Écho de spin
Schéma générique
La séquence écho de spin est constituée par un enchaînement : impulsion de 90° – impulsion de 180° de rephasage à TE/2 – lecture du signal à TE. Cet enchaînement est répété à chaque intervalle de temps TR (Temps de Répétition). À chaque répétition, une ligne de l’espace K est remplie, grâce à un codage de phase différent. L’impulsion de rephasage de 180° permet de compenser les hétérogénéités de champ constantes et d’obtenir un écho pondéré en T2 et non en T2*.
Gradients et phase dans les séquences en écho de spin
Le lobe de rephasage du gradient de sélection de coupe de l’impulsion d’excitation, le gradient de codage de phase et le lobe de déphasage du gradient de lecture sont appliqués simultanément, immédiatement après l’impulsion d’excitation.
Le gradient de sélection de coupe appliqué lors de l’impulsion de 180° ne nécessite pas de lobe de rephasage. Par contre, on ajoute, de part et d’autre de ce gradient, deux lobes de gradients identiques pour détruire l’aimantation transversale créée par l’impulsion de 180° de rephasage en bord de coupe (où les protons seront en fait soumis à un angle de bascule inférieur à 180° en raison du profil de coupe imparfait).
Durée d'une séquence en écho de spin
Durée = TR ∙ NPy ∙ Nex
Avec :
- TR = Temps de répétition
- NPy = Nombre de pas de codage dans l'axe y
- Nex = Nombre d'excitations.
Contraste et durée d'acquisition
Une séquence en écho de spin comporte deux paramètres essentiels : le TR et le TE.
Le TR est l'intervalle de temps entre deux ondes RF de 90° successives. Il conditionne la relaxation longitudinale des tissus explorés (qui dépend du T1). Plus le TR est long et plus la repousse de l'aimantation longitudinale est complète (Mz tend vers M0). La diminution du TR va pondérer l'image en T1 puisque des différences entre les tissus vont être mises en évidence.
En Écho de spin classique, après un temps TR, une seule ligne de l'espace K va être acquise. La répétition des TR est donc responsable de la durée de la séquence.
Le TE est l'intervalle de temps entre la bascule de 90° et le recueil de l'écho, le signal provenant de l'aimantation transversale. La décroissance de l'aimantation transversale se fait suivant la constante de temps T2 de chaque tissu (les hétérogénéités de champ [qui donnent le T2*] étant compensées par la bascule de 180° appliquée à TE/2).
La séquence de Spin Écho T2 est une séquence Spin Écho pour laquelle les paramètres TR et TE sont optimisés afin de refléter la relaxation T2.
Lorsque le TR est long (supérieur à 2000 millisecondes), la récupération de l’aimantation longitudinale sera complète et lors de la bascule suivante, l'influence du T1 sur la magnitude du signal sera minimisé. Associé à un TE est long (80 à 140 millisecondes), les différents tissus seront mieux mis en évidence selon leur T2.
Les tissus à T2 long vont apparaître en hypersignal à l'inverse des structures à T2 court qui apparaîtront en hyposignal.
La séquence d’écho de spin en densité de protons a des paramètres TR et TE optimisés pour minimiser à la fois l'influence du T2 et du T1. Le contraste obtenu sera fonction de la densité en noyaux d’hydrogène (c'est à dire en protons).
Un TR long (supérieur à 2000 millisecondes), associé à un TE court (10 à 20 millisecondes) permet à la fois de supprimer, de façon relative, l'influence du T1 et l’effet du T2 sur la magnitude du signal.
Intérêt
Historiquement, le spin écho a été la première séquence employée. Depuis, l'ensemble des développements y fait référence notamment pour le contraste. L’impulsion de 180° de rephasage permet d’obtenir un signal "T2 vrai » et non pas T2*.
En choisissant les bons paramètres de séquence (TR et TE), on peut obtenir des images pondérées en T1, T2 ou densité de protons. L’inconvénient majeur des séquences d’écho de spin pondérées T2 est lié aux longs TR entrainant des temps d’acquisition prohibitifs.
Alors que les séquences en écho de spin pondérées T1 sont utilisables en pratique clinique, permettant d’obtenir une imagerie anatomique de bonne qualité, pour la pondération T2, on préfèrera d’autres types de séquences plus rapides.
Imagerie multi-coupes
Cette technique permet d’obtenir plusieurs images en écho de spin simultanément, situées à des niveaux de coupe différents, sans modifier le contraste. En effet, la séquence écho de spin comporte une succession de répétitions de délais TR, temps de répétition. Une fois l'écho obtenu (au temps d’écho TE, très inférieur au TR), il existe un intervalle de temps libre jusqu'à la répétition suivante. Ce temps mort est employé pour acquérir le signal d'autres coupes.
Pour cela, on applique dans cet intervalle des couples d'impulsions sélectives de 90°-180° avec des fréquences adéquates, correspondant aux autres niveaux de coupe.
Cette technique multi-coupes permet d'obtenir une véritable imagerie en écho de spin, sans aucune modification du contraste T1 et T2. Elle est employée systématiquement en pratique clinique.
Nombre de coupes simultanées en technique multi-coupes
Le nombre de coupes qu'il est possible d'acquérir simultanément est proportionnel à l'intervalle libre entre chaque TR et inversement proportionnel au TE.
Technique multi-coupes et espacement intercoupes
Il est nécessaire d’espacer les coupes en technique multi-coupes pour éviter que les imperfections des profils de coupes n’entraînent une perturbation du signal d’une coupe sur l’autre.
L’entrelacement des coupes est également utilisé pour que les coupes imagées au cours de la même répétition soient espacées.