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Parallel MR imaging

Imagerie parallèle

par Denis Hoa

Objectifs pédagogiques

  • Enoncer les particularités des antennes et du système radiofréquence pour l’imagerie parallèle
  • Expliquer l’augmentation du rapport signal/bruit avec les antennes en réseau phasé
  • Décrire les principes de l’accélération en acquisition parallèle
  • Comparer les 2 grandes familles d’algorithmes de reconstruction
  • Citer les avantages et inconvénients de l’acquisition parallèle et ses applications cliniques

Points clés

  • L’imagerie parallèle exploite les multiples éléments d’une antenne en réseau phasé, chaque élément est associé à une chaîne radiofréquence dédiée et dont les signaux pourront être traités et combinés ensemble.
  • Ceci permet d’améliorer le rapport signal/bruit par rapport à une antenne standard mono-élément couvrant le même volume exploré.
  • L’information spatiale résultant de la disposition des éléments d’antenne peut être utilisée pour n’effectuer qu’un codage de phase partiel, ce qui accélère d’autant la vitesse d’acquisition. Les facteurs d’accélération couramment employé à 1,5 T sont de l’ordre de 2 à 3. A plus haut champ, ils peuvent être plus élevés.
  • Les algorithmes de reconstruction des images intermédiaires, sous-échantillonnées en phase, se répartissent en 2 familles :
    • Ceux qui reconstruisent l’image globale avant la transformée de Fourier : ils travaillent dans le domaine fréquentiel (SMASH, GRAPPA)
    • Ceux qui reconstruisent l’image après la transformée de Fourier, dans le domaine image (SENSE, mSENSE)
  • Ces algorithmes nécessitent des données de calibration sur le volume exploré par chaque élément d’antenne et le signal qui en résulte. Cette calibration est effectuée avant ou pendant la séquence d’imagerie (auto-calibration).
  • L’objectif est soit de recréer les lignes manquantes de l’espace K (SMASH, GRAPPA), soit de « déplier » l’image dû à l’aliasing (SENSE).
  • Les avantages de ces techniques parallèles sont multiples : réduction du temps d’acquisition (imagerie rapide, apnée, résolution temporelle, imagerie de perfusion et fonctionnelle…), du TE des séquences avec train d’échos, de certains artéfacts…
  • Leur inconvénient principal est une réduction du rapport signal / bruit par rapport à un séquence non accélérée (moins de mesures, facteur g,…)

Références

  1. Glockner, Hu. Parallel MR imaging: a user's guide. Radiographics. 2005 Sep-Oct;25(5):1279-97.
  2. Bammer and Schoenberg. Current concepts and advances in clinical parallel magnetic resonance imaging. Top Magn Reson Imaging. 2004 Jun;15(3):129-58.
  3. Blaimer, Breuer. SMASH, SENSE, PILS, GRAPPA: how to choose the optimal method. Top Magn Reson Imaging. 2004 Aug;15(4):223-36.
  4. Pruessmann. Parallel imaging at high field strength: synergies and joint potential. Top Magn Reson Imaging. 2004 Aug;15(4):237-44.
  5. Katscher, Bornert. Transmit SENSE. Magn Reson Med. 2003 Jan;49(1):144-50.
  6. Katscher and Bornert. Parallel RF transmission in MRI. NMR in biomedicine. 2006 May;19(3):393-400.
  7. Zhang, Yip. Reduction of transmitter B(1) inhomogeneity with transmit SENSE slice-select pulses. Magn Reson Med. 2007 May;57(5):842-7.