Les gradients de champ magnétique sont nécessaires au codage spatial du signal.

 

Eléments constitutifs des gradients

Ils doivent réaliser une variation linéaire de l’intensité du champ magnétique le long d’une direction de l’espace. Cette variation d’intensité de champ magnétique s’ajoute au champ magnétique principal, ce dernier étant bien plus puissant. Elle est créée par des paires de bobines, disposées dans chacune des directions de l’espace.

La direction du champ magnétique n’est pas modifiée. En s’additionnant à B0, ils entraînent une variation d’amplitude du champ magnétique total qui est linéaire, dans la direction où ils sont appliqués . On peut considérer que leur action est homogène sur un plan qui est perpendiculaire à la direction d’application. Cela modifie la fréquence de précession des protons, proportionnellement à l'intensité du champ magnétique auquel ils sont soumis [conformément à l'équation de Larmor; plus le champ est intense, plus ils précessent vite]. Cette variation de fréquence de précession est également responsable d’une variation et d’une dispersion des phases des spins.

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Caractéristiques des gradients

Les performances des gradients sont en rapport avec :

  • leur amplitude maximale (variation de champ magnétique en mT/m), qui détermine la résolution spatiale maximale (épaisseur de coupe et champ de vue)
  • leur pente, qui correspond à leur rapidité de commutation : une forte pente est nécessaire pour basculer rapidement les gradients et permettre les séquences d’imagerie ultra-rapide de type écho planar (EPI)
  • leur linéarité, qui doit être la plus parfaite possible au sein du champ d’exploration.

 

Courants de Foucault

Lors des montées et descentes de gradients, des courants induits peuvent se créer dans les matériaux conducteurs à proximité des bobines de gradients (enveloppe cryogénique, fils électriques, antennes, bobines d’homogénéisation…). Ces courants induits (Courant de Foucault, Eddy current) vont s’opposer au champ des gradients et dégrader leur profil.

Pour lutter contre ces courants induits, plusieurs méthodes sont employées :

  • Le blindage actif des bobines de gradients
  • L’optimisation du profil du courant électrique envoyé aux bobines de gradient lors de la montée et de la descente afin de compenser les courants de Foucault

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Par ailleurs, les commutations de gradients sont à l’origine de forces de Lorentz qui entraînent des vibrations des bobines de gradients et de leurs supports. Ces vibrations sont la principale source du bruit caractéristique de l’IRM.