Développement et application de l'IRM dynamique dans le domaine musculo-squelettique

Development and applications of dynamic MRI for musculoskeletal system evaluation

• Auteur / Autrice : Marc Garetier
• Direction : Douraïed Ben Salem, François Rousseau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Analyse et traitement de l'information et des images médicales
• Date : Soutenance le 09/06/2020
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de traitement de l’information médicale (Brest ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Marion Lahutte Auboin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Douraïed Ben Salem, François Rousseau, Marion Lahutte Auboin, Anne Cotten, Jean-Luc Drapé, Bhushan Borotikar
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anne Cotten, Jean-Luc Drapé

Mots clés

Mots clés contrôlés

Articulations

Biomécanique

Imagerie par résonance magnétique

Mots clés libres

Appareil musculo-squelettique

Articulation

Doigt

Imagerie temps réel

IRM dynamique

Mouvement

Dynamic MRI

Finger

Joint

Motion

Musculoskeletal system

Real-time imaging

Résumé

Les troubles de l’appareil musculosquelettiques retentissent sur le mouvement avec un impact parfois important sur la qualité de vie.L’IRM dynamique est une technique d’imagerie qui peut être employée pour l’évaluation non invasive in vivo de cet appareil en mouvement. Elle regroupe trois principales méthodes, dont l’imagerie temps réel qui permet la visualisation d’images acquises de manière rapide et continue. L’IRM temps réel est basée sur des séquences d’écho de gradient rapide, en particulier les séquences avec destruction de l’aimantation transversale résiduelle et celles avec gradients équilibrés. Ces séquences permettent de concilier une résolution temporelle élevée et une qualité d’image suffisante pour l’analyse des données, avec cependant des limites inhérentes à leurs caractéristiques. L’IRM dynamique a été utilisée dans plusieurs applications musculo-squelettiques, participant ainsi à une meilleure compréhension de la biomécanique et de la pathologie, avec comme objectif une amélioration de la prise en charge des patients. Les paramètres biomécaniques estimés au niveau du doigt par IRM dynamique temps réel sont proches de ceux rapportés dans la littérature, comme le bras de levier ou la course du tendon. Cette technique d’imagerie peut également être employée pour évaluer la contraction du muscle par quantification sa déformation. L’intégration de cette technique d’imagerie dans la pratique clinique nécessite par contre une standardisation des paramètres des séquences utilisées et une connaissance de l’installation appropriée du patient et des antennes.

Musculoskeletal disorders affect the movement of the body, with a significant impact on quality of life. Dynamic MRI allows for the non-invasive and invivo evaluation of musculoskeletal system during motion. Dynamic MRI can be acquired by three main methods, including real-time imaging allowing rapid and continuous image acquisition. Real-time dynamic MRI is based on rapid gradient echo sequences, in particularly spoiled gradient echo sequence and balanced steady state free precession sequence. These sequences provide high temporal resolution and sufficient image quality for data analysis, but with their own limitations. Dynamic MRI has been used for many musculoskeletal applications, allowing to better understand biomechanics and diseases, inorder to improve patient management. The finger biomechanical parameters obtained with real-time dynamic MRI are close to those reported in the literature, as tendon excursion or moment arm. This technique can also be used to assess muscle contraction by quantifying muscle deformation. Clinical implementation of this imaging modality requires also standardization of the sequence parameters and knowledge of the suitable patient and coil installation