


Temps entre l'impulsion d'excitation RF et la collecte du signal ou intervalle de temps dans lequel les signaux sont mesurés après l'excitation RF ; (il affecte la longueur de la période de relaxation après le retrait de l'impulsion d'excitation RF et le pic du signal reçu dans la bobine réceptrice).


💦 Spin Echo (SE) sequence

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✔T1 en graisse
  • Absorber l'énergie rapidement
  • T1 est très court
  • Les noyaux rejettent leur énergie dans le tissu adipeux environnant et retournent à B0 en très peu de temps.

✔T1 dans l'eau


  • T1 est plus long 
  • Inefficace pour recevoir de l'énergie
  • Les noyaux mettent beaucoup plus de temps à transmettre leur énergie aux tissus aquatiques environnants.  

💦 Décroissance du T2(T2 Decay)


La graisse est bien meilleure que l'eau pour l'échange d'énergie Parce que T2 dépend de : 

  1. La proximité du mouvement moléculaire des atomes avec la fréquence de Larmor. 
  2. Proximité des autres spins

 Donc ;              

Le temps T2 de la graisse est très court comparé à celui de l'eau GRAiSSE EAU



Le temps de T1 et le Décroissance T2 sont des paramètres de contraste intrinsèques qui sont inhérents au tissu imagé.


En variant le TR et le TE, on peut obtenir un T1WI et un T2WI. 

  • En général, un TR court (<1000ms) et un TE court (<45 ms) sont des T1WI. 
  • Un scan à TR long (>2000ms) et un TE long (>45ms) est un T2WI. 
  • Un scan à TR long (>2000ms) et TE court (<45ms) est une image de densité de protons.

8. Les Types Des images IRM


  • 📷 T1WI  
  • 📷 T2WI 
  • 📷 FLAIR  
  • 📷 STIR 
  • 📷 DWI 
  • 📷 ADC
  • 📷 GRE
  • 📷 MRA
  • 📷 MRV
  • 📷 MRS
  • 📷 MT
  • 📷 Post-Gd images

💦Séquence STIR (Short TI inversion-recovery)


Dans les séquences STIR, une impulsion d'inversion-récupération est utilisée pour annuler le signal de la graisse (impulsion RF de 180°).

 Lorsque le NMV de la graisse passe son point nul, une impulsion RF de 90° est appliquée. La magnétisation longitudinale étant faible ou nulle, la magnétisation transversale est insignifiante.

 C'est l'aimantation transversale qui induit un courant électrique dans la bobine réceptrice, de sorte qu'aucun signal n'est généré par la graisse. 

Les séquences STIR donnent une excellente représentation de l'œdème de la moelle osseuse, qui peut être la seule indication d'une fracture occulte.

 Contrairement aux séquences conventionnelles de saturation de la graisse, les séquences STIR ne sont pas affectées par les inhomogénéités du champ magnétique, elles sont donc plus efficaces pour annuler le signal de la graisse.

💦Séquence FLAIR (Fluid-attenuated inversion recovery)


Récupération d'inversion atténuée par les fluides (FLAIR) 


Décrite pour la première fois en 1992, cette technique est devenue l'une des pierres angulaires des protocoles d'imagerie par résonance magnétique du cerveau. 


Séquence IR avec un TR et TE long et un temps d'inversion (TI) adapté pour annuler le signal du LCR.

Contrairement à la reconstruction d'une image réelle, les signaux négatifs sont enregistrés comme des signaux positifs de même intensité, de sorte que le tissu annulé reste sombre et que tous les autres tissus ont une intensité de signal plus élevée.


La plupart des processus pathologiques présentent un IS accru en T2-WI, et la visibilité des lésions situées près des interfaces entre le parenchyme cérébral et le LCR peut être médiocre dans les séquences T2-WI conventionnelles SE ou FSE.


Les images FLAIR sont fortement pondérées en T2 avec suppression du signal du LCR, ce qui met en évidence les lésions hyperintenses et améliore leur visibilité et leur détection, en particulier lorsqu'elles sont situées à proximité d'espaces contenant du LCR.


En plus de la pondération T2, FLAIR possède une pondération T1 considérable, car elle dépend largement de la magnétisation longitudinale. 


Lorsque de petites différences dans les caractéristiques T1 sont accentuées, un léger raccourcissement T1 devient visible. 


Cet effet est important dans les espaces contenant du LCR, où l'augmentation du contenu protéique entraîne un IS élevé (par exemple, associé à une maladie de l'espace sous-arachnoïdien).


L'IS élevé de l'HSA hyperaiguë est causé par l'allongement de T2 en plus du raccourcissement de T1.


9. Espace K et paramètres de balayage
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9. Espace K et paramètres de balayage 🧲


  • Espace K
  •  Paramètres de balayage

💦L'espace K


En termes simples, l'espace K est une matrice généralement de 512x512 OU 256 x 256 qui est utilisée pour stocker les données acquises par résonance magnétique des protons.

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Les mathématiques sont complexes mais il existe une analogie.

L'espace k est rempli par itérations en utilisant les données de résonance obtenues à partir des gradients de champ magnétique.

 Tout d'abord, nous sélectionnons une tranche (en millimètres) en appliquant un gradient de champ dans le plan horizontal. 

Dans cette tranche, nous essayons de cartographier les objets dans les plans x et y en recueillant des données brutes dans ces plans.

Le plan y est appelé direction de codage de phase. Pour l'obtenir, il faut appliquer un gradient de champ dans la direction verticale (ou plan y). 

Le plan x est appelé direction de codage de la fréquence. Pour l'obtenir, il faut appliquer un gradient de champ dans la direction horizontale (ou plan x).

10. instrumentation de l'IRM
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10. L'instrumentation de l'IRM 🧲

 

  • Aimants utilisés en IRM 
  • Gradients 
  • Bobine de Radiofréquence
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💦Aimants utilisés dans l'IRM 


Il produit un champ magnétique. 

Il permet d'aligner les protons du corps. 

Il sera d'environ 0,5 à 3,5 Tesla. 

Types : 

           ✔ Aimant permanent. 

           ✔ Aimant supraconducteur. 

            ✔ Aimant résistif. 

            ✔ Aimant à gradient.

💦Bobines 

Une bobine est constituée d'une ou plusieurs boucles de fil conducteur, enroulées autour d u noyau de la bobine. 

Elle est utilisée pour créer un champ magnétique ou pour détecter un champ magnétique changeant par la tension induite dans le fil.

Une bobine est généralement une antenne physiquement petite.

La bobine parfaite produit un champ magnétique uniforme sans rayonnement significatif.

💦Différents types de bobines D'IRM dans les systèmes d'IRM 

Bobines à gradient

 Bobine RF 

  •  ✔ Bobine de réception et d'émission 
  •  ✔ Bobine de réception uniquement 
  •  ✔ Bobine d'émission seulement
  •   ✔ Bobine à accord multiple


Bobines à gradient 

Bobines qui produisent des gradients de champ magnétique dans les directions x, y et z pour coder l'information spatiale. 


Excitation sélective :

  • (pendant la RF) excite les spins dans une fine "tranche" du sujet. 

Codage de la fréquence :

  • (pendant la lecture) faire dépendre la fréquence du signal de la position.

 Codage de phase :

  • Encodage de phase : (entre l'excitation et la lecture) faire dépendre la phase du signal de la position.

Bobine De Radiofréquence 
Les bobines RF sont des composants de chaque scanner. 

Elles sont utilisées à deux fins essentielles :Transmettre et recevoir des signaux à la fréquence de résonance des protons à l'intérieur du patient. 

Une bobine typique est un circuit LC accordé et peut être considérée comme une antenne de champ proche.


Bobines de réception complètes 
 configuration standard
  •  Bobine de tête QD 
  •  Bobine de cou QD 
  • Bobine QD corps 
  • Bobine QD Extrémité
  •  Bobine de colonne vertébrale plate 
  • Bobine de poitrine


💦Réalisation d'images du signal RMN 


Un champ magnétique uniforme pour préparer le terrain (aimant principal) 


Bobines de gradient pour les informations de position


Émetteur-récepteur RF (excitation et réception)


Numériseur (convertit l'analogique reçu en numérique)


Séquenceur d'impulsions (contrôle la synchronisation des gradients, de la RF et du numériseur)


Ordinateur (FFT pour former les images, stocker les séquences d'impulsions, afficher les résultats, archiver, etc.)

11. Les Artéfacts des examens IRM
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11. LesArtéfacts des examens IRM 🧲

  • Artéfacts liés au mouvement 
  • Artefacts Para-magnétiques
  • Artefacts d'enveloppement de phase 
  • Artefacts de fréquence 
  • Artefacts de susceptibilité 
  • Artefacts d'écrêtage 
  • Artefact chimique 
  • Artéfact de décalage 
  • Artéfact de pic
  • Artéfact Zebra


NB:

Dans quelque jour on va completer ces points

Artéfacts des images IRM

Les produits de contraste de l'IRM

Principes d'interprétation


12.Conclusion 🧲


L'IRM est un système d'imagerie complexe mais efficace qui présente une variété d'indications cliniques directement liées au diagnostic et au traitement des anomalies orales et maxillo-faciales.


 Bien qu'elle ne soit pas systématiquement appliquée en dentisterie, l'utilisation appropriée de l'IRM peut améliorer la qualité des soins aux patients dans certains cas. Conclusion

La recherche sur l'IRM est en constante évolution. 


Des machines plus petites et plus légères sont toujours développées. 


Des travaux sont en cours pour développer des machines spécifiques à une zone pour scanner de petites zones comme les pieds, les bras, les mains. 


La recherche sur la dynamique de la ventilation est testée avec de l'hélium pour examiner la fonction pulmonaire. 


La cartographie du cerveau se développe et continuera à se développer pour nous donner une image plus précise que jamais du fonctionnement du cerveau.

 

Les progrès de l'imagerie 3D et du balayage dynamique permettront d'améliorer encore l'utilisation de cette technique d'imagerie. L'IRM dans le future



Cours Du 3ème Année Manip en Radiologie


Module :  IRM Physique Appliquée












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Ne jamais oublier que 
Un examen radiologique correct 
(manipulation, position, condition et critère de réussite) 
  1. Implique des cliches et images radiographiques de bonne qualité facile à interpréter 
  2. Implique une interprétation correcte et un vrai diagnostique à poser 
  3. Donc un traitement efficace qui doit arrêter les douleurs et les souffrances des patients 
Donc soyez responsable c’est le temps de devenir un pro dans la radiologie manipulation et interprétation

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Merci à vous

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