BOOK
Comprendre l'IRM
Bruno Kastler | Daniel Vetter | Michel BLERY | Philippe GERMAIN | Zoltan Patay
(2018)
Additional Information
Book Details
Abstract
Plus que toute autre technique d’imagerie, l’IRM nécessite une bonne compréhension des principes de physique essentiels pour la réalisation, mais aussi l’interprétation d’un examen.
Chapitre après chapitre, les principes fondamentaux et les applications essentielles de l’IRM sont ainsi détaillés dans cette 8e édition :
- magnétisme nucléaire, résonance magnétique et relaxation
- contraste en T1, T2 et densité protonique
- séquences IRM
- codage spatial et plan de Fourier
- qualité d’image, artéfacts et modalités pratiques
- angiographie par résonance magnétique et imagerie cardiaque
- imagerie de diffusion, de perfusion et IRM fonctionnelle
- spectrométrie par résonance magnétique
.
Véritable manuel d’auto-formation, cet ouvrage s’attache à décrire et expliquer aussi bien les concepts théoriques fondamentaux que les applications pratiques les plus complexes. Une iconographie détaillée, toute en couleur, ainsi que des vidéos et animations 3D, accessibles sur un site dédié, viennent faciliter l’apprentissage des notions les plus exigeantes.
Une nouvelle classification, par famille de séquences (comme dans le jeu des 7 familles), dresse une typologie précise des différents cycles d’acquisition IRM : écho de spin, inversion-récupération, écho de gradient, écho planar et hybrides, acquisitions parallèles et suppressions tissulaires. Le lecteur aura toutes les cartes en main pour
bien comprendre l’IRM !
Cet ouvrage aux qualités pédagogiques remarquables, recourant à des modèles simplifiés originaux, s’adresse aux étudiants en médecine et en radiologie, aux radiologues, aux manipulateurs et aux étudiants manipulateurs en imagerie médicale.
- Les principes fondamentaux de l'IRM : magnétisme nucléaire, phénomènes de résonance magnétique et de relaxation, séquences d'imagerie de base, codage spatial et mise en place des événements d'une séquence, contraste en T1, T2 et densité protonique
- Les modalités pratiques de l'examen : facteurs de qualité d'image, artéfacts, techniques de suppression tissulaire et de modification du contraste ou encore instrumentation
- L'imagerie cardiaque, l'IRM fonctionnelle, la spectrométrie par résonance magnétique
NOUVEAU : les représentations pouvant tirer parti d'un mode dynamique (schémas animés, séries d'images, reconstructions 3D, tableau dynamique des séquences IRM …) sont accessibles sur un site Internet via un accès sécurisé.
Table of Contents
| Section Title | Page | Action | Price |
|---|---|---|---|
| Cover | Cover | ||
| Comprendre l'IRM : Manuel d'auto-apprentissage | iii | ||
| Copyright | iv | ||
| Table des matières | v | ||
| Dedication | ix | ||
| Préface à la première édition (1994) | xi | ||
| Avant-propos | xiii | ||
| Abréviations | xv | ||
| Chapitre 1 : Magnétisme nucléaire | 1 | ||
| Rappel : champ magnétique - électricité | 1 | ||
| Application au noyau atomique | 1 | ||
| Chapitre 2 : Le phénomène de résonance magnétique | 5 | ||
| Modèle classique | 5 | ||
| Vecteur d'aimantation macroscopique (état d'équilibre) : champ magnétique principal B0 | 6 | ||
| Perturbation de l'état d'équilibre : champ magnétique tournant (B1 ) ou onde RF | 9 | ||
| Modèle quantique | 13 | ||
| Effet d'un champ magnétique B0 : état d'équilibre | 13 | ||
| Effet d'une onde électromagnétique (onde RF ou champ magnétique B1) : transition du niveau E1 à E2 | 14 | ||
| Chapitre 3 : Les phénomènes de relaxation | 21 | ||
| Notion d'aimantation longitudinale et transversale | 22 | ||
| Relaxation longitudinale ou T1 | 22 | ||
| Relaxation transversale ou T2 | 24 | ||
| Mesure du signal RMN : signal de précession libre ou FID | 26 | ||
| Notion de T2* | 27 | ||
| Chapitre 4 : La séquence de base: séquence d'écho de spin | 31 | ||
| Chapitre 5 : Contraste en T1, T2 et densité protonique | 39 | ||
| Influence du temps de répétition | 40 | ||
| Influence du temps d'écho | 43 | ||
| Pondération en T1, T2 et densité protonique | 44 | ||
| Séquence courte pondérée en T1 | 44 | ||
| Séquence longue pondérée en T2 | 44 | ||
| Pondération en densité de protons ou ρ | 45 | ||
| Notion de pondération : approche schématique | 46 | ||
| Contraste en T1 (fig. 5-11) | 47 | ||
| Contraste en T2 (fig. 5-12) | 47 | ||
| Contraste en ρ (fig. 5-13) | 48 | ||
| Equation du signal RMN | 49 | ||
| Application au contraste du système nerveux central et en pathologie | 50 | ||
| En séquence courte pondérée T1 | 50 | ||
| En séquence longue pondérée T2 et densité protonique | 52 | ||
| Produits de contraste | 56 | ||
| Agents paramagnétiques non spécifiques | 57 | ||
| Agents spécifiques hépatiques | 60 | ||
| Les oxydes de fer superparamagnétiques | 60 | ||
| Les agents hépatiques à contraste positif | 60 | ||
| Les chélates du manganèse | 60 | ||
| Les chélates du gadolinium à excrétion biliaire | 60 | ||
| Les produits de contraste utilisables par voie orale ou rectale | 61 | ||
| Agents de contraste vasculaires | 61 | ||
| Chapitre 6 : Codage spatial du signal et mise en place des événements d'une séquence IRM | 65 | ||
| Notion de matrice et champ de vue | 65 | ||
| Localisation spatiale du signal | 65 | ||
| Les gradients de champs magnétiques | 66 | ||
| Notion de transformée de Fourier | 68 | ||
| Sélection du plan de coupe | 70 | ||
| Notion de codage de phase et fréquence | 72 | ||
| Application du codage de phase et fréquence en IRM | 75 | ||
| Pour en terminer avec le codage de la coupe | 79 | ||
| Durée d'une séquence | 82 | ||
| Technique multicoupes | 82 | ||
| Gradient bipolaire : notion d'écho de gradient | 84 | ||
| Imagerie 3D | 88 | ||
| Chapitre 7 : Plan de Fourier et reconstruction de l'image | 91 | ||
| Transformée de Fourier et plan de Fourier | 91 | ||
| Acquisition de l'image en IRM et plan de Fourier | 95 | ||
| Propriétés du plan de Fourier | 103 | ||
| Principes de navigation dans le plan de Fourier | 107 | ||
| Plan de Fourier et imagerie rapide et ultrarapide | 110 | ||
| Plan de Fourier et ARM avec injection de gadolinium | 112 | ||
| Chapitre 8 : Facteurs de qualité de l'image en IRM | 115 | ||
| Critères de qualité de l'image | 115 | ||
| Le rapport signal sur bruit | 115 | ||
| Le contraste | 116 | ||
| La résolution spatiale | 116 | ||
| Les artéfacts | 117 | ||
| Corollaire : le temps d'acquisition | 117 | ||
| Les paramètres en exploration IRM | 118 | ||
| Les paramètres non opérateur-dépendants | 118 | ||
| Paramètres inhérents aux tissus étudiés | 118 | ||
| Paramètres dépendant du système | 118 | ||
| Les paramètres opérateur-dépendants | 119 | ||
| Les paramètres qui modifient le contraste | 119 | ||
| Les paramètres qui ne modifient pas le contraste | 120 | ||
| L'épaisseur de coupe | 120 | ||
| Le champ de vue et matrice | 121 | ||
| Le nombre d'excitations | 128 | ||
| La bande passante (du signal) | 128 | ||
| Chapitre 9 : Les familles de séquences d'IRM | 135 | ||
| Rappel: les principes d'une séquence d'IRM | 135 | ||
| Famille des séquences d'écho de spin | 138 | ||
| L'écho de spin classique | 139 | ||
| L'écho de spin rapide | 139 | ||
| Quel est le principe? | 139 | ||
| Variante de l'ESR | 145 | ||
| Évolutions 3D | 146 | ||
| L'écho de spin ultrarapide | 147 | ||
| La famille des séquences d'inversion-récupération | 149 | ||
| L'inversion-re\ncupération \nclassique | 149 | ||
| L'inversion-récupération rapide | 152 | ||
| Inversion-récupération: double inversion | 154 | ||
| La famille des séquences d'écho de gradient | 155 | ||
| Principe de l'écho de gradient classique | 155 | ||
| Pourquoi réduire l'angle de bascule? | 156 | ||
| Principe de l'écho de gradient | 159 | ||
| L'écho de gradient rapide | 162 | ||
| Séquences d'EGR avec destruction de l'aimantation transversale résiduelle (spoiled gradient echo) | 167 | ||
| Séquences d'EGR avec état d'équilibre de l'aimantation transversale résiduelle par gradient ûrephaseur seulý (steady state ... | 167 | ||
| Variante1 | 169 | ||
| Variante2 | 169 | ||
| Séquences d'EGR type état d'équilibre avec contraste renforcé en (contrast enhanced steady state gradient echo) | 170 | ||
| Le contraste en imagerie d'écho de gradient | 172 | ||
| Le contraste en séquence d'EGR avec destruction de l'aimantation transversale résiduelle | 174 | ||
| Le contraste en séquence d'EGR avec gradient rephaseur seul | 174 | ||
| Le contraste en séquence de type état d'équilibre avec contraste renforcé en T2 | 175 | ||
| L'écho de gradient ultrarapide | 175 | ||
| Variantes de séquences d'écho de gradient | 178 | ||
| Imagerie T2* renforcée | 178 | ||
| Imagerie de susceptibilité magnétique | 178 | ||
| La famille des séquences écho planar et hybrides | 181 | ||
| L'écho planar | 181 | ||
| Les séquences hybrides | 186 | ||
| Combinaison ESR et EG | 186 | ||
| Séquences multi-contrastes | 186 | ||
| La famille des techniques d'acquisitions parallèles | 187 | ||
| Acquisitions parallèles reconstruites dans le domaine image | 187 | ||
| Acquisitions parallèles reconstruites dans le domaine fréquentiel | 191 | ||
| La famille des suppressions tissulaires | 194 | ||
| Suppression de graisse | 194 | ||
| La séquence STIR | 194 | ||
| La technique de saturation sélective | 196 | ||
| Les techniques hybrides | 199 | ||
| Les techniques de séparation de la graisse et de l'eau | 199 | ||
| Méthode d'excitation de l'eau | 203 | ||
| Suppression de liquide | 205 | ||
| Chapitre 10 : Imagerie du flux | 209 | ||
| Signal IRM du sang et des hématomes | 209 | ||
| Rappel sur le flux sanguin | 210 | ||
| Les différents phénomènes de flux | 211 | ||
| Phénomènes de temps de vol | 211 | ||
| Absence de signal/phénomène de sortie de coupe | 211 | ||
| Phénomène d'entrée de coupe/renforcement paradoxal | 211 | ||
| Variation de la phase des spins circulants | 214 | ||
| Erreur de localisation des fluides en mouvement | 215 | ||
| Angiographie par résonance magnétique | 216 | ||
| Méthodes de compensation de flux | 216 | ||
| Technique de présaturation | 217 | ||
| ARM par temps de vol | 217 | ||
| Angiographie par soustraction-angiographie par contraste de phase | 220 | ||
| ARM avec injection de produit de contraste | 223 | ||
| Prérequis sur la réduction du T1 du sang | 224 | ||
| Effet T2* du bolus de gadolinium | 225 | ||
| Suppression des tissus stationnaires | 225 | ||
| Paramètres d'acquisition des images en ARM-Gado | 225 | ||
| Séquences | 225 | ||
| Remplissage des lignes du plan de Fourier | 225 | ||
| Temps de répétition et temps d'écho | 226 | ||
| Angle de bascule | 226 | ||
| Champ de vue et taille de la matrice | 226 | ||
| Épaisseur de coupe, partition des tranches ou slabs | 227 | ||
| Paramètres de l'injection intraveineuse de gadolinium | 227 | ||
| Données hémodynamiques et territoires explorés | 227 | ||
| Dose et modalités de l'injection | 227 | ||
| Timing de la séquence | 228 | ||
| ARM sans produit de contraste | 229 | ||
| Présentation et traitement de l'image | 230 | ||
| Méthodes pour améliorer le contraste en ARM | 231 | ||
| Synchronisation cardiaque (voir Chapitre 14) | 231 | ||
| MOTSA | 232 | ||
| Impulsions à angle de bascule variable (TONE) | 232 | ||
| Séquences de saturation de graisse (voir Chapitre 9, famille des suppressions tissulaires). | 232 | ||
| Transfert daimantation | 232 | ||
| Chapitre 11 : Artéfacts en imagerie par résonance magnétique | 235 | ||
| Artéfacts métalliques | 235 | ||
| Artéfacts de mouvements | 239 | ||
| Mécanismes des artéfacts de mouvements et solutions | 240 | ||
| Artéfacts liés aux phénomènes de flux | 244 | ||
| Artéfacts de troncature | 247 | ||
| Aliasing | 249 | ||
| Mécanisme | 249 | ||
| Solutions | 252 | ||
| Artéfacts de déplacement chimique | 254 | ||
| Artéfacts de susceptibilité magnétique | 257 | ||
| Phénomène d'excitation croisée | 258 | ||
| Artéfacts liés à des techniques particulières | 259 | ||
| Artéfacts liés aux techniques d'imagerie ultrarapides | 259 | ||
| Artéfacts liés aux antennes en réseau phase | 260 | ||
| Artéfacts liés aux techniques d'acquisition parallèle | 260 | ||
| Phénomène de l'angle magique | 261 | ||
| Chapitre 12 : Instrumentation IRM et modalités pratiques des explorations | 265 | ||
| Instrumentation IRM | 265 | ||
| L'aimant principal | 265 | ||
| Les aimants résistifs | 265 | ||
| Les aimants permanents | 265 | ||
| Les aimants supraconducteurs | 266 | ||
| Les bobines de gradient | 266 | ||
| Les antennes | 267 | ||
| Les antennes de volume | 267 | ||
| Les antennes de surface | 267 | ||
| Les autres organes de l'appareil | 270 | ||
| Contraintes sur l'environnement et sur l'opérateur | 270 | ||
| Accueil du patient | 270 | ||
| Contre-indications absolues ou relatives avec précautions d'utilisation | 271 | ||
| Contre-indications relatives | 272 | ||
| Installation et centrage | 273 | ||
| Positionnement et choix de l'antenne | 273 | ||
| Confort et contention | 273 | ||
| Centrage | 273 | ||
| Surveillance et précautions | 273 | ||
| Particularités des examens pédiatriques | 274 | ||
| Préparations particulières | 274 | ||
| Particularités de l'IRM interventionnelle | 274 | ||
| Paramétrage | 275 | ||
| Programmation des séquences | 276 | ||
| Plan de coupe | 276 | ||
| Type de séquence | 276 | ||
| Paramètres qui modifient le contraste : TR, TE, angle de bascule | 276 | ||
| Paramètres qui ne modifient pas le contraste | 276 | ||
| Paramètres qui modifient la taille du voxel | 276 | ||
| Nombre d'excitations | 277 | ||
| Bande passante | 277 | ||
| Options et artifices techniques | 277 | ||
| Particularités de l'IRM à haut champ | 279 | ||
| La sécurité en IRM | 281 | ||
| Risques liés au champ magnétique statique | 281 | ||
| L'effet missile | 281 | ||
| Les forces d'attraction ou de torsion s'appliquant sur les implants ou corps étrangers métalliques intracorporels | 281 | ||
| Prévention des risques liés au champ magnétique statique | 282 | ||
| Prévention par restriction d'accès | 282 | ||
| Prévention par contrôle du personnel et des patients | 283 | ||
| Prévention par utilisation de matériel spécifique | 283 | ||
| Risques liés à l'agent réfrigérant | 283 | ||
| Risques liés aux gradients de champs magnétiques | 284 | ||
| Neurostimulations | 284 | ||
| Le bruit | 284 | ||
| Prévention des risques liés aux gradients | 284 | ||
| Risques liés aux antennes | 284 | ||
| Risque lié aux impulsions RF | 284 | ||
| Risque de brûlures cutanées | 285 | ||
| Prévention des risques liés aux antennes | 285 | ||
| Prévention de l'échauffement des tissus | 285 | ||
| Prévention des risques de brûlures | 286 | ||
| Réglementation concernant le personnel | 287 | ||
| Chapitre 13 : Les séquences d'IRM en cardiologie | 291 | ||
| Préambule: rappel sur le processus de construction de l'image | 291 | ||
| Particularités cardiaques: incidences spécifiques et séquences segmentées | 291 | ||
| Incidences de coupes | 291 | ||
| Synchronisation aux battements cardiaques | 291 | ||
| Concept de séquence segmentée = plusieurs lignes du plan de Fourier par segment | 294 | ||
| Les trois séquences de base en IRM cardiaque: écho de spin, ciné SSFP et inversion-récupération pour imagerie du ûrehaussem ... | 294 | ||
| Écho de spin | 295 | ||
| Imagerie ciné SSFP | 299 | ||
| Séquences de rehaussement tardif | 301 | ||
| Séquences avancées en IRM cardiaque | 304 | ||
| Cartographie des flux par imagerie de phase | 304 | ||
| Perfusion myocardique au premier passage de gadolinium | 305 | ||
| Imagerie ûtemps réelý et interactive | 306 | ||
| Séquences radiales | 308 | ||
| Cartographie des temps de relaxation du myocarde: T1, T2 et T2* mapping | 309 | ||
| T1 mapping | 309 | ||
| T2 mapping | 310 | ||
| T2* mapping | 310 | ||
| Imagerie 2D ou 3D en double synchronisation cardiaque et respiratoire avec ûnavigateurý | 310 | ||
| Tagging | 312 | ||
| Séquences en cours de développement | 313 | ||
| 4D-flow | 313 | ||
| Chapitre 14 : Imagerie de diffusion, de perfusion et IRM fonctionnelle | 315 | ||
| Imagerie de diffusion | 315 | ||
| Principe | 315 | ||
| Applications de l'imagerie de diffusion | 320 | ||
| Evolution du principe: imagerie de tenseur de diffusion | 323 | ||
| Imagerie de perfusion | 326 | ||
| Imagerie de perfusion avec traceurs exogènes | 327 | ||
| Principe | 327 | ||
| Applications cliniques | 329 | ||
| Imagerie de perfusion avec traceurs endogènes (ou traceurs diffusibles) | 330 | ||
| IRM fonctionnelle | 331 | ||
| Principe | 331 | ||
| Déroulement d'un examen d'IRMf | 332 | ||
| Applications de l'IRMf | 334 | ||
| Chapitre 15 : La spectrométrie par résonance magnétique | 337 | ||
| Principe de la SRM | 338 | ||
| Les techniques de SRM | 339 | ||
| Spectrométrie localisée (ou spectrométrie monovoxel ou SVS - Single Voxel Spectrometry) | 339 | ||
| Principe | 339 | ||
| Suppression de l'eau et des lipides | 340 | ||
| Séquences utilisées | 341 | ||
| Exemples de spectres: les métabolites observés dans le cerveau | 342 | ||
| Imagerie spectroscopique (ou technique de localisation multivoxel ou CSI - Chemical Shift Imaging) | 344 | ||
| Le traitement des données | 346 | ||
| Traitements du signal dans le domaine temporel | 346 | ||
| Traitement du signal dans le domaine fréquentiel | 347 | ||
| Analyse des spectres | 347 | ||
| Applications cliniques de la SRM | 348 | ||
| Annexes | 355 | ||
| Annexe 1 : Spin et magnétisme nucléaire | 355 | ||
| Annexe 2 : Quantité de protons en excès en position parallèle dans un volume | 355 | ||
| Annexe 3 : Champ magnétique tournant et onde RF | 356 | ||
| Annexe 4 : Calcul de la durée ou de l'intensité des impulsions RF de 90 et de 180 | 356 | ||
| Annexe 5 : Distribution de Boltzmann | 357 | ||
| Annexe 6 : Cohérence entre modèle quantique et classique | 357 | ||
| Annexe 7 : Repousse en T1 et décroissance en T2 de l'aimantation après une impulsion de 90 | 358 | ||
| Annexe 8 : Évolution dans le temps de l'aimantation longitudinale et transversale pendant la relaxation | 358 | ||
| Annexe 9 : Influence des paramètres TR et TE sur le signal en SE | 358 | ||
| Influence du TR | 48 | ||
| Influence du TE | 49 | ||
| Annexe 10 : Croisement des courbes de repousse de l'aimantation longitudinale | 359 | ||
| Annexe 11 : Annulation du signal en IR | 360 | ||
| Annexe 12 : Caractéristiques d'un gradient de champ magnétique | 361 | ||
| Annexe 13 : Gradient de sélection de coupe : exemple chiffré | 361 | ||
| Annexe 14 : Correspondance entre fréquences et phases | 361 | ||
| Annexe 15 : Gradient de sélection de coupe bipolaire | 362 | ||
| Annexe 16 : Définition mathématique de la transformée de Fourier | 363 | ||
| Annexe 17 : Signal IRM et transformée de Fourier | 364 | ||
| Annexe 18 : Valeur du signal mesuré | 365 | ||
| Annexe 19 : Chronogrammes des séquences d'écho de spin et d'écho de gradient et remplissage du plan de Fourier | 365 | ||
| Annexe 20 : Résolution spatiale de l'image et FOV | 366 | ||
| Annexe 21 : Matrices, champs de vue et pixels | 366 | ||
| Annexe 22 : Influence de l'angle optimum de Ernst | 367 | ||
| Annexe 23 : L'équation suivante donne le T1 du sang après injection de gadolinium (à 1,5 Tesla) | 367 | ||
| Annexe 24 : Modifications de champs magnétiques induits par les gradients par rapport à B0 | 367 | ||
| Annexe 25 : Tableaux comparatifs des séquences et des options | 367 | ||
| Glossaire des tableaux F et G | 384 | ||
| Glossaire | 389 | ||
| Ouvrages conseillés | 399 | ||
| En première lecture | 399 | ||
| Pour en savoir plus | 399 | ||
| Autres ouvrages | 399 | ||
| Sites Internet | 399 | ||
| Index | 401 | ||
| Imprint | 404 |