Imagerie Quantitative de la Susceptibilité par IRM

Imagerie Quantitative de la Susceptibilité par IRM :
Un Problème Inverse du Champ aux Sources Magnétiques
Imagerie Quantitative de la Susceptibilité par IRM :
Un Problème Inverse du Champ aux Sources Magnétiques
Ludovic de Rochefort
Ludovic de Rochefort
MIRCen, LMN, I2BM, DSV, CEA, Fontenay-aux-Roses
Radiology, Weill Medical College of Cornell University, New York
MIRCen, LMN, I2BM, DSV, CEA, Fontenay-aux-Roses
Radiology, Weill Medical College of Cornell University, New York

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Introduction
Introduction
Besoin de méthodes de quantification d'agent de contraste
• Angiographie, perfusion, déduction de paramètres fonctionnels: coeur, rein, foie, cerveau
• Imagerie moléculaire/cellulaire, déterminer une accumulation, fixation d'agents de contraste
Outils actuels:
• Pondération T1, T2, T2*
• Plus quantitatif : relaxométrie
• Plus récemment: traitement de la phase
Utiliser le champ magnétique induit par la susceptibilité pour quantifier
Besoin de méthodes de quantification d'agent de contraste
•Angiographie, perfusion, déduction de paramètres fonctionnels: coeur, rein, foie, cerveau
•Imagerie moléculaire/cellulaire, déterminer une accumulation, fixation d'agents de contraste
Outils actuels:
•Pondération T1, T2, T2*
•Plus quantitatif : relaxométrie
•Plus récemment: traitement de la phase
Utiliser le champ magnétique induit par la susceptibilité pour quantifier

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Plan
Plan
Champ magnétique induit par la susceptibilité
• Les bases physiques
• Revue rapide des travaux utilisant la phase
• Poser le problème d'inversion
Recherche d’une solution constante par partie
• Principe
• Applications à la mesure de la susceptibilité osseuse
• Application à la mesure de la fonction d'entrée artérielle
Approche cartographique avec régularisation
• Principe de régularisation
• Régularisation préservant les contours, mesure du fer dans une hémorragie
Champ magnétique induit par la susceptibilité
•Les bases physiques
•Revue rapide des travaux utilisant la phase
•Poser le problème d'inversion
Recherche d’une solution constante par partie
•Principe
•Applications à la mesure de la susceptibilité osseuse
•Application à la mesure de la fonction d'entrée artérielle
Approche cartographique avec régularisation
•Principe de régularisation
•Régularisation préservant les contours, mesure du fer dans une hémorragie

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Les bases physiques
Les bases physiques
Susceptibilité magnétique: propriété physique des matériaux linéaires
Diamagnétisme : χ<0
• eau/ tissus mous ~-9 ppm
• Hydroxyapatite (calcium, os) ~-15 ppm
Paramagnétisme : χ>0
• Fer Fe
3+
, ~177 ppm/M
• Gadolinium Gd
3+
, 310 ppm/M @ 310K
• Oxydes de fer superparamagnétique (SPIO) ~3600 ppm/M @ 1,5T
Propriété volumique, combinaison linéaire
• exemple : os(χ= -9ppm *f
eau
+ -15ppm*f
os
)
• exemple : solution de Gd
3+
(χ= -9ppm + [Gd]*310ppm/M)
Susceptibilité magnétique: propriété physique des matériaux linéaires
Diamagnétisme : χ<0
•eau/ tissus mous ~-9 ppm
•Hydroxyapatite (calcium, os) ~-15 ppm
Paramagnétisme : χ>0
•Fer Fe
3+
, ~177 ppm/M
•Gadolinium Gd
3+
, 310 ppm/M @ 310K
•Oxydes de fer superparamagnétique (SPIO) ~3600 ppm/M @ 1,5T
Propriété volumique, combinaison linéaire
•exemple : os(χ= -9ppm *f
eau
+ -15ppm*f
os
)
•exemple : solution de Gd
3+
(χ= -9ppm + [Gd]*310ppm/M)
0
M B
χ µ
=

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Les bases physiques : magnétostatique
Les bases physiques : magnétostatique
(
)
0
exp
S S i i BTE
ϕ γ = +