Formation d'une image par résonance magnétique nucléaire (RMN) - 01/01/90
Centre inter-établissement de résonance magnétique (CIERM). Hôpital de Bicêtre, 94275 Le Kremlin-Bicêtre Cedex France
Résumé |
Avec l'apparition des techniques d'imagerie assistée par ordinateur, la notion d'image médicale a sensiblement évolué. Outre les structures anatomiques que l'on y reconnaît, une image numérique représente la répartition spatiale d'une grandeur physique : chaque élément de l'image ou pixel correspond à un élément de volume ou voxel de l'espace exploré. Ainsi en tomodensitométrie, l'intensité d'un pixel augmente avec le coefficient d'atténuation des rayons X dans le voxel correspondant.
En imagerie par résonance magnétique (IRM), il s'agit de mesurer l'aimantation nucléaire de chaque voxel, au moyen du signal de RMN. Il est donc nécessaire, pour former une image, de discriminer les signaux issus des différents voxels d'une coupe ou d'un volume. Or, si la plupart des rayonnements utilisés en imagerie médicale peuvent être localisés avec précision, il n'en va pas de même avec les ondes de radiofréquence utilisées en IRM : les rayons X se propagent en ligne droite, et l'ombre projetée d'un thorax sur un film restitue la disposition spatiale des organes étudiés ; de même, l'orientation de la sonde en échographie permet de diriger le faisceau ultrasonore dans une direction précise. Cela est la conséquence d'une loi physique plus générale selon laquelle la précision que l'on peut obtenir sur la localisation d'un rayonnement ondulatoire est donnée par sa longueur d'onde. Dans le cas des rayons X, cette longueur d'onde est de l'ordre du nanomètre et la précision obtenue en radiographie n'est pas limitée par la nature du rayonnement.
La longueur d'onde des rayonnements de radiofréquence utilisés en RMN est de l'ordre de la dizaine de mètres. A l'échelle du corps humain, un tel rayonnement est impossible à localiser. En d'autres termes, l'onde de radiofréquence, émise par la bobine d'émission, n'est pas dirigée sur un point du patient mais irradie l'ensemble du corps placé dans la bobine. De même, le signal détecté par la bobine de réception provient de l'ensemble du volume intérieur de la bobine. Il est donc impossible de discriminer, au moyen d'une simple bobine d'émission-réception, deux éléments de volume avec la précision millimétrique nécessaire à l'obtention d'une image de haute résolution spatiale.
L'analogie introduite au chapitre précédent entre la résonance magnétique nucléaire et la résonance d'un verre de cristal permet d'illustrer les solutions adoptées en IRM pour localiser le signal. Les éléments du volume exploré sont alors comparés à un ensemble de verres de cristal identiques. Ceux-ci ne peuvent être distingués, au moyen d'un phénomène de résonance, que s'ils diffèrent par leur fréquence propre, ce que l'on obtient en remplissant les verres de quantités différentes de liquide (fig. 1).
En RMN, la relation de Larmor (fo = (γ/2
)Bo) indique que la fréquence de résonance d'un échantillon est proportionnelle à l'intensité du champ magnétique. Une variation spatiale de la fréquence de résonance est donc obtenue au moyen d'une variation spatiale de l'intensité du champ magnétique appelée : gradient de champ magnétique.
Plan
- Bases physiques et technologiques de l'échographie ultrasonore
- M. Boynard
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