Résultats in vitro

4.3.1.1 Choix du profil d’impulsion

Des images MP2RAGE ont tout d’abord été acquises en utilisant les trois différents profils d’impulsion (gaussien, hermitien et sinc3) sur un fantôme contenant des tubes à différentes concentrations de gadoteridol. Les cartes T1 ont alors été reconstruites en tenant compte, ou pas, du profil des impulsions d’excitation (α). Pour les trois impulsions, gaussienne, hermitienne et sinc3, la bande passante était de 21,6 kHz mais les durées d’impulsion étaient de 0,13 ms, 0,25 ms et 0,64 ms, respectivement. Sans prise en compte du profil de coupe, les valeurs de T1 mesurées avec une impulsion gaussienne étaient plus élevées que celles mesurées avec les deux autres types d’impulsions (Figure 4.5). La prise en compte du profil a permis d’obtenir des valeurs similaires pour les trois impulsions. Il semble y avoir une légère surestimation, inférieure à 5%, du T1 par rapport à la mesure d’Inversion-Récupération.

Si la durée de l’impulsion d’excitation devient un facteur limitant, il est possible de privilégier une impulsion gaussienne. L’impulsion créneau est, quant à elle, trop peu sélective spatialement pour être utilisée.

Position de coupe Temps Coupe 1 Coupe 3 Coupe 5 Coupe 2 Coupe 4 Coupe 6

Figure 4.5 : Effet de l’utilisation du profil fréquentiel des impulsions pour

corriger les cartes T1 MP2RAGE. L’écarts relatifs des T1 mesurés par la séquence

MP2RAGE par rapport à la séquence d’IR sont indiqués en pointillés lorsque les T1

n’ont pas été corrigés par le profil d’impulsion et en trait plein lorsque cette correction a été effectuée.

4.3.1.2 Optimisation de la sélectivité d’inversion

Pour remplacer une acquisition 3D par une acquisition multi-coupe 2D, l’idéal serait d’assurer une contiguïté entre les coupes 2D. A défaut, il faudrait réduire au minimum l’espace entre deux coupes adjacentes.

L’inversion de l’aimantation d’une coupe ne doit cependant pas perturber l’aimantation des coupes adjacentes. Les impulsions d’inversion doivent donc être les plus sélectives possible. Toutefois, comme les impulsions d’excitation ne sont pas idéales (sinc3, par exemple) et perturbent les isochromats situés à l’extérieur de la coupe d’intérêt (Figure 4.6), la section inversée doit être plus épaisse que la coupe d’intérêt. 0 1 2 3 4 5 216 135 99 74 46 (MP2RAGE-IR)/IR / % [Gd]/ µM Gauss Hermit Sinc3

Figure 4.6 : Sélectivité de l’impulsion d’inversion. Les rectangles gris

représentent la portion inversée. Les sélectivités de l’inversion par rapport à la coupe d’imagerie (en pointillés) sont de 100, 125, 150, 175 et 200 % (du plus foncé au plus clair). Les profils des impulsions hermitienne, sinc3, et gaussienne, sont représentées en bleu, jaune et rouge, respectivement.

La Figure 4.7 montre l’effet de six sélectivités d’inversion différentes sur la mesure du T1 pour les trois impulsions RF d’excitation (appliquées lors des GRE1 et GRE2). L’épaisseur de la coupe d’inversion a été soit ajustée à la même épaisseur que la coupe (idéale) d’intérêt (100%), soit plus large : entre 125% et 1000%. Une forte sous-estimation du T1 a ainsi été observée lorsque l’épaisseur de la coupe d’inversion était égale à l’épaisseur de la coupe d’excitation. Une différence est aussi apparue entre les trois profils d’excitation, malgré la prise en compte de leurs profils dans la reconstruction de la carte T1 (selon l’équation (Eq 4.1)). En effet, l’énergie déposée à l’extérieur de la coupe par l’impulsion sinc3 est plus faible que celle déposée par les impulsions hermitienne et gaussienne, limitant ainsi le biais des valeurs de T1.

La Figure 4.7 montre que pour une impulsion sinc3, le T1 augmente avec l’épaisseur de la coupe d’inversion jusqu’à atteindre une valeur stable pour une épaisseur de coupe de 150%. Les valeurs de T1 mesurées avec une impulsion sinc3 et une épaisseur supérieure à 150% surestiment légèrement le T1. En comparaison, le T1

mesuré avec une épaisseur de 125% est plus juste. Cependant, cette réduction du biais témoigne d’une inversion encore trop sélective. D’où une préférence pour les inversions supérieures à 150%. Pour les impulsions hermitienne et gaussienne, la stabilisation des mesures de T1 était obtenue pour des épaisseurs supérieures à 175 et 200 %, respectivement.

Les mesures ultérieures ont donc été effectuées avec une impulsion d’excitation sinc3 et une inversion adiabatique (sécante hyperbolique) d’une sélectivité de 150%.

Figure 4.7 : Effet de l’épaisseur d’inversion sur la mesure du T1. La différence

relative entre les valeurs de T1 obtenues par les méthodes MP2RAGE et IR est représentée, en pourcentage du T1, pour différentes épaisseurs de coupe d’inversion (elle-même exprimée en pourcentage de l’épaisseur de coupe d’imagerie).

4.3.1.3 Optimisation de l’espace entre les coupes

Suite à l’optimisation de la sélectivité de la coupe d’inversion, l’espace entre les coupes adjacentes a été optimisé. La Figure 4.8 montre clairement une perturbation du T1 lorsque deux coupes adjacentes sont jointives, même avec une acquisition entrelacée des coupes. Pour l’inversion de 150% utilisée, il est donc préférable d’utiliser un intervalle correspondant à 50% de l’épaisseur de coupe imagée.

Di ff ér ence de T 1 : (MP2RAGE-IR)/IR / %

Figure 4.8 : Effet de l’écart inter-coupes sur les mesures de T1. Mesure des T1

(points) sur six coupes différentes avec la séquence MS-MP2RAGE à l’intérieur d’un tube contenant du gadolinium à 75 µM (1850 ms mesurée avec la méthode d’IR, ligne en pointillés). Des écarts inter-coupes, égaux à 0, 25, 50 ou 100% de l’épaisseur de coupe, ont été utilisés. Pour chaque écart, le T1 moyen (croix) et l’écart type sur les six coupes ont été mesurés.

4.3.1.4 Effets des paramètres de séquence

Après avoir fixé les paramètres spécifiques de cette nouvelle méthode (angle des projections, profils d’excitation et d’inversion et géométrie des coupes), l’influence de paramètres généraux de la séquence MP2RAGE a été évaluée (TI1, TI2 MP2RAGETR et angle α).

Au cours du développement des séquences MP2RAGE 3D cartésienne et radiale, différents paramètres de la séquence avaient déjà été modifiés pour observer leur éventuelle influence sur les valeurs de T1. A part une sous-estimation des valeurs de T1

pour un MP2RAGETR trop court, aucun effet particulier n’avait été observé.

Après développement, la rapidité de la séquence MP2RAGE 2D a alors été mise à profit pour une étude plus large de l’influence des différents paramètres sur la mesure de T1. Les quatre paramètres TI1, TI2, MP2RAGETR et α ont été modifiés séparément. Globalement, les valeurs de ces quatre paramètres n’influencent que très peu les valeurs de T1 obtenus pour une gamme de 900 à 1900ms. Cette étude témoigne donc d’une grande robustesse de la séquence aux modifications de paramètres pour des études in

vitro.

Coupes individuelles Moyenne

Écart entre les coupes / % T¹

/ ms

4.3.1.5 Justesse et répétabilité de la séquence in vitro

Suite aux différentes optimisations, cette séquence a permis de mesurer le T1 de 6 coupes en un seul MP2RAGETR.

Les mesures de T1 in vitro obtenues avec la séquence MP2RAGE 2D multi-coupes ont alors été comparées à celles obtenues par inversion-récupération. Un écart inférieur à 1% a été mesuré.

Comme l’aimantation longitudinale est maximale avant la première répétition, l’hypothèse d’une aimantation en régime permanent mz,ss inférieure à M0 peut ne pas être valable pour la première carte T1 enregistrée. Les variations de T1 entre les trois premières répétitions a donc été étudiées pour des T1 inférieurs à 2000 ms (TI1-TI2 -MP2RAGETR = 1000-3000-9000 ms). Cette étude (Figure 4.9) montre que le régime permanent est atteint dès la deuxième répétition. Les valeurs de T1 sont légèrement plus élevées lors de la première répétition, toutefois l’écart entre les T1 de la première répétition et des répétitions suivantes reste inférieur à 2% pour des T1 inférieurs à 2 s.

Figure 4.9 : Évolution des valeurs de T1 obtenues au cours des trois

premières répétitions de la séquence MP2RAGE 2D. En noir est représenté

l’écart relatif mesuré entre les valeurs de T1 obtenues pour les deux premières répétitions. En gris, cet écart a été mesuré entre la deuxième et la troisième répétition. On constate que le régime permanent est atteint dès la deuxième répétition.

T1 / ms

Écart T

1