Imagerie par résonance magnétique

L'imagerie par résonance magnétique (IRM) produit des images en coupe à partir du signal de résonance magnétique nucléaire des noyaux d'hydrogène présents dans le corps. Placé dans un champ magnétique puissant et excité par des impulsions de radiofréquence, les protons émettent un signal dont l'intensité dépend de la densité protonique et des propriétés de relaxation tissulaire ; l'encodage spatial à l'aide de gradients de champ magnétique transforme ce signal en image. L'IRM offre un excellent contraste des tissus mous sans rayonnement ionisant.

Definition

L'imagerie par résonance magnétique est une technique tomographique qui cartographie le signal de résonance magnétique nucléaire des noyaux d'hydrogène tissulaires, encodé spatialement, le contraste étant principalement régi par la densité protonique et les temps de relaxation T1 et T2.

Scope

Ce sujet aborde les bases physiques du signal de résonance magnétique, les rôles de la densité protonique et des temps de relaxation T1 et T2 dans la génération du contraste tissulaire, l'utilisation des gradients de champ pour l'encodage spatial, et la manière dont différentes séquences d'impulsions pondèrent une image. Il s'agit d'une référence sur la façon dont l'IRM représente l'anatomie, et non d'un guide clinique.

Core questions

• Comment le signal de résonance magnétique nucléaire des protons apparaît-il dans un champ magnétique ?
• Comment la densité protonique et les temps de relaxation T1 et T2 génèrent-ils le contraste tissulaire ?
• Comment les gradients de champ magnétique encodent-ils la position spatiale dans le signal ?
• Comment les séquences d'impulsions déterminent-elles si une image est pondérée en T1 ou en T2 ?

Key concepts

• Résonance magnétique nucléaire des noyaux d'hydrogène
• Densité protonique
• Relaxation T1 (longitudinale)
• Relaxation T2 (transversale)
• Gradients de champ magnétique et encodage spatial
• Séquences d'impulsions et pondération de l'image
• Rayonnement non ionisant

Mechanisms

Lorsque le corps est placé dans un champ magnétique statique puissant, les noyaux d'hydrogène s'alignent avec le champ et peuvent être basculés par une impulsion de radiofréquence ; en se relaxant, ils émettent un signal de radiofréquence. L'amplitude du signal reflète la densité protonique locale, tandis que les vitesses de récupération (T1, relaxation longitudinale) et de décroissance (T2, relaxation transversale) diffèrent entre les tissus et constituent la source dominante de contraste (Pykett et al., 1982). Des gradients de champ magnétique superposés au champ principal font que la fréquence de résonance et la phase dépendent de la position, ce qui permet d'encoder spatialement le signal et de le reconstruire en une image (Lauterbur, 1973). En faisant varier le timing des impulsions, les séquences peuvent être pondérées en T1, en T2 ou en densité protonique, mettant en évidence différentes propriétés tissulaires. La physique détaillée est abordée dans les ouvrages de référence standard (Bushberg et al., 2012).

Clinical relevance

L'IRM offre un contraste supérieur des tissus mous pour visualiser l'anatomie neurale, musculo-squelettique et viscérale sans rayonnement ionisant, et la relation entre la pondération des séquences et l'apparence tissulaire est fondamentale pour l'interprétation de ces images (Pykett et al., 1982). Cette entrée décrit comment l'IRM représente l'anatomie et ne constitue pas une base pour des décisions diagnostiques ou thérapeutiques individuelles.

History

L'IRM est née de la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire du milieu du XXe siècle. En 1973, Paul Lauterbur a montré que les gradients de champ magnétique pouvaient encoder spatialement le signal RMN pour former des images, et Peter Mansfield a contribué aux méthodes d'encodage spatial rapide et de reconstruction ; les deux ont partagé le prix Nobel de physiologie ou médecine en 2003. Les premiers principes cliniques ont été consolidés au cours de la décennie suivante (Pykett et al., 1982), après quoi des intensités de champ plus élevées et des séquences plus rapides ont progressivement étendu les applications anatomiques de la technique.

Key figures

• Paul Lauterbur
• Peter Mansfield

Seminal works

• lauterbur-1973
• pykett-1982

Frequently asked questions

Pourquoi l'IRM n'utilise-t-elle pas de rayonnement ionisant ?

L'IRM génère son signal à partir des noyaux d'hydrogène qui répondent à un champ magnétique puissant et à des impulsions de radiofréquence plutôt qu'à des rayons X, elle n'expose donc pas le patient à des rayonnements ionisants.

Qu'est-ce qui détermine si une image est pondérée en T1 ou en T2 ?

Le timing de la séquence d'impulsions détermine quelle propriété de relaxation domine le contraste : des paramètres appropriés permettent à l'image de mettre en évidence la relaxation T1 (longitudinale) ou T2 (transversale), modifiant ainsi l'apparence des tissus.