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MR Spectroscopy

Spectroscopie monovoxel (SVS : Single Voxel Spectroscopy)

par Denis Hoa

En SRM monovoxel, on recueille le signal d’un volume limité à un seul voxel. Cette acquisition est assez rapide (de 1 à 3 minutes) et permet d’obtenir facilement un spectre. Elle se déroule en trois étapes :

  • Suppression du signal de l’eau : la quantité de noyaux d’hydrogène de molécules d’eau est telle dans l’organisme humain que le pic de l’eau à 4,7 ppm "noie" et masque le signal spectroscopique des autres métabolites. Il est donc indispensable de supprimer le pic de l’eau pour observer les métabolites d’intérêt.
  • Sélection du voxel d’intérêt
  • Acquisition du spectre, pour laquelle deux types de séquences sont disponibles (PRESS : Point-RESolved Spectroscopy, STEAM : STimulated Echo Acquisition Mode)

Suppression du signal de l’eau

La méthode la plus couramment employée pour supprimer le pic de l’eau est CHESS (CHEmical Shift Selective). CHESS consiste à appliquer trois couples (impulsions RF de 90° + gradients déphaseurs) dans chacune des directions de l’espace. Ces impulsions RF sont de bande passante étroite et centrées sur la fréquence de résonance du pic de l’eau afin de saturer le signal de l’eau et préserver le signal des autres métabolites.

 

Des techniques avec impulsion d’inversion de 180° avec TI adapté, comme celles utilisées en séquences FLAIR et STIR, sont également possibles pour éliminer le signal de l’eau (WEFT : Water Elimination Fourier Transform) ou supprimer le signal de la graisse en spectroscopie du sein par exemple. En pratique, CHESS est préférée à WEFT.

Sélection du volume

La sélection du volume à analyser repose sur la succession de trois impulsions de radiofréquence sélectives (accompagnées de gradients) dans les trois directions de l’espace.

Séquences PRESS et STEAM

L’acquisition du signal provenant du voxel sélectionné peut être effectuée par deux types de séquences différentes :

 

STEAM (Stimulated Echo Acquisition Mode)
Les trois impulsions RF de sélection du voxel ont des angles de bascule de 90°. On enregistre l’écho stimulé résultant de l’effet cumulé des trois impulsions et correspondant donc au signal du seul voxel d’intérêt (cf. chapitre Echo de Hahn et écho stimulé). Le TE de l’écho stimulé correspond au double de l’intervalle de temps entre les deux premières impulsions. Le délai entre la deuxième et la troisième impulsion RF est le temps de mélange TM. Cette technique est particulièrement adaptée aux acquisitions spectrales à TE court.

 

PRESS (Point RESolved Spectroscopy)
En méthode PRESS, les impulsions RF ont des angles de bascule de 90° - 180° - 180°. Le signal émis par le voxel d’intérêt est donc un écho de spin. Cet écho de spin est d’amplitude deux fois plus importante que l’écho stimulé obtenu en STEAM. La technique PRESS offre ainsi un meilleur rapport signal / bruit que STEAM. Elle peut être utilisée avec des TE courts (15 – 20 ms) ou longs (135 – 270 ms).

 

Dans tous les cas, l’enregistrement du signal en spectroscopie ne fait pas appel à un gradient de lecture (codage en fréquence), puisque l’on utilise la fréquence pour constituer le spectre (et non la position), après transformée de Fourier du signal.