L’imagerie par résonance magnétique, IRM, est une technique d’imagerie non-invasive autorisant l’exploration de nombreuses structures anatomiques. C’est en effet l’examen de référence pour détecter des pathologies cérébrales. Il sert également pour le diagnostic d’autres pathologies (neuromusculaires, abdomino-pelviennes, cancéreuses…). L’arrivée sur le marché hospitalier d’appareils à 7 teslas, suscite un grand intérêt en recherche clinique. En effet, l’augmentation du champ entraîne l’augmentation du rapport signal sur bruit des images, ce qui se traduit, moyennant des adaptations de séquences d’acquisition et des antennes spécifiques à l’intensité du champ, par une augmentation de la résolution spatiale. Autant d’informations supplémentaires à la disposition des médecins radiologues pour déceler des signes, jusqu’ici invisibles, révélateurs de maladies du système nerveux, neuromusculaires…
Néanmoins, ce bénéfice théorique est contrebalancé par des contraintes techniques nouvelles et l’apparition d’artéfacts[2] spécifiques liés à ces hauts champs (cf. encadré). Ainsi, une équipe de physiciens de NeuroSpin (Institut des sciences du vivant Frédéric-Joliot, CEA Paris-Saclay), dirigée par Alexis Amadon, a développé et breveté une méthode de transmission radiofréquence (RF), appelée kT-points®. Cette méthode améliore sensiblement les images obtenues par IRM à hauts champs en supprimant les artéfacts d’inhomogénéité du champ radiofréquence, et ce d’autant mieux que l’équipement dispose d’une multiplicité de canaux de transmission parallèle des ondes RF excitatrices.
Fin 2019, le CEA et Siemens Healthineers ont signé un accord de licence non exclusive qui concède à la société allemande des droits d’exploitation sur la technologie kT-points®. Concrètement, Siemens Healthineers pourra implémenter, en bêta-test dans un premier temps, la technologie kT-points® dans la suite logicielle que le constructeur proposera sur ses imageurs 7 T. Siemens Healthineers est actuellement le seul constructeur autorisé en Europe et aux Etats-Unis (marquage CE – Conformité Européenne – et agrément de la FDA - Food and Drug Administration) à vendre des IRM 7 T aux hôpitaux.
La méthode des kT-points ®, comment ça marche ?
L’IRM repose sur les propriétés magnétiques (spins) des molécules d’eau, plus précisément de leurs atomes d’hydrogène, qui composent à plus de 80% le corps humain. En plaçant un individu au centre du champ magnétique puissant (B0) d’un appareil IRM, l’aimantation nucléaire induite, résultante macroscopique des spins des protons de ces atomes, va s’orienter suivant B0 tout en précessant[3] à une fréquence, dite de Larmor, proportionnelle à B0. Une antenne placée autour de la partie du corps étudiée permet d’émettre et de réceptionner des ondes radio (RF) à la fréquence de Larmor. L’onde transmise va faire basculer l’aimantation vers le plan perpendiculaire à B0 selon un angle de bascule proportionnel à la durée et à l’intensité de l’impulsion RF. Au fur et à mesure que B0 augmente, la longueur d’onde diminue et le champ RF transmis devient inhomogène ; alors l'angle de bascule induit n'est plus uniforme, si bien que le signal ou le contraste peuvent être perdus à certains endroits de l'image, créant ainsi une image irrégulière. La méthode des points kT introduit de petites impulsions de gradients du champ principal intercalées entre de courtes impulsions RF de sorte qu'à l'issue de la séquence de ces impulsions, l'excitation des spins paramétrée par l'angle de bascule soit uniforme dans tout le volume d'intérêt. Ceci permet d'homogénéiser le signal et le contraste dans tout l'organe observé.
Contacts chercheur :
[1] NeuroSpin est une infrastructure de recherche entièrement dédiée à faire progresser la connaissance du cerveau, et particulièrement du cerveau humain, en développant et en exploitant les méthodologies de pointes en imagerie cérébrale et en neuro-informatique. https://joliot.cea.fr/drf/joliot/recherche/neurospin
[2] En imagerie, un artéfact est une altération du résultat d'un examen radiologique liée à certains procédés techniques utilisés.
[3] La précession signifie que le spin tourne sur lui-même autour de l’axe B0 dans un mouvement de toupie.