Au stade actuel des développements technologiques relatifs aux antennes HTS, nous avons souhaité remédier au problème du découplage des antennes. En effet, si celui-ci était opérationnel, on s’affranchirait de la principale difficulté de quantification liée aux inhomogénéités spatiales. La méthode originale que nous proposons consiste à tirer profit des non linéarités du matériau supraconducteur au moyen d’une géométrie particulière des antennes. Pour mettre en oeuvre cette méthode nous avons cherché à caractériser précisément l’impact des nonlinéarités sur les paramètres qui influencent les performances de l’antenne en imagerie. L’intérêt de cette caractérisation est double, puisqu’en l’absence de découplage efficace, l’antenne HTS est aussi utilisée en émission, impliquant des niveaux de puissance élevés où les effets nonlinéaires sont importants. Leur caractérisation doit donc permettre
d’offrir un outil fiable à la fois pour l’étude de la géométrie appropriée en vue du découplage, et pour ajuster correctement l’angle de basculement pour contrôler la phase d’excitation lorsque l’antenne HTS est utilisée à l’émission. Ces deux points doivent permettre d’optimiser la pondération T1 sur image.
Dans le but d’optimiser les performances des antennes en imagerie et de fiabiliser la quantification des mesures, un travail complet d’implémentation des antennes sur un imageur clinique a été réalisé et est présenté dans le Chapitre IV. A ce titre, une nouvelle méthode de couplage de l’antenne durant la phase d’émission est étudiée et mise en œuvre. Elle permet une utilisation des antennes dans un imageur clinique sans connectique particulière sur le circuit d’émission.
La phase de réception est également traitée avec l’étude et l’optimisation du couplage de l’antenne vers un préamplificateur faible bruit. Cette étude répond à certaines interrogations posées lors d’un précédent travail de thèse [85] sur les variations du bruit observées sur les images. La bande passante allouée par l’utilisation d’une antenne HTS est en effet étroite et le RSB peut être dégradé en bordure des images. L’étude menée intègre un modèle complet de préamplificateur et présente des outils particulièrement appropriés pour mesurer et prédire les performances de la chaîne de réception complète.
Ces différentes voies de recherches ont été le point de départ du travail de cette thèse d’un point de vue instrumental avec pour principal objectif de favoriser la quantification en maîtrisant au mieux les paramètres qui déterminent le signal et le contraste en imagerie.
Enfin, à la lumière du potentiel des antennes supraconductrices pour l’imagerie du petit animal, leur utilisation dans le contexte de l’imagerie moléculaire par IRM, pour laquelle un important gain en sensibilité est nécessaire, semble tout à fait prometteuse. L’utilisation d’une antenne HTS pour l’imagerie moléculaire est présentée au Chapitre V.
Sur les régions périphériques du petit animal (profondeur < 1cm), ce type d’antenne permet de se maintenir dans le régime où les pertes de l’échantillon sont dominantes jusqu’à des faibles valeurs de champ (> ~ 0,1 T). Dans ce régime en particulier, l’intérêt du haut champ est à discuter selon les applications. La perte d’efficacité des produits de contraste macromoléculaires (tel qu’un produit en liaison avec une cible) au delà de 0,5 T (cf. Figure I-5) pose la question de leur utilité à haut champ, l’utilisation d’un détecteur optimisé à champ intermédiaire pourrait s’avérer préférable.
III. Chapitre III :
Etude de l’efficacité des Agents de Contraste
paramagnétiques en fonction
du champ magnétique directeur
L’objet de ce chapitre est d’étudier l’efficacité d’un Agent de Contraste, en terme de Rapport Contraste sur Bruit obtenu sur l’image finale, en fonction de l’intensité du champ magnétique directeur de l’appareil, à partir de son profil NMRD. Cette étude a pour objet de répondre à la problématique de l’accroissement du champ magnétique, largement préconisé dans la littérature pour accroître la sensibilité de détection en imagerie moléculaire. Nous nous sommes focalisés dans ce travail sur le contraste-T1 qui demeure le contraste de choix pour les AC paramagnétiques.
En raison de l’accroissement de la polarisation des spins avec le champ magnétique directeur (voir annexe, p221), le RSB augmente avec le champ magnétique. Cependant, en terme de contraste il convient de faire le bilan de la variation des temps de relaxation avec le champ, conjointement à cet accroissement de RSB, pour étudier la variation de RCB qui est le paramètre pertinent du point de vue de la détectabilité des AC. La chute de la relaxivité longitudinale de certains AC au delà de 20-30 MHz (complexes macromoléculaires) pose en effet la question de leur efficacité pour les hautes intensités de champ. En imagerie de ciblage plus particulièrement, il a été mis en évidence que l’association d’un AC fonctionnalisé avec sa cible en modifie le profil d’efficacité (NMRD), en raison d’un ralentissement des mouvements du complexe. Cela conduit généralement à un profil du même type que pour un AC macromoléculaire [120,121]. Sur les bases d’une approche transversale de l’étude de la formation du signal obtenu par IRM, on cherche donc à répondre à la question suivante : le haut champ est-il incontournable pour l’imagerie moléculaire réalisée au moyen d’AC paramagnétiques ?
Enfin, un autre aspect plus pragmatique dans le cadre de cette thèse consiste à choisir la valeur de champ la plus appropriée parmi les différents appareils dont nous disposons au laboratoire d’Orsay (0,1 T, 1,5 T et 4,7 T) et au centre de recherche de l’entreprise Guerbet (2,35 T), pour tenter de réaliser la preuve de concept par imagerie de la fixation spécifique d’AC de nouvelle génération.