Faciliter la lecture des images IRM cérébrales à haute résolution avec la séquence FLAWS #ST55 [en]

Une coopération franco-australienne entre le Laboratoire du Traitement du Signal et de l’Image (LTSI) à Rennes et le Centre de Recherche Australien en e-Santé (AEHRC) du CSIRO à Brisbane a mis en place une nouvelle méthode facilitant la lecture d’images IRM du cerveau. L’étude, récemment publiée dans la revue scientifique Magnetic Resonance in Medicine, a bénéficiée de l’expertise française du LTSI en physique de l’IRM ainsi que de l’expertise australienne de l’AEHRC en imagerie cérébrale.

L’imagerie par résonance magnétique (IRM) est une technique d’imagerie non invasive utilisée pour visualiser le corps humain en détectant la réaction des tissus à un champ magnétique. L’IRM fournit un très bon contraste entre les tissus mous comparée aux méthodes d’imageries structurelles obtenues à partir de rayons X, telles que la tomodensitométrie. Par conséquent, l’IRM est la méthode de référence pour l’imagerie du cerveau.

La séquence IRM « Fluid and white matter suppression » (FLAWS) fournit plusieurs images anatomiques du cerveau : une image avec suppression de la substance blanche, une image avec suppression du liquide céphalo-rachidien et une image spécifique à la substance grise. Ces différentes images sont utilisées afin de mieux visualiser les lésions cérébrales, particulièrement celles du cortex, pour des pathologies telles que l’épilepsie. L’imagerie FLAWS fournit également une bonne visualisation des noyaux gris centraux, structures situées en profondeur des hémisphères cérébraux et impliquées dans l’apprentissage et le contrôle des mouvements moteurs. Cette technique pourrait ainsi permettre d’améliorer la planification d’opérations de chirurgie pour de la stimulation cérébrale profonde visant à traiter des maladies telles que la maladie de Parkinson.

L’IRM à très haut champ magnétique, pour laquelle le champ magnétique monte à 7 Tesla (imagerie à 7T), permet d’obtenir des images haute résolution (inférieure à 1mm3) qui fournissent davantage de détails sur les différents tissus cérébraux, comparée à de l’imagerie à haut champ magnétique telle que l’imagerie à 3 Tesla, qui est utilisée en routine clinique. Cependant, l’imagerie à 7T est fortement impactée par des effets d’inhomogénéités de champs magnétiques, ce qui rend la lecture des images plus difficile pour les radiologues et complique la mesure des propriétés magnétiques des tissus cérébraux, telle que la mesure des temps de relaxation T1 qui varient en fonction de la composition des tissus.

Cette étude franco-australienne résulte des travaux du Dr. Jérémy Beaumont, qui a réalisé sa thèse en codirection entre le LTSI et l’AEHRC. Intitulée “High-resolution multi-T1-weighted contrast and T1 mapping with low B1+ sensitivity using the fluid and white matter suppression sequence at 7T”, l’étude propose une optimisation de la séquence IRM FLAWS à 7T afin d’obtenir des images anatomiques du cerveau qui sont peu sensibles aux effets d’inhomogénéités de champs magnétiques. Dans cette étude, une nouvelle méthode de mesure des temps de relaxation T1 est introduite afin d’obtenir des résultats peu sensibles aux inhomogénéités de champs magnétiques, tout en assurant une imagerie haute résolution. Ces nouvelles avancées dans le domaine de l’imagerie à très haut champ magnétique pourraient permettre d’améliorer la détection de lésions cérébrales pour des pathologies telles que l’épilepsie et pourraient également permettre d’accroitre la reproductibilité des mesures des temps de relaxation T1 des tissus cérébraux à haute résolution afin de mieux caractériser les pathologies cérébrales.

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Figure 1. Exemples d’images FLAWS obtenues à 7T. Les images FLAWS-hc et FLAWS-hco sont reconstruites à partir des images acquises FLAWS1 et FLAWS2, afin d’obtenir des images avec une faible sensibilité aux inhomogénéités de champs magnétiques. Cette sensibilité réduite aux inhomogénéités de champs magnétiques est particulièrement visible lorsque l’on compare la visualisation de la substance blanche entre FLAWS2 et FLAWS-hco (tissus cérébral apparaissant en blanc dans ces images) : le signal de la substance blanche change d’intensité (changement de couleur) en fonction de sa localisation dans FLAWS2, alors que ce signal reste constant (pas de changement de couleur) en fonction de sa localisation dans FLAWS-hco. Cette sensibilité réduite aux inhomogénéités de champs magnétiques fournie par FLAWS-hc et FLAWS-hco facilite l’interprétation des images pour les radiologues. Images reproduites avec la permission du Dr. J. Beaumont.

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Figure 2. Exemples de cartographies des temps de relaxation T1 obtenues avec une séquence de référence à 7T (appelée méthode « MP2RAGE », figures du haut) et une séquence FLAWS à 7T (figures du bas). La séquence MP2RAGE est une séquence de référence en termes de cartographie des temps de relaxation T1 avec faible sensibilité aux inhomogénéités de champs magnétiques à 7T. Dans cette figure, nous constatons que la séquence FLAWS fournie une cartographie des temps de relaxation T1 avec faible sensibilité aux inhomogénéités de champs magnétiques, qui est caractérisée par une meilleure résolution (0.5mm3) que la cartographie fournie par la séquence MP2RAGE (1.0mm3). Images reproduites avec la permission du Dr. J. Beaumont.

Dernière modification : 04/06/2021

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