Biophy : Introduction à l'IRM et SRM p1 Flashcards
Quelles sont les méthodes d’imagerie médicale utilisant les ondes électromagnétiques ?
- Spectre des OEM
- Radiographie conventionnelle (X)
- TEP = scintigraphie
- RMN : IRM, SRM
Relation entre le niveau d’ionisation des ondes et leur place sur le spectre ?
+ on avance dans le spectre + les rayonnements sont ionisant
Quels sont les différents type de RMN ?
- RMN in vitro du liquide
- RMN ex vivo
- RMN in vivo
Application de la RMN in vitro liquide ?
- Chimie
- Métabolomique (fluide biologique)
Quels sont les sujets de la RMN ex vivo ?
- Organes isolés, biopsies
- Produit agro-alimentaire
Application de la RMN in vivo ?
Applications cliniques, précliniques ou routine clinique
Caractéristiques du champs d’induction magnétique ?
→ B
* Tesla (SI)
* Gauss (La + utilisée)
Comment est généré le champs d’induction magnétique ?
Crée par :
* Courant qui circule
* Mouvement d’une charge
Relation entre gauss et tesla ?
1G = 10^-4 T
Caractéristique du champ magnétique utilisé pour l’imagerie par spectromètre ?
Très grand champ magnétique
Force du champs magnétique nécessaire à l’IRM/RMN ?
4,7 T environ 100 000 fois + que le champ terrestre
Correspondance fréquentielle d’un champ magnétique à 4,7 T
200 MHz
Caractéristique de l’IRM ?
- Non invasive
- Atraumatique
- 0 rayonnement ionisant ou marqueur radioactif
Qu’exploite l’IRM ?
- Propriétés magnétiques des H ds H2O
- Résonnance
- Ondes radiofréquences
Qu’est-ce que le spin ?
→ S
Moment cinétique intrinsèque d’une particule
A quoi correspond le spin ?
Capacité de la particule à tourner ou non sur elle même
Différence entre le spin S et σ ?
σ = moment cinétique du NOYAU atomique
Caractéristique du moment cinétique ?
Il est quantifié => Nb entier ou demi-entier
Qu’est-ce que le I d’un noyau atomique ?
Nombre quantique de spin
Sur quoi se base la RMN ?
Propriété magnétique de la matière en détectant les noyaux de moment cinétique non nul
Que génère les noyaux de moment cinétique non nul ?
Moment magnétique nucléaire
Qu’est-ce que le moment magnétique nucléaire ?
Petit champ magnétique nucléaire → µ
Quels sont les noyaux d’intérêt pour la RMN in vivo ?
1H
13C
19F
31P
23Na
17O
Noyaux d’intérêt pour l’IRM clinique ?
1H
Quel est le principe de la RMN ?
Etude de la réponse de noyaux atomique placés dans un état physique particulier par action combinée d’un champs magnétique constant B0 et d’un champs radiofréquence
Qu’est-ce que la précession de Larmor ?
Rotation du noyau autour de la direction du champ magnétique à la vitesse angulaire
Qu’est-ce qui induit la precession de Larmor ?
Le champ magnétique constant
Qu’est-ce que la fréquence de Larmor ?
La fréquence de rotation autour de la direction du champ magnétique
De quoi dépend la fréquence de Larmor ?
- Champ magnétique de l’appareil
- γ : rapport gyromagnétique (spé du noyau)
Quels sont les modèles de description de la RMN ?
→ 2
* Modèle vectoriel
* Modèle énergétique
Caractéristiques des moment magnétique dans l’eau en absence de champ magnétique (fort) ?
- Orientation aléatoire
- Σ moment magnétique = 0
Qu’est-ce que le phénomène de polarisation ?
Application du champ magnétique B0 → Aimantation macroscopique M
Différence entre M et B0 après polarisation ?
AUCUNE → même sens et même direction
Comment est différentié l’aimantation M de B0 ?
Par envoie d’une onde radiofréquence → perurbation de l’aimantation du patient
Qu’est-ce que le phénomène d’excitation ?
Application d’un champs radiofréquence avec une bobine pour perturber l’aimantation du patient
Condition que doit respecter l’onde radiofréquence pour permettre la phénomène d’excitation ?
Doit avoir une fréquence égale à la fréquence de Larmor
Angle général de l’onde radiofréquence ?
90° → aimantation bascule
Qu’est-ce que le phénomène de relaxation ?
Retour à l’état d’équilibre de l’aimantation après arrêt de l’onde radiofréquence
Quelles sont les constante de temps caractéristique de la relaxation ?
→ 2
* T1 : relaxation longitudinale
* T2 : relaxation transversale
Quelle est la composante de temps que l’on perd en premier en RMN ?
La constante transversale
A quoi correspond le signal de RMN ?
Projection du mouvement de retour à l’équilibre dans le plan transversal → signal de précession libre
Autre nom du signal de précession libre ?
FID
En présence d’un champ magnétique combien d’états d’NRJ peuvent avoir les moments magnétique ?
2*I+1
Qu’est-ce que le phénomène de polarisation ?
Mise en place d’état d’énergie pour les moment magnétiques
Avec un champ magnétique B0, comment se présente les moment magnétiques sur un diagramme pour les protons 1H ?
→ 2 états possibles
* Etat up
* Etat Down
Caractéristique de l’état up ?
- En bas du diagramme
- NRJ vers le haut
- Possède une NRJ qui augmente
Caractéristique de l’état down ?
- EN haut du diagramme
- NRJ vers le bas
- Possède une NRJ qui diminue
Relation entre B0 et le nombre de moment magnétique en excès ?
Nb de moment magnétique en excès est proportionnel à B0
A quoi servent la partie excédentaire des moments magnétiques ?
Elle sert à faire l’IRM → Technique peu sensible
Qu’envoie-t-on quand on envoie une onde radiofréquence ?
De l’NRJ
Qu’est ce que le phénomène d’excitation ?
Basculement des proton d’état up à un état d’NRJ down → transition des moments magnétiques
Qu’est-ce que le phénomène de relaxation ?
Retour à l’équilibre des protons dès la fin de l’excitation
Comment se constitue le signal RMN ?
LA façon dont l’énergie de retour à l’équilibre est restitué
Qu’obtient on avec un signal RMN ?
- Images
- Spectres
Selon quel axe se fait la relaxation transversale ?
xOy
Qu’implique la décroissance du signal en T2 ?
Disparition de la composante transversale de l’aimantation
Quel type de relaxation est la relaxation transversale T2 ?
Relaxation spin spin
A quoi correspond une relaxation spin-spin ?
Perte de cohérence des champs magnétique les uns avec les autres → PAS de perte d’NRJ
A quoi correspond T2 ?
Après une impulsion à 90° → temps nécessaire pour retrouver 37% de l’aimantation transversale
Selon quel axe se fait la relaxation longitudinale ?
Axe z
Qu’implique la recroissance du signal T1 ?
Réapparition de la composant longitudinale de l’aimantation
Quel type de relaxation est la relaxation T1 (longitudinale) ?
Spin-réseau
A quoi correspond une relaxation spin-réseau ?
Echange d’NRJ
A quoi correspond T1 ?
Après une impulsion à 90° = temps pour récupérer 63% de l’aimantation longitudinale
Relation entre T1 et T2 ?
Aucune !!
Spécificité de l’IRM ?
Seules techniques d’imageries permettant d’obtenir des contrastes tissulaires important dans utiliser d’agent de contraste
Relation entre la mobilité des H et le temps de corrélation ?
Plus la mobilité est importante et plus le temps de corrélation est petit
Quels sont les milieux qui donnent un T1 court ?
Liquide et solide → fréquence éloignée de la fréquence de Larmor
Quels sont les milieux quoi donnent un T1 court ?
Les milieux riche en macromolécule → fréquence du milieu proche de celle de Larmor
Relation entre la mobilité et le déphasage de la fréquence de résonnance du T2 ?
+ la mobilité est importante + il y aura de déphasage
Mobilité des H dans un liquide et importance de T2 ?
Très mobile → T2 Long
Mobilité des H dans un solide et importance de T2 résultante ?
Dure, peu mobile → T2 court
Relation entre l’importance de T1 et le signal associé ?
+ Le T1 est court + il envoie de signal
Relation entre l’importance de T2 et le signal associé ?
+ Le T2 est court - il envoie du signal
Quels sont les éléments nécessaires pout obtenir une image ou un spectre par RMN ?²
- Aimant avec un fort champ magnétique
- Bobine radiofréquence
- Utilisation de la transformée de Fourier
Rôle de l’aimant en RMN ?
Créer l’aimantation de l’échantillon → polarisation
Rôle de la bobine radiofréquence en RMN *?
Émet et réceptionne les ondes radiofréquence → phénomènes d’excitation et relaxation
Rôle de la transformée de Fourier en RMN ?
Transforme le signal en image ou spectre
Quel est le principe de la transformée de Fournier ?
- Signal enregistrer pendant le retour à l’équilibre du système par bobine RF
- Signal contient des fréquences de toutes les mol d’eau de l’échantillon du patient
→ FID décodé par transformation de Fourier
Qu’obtient on avec la transformée de Fourier ?
Un spectre
Quels sont les caractéristiques de la RMN qui font qu’elle soit adaptée aux études biomédicales in vivo ?
- Non invasive, atraumatique
- Exploitation des propriété magnétiques naturelles des noyaux
- 0 rayonnements ionisant, 0 marqueur radioactif
- 2D, 3D → résolution spatiale très haute
- Possibilité d’utiliser agent de contraste
- Très bon contraste naturel
- Etudes anatomique, fonctionnelle et biochimique
Qu’observe-t-on avec la SMR ?
Modification localisée du métabolisme et de la composition chimique
Qu’observe-t-on avec l’IRM ?
Modification de la physiologie et de l’anatomie
Quelles sont les défaut de la RMN ?
- Technique très très peu sensible
- Faible disponibilité et faible coût
- Incompatibilité avec le champ magnétique intense
