Imagerie par résonance magnétique nucléaire de l'hélium3 hyperpolarisé : application à l'étude fonctionnelle du poumon et perspectives biomédicales

• Auteur / Autrice : Magalie Viallon
• Direction : André Briguet, Yannick Crémillieux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : André Briguet, Yannick Crémillieux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Zeeman, Effet

Polarisation (lumière)

Hélium

Imagerie par résonance magnétique

Poumon

Résumé

Ce travail de these concerne le developpement methodologique de techniques d'imagerie par resonance magnetique nucleaire de l'helium3 hyperpolarise. Dans le premier chapitre, nous rappelons les bases physiques de l'imagerie par rmn et exposons les specificites de l'imagerie par resonance magnetique des gaz rares relativement a la diffusion, la relaxation et la gestion de la polarisation. Nous menons ensuite une analyse comparative des potentialites de differentes sequences d'imagerie rapide permettant de realiser l'irm de ces gaz rares, etudiant le rapport signal sur bruit de l'image obtenue pour chaque sequence. Nous examinons successivement le cas des techniques codant l'espace de fourier de facon cartesienne puis les techniques d'imagerie radiale et spirale, codant le signal de precession libre. Ces gaz etant utilises sous une forme hyperpolarisee, nous rappelons au chapitre 2, les diverses techniques de polarisation existantes, en mettant en evidence leurs differences tant au niveau des rendements que de l'ingenierie mise en uvre. Le troisieme chapitre porte sur les techniques d'imagerie. Nous en rappelons le principe d'acquisition et les techniques de reconstruction particulieres requises pour la reconstruction des images. Le developpement et la mise en uvre de ces sequences sont presentees pour deux applications de ces methodes en irm du poumon et sur le petit animal. Nous montrons qu'il est desormais possible d'etudier par irm, les deux aspects de la fonction pulmonaire que sont la ventilation et la perfusion pulmonaire, deux examens necessaires au depistage de nombreuses pathologies. Dans un deuxieme temps, nous realisons l'etude dynamique du cycle ventilatoire (et donc de la fonction ventilation). Les variations dynamiques du signal au cours de la respiration peuvent etre correlees a celle de la pression pulmonaire et leur interpretation represente un premier pas vers une quantification de la ventilation. Le quatrieme chapitre, presente le developpement de sequences ultra-rapides codant le signal de precession libre dans l'espace de fourier sous forme de trajectoires spirales. Nous expliquons son principe d'acquisition, et sa mise en uvre experimentale. Le developpement de ces sequences est illustre par des applications a l'imagerie en temps reel des gaz hyperpolarise au cours du cycle ventilatoire. Le dernier chapitre decrit les perspectives biomedicales de l'irm de l'helium3 pour le depistage des pathologies chez l'homme. Dans ce meme chapitre, nous etudions une autre application potentielle du gaz rare helium3 en irm : son encapsulation pour une utilisation comme traceur sanguin en imagerie de perfusion.