Principes physiques de l’imagerie par résonance magnétique

L’IMAGERIE PAR RESONANCE MAGNETIQUE

Définition des rayons X

Les rayons X sont des rayonnements électromagnétiques a particulaires. Ils se déplacent sous la forme d’une combinaison d’un champ électrique et d’un champ magnétique perpendiculaires l’un à l’autre, en phase et dont l’intensité varie suivant une fonction sinusoïdale. Les ondes électromagnétiques se déplacent en ligne droite dans le vide et la matière, à vitesse constante de 3.108 m.s‐1. Elles se caractérisent par une longueur d’onde très courte (10‐8 centimètres) et une amplitude. Les rayons X sont beaucoup plus énergétiques que les rayons du visible (>102 eV), c’est pourquoi, ils sont capables de traverser des corps que la lumière ne peut pas traverser. En les traversant, ils vont ioniser ces corps : Ils génèrent des ions positifs.
Cela a des conséquences sur la structure et la viabilité des cellules, une protection contre les RX est donc nécessaire.

Formation des rayons X

Un générateur formé d’un filament de tungstène porté à incandescence, qui constitue la cathode, produit un flux d’électrons (exprimé en mA) dans le vide sur une cible en métaux lourds, l’anode. Se produit alors une accélération d’électrons par une forte tension entre la cathode et l’anode mesurée en KV (Kilovolts). L’anode assure le freinage des électrons accélérés et émet, par le foyer, un faisceau de rayons X dont le spectre résulte de la superposition d’un spectre continu et d’un spectre de raies.
Le spectre continu des rayons X correspond aux interactions des électrons avec les noyaux de la cible : il s’agit du rayonnement de freinage ou Bremstrahlung (Fig.). En effet, l’électron est chargé négativement, le noyau chargé positivement : l’électron accéléré va être attiré par le noyau, il est soumis à une force d’attraction coulombienne ; il va ainsi être dévié de sa trajectoire initiale, il perd alors de l’énergie qui va se dissiper sous forme de rayon X (photon),

Effet Compton

En physique, la diffusion Compton est la diffusion d’un rayon X d’incidence E sur un électron de la couche périphérique d’un atome à qui il transfert une énergie Ea. Au cours du processus, l’électron est éjecté de l’atome, qui est donc ionisé. Le reste de l’énergie Es est emportée sous la forme d’un photon diffusé appelé photon Compton. Ce rayonnement diffusé possède quasiment la même énergie que le rayon X incident ; en effet, les lois de la Physique gouvernant l’effet Compton font que le photon diffusé emporte la majeure partie de l’énergie : 96 % en moyenne à 50 keV, 83 % à 500 keV. De plus, il émerge généralement dans une direction différente du photon incident. Il peut même partir en sens inverse (rétrodiffusion). En moyenne il part avec un angle de 30 à 45 degrés. Des rayons incidents de plusieurs centaines de keV peuvent subir de multiples diffusions Compton avant d’être finalement absorbé par effet photoélectrique. Cet effet Compton prédomine avec des rayons incidents de forte énergie (>100kV), et une matière de densité moyenne. Cependant, il est indépendant du numéro atomique Z du tissu traversé.
Contrairement à l’effet photoélectrique, l’effet Compton altère la qualité de l’image radiographique. De plus, il est plus irradiant pour le personnel. La radioprotection est donc nécessaire.

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Introduction
1ère PARTIE : PRINCIPES PHYSIQUES DE LA TOMODENSITOMETRIE ET REALISATION PRATIQUE D’UN EXAMEN
A. Principes de base de la tomodensitométrie
I. Introduction
II. Mécanismes physiques
i. Définition des rayons X
ii. Formation des rayons X
III. Effets photoélectrique, compton, et thomson
iii. Effet photoélectrique
iv. Effet Compton
v. Effet Thomson
B. Fonctionnement du scanner
I. L’appareil et ses réglages
II. Les éléments de la chaine scanographique
III. Déroulement d’un examen tomodensitométrique
C. Intérêts du scanner dans l’exploration de l’encéphale
2ème PARTIE : PRINCIPES PHYSIQUES DE L’IMAGERIE PAR RESONANCE MAGNETIQUE ET INTERET DANS L’EXPLORATION DE L’ENCEPHALE
A. Les principes de bases de physique nucléaire
I. Notion élémentaire de magnétisme nucléaire
II. Les phénomènes de résonance magnétique
i. Le modèle classique du phénomène de résonance magnétique
ii. Le modèle quantique du phénomène de résonance magnétique
B. Exploitation pour l’imagerie : de l’application d’un champ magnétique à l’acquisition d’une image exploitable
I. Les phénomènes de relaxation
i. La relaxation longitudinale ou T1
ii. La relaxation transversale ou T2
iii. Notion de T2* et principe de l’écho de spin
II. Contraste en T1 et T2 : origine et interprétation
i. Le temps de répétition et pondération en T1
ii. Le temps d’écho et pondération en T2
iii. Limites d’action sur le TR et le TE
C. Caractéristiques de l’image obtenue par résonance magnetique nucléaire
I. Conditions de réalisation d’un examen IRM
II. Aspect des différents tissus
i. En pondération T1
ii. En pondération T2
III. Utilisation d’un produit de contraste
D. Intérêts de l’imagerie par résonance magnetique pour l’exploitation du système nerveux en medecine veterinaire
I. Comparaison aux autres techniques d’imagerie médicale
II. Indications particulières dans l’exploration du système nerveux
i. Hernies discales
ii. Néoplasies cérébrales et rachidiennes
iii. Affections inflammatoires du système nerveux central
iv. Spondylodiscites
v. Embolie fibrocartillagineuse
vi. Malformations congénitales
vii. Spondylomyélopathie cervicale
III. Inconvénients et contre‐indications
3ème PARTIE : MISE AU POINT DE L’ATLAS EN LIGNE DES IMAGES SCANNER ET IRM DE L’ENCEPHALE DU CHAT
A. Le Projet
B. Réalisation de l’atlas
C. Présentation
D. Intérêts et limites
Conclusion
Bibliographie