Imagerie spirale du tenseur de diffusion à 7-T : application au cerveau du rat traumatisé

Spiral diffusion tensor imaging at 7-T : application on traumatic rat brain

• Auteur / Autrice : Yohan van de Looij
• Direction : Hana Lahrech, Christoph Segebarth
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Imagerie biomédicale
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Foucault, Courants de

Imagerie du tenseur de diffusion

Crâne -- Lésions et blessures

Mots clés libres

Aimant petit animal 7-T

Acquisition spirale de l'espace-k

Résumé

L'objet de cette thèse était de mettre en place une séquence robuste d'imagerie rapide du tenseur de diffusion par RMN sur un imageur petit animal 7-T. Nous avons mis en place une séquence Twice Refocused Spin Echo afin de s'affranchir des problèmes de courants de Foucault. Nous avons préféré une acquisition spirale de l'espace-k à EPI pour son insensibilité aux artefacts de mouvement et de flux très importants en diffusion. Nous avons développé un logiciel sous Matlab pour la reconstruction des images du tenseur de diffusion et la visualisation des cartes d'anisotropie et cartes couleurs. Enfin nous avons utilisé un logiciel développé à l'INRIA de Nice-Sofia Antipolis (MedfNRfA OTf Track) pour visualiser l'affichage des vecteurs propres et effectuer le « fiber tracking » à partir des datas collectées sur notre imageur 7-T sur cerveau de rat. Une fois la technique et les méthodes de reconstructions validées sur différents fantômes et sur cerveau de rat sain, nous l'avons appliqué à un modèle de rat traumatisé étudié au sein du laboratoire et traumatisé selon la méthode impact-accélération. L'objet de l'étude était de caractériser l'œdème cérébral post traumatique de manière précoce grâce à l'imagerie du tenseur de diffusion. Cette technique nous a permis de caractériser le type d'œdème cérébral post-traumatique par des modifications de la diffusivité moyenne. Des modifications d'an isotropie dans le corps calleux du cerveau de rat traumatisé ont montré la présence de lésions axonales diffuses. Enfin, l'imagerie fiber tracking a permis de détecter des lésions axonales au centre du corps calleux du cerveau de rat traumatisé.

The purpose of this thesis was to implement a robust fast diffusion tensor imagines sequence on a 7-T small bore system. We implemented a Twice Refocused Spin Echo sequence in order to cancel eddy currents problems on our system. Spiral k-space acquisition was preferred to EPI for its insensitivity to motion and flow artifacts, very important in diffusion imaging. We developed software (in Matlab) to reconstruct spiral diffusion weighted and tensor images as weil as maps of tensor derived parameters: anisotropy indices, and color maps. We used a free software (MedfNRfA OTI Track) developed by P. Fillard from INRIA Nice-Sofia Antipolis in order to track white matter fibers in the rat brain. After preliminary calibrations as weil as validations on different phantoms and healthy rat brain, the implemented sequence was applied to traumatic rat brain injury. Ln this model, developed in our laboratory, the traumatism was induced by impact-acceleration method. The aim of this study was to early characterize post-traumatic cerebral edema by the mean of diffusion tensor imaging. Variations of mean diffusivity in the traumatic rat brain provided information about the type of cerebral edema induced by traumatic brain injury. Modifications of anisotropy indices in corpus callosum of traumatic rat brain provided evidence for presence of diffuse axonal injury. Fiber tracking in the corpus callosum of rat brain showed axonal rupture on the center of traumatic rat corpus callosum.