Imagerie par susceptibilité magnétique appliquée aux seins

Université de Montréal
Imagerie par susceptibilité magnétique appliquée aux seins
par
Sébastien Rochon-Coutu
Département de physique
Faculté des arts et des sciences
Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures
en vue de l’obtention du grade de Maître ès sciences (M.Sc.)
en physique médicale
Décembre, 2013
c
Sébastien Rochon-Coutu, 2013.

Université de Montréal
Faculté des études supérieures
Ce mémoire intitulé:
Imagerie par susceptibilité magnétique appliquée aux seins
présenté par:
Sébastien Rochon-Coutu
a été évalué par un jury composé des personnes suivantes:
Richard Leonelli, président-rapporteur
Gilles Beaudoin, directeur de recherche
Guillaume Gilbert, codirecteur
Andrea Bianchi, membre du jury
Louis-André Hamel, examinateur externe
Mémoire accepté le: 10 Décembre 2013

RÉSUMÉ
Le manuscrit suivant porte sur le développement d’une méthodologie de cartographie de
la susceptibilité magnétique. Cette méthodologie a été appliquée au niveau des seins à
des fins de détection de microcalcifications. Afin de valider ces algorithmes, un fantôme
numérique ainsi qu’un fantôme réel ont été créés. À l’aide de ces images, les paramètres
modifiables de notre méthodologie ont été ajustés. Par la suite, les problèmes reliés à
l’imagerie du sein ont été explorés, tel la présence de gras ainsi que la proximité des
poumons. Finalement, des images in vivo, acquises à 1.5 et 7.0 Tesla ont été analysées
par notre méthodologie. Sur ces images 1.5T, nous avons réussi à observer la présence
de microcalcifications. D’un autre côté, les images 7.0T nous ont permis de présenter un
meilleur contraste que les images standards de magnitude.
Mots clés: Imagerie par résonance magnétique, seins, cancer, cartographie de
la susceptibilité magnétique, détection, microcalcifications, régularisation.

ABSTRACT
The following manuscript is about the development of a methodology called quantitative
susceptibility mapping. This methodology was applied to the breast with the purpose
of detecting microcalcifications. To validate these algorithms, a digital phantom and a
water phantom were created. Using these images, adjustable parameters were adjusted
on our methodology. Thereafter, problems related to breast imaging, like the presence
of fat and the proximity of the lungs, were explored. Finally, in vivo images, acquired
at 1.5 and 7.0 Tesla were analyzed by our methodology. On these 1.5T images, we
successfully observed the presence of microcalcifications. On the other hand, the 7.0T
images allowed us to provide a better contrast than the standard magnitude images.
Keywords: Magnetic resonance imaging, breasts, cancer, quantitative suscepti-
bility mapping, detection, microcalcification, regularization.

TABLE DES MATIÈRES
RÉSUMÉ ..................................... iii
ABSTRACT .................................... iv
TABLE DES MATIÈRES ............................ v
LISTE DES TABLEAUX .............................viii
LISTE DES FIGURES .............................. ix
LISTE DES SIGLES ...............................xiii
NOTATION .................................... xiv
DÉDICACE .................................... xv
REMERCIEMENTS ............................... xvi
CHAPITRE 1 : INTRODUCTION ...................... 1
CHAPITRE 2 : THÉORIE .......................... 5
2.1 SignalIRM ................................ 5
2.1.1 Signalcomplexe ......................... 5
2.1.2 Séquence écho de gradient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.1.3 Bruit des images de magnitude et de phase . . . . . . . . . . . 12
2.2 Susceptibilité magnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2.1 Définition............................. 16
2.2.2 Influence sur la phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.3 Algorithme d’imagerie par susceptibilité magnétique . . . . . . . . . . 17
2.3.1 Élimination des repliements de la phase . . . . . . . . . . . . . 20