Sélection de coupe

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. Chaque gradient est caractérisé par son intensité (variation de champ plus ou moins grande pour la même unité de distance), sa puissance, sa direction et le moment et la durée de son application.

 

Le gradient de sélection de coupe permet de modifier la fréquence de précession des protons afin qu’une onde de RF ayant la même fréquence puisse les faire basculer (résonance). Le gradient de sélection de coupe est appliqué simultanément à l’ensemble des ondes de RF. Par l’intermédiaire du gradient de sélection de coupe, à la sélectivité fréquentielle de l’onde RF (bande passante) correspond une sélectivité dans l’espace (épaisseur et profil de coupe).

 

 

Codage de phase

Chaque pas de codage de phase agit en quelque sorte comme un tamis qui fait ressortir les signaux horizontaux qui sont espacés régulièrement. Ce filtre est sensible à la distribution spatiale verticale des signaux dans le plan de coupe. Plus le décalage de phase est important, plus ce filtre est mince et resserré. En l’absence de codage de phase, le signal provient de toute la coupe.

 

C’est pour cela qu’il faut de multiples pas de codage de phase pour avoir assez d’informations pour reconstruire l’image : l’analyse des signaux obtenus avec des centaines de profils différents, correspondant à autant de peignes plus ou moins fins, permettra de reconstruire une image (et pas uniquement composée de bandes horizontales mais de contours plus complexes) . Pour réaliser ces différents pas d’encodage de phase, le gradient est appliqué avec des valeurs différentes, incrémentées de façon régulière. Il est bipolaire, c’est-à-dire qu’on utilise des gradients avec des valeurs positives et négatives, symétriques par rapport à 0. En termes de plage de "tailles de filtres », un gradient bipolaire est équivalent à un gradient qui ne serait par exemple que positif et de même amplitude de variation absolue, avec l’inconvénient pour ce dernier de devoir aller à des amplitudes positives deux fois plus élevées (d’où un plus grand déphasage et un signal de moins bonne qualité).

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Codage de fréquence

On peut interpréter le codage en fréquence de manière équivalente, dans la direction horizontale. Lors de l’application du gradient de codage en fréquence, le signal est numérisé à intervalles réguliers dans le temps. Chaque échantillon de signal correspond à une accumulation donnée de l’action du gradient sur l’ensemble du signal de la coupe : plus on avance dans le temps, plus le gradient aura agi longtemps sur les spins, et plus leur phase aura été modifiée. On retrouve ici l’effet filtre sensible à la distribution spatiale dans la direction horizontale (celle d’application du gradient) . Pour obtenir l’équivalent d’un effet bipolaire, on applique avant la lecture du signal un demi-lobe de gradient de codage en fréquence mais en sens inverse (lobe de déphasage).
Tous les signaux d'une même coupe sont enregistrés dans l'espace K puis traités pour former une image du plan de coupe.

 

Alors que le codage spatial en fréquence est effectué en quelques millisecondes durant la lecture du signal, le codage spatial par la phase nécessite des répétitions de la séquence d’imagerie. En séquence d’écho de spin classique, un seul pas de codage de phase est réalisé par répétition, avec des temps de répétition TR qui peuvent atteindre 3 secondes : ce codage est donc beaucoup plus lent.

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