Générer un fichier PDF

IRM - Plus de signal... et moins de bruit
Mis à jour le 13/08/2010 par SFR
Martine decouvelaere (1), Carine Le Floc'h (2)
(1) Hospices Civils de Lyon, (2) C.H.U. Montpellier
Introduction
Le 6 Octobre 2003 le prix Nobel de physiologie ou de médecine a été attribué conjointement à Paul C.
LAUTERBUR et Peter MANSFIELD « pour leurs découvertes concernant l'imagerie par résonance
magnétique ». Cependant, cette année est marquée moins par de grandes révolutions dans ce domaine
que par de nombreuses évolutions techniques, dans la continuité des années précédentes : meilleure
homogénéité du champ magnétique, amélioration de la chaîne radiofréquence (RF), multiplication des
antennes multi - éléments, apparition d'une gamme complète d'antennes pour les machines 3 teslas (T)
liées à des applications avancées dans tous les domaines.
L'objectif poursuivi par tous les constructeurs est focalisé cette année sur deux points principaux : plus
de signal et/ou de rapidité d'acquisition d'une part, moins de bruit et plus de convivialité pour le patient
d'autre part. On recherche en particulier la possibilité d'acquisitions « corps entier » de bonne
résolution.
Les principaux développements sont d'abord réalisés sur les équipements 3 T et 1,5 T avec pour certains
fournisseurs le renouvellement de leur gamme de machines. Une partie des nouvelles fonctionnalités
est ou sera transférée courant 2004 aux machines de bas ou moyen champ, qui ne font pas l'objet de
développements propres cette année.
Les applications cliniques des machines 3 T se développent, bénéficiant des progrès technologiques
visant à réduire les inconvénients connus de cette intensité de champ magnétique : distorsions,
artéfacts, SAR (Specific Absorption Ratio) augmenté. Ainsi, on peut en neurologie, grâce à la haute
résolution, détecter des pathologies ou affiner des diagnostics difficiles à 1,5 T. L'imagerie fonctionnelle
et la spectroscopie bénéficient aussi du rapport signal sur bruit augmenté. Cependant, la sensibilité aux
artefacts nécessite d'être particulièrement vigilant tout au long de l'examen.
Le marché mondial s'oriente donc vers les machines 3T qui fonctionnent maintenant en routine clinique,
tandis que les machines ouvertes continuent leur progression. Mais la prédominance reste sur les
machines à 1,5 T, qui représentent 42% de la base installée [1].
Au niveau français, le marché est fortement orienté vers le 1,5 T, 71% de la base installée [1], alors
que les recommandations du ministère visent à introduire des machines à 3 T dans les grands centres
hospitaliers ayant une composante recherche ou adossés à des centres de recherche. De l'ordre de 5
machines 3 T de recherche sont installées et la première machine de routine a été installée à Paris en
décembre 2003.
I - TENDANCES
Si les machines 3 T ont été présentées par la majorité des constructeurs en 2002 et sont aujourd'hui
utilisées en routine clinique pour le corps entier (hors France), les améliorations attendues sur ces
machines comme sur les 1,5 T étaient liées à la qualité d'image, à la rapidité d'acquisition et à la
diminution du bruit (nuisance sonore). En effet, les examens IRM, malgré leur caractère non invasif,
étaient jusque là desservis par leur longueur de réalisation, particulièrement ressentie en France avec la
pénurie d'équipement que l'on connaît, et par leur niveau de bruit. C'est sur ces points que les
industriels se sont penchés en 2003.
L'ensemble des évolutions conduit :
- à l'introduction de nouvelles machines notamment pour PHILIPS avec ACHIEVA 1,5 T et 3 T, pour
SIEMENS qui complète sa gamme avec AVANTO 1,5 T et pour TOSHIBA qui remplace sa machine Excel
Art par la machine VANTAGE 1,5 T.
- à l'amélioration des machines existantes, dès aujourd'hui pour GEMS et d'ici deux ans pour SIEMENS
sur les machines Symphony, Sonata et Trio.
Comment obtenir plus de signal ou gagner en temps d'acquisition ?
Selon les fournisseurs, les modifications portent sur tout ou partie des caractéristiques influant sur le
rapport signal sur bruit, ou les « distorsions » : homogénéité du champ, puissance et pente des
gradients, chaîne radiofréquence (électronique et informatique de mise en forme des impulsions et
biprocesseur rapide - environ 3 GHz - augmentation du nombre de canaux et de convertisseurs en
réception), nouvelles antennes multi - éléments, nouvelles techniques et séquences d'acquisition.
Comment faire moins de bruit quelque soit le type de séquence ?
L'objectif annoncé de réduction du bruit est plus ou moins grand avec pour le 3 T la nécessité de rester
sous la barre des 100 dB exigée par la FDA.
Les constructeurs isolent les bobines gradients de l'aimant, par inclusion et/ou sous vide, ou encore
proposent des mises en forme des gradients, voire des séquences spécifiques « silencieuses ».
Evolution du marché
En France, les compétiteurs sont toujours GEMS, PHILIPS et SIEMENS principalement avec des machines
à aimant cylindrique de 1,5 T et 3 T, et depuis peu HITACHI qui vient d'installer deux machines à
aimant ouvert dans des structures privées de Lyon et Fréjus. Toutefois, l'année 2004 pourrait marquer
l'apparition de nouvelles sociétés présentes sur le marché international telles que NEUSOFT, société
chinoise présentant une gamme complète de machines à aimants ouverts et cylindriques (hors 3 T),
ESAOTE, société italienne du groupe BRACCO offrant deux machines à aimant ouvert dédiées aux
extrémités, ou encore ONI, société américaine qui présente une machine à aimant cylindrique 1 T
dédiée aux extrémités.
Globalement, la plus forte croissance annoncée par tous au niveau mondial concerne les machines 3 T.
Celle-ci est dans un premier temps limitée en France aux sites adossés à des environnements de
recherche clinique, même si les machines installées ailleurs dans le monde sont aujourd'hui utilisées en
routine clinique.
L'ensemble des constructeurs semble par ailleurs prévoir le développement dans les années à venir des
IRM ouvertes, y compris en France en 2ème machine, voire même en 1ère machine. On notera
notamment l'installation récente d'une machine Philips à aimant ouvert à 0,6 T dans une clinique
toulousaine.
II - PRESENTATION DE L'OFFRE INDUSTRIELLE
ESAOTE
www.esaote.com
Gamme
E-scan XQ 0,2 T aimant ouvert permanent – 20mT/m – 25 mT/m/s
C-scan XQ 0,2 T aimant cylindrique dédié
La société italienne ESAOTE, présente cette année deux machines dédiées aux examens ostéoarticulaires des extrémités. Ces machines sont annoncées dans une gamme de prix de l'ordre de cinq
fois inférieure à une machine 1,5 T.
La machine E-scan XQ est également présentée sur le stand GEMS qui la commercialise sur le marché
américain.
Présente à raison de 6% de part de marché au niveau mondial, avec 300 machines installées en Italie,
130 en Allemagne et quelques machines en Europe du nord, ESAOTE projette une arrivée sur le marché
français courant 2004.
FONAR
www.fonar.com
Gamme
Stand up MRI 0,6 T aimant permanent - 12 mT/m
La société FONAR présente toujours sa machine à aimant permanent Stand Up (position verticale) à 0,6
T permettant d'examiner le patient en position fonctionnelle (acquisition en flexion, extension,
Trendelenburg…).
On trouve cette machine également sur le stand GEMS qui la commercialise sur le marché américain.
Cette machine ne sera commercialisée en France ni par FONAR, ni par GEMS du fait de sa grande
spécificité non compatible avec les contraintes actuelles de ce marché.
GEMS
www.gemedicalsystems.com
Gamme
Signa
Signa
Signa
Signa
Signa
Profile 0,2 T aimant permanent, 15 mT/m, 42 T/m/s
Ovation 0,35 T aimant ouvert permanent 19 mT/m, 46 T/m/s
OpenSpeed 0,7 T aimant ouvert supraconducteur 25 mT/m 70 T/m/s
Infinity 1 T aimant supraconducteur, 23 et 33 mT/m
Excite 1,5 T aimant supraconducteur (zoom 40 mT/m et
corps entier 23 mT/m)
Signa Excite 3 T aimant supraconducteur corps entier,
40 mT/m, 150 T/m/s
Nouveautés
GEMS apporte cette année quelques nouveautés sur les moyens champs (0,2 – 0,35 et 0,7T),
notamment l'implémentation de Excite sur la machine Ovation et l'amélioration de la gamme d'antennes
en réseau phasé. L'antenne tête apporte par exemple un gain du rapport signal à bruit de 20%.
Cependant, l'essentiel des annonces concerne la gamme 1,5 T et 3 T.
GEMS améliore le système EXCITE introduit au RSNA 2002 avec ACCELERATOR (système biprocesseurs
permettant l'intégration très rapide des données, fonctionnant sur des plateformes HP avec le système
d'exploitation LINUX). La grande évolution cette année est pour GEMS l'introduction de nouvelles
antennes à 8 éléments linéaires (évolution ultérieure vers 32 puis 64 éléments linéaires et évolution
associée des canaux de réception). Les techniques d'acquisition PROPELLER, EC-TRICKS annoncées l'an
dernier sont maintenant mises en œuvre et complétées par VIBRANT pour les acquisitions de sénologie.
EXCITE
GEMS poursuit cette année encore le développement de EXCITE (nouvelle chaîne RF complète annoncée
au RSNA 2002) et l'implémente sur toute sa gamme de champ supérieur ou égal à 0,7 T, en dehors de la
Infinity 1 T. A cette occasion la gamme Infinity est renommée Excite pour les machines 1,5 T et 3 T.
EXCITE comprend un système d'impulsions plus fin, une réception sur 8 canaux linéaires (Bande
passante de 1 MHz par canal) et des processeurs de reconstruction (aujourd'hui au nombre de deux de
3MHz) à 200 et 400 images par seconde respectivement pour des matrices 512² et 256².
A la réception, les données numériques sont insérées avec un débit de 75 Mbits/s dans la base de
données. Cette dernière peut stocker jusqu'à 20 000 images par série notamment pour l'IRM
fonctionnelle.
La nouvelle informatique (HP - OS Linux) donne de nouvelles possibilités en terme d'égalisation de
signal et de filtrages automatiques programmés dès l'acquisition.
Informatique
Toute la gamme a basculé sur le système d'exploitation Linux associé à des plateformes HP tant au
niveau de l'acquisition que du post-traitement.
Des protocoles prédéfinis d'acquisition sont installés et permettent une plus grande productivité des
examens.
Le système ACCELERATOR (version 11.0), bi processeur ayant des vitesses de reconstruction neuf fois
supérieures à celles connues jusque là et des capacités de mémoire images quatre fois supérieures,
vient en complément d'EXCITE augmenter la vitesse d'acquisition, améliorer la qualité du signal et sa
résolution.
Gestion du bruit
Le système QUIET (bobines de gradient et chaîne RF incluses dans une résine époxy et mises sous vide)
est intégré à la machine Signa Excite 3 T sur laquelle il permet de ne pas dépasser 99 dB sans
diminution d'amplitude ou de pente des gradients et à la machine Signa Excite 1,5 T pour une
diminution également notable du bruit.
Nouvelles caractéristiques machines
EXCITE 1,5 T
Statif - lit d'examen - aimant et tunnel
Pas de changement par rapport à la machine Infinity 1,5 T.
Gradients
SmartSpeed 23 mT/m – 50 T/m/s
HiSpeed Plus 33 mT/m – 77 T/m/s
EchoSpeed Plus 33 mT/m – 120 T/m/s
TwinSpeed 40 mT/m zoom – 23 mT/m corps entier
Antennes
GEMS lance la commercialisation de nouvelles antennes, notamment une tête - cou - rachis (jusqu'à D7)
à 18 éléments fabriquées par MRI Devices, une CTL (cervico-torso-lombaire) à 24 éléments, une
abdomen – pelvis à 12 éléments, une cœur à 8 éléments toutes trois de fabrication GEMS, à la suite du
rachat de USA Instrument).
Nouvelles techniques d'acquisition
La technique EC-TRICKS apporte une amélioration de la résolution temporelle par acquisition 3D
multiphasique avec rafraîchissement quatre fois plus fréquent du centre de l'espace k ce qui permet de
mieux suivre la prise de contraste. Elle s'applique surtout en vasculaire car on s'affranchit du retour
veineux.
PROPELLER comprend l'acquisition en hélice qui permet d'augmenter de 25% le rapport signal à bruit par
rapport à une séquence de Fast Spin Echo classique, pour s'affranchir des artefacts de mouvement d'une
part et des artefacts de susceptibilité magnétique sur les séquences de diffusion en quasi totalité
d'autre part. Par exemple, l'acquisition abdominale en 2 minutes en respiration libre sans
synchronisation respiratoire grâce à PROPELLER est en cours de validation.
La nouvelle technique VIBRANT est introduite ; elle permet l'acquisition simultanée bilatérale et
sagittale avec soustraction automatique (avec et sans produit de contraste) et saturation de la graisse
pour supprimer ce signal. Elle est aujourd'hui appliquée en sénologie pour l'examen des deux seins
simultanés avec une seule injection.
EXCITE 3 T
Statif - lit d'examen
Il s'agit de la machine présentée en 2002.
Aimant et tunnel
L'aimant de cette machine a été modifié par l'apport d'éléments actifs, étendant l'homogénéité sur un
plus grand champ.
Le champ de vue actuel est de 45 x 45 x 40 (cm) et l'objectif visé est un champ cubique de côté 48 cm.
Chaîne radiofréquence
Cette machine bénéficie de EXCITE qui évoluera à terme pour recevoir 128 canaux linéaires.
Antennes
La gamme complète d'antennes permet aujourd'hui toutes les applications y compris en techniques
d'acquisition parallèle, par exemple avec les antennes tête, abdomen - pelvis et cœur 8 éléments ou
genou 4 éléments.
Autres caractéristiques
La gestion du Specific Absorption Ratio (SAR) se fait par l'utilisation des techniques d'acquisition
parallèle (ASSET) et la surveillance de la « dose » RF (monitorage en temps réel avec interdiction
éventuelle d'acquisition en cas de dépassement de la dose autorisée).
Work In Progress
Sur la machine EXCITE 1,5 T, l'évolution de la chaîne RF est prévue à 16 canaux linéaires fin 2004 et à
32 canaux linéaires en 2005.
De nouvelles antennes 32 à 64 éléments (tête, cou, abdomen - pelvis et coeur) en cours de
développement avec pour objectif de passer d'une acquisition de 30 à 1,3 secondes seraient annoncées
sous 24 mois.
Les facteurs d'accélération envisagés seront de 12 à 24 avec pour objectif l'acquisition d'un abdomen en
une apnée de 22 secondes.
Le déplacement de la table d'examen pendant l'acquisition est également en cours de validation. Les
applications sont par exemple l'acquisition corps entier en 3D en moins de 3 minutes avec une épaisseur
de coupe de 1,8 cm ou encore l'acquisition grand champ sur une longueur de 1,70 m en 88 secondes
(application vasculaire).
Machines de recherche
Des machines Signa Excite 7 T et 9,4 T destinées à l'imagerie quantitative et à la spectroscopie sont en
cours de développement. Toutefois, elles ne sont à ce jour pas destinées à des acquisitions corps entier
de par leur taille de tunnel trop faible.
HITACHI
www.hitachimed.com
Gamme
Airis mate 0.2 T aimant permanent ouvert
15 mT/m, 20 T/m/s
AIRIS II 0,3 T aimant permanent
15 mT/m, 20 T/m/s
Airis Elite 0,3 T aimant permanent ouvert
21 mT/m, 50 T/m/s
Altaire 0,7 T aimant supraconducteur ouvert
22 mT/m, 55 T/m/s
La machine Altaire ne sera pas diffusée dans l'immédiat en France pour des raisons de coût
d'investissement aujourd'hui une fois et demi celui d'une 1,5 T.
Nouveautés
HITACHI présente pour le marché américain une machine à aimant permanent dérivée de l'AIRIS II,
l'AIRIS ELITE, dont le champ de 0,3 T est plus homogène et les gradients plus puissants. Elle est
équipée du mode d'acquisition parallèle Rapid et de nouvelles bobines de shim. De nouvelles séquences
sont proposées sur tous les modèles de la gamme.
Nouvelles caractéristiques
Airis Elite (champ de vue de 42 x 35 cm )
Statif - lit d'examen
Système ouvert. Le lit se déplace sur 3 axes comme sur l'AIRIS II.
Aimant et tunnel
L'homogénéité a été améliorée notablement (2,5 ppm FWHM, 30 cm DSV) grâce à l'ajout de bobines de
shim.
Gradients
HITACHI a amélioré les gradients pour des acquisitions plus fines notamment en angiographie IRM. Les
méthodes d'acquisition parallèle, RAPID, permettent d'atteindre une accélération de facteur 4.
Antennes
Une gamme complète d'antennes de fabrication HITACHI est disponible.
Informatique
Un nouveau système informatique Ascent 4.5 MR est introduit cette année
Autres caractéristiques
HITACHI met en avant un certain nombre d'avantages des machines bas champ et champ modéré à
aimant ouvert, tels que la diminution globale de la durée de l'examen (acquisitions plus longues mais
mise en place du patient notablement réduite, par exemple), diminution du stress pour les personnes
fragiles et enfants du fait de l'ouverture et la possibilité d'être accompagné par un parent en salle
d'examen. D'autres avantages tels que les examens interventionnels facilités, l'imagerie dynamique
fonctionnelle ostéo-articulaire, les explorations neurologiques de haute qualité ou encore l'accueil des
patients obèses ou claustrophobes sont également soulignés par le constructeur.
Applications et séquences
De nouvelles séquences sont disponibles, notamment la séquence Balanced SARGE (Steady state
Acquisition with Rewound Gradient Echo) et Driven Equilibrium FSE/FIR permettant des acquisitions très
rapides, de haute qualité.
L'imagerie de diffusion basée sur une séquence EPI multi-shot ou single-shot permet de réaliser un bilan
ultra-rapide.
La séparation eau-graisse s'applique maintenant aux séquences SE, GE et FSE.
NEUSOFT
www.neusoft.com
Gamme
Light 0,35 T aimant permanent - 16mT/m - 52 mT/m/s
SuperOpen 0,35 T aimant permanent - 12mT/m - 47 mT/m/s
Sparkler 1,5 T aimant supraconducteur
La société chinoise NEUSOFT présente sur le marché du scanner depuis 1998 et sur celui de l'IRM depuis
2001 présente cette année une gamme de machines allant du 0,35 T ouvert dédié tête et extrémités au
1,5 T corps entier.
Seconde sur le marché scanner en Chine, elle envisage à moyen terme la commercialisation de toute sa
gamme de produit (Scanner, IRM, radiologie numérique, PACS, RIS-HIS, Ultrasons) sur le marché
européen, y compris français par le biais de revendeurs locaux.
ONI
www.onicorp.com
Gamme
OrthOne 1 T aimant supraconducteur – 15mT/s - 60 T/m/s
La société américaine ONI présente uniquement une machine dédiée aux examens des extrémités dans
une configuration d'aimant cylindrique (diamètre intérieur du tunnel de 28 cm) associée à un fauteuil
d'examen.
Elle envisage sa commercialisation en Europe, y compris en France, à partir du premier trimestre 2004
par le biais de distributeurs.
PHILIPS
www.medical.philips.com
Gamme
Panorama 0,23 T aimant résistif ouvert
Panorama 0,6 T aimant supraconducteur ouvert non
autoblindé (36 tonnes)
Panorama 1 T aimant supraconducteur ouvert et
autoblindé (<7 tonnes) (1)
Intera 0,5 T aimant supraconducteur (2)
Intera 1 T aimant supraconducteur
Intera et Intera Achieva 1,5 T aimant supraconducteur
Intera et Intera Achieva 3 T aimant supraconducteur
INTERA 7 T aimant supraconducteur (1)
(1) Non commercialisé à ce jour principalement pour des raisons de coût et de politique de gamme)
(2) Approche la fin de commercialisation
Nouveautés
Dans la nouvelle gamme ACHIEVA, PHILIPS remplace son spectromètre 7 canaux quadrature par un
nouveau spectromètre modulaire FreeWave à 8 canaux quadrature évolutif à 16 canaux (évolution
ultérieure vers 32 par simple ajout de cartes électroniques),
Philips augmente également sa gamme d'antennes rigides et souples compatibles avec les techniques
d'acquisition parallèles.
Statif - lit d'examen - aimant et tunnel
Il s'agit du même aimant que celui de la gamme INTERA actuelle. Le seul changement vient des capots
qui sont plus proches de l'aimant augmentant la compacité de la machine (longueur de 1,67 m,
ouverture de 53 cm dans les trois axes). Ceci est vrai pour les machines Achieva 1,5 et 3 T, qui ne
diffèrent que par leur poids.
Gradients
Le Nova Dual (1,5 T) 66 mT/m - 80 T/m/s ou 33 mT/m - 160 T/m/s
constitué d'une bobine à deux alimentations
Le
Le
Le
Le
Le
Nova (1,5 T ) 33 mT/m et 160 T/m/s
Pulsar (1 T & 1,5 T ) 33 mT/m et 80 T/m/s
Stellar (1 T & 1,5 T ) 23 mT/m et 20 T/m/s
Quasar (3 T ) 33 mT/m et 160 T/m/s
Dual Quasar (3 T) 80 mT/m et 200 T/m/s (linéarité 1,4% sur
la totalité du champ de vue)
Chaîne radiofréquence
PHILIPS introduit un nouveau spectromètre à 3 MHz dont la bande passante passe à 3 MHz par canal au
lieu de 1 MHz. Le spectromètre peut modifier la totalité des paramètres d'acquisition entre 2 impulsions
RF. Il permet une meilleure résolution (x3), et des facteurs d'accélération SENSE de 8.
La chaîne RF est conçue pour 32 canaux en quadrature (avec un convertisseur par canal pour une analyse
simultanée) mais n'est utilisée aujourd'hui que sur 16 canaux du fait de la limitation du nombre
d'éléments des antennes (16 éléments en quadrature maximum dans la ligne actuelle d'antennes
PHILIPS).
Antennes
De nouvelles antennes rigides fabriquées par MRI Devices, notamment une antenne Tête - cou à 18
éléments en remplacement de l'antenne à 14 éléments (SENSE facteur 8) et une antenne genou à 8
éléments (SENSE facteur 8) entrent dans la gamme.
Une gamme d'antennes souples (FLEX) fabriquées par PHILIPS, plus adaptables à la morphologie, est
également présentée.
Le connecteur d'antennes a été amélioré (connecteur carré rigide pour la protection du câble),
notamment pour pallier les problèmes de détérioration. Il bénéficie de 16 entrées pour l'utilisation de la
technique SENSE qui nécessite des canaux indépendants.
Informatique
Tout le système informatique est passé de Unix à Windows XP fin 2002 au niveau de la chaîne
d'acquisition ainsi qu'au niveau du post-traitement avec les consoles ViewForum et le concept
Workspace.
PHILIPS introduit cette année deux nouveaux concepts :
La « carte d'examen » qui consiste en la réalisation d'une carte spécifique à chaque examen qui inclut
les paramètres des séquences à réaliser et le raisonnement médical lié à l'examen (points spécifiques à
contrôler sur chaque acquisition par exemple). Une fois la carte d'examen choisie par le manipulateur,
l'examen se déroule automatiquement sans son intervention (laissant naturellement la possibilité
d'intervenir à chaque étape pour modifier un paramètre ou ajouter une séquence). Ces cartes d'examen
seront mises en ligne sur un site Internet réservé aux utilisateurs d'IRM ACHIEVA et pourront être
téléchargées automatiquement sur les machines sans intervention lourde comme c'est le cas aujourd'hui
lors de l'ajout d'une séquence.
Ce concept a pour objectif de rendre davantage accessibles les examens IRM liés jusque là à une grande
technicité du manipulateur.
Le Workspace qui consiste en l'intégration de la console de post-traitement ViewForum dans la console
d'acquisition créant ainsi un environnement de travail unique de l'acquisition au post-traitement.
Gestion du bruit
PHILIPS a équipé ses machines Intera et Intera Achieva du système de diminution du bruit Soft tone. Il
s'agit de l'optimisation de la forme des gradients par le spectromètre, sans altération de la qualité de
l'image. Par ailleurs, les gradients sont inclus dans une résine composite et une mousse à fort pouvoir
absorbant. Il existe également des séquences « Silence », utilisées pour les patients sensibles, au prix
d'un temps d'acquisition plus long.
Autres caractéristiques
PHILIPS présente un concept d'accueil avec création d'une ambiance, de la salle d'attente à la salle
d'examen, en fonction des goûts du patient. Ceci passe par exemple par la couleur de l'éclairage en
salle d'attente et par la projection en salle d'examen d'un film d'ambiance avec visualisation par le
patient sur un écran vidéo (via un miroir dans le tunnel), présentant également une vue du poste de
commande, donc du manipulateur.
Ce concept est fait pour laisser un maximum de place au patient et le rassurer tout au long d'un examen
souvent jugé stressant, améliorant ainsi la qualité finale de l'examen.
Applications et séquences
Apparition d'une nouvelle séquence de suppression des graisses, SPAIR, qui utilise des trains
d'impulsions en remplacement de l'impulsion unique utilisée jusque là sur la séquence SPIR. Cette
dernière pouvait donner un léger défaut d'homogénéité de signal dû aux effets diélectriques inhérents à
ce type de séquence sur les acquisitions de sein ou pelvis pour l'IRM 1,5 T et IRM 3 T.
La machine 3 T permet désormais toutes les utilisations cliniques. Les problèmes d'artefact de
susceptibilité et de SAR sont résolus notamment par l'utilisation des techniques d'acquisition parallèles
(SENSE). Sur cette machine et toute la gamme Achieva, Philips a développé une interface améliorée
SpectroView pour la spectroscopie (automatisation de la présentation des résultats - spectres et valeurs
des pics - associés à la région anatomique). L'interface Iview BOLD (Blood oxygen level dependent) pour
l'imagerie fonctionnelle permet, quant à elle, le paramétrage des acquisitions en programmant la série
de paradigmes.
Enfin, les gradients Dual Quasar développés spécifiquement pour cette machine permettent en
particulier l'imagerie de diffusion avec un coefficient B de l'ordre de 25 000.
Work in Progress
Parmi les applications avancées, on peut citer en Neurologie l'imagerie des faisceaux de fibres avec les
tenseurs de diffusion (DTI), ou en Cardiologie l'angiographie IRM avec k t BLAST qui utilise l'effet de
concentration du signal obtenu au centre de l'espace k en cumulant une référence et plusieurs coupes
sous échantillonnées à des instants successifs pour une accélération de l'acquisition de 5 à 8.
Evolutivité
Les machines INTERA 1,5 T et 3 T actuellement installées pourront évoluer vers le système ACHIEVA
dès 2004 par simple upgrade.
Machine de recherche
Une machine ACHIEVA 7 T corps entier sera installée courant 2004 à Nottingham chez le Pr. P.
MANSFIELD.
SIEMENS
www.siemensmedical.com
Gamme
Open Class
Concerto 0,2 T aimant permanent ouvert
Rhapsody 1T aimant permanent ouvert
Maestro Class
Harmony 1 T aimant supraconducteur
Symphony 1,5 T aimant supraconducteur
Quantum 30mT/m 125 T/m/s
Sprint 30mT/m 75 T/m/s
Ultra 20 mT/m 50 T/m/s
SONATA 1,5 T aimant supraconducteur 40 mT/m - 200 T/m/s
AVENTO 1,5 T aimant supra conducteur 33mT/m - 125T/m/s et
45mT/m - 200T/m/s
Ultra High Field (UHF) Class
Trio 3 T aimant supraconducteur 40mT/m - 200 T/m/s
Allegra 3 T aimant supraconducteur 40mT/m - 400 T/m/s
dédié neurologie
Nouveautés
SIEMENS lance le Total Imaging Matrix (TIM), chaîne RF améliorée (jusqu'à 32 canaux en quadrature)
pour obtenir sur l'imagerie corps entier la même résolution que sur une imagerie localisée. Avec le
système complet d'antennes (76 éléments), les techniques d'acquisition parallèles apportent jusqu'à un
facteur 12 d'accélération, dans les trois directions de l'espace.
Cette année marque également l'entrée dans la gamme de la machine AVANTO qui vise le créneau de la
SONATA et la remplacera à terme. Elle est conçue pour augmenter le rapport signal/bruit et/ou diminuer
les temps d'acquisition.
Nouvelles caractéristiques machines
Statif -lit d'examen
La machine AVANTO 1,5 T permet une acquisition totale de 205 cm. Ce qui représente une
augmentation du déplacement du lit de 50 cm par rapport à la machine SONATA. La position de la
machine dans la pièce devra être prévue en conséquence, notamment pour permettre un accès par
l'arrière.
Aimant et tunnel
Le nouvel aimant est composé de 7 bobines contre 6 jusque là, pour une longueur de 1,50 m, les autres
dimensions étant identiques à celles de la SONATA. L'homogénéité est doublée (1ppm sur le champ de
vue de 50 cm, mesure sur 24 plans et 20 points par plan) et la consommation d'Hélium est estimée à 2
ou 3 remplissages pour la durée de vie de la machine soit environ 7 ans. Le champ de vue est de 50 cm.
Gradients
Les nouveaux gradients sont conçus pour réduire le bruit jusqu'à 30 dB pour le 1,5 T – ils sont inclus
dans une résine époxy et isolés de l'aimant - ce qui éviterait le port d'un casque même pour les
séquences les plus bruyantes.
Par ailleurs, l'intensité des gradients est augmentée respectivement de 33 ou 45 mT/m pour un Slew
Rate de 125 ou 200 T/m/s, tout en limitant les risques de stimulation nerveuse en adaptant la forme de
la courbe de montée - descente.
Informatique
Les processeurs d'acquisition (deux Pentium 4 Intel Xéon à 3 GHz) sont conçus pour effectuer certains
traitements dans la foulée de l'acquisition, par exemple la soustraction ou les quantifications. Ceci
permet la dictée immédiate du compte-rendu, sans transfert d'images sur une console d'interprétation.
La reconstruction est accélérée (reconstruction 1002 images par seconde pour une matrice 256², sur un
champ de vue de 50 cm).
Lors de l'acquisition, la nouvelle fonction AutoAlign permet de réaliser les mêmes coupes sur deux
examens successifs d'un même patient.
Les consoles d'acquisition principale MRC et d'interprétation fonctionnent sous le système d'exploitation
Windows XP. L'interprétation se fait soit sur la console MRSC qui a une base de données commune avec
la console MRC, soit sur la console multimodalités Leonardo.
Antennes et Chaîne radiofréquence
La technologie Tim permet de recevoir le signal RF jusqu'à 32 canaux soit en mode linéaire soit en mode
quadrature en fonction du mode d'acquisition demandé par l'utilisateur, par exemple en fonction du
choix du facteur d'accélération pour les techniques d'acquisition paralèlles . Ceci se fait
automatiquement et sans intervention de l'opérateur.
TIM s'appuie sur un ensemble de 76 éléments d'antenne, légers, fabriqués par Siemens, et couvrant le
corps entier (antenne tête-rachis intégrée au matelas du lit et autres modules d'antennes posés en
surface). On évite ainsi tout re-positionnement et re-calibration des antennes pendant l'examen. Il
suffit à l'utilisateur de sélectionner la région à examiner et non plus les antennes.
Ce système d'antennes associé aux canaux de réception et aux techniques SIEMENS d'acquisition
parallèles (PAT) permet de diminuer encore les temps d'examens (25 à 12 minutes pour un examen
complet corps entier, 1 minute pour une acquisition corps entier vasculaire…). Le rapport signal sur bruit
est augmenté jusqu'à un facteur 2.
Bruit
SIEMENS utilise la technique d'inclusion des bobines de gradient dans une résine époxy, pour les isoler
de l'aimant et diminuer le bruit de 30dB.
Evolutivité
TIM est disponible d'abord sur la machine AVANTO, puis dans un second temps le sera en évolution des
machines SONATA et SYMPHONY, puis TRIO.
TOSHIBA
www.toshiba.com
Gamme
Ultra 0,35 T aimant supraconducteur ouvert
25mT/m, 100 T/m/s
Vantage XGV 1,5 T aimant supraconducteur
130 mT/m, 30 T/m/s
Vantage AGV 1,5 T aimant supraconducteur
50 mT/m, 30 T/m/s
Nouveautés
TOSHIBA lance son activité en France grâce à l'introduction d'une nouvelle machine IRM VANTAGE 1,5 T
disposant d'un nouvel aimant court (1,3 m). D'autre part, ce constructeur a développé de nouvelles
antennes (Phased-array) associées à des séquences « Quadra » permettant de réduire par 4 les temps
d'examens.
Nouvelles caractéristiques
Statif - lit d'examen
Le nouveau statif dispose d'un tunnel de 1,40 m de long et 65 cm de diamètre. .
Aimant
Le nouvel aimant, le plus compact du marché (longueur 1,30 m) intègre des éléments actifs (ferromagnetiques) permettant une homogénéité de l'image de 0,04 ppm à 2 ppm sur le champ de vue de 50
cm.
Chaîne radiofréquence
Le système RF digitalisé de la VANTAGE consiste en une transmission numérique et des convertisseurs
analogique/numérique de 16 canaux (16x4 canaux) permettant toutes les acquisitions à partir des
antennes « Phased-array ». La transmission digitale assure une haute précision dans le contrôle des
phases RF nécessaire aux séquences de pulse les plus avancées. La capacité d'assurer des techniques
d'acquisition haute fréquence supporte des techniques avancées de balayage haute vitesse.
Antennes
Un nouveau jeu complet d'antennes rigides et souples compatibles avec les techniques d'acquisition
parallèles a été mis au point par TOSHIBA, l'objectif étant toujours d'optimiser le rapport signal à bruit.
La plupart fonctionne en « phased-array » et couvrent l'ensemble des régions anatomiques. Il existe une
antenne cranio-codale permettant de réaliser les examens du crâne jusqu'à la crosse aortique associant
le logiciel « FBI » (Fresh Blood Imaging) pour les examens vasculaires sans injection de gadolinium.
Couplé à la technologie « SPEEDER » accélérant par un facteur de 4 les acquisitions, la VANTAGE
propose 2 antennes dédiées (SPEEDER TORSO et SPEEDER HEAD) pour le crâne et la région dorsolombaire.
Informatique
La VANTAGE est dotée d'une plateforme informatique puissante sous Windows XP pour permettre
simultanément les acquisitions, les reconstructions ultra-rapides et le post-traitement des examens. Les
processeurs de technologie XEON permettent la reconstruction de 420 images de résolution 256² par
seconde ou 1800 en 64².
Une nouvelle interface utilisateur est présentée, dans le même esprit que celle utilisée pour le scanner
ou la radiologie interventionnelle numérique. La console de post-traitement VITREA est identique à celle
du scanner et du vasculaire.
TOSHIBA montre ainsi sa volonté d'uniformiser l'interface utilisateur entre toutes les modalités.
Gestion du bruit
La réduction du bruit est également dominante chez TOSHIBA. Une nouvelle version du réducteur de
bruit apparaît. Le système « PIANISSIMO PLUS » consiste à mettre les bobines de gradient sous vide,
amenant une réduction de 70 dB du bruit.
Applications et séquences
Plusieurs techniques dédiées « FAST SCAN » sont disponibles entre autres FastSE, FastIR, FastFLAIR,
FastSTIR, FastFE… pouvant être couplées à des séquences de pulse avancées avec la technologie «
SPEEDER » accélérant de manière drastique les acquisitions et réduisant le temps d'examen, dans un
souci de qualité d'image.
Une séquence Super FASE (Fast Acquisition Spin Echo) est dédiée aux acquisitions vasculaires sans
produit de contraste.
Parmi les applications spécifiques disponibles, on peut citer :
-
TOF MRA : technique de visualisation de la perfusion vasculaire sans produit de contraste,
Non contrast MRA : technique de visualisation des flux cardiaques sans produits
MRCP : technique dédiée à la cholangio-pancréatographie,
MR Hydrography : techniques dédiées à l'urographie, la myélographie et la lymphangiographie,
Imagerie de diffusion, DTI : suivi de la matière blanche dans toutes les directions,
Imagerie de perfusion : Méthodes ASL et ASTAR.
Conclusion
Comme toutes les modalités d'imagerie, l'IRM bénéficie de la croissance de la puissance informatique
notamment pour l'accélération de la chaîne émission - réception, des reconstructions et posttraitements ou encore pour l'amélioration de l'ergonomie et de la rapidité de l'interface utilisateur. Mais
c'est aussi l'opportunité de développer les protocoles d'examens prédéfinis, jusqu'à l'introduction dans
ceux-ci de recommandations médicales, séquence par séquence, afin de démystifier les examens d'IRM
pour les utilisateurs. Les séquences sont de plus en plus mises en commun par les sites utilisateurs par
le biais de clubs utilisateurs permettant de les télécharger directement sur les machines sans
intervention du constructeur. Les examens sont désormais plus simples à mettre en œuvre, et le patient
peut encore davantage être placé au centre des préoccupations de tous. L'effort réalisé pour la
diminution des nuisances sonores, ainsi que de nouveaux concepts d'accueil du patient plus conviviaux
en témoignent.
D'un point de vue technologique, 2004 sera l'année de la multiplication des canaux et du nombre
d'éléments d'antennes. Tout laisse à penser qu'il en sera de même des années à venir avec le
développement des applications avancées, notamment des machines 3T, et y compris en acquisition
corps entier sur de très hauts champs (7 T et plus). Verra-t-on parallèlement la renaissance des moyens
champs ouverts comme le prédit la majorité des constructeurs ?
Référence
[1] J. P. FLORIN, communication aux Journées d'études de l'A.F.I.B. ; Lille 23 septembre 2003.