MR Spectroscopy

Spectroscopie par résonance magnétique

par Denis Hoa

Objectifs pédagogiques

  • Développer les mécanismes physiques qui permettent de différencier des métabolites en fonction de leur fréquence de résonance
  • Enoncer les conditions matérielles et l’optimisation nécessaires pour mesurer un spectre
  • Citer les critères de qualité d’un spectre
  • Enumérer les différents métabolites explorés en SRM cérébrale, leur place sur le spectre et leur intérêt
  • Expliquer les différentes étapes pour obtenir un spectre monovoxel
  • Décrire les séquences PRESS et STEAM et l’influence du TE sur le spectre
  • Préciser les adaptations à réaliser pour l’imagerie spectroscopique : codage spatial, réduction du temps d’acquisition

Points clés

  • Le spectre de résonance permet d’identifier les métabolites grâce :
    • A la position du (ou des) pic(s), déterminée par le déplacement chimique (ppm) qui résulte de l’écran formé par le nuage électronique des noyaux d’hydrogènes au sein de molécules
    • Un même composé peut être caractérisé par plusieurs pics (doublet, triplet) en raison de phénomènes de couplage spin-spin (ou couplage J) : Lac (1,27 et 1,33 ppm)
  • La spectrométrie par résonance magnétique exige un champ magnétique statique très homogène (shimming), un voxel de volume et un nombre de mesures suffisants
  • Principaux métabolites étudiés en SRM du noyau 1H : cf. tab. 15.1
  • Quelle que soit la méthode de spectroscopie, il sera nécessaire de supprimer le signal de l’eau (CHESS), et éventuellement celui de la graisse : présents en grande quantité dans l’organisme, ils ont un effet masquant sur les métabolites proches de leurs pics de résonance.
  • Les séquences de spectroscopie de base sont PRESS et STEAM. PRESS enregistre un écho de spin alors que STEAM n’enregistre qu’un écho stimulé, de plus faible intensité. Elles comprennent toutes les deux un motif d’excitation comprenant 3 impulsions RF.
  • En spectroscopie monovoxel, les 3 impulsions RF permettent de sélectionner le voxel d’intérêt, situé à l’intersection de 3 plans orthogonaux. L’écho enregistré est celui provenant exclusivement du voxel soumis aux 3 impulsions RF.
  • En imagerie spectroscopique (CSI), les 3 impulsions RF sélectionnent une coupe ou un volume, qui est codé dans l’espace par des gradients de phase. Il existe différentes méthodes qui permettent d’accélérer l’acquisition des données CSI. L’imagerie spectroscopique permet d’obtenir de multiples spectres sur la coupe ou le volume imagé. Ils seront représentés sous forme d’image paramétrique ou étudiés séparément.
  • La quantification reste le plus souvent relative, même s’il est possible dans certaines conditions, et après calibration, de réaliser une quantification absolue de la concentration de métabolites.
  • Les domaines d’application de la spectroscopie par résonance magnétique sont essentiellement : les tumeurs, les pathologies inflammatoires et infectieuses et les pathologies métaboliques, principalement au niveau cérébral. De multiples développements sont en cours pour les autres organes (prostate, sein, ostéo-articulaire…)

Références

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