Amélioration de la résolution spatiale en imagerie rapide EPI

1. Amélioration de la résolution spatiale en imagerie rapide EPI Sébastien REYT M2 PPI Sous la direction de Olivier DAVID

2. Introduction sur l’IRMf • L’Echo-Planar Imaging (EPI) • Problèmes rencontrés en EPI • EPI multishot • Application à l’imagerie fonctionnelle du rat Plan

3. Introduction : l’IRM fonctionnelle de l’activation cérébrale Activité neuronale Réponse hémodynamique Stimulus Filtre neuronal Filtre hémodynamique 20 s 200 ms

4. 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 Signal BOLD Sensible aux variations de T2* TR désiré : 2s Signal IRMf 0 20 Temps (s)

5. Introduction • L’Echo-Planar Imaging • Echo de gradient conventionnel • EPI • Problèmes rencontrés en EPI • EPI multishot • Application à l’imagerie fonctionnelle du rat

6. Imagerie RMN par écho de gradient conventionnel TF Image de la tranche en Ny x TR

7. Echo Planar Imaging (EPI) Image acquise en TR Gain d’un facteur Ny

8. 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, ...

9. Introduction • L’Echo-Planar Imaging • Problèmes rencontrés en EPI • Interpolation • Artefacts • Reconstruction • EPI multishot • Application à l’imagerie fonctionnelle du rat

10. Interpolation x y

11. Influence d’un mauvais shim Fantôme acquis à 7T Tranche hors du volume shimé Tranche dans le volume shimé

12. Assymétrie à l’acquisition

13. Scan de référence

14. Scan de référence

15. Correction des échos • Recentrage des échos • Estimation du décalage et recalage • Correction linéaire de la phase éliminant les discontinuités de phase sur y : k0

16. Résultats Module du scan de référence Avant correction Après correction

17. Avant correction Séquence acquise à 2.35T en 48x48 FOV = 35mm ; TR = 2s ; TE = 20ms

18. Après correction Séquence acquise à 2.35T en 48x48 FOV = 35mm ; TR = 2s ; TE = 20ms

19. Introduction • L’Echo-Planar Imaging • Problèmes rencontrés en EPI • EPI multishot • Améliorations apportées • Différentes façons de multiplier les excitations • Application à l’imagerie fonctionnelle du rat

20. 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

21. Différentes manières de remplir l’espace réciproque

22. Gain en résolution 1 shot (48x48) TR = 2s 2 shots (96x96) TR = 4s FOV = 35mm, tranche de 1.5mm, TE = 20ms Acquis à 2.35T

23. Introduction • L’Echo-Planar Imaging • Problèmes rencontrés en EPI • EPI multishot • Application à l’imagerie fonctionnelle du rat • Contraintes • Etude de vasoréactivité • Carte d’activation fonctionnelle

24. Contraintes pour l’imagerie du cerveau de rat • FOV = 35 mm ; 15 tranches de 1.5 mm • TR < 4s • TE = T2*

25. Imagerie fonctionnelle du rat • Etude de vasoréactivité • Rat à la limite du réveil (1.2% isoflurane) • Comparaison entre rats sains et rats hypoxiques.

26. Carte d’activation fonctionnelle Coupe coronale acquise en 2shots sur le 2.35T dans l’étude de la vasoréactivité d’un rat sain

27. 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

28. Conclusion • Séquence fondamentale pour l’IRMf du petit animal. • Indispensable pour: • Rat 7T • Souris 2.35T et 7T