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Bases physiques de l'imagerie par résonance magnétique : résonance magnétique nucléaire - 05/02/19

[35-203-A-10]  - Doi : 10.1016/S1879-8497(18)43352-3 
J. Bittoun
 IR4M, Université Paris-Sud/CNRS, SHFJ, 4, place du Général-Leclerc, 91401 Orsay, France 

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Résumé

Les noyaux d'hydrogène ou protons, contenus en grande abondance dans l'eau et les lipides des tissus biologiques, possèdent un moment magnétique ou aimantation. Placés dans un champ magnétique intense, ils s'alignent majoritairement avec ce dernier provoquant l'apparition d'une aimantation nucléaire macroscopique. La résonance magnétique nucléaire (RMN) consiste à appliquer une onde électromagnétique sous forme d'impulsion qui, pour une fréquence particulière, la fréquence de résonance, fait basculer l'aimantation nucléaire par rapport au champ magnétique. La fréquence de résonance, située dans le domaine des radiofréquences est proportionnelle à l'intensité du champ magnétique exprimée en teslas (T) et vaut environ 42,58 mégahertz (MHz) pour les noyaux d'hydrogène dans un champ de 1 T. Après l'impulsion de radiofréquences, l'aimantation retourne à l'équilibre selon une trajectoire que l'on peut décomposer en deux mouvements : une rotation autour du champ magnétique appelée précession à la fréquence de résonance et le retour à l'équilibre proprement dit ou relaxation. La précession permet la mesure de l'aimantation par le courant qu'elle induit dans une bobine de réception en tournant autour du champ magnétique. La description de la relaxation donne lieu à la définition de deux paramètres essentiels : les temps de relaxation. Le « temps de relaxation longitudinale », noté T1, caractérise le retour à l'équilibre de la composante longitudinale, c'est-à-dire parallèle au champ magnétique, de l'aimantation. Le « temps de relaxation transversale », noté T2, est la constante de temps de la décroissance exponentielle de la composante transversale, c'est-à-dire perpendiculaire au champ magnétique, de l'aimantation. Cet article expose également les phénomènes physiques qui sous-tendent l'apparition de l'aimantation nucléaire, l'expérience de RMN ainsi que la précession et les phénomènes de relaxation. Les notions de séquences d'acquisition et de spectroscopie par RMN y sont brièvement définies dans l'optique de leur application en imagerie.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Mots-clés : Résonance magnétique nucléaire (RMN), Imagerie par résonance magnétique (IRM), Spin, Précession, Temps de relaxation


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