IRM, imagerie par résonance magnétique 
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L’imagerie par résonance magnétique est une technique d’imagerie médicale qui a révolutionné le domaine du diagnostic. Son invention, son développement et son impact ultérieur sur les soins de santé témoignent de la recherche incessante de la compréhension scientifique et de l’innovation technologique. Les modèles modernes de tomographes dans les grandes cliniques, telles que le CMRT (il existe des succursales dans plusieurs grandes villes de Russie), aident les patients à diagnostiquer avec précision et, dans de nombreux cas, à éviter des troubles graves du corps.
Histoire
Les origines de la technique remontent au début du XXe siècle, lorsque les scientifiques ont commencé à étudier les principes fondamentaux de la résonance magnétique nucléaire. En 1946, Félix Bloch et Edward Purcell découvrent indépendamment le phénomène de résonance magnétique nucléaire (RMN). Leurs travaux pionniers leur ont valu le prix Nobel de physique en 1952. La RMN a jeté les bases de ce qui allait devenir l’IRM car elle a découvert la capacité des tissus et des environnements à interagir avec les propriétés magnétiques des noyaux atomiques.
Cependant, ce n’est que dans les années 1970 que le médecin et scientifique Raymond Damadian a mis au point le premier appareil d’IRM fonctionnel. Son invention visait principalement à identifier les pathologies des tissus humains en mesurant le temps de relaxation des noyaux d’hydrogène. Le prototype de l’appareil, connu sous le nom d’Indomitable, est devenu une étape importante dans l’histoire de la technologie médicale, démontrant ses capacités dans le domaine de l’imagerie médicale.
Analyse comparative
L’IRM, la tomodensitométrie et la radiographie sont trois modalités d’imagerie différentes, chacune ayant ses propres avantages et limites. Examinons les principales différences entre l’IRM et les autres méthodes.
❶ Contraste et résolution des tissus mous
L’IRM est excellente pour visualiser les tissus mous, ce qui en fait le choix privilégié pour l’imagerie du cerveau et de la moelle épinière, l’évaluation de la santé des articulations et la détection du cancer. La tomodensitométrie et la radiographie permettent de mieux visualiser les os et les tissus plus denses, mais ont du mal à différencier les tissus mous.
❷ Exposition aux rayonnements
Contrairement à la radiographie et à la tomodensitométrie, l’IRM n’utilise pas de rayonnements ionisants. Il s’agit d’un avantage non négligeable car cela élimine les risques potentiels associés à l’exposition aux radiations, notamment chez les enfants et les femmes enceintes.
❸ Imagerie multiplanaire
L’IRM produit des images en volume, ce qui donne aux médecins la possibilité de visualiser les structures anatomiques sous différents angles, ce qui facilite un diagnostic précis et une planification des interventions chirurgicales. La tomodensitométrie et la radiographie, en revanche, sont plus limitées à cet égard.
❹ Imagerie fonctionnelle
Ce qui rend l’IRM unique, c’est sa capacité à réaliser une imagerie fonctionnelle, telle que l’IRM fonctionnelle (IRMf), qui peut imager l’activité cérébrale, ou l’imagerie pondérée en diffusion (DWI), qui peut évaluer la microstructure tissulaire. Ces capacités ne sont pas disponibles avec la radiographie et sont limitées avec la tomodensitométrie.
❺ Agents de sécurité et de contraste
L’IRM est considérée comme une procédure plus sûre pour les patients allergiques aux produits de contraste pour tomodensitométrie et radiographie, car elle utilise généralement des produits de contraste à base de gadolinium, qui présentent un risque plus faible de réactions allergiques.
Principe d’opération
L’IRM repose sur les principes de la RMN et utilise les propriétés magnétiques des noyaux atomiques, principalement l’hydrogène, présent en abondance dans le corps humain en raison de la présence de molécules d’eau. Le processus commence par exposer le patient à un puissant champ magnétique. Ce champ aligne les noyaux d’hydrogène du corps dans sa direction. Des impulsions radiofréquence sont ensuite appliquées qui perturbent brièvement cet alignement. Après avoir désactivé le champ magnétique, les noyaux d’hydrogène reviennent à leur état d’origine en émettant des signaux radiofréquence. Ces signaux sont captés par des antennes spéciales et convertis en images détaillées.
L’un des principaux avantages de l’IRM réside dans sa capacité à fournir un contraste inégalé avec les tissus mous. Contrairement aux rayons X, qui sont principalement absorbés par des matériaux denses tels que les os, l’IRM peut distinguer différents tissus mous, ce qui la rend inestimable pour diagnostiquer les maladies du cerveau, de la moelle épinière, des organes internes et du système musculo-squelettique. De plus, contrairement aux rayons X et au scanner, l’IRM ne fait pas intervenir de rayonnements ionisants, ce qui garantit la sécurité des patients sur le long terme.
Comment fonctionne un scanner d’imagerie par résonance magnétique?
L’imagerie par résonance magnétique fonctionne sur les principes de la résonance magnétique nucléaire (RMN) et vous permet de créer des images détaillées des organes internes d’une personne. Vous trouverez ci-dessous une explication étape par étape du fonctionnement de l’appareil IRM :
1. Génération de champ magnétique
Le processus commence par la génération d’un champ magnétique puissant et uniforme à l’intérieur de l’appareil IRM. Ce champ magnétique est créé par un aimant supraconducteur, qui est généralement un grand aimant cylindrique percé d’un trou par lequel le patient peut passer. L’intensité du champ magnétique est généralement mesurée en unités Tesla (T) et peut varier de 1,5 T à 7 T et même plus dans les installations de recherche. Plus le champ magnétique est fort, plus la résolution de l’image est élevée.
2. Alignement des noyaux d’hydrogène
Le corps humain est constitué d’une grande quantité d’eau qui contient des noyaux d’hydrogène (protons). Lorsqu’un patient est placé dans un appareil IRM, le champ magnétique aligne les noyaux d’hydrogène à l’intérieur du corps dans sa direction. Cet alignement est essentiel pour les étapes suivantes.
3. Excitation par impulsions radiofréquence (RF)
Un appareil IRM utilise des impulsions radiofréquence pour produire des images. Ces impulsions sont émises par une bobine qui entoure la partie du corps photographiée. Lorsqu’une impulsion radiofréquence est appliquée, elle perturbe temporairement l’alignement des noyaux d’hydrogène, les obligeant à modifier leurs moments magnétiques.
4. Détente et émission de signaux
Une fois l’impulsion radio désactivée, les noyaux d’hydrogène commencent à se détendre et reviennent à leur position d’origine par rapport au champ magnétique. Pendant le processus de relaxation, ils émettent des signaux radiofréquences. Le taux de relaxation des noyaux d’hydrogène est caractérisé par deux constantes de temps : T1 (relaxation longitudinale) et T2 (relaxation transversale). Différents temps de relaxation des tissus dans le corps contribuent au contraste de l’image en IRM.
5. Détection des signaux
Pour enregistrer les signaux radiofréquence émis, l’appareil IRM utilise des bobines radiofréquence spécialisées. Ces bobines agissent comme des antennes et captent les signaux générés par la relaxation des noyaux d’hydrogène.
6. Traitement du signal
Les signaux détectés sont envoyés à un ordinateur qui traite les données reçues. Des algorithmes complexes et des transformations mathématiques sont utilisés pour convertir les signaux en images significatives. Ces algorithmes prennent en compte les variations du temps de relaxation et de la position spatiale des noyaux d’hydrogène.
7. Reconstruction d’images
Sur la base des données traitées, des images détaillées de la section transversale du corps sont construites. Ces images peuvent être présentées dans différents plans, tels qu’axial, sagittal et coronal, permettant une image complète des structures internes. Le contraste et le détail des images dépendent des propriétés des tissus et du temps de relaxation.
8. Méthodes d’imagerie supplémentaires
En plus de l’imagerie anatomique de base, l’IRM peut utiliser diverses techniques pour obtenir des informations fonctionnelles et physiologiques. L’IRM fonctionnelle (IRMf) permet de cartographier l’activité cérébrale, l’imagerie de diffusion permet d’évaluer la microstructure des tissus, l’angiographie par résonance magnétique (ARM) permet de visualiser les vaisseaux sanguins, etc.
9. Interprétation des images
Les images IRM résultantes sont interprétées par des radiologues et des professionnels de la santé pour diagnostiquer et surveiller un large éventail de maladies, notamment les maladies cérébrales, les blessures musculo-squelettiques, les tumeurs et autres. Le contraste exceptionnel des tissus mous fait de l’IRM un outil précieux en pratique clinique.
La capacité de l’IRM à produire des images non invasives de haute qualité avec un excellent contraste des tissus mous en a fait un outil précieux en médecine moderne pour le diagnostic, la planification du traitement et la recherche médicale.