MRI Sequences

Echo planar (EPI)

par Denis Hoa

 

Type de séquence Philips Siemens GE Hitachi Toshiba
Echo planar - ES SE-EPI EPI SE SE EPI SE EPI SE EPI
Echo planar - EG FFE-EPI
TFE-EPI
EPI Perf
EPIFI
GRE EPI SG-EPI FE-EPI

 

L’écho planar (EPI) est la méthode d’acquisition la plus rapide en IRM (100 ms / coupe), mais avec une résolution spatiale limitée. Elle repose sur :

  • une impulsion d’excitation, éventuellement précédée d’une préparation de l’aimantation
  • une acquisition continue du signal sous la forme d’un train d’échos de gradient, pour acquérir l’espace K en totalité ou en partie (Acquisition single shot ou segmentée)
  • des gradients de lecture et de phase adaptés pour le codage spatial de l’image, avec plusieurs trajectoires possible pour remplir l’espace K (gradient de codage de phase constant [nonblipped] ou intermittent [blipped], acquisition spiralée…)

 

Préparation et contraste

L’impulsion d’excitation et l’éventuelle préparation de l’aimantation déterminent le contraste de la séquence écho planar. Les différentes possibilités sont :

  • GE-EPI : impulsion RF d’excitation seule, sans préparation de l’aimantation -> contraste T2*
  • SE-EPI : couple d’impulsions de 90° - 180° (de type écho de spin) -> pondération T2
  • IR-EPI : impulsion de 180° d’inversion pour préparer l’aimantation puis impulsion RF d’excitation -> pondération T1
  • DW-EPI : motif préparatoire de pondération en diffusion.

 

GE-EPI

 

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SE-EPI

 

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DW-EPI

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Gradients et remplissage de l'espace K

 

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Pour constituer le train continu d’échos de gradient, un gradient de lecture est appliqué en permanence, avec des alternances positives et négatives . Dans le cas d’une forme en créneaux (blipped et nonblipped EPI), l’espace K va être balayé de gauche à droite et vice-versa à chaque écho.
Dans le même temps, le gradient de codage de phase pourra être permanent et constant (nonblipped) ce qui donnera une trajectoire globale en forme de zigzag, ou être intermittent (blipped) à chaque début d’écho, ce qui donnera une trajectoire en « créneaux verticaux ».
Dans le cas d’un remplissage spiralé de l’espace K, les gradients de codage de phase et de lecture ont une forme sinusoïdale d’enveloppe croissante.
Dans tous les cas, la lecture continue du signal impose de régulariser l’espace K : par des interpolations mathématiques, plus ou moins complexes en fonction de la trajectoire de remplissage suivie, les valeurs d’un plan de Fourier matriciel sont calculées avant que l’image puisse être reconstruite.
Les séquences écho planar exigent des gradients performants, intenses (pour lire rapidement le signal), avec des temps de montée courts (car les commutations de gradients sont fréquentes).

 

Artéfacts

Les artéfacts en séquence écho planar sont liés :

  • à la sensibilité à la susceptibilité magnétique, qui peut être amoindrie grâce à l'emploi de séquences segmentées au lieu de séquences single-shot, au prix d'une augmentation du temps d'acquisition
  • aux imperfections des gradients (courants induits en particulier) qui perturbent le codage spatial, à l'origine d'images fantômes
  • à la bande de passante de lecture étroite dans le sens du codage de phase, provoquant des artéfacts de déplacement chimique dans cette direction, d’où la nécessité d’une suppression du signal de la graisse en écho planar.

 

Applications

Les séquences écho planar sont à l'origine d'applications avancées de l'IRM telles que l'imagerie de diffusion, de perfusion et l'imagerie fonctionnelle, développées dans les chapitres de la deuxième partie.