I Rappels des principes physiques de l'IRM
Les noyaux ont un spin tournant autour de l'axe
nucléaire et engendrant un dipôle magnétique qui s'exprime
par une grandeur appelée moment magnétique et noté  , orienté de manière quelconque.
En présence d'un champ magnétique B0 statique,
les moments magnétiques prennent deux orientations antiparallèles
correspondant à deux états d'énergie.
1) La
Résonance
Pour observer la résonance, il faut fournir une
énergie par un second champ magnétique B1 de plus faible
intensité, permettant aux noyaux de passer de l'état fondamental
à l'état excité. B1, perpendiculaire à B0, tourne
autour de celui-ci à une vitesse angulaire ù. B1 est une
impulsion radiofréquence de 180°. Lorsque la fréquence de
rotation de B1 est égale à la fréquence de
précession (ou fréquence de Larmor), il y a résonance et
passage du spin à un niveau d'énergie supérieur.
L'ensemble protons alignés dans le champ
magnétique sont représentés par un vecteur de
magnétisation  .
Si on supprime le champ B1, le vecteur  a tendance à revenir à sa position initiale c'est
à dire colinéaire à l'axe Oz en suivant un mouvement de
précession. Sa composante My se déphase et tend alors vers 0, de
même pour Mx, tandis que Mz croît. La décroissance de My se
fait de façon exponentielle et engendre un courant induit dans une
bobine réceptrice (en cuivre) située sur l'axe Oy.
Mouvement de précession et signal FID
reçu.
Une fois amplifié, le signal induit capté par la bobine est
appelé FID (Free Induction Decay) ou encore signal de précession
libre. Le signal FID représente un ensemble de sinusoïdes amorties
en fonction du temps. La transformée de Fourier du signal permet
d'obtenir l'amplitude et la fréquence des signaux mesurés, ce qui
permet leur traitement informatique et la reconstitution d'images.
2) La
relaxation
On parle de relaxation quand  revient à sa position d'équilibre. On peut la
décomposer en deux phénomènes, la relaxation longitudinale
et la relaxation transversale.
La relaxation longitudinale
A l'équilibre Mz = Mo,
Suite à la mise en résonnance : Mz = 0
Le retour de Mz à sa valeur de départ Mo est
exponentielle et caractérise la relaxation longitudinale.
La constante de temps T1 est le temps nécessaire pour
que les protons atteignent les deux tiers de leur aimantation. Elle
dépend en fait de la mobilité des atomes d'hydrogène ou de
celle des molécules auxquelles ils sont liés.
La relaxation transversale
Elle se caractérise par le temps de relaxation T2. T2
est en réalité le temps pendant lequel l'intensité
décroît de deux tiers de sa valeur initiale. Ce temps de
relaxation T2 est toujours inférieur au temps de relaxation T1.
Ces temps de relaxation T1 et T2 vont varier pour un tissu
donné selon l'organisation physico-chimique de l'eau dans ce tissu, et
c'est sur ces variations que l'on s'appuie pour détecter au sein d'un
tissu les modifications liées à la présence d'une
lésion. Les temps de relaxation T1 et T2 des tissus dépendent
donc de la mobilité des noyaux d'hydrogène présents dans
ces tissus : ces temps de relaxation augmentent avec l'hydratation de ces
tissus.
Le temps de relaxation transversale apparent (visible sur le
figure Mouvement de précession et signal FID reçu) est
appelé T2*.
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