Correction du prol B −

1 de l'antenne multicanaux en réception

Les antennes multicanaux utilisées pour augmenter le RSB et tirer parti des techniques d'ima- gerie parallèle ont pour inconvénient majeur d'avoir un prol B−

1 très hétérogène, inhérent à leur

conception et aux algorithmes de recombinaison utilisés. De plus, la généralisation sur systèmes cliniques d'une transmission par antenne corps distinct de la réception par l'antenne en réseau empêche d'utiliser la méthode classique de correction par principe de réciprocité. Cette hétéro- généité du prol B−

1 a deux conséquences dans notre application :

 Les hétérogénéités au sein de notre volume d'intérêt biaisent l'intégration spatiale de l'in- formation, en sous- et sur-estimant certaines zones

 L'augmentation de la variabilité de mesure, par les diérences inter-sujets de positionne- ment du volume d'intérêt dans l'antenne.

Si la première limitation est malheureusement consubstantielle à une approche par spectro- scopie localisée sur un large volume, la seconde peut être corrigée. L'objectif de notre étude est ainsi de proposer et implémenter une correction inter-sujets du prol B−

1 de l'antenne multica-

naux en réception, consistante avec notre cahier des charges initial de ne pas rallonger le temps d'acquisition, puis d'en valider l'ecacité.

Nous avons adopté l'approche de [Narayana et al., 1988], dont le principe fut ensuite repris en imagerie parallèle SENSE [Pruessmann et al., 1999]. L'idée est de s'aranchir du facteur de qualité et des hétérogénéités B+

1 de l'antenne corps en transmission, ainsi que des pertes de signal

T₂∗ dues aux hétérogénéités B0, en les faisant apparaitre au numérateur et dénominateur d'une

division. Deux images sont acquises puis divisées : une avec l'antenne corps en transmission et l'antenne multicanaux en réception, l'autre l'antenne corps en transmission/réception.

1. Implémentation :

 Acquisition de la carte de sensibilité : An d'obtenir un signal homogène en densité de proton dans tout le volume de l'antenne tête, nous avons utilisé un ballon de beaudruche remplie d'eau dopée au sulfate de cuivre pour limiter les phénomènes de saturation en diminuant son T1. Nous avons utilisé une séquence Magnetization Prepared Rapid

Gradient Echo (MPRAGE) 3D 1x1x1mm pondérée en T1, orant un bon compromis

entre temps d'acquisition, taille du FOV, et faible résolution spatiale pour limiter les eets de volume partiel au bord du volume d'intérêt à corriger. Une fois acquises, les deux images ont été masquées par un seuillage en intensité an d'éviter les instabillités numériques et les divisions par zéro, puis divisées an de produire une carte du champ B₁− de l'antenne en réseau.

Fig. 4.7. Images (magnitude) acquises avec les antennes tête et corps en réception, et carte de sensi- bilité de l'antenne tête correspondante

 Algorithme de recalage avec le volume d'intérêt : la carte de sensibilité carte et le vo- lume d'intérêt V OI étant acquis dans deux repères Rcarte et RSRM par rapport au

repère de l'IRM RIRM, il fut nécessaire de les recaler l'un par rapport à l'autre, au-

trement dit de calculer la matrice de rotation et la transformation ane entre les deux repères à partir d'une lecture automatisée des entêtes des 2 chiers.

 Calcul du facteur de correction : il est ensuite calculé une valeur moyenne sensibV OI _de

l'intensité des pixels dont le centre est compris dans le VOI, ensuite normalisée par une valeur moyenne sensibref _{obtenue pour un VOI au centre de l'antenne.}

k_BV OI− 1

= sensib

V OI

Algorithme 1 : Recalage et calcul du facteur de correction de l'antenne multicanaux en réception

Entrées : carte de sensibilité de l'antenne carte de taille I × J × K de résolution

res (x, y, z) dans un repère de rotation rotcarte et de translation transcarte par

rapport au repère de l'IRM RIRM; un volume de spectroscopie localisée V OI

de centre 0 (x, y, z)IRM dans RIRM et de dimension dim (x y z)V OI dans un

repère RSRM de rotation rotSRM par rapport à RIRM

Sorties : Facteur de correction kV OI B−₁

% Parcours de tous les points (i j k) de carte pour i ← 1 à I faire

pour j ← 1 à J faire pour k ← 1 à K faire

% Calcul de la position pos (x y z)IRM de (i, j, k) dans le repère

RIRM

pos (x y z)_IRM = [(i j k) .res (x, y, z)] × rotcarte+ transcarte;

% Teste si pos (x y z)IRM est inclu dans V OI

si k[pos (x y z)IRM − 0 (x y z)IRM] × rotSRMk ≤ kdim (x y z)SRMkalors

Ajoute la valeur carte (i j k) à la liste {valeur}; n

n n n

% Calcul de la valeur moyenne de sensibilité sensibV OI _{dans V OI}

sensibV OI =Moyenne({valeur});

% Calcul du facteur de correction normalisée par rapport à un volume de référence ref au centre de l'aimant

kV OI

B₁− =

sensibV OI

sensibref ;

2. Validation : L'algorithme de recalage avec le volume d'intérêt a été validé en acquérant des VOIs diérements positionnés et orientés dans l'antenne, et en vériant l'exactitude du calcul de leur centre et orientation (résultats non montrés). Finalement, l'ecacité de la correction a été étudiée en déplacant selon les 3 axes du système un VOI de référence (70x70x25 mm), et en calculant le biais (taux de variation à la valeur au centre de l'aimant) de l'amplitude du NAA avant et après correction.

Fig. 4.8. Biais de l'amplitude du NAA (%) en fonction de la distance du centre d'un VOI de référence (70x70x25 mm) au centre de l'aimant le long des 3 axes

Nous observons que le biais sur l'amplitude du NAA est sensiblement réduit et plus constant après correction, en particulier le long des axes gauche-droite et antério-postérieur, appor- tant ainsi une preuve de concept de l'ecacité de notre méthode. Une étude extensive serait cependant nécessaire an de déterminer l'ecacité en tout point de l'espace et ainsi dénir des zones de tolérancement.

Cette méthode de correction du prol B−

1 de l'antenne multicanaux en réception correspond

à notre approche "maintenance" initale en ne rallongeant pas le temps d'acquisition par rap- port aux optimisations locales de la tension en transmission [Jost et al., 2005], tout en orant une mesure in situ plus juste que les approches par traitement d'image ou par calcul d'une so- lution analytique des lois de Biot-Savart [Wald et al., 1995b]. Elle repose néanmoins sur trois

hypothèses :

 Premièrement, sur l'hypothèse non démontrée formellement mais très réaliste, que le biais d'eet de volume partiel du recalage du VOI sur la carte de sensibilité est faible, étant donné la résolution et les lentes variations spatiales de la carte de sensibilité.

 Deuxièmement que le prol B−

1 de l'antenne est identique sur fantôme et in vivo, notam-

ment qu'il n'est pas inuencé par les variations du facteur de qualité. Cette hypothèse mériterait d'être vériée en faisant varier la charge du fantôme.

 Troisièmement que les pondérations des canaux attribuées par l'algorithme de recombinai- son (voir Ÿ1.1.3) soient identiques en imagerie conventionnelle et en spectroscopie. Bien que deux programmes compilés de recombinaison soient nécessaires sur notre système clinique, et en l'absence de code source disponible, leur documentation précise néanmoins qu'ils reposent tous les deux sur un même algorithme.

Enn, nous pouvons espérer que l'avènement à plus long terme d'une solution ecace d'an- tenne tête réseau en transmission (Transmit-SENSE) permettra une correction plus aisée par le principe de réciprocité.