Applications cliniques de la méthode des points kT pour homogénéiser l'excitation des spins en IRM à 3 teslas

par Raphaël Tomi (Tomi-tricot)

Projet de thèse en Imagerie et physique médicale

Sous la direction de Alexis Amadon.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Electrical,Optical,Bio: PHYSICS_AND_ENGINEERING , en partenariat avec Unité d'imagerie par IRM et de Spectroscopie (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2016 .


  • Résumé

    A haut champ, les images d'IRM sont entachées de pertes de signal et de contraste liées à la baisse de la longueur d'onde RF en deçà des dimensions de l'objet irradié. En 2010, l'UNIRS a déposé un brevet [Amadon 2010] pour compenser les inhomogénéités du champ RF et éliminer ces artefacts. La méthode, dite des points kT, est d'autant plus efficace qu'elle exploite la transmission parallèle. Elle a été appliquée avec succès à l'imagerie 3D du cerveau humain à 7T, qu'elle soit pondérée en densité de protons, en T1, en T2, ou en T2*. L'objectif de cette thèse est d'appliquer cette méthode originale à 3T, où les artefacts d'inhomogénéité RF sont encore prégnants sur les grosses parties du corps comme l'abdomen, les seins ou les cuisses. Nos partenaires dans ce projet sont l'Hôpital Henri-Mondor et l'AIM, où les acquisitions sur des volontaires malades et sains seront menées in fine. L'efficacité de la méthode des points kT sera évaluée en termes de rehaussement de rapport signal sur bruit et de contraste, en appliquant nos impulsions RF à deux grandes familles de séquence d'imagerie : d'une part l'Echo de Gradient (GRE) 3D, en particulier pour suivre la pondération en T1 après injection de Gadolinium (Dynamic Contrast Enhancement), et d'autre part la Turbo Spin Echo 3D à angle de refocalisation variable (séquence SPACE) pour faire ressortir des contrastes pondérés en T1 ou T2.

  • Titre traduit

    Clinical applications of the kT-points method to homogenise spin excitation in 3T MRI


  • Résumé

    This project addresses the B1-inhomogeneity artefacts encountered at high field in images of human body volumes of about the same size as, or larger than the proton resonance frequency wavelength. To this end, NeuroSpin has patented the so-called kT-points method [Amadon 2010], now widespread in the clinical Ultra-High-Field (UHF) community, to make the spin excitation, inversion or refocusing uniform in 3D imaging. This strategy makes use of low-energy composite RF pulses separated by B0-gradient blips to better control the spatial excitation profile for non-selective pulses. It has proved most efficient when used with parallel transmission in the human brain at UHF. This thesis aims at showing the potential of the kT-points technique for applications on clinical 3-tesla scanners equipped with dualchannel parallel transmission (pTx). This involves collaborating with Parisian clinical research centers focusing on pathologies affecting large human organs such as the abdomen, breasts or thighs, where B1 artefacts are still a challenge at 3T. The gain brought by the kT-points method to clinical images will be assessed in terms of signal to noise ratio (SNR) and contrast enhancement when using two main imaging sequences groups: 3D Gradient-Recalled Echo (GRE) and 3D Turbo Spin Echo with variable refocusing angle (SPACE).