Séquence accélérée

Suite à un projet de collaboration entre notre laboratoire IADI et SIEMENS, en octobre 2018,

SIEMENS a installé une nouvelle séquence de recherche : SMS-rs-EPI (simultaneous

multi-slice rs-EPI développée par : Wei Liu, Siemens Healthineers, Shenzen, China) (132). Cette

séquence a toutes les caractéristiques d’une rs-EPI, mais grâce à sa capacité d’acquérir

plusieurs coupes en même temps, la SMS-rs-EPI est plus rapide qu’une rs-EPI traditionnelle.

Pour valider les performances de cette séquence, les même acquisitions et calculs ont été faits

en utilisant SMS-rs-EPI et rs-EPI.

Méthodologie

Trois séries d'images axiales SMS-rs-EPI ont été acquises séquentiellement avec décalage de

1 mm à chaque répétition (chaque série couvre entièrement les seins avec une résolution de

1x1x3 mm

³

, et trois valeurs de b = 0, 200 et 800 s / mm

²

dans la direction diagonale 3D avec

un facteur d’accélération =2, NEX = 1, 3 et 5 respectivement, TR / TE = 5440 / 60ms (il

fallait raccourcir TR par rapport à la séquence rs-EPI car le nombre de tranches excitées était

divisé par deux avec SMS), FOV = 320 x 162 mm

²

, 50 coupes, temps d'acquisition total de

9,36 minutes, nombre des segments de lecture: 5, une lecture partielle Fourier: 5/8, une

suppression de graisse : SPAIR, une accélération GRAPPA: 2, et une Bande passante: 781

Hz/Px). Seule la régularisation Beltrami a été utilisée pour la reconstruction des images

1x1x1x mm

³

. Pour faire une comparaison entre les deux séquences rs-EPI accélérée et

non-accélérée, les même séries ont été acquises avec la séquence rs-EPI en utilisant les mêmes

paramètres à l’exception de TR/TE=10410/56ms, et FOV 320x160mm

2

. Elles ont été

appliquées sur un sujet sain et un fantôme commercial de diffusion mammaire (133).

Evaluation de la séquence accélérée

Pour évaluer la séquence SMS-rs-EPI, une comparaison a été faite en calculant le SNR et les

différentes valeurs d’ADC. De plus, la résolution spatiale a été évaluée visuellement pour des

cylindres avec des rayons variables.

128

Pour le sujet sain, les valeurs ADC ont été obtenues à partir de ROI soigneusement dessinés

dans les seins gauche et droit, en sélectionnant une région sans graisse et présentant une

texture caractéristique des tissus fibroglandulaires normaux.

1. Les valeurs ADC pour les ROI

Le fantôme commercial utilisé contient 6 valeurs théoriques différentes d’ADC. La figure

suivante montre une coupe coronale du côté de diffusion du fantôme avec 6 différentes

valeurs d’ADC : les différents pourcentages de concentration de Polyvinylpyrrolidone (PVP)

indiqués pour chaque tube déterminent les valeurs théoriques d’ADC.

Figure 51 : Coupe coronale du fantôme avec différentes concentrations de PVP.

Six régions d'intérêt ont été dessinées pour extraire les différents compartiments avec l'ADC

connu, les valeurs d’ADC ont été calculées à l'aide des 3 valeurs de b, avec un ajustement

linéaire du log d'intensité relative par rapport à b0.

129

2. Calcul SNR par méthode de double acquisition

Le SNR a été calculé en utilisant la méthode de la double acquisition (en utilisant la somme et

la soustraction de deux images SRR), avec une ROI établie dans une zone homogène

(c’est-à-dire avec une faible variation du niveau de bruit, voir chapitre 3, partie II).

Résultats sur le fantôme:

La figure suivante montre les données fantômes reconstituées des séquences SMS-rs-EPI et

rs-EPI, y compris les modèles de résolution spatiale :

Figure 52 : une coupe axiale du fantôme qui contient des cylindres avec des diamètres de : 10, 8, 6, 4, 2 et 1 mm d’une image reconstruite avec accélération SMS-rs-EPI (a) et sans rs-EPI (b).

Tous les cylindres sont clairement visibles, à part le sixième qui a un diamètre de 1mm, et

n’est pas toujours bien visible.

130

Figure 53 : Une coupe coronale du fantôme qui contient des cylindres avec différentes valeurs d’ADC des images reconstruites avec SMS-rs-EPI (a) et sans rs-EPI (b).

NB : le fantôme n’est pas de forme cylindrique car la paroi extérieure est flexible, il se

déforme selon l’antenne utilisée et sa position.

Chaque quadrant contient un cylindre de graisse et trois autres valeurs d’ADC (l’eau est

incluse parmi ces valeurs). Les différentes valeurs d’ADC calculées sont présentées dans le

tableau suivant :

Tableau 13 : Ce tableau montre les valeurs ADC théoriques des 6 ROI, les ADC des images

reconstruites avec rs-EPI et SMS-rs-EPI de chaque ROI, suivis par l’erreur entre rs-EPI et les

valeurs théorique d’ADC, SMS-rs-EPI et les valeurs théorique d’ADC.

Valeur théorique d’ADC (*10^-3) SRR avec rs-EPI ADC (*10^-3) SRR avec SMS ADC (*10^-3) Erreur (rs-EPI/Théorique) % Erreur (SMS/Théorique) % Erreur (SMS/rs-EPI) %

1 2,17 2,2 2,1 1,4 3,2 4,5

2 1,75 1,7 1,7 2,9 2,9 0

3 1,59 1,5 1,5 5,7 5,7 0

4 1,42 1,4 1,3 1,4 8,5 7,1

5 1,15 1,1 1,1 4,3 4,3 0

6 0,724 0,599 0,599 17,3 17,3 0

Moyenne 5,5% 7% 1,9%

131

La différence entre les valeurs ADC était de 1,9% entre le protocole SRR non accéléré et sa

version accélérée par SMS. Les valeurs ADC calculées pour la séquence rs-EPI sont proches

des valeurs théoriques à un pourcentage de 5,5%, et la séquence SMS-rs-EPI à 7%.

Le tableau suivant montre les valeurs des signaux, bruit et SNR pour les deux séquences, une

réduction mineure du SNR est obtenue avec SMS-rs-EPI :

Tableau 14 : Ce tableau présente le signal, le bruit et le SNR de la ROI établie par la SR de

rs-EPI et de SMS-rs-rs-EPI du fantôme avec les 3 valeurs de b et la moyenne de chaque facteur.

SRR rs-EPI SRR SMS-rs-EPI

Signal bruit SNR Signal bruit SNR

b=0 s/mm

²

4578 46 99,5 5285 49 107,9

b=200 s/mm

²

3326 25,4 131,1 3913 36 108,2

b=800 s/mm

²

1198 15,8 76 1399 18,6 75,4

moyenne 3034 29,1 102,2 3532 34,5 97,2

Résultats sur un sujet sain

La figure suivante montre un exemple de carte ADC des images isotropes 1x1x1 mm

³

pour un

sujet, avec / sans SMS :

132

Figure 54 : a,b) montrent une coupe axiale et c,d) une coupe coronale pour des reconstructions des séquences SMS-rs-EPI et rs-SMS-rs-EPI.

Pour ce sujet, les valeurs moyennes d’ADC étaient égale à 2,05 et 2,1 * 10

^-3

mm

²

/s

respectivement pour les images SMS-rs-EPI et rs-EPI.

Discussion et conclusion

Les résultats préliminaires montrent la faisabilité de la reconstruction des images à haute

résolution en utilisant la séquence SMS-rs-EPI qui permet une réduction significative du

temps total d'acquisition (inférieur à 10 min) avec une bonne conservation des valeurs de

SNR, la résolution spatiale et les valeurs d'ADC. Les futurs travaux seront axés sur

l'application de la technique sur des sujets sains pour comparer la capacité de cette séquence

avec la séquence rs-EPI.

133

Dans le document Acquisition IRM optimisée en vue du dépistage du cancer du sein (Page 129-135)