Neuroimagerie par RMN (IRM)______

Sylvie GrandJean-François Le Bas

Principes de bases et applications aux patients de réanimation

L’IRM : technique majeure de l’imagerie médicale et de la neuro-imagerie en particulier

• Résolution spatiale millimétrique , 3D• Résolution temporelle très acceptable(minutes)• Analyse en contraste très riche, multi-

paramètrique et sensible• Absence d’irradiation • Transposable facilement des modèles animaux à

l’homme (intérêt en recherche)

Philips Medical Systems

Bases physiques

Moment magnétique

Le noyau d’hydrogène est constitué d’un seul nucléon : un proton (masse m, charge e+)Ce noyau tourne sur lui même (propriétés de spin)

•moment cinétique J (dépend de la masse)•moment magnétique (dépend de la charge)

= J rapport gyromagnétique

Modèle quantique

État Libre

Pas de champMagnétique.

Chaque noyau a une aimantation orientée de façon aléatoire

Moment résultant nul

M = 0

B0 = 1 T

Action du Champ Magnétique

Basse énergieSpin +1/2

M0 Moment résultant

Haute énergieSpin - 1/2

Mouvement de précession autour d’un axe aligné sur le champ B0.

État Stable

Les spins de faible énergie (orientés parallèlement)sont plus nombreux que les spins de haute énergie (orientés anti-parallèlement)

parallèle

antiparallèle

BoHaute énergie

Basse énergie

E = h

Résonance

1 Corps humain placé dans l’entrefer de l’aimant (B0) précession des aimantations des noyaux 1H : M0

2 Onde RF à la fréquence de résonance (B1) excitation : absorption d’énergie (état instable) Basculement de M0

4 Arrêt de l’onde RF : retour à l’état d’équilibre de M0

5 Restitution de l’énergie : relaxation

En pratique

Le signal RMN

Il est produit lors d’une excitation radio-fréquence à une fréquence bien spécifique (résonance) et mesuré par des antennes radio fréquences lors du retour à l’équilibre de ces aimantations nucléaires (relaxation)

Il est repéré spatialement grâce à des champs magnétiques additionnels (gradients de champ) qu’on pilote électroniquement dans les 3 directions de l’espace

Réalisation d’une Image

• Acquisition dans un plan de coupe donné pour une région anatomique déterminée, des signaux RMN des différents points qui composent ce plan de coupe

• Traitement informatique de ces signaux pour en déterminer différents paramètres (intensité)

• Représentation en échelle de gris (ou de couleurs) des intensités signaux en chaque point

. La séquence choisie influence le contraste en IRM.

. Elle doit être adaptée à la pathologie

suspectée.

Rôle du prescripteur qui doit orienter vers une pathologie.

Acquisition

Les paramètres d’acquisition sont bien contrôlésMais le choix des séquences est dépendant du radiologue…

T2T1 T2* DWI

TOFFLAIR T1 GdT1 IR

Tim e

Longitudinal relaxation63%

T1

Mz

0

Transverse relaxation

Tim e37%

Mxy

T2

0

M 0

M 0

O

H

HO

H

H

Proteinmolecule

t

signal

SBSG

LCS

TR court

Inhomogénéités de champ d’origine moléculaire

+Inhomogénéités du champ B0

B0

t

signal

SBSG

LCS

TE long

T2*t

signal

T2*

T2

Les différentes approches

• Anatomique et précise (millimétrique 2D ou 3D) • Tissulaire et diagnostique , grâce a une analyse en

contraste multifactorielle (T1, T2)• Paramétrique (imagerie de diffusion, imagerie de

perfusion)• Fonctionnelle (activation cérébrale, IRMf)• Guidage Neurochirurgical (Neuro-navigation)

L’Imagerie de diffusion

Sensible au coefficient de diffusion de l’eau extracellulaire (CDA)

Fait la part de l’œdème cytotoxique CDAet de l’œdème vasogénique CDA

Intérêt majeur dans la détection des AVC au stade aigu

Intérêt aussi dans les abcès

DWIDWI ADCADCFLAIRFLAIRT2T2

Jeune femme de 35 ans - Post partumHémiplégie droite - AphasieIRM 3H30 après le déficit

Diffusion précoce ++++

L’Imagerie de perfusion(Technique de 1er Passage)

Principe de la perfusion : premier passage

• acquisitions dynamiques (T2*)• injection rapide et calibrée de PDC• échantillonnage de la courbe• modélisation (fonction gamma

dérivée)• variations locales de différents

paramètres dont le Volume Sanguin

Cérébral.

t (sec)

signal

Oligo-astrocytome III (rVSC = 3,4)

Néoangiogénèse + lésion BHE

?

Hémangioblastome : rVSC = 9,5

Imagerie spectroscopique (Informations métaboliques)

à l ’imagerie spectroscopique

Cartographie des différents métabolites

Cho CrCho Cr

Naa

Naa

Lac CholineLactate

Naa

Du spectre

Grade histologique et Spectroscopie Grade histologique et Spectroscopie 11HH

NAA Choline

OligodendrogliomeOligodendrogliome II (A) II (A)

NAA

Choline

Myo-inositol

Abcès : Multiplet d’AA centré à 0,9ppm

+/- acétate et succinate

Cartographie, 1 ppm

Tumeur ou abcès : SPECTROSCOPIE 1H ?Tumeur ou abcès : SPECTROSCOPIE 1H ?

Imagerie d’activation cérebrale (IRMf)

Imagerie du tenseur de diffusion

Exercice main droite

Zones Fonctionnelles Motrices

Main G LèvresPied G

Activ 99 - CEA, PSL

• Somatotopie corticale motrice et sensorielle

Zones Fonctionnelles du Langage

IRM Per Opératoire au bloc Neurochirurgical

L’IRM Intra-opératoire pour la Neuro-navigation

Images per et post opératoires