402 pages - February 2023
ISBN papier : 9781789481136
ISBN ebook : 9781789491135

Code ERC :

LS7 Applied Medical Technologies, Diagnostics, Therapies and Public Health
LS7_1 Imaging for medical diagnosis

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1. Principes, chaîne instrumentale et quantification en IRM
2. Antennes radiofréquences, principes théoriques et guide pratique
3. Imagerie rapide et techniques d’accélération
4. Les bases de la diffusion et l’IRM Intravoxel Incoherent Motion
5. IRM fonctionnelle
6. Imagerie vasculaire : flux et perfusion
7. Imagerie quantitative biomécanique par élastographie par résonance magnétique
8. Imagerie des interactions dipolaires dans les tissus biologiques : ihMT et UTE
9. Spectroscopie RMN in vivo et imagerie métabolique
10. IRM contraint par le modèle physique : quantification multiparamétrique rapide
11. IRM interventionnelle
12. Imagerie à ultra-haut champ

Hélène Ratiney

Chargée de recherche CNRS, Hélène Ratiney est actuellement responsable de l’équipe RMN et Optique du laboratoire CREATIS. Elle a développé une expertise reconnue en quantification des signaux de spectroscopie in vivo et travaille sur l’IRM quantitative.

Olivier Beuf

Directeur de recherche CNRS, Olivier Beuf dirige le laboratoire CREATIS. Il possède une vaste expérience des applications de l’IRM ainsi qu’une compréhension approfondie des aspects instrumentaux et méthodologiques associés. Ses travaux récents portent sur l’IRM quantitative dans la caractérisation tumorale.

Chapitre 1

Principes, chaîne instrumentale et quantification en IRM (pages : 3-27)

Ce chapitre introductif est dévolu à une description succincte des principes physiques de l’IRM et des composants principaux d’un appareil d’IRM et particulièrement ceux associés à la création des champs magnétiques ainsi qu’à la mesure du signal. Les solutions technologiques actuellement mises en œuvre sont décrites avant de conclure sur une vue générale des approches quantitatives en IRM largement abordées dans cet ouvrage.


Chapitre 2

Antennes radiofréquences, principes théoriques et guide pratique (pages : 29-55)

Les antennes radiofréquence (RF) sont un élément essentiel de l'IRM, compte tenu de leur impact direct sur la qualité de l’image. Ce chapitre examine les principes fondamentaux d'une antenne RF du point de vue de l’ingénieur, du physicien et du clinicien. Il résume les avancées et les développements actuels de la technologie.


Chapitre 3

Imagerie rapide et techniques d’accélération (pages : 57-81)

Les séquences d’imagerie rapides, cartésiennes et non-cartésiennes ainsi que les méthodes standards d’accélération et reconstruction sont décrites. Les champs d’application requérant ces techniques sont également présentés.


Chapitre 4

Les bases de la diffusion et l’IRM Intravoxel Incoherent Motion (pages : 83-108)

Ce chapitre est consacré aux mesures de la diffusion des molécules d'eau in vivo par Imagerie par Résonance Magnétique (IRM). Il introduit la physique de la diffusion ; ensuite, des techniques de mesure de la diffusion seront décrites. Enfin, des applications cliniques de l'IRM de diffusion illustrent le texte.


Chapitre 5

IRM fonctionnelle (pages : 109-145)

La mesure de l’activité et de la connectivité cérébrale est désormais rendue possible par l’IRM fonctionnelle (IRMf) dont les principes sont résumés dans ce chapitre. Par contraste BOLD, basé sur des mécanismes neurovasculaires, ou par diffusion, reflétant les changements induits au niveau même du neuropile, l’IRMf permet une exploration des processus cognitifs. Elle met ainsi en évidence les régions cérébrales liées à une tâche mais également l’activité synchrone des réseaux cérébraux au repos, aussi appelé connectivité.


Chapitre 6

Imagerie vasculaire : flux et perfusion (pages : 147-176)

Une description des méthodes qui permettent de réaliser des angiographies, des cartes de perfusion tissulaire (débit, volume sanguin) ou des cartes de perméabilité vasculaire, avec ou sans agent de contraste (effets de relaxivité, de susceptibilité magnétique, marquage de spin artériel), dans différents organes comme le cerveau ou le cœur.


Chapitre 7

Imagerie quantitative biomécanique par élastographie par résonance magnétique (pages : 177-207)

L’élastographie par résonance magnétique (ERM) est une technique IRM s’attachant à imager les propriétés mécaniques des tissus. Elle est actuellement utilisée pour diagnostiquer la fibrose hépatique. Dans ce contexte, une présentation des trois étapes d’une telle acquisition est faite avant d’aborder des séquences ERM avancées et les applications principales de l’ERM.


Chapitre 8

Imagerie des interactions dipolaires dans les tissus biologiques : ihMT et UTE (pages : 209-242)

Ce chapitre traite de l’imagerie IRM des tissus à temps de relaxation transverse ultra-courts (T2<1ms). Deux techniques sont présentées : la première, basée sur le transfert d’aimantation inhomogène (ihMT) repose sur une détection indirecte des tissus à T2 ultra-courts, et la seconde, l’imagerie à temps d’écho ultra-court (UTE) sur une détection directe.


Chapitre 9

Spectroscopie RMN in vivo et imagerie métabolique (pages : 243-284)

Au-delà du signal de l’eau, la RMN in vivo permet de détecter, cartographier et quantifier de nombreux signaux provenant de métabolites ou d’ions d’intérêt en recherche biomédicale. Ce chapitre présente les principes de la spectroscopie RMN et de l’IRM métabolique par imagerie de transfert de saturation par échange chimique ou par imagerie des noyaux non-protons (sodium, phosphore…).


Chapitre 10

IRM contraint par le modèle physique : quantification multiparamétrique rapide (pages : 285-319)

A travers ce chapitre, les auteurs présentent différentes méthodes permettant d’utiliser le signal provenant d’acquisitions IRM en écho de gradient pour extraire simultanément différentes métriques d’intérêt. Ces mesures qui ont pour dénominateur commun la capacité d’exprimer à l’échelle macroscopique un paramètre caractérisant un tissu à l’échelle microscopique, constituent la matière première des biomarqueurs en imagerie.


Chapitre 11

IRM interventionnelle (pages : 321-344)

L’IRM interventionnelle a pour objectif de fournir un retour visuel en temps réel à la personne réalisant un geste thérapeutique (ponction, chirurgie, thermo-ablation, radiothérapie, ...) à l’aide d’un dispositif médical thérapeutique. Ce chapitre présente l'intérêt et les limitations de l'IRM comme modalité de guidage et illustre par quelques exemples les principaux domaines applicatifs actuels.


Chapitre 12

Imagerie à ultra-haut champ (pages : 345-378)

Les systèmes d’imagerie par résonance magnétique à Ultra-Haut Champ, 7T notamment, ont ouvert de nouvelles perspectives pour explorer le corps humain. Ce chapitre vise à donner quelques clés pour mieux comprendre les avantages, inconvénients et challenges, physiques et méthodologiques, liés à ce type d’imagerie. Quelques exemples d’applications sont illustrés et les perspectives d’évolutions sont finalement brièvement discutées.