Développements méthodologiques en imagerie et en spectrométrie RMN à haut champ magnétique : du cerveau de la souris à celui de l'homme

Methodological developments in MR imaging and spectroscopy at high magnetic field : from the mouse brain to the human brain

• Auteur / Autrice : Wafaa Zaaraoui
• Direction : Jean-Michel Franconi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et médicales. Biologie - Santé
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Bordeaux 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie

Imagerie

Modèles animaux

Démyélinisation

Imagerie par résonance magnétique

Cerveau

Résumé

Cette thèse a été réalisée afin de proposer certains développements méthodologiques en RMN applicables à l'étude in vivo des cerveaux de l'homme et de la souris. Dans une première étude, l'imagerie par transfert d'aimantation et la spectrométrie localisée par RMN ont été implantées à 9,4 T. Ces techniques ont été employées pour analyser un modèle animal de démyélinisation et de remyélinisation. Les résultats de RMN ont été vérifiés par des examens histologiques. Le taux de transfert d'aimantation (MTR) s'est avéré être un marqueur sensible des variations du contenu de la myéline. Aucun marqueur métabolique traduisant ces phénomènes n'a encore été identifié. La seconde étude consistait à déterminer les temps de relaxation transversale T2 des métabolites du cerveau humain à 3 T. Une méthode à deux points optimisée pour la moindre erreur d'estimation pour un temps fixé d'expérience a été proposée. Cette méthode a été combinée à une séquence de spectrométrie RMN tridimensionnelle afin d'examiner en une heure, 320 voxels d'1 cm3 de résolution spatiale. Les T2 du NAA, de la créatine et de la choline ont été évalués dans différentes structures cérébrales. A notre connaissance, ces valeurs ont été obtenues pour la première fois à 3 T, avec cette couverture spatiale, cette résolution spatiale et cette précision. Ces résultats sont essentiels pour les quantifications absolues des métabolites.

This work was designed to implement several NMR methodological developments to study the human and the mouse brain in vivo. In the first study, magnetization transfer imaging and localized MR spectroscopy were set up at 9,4 T. These techniques were used to analyze an animal model of demyelinisation and remyelinisation. The MR results were verified by histological examinations. The magnetization transfer ratio (MTR) was found to be a relevant sensitive marker of myelin content changes. A surrogate metabolic marker of these phenomena was not yet identified. The second study was devised to determine the transverse relaxation time T2 of human brain metabolites at 3 T. An optimized two-point method for the least error per given experimental time was proposed. This method was combined to a three-dimensional MR spectroscopic sequence to examine, within 1 hour, 320 voxels at 1 cm3 spatial resolution. T2 of NAA, cretatine and choline were assessed for different brain structures. To our knowledge, these values were obtained for the first time at 3 T with this spatial resolution, coverage and precision. These results are essential for reliable absolute metabolic quantification.