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Spatial encoding in MRI

Codage spatial du signal

par Denis Hoa

Objectifs pédagogiques

  • Expliquer l’action des gradients bipolaires sur le champ magnétique, la fréquence de précession et la phase de spins
  • Citer les étapes du codage spatial en imagerie 2D et 3D
  • Décrire le principe d’une impulsion RF sélective
  • Expliquer la relation entre amplitude, temps d’application de gradient et décalage de phase
  • Enoncer les différences et similitudes du codage spatial en fréquence par rapport au codage de phase
  • Développer les avantages et inconvénients de l’imagerie 3D
  • Approcher la relation entre codage spatial et la notion de fréquence spatiale

Points clés

  • La sélection d’un plan de coupe et le codage spatial de chaque voxel nécessitent l’utilisation de gradients de champ magnétique.
  • L’intensité du champ magnétique varie de façon régulière suivant l’axe d'application du gradient.
  • Ces gradients de champ magnétique sont caractérisés par leur intensité (variation de champ plus ou moins grande pour la même unité de distance), leur amplitude, leur direction et le moment et la durée de leur application.
  • Le gradient de sélection de coupe (GSC) permet de modifier la fréquence de précession des protons afin qu’une onde de RF ayant la même fréquence puisse les faire basculer (résonance). La bande passante et l’amplitude du gradient de sélection déterminent l’épaisseur de coupe.
  • Le gradient de sélection de coupe est appliqué simultanément à l’ensemble des ondes de RF.
  • Le gradient de codage de phase (GCP) permet de différencier les "lignes". Le GCP est incrémenté régulièrement, autant de fois qu’il y a de lignes à recueillir afin d’entraîner des décalages de phase différents.
  • Le gradient de codage par la fréquence (GCF) permet de différencier les "colonnes". Son application donne à chaque colonne de voxels des fréquences distinctes.
  • En imagerie 3D, à chacun de ces pas de codage de phase, on ajoute des pas de codage de phase supplémentaires appliqués dans la troisième direction de l’espace, ce qui rallonge d’autant la durée d’acquisition.
  • L’imagerie 3D apporte un gain en résolution spatiale et améliore le rapport signal/bruit.
  • Le codage de phase et de fréquence peut être assimilé à un tamis sensible à la distribution spatiale, dans les directions horizontale et verticale, et dont la finesse varie avec la valeur des gradients.
  • L'ensemble de ces informations est mélangé dans le signal RF recueilli simultanément à l'application du GCF (encore appelé gradient de lecture). Tous les signaux d'une même coupe sont enregistrés dans une matrice puis traités pour former une image du plan de coupe.

Références

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  3. NessAiver. All you really need to know about MRI physics. 1997
  4. Kastler. Comprendre l'IRM. 2006
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