Toute la méthode des VFA repose sur la variation des angles. Cependant, plus le champ magnétique B0 est élevé, plus la fréquence du champ d’excitation augmente et plus nous sommes exposés à des
variations de champ de radiofréquence qui vont altérer les mesures de T1 (paragraphe 2.5.3). La
principale source de biais sur la mesure de T1 avec la séquence FSPGR est l’erreur sur l’angle de
bascule. En effet, le calcul de T1 dépend de l’angle de bascule réellement appliqué, qui n’est pas
nécessairement l’angle prescrit par l’utilisateur. L’erreur sur l’angle de bascule peut provenir d’un défaut d’uniformité du champ radiofréquence B1 émis ou d’une calibration imparfaite de la commande
d’angle. Des travaux ont montré l’impact des erreurs d’angles de bascule sur les mesures de T1 avec la
méthode des VFA [35, 40, 41]. Il est donc indispensable de déterminer l’angle de bascule effectif en tout point de l’espace pour obtenir des mesures de T1 correspondant aux valeurs réelles.
2.4.1. Généralités et méthodes de calcul de B
1De nombreuses méthodes de B1 sont présentées dans la littérature et plus particulièrement depuis 2005
avec des méthodes spécifiques et rapides. Elles ne cessent d’augmenter au vu des nombreuses applications : correction de la densité de proton, du T1, du T2, des sensibilités d’antenne pour
l’imagerie parallèle, …
La méthode des doubles angles (Dual Angle Method, ou DAM), proposée par Insko et Bolinger [42], est historiquement une des premières méthodes proposées pour la mesure de l’angle de bascule. Le signal, exprimé dans l’équation 2.5 est alors proportionnel au sinus de l’angle de bascule.
Équation 2.5 La valeur effective de l’angle de bascule α peut être calculée à partir du rapport de l’image acquise à l’angle α par l’image acquise à l’angle 2α (équation 2.6). Cette méthode s’est très largement répandue, principalement grâce à sa simplicité d’implémentation. Elle est cependant limitée par les temps d’acquisition longs imposés par la condition de relaxation complète, qui ne permettent pas d’acquérir
in vivo des cartes de B1 en 3D et/ou à haute résolution.
(
)
Équation 2.6 La méthode des doubles angles a servi de base à plusieurs séquences améliorées (spécifiques) destinées à l’acquisition 3D in vivo, dont celles de Cunningham [43] et de Wang [44]. Ces variantes de la méthode des doubles angles utilisent des modules permettant d’accélérer la relaxation longitudinale et donc d’utiliser des TR courts compatibles avec l’acquisition 3D rapide. Ces méthodes font appel à des séquences ou à des impulsions RF spécifiques qui ne sont pas directement disponibles sur les appareils d’IRM conventionnels, et sont donc moins facilement transposables d’une machine à une autre. Tout comme les méthodes suivantes qui ne sont pas disponibles sur notre imageur mais que nous présentons brièvement.La méthode "Actual Flip Angle Imaging" (AFI) a été développée par Yarnykh en 2007 [45]. L’utilisation de TR courts offre la possibilité d’acquérir des cartes de B1 en 3D et donc d’écarter les
biais causés par des défauts de sélection de coupe. Cependant, la spécificité de cette méthode ne permet pas son utilisation sur notre machine. La méthode phase-sensitive de Morrell [46, 47] met en œuvre une impulsion radiofréquence composite (impulsion formée de plusieurs impulsions radiofréquence élémentaires). Comme les impulsions appliquées sont non sélectives, il est nécessaire d’acquérir en 3D sur des volumes importants, et le temps d’acquisition est relativement long et incompatible avec une utilisation en imagerie cardiaque. Il existe encore d’autres méthodes spécifiques intéressantes à étudier comme la Bloch-Siegert de GE [48], ou la séquence DREAM [49].
2.4.2. Problématique des faibles angles de bascule
Les faibles angles de bascule traités dans cette étude sont les angles inférieurs à 30°, voir inférieur à 20°, et on peut parler d’angles très faibles pour des angles n’excédant pas 5°. Les différentes études portant sur la comparaison des méthodes de cartographie d’angles de bascule ont montré que toutes les méthodes existantes ont une précision qui se dégrade quand l’angle de bascule diminue [50]. Cette baisse de précision a plusieurs origines, selon la méthode utilisée. Tout d’abord, elle est liée au rapport signal sur bruit, souvent faible pour les petits angles. De plus, à rapport signal sur bruit égal, la plupart des méthodes de B1 sont intrinsèquement moins précises car elles se basent sur des grandeurs fonction
de l’angle de bascule. Une méthode spécifique [50], qui dérive de la méthode des doubles angles, a été publiée récemment pour pallier le problème des petits angles mais n’est pas applicable sur notre machine en raison de sa non-disponibilité sur les IRM conventionnels.
Malgré les limitations connues, la méthode des doubles angles est utilisée pour la correction B1 sur les
méthodes de B1, la correction de l’angle de bascule pour le T1 n’est pas réinsérée dans l’équation 2.4
pour obtenir la valeur du T1 corrigée. Une correction spécifique, développée par Margaret Cheng [35],
est employée pour obtenir les valeurs de T1 corrigées. Cette méthode, confidentielle, a été utilisée pour
notre validation de la méthode des angles variables en imagerie cardiaque. La Figure 2.4 montre la faisabilité de cette méthode en imagerie cardiaque.
Figure 2.4 : Cartographie B1 d’un cœur en petit-axe avec la méthode des doubles angles.
2.4.3. Conclusion
Le calcul du B1 et la correction de ces hétérogénéités est une condition très importante pour la
quantification du T1 avec la méthode des angles variables. En considérant les critères de disponibilité
et d’adaptation possible à l’imagerie cardiaque, nous avons opté pour la méthode des doubles angles avec des séquences rapides SE-EPI. La correction du T1 par la méthode des doubles angles a été
validée dans plusieurs études [35, 38] qui ont d’ailleurs proposé une correction spécifique pour les petits angles. L’utilisation de cette correction a permis de mettre en place une forte collaboration avec cette équipe canadienne pour appliquer cette correction en imagerie cardiaque. En effet, jusqu’à présent, seuls des organes immobiles (cerveau, cartilage) ont été cartographiés avec cette méthode [35, 38, 39].
Les méthodes de cartographie T1 et de cartographie B1 étant choisies, la validation sur fantômes