Am

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Amélioration de la résolution spatiale en
imagerie rapide EPI

• Sébastien REYT
• M2 PPI
• Sous la direction de Olivier DAVID

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Plan

1. Introduction sur lIRMf
2. LEcho-Planar Imaging (EPI)
3. Problèmes rencontrés en EPI
4. EPI multishot
5. Application à limagerie fonctionnelle du rat

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Introduction lIRM fonctionnelle de
lactivation cérébrale
Réponse hémodynamique
Activité neuronale
Stimulus
Filtre hémodynamique
Filtre neuronal
20 s
200 ms
4
Introduction lIRM fonctionnelle de lactivation

• Effets indirects de lactivation 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
• LEcho-Planar Imaging
• Echo de gradient conventionnel
• EPI
• Problèmes rencontrés en EPI
• EPI multishot
• Application à limagerie fonctionnelle du rat

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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 dun facteur Ny
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Intérêt de l'EPI

• Temps d'acquisition (lt100 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, ...

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• Introduction
• LEcho-Planar Imaging
• Problèmes rencontrés en EPI
• Interpolation
• Artefacts
• Reconstruction
• EPI multishot
• Application à limagerie fonctionnelle du rat

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Interpolation
x
y
11
Influence dun mauvais shim
Fantôme acquis à 7T
Tranche hors du volume shimé
Tranche dans le volume shimé
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Assymétrie à lacquisition
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
Résultats
Phase du scan de référence
Après correction
Avant correction
18
Avant correction
Séquence acquise à 2.35T en 48x48 FOV 35mm TR
2s TE 20ms
19
Après correction
Séquence acquise à 2.35T en 48x48 FOV 35mm TR
2s TE 20ms
20

• Introduction
• LEcho-Planar Imaging
• Problèmes rencontrés en EPI
• EPI multishot
• Améliorations apportées
• Différentes façons de multiplier les excitations
• Application à limagerie fonctionnelle du rat

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EPI multishot

• Possibilité daméliorer 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

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Différentes manières de remplir lespace
réciproque
23
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
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Remplissage de lespace k
2 shots
3 shots
25
Séquence 3 shots
26
Séquence 3 shots

• On se rapproche le plus possible de lEPI
  single-shot
• Séquence (image)
• Trois shots dun coup sur la même tranche plus
  dartefacts de mouvement
• Parler des décalages pour le T2 et des angles de
  bascule

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• Introduction
• LEcho-Planar Imaging
• Problèmes rencontrés en EPI
• EPI multishot
• Application à limagerie fonctionnelle du rat
• Contraintes
• Etude de vasoréactivité
• Carte dactivation fonctionnelle

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Contraintes pour limagerie du cerveau de rat

• FOV 35 mm 15 tranches de 1.5 mm
• TR lt 4s
• TE T2

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Echo Planar Imaging (EPI)
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Paramètres de contrôle

• Angle de bascule
• Pre-Sample Delay

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Critères observés

• Rapport signal sur bruit (RSB)
• Intensité du ghost
• Résolution
• Courbes mesurées sur seringue à 7T

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Optimisation des paramètres
TR 3s
33
Optimisation des paramètres
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Imagerie fonctionnelle du rat

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

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Carte dactivation fonctionnelle
Coupe coronale acquise en 2shots sur le 2.35T
dans létude de la vasoréactivité dun rat sain
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La suite

• Finir doptimiser une séquence 3 shots
• Calibration de la trajectoire dans lespace k
• Autres techniques de remplissage
• Comparaison avec limagerie spirale

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Conclusion

• Séquence fondamentale pour lIRMf du petit
  animal.
• Indispensable pour
• Rat 7T
• Souris 2.35T et 7T