Développement de la séquence

Le principe de la séquence 2D J-PRESS WISH repose sur la répétition de la séquence PRESS. A chaque répétition, le temps d’évolution t₁ est incrémenté afin d’acquérir la seconde dimension spectrale. En pratique, le développement de la sé-quence 2D J-PRESS WISH a consisté en deux modifications majeures de la sésé-quence PRESS : l’ajout de délais incrémentables entre les impulsions et l’ajout d’une boucle permettant de répéter la séquence N₁ fois.

Fig. 2.1: Chronogramme de la séquence de SRM mono-voxel 2D J-PRESS WISH. La séquence PRESS (Cf. Fig. 1.11) est répétéeN1 fois permettant l’acquisition de la seconde dimension spectroscopique.

2.2.1.1 Préparation

L’étape de préparation de la séquence est composée de trois modulesParavision qui sont activés et configurés depuis l’interface graphique :

– Un module de suppression d’eauWsSat permettant d’atténuer fortement l’in-tensité du signal RMN induit par la molécule d’eau. Pour y parvenir, ce module met à disposition les deux techniques de suppression d’eau, VAPOR et CHESS (Cf. §1.3.2.2). En pratique, ces deux techniques nécessitent l’ajustement en puissance de certaines impulsions. Même si la console Paravision procède à un ajustement automatique, il est parfois nécessaire d’affiner la suppression manuellement. Par souci de simplicité, la technique VAPOR sera employée car elle nécessite seulement l’ajustement de deux impulsions contre trois pour la technique CHESS.

– Un module OVS permettant l’atténuation des signaux provenant de l’extérieur du volume d’intérêt afin d’accroître la sélectivité spatiale (Cf. §1.3.2.2).

– Un module InvPulse permettant d’émettre une impulsion 180^◦ non sélective suivie d’un temps d’inversion TI.

L’ajout de ce dernier module rend possible l’acquisition du spectre RMN 2D des macromolécules par la technique d’inversion-récupération [Seegeret al., 2003,Seeger et al., 2001]. Les macromolécules, dont les signaux contribuent grandement à la ligne de base présente sur un spectre RMNin vivo à temps d’écho courts, se différencient des métabolites par leurs temps de relaxation longitudinale T₁. K. L. Behar a mon-tré en 1994 que les temps de relaxation T₁ des macromolécules sont en moyenne plus courts que ceux des métabolites [Behar et al., 1994]. La technique d’inversion-récupération tire parti de ces différences en T₁ et permet d’annuler l’aimantation longitudinale des métabolites au début de l’étape d’excitation PRESS (Fig. 2.2).

Le signal acquis lors l’étape de détection provient des macromolécules et le spectre RMN obtenu constitue une information précieuse pour caractériser la ligne de base. Ce dernier pourra ainsi être modélisé pour prendre en compte le signal des macromolécules lors de la quantification des données (Cf. 2.3.5).

2.2.1.2 Excitation & Détection

Les étapes d’excitation et de détection de la séquence 2D J-PRESS WISH sont très similaires à celles présentes dans la séquence PRESS (Cf. §1.3.2.2). Le schéma d’excitation de la séquence PRESS a fait l’objet de quelques modifications détaillées

Fig.2.2: Chronogramme du moduleInvPulseprésent lors de l’étape de préparation de la séquence 2D J-PRESS WISH. L’impulsion 180^◦ non sélective provoque l’inversion de l’ai-mantation longitudinale à t=0. Suite à l’inversion, les métabolites et les macromolécules font l’objet d’une relaxation longitudinale avec des temps T1 différents. A t = T I, l’ai-mantation longitudinale des macromolécules a atteint une repousse quasi-complète alors celle des métabolites est nulle. L’étape d’excitation PRESS qui débute à cet instant n’aura d’effets que sur l’aimantation macromoléculaire.

dans les paragraphes suivants. Ainsi, des délais incrémentables ont été ajoutés entre les impulsions 90 et 180^◦, entre les impulsions 180^◦, et entre la dernière impulsion et le début de l’acquisition. Ces délais permettent d’incrémenter leT E et d’acquérir la seconde dimension spectrale. La durée T E correspond à la somme des deux durées T E₁ et T E₂. L’incrémentation du T E peut être réalisée de plusieurs façons :

– En incrémentant le délai T E₁ et en conservant le délai T E₂ constant, ce qui correspond au mode de calcul Fixed TE2.

– En incrémentant le délai T E₂ et en conservant le délai T E₁ constant, ce qui correspond au mode de calcul Fixed TE1 ou Min TE1.

– En incrémentant les deux délais de la même durée, ce qui correspond au mode de calcul Equalise TE.

Les valeurs des délais T E₁ et T E₂ influencent la forme des raies présentes sur le spectre RMN, en particulier pour les signaux métaboliques couplés tels que Glu et Gln [Snyderet al., 2010,Snyder and Wilman, 2010]. Toutefois, peu d’études portent sur l’optimisation de ces délais pour l’obtention de spectre RMNin vivo. En pratique, le constructeurBruker préconise de réduire le délaiT E₁ au minimum dans le cas de l’acquisition de signaux métaboliques couplés (modeMin TE1).

Le pas d’incrémentation du TE peut être fixe ou variable selon que l’échantillon-nage suivant la dimension t₁ est régulier ou irrégulier. L’échantillonnage irrégulier en SRM 2D, technique encore peu présente dans la littérature, permet de réduire la

durée d’acquisition d’un spectre RMN 2D. Une étude consacrée à cette technique est détaillée au paragraphe 2.6 et présente les premiers résultats de quantification in vivo.

En pratique, la séquence PRESS permet d’accumuler les signaux acquis afin d’ac-croître le RSB. Ainsi, N A signaux sont acquis puis directement sommés lors de la détection. Dans la continuité de la technique d’échantillonnage irrégulier évoquée précédemment, la séquence 2D J-PRESS WISH offre également la possibilité d’ac-cumuler un nombre différent de signaux suivant la dimension t₁. Autrement dit, le nombre d’accumulations N A est variable suivant les T E auxquels sont acquis les signaux. Cette technique permet de pondérer en terme de RSB les signaux acquis suivant la dimension t₁. Cette fonctionnalité n’a pas été pleinement exploitée dans les travaux de thèse mais est toutefois évoquée dans les perspectives.