METRIQ


METRologie en Imagerie Quantitative

 

 

Responsable de l'équipe : Hervé Saint-Jalmes

 

La Résonance Magnétique Nucléaire (Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) et Spectroscopie par Résonance Magnétique (SRM)) est une technique qui s’est considérablement développée depuis un quart de siècle. Elle est utilisée aujourd'hui dans tous les domaines de la médecine pour réaliser des spectres, des images ou des séquences d'images aussi bien anatomiques que fonctionnelles voire interventionnelles en deux et trois dimensions.
Les progrès méthodologiques et instrumentaux en IRM/SRM sur les trois dernières décennies ont été considérables. Ces progrès dus à l’augmentation du champ magnétique, mais également aux développements de nouveaux capteurs radiofréquence et de systèmes de gradients ont été confortés par des développements méthodologiques très significatifs (figure 1). Au total, l’IRM, aujourd’hui est devenue un outil qui permet de voir plus fin mais également de sonder des variations souvent infimes des signaux qui nous informent sur le fonctionnement des organes (imagerie fonctionnelle cérébrale, hépatique, suivi de la néoangiogénèse, ..) ou nous aident à réaliser des interventions.

Parallèlement, les échelles temporelles et spatiales des processus physiologiques n’ont évidemment pas changé ! Ainsi, les artefacts dus aux mouvements cohérents ou incohérents du système étudié deviennent de plus en plus gênants au fur et à mesure de l’amélioration de la résolution spatiale. De même, les imperfections de l’instrument (non uniformité absolue du champ statique ou de l’excitation radiofréquence) qui suivent l’augmentation des champs et des fréquences de travail se traduisent par des défauts qui deviennent de plus en plus visibles toujours du fait de la recherche d’une résolution spatiale accrue. Ces améliorations sont également obtenues au prix d’une plus grande complexité des instruments et des méthodes ainsi que de la mise en œuvre de lourdes procédures de réglages en boucle ouverte ou fermée qui échappent largement à l’utilisateur. D’autre part, l’accroissement, semble-t-il irréversible, de l’amplitude du champ magnétique augmente également significativement les artefacts et restreignent l’exploration en clinique: les limites de sécurité (puissance déposée, seuil de stimulation, …) limitent fortement les marges de manœuvre de l’utilisateur.

De même, si l’excellent contraste tissulaire de cette technique et surtout la sensibilité du signal de RMN à des variations de nombreux paramètres physiques et physiologiques en font une méthode de choix pour l’exploration fonctionnelle et l’imagerie interventionnelle, cette potentialité reste malgré tout difficile à concrétiser de manière quantitative tant les contraintes mentionnées précédemment et cet aspect « boîte noire » de l’IRM bloquent de nombreuses avancées.

Ainsi, l’objectif de nos recherches peut être décrit prosaïquement comme la recherche des meilleures fidélités et justesses de mesure des paramètres accessibles en IRM/SRM dans des locations précises en des temps les plus brefs possibles. Ceci revient donc à optimiser le rapport signal/bruit par unité de temps (S/B/rac(T)) en prenant en compte les erreurs systématiques, les artefacts inhérents à la technique ainsi que les limites rencontrées en pratique clinique.

Figure 1: Evolutions parallèles et synergiques des méthodes et de l’instrumentation.