RMN dans un gradient d'induction oscillante : de l'imagerie de surface à la détection de mouvements

Abstract

Ce travail de thèse propose divers développements méthodologiques liés à l'utilisation de gradients d'induction électromagnétique B1 (gradients RF). Ils s'inscrivent essentiellement dans deux applications : l'imagerie de surface et la détection de mouvements périodiques de spins d'origine mécanique ou électrique. Une nouvelle géométrie d'antenne de surface a été conçue et construite. Cette antenne en échelle génère un gradient constant d'induction oscillante selon sa direction principale, sur 75% de sa longueur. A partir de cette antenne, une nouvelle méthode d'imagerie à deux dimensions basée uniquement sur l'utilisation d'un gradient RF uniforme a été développée. L'application d'un gradient RF résulte en une variation spatiale de l'angle de nutation de l'aimantation. A partir d'une séquence utilisant un train d'impulsions RF, il est possible d'obtenir des profils de densité d'aimantation. Une image à deux dimensions a enfin été obtenue par acquisition d'une succession de profils de l'échantillon, en déplaçant l'antenne dans la direction perpendiculaire à la direction du gradient d'induction B1. Les images réalisées sur des échantillons contenant de l'eau, de taille et de position différentes, étaient dans un premier temps déformées, du fait de la présence d'un gradient d'induction B1 non nul et symétrique, dans la direction perpendiculaire au gradient constant. Une procédure de reconstruction de l'image réelle basée sur une combinaison linéaire d'images déformées d'objets présents sur chaque pixel a été créée et testée. Les images résultantes montrent la faisabilité de "l'imagerie B1". Cette antenne a été utilisée ultérieurement en spectroscopie pour détecter des mouvements périodiques de spins. Ces mouvements ont tout d'abord été induits par une vibration mécanique sinusoïdale. Une séquence de type binomial a permis de caractériser en fréquence et en amplitude l'onde transverse générée dans un gel, ainsi que de déterminer la direction du mouvement des spins. Enfin, toujours par le biais de cette antenne et du gradient d'induction B1 qu'elle génère, un mouvement de proton induit par un champ électrique sinusoïdal a été caractérisé. La séquence binomiale précédente a permis d'une part, de montrer la sélectivité de la réponse RMN en fonction de la fréquence d'oscillation du champ électrique et d'autre part, d'établir une corrélation entre le signal de RMN et l'amplitude du champ électrique.