imagerie rapide eg epi des - sfrnet.org rapide eg epi des.pdf · etat d’équilibre + gradients...
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Echo de GradientEcho de Gradient
�� Différences avec l’écho de SpinDifférences avec l’écho de Spin–– Angle de bascule ≤ 90Angle de bascule ≤ 90°°–– Absence d’impulsion de 180Absence d’impulsion de 180°°
Echo de Spin
–– Absence d’impulsion de 180Absence d’impulsion de 180°°
RF
90°
Echo de gradient
RF
α
180°
KK--space view of the space view of the gradient gradient and spin and spin echo imagingecho imaging
Ky
123
Ky
123
Kx
3.......n
3.......n
Echo de Echo de gradientgradient
RFRF
TR
αααα αααα αααα αααα
TE
Tacq = TR x Ny x Nacc
TR le plus court possible
Echo de gradientEcho de gradient
�� Modifier l’angle agit Modifier l’angle agit sur :sur :–– La proportion La proportion
d’aimantation d’aimantation
�� Décroissance de Décroissance de l’aimantation l’aimantation transversale liée à :transversale liée à :–– La relaxation T2La relaxation T2d’aimantation d’aimantation
basculéebasculée
–– La durée (TR) pour la La durée (TR) pour la repousse de repousse de l’aimantationl’aimantation
–– La relaxation T2La relaxation T2
–– Les hétérogénéités du Les hétérogénéités du champ magnétiquechamp magnétique
Echo de gradientEcho de gradient
TR = 600 ms, TE = 15 ms TE, 5 min2 acq, 5 mm, 230 mm FoV, 256*256 matrix
Echo de Gradient (FLASH 90°)Echo de Spin
TR > T2*
T2*
RF
TR < T2*
RF
Etat d’équilibre de l’aimantation transversale résiduelle
TR < T2*
RF
Destruction de l’aimantation transversale résiduelle
Spoiler
EG avec destruction de EG avec destruction de l’aimantation transversalel’aimantation transversale
�� Contraste surtout T1, fonction de :Contraste surtout T1, fonction de :–– Angle bascule (pondéré T1 si angle ≈ 90Angle bascule (pondéré T1 si angle ≈ 90°°))–– TE (peu pondéré T2 si TE court)TE (peu pondéré T2 si TE court)–– TE (peu pondéré T2 si TE court)TE (peu pondéré T2 si TE court)
�� Mais contraste T2 possible (petit angle Mais contraste T2 possible (petit angle et TE long)et TE long)
�� Acronymes :Acronymes :
–– GE : SPGR, MPSPGRGE : SPGR, MPSPGR
–– Philips : T1Philips : T1--FFEFFE
–– Siemens : FLASHSiemens : FLASH
TE 9FA 30TE 9FA 30
TE 30FA 30TE 30FA 30
susceptibility effectsusceptibility effect T2* weightingT2* weighting
TE 13.42TE 13.42 TE 15.66TE 15.66
in-phase opposed-phase
Angle de ErnstAngle de Ernst
�� Pour un angle de bascule et un T1 Pour un angle de bascule et un T1 donnés, il existe un TR optimal pour donnés, il existe un TR optimal pour obtenir un maximum de signalobtenir un maximum de signalobtenir un maximum de signalobtenir un maximum de signal
100 100 o o
50 ms TR50 ms TR
Signal Signal
Excitation angleExcitation angle
200 ms TR200 ms TR
500 ms TR500 ms TR
1000 ms TR1000 ms TRT1= 800 msT1= 800 ms
α ErnstTR Tarc e= −cos 1
EG ultraEG ultra--rapiderapide
�� Contraste surtout T1Contraste surtout T1
�� Indications : Indications : AngioAngio, T1 3D , T1 3D FatSatFatSatdynamiques, T1 IPdynamiques, T1 IP--OP en apnée …OP en apnée …dynamiques, T1 IPdynamiques, T1 IP--OP en apnée …OP en apnée …
�� AcronymesAcronymes
–– GE : FGRE, LAVA, VIBRANT, FAME, FSPGRGE : FGRE, LAVA, VIBRANT, FAME, FSPGR
–– Philips : T1Philips : T1--FFE, THRIVEFFE, THRIVE
–– Siemens : Siemens : TurboTurbo--FlashFlash, VIBE, VIBE
… Encore plus pondéré T1… Encore plus pondéré T1
�� Préparation de l’aimantation Préparation de l’aimantation ((MagnetizationMagnetization PreparedPrepared …)…)
�� Applications : Applications : AngioAngio, 3D T1 haute , 3D T1 haute �� Applications : Applications : AngioAngio, 3D T1 haute , 3D T1 haute résolutionrésolution
�� AcronymesAcronymes
–– GE : IRGE : IR--FSPGR, DEFSPGR, DE--FSPGRFSPGR
–– Philips : IRPhilips : IR--FFEFFE
–– Siemens : Siemens : TurboFLASHTurboFLASH, MP, MP--RAGERAGE
EG avec équilibre de EG avec équilibre de l’aimantation transversalel’aimantation transversale
�� Contraste mixte de type T2/T1Contraste mixte de type T2/T1
�� AcronymesAcronymes
–– GE : MPGRGE : MPGR–– GE : MPGRGE : MPGR
–– Philips : FFEPhilips : FFE
–– Siemens : FISPSiemens : FISP
Signal en Signal en échoécho de de gradientgradient
α α α
FID + signal SE+ échos stimulés
α
Une combinaison de 3 pulses RF résulte endes échos stimulés ...
α
signal FID
α α
signal SE
α
échos stimulés
Signal en Signal en échoécho de de gradientgradient
α α α α
Le signal en écho de gradient avec équilibre de l’aimantation transversale est toujours une combinaison de :• FID qui est plutôt T1w / T2*w• SE qui est plutôt T2w• échos stimulés, plutôt T2w
Equilibre + renforcement Equilibre + renforcement du contraste T2du contraste T2
�� Contraste T2Contraste T2
�� Indication : Peu employé en pratique Indication : Peu employé en pratique Pb = artefacts de flux, faible S/B. Pb = artefacts de flux, faible S/B. Pb = artefacts de flux, faible S/B. Pb = artefacts de flux, faible S/B.
�� AcronymesAcronymes
–– GE : SSFPGE : SSFP
–– Philips : T2Philips : T2--FFEFFE
–– Siemens : PSIFSiemens : PSIF
Etat d’équilibre + Etat d’équilibre + gradients équilibrésgradients équilibrés
�� Limitation des artéfacts de flux, très Limitation des artéfacts de flux, très rapiderapide
�� Indications : Imagerie des liquides, Indications : Imagerie des liquides, �� Indications : Imagerie des liquides, Indications : Imagerie des liquides, angioangio sans sans GadoGado, repérage, HR …, repérage, HR …
�� AcronymesAcronymes
–– GE : FIESTAGE : FIESTA
–– Philips : Philips : BalancedBalanced FFEFFE
–– Siemens : Siemens : TrueTrue FISPFISPExcitation alternanteLes tissus avec haut T2/T1 (blanc) sont en hypersignal (sang, graisse, liquides)
… Encore plus pondéré T2… Encore plus pondéré T2
�� Mélange de 2 séquences pondérées en Mélange de 2 séquences pondérées en T2T2
–– FISP + PSIF = DESSFISP + PSIF = DESS–– FISP + PSIF = DESSFISP + PSIF = DESS
–– TrueFISPTrueFISP + + TrueFISPTrueFISP = CISS= CISS
�� Indications : Liquides, articulationsIndications : Liquides, articulations
DESS CISS
Echo Echo PlanarPlanar (EPI)(EPI)
�� 3 types de remplissage du plan de 3 types de remplissage du plan de FourierFourier
–– NonNon--blippedblipped EPIEPI–– NonNon--blippedblipped EPIEPI
–– BlippedBlipped EPIEPI
–– Spiral EPISpiral EPI
�� Imagerie ultraImagerie ultra--rapiderapide
Echo Echo planarplanar ((nonnon--blippedblipped))
RFRF
TR
αααα αααα
TE effectif
Dans cet exemple, imagerie « Single shot » : tout le plan de Fourier rempli en un TR
TrajectoireTrajectoire dansdans l’espacel’espacekk du "blipped" EPIdu "blipped" EPI
TE eff
Rf
Gs
Gp
Gr
adc
Spiral EPISpiral EPI
RFRF
Gradients = 0 au centre du plan de FourierMoins d’artefacts de flux
t = TE
RFRF
GxGx
GyGy
GzGz
t = 0
Distorted EPI Images with Imperfect x-Shim
Non
-blip
ped
Blip
ped
with Imperfect x-ShimBlip
ped
Spi
ral
Echo Echo PlanarPlanar : Quelle : Quelle pondération ?pondération ?RFRF
αααα αααα
RFRFαααα αααα αααα αααα αααα αααα
SS = T2 MS = T1 ou T2
Echo Echo planarplanar : ES: ES vs EG vs EG EPIEPI
90° 180°RF
Signal
EG
ES
ES
Signal
Décroissance du signal par relaxation T2
Glec
Plan de Fourier
TE
effectif
EG
Artéfacts en EPIArtéfacts en EPI
�� Artéfacts N/2Artéfacts N/2
�� Déplacement chimique eau Déplacement chimique eau -- graissegraisse
�� Artéfact de susceptibilité magnétiqueArtéfact de susceptibilité magnétique�� Artéfact de susceptibilité magnétiqueArtéfact de susceptibilité magnétique
�� Distorsions géométriques Distorsions géométriques (courants de Foucault, ou (courants de Foucault, ou eddyeddycurrentscurrents))
EPI et bande passanteEPI et bande passante
Lecture des colonnes ≈ 100 ms
=> BP phase = 1/0,1 = 10Hz/pixel
Lecture d’une ligne ≈1 ms=> BP=128/0,001=128000 Hz/pixel
10Hz/pixel
Déplacement chimique Déplacement chimique eau graisse : 3,5ppmeau graisse : 3,5ppmDécalage du signal de la graisse (direction de phase)
à 1,5T => 223 Hz de différence => BPphase=10Hz/pixel=> erreur de + de 20 pixels
Mauvaise saturation de graisse
Saturation de graisse
et mauvais shim
Saturation de graisse
et bon shim
EPI : applicationsEPI : applications
�� DiffusionDiffusion–– AVC, abcès, tumeurs …AVC, abcès, tumeurs …
–– TractographieTractographie
–– Corps entierCorps entier–– Corps entierCorps entier
�� PerfusionPerfusion–– BOLDBOLD
–– GadoGado
�� Imagerie ultraImagerie ultra--rapiderapide
Imagerie cérébraleImagerie cérébrale1 antenne tête 8 canaux1 antenne tête 8 canaux
8 éléments = 8 antennes
Signal enregistré 8 fois
S/B x √8
Temps pour remplir la totalité du plan de Fourier
Ky
Voyage dans le plan de Voyage dans le plan de FourierFourier
Read TR/line
Pha
se= N x TR
N : Nombre de lignes dephase
Kx
Temps pour remplir la totalité du plan de Fourier
Ky
Voyage dans le plan de Voyage dans le plan de FourierFourier
Read TR/line
Pha
se= N x TR / n
N : Nombre de lignes dePhasn : nombre d’éléments d’antenne
Kx
Antennes Antennes phasedphased arrayarray ::2 façons de travailler2 façons de travailler
�� Anciennes séquences, mais avec un Anciennes séquences, mais avec un meilleur rapport S/Bmeilleur rapport S/Bmeilleur rapport S/Bmeilleur rapport S/B
�� Nouvelles séquences d’imagerie Nouvelles séquences d’imagerie parallèleparallèle
–– Plus rapides avec la même résolutionPlus rapides avec la même résolution
–– De même durée avec une résolution plus De même durée avec une résolution plus élevéeélevée
En IRM, quand le FOV est supérieur à l’objet nous observons une reproduction fidèle de l’image.
objetimage
Si le FOV est plus petit que l’image, nous observons une image repliée qui se superpose au dessus de l’image reproduite dans le sens de la phase
“réel”
objetimage
“repliement”
Pha
se
Chaque antenne a une certaine sensibilité (C est le facteur de sensibilité)Chaque antenne “voit” une partie de l’objet
Exemple d’une antenne en Exemple d’une antenne en réseau réseau phaséphasé 2 éléments2 éléments
objetimage
Ant 1C1
Ant 2C2
Les sensibilités d’antennes sont mesurées ; nous pouvons donc calculer le signal pour chaque point x,y et éliminer le repliement.
objetImage SENSE
Ant 1C1
Ant 2C2
Comme marche le GRAPPA ?… (exemple avec 3 éléments d’antenne)
Acquisition uniquement des lignes ROUGES (donc 3 fois plus rapide). Pour les lignes ROUGES, addition des signaux d’antennedes signaux d’antennecomme suitC1+C2+C3
Pour les lignes BLEUES-C1+C3 (enlèvement de C2)
Pour les lignes JAUNESC1-C2+C3
Comment Comment çaça marchemarche ??
Acquisition:
Reconstruction:
Données repliées+
Carte de sensibilité
GR
AP
PA
SE
NS
E
SE
NS
E
SM
AS
H
GRAPPA : Suppression de l’aliasing “à la source” dans la mat rice 2D (espace k)
Ant1Ant2
SE
NS
E
SM
AS
H
SENSE : suppression de l’aliasing “dans l’image” après doub le TF
Quel gain en temps ?Quel gain en temps ?
�� En théorie, accélération maximum = En théorie, accélération maximum = nombre d’éléments d’antennenombre d’éléments d’antenne
�� En pratique, il faut ajouter :En pratique, il faut ajouter :�� En pratique, il faut ajouter :En pratique, il faut ajouter :
–– Données additionnelles acquises au Données additionnelles acquises au centre du plan de Fouriercentre du plan de Fourier
–– Cartes de sensibilité des antennesCartes de sensibilité des antennes
AvantagesAvantages
�� RapiditéRapidité
�� RésolutionRésolution Résolution= 1 x 2 x 4 mm3
Résolution= 1 x 2 x 2 mm3= 1 x 2 x 4 mm
durée : 17 s= 1 x 2 x 2 mm
durée : 17 s
Sans SENSE : apnée 24 s.
Avec SENSE : apnée 12 s.
InconvénientsInconvénients�� Rapport S/BRapport S/B
�� ArtefactsArtefacts
�� Temps de reconstructionTemps de reconstruction
�� Plan de coupePlan de coupe
Replié
Mal
déplié
�� Plan de coupePlan de coupe
1/2 FOVTemps / 2
1/3 FOVTemps / 3
1/4 FOVTemps / 4
FOV carré 250mm FOV rectangulaire 125mm SENSE GRAPPA
Artefacts d’imagerie //Artefacts d’imagerie //
FOV carré 350mm FOV rectangulaire 175mm SENSE GRAPPA
ConclusionConclusion
�� Imagerie ultraImagerie ultra--rapiderapide
–– Lecture du signal par des EG ou variantesLecture du signal par des EG ou variantes
–– Toujours un effet T2* Toujours un effet T2* –– Toujours un effet T2* Toujours un effet T2*
–– Contraste majoritairement T2, sauf si on Contraste majoritairement T2, sauf si on ralenti la séquence ou si on détruit ralenti la séquence ou si on détruit l’aimantation transversalel’aimantation transversale
�� Imagerie parallèleImagerie parallèle
–– Attention au rapport S/BAttention au rapport S/B
–– Attention au repliementAttention au repliement