FIGURE3-3: Les différents paramètres de géométrie dans l’espace K et leurs correspondants dans l’espace image.
acquis à des instants ti (ti= iδ t) représente une trajectoire dans l’espace réciproque. Cette trajec-toire dépend de l’enchaînement de l’ensemble des impulsions RF et des gradients appliqués. Nous détaillerons dans la section suivante deux types de trajectoires cartésiennes conventionnelles. Elles sont basées sur l’acquisition d’un écho de spins et d’un écho de gradient, respectivement.
3.3 Séquences d’imagerie conventionnelles
La majeure partie des techniques utilisées en IRM se basent sur l’acquisition des échantillons d’une ligne de l’espace K après chaque excitation. La durée d’acquisition totale est un multiple du produit du temps nécessaire à l’acquisition d’une ligne (durée d’une répétition) par le nombre de lignes de l’espace K. Cette trajectoire peut être utilisée pour acquérir des échos de spins ou bien des échos de gradient.
L’avantage de ces séquences est que le temps d’acquisition des données après chaque excitation peut être relativement court ce qui réduit les effets de la relaxation T2∗et les artefacts du déplacement chimique et de susceptibilité magnétique. Cependant, la nécessité d’appliquer autant d’excitations qu’on a de lignes dans l’espace K rend le temps d’acquisition total long. De plus, des artefacts de mouvement peuvent apparaître suite au changement des conditions d’acquisition d’une ligne à une autre.
Pour réaliser une séquence d’imagerie conventionnelle à deux dimensions spatiales, on applique des gradients dans trois directions orthogonales : gradients de sélection de coupe, de lecture et d’encodage de phase.
3.3.1 Gradients de champ magnétique appliqués en imagerie
convention-nelle
Le gradient de sélection de coupe permet de sélectionner une coupe d’une certaine épaisseur (voir la section 1.6.2). Les gradients de lecture et d’encodage de phase permettent de résoudre les deux
3.3 Séquences d’imagerie conventionnelles
dimensions spatiales de la coupe sélectionnée.
3.3.1.1 Gradient d’encodage en fréquence
L’application d’un gradient constant de champ magnétique dans la direction x, noté Gx, affecte les fréquences de précession qui dépendront de l’abscisse, x, des spins :
νx= γ
2πGxx (3.15)
La vitesse de rotation différenciée de l’aimantation transversale provoque une modification conti-nue de l’aimantation globale. Pendant l’application du gradient Gx, le signal RMN est échantillonné à intervalle régulier. Ce gradient est baptisé gradient de lecture parce qu’il est appliqué lors de l’en-registrement du signal. Si on suppose qu’on a effectué N mesures complexes, on obtient finalement 2N valeurs (N modules et N phases correspondantes). En appliquant la transformée de Fourier sur ces échantillons, nous obtenons N échantillons de l’aimantation séparés de δ x le long de l’axe x. L’ensemble de ces échantillons représente le profil de l’objet étudié le long de l’axe x. Le calcul de l’aimantation de chaque échantillon du profil à partir des mesures de l’aimantation globale repose sur le fait que lors de l’échantillonnage l’aimantation de chaque échantillon du profil possède une phase bien précise, à chaque instant. Cette phase dépend du gradient appliqué, du pas de discréti-sation du profil δ x, du pas d’échantillonnage temporel du signal δ txet du nombre d’échantillons N selon la relation :
2π = γ Gxδ x N δ tx (3.16)
Pour centrer l’écho au milieu de la fenêtre d’acquisition, un gradient de préparation est appliqué avant l’ouverture de la fenêtre d’acquisition. L’aire de ce gradient, en valeur absolue, est égale à la moitié de celle du gradient de lecture. Le signe dépend de la séquence appliquée. Il permet de refocaliser l’aimantation transversale juste au milieu de la fenêtre d’acquisition où on obtient un écho de spins ou de gradient selon la séquence.
3.3.1.2 Gradient d’encodage de phase
L’application d’un gradient de lecture ne permet d’avoir qu’un profil de l’objet étudié. Pour ré-soudre la deuxième dimension spatiale, on peut appliquer un gradient d’encodage de phase selon la direction y, avant l’application du gradient de lecture selon x. Supposons que ce gradient permette d’encoder l’ensemble du champ de vue avec une matrice de N lignes et M colonnes. Le gradient d’encodage de phase provoque un déphasage différencié de l’aimantation transversale selon l’axe y. Son amplitude est incrémentée systématiquement d’une valeur de δ Gy, afin d’augmenter la phase de l’aimantation transversale globale avant chaque lecture du signal. La taille des voxels suivant l’axe y, notée δ y, l’incrément du gradient d’encodage de phase, δ Gy, appliqué pendant une durée Tyet le nombre de voxels le long d’une colonne, M, doivent vérifier la relation suivante :
3.3 Séquences d’imagerie conventionnelles
3.3.2 Exemples de séquences d’imagerie conventionnelles
Nous ne détaillerons que deux variantes. Dans les deux cas, l’échantillonnage de l’espace K est réalisé ligne par ligne en commençant de −ky max jusqu’à +ky max. La première est une séquence d’écho de spins et la seconde est une séquence d’écho de gradient.
3.3.2.1 Séquence d’écho de spins à deux dimensions spatiales
FIGURE3-4: (a) Le chronogramme d’une séquence d’écho de spins à deux dimensions spatiales et (b) la trajectoire correspondante dans l’espace K.
La première impulsion RF (90°) en présence d’un gradient de sélection de tranche crée une ai-mantation transversale dans une coupe de l’échantillon. Ce gradient déphase les spins à l’intérieur de cette coupe selon leur position le long de l’axe z. Ce déphasage est compensé par un lobe de gradient dont l’aire est égale à la moitié de celle du premier et de signe opposé. Juste après l’appli-cation de ce gradient, l’aimantation transversale est en phase (centre de l’espace K) (voir la figure 3-4).
Le gradient de prédéfocalisation (préparation) et celui d’encodage de phase sont appliqués simul-tanément. En commençant avec la valeur maximale du gradient d’encodage de phase, le bord de l’espace K c’est-à-dire à la dernière ligne est atteinte à la suite de l’application de ces deux gradients (trajectoire 1). L’autre extrémité de l’espace K (la première ligne) est atteinte après l’application de l’impulsion de refocalisation (180°) puisqu’elle inverse les phases (trajectoire 2). Le gradient de lecture permet de lire une ligne entière de l’espace K (trajectoire 3). Nous obtenons un écho de spins au milieu de la durée de l’application du gradient de lecture, puisque l’aire du gradient de préparation (prédéfocalisation) est égale à la moitié de celle du gradient appliqué durant la lecture du signal. Le sommet de l’écho correspond à Kx= 0.
Lors de la répétition suivante, l’amplitude du gradient d’encodage de phase est réduite d’un pas. Ceci permet de passer à l’avant dernière ligne dans l’espace K (trajectoire 4). L’impulsion RF de 180° permet de passer à la deuxième ligne de l’espace K (trajectoire 5). Le gradient appliqué pendant la lecture du signal permet d’acquérir cette ligne (trajectoire 6).