Amélioration de la résolution spatiale en imagerie rapide EPI

Sébastien REYTM2 PPISous la direction de Olivier DAVID

I. Introduction sur l’IRMf

II. L’Echo-Planar Imaging (EPI)

III. Problèmes rencontrés en EPI

IV. EPI multishot

V. Application à l’imagerie fonctionnelle du rat

Plan

Introduction : l’IRM fonctionnelle de l’activation cérébrale

Réponse hémodynamiqu

e

Activité neuronale

Filtre Filtre hémodynamiquhémodynamiqu

ee

Stimulus

Filtre Filtre neuronalneuronal

200 ms 20 s

Introduction : l’IRM fonctionnelle de l’activation

Effets indirects de l’activation neuronale :– Variations de volume sanguin– Variations de débit sanguin– Variations de concentration en déoxyhémoglobine

Temps (s)

Sig

nal IR

Mf

0 20

Signal BOLDSensible aux

variations de T2*

TR désiré : 2s

I. Introduction

II. L’Echo-Planar Imaging1. Echo de gradient conventionnel

2. EPI

III. Problèmes rencontrés en EPI

IV. EPI multishot

V. Application à l’imagerie fonctionnelle du rat

Imagerie RMN par écho de gradient conventionnel

TF

Image de la tranche en Ny x TR

Echo Planar Imaging (EPI)

Image acquise en TR

Gain d’un facteur Ny

Intérêt de l'EPI

Temps d'acquisition (<100 ms/coupe)– Image « instantanée » d'un objet– Permet de suivre la dynamique de la plupart

des processus physiologiques– En l'occurence l'activation cérébrale

En contrepartie, ...

I. Introduction

II. L’Echo-Planar Imaging

III. Problèmes rencontrés en EPI1. Interpolation

2. Artefacts

3. Reconstruction

IV. EPI multishot

V. Application à l’imagerie fonctionnelle du rat

Interpolation

x

y

Influence d’un mauvais shim

Fantôme acquis à 7T

Tranche dans le volume shimé

Tranche hors du volume shimé

Assymétrie à l’acquisition

Scan de référence

Scan de référence

Correction des échos

Recentrage des échos– Estimation du décalage

et recalage

Correction linéaire de la phase éliminant les discontinuités de phase sur y :

k0

Résultats

Avant correction Après correction

Module du scan de référence

Avant correction

Séquence acquise à 2.35T en 48x48FOV = 35mm ; TR = 2s ; TE = 20ms

Après correction

Séquence acquise à 2.35T en 48x48FOV = 35mm ; TR = 2s ; TE = 20ms

I. Introduction

II. L’Echo-Planar Imaging

III. Problèmes rencontrés en EPI

IV. EPI multishot1. Améliorations apportées

2. Différentes façons de multiplier les excitations

V. Application à l’imagerie fonctionnelle du rat

EPI multishot

Possibilité d’améliorer la séquence au détriment du temps passé sur une tranche ou du RSB :– Gain en résolution– Diminution des distorsions dues au long temps de

lecture

Différentes manières de remplir l’espace réciproque

Gain en résolution

1 shot (48x48)

TR = 2s

2 shots (96x96)

TR = 4s

FOV = 35mm, tranche de 1.5mm, TE = 20msAcquis à 2.35T

I. Introduction

II. L’Echo-Planar Imaging

III. Problèmes rencontrés en EPI

IV. EPI multishot

V. Application à l’imagerie fonctionnelle du rat

1. Contraintes

2. Etude de vasoréactivité

3. Carte d’activation fonctionnelle

Contraintes pour l’imagerie du cerveau de rat

FOV = 35 mm ; 15 tranches de 1.5 mm

TR < 4s

TE = T2*

Imagerie fonctionnelle du rat

Etude de vasoréactivité

Rat à la limite du réveil (1.2% isoflurane)

Comparaison entre rats sains et rats hypoxiques.

Carte d’activation fonctionnelle

Coupe coronale acquise en 2shots sur le 2.35T dans

l’étude de la vasoréactivité d’un

rat sain

La suite…

Finir d’optimiser une séquence 3 shots

Calibration de la trajectoire dans l’espace k

Autres techniques de remplissage

Comparaison avec l’imagerie spirale

Conclusion

Séquence fondamentale pour l’IRMf du petit animal.

Indispensable pour:– Rat 7T– Souris 2.35T et 7T