Les nouvelles séquences RM pour le rhumatologue I

La Lettre du Rhumatologue - n° 280 - mars 2002
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MISE AU POINT
imagerie par résonance magnétique et sa technologie
évoluent rapidement. La multiplication des nouvelles
séquences utilisées par les radiologues en IRM ostéo-
articulaire peut paraître rébarbative. Cependant, comme pour
tout examen d’imagerie, le rhumatologue doit pouvoir analy-
ser les images, comprendre l’interprétation proposée par le
radiologue, voire “discuter” cette dernière en fonction du
contexte clinique.
Il est illusoire de vouloir analyser une IRM sans tenir
compte des paramètres techniques : une image IRM n’est
pas la photographie pure et simple d’une coupe anatomique.
Chaque image a des caractéristiques propres (contraste, arté-
facts) qui dépendent des conditions de réalisation technique
de l’examen. De nombreux paramètres interviennent dans la
qualité des images (la puissance du champ magnétique, le
choix de l’antenne, la matrice, le champ de vue, l’épaisseur
des coupes, le nombre d’excitations, etc.), mais les deux para-
mètres primordiaux à considérer par le clinicien sont le type
de séquence et la pondération des images. Il est nécessaire
d’en connaître les caractéristiques afin d’éviter les erreurs d’in-
terprétation, et même parfois la poursuite d’explorations
inutiles pour le patient.
Mais un “bon” examen IRM commence avant tout par une
“bonne” indication : il est indispensable de fournir au radio-
logue des données cliniques précises et d’expliciter le but
de l’examen. Selon les contraintes de sa machine, la région
anatomique explorée, mais également selon la pathologie sus-
pectée, le radiologue choisit les séquences optimales pour
répondre aux interrogations du clinicien. Ainsi, les séquences
programmées seront par exemple différentes en cas de rachi-
algies mécaniques disco-dégénératives ou en contexte inflam-
matoire, tumoral ou infectieux (1). Si les renseignements cli-
niques sont erronés, la qualité de l’IRM – et donc ses
performances diagnostiques – en souffrira.
SÉQUENCES CONVENTIONNELLES
ET RÉCENTES
Les séquences IRM conventionnelles comprennent les
séquences en écho de spin et en écho de gradient.
De nouvelles séquences ont été développées ces dix dernières
années : elles visent essentiellement à raccourcir le temps d’ac-
quisition des images (séquences dites rapides) (2, 3), et à
améliorer leur qualité afin de renforcer le pouvoir de détec-
tion des lésions (séquences avec suppression du signal de la
graisse)(4,5,6). Ces nouvelles séquences ont principalement
trouvé des applications pratiques en pathologie encéphalique,
vasculaire et abdominale. Quelques-unes sont maintenant cou-
ramment utilisées en pathologie ostéo-articulaire.
Pour chacune de ces séquences, il est possible, en faisant varier
certains paramètres techniques [temps de répétition (TR),
temps d’écho (TE), trains d’écho (ETL) et angle de bascule
(α)], de modifier, voire d’inverser, les contrastes entre les
divers constituants de l’appareil locomoteur, qui ont chacun
leur propre comportement magnétique : on obtient ainsi des
images de pondérations différentes, plus ou moins mixées,
Les nouvelles séquences IRM
pour le rhumatologue
●I. Azaïs
*Service de rhumatologie, hôpital La Milétrie, BP 577, 86021 Poitiers.
■Aux séquences classiques en “vrai” spin-écho
et en écho de gradient se sont ajoutées des
séquences d’imagerie “rapide” et des séquences
avec suppression du signal de la graisse.
■Lors d’une séquence spin-écho T1 avec injec-
tion de gadolinium, le recours à une saturation
de graisse sensibilise la détection des lésions
prenant le contraste.
■Les séquences Fast (ou Turbo) spin-écho T2
sont volontiers utilisées en pathologie rachi-
dienne mécanique, mais elles laissent persister
le signal de la graisse et ne permettent pas une
analyse fine de la moelle osseuse.
■Les séquences FSTIR ont un fort pouvoir de
détection des lésions médullaires et sont parti-
culièrement intéressantes en pathologie tumo-
rale.
Points forts
L
‘

T1(séquences courtes), Rhô ou densité de proton (1er écho des
séquences longues) et T2 (2eécho des séquences longues).
En effet, qu’il s’agisse de séquences récentes ou non, les
grands principes de l’IRM persistent : tout examen doit com-
porter au moins deux séquences acquises dans le même plan
(par exemple sagittal pour le rachis, frontal pour le bassin...)
à interpréter comparativement, l’une pondérée T1, l’autre
pondérée T2 (tableau I). Ainsi, pour l’exploration de l’ap-
pareil locomoteur, le radiologue choisit les séquences T1 et
T2 parmi les suivantes :
Les séquences pondérées T1
✔Elles comprennent les séquences en spin-écho T1 :
–classiques ou vrai spin-écho T1 (SET1) ;
–rapides : Fast spin-écho T1 (FSE T1) pour General Electric
[ou Turbo spin écho T1 (TSE T1) pour Siemens et Philips],
éventuellement complétées d’une saturation du signal de la
graisse (FSE ou TSE T1 FatSat).
✔Elles comprennent plus rarement les séquences en écho de
gradient T1conventionnelles (EGT1), les séquences rapides,
de dénominations très variables selon le constructeur, n’étant
guère usitées en pathologie ostéo-articulaire.
Les séquences pondérées T2 (Rhô et T2)
✔Elles comprennent les séquences en spin-écho T2 :
–classiques ou vrai spin-écho T2 (SET2), en voie d’abandon ;
–rapides, actuellement préférées :
*Fast spin-écho T2 (FSE T2) pour General Electric
[ou Turbo spin-écho T2 (TSE T2) pour Siemens et Philips] ;
*éventuellement complétées d’une saturation du signal de la
graisse (FSE T2 FatSat), séquence dont on rapprochera la
séquence FSE Rhô FatSat ;
*séquence “Fast Short TI Inversion Recovery” (FSTIR) .
✔Elles comprennent plus rarement les séquences en écho de
gradient T2 classiques (EGT2), les séquences rapides, éga-
lement d’appellations très diverses en fonction des construc-
teurs, n’étant pas utilisées.
Des séquences pondérées T1 avec injection de gadolinium
peuvent compléter l’examen : l’injection intraveineuse de
gadolinium est réalisée le plus souvent au cours d’une
séquence SET1 (SET1 Gad). Elle n’est pas systématique, mais
requise uniquement dans certaines situations, essentielle-
ment pour préciser le caractère vascularisé d’une lésion. Elle
peut être couplée à une saturation de la graisse (SET1 FatSat
+ Gad).
Enfin, rappelons que pour une région anatomique étudiée, au
moins deux incidences de coupes orthogonales sont indis-
pensables : du fait des nombreux artéfacts possibles, l’exis-
tence d’une anomalie de signal constatée uniquement dans un
seul plan ne peut être affirmée avec certitude.
AVANTAGES ET INCONVÉNIENTS DES DIF-
FÉRENTES SÉQUENCES
(tableau II)
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MISE AU POINT
Les séquences pondérées T1 et T2 constituent la base de tout examen IRM. Pour
mémoire :
–La graisse, tissu de référence, apparaît en franc hypersignal T1, et, en signal
intermédiaire T2.
–La médullaire osseuse, qui, outre les travées osseuses et le tissu hématopoïé-
tique, comprend également de la graisse (dont la richesse augmente avec l’âge),
se comporte de manière identique avec un hypersignal relatif en T1 (gris clair sur-
tout chez les sujets âgés, mais toujours plus clair que le disque) et un signal inter-
médiaire plus foncé en T2.
–L’os cortical, les ligaments et les tendons sont en hyposignal T1 et T2.
–Le disque intervertébral et le cartilage ont un signal faible en T1 et lorsqu’ils
sont normalement hydratés, un signal intense en T2.
–Les liquides (eau, liquide céphalo-rachidien, liquide articulaire, œdème...), à
l’exception du sang, dont le comportement IRM varie en fonction de son ancien-
neté, apparaissent en hyposignal noir T1 et en hypersignal franc T2.
–La moelle épinière et les racines nerveuses apparaissent en signal intermédiaire
T1 et T2 : la séquence T2 réalise ainsi une véritable myélographie, le LCR blanc
soulignant les structures nerveuses en négatif.
–Les muscles sont également en signal intermédiaire T1 et T2.
Tissus Signal T1 Signal T2
Graisse Hyper Intermédiaire
Os spongieux
Os cortical
Ligaments Hypo Hypo
Tendons
Disque intervertébral Hypo Hyper
Cartilage
Eau, LCR, urine Hypo Hyper
Liquide synovial
Moelle épinière
Racines nerveuses Intermédiaire Intermédiaire
Muscles
Tableau I. Signaux T1 et T2 des différents tissus de l’appareil locomoteur.
1
2
Séquences pondérées T1
SET1 (d’utilisation courante)
Acquisition courte
Très bonne résolution anatomique
Coupes épaisses non jointives - Imagerie 3D impossible
Artéfacts de déplacement chimique
Fast ou Turbo SET1 (non recommandée en utilisation standard)
Acquisition plus rapide
Image dégradée
Coupes fines - Imagerie 3D possible
EGT1 (en voie d’abandon)
Acquisition courte
Coupes fines contiguës - Intérêt en imagerie 3D
Artéfacts de mouvement - Artéfacts de susceptibilité magnétique
Tableau II. Avantages et limites des différentes séquences T1 et T2
utilisées en IRM rachidienne et ostéo-articulaire.
.../...

Les séquences pondérées T1
En règle générale, les séquences pondérées T1 donnent une
image permettant une analyse morphologique satisfaisante.
Toute lésion vascularisée, tout œdème y apparaissent de bas
signal.
Séquences en spin-écho T1 conventionnelles et rapides
✔Les séquences conventionnelles en vrai spin-écho (SET1)
restent les séquences de référence. Elles sont utilisées cou-
ramment. Leur temps d’acquisition est faible et la qualité
des images excellente. Elles permettent ainsi une bonne ana-
lyse anatomique.
Mais leur inconvénient majeur – indépendamment de la pon-
dération T1 ou T2 – est l’obtention d’un nombre limité de
coupes épaisses ( 3 mm) et surtout non jointives, qui rendent
impossible l’acquisition volumique de l’imagerie tridimen-
sionnelle (7).
Les séquences spin-écho sont particulièrement sensibles aux
artéfacts de déplacement chimique (tableau III) pouvant
“créer” de fausses images linéaires parfois trompeuses,
confondues avec une corticale “épaissie”, un ligament... ou
pouvant modifier artificiellement les dimensions du canal
rachidien, la hauteur des vertèbres... (7).
✔L’utilisation standard des séquences rapides (FSE T1)
n’est pas recommandée, la résolution spatiale des images
étant un peu moins bonne (3). Toutefois, la technique rapide
autorise des coupes plus fines et peut être couplée à la méthode
d’acquisition tridimensionnelle.
Séquences en écho de gradient conventionnelles (EGT1) et
rapides
✔Malgré une acquisition assez brève, les séquences clas-
siques en écho de gradient T1 (EGT1) sont en voie d’aban-
don sur les machines récentes. Par rapport au spin-écho,
l’écho de gradient (en pondération T1 comme en pondération
T2) permet la réalisation de coupes beaucoup plus fines et
contiguës, d’où son intérêt en imagerie tridimensionnelle (7).
Les séquences en écho de gradient T1 sont très sensibles aux
mouvements et aux artéfacts de susceptibilité magnétique
(tableau III).
✔Les séquences rapides ne sont guère usitées en IRM ostéo-
articulaire, mais plutôt réservées aux pathologies encéphalique
et vasculaire.
Séquences T1 avec injection de gadolinium
✔Seules les séquences T1 autorisent l’injection de gado-
linium (en règle au cours d’une séquence spin-écho), mais la
réalisation préalable des séquences en contraste sponta-
née reste indispensable : l’injection entraîne un rehausse-
ment de signal des tissus inflammatoires (sans spécificité). Ils
se traduisent alors par un hypersignal sur les séquences injec-
tées. Toutefois, la prise de contraste ne peut être affirmée que
par comparaison aux coupes non injectées, au risque de
confondre la lésion avec un îlot graisseux ou une zone hémor-
ragique contenant de la méthémoglobine.
✔L’injection de gadolinium est de plus en plus souvent cou-
plée à une saturation de graisse : la suppression du signal de
la graisse après injection (SET1 SatFat + Gad) sensibilise
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MISE AU POINT
1
Séquences pondérées T2
SET2 (de plus en plus rares)
Acquisition très lente - Coupes épaisses non jointives
Résolution anatomique médiocre
Fast ou Turbo SET2 (d’utilisation fréquente)
Acquisition rapide - Coupes fines - Imagerie 3D possible
Résolution anatomique satisfaisante
Persistance du signal graisseux : saturation de graisse recomman-
dée, sinon moindre pouvoir de détection des anomalies de signal
Artéfacts de flux - Peu d’artéfacts de susceptibilité magnétique
FSTIR (d’utilisation fréquente)
Suppression homogène du signal de la graisse
Résolution anatomique dégradée
Fort pouvoir de détection des lésions inflammatoires (intérêt en
pathologie osseuse tumorale)
Artéfacts de mouvements
EGT2 (actuellement concurrencées par les séquences Fast SET2)
Acquisition rapide - Imagerie 3D
Artéfacts de susceptibilité magnétique +++ (fausses sténoses cana-
laires)
Peu d’artéfacts de flux
.../...
Artéfacts de susceptibilité magnétique
✔Ils sont liés aux différences de réactivité magnétique des tissus.
✔Ils sont constants, peu importants en SET1, notables en vrai SET2
(mais atténués en Fast ou Turbo SET2), mais prédominent toujours
en EG, surtout en EGT2.
✔Ils se traduisent à l’interface de deux tissus différents par une ligne
noire plus ou moins épaisse. Toutefois, les volumineux artéfacts métal-
liques se caractérisent par un hyposignal bordé d’un liseré hyper-
intense et associé à une déformation des structures voisines.
Tableau III. Principaux artéfacts rencontrés en IRM.
Artéfacts de déplacement chimique
✔Ils résultent de la fréquence de résonance différente entre les protons
liés à l’eau et à la graisse. Les protons liés à la graisse s’orientent plus
lentement, d’où une erreur de localisation et un décalage du signal de
la graisse, dans le sens du codage de fréquence.
✔Ils prédominent toujours en écho de spin.
✔Ils apparaissent comme un double signal linéaire (hypersignal d’un
côté, hyposignal de l’autre) encadrant une structure anatomique.
Artéfacts de mouvements et de flux
✔Ils témoignent des mouvements inopinés ou physiologiques du patient
(respiration, battements cardiaques, déglutition), mais également des
flux vasculaires et de LCR.
✔Ils sont constants ; les artéfacts de flux prédominent en Fast SET2.
✔Tous perturbent l’image (hétérogénéité de signal, flou de l’image,
image de répétition...) et peuvent nécessiter différents artifices visant
à les minorer (adaptation de l’antenne de surface, utilisation de bandes
de saturation, inversion du sens de codage, synchronisation).
Tous ces artéfacts augmentent avec la puissance du champ magné-
tique : ils sont donc plus importants à 1,5 tesla qu’à 0,5 tesla.
.../...
.../...

la détection des processus pathologiques, une prise de
contraste minime étant alors mieux soulignée (figure 1) (7).
En toute rigueur, cette séquence devrait être confrontée à une
séquence pondérée T1 avec effacement de graisse. Toutefois,
celle-ci donne une image moins anatomique que la séquence
SET1 classique.
Les séquences pondérées T2
Dans l’ensemble, les séquences pondérées T2 donnent une
“moins belle” image que les séquences pondérées T1, mais
ont une plus grande valeur séméiologique : elles sont en effet
plus sensibles pour détecter les processus inflammatoires ou
œdémateux qui se traduisent par un hypersignal franc.
Séquences en vrai spin-écho T2 (SET2), séquences rapides
sans (FSET2) et avec saturation de la graisse (Fast SET2
FatSat) et séquences FSTIR
✔En pratique quotidienne, la technique du spin-écho clas-
sique T2 (SET2) devient de plus en plus rare, essentielle-
ment en raison de sa lenteur d’acquisition, particulièrement
pénible pour des patients fatigués, algiques, agités ou claus-
trophobes.
✔Les séquences dites “rapides” lui sont préférées :
*Les séquences FSET2 améliorent le rapport signal sur bruit,
avec pour conséquence une image de meilleure qualité per-
mettant une analyse morphologique satisfaisante. Elles sont
ainsi couramment utilisées en pathologie rachidienne
mécanique(1).Toutefois,le signal de la graisse (médullaire,
sous-cutanée...) s’efface beaucoup moins qu’en spin-écho
T2 conventionnel (figure 2) (2, 3, 7). Mais la persistance de
l’hypersignal graisseux peut être trompeuse, en particulier dans
l’étude de la moelle osseuse, puisqu’en atténuant le contraste
avec la moelle normale, ce phénomène peut masquer d’éven-
tuelles lésions de remplacement médullaire.
*Le recours à une saturation de graisse, obligatoire pour
l’étude de la moelle osseuse, compense cet inconvénient
majeur et améliore le pouvoir de détection de ce type de
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MISE AU POINT
Figure 1. Coupes axiales du pelvis. Figure 1a : SET1. Figure 1b : SET1
Fatsat + Gad. L’artifice d’une saturation de graisse au cours de la séquence
SET1 avec gadolinium rend encore plus évidente la prise de contraste de
cette sacro-iliite bilatérale.
2
Figure 2. Coupes parasagittales du rachis. Figure 2a : SET1. Figure 2b :
FSET2. Inutile de s’interroger sur la signification des images nodulaires
rachidiennes de ce patient âgé : la séquence FSET2 laisse persister ces
îlots graisseux qu’une saturation de graisse aurait permis d’effacer. La
qualité de l’image permet toutefois une analyse morphologique.

séquence (4, 5, 7) : les séquences FSET2 FatSat sont alors plus
sensibles que les séquences en écho de gradient T2 utilisées
auparavant sur les anciennes machines. On en rapproche les
séquences FSE Rhô FatSat, fréquemment utilisées pour des
articulations périphériques comme l’épaule ou le genou, et
dont la qualité d’image est similaire (en règle générale, les
séquences Rhô sont moins pondérées T2 mais un peu plus ana-
tomiques que les séquences T2).
Ces diverses séquences spin-écho rapides sont peu sensibles
(moins que le vrai spin-écho) aux artéfacts de susceptibilité
magnétique (tableau III) : ce type de séquences est à privi-
légier en présence d’une prothèse ou d’un corps étranger
métallique ne contre-indiquant pas l’examen, mais, pour la
même raison, la présence de sang frais (déoxyhémoglobine)
ou chronique (hémosidérine) peut être masquée (7).
Elles sont en revanche sensibles aux artéfacts de flux
(tableau III) (7). Ceux-ci sont responsables d’une hétérogé-
néité de signal du LCR, en particulier au rachis cervical, où,
sous l’influence des mouvements respiratoires et cardiaques,
la circulation du LCR est plus rapide.
*La séquence FSTIR est une autre méthode de suppres-
sion du signal de la graisse (inversion récupération couplée
à une séquence spin-écho rapide) (4, 5, 6). Le temps d’acqui-
sition est acceptable (un peu plus long) et le nombre de coupes
limité, mais, surtout, l’effacement de la graisse est beaucoup
plus homogène (“séquence noire”). En dépit d’une image
de qualité dégradée et d’une définition anatomique bien infé-
rieure aux séquences FSET2, elle est particulièrement inté-
ressante pour l’étude de la moelle osseuse avec un fort pou-
voir de détection des lésions de remplacement médullaire,
même de petite taille (dépistage des métastases osseuses ou
des lésions myélomateuses) (figure 3). Elle est également très
sensible aux anomalies de signal musculaires. Elle manque
toutefois de spécificité, œdème et infiltration tumorale n’étant
pas différenciables.
Il s’agit par ailleurs d’une séquence sensible aux artéfacts de
mouvement (tableau III).
Séquences en écho de gradient conventionnelles (EGT2) et
rapides
✔Après avoir été très usitées en raison de leur acquisition
relativement courte, les séquences EGT2 sont concurren-
cées par les séquences Fast SET2.
Néanmoins, elles gardent actuellement un intérêt en coupes
axiales au rachis (surtout cervical), coupes beaucoup moins
artéfactées par les phénomènes de flux que l’écho de spin clas-
sique ou rapide T2 (7).
Les séquences en écho de gradient T2 sont particulièrement
sensibles aux artéfacts de susceptibilité magnétique se tra-
duisant à l’interface de deux tissus par une ligne noire épaisse
(tableau III) : on se méfiera, au rachis en particulier, de cet
inconvénient qui crée (ou du moins surestime) des images de
sténoses canalaires. De même, les artéfacts dus à du matériel
prothétique ou à des clips métalliques sont particulièrement
importants dans cette séquence.
✔Les diverses séquences EGT2 rapides se sont révélées assez
décevantes en pathologie ostéo-articulaire, avec une résolu-
tion spatiale très médiocre.
CONCLUSION
En pratique, la lecture d’un dossier IRM nécessite donc le repé-
rage des différents plans de coupes, puis l’identification des
pondérations et du type de séquences réalisées. L’analyse des
images peut alors être effectuée, comme il se doit, en fonction
des connaissances anatomiques et de la pathologie explorée,
sans oublier les caractéristiques de chacune des séquences.
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MISE AU POINT
Figure 3. Coupes sagittales du rachis. Figure 3a : SET1 ; Figure 3b :
FSTIR. En FSTIR, le signal intense des multiples métastases rachidiennes
est “renforcé” par la suppression totale du signal graisseux médullaire.
En revanche, la qualité de l’image est nettement dégradée par rapport à
une séquence FSET2 (figure 2b).
Ainsi, une meilleure connaissance des caractéris-
tiques principales des séquences les plus usitées en
pathologie ostéo-articulaire évite au rhumatologue
des erreurs grossières d’interprétation. Il faut rete-
nir en particulier :
–la très bonne résolution spatiale des séquences
SET1 et l’intérêt d’une saturation de graisse lors de
l’injection de gadolinium,
–la persistance, parfois trompeuse, du signal de la
graisse des séquences Fast SET2,
–l’intérêt de la séquence FSTIR pour l’étude de la
moelle osseuse,
–l’importance des artéfacts de susceptibilité magné-
tique en EGT2.