De quelle nature sont Mx et My ?

Ce sont des fonctions sinusoïdales à très haute fréquence. 

Quels sont les éléments étudiables en IRM

1H, 2H, 13C, 17O. 

Qu’est-ce qu’un champ magnétique, quelle est son unité

Zone de l’espace soumis à l’action d’une force qui agit sur les charges magnétiques en mouvement. 

Unité = Tesla 

Qu’est-ce que la RMN

La Résonance magnétique correspond à la mesure de l’intensité du CM Mo. 

Quels sont les deux moments magnétiques nucléaires 

• Moment cinétique de spin : lié à la rotation de la masse du nucléon. Noté S.
• Moment magnétique nucléaire : lié à la rotation de la charge du nucléon (+). Noté μ. 

Quels sont les propriétés du rapport entre ces deux vecteurs S et μ.

Les vecteurs seront toujours colinéaires (direction), de même sens et coexistants.

Quelle formule lie les deux valeurs S et μ ?

Le rapport gyromagnétique :

μ = γ x S (T)

Avec γ la constante gyromagnétique propre à chaque noyau.

Quelle est la valeur de la constante gyromagnétique pour l’Hydrogène ?

γ(H) = 2π.42,576x10^6 rad/s/T

Comment calculer la valeur de S sans utiliser le rapport gyromagnétique ?

S = h/2π x √ms.(ms+1) (T)

Avec ms le nombre quantique magnétique de spin, liée à l’orientation du nucléon.

ms(H et C) : 1/2. 

S = h/2π x √(1/2.(1/2+2/2) = h/2π x √(3)/2 (T)

En quelle unité sont exprimés S et μ ?

Ce sont des champs magnétiques, alors en Tesla. 

De quoi sont constitués les nucléons ? 

De quarks liés par des liaisons appelées gluons. 

Quelles sont les phases principales liées au processus d’IRM ?

• Application du champ magnétique Bo
• Application du champ magnétique B1
• Relaxation (arrêt de B1)
• Application du champ à gradient constant 
• Analyse de Fourier. 

Quelle est l’intensité de Bo

0,5 Tesla < Bo < 3 Tesla

Par quelle structure de l’IRM ce champ magnétique est-il produit ?

Par l’anneau : bobine de fil supra-conducteur 

Quels sont les 3 rôles de Bo

1. Aligne chaque moment magnétique nucléaire μ sur un double cône (+ en haut, - en bas, et chargé pos. en haut, nég. en bas)
2. Rassemble les cônes de chaque μ en un seul cône unique, pour une intensité max. Création du Moment magnétique Macroscopique, de même sens et direction que Bo. 
3. Créé une rotation du cône appelé mouvement de précession, de fréquence angulaire de précession wo.

Equation de Larmor 

Wo = γ x Bo

Logique, car la rotation a été créé par Bo et dépendra forcement de la nature du noyau. 

Comment calculer l’intensité de Mo ? 

Mo = K x γ^2 x No x Bo (T)

K : constante de réglage de l’appareil

 γ = constante gyromagnétique du noyau concerné

No = nombre de noyaux ds la volume 

Comment est l’intensité de B1 par rapport à Bo ?

Moins intense 

Quelle est la fréquence de B1 ?

10 MHz < f < 100 MHz 

Quelles conditions doivent être réunies pour que B1 ait une incidence sur la direction de Mo ?

Quelles sont les conséquences de la mise ne marche du champ magnétique B1 ?

• Echelle nucléaire : Transitions énergétiques sous forme de quantas permettants le déplacement.

• Echelle macroscopique : Déplacement de la direction de Mo, perpendiculairement à Bo, dans un mouvement continuel de rotation. 

Quelle est la formule permettant de calculer la production d’énergie des noyaux nécessaire au déplacement de Mo ?

ΔE = h/2π x wo 

En quoi consiste la phase de relaxation ?

Arrêt de B1, donc déplacement inverse de Mo, dans le même mouvement rotationnel. 

Comme à l’aller, on peut décomposer le mouvement rotatoire de Mo grâce aux points Mz et Mxy sur un repère. 

Comment s’expriment les fonctions de position de Mz et Mxy ? A quoi correspondent ces positions ?

Ces positions correspondent à des intensités.

Mz(t) = Mo x (1 - e ^(-t/T1))

Mxy(t) = Mo x  e ^(-t/T2)

T1 : durée de retour à 63% de sa valeur initiale. 

T2 : durée de retour à 37% de sa valeur initiale. 

Comment appelle-t-on T1 et T2

T1 : Temps de relaxation longitudinal (selon position z)

T2 : Temps de relaxation transversal (selon xy)

Relation Signal/Pixel ?

1 pixel = 1 signal

Quel est la formule du signal S ?

S = K . Mo . (1 - e^(-t/T1)) . e^(-t/T2)

On peut donc dire que S dépend de..

Dépend des valeurs locales de Mo : T1 et T2. 

Quelle est l’intérêt d’ajouter un champ magnétique à gradient constant b(x)

L’intensité de b(x) varie selon sa position dans un champ linéaire, alors que l’intensité des autres champs ne varient pas selon un champ linéaire ! (x)=position

En associant Bo et b(x), avec (B(x) = B(x) + Bo), on peut ainsi suivre la position de Bo grâce à celle de b(x), puisqu’ils sont colinéaires. 

Quelle est la formule de l’intensité de b(x)

b(x) = G . x (équation cartésienne)

Maintenant que l’on peut associer une position à une intensité, que faire de cette position ? 

On va associer cette position à une fréquence grâce à l’équation de Larmor 

wo = γ x Bo Devient w(x) = (γ x Bo) + (γ x G.x)

Bo = intensité de Bo

G.x = intensité de b(x)

Qu’est-ce que B(x) ?

C’est l’intensité du champ magnétique total (b(x) + Bo)

B(x) = Bo + G.x

A quoi vont nous servir ces fréquences de précession ? 

Fréquence = spectre !

A chaque intensité, sa position, donc sa fréquence. 

Nous avons besoin d’un spectre car c’est sous cette forme que le signal est créé. 

Quel est le problème ave le signal initial ?

Il est la somme de tous les signaux individuel, la moyenne des fréquences. 

Comment séparer les différentes fréquences ? 

L’analyse de Fourier sur ordinateur permet d‘extraire chaque composante fréquentielle du signal initial et de lui attribuer une intensité, et ainsi d’obtenir un spectre de fréquence. 

Que faire de ces fréquences unitaires ?

1 fréquence = 1 position x grâce à :

w(x) = wo + γ . G.x

Obtention d’un spectre de position avec à chaque position son intensité. 

Pourquoi ne peut-on pas étudier C avec A = 12 ou encore O avec A = 16 ?

Car si le nombre de neutrons et le nombre de protons sont pairs, le moment magnétique de spin est nul, la RMN ne peut donc être utilisée.

Quelle part du carbone C avec A = 13 représente-il dans notre corps ?

Il représente 1,1% du carbone total. 

Par quel système est produit B1 ?

Une sonde ou une antenne

Par quoi est produit b(x) ?

Bobine classique 

Comment peut on caractériser la position des vecteurs mu sur les cônes ?

Leur position est aléatoire 

En quelle unité est exprimé le rapport gyromagnétique ?

Radiant/s/Tesla ou Hz/T

En quelle valeur est exprimé la fréquence de precession ?

Hz (car tesla annulé par Bo)

Que signifie « résonance » ou « résonante ». A quelle condition cela fait-il référence 

Cela signifie que l’absorbance de l’énergie  de B1 par les noyaux ne peut se faire que si la fréquence de precession F1 du champ de radiofréquence B1 est égale à la fréquence de précession Fo de Bo 

Quand et par qui la RMN a t-elle été mise au point ?

Mise au point par des physiciens américains dans la première moitié du 20ème siècle 

Comment peut-on appeler la phase d’influence de B1 ? Que se passe-t-il ?

C’est une phase d’absorbance résonante de l’énergie fournie par B1. 

Comment est utilisée la technique de RMN en chimie ?

Elle est utilisée pour la spectroscopie RMN pour obtenir des infos sur la structure des molécules 

• A quelle période l’IRM a t-il été inventé ? Quand apparaît-il dans les hopitaux ?

• Dans les années 1970 puis en 1980 dans les hopitaux 

D’ou vient l’énergie permettant les  transitions d’énergie à l’échelle nucléaire ?

De B1

Comment évolue Mzy et Mz pendant la relaxation ?

Mzy suit une exponentielle décroissante, tandis que Mz suit une exponentielle croissante 

Expérimentalement, qu’est-ce qui donne le signal de RMN ? 

C’est la dérivée temporelle du flux magnétique de Mx ou My, puisqu’elle est proportionnelle au signal. 

Quand parle-t-on d’IRM et plus de RMN ?

Lorsqu’il s’agit d’un RMN modifié par l’usage un champ à gradient constant b(x)

De quoi va donc dépendre le signal S ? 

Il va dépendre des valeurs locales Mo, T1 et T2

Comment se situe l’intensité de b(x) par rapport à celle de B1 ? 

Elle est bien plus faible 

En quelle unité G (pente de b(x)) est-il exprimé ?

En Tesla/m 

Qu’entraîne le champ à gradient constant sur la fréquence de précession w(x)

Une variation de fréquence.

La fréquence n’est plus wo mais w(x) = wo + gamma x Gx

Qu’est-ce qu’une pulsation ? 

C’est la version sinusoïdale de la position Xn. Elle est noté Wn et a une certaine fréquence 

Comment varie la fréquence des pulsations sur une ligne de pixel ?

Qu’obtient-on après avoir traduit le spectre de fréquence en spectre de position ?

On obtient l’intensité du signal de chaque position. 

Comment obtenir une image en deux dimensions ?

On repète le processus que nous venons d’effectuer selon un certain plan (xOx’ par exemple) sur un autre plan (yOy’ par exemple). 

Comment est appelé un côté de l’image d’IRM formée ?

Un champ de vue

Comment note-on la largeur ou la hauteur d’un pixel N 

Δx (largeur du champ xOx’ / nombre de pixels dans le champ) 

ΔY (largeur du champ yOy’ / nombre de pixels dans le champ)

Dans quel plan est situé l’image si elle est exprimé selon les plans xOx’ et yOy’ ?

Elle est dans le plan xOy

Comment varie le gradient G selon la position dans l’axe ?

Quelle influence a G sur la valeure de b(x) lorsque la position change ?

G fait varier la valeur de b(x) selon la position. 

Que signifie SPIN ?

« Qui tourne »

Quelle est la formule de Mx selon t ?

Quelle est la formule de My(t) ?