BTIME – 16.01.17 – Imagerie par Résonance Magnétique Nucléaire

BTIME - Imagerie par Résonance Magnétique Nucléaire : connaissances de base
16/01/2017
BOURLON Léo L2
CR : GOTTRAU Marion
BTIME
M. PANUEL
18 pages
Imagerie par Résonance Magnétique Nucléaire : connaissances de base
Plan
A. Introduction
I. Arsenal d’imagerie diagnostique
II. En pratique
B. Le proton
C. Le champ magnétique
D. Phénomène de résonance
E. Relaxation des protons
F. L'écho
G. Formation de l'image
H. Séquence de base
I. Séquences en écho de spin
II. Séquences en écho de gradient
III. Séquences avec suppression du signal de la graisse
IV. Séquences avec suppression du signal de l'eau
I. Gadolinium
J. Autres séquences
I. Séquences de flux
II. Séquences de diffusion
III. Spectro-IRM 1H
K. Artefacts
L. Contre-indications de l'examen IRM
M. Précautions et contraintes de réalisation
N. Indications
Tout ce qui est sur les diapos doit être su.
A. Introduction
I. Arsenal d'imagerie diagnostique
On parle ici uniquement de l'imagerie diagnostique.
 Ultrasons → Échographie
 Rayons X → Radio standard et Scanner (On a actuellement tendance à remplacer l'imagerie par rayons
X par l'IRM mais ils sont encore beaucoup utilisés.)
 IRM → Pas de radiation ionisante.
 Imagerie par émission (scintigraphie : il y a des radiations ionisantes) → Médecine nucléaire
Il existe de très nombreuses applications cliniques de l’IRM.
(Tous les étudiants en médecine doivent connaître les bases de l’imagerie.)
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Pour faire simple, on peut retenir :
 Rayons X = imagerie calcium
 IRM = imagerie proton
En pratique pour faire une IRM on a besoin de protons, d'un aimant puissant, d’ondes de radiofréquence
émise par des antennes et d'un calculateur hyper performant.
Exemples d’émetteurs d’ondes radiofréquences : téléphone, four à micro-ondes (émet pendant un certain temps
des ondes de radiofréquence qui entraînent une élévation de la température)…
Le contraste est à la base de l’imagerie.
II. En pratique
Il faut toujours commencer par une valider l’indication de l’examen que l’on s’apprête réaliser sur le patient
(cela revient à se poser la question : « est-ce-que l’examen prescrit sera utile pour ce que je cherche à observer
chez le patient ? »).
Le patient est ensuite préparé en respectant certaines précautions spécifiques à chaque examen et c’est
seulement à partir de là que l’on réalise l'examen.
On doit par la suite choisir les séquences selon lesquelles on réalisera ce dernier en fonction de ce que l'on
cherche à étudier (c’est-à-dire selon l’indication de l'examen).
Enfin, on traite les images obtenues (lecture et interprétation afin d'aboutir à un diagnostic clinique).
B. Le proton
C'est le noyau de l'atome d'hydrogène, une particule chargée très abondante dans le corps
humain (dans la graisse ou les liquides par exemple).
Il possède trois propriétés nécessaires pour l'IRM :

Il tourne sur lui-même (puisque c'est une particule chargée) : il a donc un moment
magnétique angulaire de spin (= façon qu’a un proton de tourner sur lui-même).

Il précesse (un peu comme une toupie, ou comme la Terre autour du Soleil) : décrit
un mouvement de rotation angulaire avec une certaine vitesse.

Il présente deux niveaux d'énergie :

A l'équilibre, le niveau de basse énergie est supérieur au niveau de haute énergie même si la
variation (delta) entre ces deux niveaux est relativement faible (c’est-à-dire qu’à l’équilibre il y a
plus de protons au niveau de basse énergie qu’au niveau de haute énergie mais que tout de même
cette différence reste minime).

Aimantation parallèle ou antiparallèle

Si on applique une excitation (=transfert d’énergie), un certain nombre de protons de basse
énergie passent au niveau de haute énergie : ce sont ces protons qui sont utilisés en IRM car au
relâchement de l’excitation, il va y avoir un retour d’énergie (pour revenir au niveau le plus bas)
que l’on pourra enregistrer.
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C. Le champ magnétique
Le champ magnétique doit être puissant et homogène.
La puissance de l'aimant qui va créer le champ varie de 1,5 à 3 T (voire jusqu'à 7 teslas
en recherche et bientôt en pratique clinique). Donc sa puissance est plus de 30 000 fois
supérieure au champ magnétique terrestre qui est de 50mT, ce qui laisse penser que l’IRM peut avoir des effets
biologiques sur le corps humain (en effet une telle puissance ne peut être strictement anodine).
Le caractère homogène du champ est extrêmement important pour une bonne qualité de l’image. Il implique
que le champ magnétique soit identique en tout point, il faut pour cela que l’ensemble des protons soit soumis à
la même aimantation.
Une fois placés dans le champ magnétique, les protons vont s’orienter selon B0 (=l’axe du champ magnétique)
en position de basse ou de haute énergie et vont continuer de précesser. A ce stade, on obtient un état
d’équilibre.
Note : Les protons du corps humain ne sont pas les seuls à s’orienter dans
l'axe de Bo et l’aimant utilisé est extrêmement puissant, ce qui fait qu’un lit
de réanimation placé à côté sera attiré par la machine d'IRM.
De même pour tout ce qui est métallique (marteau réflexe, ciseaux,
stéthoscope, chaine en métal...) dans la poche de la blouse d’un médecin
par exemple. Une fois à proximité de l’IRM, ces objets vont être attirés à
une vitesse considérable vers la machine et ça peut être très dangereux.
Il faut donc prendre des précautions.
D. Phénomène de résonance
Le phénomène de résonance est un transfert d'énergie entre deux systèmes oscillant à la même fréquence.
Exemple : La Castafiore (dans Tintin) fait claquer le verre de cristal car son chant émet
une énergie avec une certaine fréquence qui correspond à la fréquence des atomes de
carbone dans le cristal. De ce fait, l’énergie véhiculée par son chant va se mette en
résonnance avec le cristal lui-même, qui va donc exploser.
L'excitation des protons afin de les faire entrer en résonance se fait
par une onde de radiofréquence (RF) dont la fréquence correspond
à la fréquence de précession (fait de tourner autour d'un axe) dite
aussi fréquence de Larmor (63,8 MHz pour un B0 = 1,5T).
Ainsi, quand on envoie une RF de 63,8 MHz, les protons vont entrer en résonnance.
Ces protons excités vont subir deux phénomènes :
 Ils vont se mettre en phase et précesser uniformément autour de l’axe B0.
 Certains protons vont passer au niveau de haute énergie. Ce niveau varie en
fonction de B0 et de l'intensité de la RF.
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E. La relaxation des protons
C’est à ce moment-là que l’on va recueillir le signal IRM.

A l'arrêt de l'impulsion de l’onde RF, le système revient à
l'équilibre (les protons qui étaient passés au niveau d’énergie
supérieur redescendent à leur niveau d’énergie initial).
Il va y avoir un déphasage des protons en fonction des interactions
entre eux (les protons de l’eau ne vont pas se déphaser avec la
même vitesse que les protons de la graisse). Ce déphasage peut
s'exprimer sous la forme d’une exponentielle décroissante
On définit le temps de relaxation T2 ou temps de relaxation transversale comme le temps nécessaire au
déphasage de 63% des protons. Si le déphasage se fait lentement, le T2 sera plus long et inversement si les
protons se déphasent rapidement le T2 sera court.

A l’arrêt de l’impulsion RF, il va également y avoir un retour
à l’aimantation longitudinale initiale qui va se faire à une
certaine vitesse. Cette vitesse dépend des interactions entre
les protons et le milieu environnant.
On définit pour cela le temps de relaxation T1 ou temps de
relaxation longitudinale correspondant au temps nécessaire à la
récupération de 63% de l'aimantation à l'équilibre. Il est
graphiquement représenté par une exponentielle ascendante (car la
résultante va reprendre sa valeur initiale).
/ ! \ Important : Le T1 est supérieur au T2 d’un facteur 10 : T1 > T2 par un facteur 10
Par exemple :
 Dans la graisse le réseau de protons est serré, par conséquent les protons reviennent vite à l’aimantation
initiale : le temps de relaxation T1 est très court donc le signal IRM sera élevé en T1.

A l'inverse dans l'eau, le réseau est moins serré : le temps de relaxation T1 est long et le déphasage est
plus long donc le temps de relaxation T2 est plus long = signal faible en T1 et élevé en T2.
Ces paramètres peuvent se mesurer mais c'est surtout théorique et assez peu clinique. Chaque structure possède
des paramètres de relaxation différents, ce qui fait que si le signal est bien recueilli, on aura un contraste entre
les différentes structures voisines. Ce contraste nous permet d’obtenir une image sur laquelle on peut
différencier le normal du pathologique, et c’est tant mieux parce que c’est un peu le but de tout ça.
Les valeurs du tableau ne sont pas à
connaître, c'est juste pour avoir une
idée :
– SB : substance blanche
– SG : substance grise
– LCR : Liquide Céphalo
Rachidien
– N(H) : densité de protons
Note : la différence des paramètres entre SB et SG est en partie due au fait qu’elles ne contiennent pas la même concentration de
graisse.
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F. L'écho
En IRM, on travaille avec des signaux qui sont à la base très faibles. Pour pouvoir obtenir un signal capable
d’être suffisamment bien perçu, on va utiliser une stratégie permettant d’amplifier ce dernier : c’est le principe
de l’écho (on répète un signal faible pour mieux le percevoir).
Le signal T2 (signal de déphasage) recueilli par l'antenne est appelé FID (Free Induction Decay). Il est difficile
à enregistrer du fait de contraintes physiques dues à sa position par rapport à l’axe du champ magnétique.
Par ailleurs, en pratique il ne s’agit pas d’un signal T2 mais plutôt d’un
signal T2* encore plus faible que le premier, car il résulte de la relaxation
des protons situés dans un champ magnétique comportant des
hétérogénéités locales difficilement évitables (créées par le métal de
prothèses de hanche, le fer dans le sang...etc).
Ces inhomogénéités du champ magnétique initial font que l’excitation est
de moins bonne qualité et donc que le temps de relaxation est plus court
(les protons se déphasent plus rapidement), ce qui affaiblit le signal T2.
On retiendra que T2* = T2 + les inhomogénéités de champ.
Du coup, pour améliorer le signal on réalise un ou plusieurs écho(s) (cela dépend des séquences utilisées) du
premier signal qui va tout d’abord remettre les spins en phase pour de nouveau enregistrer un signal suite à un
deuxième déphasage. On répètera ce phénomène à des intervalles de temps particuliers.
Le choix du temps d'écho (TE) influence l'image parce car chaque tissu a un T2 différent, ce qui permet
d’obtenir un contraste (qui est à la base de l’imagerie par résonnance magnétique).
Ainsi un TE long favorise un contraste entre deux tissus voisins l’un de l’autre (il permet de mieux les
différencier en fonction de leur T2).
Par conséquent : si on a deux tissus qui ont des T2 différents mais que le TE utilisé est court, on ne verra pas
ces différences.
Il existe deux grandes familles de séquences utilisées pour faire l’écho d’un signal en IRM (c’est-à-dire deux
réglages appliqués pour recueillir un signal IRM) :
 Écho de spin
 Écho de gradient
G. Formation de l'image
La dimension du volume que l'on veut explorer est appelée champ de vue ou FOV.
Exemple : Si l’on veut explorer un bassin ou un abdomen en totalité, on n’aura pas le même champ de vue.
Ce volume à observer est arbitrairement divisé en unités de volume élémentaire que l’on appelle : voxels.
Encore une fois : le voxel est un volume !
Ils correspondent à la notion d’épaisseur de coupe et de champ de vue : une coupe d’épaisseur fine implique
un nombre important de voxels.
Le nombre de voxels par volume définit la matrice : plus il y a de voxels, plus la matrice est élevée.
En somme : Plus le voxel est petit, plus l'image est fine mais moins il y a de signal (car si on étudie un petit
volume, il y a peu de protons, donc peu de signal).
Et inversement : Plus le voxel est large et plus il y aura de signal (car il y a plus de protons) mais moins il y
aura de définition.
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Afin de savoir à quel endroit précis se trouve le signal recueilli, il faut coder les voxels.
Le codage des voxels dans les trois directions de l'espace se fait grâce à des gradients de champ.
Point technique pour ceux qui aurait décidé de se lancer dans la construction d’une IRM chez eux :
Pour créer un gradient de champ on utilise des bobines dans lesquelles on fait passer un courant afin de
modifier localement la valeur du champ magnétique B0. Le gradient créé modifie légèrement la fréquence de
Larmor sur chaque voxel (envoyée par l’antenne) ou la phase (selon si c’est un gradient de phase ou de
fréquence). Résultat : le champ subi par un volume connu (voxel) sera différent de celui appliqué sur le voxel
voisin.

Si l'on applique un gradient de fréquence dans une direction donnée : dans chaque voxel les protons
seront toujours en phase mais ils vont précesser à une fréquence légèrement différente en fonction de
leur position par rapport au gradient de fréquence (pas de différence d'axe d’orientation mais seulement
de fréquence). C’est cette variation de fréquence qui nous permettra de les différencier entre eux pour
les coder dans cette direction de l’espace.
Explication du prof : on imagine les rangées de l’amphi, dans chaque rangée les protons sont en phase mais
précessent à une fréquence différente.

Si l'on applique un gradient de phase dans une autre direction perpendiculaire à celle où l’on a appliqué
le gradient de fréquence : dans chaque voxel les protons précessent à une même fréquence mais sont
déphasés par rapport aux voisins. On peut donc coder les voxels selon cette deuxième direction de
l’espace.
C'est au final un codage spatio-temporel par la phase et la fréquence où les gradients de champ déterminent
la position d’un voxel par rapport à un autre.
L’antenne recueille alors un ensemble de données brutes appelé l'espace K, qui servira de base à la formation
de l’image. Il faut pour cela décoder cet ensemble de données, et ceci se fait par l’utilisation de plusieurs
transformées de Fourier.
Une transformée de Fourier analyse le contenu fréquentiel d'un signal et permet de constituer une image où
chaque point élémentaire ou pixel (puisque c'est maintenant une image et non plus un volume) représente
grossièrement un signal en un point donné de l’espace.
Le pixel correspond donc à l’image du voxel : on part de volumes possédant une certaine fréquence chacun, ces
fréquences sont ensuite transposées en image composée de pixels (création d’une échelle de gris permettant de
différencier deux structures différentes = contraste).
La séquence choisie permet de différencier les structures entre elles et donc créer un contraste.
On peut avoir des contrastes car les protons d’une structure donnée n’ont pas les mêmes propriétés que ceux
des structures voisines.
Ici on observe un contraste entre trois structures élémentaires : substance
blanche (corps calleux), substance grise et LCR.
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H. Séquences de base.
I. Séquence en écho de spin
L’image ci-contre n’est pas importante à comprendre à notre niveau.
Le TE et le TR sont des éléments déterminants du contraste en
écho de spin.
Une séquence en écho de spin se caractérise par le TR et le TE.

Le temps de répétition (TR) est le temps qui s'écoule avant qu'on ne recommence la mesure du signal.

Le temps d'écho (TE) est le double du temps auquel on a appliqué l'impulsion de 180° pour enregistrer
le signal.
Rappel :
 T1 = relaxation longitudinale : temps au bout duquel on a retrouvé 63% de l’aimantation initiale.
 T2 = relaxation transversale : temps au bout duquel 63% des protons sont déphasés.
a. Pondération T1
Une pondération en T1 favorise la différence du T1 entre deux tissus pour faire un contraste. Elle nécessite :

Un TE court : les protons n’ont pas le temps de se déphaser et ce, quelle que soit la structure dans
laquelle il se trouvent. Donc on ne contraste pas l’image selon le T2 car dans ce cas il n’y a pas de
différence entre deux structures ayant un T2 différent.

Un TR court ou intermédiaire (<600 ms) : Il ne faut pas être trop long afin de ne pas enregistrer les
paramètres T2 (le prof a dit entre 600 et 800ms), mais il ne faut pas non plus être trop court car sinon il
n'y aura pas de signal T1 permettant de différencier deux structures distinctes.
Explication : Dans chaque graphique on a deux courbes, chacune représente le comportement des protons
d’une structure donnée lors de la relaxation.
Ici le premier graphique (à gauche) montre la décroissance du T2 c’est-à-dire le déphasage des protons
(enregistré dans le plan XY) dans deux structures distinctes, et le deuxième montre la remontée de
l'aimantation dans ces deux structures différentes, c'est le T1, le retour à l'équilibre (selon l'axe Z).
Retenir TE/T2 ça rime ^^
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b. Pondération T2
Pour une pondération en T2 il faut un :
 TE long (effet T2 maximal)

TR long (effet T1 minimal)
c. Pondération en densité de protons
Dans ce type de pondération, on veut faire un contraste
entre deux structures uniquement selon leur différence
de densité de proton, donc on ne veut pas être perturbé
par les paramètres T1 et T2.
On prend pour cela un TE court (effet T2 minimal) et
TR long (effet T1 minimal).
Sur les images pondérées en densité de protons, plus il y a de protons dans une structure, plus le signal est fort
(quel que soit l’environnement dans lequel les protons se trouvent).
Cette séquence est idéale pour étudier des structures fibreuses (ménisques…) ou osseuses.
Exemples :
 Pondération T2 :
• Le signal émis par un liquide est élevé (ex : le LCR) = blanc
N.B : le LCR est toujours blanc en pondération T2. Les liquides sont blancs en pondération T2.
• Les substances blanche et grise expriment un contraste permettant de bien les différencier : avec
une SB gris foncé et une SG gris clair.
• La graisse est gris clair
 Pondération T1 :
• Le signal du liquide est faible = noir
N.B : En pondération T1 quel que soit l'endroit où il se trouve, le liquide est noir.
• Le contraste substance noire / substance grise est faible.
• La graisse est très blanche.
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Donc la différence substance grise / substance blanche est plus ou moins importante selon la pondération.
 Le calcium n'a pas de signal en IRM (donc les zones de calcifications apparaitront sans signal = noir).
Ceci est dû au fait que les protons dans les structures osseuses sont tellement serrés qu'ils ne peuvent
pas entraîner de signal.
Si on compare cela à un scanner X : l'os apparaît blanc (car le calcium absorbe les rayons X).
En revanche, au scanner le liquide est noir et la différence substance grise / blanche est visible mais
nettement moins intéressante qu’en IRM.
II. Séquence en écho de gradient (EG)
L'angle de bascule (< 90°), le TE et le TR sont des éléments déterminants du contraste en écho de
gradient et parmi ces paramètres c’est l'angle de bascule qui a le plus d'importance.
Pour recueillir l'écho selon cette technique :

L’impulsion à 180° de la séquence en écho de spin est remplacée par l’inversion de la polarité d'un
gradient (EG)

L'impulsion initiale à 90° en écho de spin est remplacée par un angle de bascule variable (angle α).
 La valeur de l'angle α détermine plus que le TE et le TR le contraste de l'image.

Le TE et le TR sont plus courts qu'en écho de spin (ES)
Avantage : les séquences en écho de gradient sont plus courtes (donc dans un même temps, on peut
explorer plus de choses).
La pondération et le contraste sont variables lors de séquence en écho de gradient.
Les inhomogénéités apparaissent plus facilement en écho de gradient puisque c'est plutôt une pondération T2*
que T2.
De plus, les produits de dégradation de l'hémoglobine modifient le signal des séquences en pondération T2* (=
le sang est noir).
Exemple : De gauche à droite : Quelle que soit la pondération, la corticale osseuse est toujours noire à l’IRM.
 Pour la première photo : le liquide dans l'articulation est en blanc et le muscle est gris. Dans les os, les
protons ne peuvent pas bouger car ils sont trop serrés et donc le signal est faible, ils apparaissent plus
ou moins noirs.
 Sur la seconde photo on voit des zones d'hyposignal très marquées (zones noires indiquées par la
flèche), cela pourrait correspondre à du calcium, au métal provenant du sang (fer) ou à une prothèse.
Ainsi, on peut détecter une inhomogénéité provenant de la dégradation de l'hémoglobine = saignement.
 Sur la dernière image, on est en séquence écho de gradient en pondération T2 (le LCR est blanc).
N.B : Lorsque le signal est noir on a du calcium ou des éléments ferreux.
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III. Séquences avec suppression du signal de la graisse
En T1, le signal de la graisse est très élevé. Plusieurs solutions pour le faire disparaître (afin de mieux étudier
les structures sous-jacentes) :

Saturation sélective de la fréquence de la graisse :
On connaît la fréquence spécifique de la graisse (car tous les protons de la graisse ont une
fréquence caractéristique) donc on fait une saturation sélective de cette fréquence pour
l’empêcher d’émettre un signal.

Inversion-récupération :
L'impulsion de 180° pour recueillir l'écho se fait après un temps TI (temps d'inversion)
correspondant exactement au temps où la composante liée à la graisse est nulle (graphique cidessous).
On parle de séquence STIR : très utilisée pour la détection d’œdème, d’infection, des tumeurs,
contusion...
Exemple ci-dessus : sur l'image de droite dans l’os on voit une tache blanche qui dans ce cas peut être une
contusion, une infection, ou une tumeur qui aurait détruit l’architecture du genou.
A gauche : La graisse est blanche, le LCR est noir, la moelle
épinière est gris clair → pondération T1.
Au milieu : La graisse est gris clair, le LCR est blanc →
pondération T2.
A droite : La graisse est gris foncé (son signal a été supprimé), le
LCR est blanc → séquence STIR.

Saturation sélective de la fréquence de la graisse et injection de
sels de gadolinium en intraveineuse sur une séquence en
pondération T1 :
Le gadolinium peut raccourcir le T1 (=augmenter le signal T1) et se fixer sur des
zones hypervascularisées (détection de tumeurs, inflammations, infection…) qui
seront donc en hypersignal T1 (=blanches).
Ci-contre : On a injecté un produit permettant d'augmenter le signal des éléments
hypervascularisés (gadolinium) et la synoviale apparaît en blanc (hypersignal T1) =
tumeur, infection, inflammation de l’articulation ?...
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IV. Séquences avec suppression du signal de l'eau
Explication : Au temps n les protons de l'eau sont à 0. À ce moment-là on envoie l'écho à 180º. On a alors une
suppression du signal de l'eau.
Sur l’image à gauche, on a entouré une lésion de la substance blanche, mais elle peut être confondue avec les
autres tâches blanches tout autour (signal du LCS).
A droite, sur le même patient, on a utilisé une séquence FLAIR pour supprimer le signal du liquide, on voit
mieux la lésion de la substance blanche.
C’est le même principe d'inversion-récupération que dans la séquence STIR, sauf que cette fois-ci le temps
d’inversion correspond au temps auquel le signal du liquide est nul.
On parle de séquence FLAIR (Fluid Attenuation Inversion Recovery) qui efface l'hypersignal T2 de liquides
tel que le LCS.
Cette séquence est indispensable pour rechercher des lésions de la substance blanche, puisqu'en T2 le LCS et la
substance blanche ont la même couleur, il est donc difficile de distinguer ces deux structures (peu contrastées),
ce qui pose des problèmes pour l’interprétation de l’image.
Exemple d’application : La sclérose en plaque engendre des anomalies de la substance blanche, la séquence
FLAIR est donc idéale pour détecter des lésions dans ce cas.
I. Gadolinium (Important le prof a insisté sur cette partie)
Ce n'est pas vraiment un produit de contraste mais il est utilisé en tant que tel en routine en IRM.
On l’injecte par voie intraveineuse sous forme de chélate (=entouré d'un cycle carboné) en raison de sa toxicité.
Il a la capacité de modifier le comportement magnétique de l'environnement :

Il entraîne un raccourcissement du T1 donc un hypersignal en pondération T1 aux doses habituelles
(0,2 ml/kg de poids)

Il a une action insignifiante sur le T2 aux doses habituelles.
Il est utilisé :
•
pour l'imagerie vasculaire
•
pour étudier des parenchymes (lésions focales, inflammation...)
•
pour l'étude de la fonction rénale (Uro-IRM fonctionnelle).
Inconvénient : On ne sait pas s’il s’élimine très bien dans l’organisme, ce qui pourrait entrainer des problèmes
de santé important du fait de sa grande toxicité (surtout chez les insuffisants rénaux)…
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Contre-indications du gadolinium :
 Allergie au chélate
 Insuffisance rénale sévère ou modérée (clairance créatinine <60ml/mn),
 Grossesse (par mesure de précaution).
Ci-dessus : Acquisition dynamique du métabolisme et de l’élimination du gadolinium en écho de gradient à
t=0, 30s, 60s et 3 mn dans un rein.
Sur les deux premières images, on peut voir un hypersignal sans injection de Gadolinium au niveau de liquides
statiques : le LCR, l'urine, le liquide dans les articulations.
Dans la troisième image (avec injection de gadolinium en écho de gradient) : on voit un rein, le Gadolinium va
dans le cortex rénal car il est très vascularisé par rapport à la médullaire.
J. Autres séquences
I. Séquence de flux : imagerie vasculaire
Pour l’imagerie vasculaire il y a deux écoles : avec utilisation d’un produit de contraste et sans.
a. Méthode sans injection de produits de contraste
Deux techniques principales :
 Contraste de phase (utilise le déphasage plus rapide des protons circulants)
 Temps de vol (TOF) (utilise le phénomène d'entrée dans le plan de coupe de protons non saturés =
contraste de phase)
Ces méthodes longues (plusieurs minutes donc pas très pratique), sensibles aux turbulences et ne quantifient
pas les sténoses (les flux vont continuellement perturber le signal).
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Ces méthodes ne permettent d’observer que « le normal », elles sont limitées en ce qui concerne l’observation
du pathologique.
b. Méthode avec injection de produits de contraste
Elles sont très courtes dans le temps (on demande au patient de rester en apnée quelques secondes le temps de
réaliser l’examen) et on obtient une très belle image vasculaire, même si elle n’est pas aussi détaillée qu’une
angiographie.
On fait un écho de gradient et seuls les vaisseaux seront en
hypersignal car le gadolinium abaisse le T1 et fixe les zones
les plus vascularisées.
II. Séquences de diffusion
Elle repose sur la vitesse des mouvements browniens de l'eau à l'intérieur des parenchymes (surtout dans le
cerveau car il est relativement homogène).
Cette séquence requiert l'emploi d'une séquence ultra-rapide dite EPI (Echo Planar Imagery).
La mobilité des molécules d'eau est caractérisée par un coefficient de diffusion qui dépend de la structure du
tissu :
 Région où la mobilité est élevée : signal bas
 Région où la mobilité est faible : signal élevé
Application : AVC ischémique à phase aiguë (la diffusion de l’eau est diminuée et constitue l’œdème
cytotoxique = hypersignal très précoce).
N.B : la séquence de diffusion est très sensible à l’œdème cytotoxique.
En revanche pour l’AVC hémorragique on va plutôt utiliser le T1 ou l’écho de gradient (+++).
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III. Spectro-IRM du proton
C'est l'analyse spectrale des composants paramagnétiques autres que l'eau (métabolites par exemple) au sein
d’un mégavoxel. Cette analyse prend la forme de pics aux fréquences riches en protons.
Cela permet d’observer les composants normaux et pathologiques, on l’utilise plus particulièrement pour
détecter des tumeurs cérébrales ou des anomalies métaboliques.
K. Artefacts
Etant donné la multiplicité des facteurs déterminants la formation de l'image en IRM, les potentielles sources
de dysfonctionnement sont nombreuses. Cependant ce dysfonctionnements (artefacts) peuvent parfois nous être
utiles.
Il y en a de plusieurs sortes :
– Artefacts cinétiques :
Exemples : mouvements involontaires, respiration, battements cardiaques, tube digestif...
Certaines séquences sont parfois impossibles à réaliser si le patient est agité
Solutions pour y pallier :
o
o
Emploi de la sédation chez les enfants pour éviter qu'ils ne bougent pendant
l’examen
Synchronisation cardiaque ou respiratoire, contraindre le patient avec des
petits moyens...etc
Les points fléchés correspondent aux
mouvements de l'aorte. C'est bien un
artefact cinétique et non pas une lésion
hépatique, il s’agit simplement de la
répétition de l’image de l’élément qui
bouge.
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– Artefacts de repliement :
Ce sont des repliements en miroir de la périphérie de l’image.
Ils apparaissent lorsque le champ de vue est trop petit par rapport à la taille de la
zone étudiée. Il faut donc adapter la fenêtre de visualisation à ce que l'on explore.
Ci-contre, on voit que la main du patient a été complètement relayée à l’arrière
et déformée.
– Artefacts de susceptibilité magnétique :
Perte de signal aux interfaces du fait d'un gradient de champ magnétique entre des tissus différents, ou lorsqu'il
existe une prothèse ou un corps étranger métallique.
Ils sont très utiles pour rechercher des dérivés de l'Hémoglobine en écho de gradient (on s’en sert pour
rechercher une calcification ou une hémorragie par exemple).
Artefact
ferromagnétique
dans le genou dû
aux produits de
dégradation de
l’hémoglobine du
sang : détection
d’un saignement.
Artefact ferromagnétique dû à un appareillage dentaire
(on voit que l’appareil a déformé la face du patient sur l’IRM).
– Artefacts de troncature : striations partielles en rapport avec une interface dans le sens du codage de
phase (le prof n’en a pas parlé mais il apparaît sur le diapo)
– Artefacts de déplacement chimique : décalage aux interfaces dans le sens du codage de fréquence.
Exemple : décalage de l’interface eau/graisse.
Exemple : image à droite : léger trait blanc sur la gauche mais pas sur la droite.
Dans toutes les images il faut faire attention à la présence de ces artéfacts.
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L. Contre-indications de l'examen IRM
Les contre-indications formelles sont :
 Corps étrangers métalliques intra-oculaires (travailleur exposé à des éclats métalliques, accident
etc...) : le métal risque de se déplacer ou de chauffer, dans l’œil ça fait pas mal de dégâts…

Pacemaker, neurostimulateur, implants cochléaires et de manière générale tout matériel médical
électronique implanté de manière inamovible (risque de se dérégler).

Valve cardiaque métallique (matériel médical ancien)

Clips neuro-chirurgicaux anciens car ils étaient en fer (ne sont plus trop retrouvés et les nouveaux sont
en titane)
Les contre-indications relatives sont :
 Grossesse au cours du premier trimestre (sauf si urgence maternelle) : car on va envoyer de l’énergie à
embryon encore trop fragile.

Obésité > 150 kg
Ne sont pas des contre-indications :
 Clips ou agrafes chirurgicales non à proximité de l’œil
 Éclats métalliques
 Prothèses ou appareillage dentaire
 Prothèses ou matériel d'ostéosynthèse
 Claustrophobie (concerne jusqu'à 3 à 5% des patients) : on peut leur faire de la relaxation, des huiles
essentielles…etc
N. Précautions et contraintes de réalisation
Au niveau des précautions :

Pour l’instant, les effets biologiques délétères d'une courte exposition à un champ magnétique statique
n’ont pas été démontrés mais cela ne signifie pas qu’ils n’existent pas.

Stimulation possible des nerfs périphériques (entraînant trémulations = on peut se mettre à trembler)

Bruit intense (dus aux gradients utilisés) : Il faut une protection auditive pendant l’examen.

Émission de radiofréquences qui entrainent un échauffement des tissus :

Taux d'absorption spécifique (SAR) : norme utilisée pour mesurer ces effets (chaleur).
Le maximum admissible en routine clinique est de 4W/kg pour le corps entier (très vite atteint
chez les prématurés par exemple).

À 3T, avec le doublement de l'intensité des champs magnétiques, l'énergie déposée dans les
tissus peut quadrupler.
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Au niveau des contraintes de réalisation :
 Nécessité de choix d'une antenne ayant la forme adaptée (pied, crâne, genou, etc...)

Installation confortable du patient (surtout s'il souffre du fait de sa pathologie : tumeur osseuse par
exemple)
 Coopération du patient indispensable même si la séquence est rapide (notamment pour les jeunes
enfants)
Sinon nécessité de sédation (jeunes enfants, patients de réanimation...) pour éviter les artefacts
cinétiques.
M. Principales indications de l'examen IRM
La Directive Européenne 97/98 a défini le principe de substitution qui consiste à favoriser l'imagerie qui
n'utilise pas de rayons ionisants.
L'IRM est indiquée pour différentes zones du corps humain à étudier dans les cas suivants :

Encéphale : toutes les situations (c’est l’examen de base pour toutes les pathologies du système
nerveux)
o Malformations
o Infectieux
o Inflammatoire
o Vasculaire
o Tumoral
o Dégénératif
o Traumatisme (le scanner cérébral est réalisé en première intention, mais l'IRM est possible)

ORL : observation de l’angle ponto-cérébelleux (situé avant l’oreille interne), du cavum, du larynx...

Thorax : généralement on utilise le scanner mais l’IRM est elle aussi possible, surtout pour le cœur et
les gros vaisseaux

Sein : l’examen de première intention est la mammographie (=radiographie) mais l’IRM peut venir en
complément pour l’exploration et le suivi des tumeurs malignes par exemple.

Rachis : os, moelle épinière

Appareil digestif : (en complément d'échographies et de scanners)
o Foie, pancréas → tissus solides
o Tube digestif

Appareil urinaire
o Rein
o Prostate

Pelvis féminin (on réalise ici l'IRM juste après l'échographie, on ne fait pas de scanner!)

Appareil musculo-squelettique : dégénératif, infectieux, tumoral, traumatique

Fœtus : SNC, thorax, abdomen (mais là aussi priorité à l'échographie)
Pour le traumatisme, on conserve encore le scanner en urgence
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Références recommandées pour les bases : Le chant des protons, Pr Coussement (Nice)
http://coussement.unice.fr/
Et « comprendre l’IRM » bouquin dispo à la BU.
Les questions posées ne tombent pas sur les valeurs, mais plutôt sur les mécanismes ou les points signalés par
le prof.
Voilà 2eme et dernier ronéo enfin terminé ! Merci a ma CR qui s’est débrouillée pour m’obtenir le cours au
dernier moment ;) ! Petite dédicace au duo CaCa et Clarinette qui sont trop choupinettes (je ne vous oublie pas
haha), à la team FUENTES, a mes co-stagiaires qui aiment se clasher tout le temps, et à tous mes potes et le
meilleur pour la fin A. <3
Bonnes révisions a tous !
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