Principes de fonctionnement de l'IRM (Imagerie par Résonance Magnétique)

Thèmes abordés

Principes de fonctionnement IRM imagerie par résonance magnétique, protons, radiofréquence, Ernest Rutherford, protons d’hydrogène, aimant, supraconducteurs, cage de Faraday

Résumé du document

L'IRM fonctionne grâce au principe de résonance magnétique nucléaire. Ce principe est fondé sur la mesure de l'absorption de la radiation de radiofréquence (RF) par un noyau atomique dans un champ magnétique fort.
Comme nous le savons, un atome est composé d'un noyau entouré d'électrons. Dans ce noyau, on retrouve des protons et des électrons...
Grâce à ces propriétés, on sait que le proton est une particule de charge positive qui se situe dans le noyau d'un atome. Chaque proton est animé d'un mouvement de rotation axiale, appelé spin. Ici, le spin est symbolisé par un vecteur S.

Extraits

[...] Principes de fonctionnement de l'IRM (Imagerie par Résonance Magnétique) I. La résonance magnétique nucléaire L'IRM fonctionne grâce au principe de résonance magnétique nucléaire. Ce principe est fondé sur la mesure de l'absorption de la radiation de radiofréquence par un noyau atomique dans un champ magnétique fort. Comme nous le savons, un atome est composé d'un noyau entouré d'électrons. Dans ce noyau, on retrouve des protons et des électrons. Découvert en 1918 par Ernest Rutherford, le proton a une masse de x 10^-27 kg (soit 1836 fois celle de l'électron) et un rayon de 0.8 femtomètre (10^-15 m). [...]

[...] En outre, ils permettent l'absence de maintenance technique. Les inconvénients sont liés au très grand poids des aimants (plus de 7 tonnes) ; de plus, ils ne peuvent produire que des champs magnétiques allant de 0.2 à 1 T. ​ - Aimants résistifs : Ces systèmes sont constitués par une bobine de cuivre parcourue par un courant électrique intense et continu. Il est possible d'obtenir des champs bien homogènes dont l'intensité est de l'ordre de 0,3 tesla, mais ces aimants nécessitent un très puissant système de refroidissement. [...]

[...] C'est donc un atome très abondant dans les tissus organiques. De plus, cet atome n'est composé que d'un seul proton, il a donc un spin. ​ À l'état naturel, les aimantations d'un échantillon de protons d'hydrogène ont tendance à s'annuler. En revanche, lorsqu'on place cet échantillon dans un champ magnétique très fort, les vecteurs d'aimantation microscopique µ s'alignent. On observe alors deux cas : - une première moitié des protons s'aligne dans une orientation antiparallèle - une autre moitié, légèrement supérieure en nombre, s'aligne dans le sens parallèle. [...]

[...] Les pondérations T1 et T2 permettent d'avoir une image contrastée. Néanmoins, les tissus apparaissent de différentes couleurs. On peut ainsi déterminer les tissus affichés sur une image IRM. Néanmoins, il est parfois nécessaire de réaliser quelques opérations afin de caractériser un tissu. Comme son nom l'indique, l'option « Annulation de graisse » supprime la graisse sur l'écran, ce qui permet de savoir si les zones en hypersignal sont en réalité de la graisse, de la moelle osseuse ou un kyste par exemple. [...]

[...] Elle permet de recevoir les signaux électromagnétiques émis par les protons après sélection par l'antenne d'émission. - Canon de gradient : Les bobines de gradient créent des variations linéaires de champ magnétique permettant le codage spatial du signal. Ces variations de champs doivent pouvoir être appliquées dans n'importe quelle direction de l'espace. Pour cela, on retrouve à l'intérieur d'un appareil IRM trois couples de bobines de gradient, associés chacun à une direction z). Ils permettent de choisir une coupe coronale, sagittale, ou axiale. [...]