LP: Technologue en Instrumentation Et Maintenance Biomédicale Institut Supérieur Des Sciences de La Santé

LP: Technologue en Instrumentation et Maintenance
Biomédicale
Institut Supérieur des sciences de la santé
Université Hassan Premier Settat
2018-2019
Omar EL RHAZOUANI
www.omarel.net
Technologie et maintenance des
échographes et des appareils IRM
Plan général:
I- Technologie et maintenance des appareils IRM

II- Technologie et maintenance des échographes
2
Imagerie par résonance Magnétique (IRM)
Vidéo 1
Vidéo
introductive
3
Vidéo 2
Principe
de l’IRM
4
Vidéo 3
La plus
grande IRM
au monde
5
Vidéo 4
La plus
grande IRM
au monde
6
Plan
I. Notions de physique élémentaire de résonance magnétique nucléaire (RMN)
II. Exploitation des informations présentes dans le signal RMN
III. De l'écho à l'image (notions de base)
IV. De l'écho de spin aux séquences actuelles
V. Produits de contrastes utilisés en IRM (notions)
VI. Principales méthodes d'angiographie par résonance magnétique (ARM)
VII. Principaux artefacts en IRM
Exposés: (comment préparer un exposé (vidéo))
VIII.Instrumentation en IRM 1. l'espace k ou espace de Fourier.
IX. Maintenance de l’IRM 2. Caractéristiques fréquentielles d'une image.
3. Notions sur les séquences d'écho de spin rapide (ESR) en IRM.
4. Notions sur la séquence d'écho de gradient en IRM.
Note du module: 5. Principes de bases de la maintenance de l’IRM.
❑ 30% note d’exposé
6. Pourquoi on a besoin d’un contrôle qualité en IRM.
❑ 70% note examen
7. Model de protocole de contrôle qualité en IRM (2 exposés).
➢ Examen:
8. Notions sur l’intensité acoustique et décibels (dB) avec
o 70% QCM vues dans pendant
exercice d’application .
le cours.
9. Principes de bases de la maintenance de l’échographe.
o 30% QCM autres.
10. Model de protocole de contrôle qualité en échographie. 7
Notions de physique élémentaire de résonance magnétique
nucléaire (RMN)
1. Qu'est-ce qu'un proton ?
2. Quelle est la différence entre des noyaux à nombre pair et impair de protons ?
3. Que se passe-t-il lorsqu'on place un échantillon de noyaux d'hydrogène dans un
champ magnétique intense ?
4. Quelles sont les caractéristiques de l'aimantation macroscopique 𝑴 ?
5. Qu'est-ce que la résonance magnétique nucléaire (RMN) ?
6. Que se passe-t-il, au niveau de M, pendant l'apport d'énergie ?
7. Que se passe-t-il à l'arrêt de l'onde RF de 90° (c-à-d arrêt du phénomène de
résonance) ?
8. Comment réceptionner un signal RMN ?
9. Quels sont les éléments technologiques de base permettant de générer et de
récupérer un signal RMN ?
nucléaire (RMN)
❑ Un proton est une particule de charge positive qui se situe dans le noyau d'un atome.
❑ Chaque proton effectue un mouvement de rotation axiale, appelé mouvement de précession ou spin.
❑ Le spin est symbolisé par un vecteur 𝑺 aligné sur l'axe de rotation.
❑ Toute charge en mouvement induit
autour d'elle un champ magnétique
→ Le proton ainsi a une aimantation
microscopique représentée par un
vecteur 𝝁 ayant la même direction
et le même sens que le vecteur 𝑺 .
❑ Un proton peut ainsi être assimilé à
un petit aimant ayant un pôle sud
et un pôle nord.
9
nucléaire (RMN)

❑ Le proton fu découvert en 1918 par Ernest Rutherford.
❑ le proton a une masse de 1,672 623 × 10− 27 kg (1 836 fois celle de l’e-)
❑ Le rayon du proton de 0,8 fm (10− 15 m).
❑ Le proton est composé de sous-éléments appelés quarks maintenus
ensemble par des gluons (force « forte »).
❑ On distingue deux types de quarks, les up et les down possédant
respectivement une charge électrique égale à + 2/3 et à − 1/3 de celle
de l'électron.
❑ Le proton est constitué de deux quarks up et d'un quark down, d’où sa
charge électrique + 1 (+ 2/3 + 2/3 − 1/3 = + 1).
❑ Le neutron en revanche est constitué d’un quark up et deux quarks down,
d’où sa charge électrique nulle (+ 2/3 − 1/3 − 1/3 = 0).
❑ Bien qu'électriquement neutre, la résultante des moments magnétiques
des quarks formant le neutron n'est pas nulle. Le moment magnétique du
neutron est environ de 2/3 de celui du proton.
10
nucléaire (RMN)
❑ Un proton est assimilé à un petit aimant caractérisé
par son vecteur d'aimantation microscopique 𝝁.
❑ Les aimantations microscopiques 𝝁 des protons dans
le noyau ont tendance à s'apparier en annulant ainsi
leurs moments magnétiques.
❑ Seuls les noyaux, à nombre impair de charges, ayant
un proton isolé (non apparié) possèdent des
propriétés magnétiques.
❑ Pour généraliser cette notion: sachant que le neutron
a aussi une 𝝁 d’environ 2/3 de celui du proton, seuls
les atomes à nombre impair de nucléons (pas
seulement de protons) possèdent un moment
magnétique intrinsèque.
❑ C’est le cas du noyau d'hydrogène (1H), du phosphore
31 (31P), du carbone 13 (13C) et de bien d'autres. Propriété magnétique d'un noyau à
11
s'apparier : Se réunir en couples nombre impair de protons.
nucléaire (RMN)
➢ L'IRM étudie les propriétés

magnétiques des noyaux d'hydrogène.
➢ Bien qu'ils ne représentent que 10 % de
la masse corporelle, les atomes
d'hydrogène participent à 86 % de la
composition chimique de l'organisme
répartie majoritairement dans les
molécules d'eau et de graisse.
Propriété magnétique d'un noyau à

12
nombre impair de protons.
QCM 1
Choisir la(les) affirmation(s) correcte(s) :
A. Les protons du nuage électroniques effectuent un mouvement de rotation axiale,

appelé mouvement de précession ou spin.
B. Le spin est symbolisé par un vecteur 𝑺 perpendiculaire sur l'axe de rotation.
C. Le spin est symbolisé par un vecteur 𝝁 aligné sur l'axe de rotation.
D. Le proton a une aimantation microscopique représentée par un vecteur 𝝁 ayant la
même direction et le même sens que le vecteur 𝑺.
E. Un proton peut être assimilé à un petit aimant ayant un pôle sud et un pôle nord.
Réponse 1
A. Les protons du nuage électroniques effectuent un mouvement de rotation axiale,

appelé mouvement de précession ou spin.
B. Le spin est symbolisé par un vecteur 𝑺 perpendiculaire sur l'axe de rotation.
C. Le spin est symbolisé par un vecteur 𝝁 aligné sur l'axe de rotation.
D. Le proton a une aimantation microscopique représentée par un vecteur 𝝁 ayant la
même direction et le même sens que le vecteur 𝑺.
E. Un proton peut être assimilé à un petit aimant ayant un pôle sud et un pôle nord.
QCM 2
A. le proton a une masse de 1,672 623 × 10− 27 kg (1 836 fois plus petite que celle de
l’e-)
B. Le proton est composé de sous-éléments appelés gluons maintenus ensemble par
des quarks (force « forte »).
C. On distingue deux types de quarks, les up et les down possédant respectivement
une charge électrique égale à + 2/3 et à − 1/3 de celle de l'électron.
D. Le proton est constitué de deux quarks down et d'un quark up.
E. Le neutron est constitué d’un quark up et deux quarks down.

Réponse 2
A. le proton a une masse de 1,672 623 × 10− 27 kg (1 836 fois plus petite que celle de
l’e-)
B. Le proton est composé de sous-éléments appelés gluons maintenus ensemble par
des quarks (force « forte »).
C. On distingue deux types de quarks, les up et les down possédant respectivement
une charge électrique égale à + 2/3 et à − 1/3 de celle de l'électron.
D. Le proton est constitué de deux quarks down et d'un quark up.
E. Le neutron est constitué d’un quark up et deux quarks down.

QCM 3
A. Un proton est assimilé à un petit aimant caractérisé par son vecteur

d'aimantation microscopique 𝝁.
B. Seuls les noyaux, à nombre impair de charges, ayant un nucléon isolé (non
apparié) possèdent des propriétés magnétiques.
C. Seuls les atomes à nombre impair de nucléons (uniquement de protons)
possèdent un moment magnétique intrinsèque.
D. le neutron a aussi une 𝝁 d’environ 5/3 de celui du proton.
E. les noyaux d'hydrogène (1H), du phosphore 31 (31P), et du carbone 13 (13C)
n’ont pas de propriétés magnétiques.
Réponse 3
A. Un proton est assimilé à un petit aimant caractérisé par son vecteur

d'aimantation microscopique 𝝁.
B. Seuls les noyaux, à nombre impair de charges, ayant un nucléon isolé (non
apparié) possèdent des propriétés magnétiques.
C. Seuls les atomes à nombre impair de nucléons (uniquement (pas seulement)
de protons) possèdent un moment magnétique intrinsèque.
D. le neutron a aussi une 𝝁 d’environ 5/3 de celui du proton.
E. les noyaux d'hydrogène (1H), du phosphore 31 (31P), et du carbone 13 (13C)
n’ont pas de propriétés magnétiques.
QCM 4
A. L'IRM étudie les propriétés magnétiques des noyaux de tous les éléments
chimiques de l’organisme.
B. L'IRM étudie les propriétés magnétocaloriques des noyaux d'hydrogène.
C. Bien qu'ils représentent 86 % de la masse corporelle, les atomes d'hydrogène
ne participent qu’à 10 % de la composition chimique de l'organisme
D. Bien qu'ils ne représentent que 10 % de la masse corporelle, les atomes
d'hydrogène participent à 86 % de la composition chimique de l'organisme
majoritairement dans les os et les protéines.
E. Bien qu'ils ne représentent que 10 % de la masse corporelle, les atomes
répartie majoritairement dans les molécules d'eau et de graisse.
Réponse 4
A. L'IRM étudie les propriétés magnétiques des noyaux de tous les éléments
chimiques de l’organisme (des noyaux d'hydrogène).
B. L'IRM étudie les propriétés magnétocaloriques des noyaux d'hydrogène.
C. Bien qu'ils représentent 86 % de la masse corporelle, les atomes d'hydrogène
ne participent qu’à 10 % de la composition chimique de l'organisme
D. Bien qu'ils ne représentent que 10 % de la masse corporelle, les atomes
majoritairement dans les os et les protéines.
E. Bien qu'ils ne représentent que 10 % de la masse corporelle, les atomes
répartie majoritairement dans les molécules d'eau et de graisse.
nucléaire (RMN)
3. Que se passe-t-il lorsqu'on place un échantillon de noyaux d'hydrogène dans

un champ magnétique intense ?
Plaçant ce même échantillon dans un
à l'état naturel, les aimantations d'un échantillon champ magnétique intense (𝑩𝟎 ), on
de protons d'hydrogène ont tendance à s'annuler. observe deux situations :
➢ une première moitié s'oriente dans le
sens inverse de 𝑩𝟎 = orientation
antiparallèle ;
➢ une autre moitié, légèrement
supérieure en nombre, s'oriente dans
le sens de 𝑩𝟎 = orientation parallèle.
Les quelques protons en excès au niveau parallèle verront

leurs aimantations microscopiques s'additionner pour donner
Orientation aléatoire des protons en naissance à une aimantation macroscopique notée 𝑀.
l'absence de champ magnétique
nucléaire (RMN)
3. Que se passe-t-il lorsqu'on place un échantillon de noyaux d'hydrogène dans

un champ magnétique intense ?
En IRM, c'est l'étude de cette

aimantation macroscopique 𝑴 qui va
nous permettre d'obtenir des images
du corps humain.
NB: à 0,5 Tesla, pour avoir une

aimantation 𝑴 significative, un millilitre
d’eau contient environ 130 millions de
milliards de protons en excès en position Orientation des protons situés dans un champ
parallèle ! magnétique intense. Naissance d'une aimantation
marcoscopique.
nucléaire (RMN)

Les protons précessent autour de l'axe de 𝑩𝟎 .
Leur fréquence angulaire de précession (𝝎𝟎 ) est
liée à l'intensité du champ magnétique (𝑩𝟎 ) et au
rapport gyromagnétique (𝜸) spécifique du noyau
par la relation de Larmor 𝝎𝟎 = 𝜸. 𝑩𝟎 .
En physique, le rapport gyromagnétique est le

rapport entre le moment magnétique et le
moment cinétique d'une particule. Son unité
dans le Système international est (C⋅kg−1). En
pratique, il est exprimé en (MHz⋅T−1), essentiel
en RMN.
Precesser: tourner autour

Caractéristiques vectorielles de l'aimantation microscopique et macroscopique
d’axe en décrivant un cône.
nucléaire (RMN)

𝝎𝟎 et ν𝟎 (fréquence propre) sont liées par un facteur 𝟐𝝅,
selon la relation suivante :
ν𝟎 = 𝝎𝟎 Τ𝟐𝝅 = 𝜸. 𝑩𝟎 Τ𝟐𝝅 (𝒉𝒆𝒓𝒕𝒛)
les vecteurs 𝝁 précessent de manière déphasée,

annulant ainsi leur composante transversale.
→ Le vecteur 𝑴 est ainsi orienté sur l'axe de 𝑩𝟎
(axes des z), et ne possède pas, à ce stade, de
composante transversale 𝑴𝒙𝒚 .
→ 𝑴 ne précesse pas
Nous verrons par la suite que 𝑴 va aussi précesser autour

de 𝑩𝟎 . On parlera ainsi respectivement d'aimantation
Caractéristiques vectorielles de l'aimantation
longitudinale 𝑴𝒛 et transversale 𝑴𝒙𝒚 .
microscopique et macroscopique
Déf.: Un système est résonant s’il arrive à recevoir une énergie qui a
une fréquence proche d'une fréquence dite « fréquence de résonance
». Dans cette situation, le système va subir des oscillations de plus en
plus importantes.

Pour répondre à cette question, il faut savoir que l’objectif de base de l’IRM est d'obtenir des
images caractéristiques de l'aimantation M.
❑ Nous savons désormais que 𝑴 est orienté dans l'axe de 𝑩𝟎 .
❑ Le problème est que l’aimantation 𝑩𝟎 est si importante par rapport à 𝑴 qu’il est impossible d'étudier
𝑴 dans cette situation (on dit que 𝑴 est noyée dans 𝑩𝟎 ).
Comment étudier 𝑴 alors quelle est noyée dans 𝑩𝟎 ??
Astuce: il va falloir dévier 𝑴 de l'axe de 𝑩𝟎 , afin de

lui apporter une composante transversale 𝑴𝒙𝒚 .
→ Cette déviation de 𝑴 se fera par un apport
externe d'énergie
Bascule de 𝑴 par apport externe

d'énergie (onde radiofréquence)
Déf.: Un système est résonant s’il arrive à recevoir une énergie qui a
une fréquence proche d'une fréquence dite « fréquence de résonance
». Dans cette situation, le système va subir des oscillations de plus en
plus importantes.
Comment apporter de l'énergie à M ??
❑ L’apport d'énergie à M est possible par l’exploitation du phénomène de résonance.

❑ le phénomène de résonance stipule que pour transmettre de l'énergie à un système en équilibre, il faut
l'apporter avec une fréquence égale à sa fréquence propre (de résonance).
→ En pratique, une onde électromagnétique de fréquence 𝜈𝑅𝐹 cède son énergie à M si elle remplit la
condition de résonance : 𝜈𝑅𝐹 = 𝜈0 avec 𝜈0 : fréquence de résonance des protons constituant M.
ν𝑹𝑭 = ν𝟎 = 𝜸. 𝑩𝟎 Τ𝟐𝝅 𝑴𝒆𝒈𝒂𝒉𝒆𝒓𝒕𝒛
L'onde électromagnétique, exprimée en mégahertz, est aussi appelée champ magnétique tournant
(𝑩𝟏 ) ou onde radiofréquence (RF).
QCM 5
A. À l'état naturel, les aimantations d'un échantillon de protons d'hydrogène ont tendance à
s'annuler.
B. Lorsqu’on met ce même échantillon dans un champ électrique intense (𝑩𝟎 ), on observe la
moitié s'orienter dans le sens inverse de 𝑩𝟎 = orientation antiparallèle, et l’autre moitié,
légèrement supérieure en nombre, s'oriente dans le sens de 𝑩𝟎 = orientation parallèle.
C. Lorsqu’on met ce même échantillon dans un champ magnétique intense (𝑩𝟎 ), on observe
la moitié s'orienter dans le sens inverse de 𝑩𝟎 = orientation parallèle, et l’autre moitié,
légèrement inférieur en nombre, s'oriente dans le sens de 𝑩𝟎 = orientation antiparallèle.
D. Les quelques protons en excès au niveau parallèle verront leurs aimantations
microscopiques se multiplier pour donner naissance à une aimantation macroscopique
notée 𝑀.
E. Les quelques protons en excès au niveau parallèle verront leurs aimantations
microscopiques s'additionner pour donner naissance à une aimantation macroscopique
notée 𝑀.
Réponse 5
A. À l'état naturel, les aimantations d'un échantillon de protons d'hydrogène ont tendance à
s'annuler.
B. Lorsqu’on met ce même échantillon dans un champ électrique intense (𝑩𝟎 ), on observe la
moitié s'orienter dans le sens inverse de 𝑩𝟎 = orientation antiparallèle, et l’autre moitié,
légèrement supérieure en nombre, s'oriente dans le sens de 𝑩𝟎 = orientation parallèle.
C. Lorsqu’on met ce même échantillon dans un champ magnétique intense (𝑩𝟎 ), on observe
la moitié s'orienter dans le sens inverse de 𝑩𝟎 = orientation parallèle, et l’autre moitié,
légèrement inférieur en nombre, s'oriente dans le sens de 𝑩𝟎 = orientation antiparallèle.
D. Les quelques protons en excès au niveau parallèle verront leurs aimantations
microscopiques se multiplier pour donner naissance à une aimantation macroscopique
notée 𝑀.
E. Les quelques protons en excès au niveau parallèle verront leurs aimantations
microscopiques s'additionner pour donner naissance à une aimantation macroscopique
notée 𝑀.
QCM 6
A. En IRM, c'est l'étude de l’aimantation microscopique 𝑴 qui va nous permettre d'obtenir

des images du corps humain.
B. En IRM, c'est l'étude de l’aimantation microscopique 𝑺 qui va nous permettre d'obtenir
C. À 0,5 Tesla, pour avoir une aimantation 𝑴 significative, un millilitre d’eau contient
environ 130 millions de milliards de protons en excès en position parallèle !
D. La fréquence angulaire de précession (𝝎𝟎 ) des protons est indépendante de
l'intensité du champ magnétique (𝑩𝟎 ).
E. La fréquence angulaire de précession (𝝎𝟎 ) des protons est liée à l'intensité du
champ magnétique (𝑩𝟎 ) et au rapport gyromagnétique (𝜸) spécifique du noyau par la
relation de Larmor 𝝎𝟎 = 𝜸. 𝑩𝟎 .
Réponse 6
A. En IRM, c'est l'étude de l’aimantation microscopique 𝑴 qui va nous permettre d'obtenir

B. En IRM, c'est l'étude de l’aimantation microscopique 𝑺 qui va nous permettre d'obtenir
C. À 0,5 Tesla, pour avoir une aimantation 𝑴 significative, un millilitre d’eau contient
environ 130 millions de milliards de protons en excès en position parallèle !
D. La fréquence angulaire de précession (𝝎𝟎 ) des protons est indépendante de
l'intensité du champ magnétique (𝑩𝟎 ).
E. La fréquence angulaire de précession (𝝎𝟎 ) des protons est liée à l'intensité du
champ magnétique (𝑩𝟎 ) et au rapport gyromagnétique (𝜸) spécifique du noyau par la
relation de Larmor 𝝎𝟎 = 𝜸. 𝑩𝟎 .
QCM 7
A. Les vecteurs 𝝁 (en excès) précessent de manière déphasée dans 𝑩𝟎 ., annulant

ainsi leur composante transversale→ 𝑴𝒙𝒚 = 𝟎.
B. Les vecteurs 𝝁 (en excès) précessent de manière déphasée dans 𝑩𝟎 , annulant
ainsi leur composante transversale→ σ 𝝁 = 𝑴 = 𝑴𝒛 .
C. Les vecteurs 𝝁 (en excès) précessent de manière déphasée dans 𝑩𝟎 , ainsi
leur composante transversale n’est pas nulle → 𝑴 précesse autour de 𝑩𝟎 .
D. L’objectif de base de l’IRM est d'obtenir des images caractéristiques de
l'aimantation macroscopique 𝑺.
E. L’étude de 𝑴 est possible lorsque l’aimantation 𝑩𝟎 est si importante par
rapport à 𝑴 et que 𝑴 dans ce cas soit noyée dans 𝑩𝟎 et en parallèle avec elle.
Réponse 7
A. Les vecteurs 𝝁 (en excès) précessent de manière déphasée dans 𝑩𝟎 ., annulant

ainsi leur composante transversale→ 𝑴𝒙𝒚 = 𝟎.
B. Les vecteurs 𝝁 (en excès) précessent de manière déphasée dans 𝑩𝟎 , annulant
ainsi leur composante transversale→ σ 𝝁 = 𝑴 = 𝑴𝒛 .
C. Les vecteurs 𝝁 (en excès) précessent de manière déphasée dans 𝑩𝟎 , ainsi
leur composante transversale n’est pas nulle → 𝑴 précesse autour de 𝑩𝟎 .
D. L’objectif de base de l’IRM est d'obtenir des images caractéristiques de
l'aimantation macroscopique 𝑺.
E. L’étude de 𝑴 est possible lorsque l’aimantation 𝑩𝟎 est si importante par
rapport à 𝑴 et que 𝑴 dans ce cas soit noyée dans 𝑩𝟎 et en parallèle avec elle.
QCM 8
Choisir la(les) affirmation(s) incorrecte(s) :

A. L’étude de 𝑴 peut être indépendant de l’apport d'énergie à 𝑴 bien qu’ elle soit
parallèle à 𝑩𝟎 .
B. L’exploitation Le phénomène de résonance permet l’apport d'énergie à 𝑴.
C. Le phénomène de résonance stipule que pour transmettre de l'énergie à un
système en équilibre, il faut l'apporter avec une fréquence égale à sa fréquence
propre (de résonance).
D. En pratique, une onde électromagnétique de fréquence 𝜈𝑅𝐹 cède son énergie à
M si elle remplit la condition de résonance.
E. En pratique, une onde électromagnétique (onde radiofréquence (RF)) de
fréquence 𝜈𝑅𝐹 cède son énergie à M si elle remplit la condition de résonance :
𝜈𝑅𝐹 = 𝜈0
Réponse 8

A. L’étude de 𝑴 peut être indépendant de l’apport d'énergie à 𝑴 bien qu’ elle soit
parallèle à 𝑩𝟎 .
B. L’exploitation Le phénomène de résonance permet l’apport d'énergie à 𝑴.
C. Le phénomène de résonance stipule que pour transmettre de l'énergie à un
système en équilibre, il faut l'apporter avec une fréquence égale à sa fréquence
propre (de résonance).
D. En pratique, une onde électromagnétique de fréquence 𝜈𝑅𝐹 cède son énergie à
M si elle remplit la condition de résonance.
E. En pratique, une onde électromagnétique (onde radiofréquence (RF)) de
fréquence 𝜈𝑅𝐹 cède son énergie à M si elle remplit la condition de résonance :
𝜈𝑅𝐹 = 𝜈0
nucléaire (RMN)
Pour répondre à cette question on va distinguer deux approches qui décrivent des
phénomènes qui ont lieu simultanément pendant l'apport d'énergie.
▪ Approche énergétique et quantique

▪ Approche vectorielle
2. Quelle est la différence entre des noyaux à nombre pair et impair
de protons ?
3. Que se passe-t-il lorsqu'on place un échantillon de noyaux
d'hydrogène dans un champ magnétique intense ?
4. Quelles sont les caractéristiques de l'aimantation macroscopique 𝑴
?
7. Que se passe-t-il à l'arrêt de l'onde RF de 90° (c-à-d arrêt du
phénomène de résonance) ?
9. Quels sont les éléments technologiques de base permettant de
générer et de récupérer un signal RMN ?
nucléaire (RMN)

D'un point de vue quantique, les deux positions (parallèles et antiparallèles) sont assimilées à
deux niveaux énergétiques distincts :
– la position parallèle correspond à un niveau de basse énergie 𝑬𝟏 ;
– la position antiparallèle correspond à un niveau de haute énergie 𝑬𝟐 .
à T=cte, plus 𝑩𝟎 utilisé est intense, plus l'écart d'énergie 𝚫𝑬 entre ces deux
niveaux augmente. → Ainsi, l'apport d'énergie aux protons a lieu lorsque l'onde
𝑹𝑭 transporte une énergie 𝑬𝑹𝑭 égale à 𝚫𝑬 :
𝑬𝑹𝑭 = h . ν𝑹𝑭 = 𝚫𝑬 = 𝒉. 𝜸. 𝑩𝟎 Τ𝟐𝝅
L'apport d'énergie par onde 𝑹𝑭 fait passer les protons de la position parallèle à la position
antiparallèle de l'énergie 𝑬𝟏 ⇒ 𝑬𝟐 .
6. Que se passe-t-il, au niveau de M, pendant
l'apport d'énergie ?

Le nombre de protons accédant au niveau supérieur
dépend de:
▪ L'amplitude de l'onde RF ;
▪ la durée d'application de l'onde RF.
→ plus l'onde RF est intense (amplitude), plus le
nombre de protons passant au niveau supérieur est
important.
→ plus l'onde RF est émise longtemps, plus le nombre
de protons passant au niveau supérieur est important;
➢ une onde RF de 90° entraîne une disparition complète de

l'aimantation longitudinale 𝑴𝒁 car les moments
microscopiques s'annulent.
➢ une onde RF de 180° donne une 𝑴𝒁 maximale mais
orientée dans le sens inverse de 𝑩𝟎 .
Influence d'ondes RF sur M. Approche énergétique.
❑ Pendant l'application de l'onde RF, le vecteur 𝑴 va s'éloigner de l’axe 𝑩𝟎 .
❑ Cette bascule est définie par une valeur angulaire (en degré ou radian).
❑ Plus l'onde RF est prolongée ou intense, plus l'angle de bascule formé par 𝑴 et
𝑩𝟎 est important.
❑ Cette bascule de 𝑴 ne s'effectue pas linéairement, elle est accompagnée d’un
mouvement de précession de 𝑴 (autour de 𝑩𝟎 ) à la fréquence de l'onde RF.
Approche vectorielle de l'application d'une onde RF. Précession de M

Lorsque l’aimantation 𝑴 subisse une
impulsion RF de 90° (RF90°), la déviation de
𝑴 est caractérisée par :
➢ l'absence d'aimantation longitudinale 𝑴𝒁 ;
➢ présence unique de la composante
magnétique transversale 𝑴𝒙𝒚 .
Avant l'impulsion RF (état d’équilibre) 𝑴𝒙𝒚 =0 car les

vecteurs 𝝁 précessent de façon déphasée.
→ L’application de l'impulsion RF force les vecteurs 𝝁 à
se mettre en phase et ainsi 𝑴𝒙𝒚 ≠ 𝟎.
→ À l'arrêt d'une impulsion RF de 90°, tous les spins
sont en phase et l'aimantation transversale est
alors maximale.
Influence d'ondes RF sur M. Approche vectorielle
Bilan des deux approches
Avant l'impulsion RF de 90° À l'arrêt de l'impulsion RF de 90°
❑ Vectorielle : ❑ Vectoriel :
o 𝑴 est dans l'axe de 𝑩𝟎 . o 𝑴 est basculé dans le plan transversal.
o Il n'y a pas de composante o L'aimantation transversale est
transversale de l'aimantation, car maximale 𝑴𝒙𝒚 = 𝑴𝒎𝒂𝒙 ), car les spins
tous les spins sont déphasés (𝑴𝒙𝒚 =
sont en phase.
0).
o Il n'y a plus de composante longitudinale
o L'aimantation longitudinale est
Maximale 𝑴𝒛 =𝑴𝒎𝒂𝒙 ).
de l'aimantation (𝑴𝒛 = 0), car 𝑴𝒛 est
perpendiculaire à 𝑩𝟎 .
❑ Quantique : les protons en excès sont ❑ Quantique : il y a autant de protons sur le
en position parallèle de basse énergie. niveau de haute énergie que sur le niveau de
basse énergie. De ce fait, l'aimantation
longitudinale 𝑴𝒛 est nulle.
L'apparition et la disparition des aimantations longitudinales et transversales dépendent

donc de la position vectorielle de M et de la répartition énergétique des protons.
Bilan des deux approches
Bilan vectoriel et quantique, avant et après impulsion RF de 90°

QCM 9
A. D'un point de vue quantique, la position parallèle correspond à un niveau de

haute énergie 𝑬𝟏 .
B. la position antiparallèle correspond à un niveau de basse énergie 𝑬𝟐 .
C. à T=cte, plus 𝑩𝟎 utilisé est intense, plus l'écart d'énergie 𝚫𝑬 entre ces deux
niveaux augmente.
D. l'apport d'énergie aux protons a lieu lorsque l'onde 𝑹𝑭 transporte une énergie
𝑬𝑹𝑭 supérieure à 𝚫𝑬.
E. L'apport d'énergie par onde 𝑹𝑭 fait passer les protons de la position parallèle
à la position orthogonale de l'énergie 𝑬𝟏 ⇒ 𝑬𝟐
Réponse 9
A. D'un point de vue quantique, la position parallèle correspond à un niveau de

haute énergie 𝑬𝟏 .
B. la position antiparallèle correspond à un niveau de basse énergie 𝑬𝟐 .
C. à T=cte, plus 𝑩𝟎 utilisé est intense, plus l'écart d'énergie 𝚫𝑬 entre ces deux
niveaux augmente.
D. l'apport d'énergie aux protons a lieu lorsque l'onde 𝑹𝑭 transporte une énergie
𝑬𝑹𝑭 supérieure (égale) à 𝚫𝑬.
E. L'apport d'énergie par onde 𝑹𝑭 fait passer les protons de la position parallèle
à la position orthogonale de l'énergie 𝑬𝟏 ⇒ 𝑬𝟐
QCM 10
A. Le nombre de protons accédant au niveau supérieur dépend seulement de

l'amplitude de l'onde RF ;
B. Le nombre de protons accédant au niveau supérieur dépend seulement de la
durée d'application de l'onde RF.
C. Le nombre de protons accédant au niveau supérieur dépend de l'amplitude de
l'onde RF et de la durée d'application de l'onde RF.
D. plus l'onde RF est intense (amplitude), plus le nombre de protons passant au
niveau supérieur est important ; et plus l'onde RF est émise longtemps, plus le
nombre de protons passant au niveau supérieur est important;
E. Une onde RF de 90° entraîne un 𝑴𝒁 = 𝑴𝒎𝒂𝒙
𝒁 , tandis qu’une onde RF de 180°
entraîne 𝑴𝒁 = 𝟎.
Réponse 10
A. Le nombre de protons accédant au niveau supérieur dépend seulement de

l'amplitude de l'onde RF ;
B. Le nombre de protons accédant au niveau supérieur dépend seulement de la
durée d'application de l'onde RF.
C. Le nombre de protons accédant au niveau supérieur dépend de l'amplitude de
l'onde RF et de la durée d'application de l'onde RF.
D. plus l'onde RF est intense (amplitude), plus le nombre de protons passant au
niveau supérieur est important ; et plus l'onde RF est émise longtemps, plus le
nombre de protons passant au niveau supérieur est important;
E. Une onde RF de 90° entraîne un 𝑴𝒁 = 𝑴𝒎𝒂𝒙
𝒁 , tandis qu’une onde RF de 180°
entraîne 𝑴𝒁 = 𝟎.
QCM 11
A. Pendant l'application de l'onde RF, le vecteur 𝑴 va s'éloigner de l’axe 𝑩𝟎 .
B. Pendant l'application de l'onde RF, le vecteur 𝑴 va accroître son amplitude

dans l’axe 𝑩𝟎 .
C. Plus l'onde RF est prolongée ou intense, plus l'angle de bascule formé par
𝑴 et 𝑩𝟎 est important.
D. Cette bascule de 𝑴 ne s'effectue pas linéairement, elle est accompagnée
d’un mouvement de précession de 𝑴 (autour de 𝑩𝟎 ) à la fréquence de
l'onde RF.
E. Cette bascule de 𝑴 s'effectue linéairement sans qu’il y ait un mouvement de
précession de 𝑴 (autour de 𝑩𝟎 ) mettant en évidence la fréquence de l'onde
RF.
Réponse 11
A. Pendant l'application de l'onde RF, le vecteur 𝑴 va s'éloigner de l’axe 𝑩𝟎 .
B. Pendant l'application de l'onde RF, le vecteur 𝑴 va accroître son amplitude

dans l’axe 𝑩𝟎 .
C. Plus l'onde RF est prolongée ou intense, plus l'angle de bascule formé par
𝑴 et 𝑩𝟎 est important.
D. Cette bascule de 𝑴 ne s'effectue pas linéairement, elle est accompagnée
d’un mouvement de précession de 𝑴 (autour de 𝑩𝟎 ) à la fréquence de
l'onde RF.
E. Cette bascule de 𝑴 s'effectue linéairement sans qu’il y ait un mouvement de
précession de 𝑴 (autour de 𝑩𝟎 ) mettant en évidence la fréquence de l'onde
RF.
QCM 12
A. Lorsque l’aimantation 𝑴 subisse une impulsion RF de 90° (RF90°), la déviation

de 𝑴 est caractérisée par l'absence 𝑴𝒙𝒚 et la présence unique de 𝑴𝒛 .
B. Lorsque l’aimantation 𝑴 subisse une impulsion RF de 120° , la déviation de 𝑴
est caractérisée par l'absence d'aimantation longitudinale 𝑴𝒁 et la présence
unique de la composante magnétique transversale 𝑴𝒙𝒚 .
C. Lorsque l’aimantation 𝑴 subisse une impulsion RF de 90° (RF90°), la
déviation de 𝑴 est caractérisée par l'absence d'aimantation longitudinale 𝑴𝒁
et la présence unique de la composante magnétique transversale 𝑴𝒙𝒚 .
D. L’application de l'impulsion RF force les vecteurs 𝝁 à se mettre en phase et
ainsi 𝑴𝒙𝒚 = 𝟎.
E. Avant l'impulsion RF (état d’équilibre) 𝑴𝒙𝒚 ≠ 𝟎 car les vecteurs 𝝁 précessent
de façon déphasée.
Réponse 12
A. Lorsque l’aimantation 𝑴 subisse une impulsion RF de 90° (RF90°), la déviation

de 𝑴 est caractérisée par l'absence 𝑴𝒙𝒚 et la présence unique de 𝑴𝒛 .
B. Lorsque l’aimantation 𝑴 subisse une impulsion RF de 120° (RF90°), la
déviation de 𝑴 est caractérisée par l'absence d'aimantation longitudinale 𝑴𝒁 et
la présence unique de la composante magnétique transversale 𝑴𝒙𝒚 .
C. Lorsque l’aimantation 𝑴 subisse une impulsion RF de 90° (RF90°), la
déviation de 𝑴 est caractérisée par l'absence d'aimantation longitudinale 𝑴𝒁
et la présence unique de la composante magnétique transversale 𝑴𝒙𝒚 .
D. L’application de l'impulsion RF force les vecteurs 𝝁 à se mettre en phase et
ainsi 𝑴𝒙𝒚 = 𝟎 (𝑴𝒙𝒚 ≠ 𝟎).
E. Avant l'impulsion RF (état d’équilibre) 𝑴𝒙𝒚 ≠ 𝟎 (𝑴𝒙𝒚 = 𝟎) car les vecteurs 𝝁
précessent de façon déphasée.
QCM 13
A. Avant l'impulsion RF de 90°, 𝑴 est perpendiculaire à l'axe de 𝑩𝟎 .

B. Avant l'impulsion RF de 90°, l’aimantation transversale est maximale.
C. Avant l'impulsion RF de 90°, L'aimantation longitudinale est nulle.
D. il y a plus de protons sur le niveau de haute énergie que sur le niveau de basse
énergie. De ce fait, l'aimantation longitudinale 𝑴𝒛 est nulle.
E. Toutes les affirmations sont fausses.
Réponse 13
A. Avant l'impulsion RF de 90°, 𝑴 est perpendiculaire à l'axe de 𝑩𝟎 .

B. Avant l'impulsion RF de 90°, l’aimantation transversale est maximale.
C. Avant l'impulsion RF de 90°, L'aimantation longitudinale est nulle.
D. il y a plus (autant) de protons sur le niveau de haute énergie que sur le niveau de
basse énergie. De ce fait, l'aimantation longitudinale 𝑴𝒛 est nulle.
nucléaire (RMN)
7. Que se passe-t-il à l'arrêt de l'onde RF de 90° (c-à-d arrêt du phénomène de résonance) ?

il y aura retour de l'aimantation macroscopique 𝑴 à son état d'équilibre initial
(avant l'impulsion RF). Lors de son retour, le vecteur 𝑴 continue de tourner autour
de l’axe de 𝑩𝟎 .
Ce retour à l'équilibre est caractérisé par l'apparition simultanée de deux
phénomènes :
❑ la relaxation longitudinale ;
❑ la relaxation transversale. 1. Qu'est-ce qu'un proton ?
2. Quelle est la différence entre des noyaux à nombre pair et impair de
protons ?
3. Que se passe-t-il lorsqu'on place un échantillon de noyaux
d'hydrogène dans un champ magnétique intense ?
7. Que se passe-t-il à l'arrêt de l'onde RF de 90° (c-à-d arrêt du
phénomène de résonance) ?
9. Quels sont les éléments technologiques de base permettant de
générer et de récupérer un signal RMN ?
❑ Relaxation longitudinale
o D'un point de vue quantique, il y a retour
des protons au niveau de basse énergie 𝑬𝟏 .
o Ce retour des spins s'accompagne d'une
libération d'énergie thermique, au milieu
moléculaire environnant → On parle alors
de relaxation spin-réseau.
o D'un point de vue vectoriel, il y a augmentation

(qui dure un certain temps) d’amplitude du
vecteur d'aimantation longitudinale 𝑴𝒛 .
o les courbes de relaxation longitudinales ont une
allure exponentielle plus ou moins marquée en
fonction du tissu étudié.
o Ainsi, on définit un temps de repousse 𝑻𝟏
nécessaire pour que 𝑴𝒛 retrouver 63 % de son
état initial (c-à-d avant l’impulsion RF90 °).
Relaxation longitudinale (spin–réseau) caractérisée par une constante de temps T1.
❑ Relaxation longitudinale
o A chaque tissu correspond un 𝑻𝟏 donné.
o Cela veut dire que chaque environnement
moléculaire a une relaxation spin-réseau propre
qui dépend du calibre des molécules du milieu .
→ l'échange d'énergie sera plus élevé dans un
milieu composé de grosses molécules.
o La valeur des 𝑻𝟏 dépend aussi de l'intensité du

champ magnétique principal 𝑩𝟎 :
→ d'un point de vue quantique, plus la différence
d'énergie entre 𝑬𝟏 et 𝑬𝟐 est importante, plus
la dissipation d'énergie dans le réseau sera
importante, donc plus le temps de relaxation
𝑻𝟏 sera prolongé.
→ En passant d’une intensité de 𝑩𝟎 de 1 à 1,5
Tesla, les valeurs des 𝑻𝟏 des différents tissus Transmission d'énergie thermique. Relaxation spin–réseau.
seront augmentées.
❑ Relaxation transversale
o Conjointement à la réapparition de 𝑴𝒛 , on
observe une disparition progressive de 𝑴𝒙𝒚 .
o Celle-ci est due aux déphasages progressifs
des spins, suite à l’interaction spin-spin, qui
dépend du tissu étudié → on parle alors de
relaxation spin-spin.
o les courbes de relaxation transversale ont une
allure exponentielle décroissante qui dépend
du tissu étudié selon une constante de temps
𝑻𝟐 .
o 𝑻𝟐 est le temps qu’il faut à 𝑴𝒙𝒚 pour
retrouver 37 % de sa valeur initiale, ou temps
qui correspond à une décroissance de 63 %
de 𝑴𝒙𝒚 .
o Contrairement à 𝑻𝟏 , 𝑻𝟐 ne dépend pas de
𝑩𝟎 .
Relaxation transversale (spin–spin) caractérisée par une constante de temps 𝑻𝟐 .
Bilan des deux relaxations
o Les phénomènes de relaxation

longitudinale et transversale
apparaissent simultanément après une
impulsion RF.
o Les valeurs des 𝑻𝟏 , 𝑻𝟐 des tissus sont
issues des courbes de relaxation
obtenues après une impulsion RF de 90°.
o Les temps de repousse 𝑻𝟏 sont très
supérieurs (facteur de 10 environ) aux
temps de décroissances 𝑻𝟐 .
o Les valeurs des relaxations 𝑻𝟏 sont liées
à l'intensité de 𝑩𝟎 , ce qui n'est pas le
cas des relaxations 𝑻𝟐 .
- LCS: Liquide Cérébro-Spinal
Relaxations longitudinale et transversale. Bilan.

QCM 14
Que se passe-t-il à l'arrêt de l'onde RF de 90° (c-à-d arrêt du phénomène de

résonance) ?
A. il y aura retour de l'aimantation macroscopique 𝑴 à son état d'équilibre initial

(avant l'impulsion RF).
B. Lors de son retour, le vecteur 𝑴 reste figé sur un plan entre l’axe de 𝑩𝟎 et le
plan orthogonal a cet axe.
C. Lors de son retour, le vecteur 𝑴 continue de tourner autour de l’axe de 𝑩𝟎 .
D. Ce retour à l'équilibre est marqué par une relaxation longitudinale suivie par
une relaxation transversale.
E. Ce retour à l'équilibre est marqué par une relaxation longitudinale
accompagnée par une relaxation transversale.
Réponse 14
Que se passe-t-il à l'arrêt de l'onde RF de 90° (c-à-d arrêt du phénomène de

résonance) ?
A. il y aura retour de l'aimantation macroscopique 𝑴 à son état d'équilibre initial

(avant l'impulsion RF).
B. Lors de son retour, le vecteur 𝑴 reste figé sur un plan entre l’axe de 𝑩𝟎 et le
plan orthogonal a cet axe.
C. Lors de son retour, le vecteur 𝑴 continue de tourner autour de l’axe de 𝑩𝟎 .
D. Ce retour à l'équilibre est marqué par une relaxation longitudinale suivie par
une relaxation transversale.
E. Ce retour à l'équilibre est marqué par une relaxation longitudinale
accompagnée par une relaxation transversale.
QCM 15
A. Lors de la relaxation longitudinale, il y migration des protons vers les niveaux de

haute énergie 𝑬𝟐 .
B. Lors de la relaxation longitudinale, il y a retour des protons au niveau de basse
énergie 𝑬𝟏 .
C. D'un point de vue vectoriel, il y a augmentation (qui dure un certain temps)
d’amplitude du vecteur d'aimantation longitudinale 𝑴𝒛 .
D. Le temps de repousse 𝑻𝟏 est le temps nécessaire pour que 𝑴𝒛 retrouver 37%
de son état initial (c-à-d avant l’impulsion RF90 °).
E. Le temps de repousse 𝑻𝟏 est le temps nécessaire pour que 𝑴𝒙𝒚 retrouver 37%
de son état initial (c-à-d avant l’impulsion RF90 °).
Réponse 15
A. Lors de la relaxation longitudinale, il y migration des protons vers les niveaux de

haute énergie 𝑬𝟐 .
B. Lors de la relaxation longitudinale, il y a retour des protons au niveau de basse
énergie 𝑬𝟏 .
C. D'un point de vue vectoriel, il y a augmentation (qui dure un certain temps)
d’amplitude du vecteur d'aimantation longitudinale 𝑴𝒛 .
D. Le temps de repousse 𝑻𝟏 est le temps nécessaire pour que 𝑴𝒛 retrouver 37%
(63 %) de son état initial (c-à-d avant l’impulsion RF90 °).
E. Le temps de repousse 𝑻𝟏 est le temps nécessaire pour que 𝑴𝒙𝒚 (𝑴𝒛 )retrouver
37% (63 %) de son état initial (c-à-d avant l’impulsion RF90 °).
QCM 16
A. Chaque environnement moléculaire a une relaxation spin-réseau propre

(correspond un 𝑻𝟏 donné) qui dépend du calibre des molécules du milieu.
B. L’échange d'énergie lors de la relaxation longitudinale est plus élevé dans
un milieu composé de petites molécules.
C. La valeur des 𝑻𝟏 dépend aussi de l'intensité du champ magnétique principal
𝑩𝟎 → plus 𝐵0 est intense plus le temps de relaxation 𝑇1 sera court.
D. En passant d’une intensité de 𝑩𝟎 de 1 à 1,5 Tesla, les valeurs des 𝑻𝟏 des
différents tissus seront diminuées.
E. L’affirmation A est fausse.
Réponse 16
A. Chaque environnement moléculaire a une relaxation spin-réseau propre

(correspond un 𝑻𝟏 donné) qui dépend du calibre des molécules du milieu.
B. L’échange d'énergie lors de la relaxation longitudinale est plus élevé dans
un milieu composé de petites (grosses) molécules.
C. La valeur des 𝑻𝟏 dépend aussi de l'intensité du champ magnétique principal
𝑩𝟎 → plus 𝐵0 est intense plus le temps de relaxation 𝑇1 sera court (prolongé).
D. En passant d’une intensité de 𝑩𝟎 de 1 à 1,5 Tesla, les valeurs des 𝑻𝟏 des
différents tissus seront diminuées (augmentées).
QCM 17
A. À l’arrêt de l’impulsion RF, la réapparition de 𝑴𝒛 , s’accompagne de la

disparition progressive de 𝑴𝒙𝒚 .
B. la disparition progressive de 𝑴𝒙𝒚 est due aux déphasages progressifs des
spins, suite à l’interaction spin-spin, qui dépend du tissu étudié → on parle
alors de relaxation spin-spin.
C. les courbes de relaxation transversale ont une allure exponentielle croissante
qui dépend du tissu étudié selon une constante de temps 𝑻𝟐 .
D. 𝑻𝟐 est le temps qu’il faut à 𝑴𝒙𝒚 pour retrouver 63 % de sa valeur initiale, ou
temps qui correspond à une décroissance de 63 % de 𝑴𝒙𝒚 .
E. Comme 𝑻𝟏 , 𝑻𝟐 dépend de 𝑩𝟎 .
Réponse 17
A. À l’arrêt de l’impulsion RF, la réapparition de 𝑴𝒛 , s’accompagne de la

disparition progressive de 𝑴𝒙𝒚 .
B. la disparition progressive de 𝑴𝒙𝒚 est due aux déphasages progressifs des
spins, suite à l’interaction spin-spin, qui dépend du tissu étudié → on parle
alors de relaxation spin-spin.
C. les courbes de relaxation transversale ont une allure exponentielle croissante
(décroissante) qui dépend du tissu étudié selon une constante de temps 𝑻𝟐 .
D. 𝑻𝟐 est le temps qu’il faut à 𝑴𝒙𝒚 pour retrouver 63 % (37 %) de sa valeur
initiale, ou temps qui correspond à une décroissance de 63 % de 𝑴𝒙𝒚 .
E. Comme (Contrairement à) 𝑻𝟏 , 𝑻𝟐 (ne) dépend (pas) de 𝑩𝟎 .
QCM 18
A. Les phénomènes de relaxation longitudinale et transversale apparaissent

simultanément après une impulsion RF.
B. Les valeurs des 𝑻𝟏 , 𝑻𝟐 des tissus sont issues des courbes de relaxation
C. Les temps de repousse 𝑻𝟏 sont très supérieurs (facteur de 10 environ) aux
D. Les valeurs des relaxations 𝑻𝟏 sont liées à l'intensité de 𝑩𝟎 , ce qui n'est pas le
E. L’affirmation C est fausse.
Réponse 18
A. Les phénomènes de relaxation longitudinale et transversale apparaissent

simultanément après une impulsion RF.
B. Les valeurs des 𝑻𝟏 , 𝑻𝟐 des tissus sont issues des courbes de relaxation
C. Les temps de repousse 𝑻𝟏 sont très supérieurs (facteur de 10 environ) aux
D. Les valeurs des relaxations 𝑻𝟏 sont liées à l'intensité de 𝑩𝟎 , ce qui n'est pas le
E. L’affirmation C est fausse.
Notions de physique élémentaire de 3.
4.
Que se passe-t-il lorsqu'on place un échantillon de noyaux d'hydrogène dans un champ magnétique intense ?
Quelles sont les caractéristiques de l'aimantation macroscopique 𝑴 ?
résonance magnétique nucléaire (RMN) 5.
6.
Qu'est-ce que la résonance magnétique nucléaire (RMN) ?
Que se passe-t-il, au niveau de M, pendant l'apport d'énergie ?
9. Quels sont les éléments technologiques de base permettant de générer et de récupérer un signal RMN ?
❑ Les informations que nous donne le 𝑴 sont étroitement
liées aux temps de relaxation 𝑻𝟏 et 𝑻𝟐 qui permettent de
différencier entre les tissus.
❑ Pour récupérer le 𝑻𝟐 sous forme d’un signal électrique on
va considérer l'aimantation transversale 𝑴𝒙𝒚 comme étant
un petit aimant (perpendiculaire à 𝑩𝟎 ).
❑ Après l’impulsion RF, 𝑴𝒙𝒚 décrit une spirale décroissante
dans le plan transversal, ce qui fait apparaître un champ
magnétique tournant qui disparaît dans le temps.
❑ Ce champ magnétique peut être interceptée, par
induction d’une bobine conductrice (ex. : solénoïde en
cuivre dont l'axe est ┴ à 𝑩𝟎 ), sous forme d’un signal
électrique. Elle est dite aussi « bobine réceptrice ou antenne »
❑ Le signal électrique prend la forme d'une sinusoïde
amortie caractéristique de la relaxation transversale de
𝑴, on parle de courbe de précession libre ou free
induction decay (FID).
lorsqu'on relie les sommets de chaque alternance positive de la
FID, on obtient théoriquement la courbe de décroissance 𝑻𝟐 . Réception du signal RMN. Courbe de précession libre (FID).
nucléaire (RMN)

La bobine réceptrice ou l’antenne permet ainsi de réceptionner un signal transportant
des informations sur le phénomène de RMN. Ces informations jusqu’ici concernent 𝑻𝟐 .
→ Comment récupérer 𝑻𝟏 ?
❑ la relaxation 𝑻𝟏 est issue de l'étude de la repousse de l'aimantation longitudinale 𝑴𝒛 .

❑ Sachant que 𝑩𝟎 et 𝑴𝒛 sont alignés, il est impossible d'étudier directement 𝑴𝒛 qui est
noyé dans 𝑩𝟎 .
❑ L'aimantation longitudinale 𝑴𝒛 est jusqu'ici « cachée » , mais nous verrons par la
suite qu’une astuce permet d'extraire du signal mesuré aussi bien des informations
concernant la relaxation 𝑻𝟏 que la relaxation 𝑻𝟐 des tissus.
Notions de physique élémentaire de 3.
4.
Que se passe-t-il lorsqu'on place un échantillon de noyaux d'hydrogène dans un champ magnétique intense ?
Quelles sont les caractéristiques de l'aimantation macroscopique 𝑴 ?
résonance magnétique nucléaire (RMN) 5.
6.
Qu'est-ce que la résonance magnétique nucléaire (RMN) ?
Que se passe-t-il, au niveau de M, pendant l'apport d'énergie ?
9. Quels sont les éléments technologiques de base permettant de générer et de récupérer un signal RMN ?
9. Quels sont les éléments technologiques de base

permettant de générer et de récupérer un signal RMN ?
❑ La théorie de la RMN est fondée sur les principes

physiques de l'induction électromagnétique.
❑ Un courant circulant dans une bobine induit autour d'elle
des lignes de champ magnétique.
❑ L'inverse se vérifie aussi : un champ magnétique en
mouvement aux alentours d'une bobine induit dans celle-ci
un courant électrique.
→ Ainsi, un appareil RMN est composé (en partie) de trois éléments:

1. l'aimant principal : il permet de créer 𝑩𝟎 ;
2. la bobine RF : elle permet de générer une onde RF (champ 𝑩𝟏 ).
3. la bobine réceptrice (= antenne) : elle a pour objectif de
réceptionner le signal RMN; le signal électrique RMN induit
pourra ainsi être interprété.
NB: Les éléments 2 et 3 peuvent être regroupés en une seule et même
structure appelée bobine ou antenne émettrice–réceptrice.
Bobines de création de 𝑩𝟎 , d'émission RF et de réception du signal RMN.
QCM 19
A. Les informations que nous donne le 𝑴 sont étroitement liées aux temps de
relaxation 𝑻𝟏 et 𝑻𝟐 qui permettent de différencier entre les champs magnétiques.
B. Après l’impulsion RF, 𝑴𝒙𝒚 décrit une spirale décroissante dans le plan
transversal, ce qui fait apparaître un champ magnétique tournant qui
disparaît dans le temps.
C. Ce champ magnétique peut être interceptée, par induction d’une bobine
conductrice (ex. : solénoïde en cuivre dont l'axe est ┴ à 𝑩𝟎 ), sous forme d’un
signal électrique. Elle est dite aussi « bobine réceptrice ou antenne ».
D. Le signal électrique prend la forme d'une sinusoïde amortie caractéristique de
la relaxation longitudinale de 𝑴, on parle de courbe de précession libre ou
free induction decay (FID).
E. Lorsqu’on relie les sommets de chaque alternance positive de la FID, on
obtient théoriquement la courbe de relaxation 𝑻𝟏 .
Réponse 19
A. Les informations que nous donne le 𝑴 sont étroitement liées aux temps de
relaxation 𝑻𝟏 et 𝑻𝟐 qui permettent de différencier entre les champs magnétiques
(tissus).
B. Après l’impulsion RF, 𝑴𝒙𝒚 décrit une spirale décroissante dans le plan
transversal, ce qui fait apparaître un champ magnétique tournant qui
disparaît dans le temps.
C. Ce champ magnétique peut être interceptée, par induction d’une bobine
conductrice (ex. : solénoïde en cuivre dont l'axe est ┴ à 𝑩𝟎 ), sous forme d’un
signal électrique. Elle est dite aussi « bobine réceptrice ou antenne ».
D. Le signal électrique prend la forme d'une sinusoïde amortie caractéristique de
la relaxation longitudinale de 𝑴, on parle de courbe de précession libre ou
free induction decay (FID).
E. Lorsqu’on relie les sommets de chaque alternance positive de la FID, on
obtient théoriquement la courbe de relaxation 𝑻𝟏 (décroissance 𝑻𝟐 ).
QCM 20
A. La relaxation 𝑻𝟐 est issue de l'étude de la repousse de l'aimantation longitudinale

𝑴𝒛 .
B. Sachant que 𝑩𝟎 et 𝑴𝒛 sont alignés, il est possible d'étudier directement 𝑴𝒛 qui
est noyé dans 𝑩𝟎 .
C. Le signal électrique mesuré permet d’extraire des informations concernant
aussi bien la relaxation 𝑻𝟏 que la relaxation 𝑻𝟐 des tissus.
D. Le signal électrique mesuré permet d’extraire des informations concernant
seulement la relaxation 𝑻𝟐 des tissus, et aucun moyen ne permet d’extraire la
relaxation 𝑻𝟏 à partir de ce signal.
E. La réponse A est correcte.
Réponse 20
A. La relaxation 𝑻𝟐 (𝑻𝟏 ) est issue de l'étude de la repousse de l'aimantation

longitudinale 𝑴𝒛 .
B. Sachant que 𝑩𝟎 et 𝑴𝒛 sont alignés, il est possible (impossible) d'étudier
directement 𝑴𝒛 qui est noyé dans 𝑩𝟎 .
C. Le signal électrique mesuré permet d’extraire des informations concernant
aussi bien la relaxation 𝑻𝟏 que la relaxation 𝑻𝟐 des tissus.
D. Le signal électrique mesuré permet d’extraire des informations concernant
seulement la relaxation 𝑻𝟐 des tissus, et aucun moyen ne permet d’extraire la
relaxation 𝑻𝟏 à partir de ce signal.
E. La réponse A est correcte.
QCM 21
A. Dans un appareil IRM, l'aimant principal permet de créer 𝐵0 ;

B. Dans un appareil IRM, la bobine RF permet de générer une onde RF
(champ 𝑩𝟏 ).
C. Dans un appareil IRM, la bobine réceptrice (= antenne) : elle a pour
objectif de réceptionner le signal RMN; le signal électrique RMN induit
D. Dans un appareil IRM, la bobine réceptrice (= antenne) ne pourra en
aucun cas générer une onde RF.
E. Les deux bobines émettrice et réceptrice peuvent être regroupés en une
seule et même structure appelée bobine ou antenne émettrice–
réceptrice.
Réponse 21
A. Dans un appareil IRM, l'aimant principal permet de créer 𝐵0 ;

B. Dans un appareil IRM, la bobine RF permet de générer une onde RF
(champ 𝑩𝟏 ).
C. Dans un appareil IRM, la bobine réceptrice (= antenne) : elle a pour
objectif de réceptionner le signal RMN; le signal électrique RMN induit
D. Dans un appareil IRM, la bobine réceptrice (= antenne) ne pourra en
aucun cas générer une onde RF.
E. Les deux bobines émettrice et réceptrice peuvent être regroupés en une
seule et même structure appelée bobine ou antenne émettrice–
réceptrice.
Exploitation des informations présentes II.
III.
Exploitation des informations présentes dans le signal RMN
De l'écho à l'image (notions de base)
dans le signal RMN

VIII. Instrumentation en IRM
IX. Maintenance de l’IRM
1. Quelles informations principales sont contenues dans un signal RMN ?

2. Comment obtenir un signal contenant des informations en 𝑻𝟐 « vraies » ?
3. Quels sont les paramètres qui caractérisent la séquence d'écho de spin ?
4. Quelle est l'influence des paramètres TE et TR sur les informations 𝑻𝟏 et
𝑻𝟐 contenues dans l'écho ?
5. Comment utiliser le TR et le TE pour pondérer l'écho soit en 𝑻𝟐 soit en
𝑻𝟏 ?
6. Quelles informations contiennent le signal RMN si l'on ne pondère ni en
𝑻𝟏 , ni en 𝑻𝟐 ? ⇒ pondération en densité protonique (DP)
7. Quel est le bilan des paramétrages en écho de spin?
8. Quels sont les principaux contrastes?

❑ On a vu précédemment que lorsqu'on relie les sommets de chaque alternance
positive de la FID, on obtient théoriquement la courbe de décroissance 𝑻𝟐 .
→ en réalité la décroissance décrite par la FID est plus rapide que celle
attendue en théorie, on parle alors de décroissance 𝑻𝟐 *.
D'où vient la décroissance 𝑻𝟐 *?

❑ Nous savons déjà que 𝑻𝟐 dépend des déphasages des
spins causés par les hétérogénéités moléculaires
propres aux tissus étudiés, on parle d'inhomogénéités
intrinsèques.
❑ il existe d’autres inhomogénéités faibles propres à 𝑩𝟎
plus connues sous le nom d'inhomogénéités
extrinsèques.
❑ Le 𝑻𝟐 ∗ traduit les déphasages dus aux
inhomogénéités intrinsèques auxquelles s'ajoutent les
inhomogénéités extrinsèques; d’où la décroissance
rapide de 𝑻𝟐 ∗ par rapport à 𝑻𝟐 .
Inhomogénéités intrinsèques et extrinsèques. Décroissance T2 et T2*.
o Jusqu’ici le signal FID récupéré renseigne seulement sur 𝑻𝟐 *.

o Les information 𝑻𝟐 « vraies » sont absentes du signal FID.
o Les informations 𝑻𝟏 « potentielles » sont toujours non contenues dans le
FID à ce stade.
→ Il va donc falloir trouver un artifice technique nous permettant de

récupérer ces informations du signal réceptionné.
2. Comment obtenir un signal 2.
3.
Comment obtenir un signal contenant des informations en 𝑻𝟐 « vraies » ?
Quels sont les paramètres qui caractérisent la séquence d'écho de spin ?
4. Quelle est l'influence des paramètres TE et TR sur les informations 𝑻𝟏 et 𝑻𝟐
contenant des informations 5.
contenues dans l'écho ?
Comment utiliser le TR et le TE pour pondérer l'écho soit en 𝑻𝟐 soit en 𝑻𝟏 ?
en 𝑻𝟐 « vraies » ? 6. Quelles informations contiennent le signal RMN si l'on ne pondère ni en 𝑻𝟏 ,
ni en 𝑻𝟐 ? ⇒ pondération en densité protonique (DP)
❑ L’artifice technique à utiliser consiste en une séquence

d'événements connus sous le nom d'écho de spin (ES).
❑ Le principe de cette séquence est de placer une impulsion RF
de 180° (RF180) après l'impulsion RF initiale de 90° (RF90).
❑ L’impulsion RF180 va permettre de s'affranchir des
inhomogénéités extrinsèques en imposant aux spins un
rephasage compensateur permettant de retrouver le 𝑻𝟐 vrai
comme le montre le schéma ci-contre.
❑ La FID atteint alors un sommet où seuls les déphasages
intrinsèques sont présents dans le signal disponible. A ce
moment la norme du vecteur 𝑴𝒙𝒚 correspond au vecteur 𝑴𝟎
qui diminue selon la constante de temps 𝑻𝟐 .
➢ L'impulsion RF180° permet alors un aller-retour de 𝑴𝒙𝒚

correspondant à un cycle de rephasage-déphasage symétrique,
mieux connu sous le nom d'écho.
➢ On récupère ainsi, un signal symétrique appelé écho de spin,
renfermant en son sommet au temps TE (temps d'écho) une Figure: Principe de la
composante 𝑻𝟐 « vraie » épurée des inhomogénéités extrinsèques. séquence d'écho de spin
2. Comment obtenir un signal contenant des
informations en 𝑻𝟐 « vraies » ?
𝑴𝒛 𝑻𝟏
❑ L'impulsion RF de 180° entraîne une légère

perturbation de la repousse de la relaxation 𝑻𝟏 .
❑ Cette perturbation reste néanmoins négligeable,
car elle survient relativement tôt par rapport à la
durée totale de la repousse.
❑ De ce fait, par convention, on ne la représentera
pas au niveau des courbes de relaxation 𝑻𝟏 .
Influence de l'impulsion RF de 180° sur les relaxations T2 et T1

QCM 22
A. Lorsqu'on relie les sommets de chaque alternance négative de la FID, on obtient

théoriquement la courbe de décroissance 𝑻𝟐 .
B. La décroissance décrite par la FID est moins rapide que celle attendue en théorie,
on parle alors de décroissance 𝑻𝟐 *.
C. 𝑻𝟐 dépend des déphasages des spins causés par les hétérogénéités moléculaires
propres aux tissus étudiés, on parle d'inhomogénéités extrinsèques.
D. Les inhomogénéités faibles propres à 𝑩𝟎 sont connues sous le nom
d'inhomogénéités intrinsèques.
Réponse 22
A. Lorsqu'on relie les sommets de chaque alternance négative de la FID, on obtient

théoriquement la courbe de décroissance 𝑻𝟐 .
B. La décroissance décrite par la FID est moins rapide que celle attendue en théorie,
on parle alors de décroissance 𝑻𝟐 *.
C. 𝑻𝟐 dépend des déphasages des spins causés par les hétérogénéités moléculaires
propres aux tissus étudiés, on parle d'inhomogénéités extrinsèques.
D. Les inhomogénéités faibles propres à 𝑩𝟎 sont connues sous le nom
d'inhomogénéités intrinsèques.
QCM 23
A. Le principe de la séquence nom d'écho de spin (ES), est de placer une

impulsion RF de 180° (RF180) après l'impulsion RF initiale de 90° (RF90).
B. L’impulsion RF180 va permettre de s'affranchir des inhomogénéités
extrinsèques en imposant aux spins un rephasage compensateur permettant de
retrouver le 𝑻𝟐 vrai.
C. La FID atteint alors un sommet où seuls les déphasages extrinsèques sont
présents dans le signal disponible.
D. L'impulsion RF180° permet alors un aller-retour de 𝑴𝒙𝒚 correspondant à un
cycle de déphasage-rephasage symétrique, mieux connu sous le nom
d'écho.
E. Le signal d’écho de spin, permet de donner en son sommet au temps TE (temps
d'écho) une composante 𝑻𝟐 « vraie » épurée des inhomogénéités extrinsèques.
Réponse 23
A. Le principe de la séquence nom d'écho de spin (ES), est de placer une

impulsion RF de 180° (RF180) après l'impulsion RF initiale de 90° (RF90).
B. L’impulsion RF180 va permettre de s'affranchir des inhomogénéités
extrinsèques en imposant aux spins un rephasage compensateur permettant de
retrouver le 𝑻𝟐 vrai.
C. La FID atteint alors un sommet où seuls les déphasages extrinsèques sont
présents dans le signal disponible.
D. L'impulsion RF180° permet alors un aller-retour de 𝑴𝒙𝒚 correspondant à un
cycle de déphasage-rephasage symétrique, mieux connu sous le nom
d'écho.
E. Le signal d’écho de spin, permet de donner en son sommet au temps TE (temps
d'écho) une composante 𝑻𝟐 « vraie » épurée des inhomogénéités extrinsèques.
On distingue deux paramètres: 2.

3.
❑ Temps d'écho (TE). contenues dans l'écho ?
5. Comment utiliser le TR et le TE pour pondérer l'écho soit en 𝑻𝟐 soit en 𝑻𝟏 ?
❑ Temps de répétition (TR). 6. Quelles informations contiennent le signal RMN si l'on ne pondère ni en 𝑻𝟏 ,
➢ TE est la durée qui sépare l'impulsion RF initiale (RF90°) du sommet de

l'écho. Ce temps dépend du moment où l'on place l'impulsion RF180°.
En IRM, il va falloir reproduire plusieurs fois le cycle RF90°–

RF180°–écho afin de générer une image.
Le fait de répéter plusieurs fois cette suite d'événements (= chronogramme)
met en évidence un autre paramètre : le temps de répétition (TR).
➢ TR est le temps qui sépare deux impulsions RF initiales (90° en ES).

Ce paramètre est essentiel, car il va influencer la proportion
d'informations 𝑻𝟏 présente à partir du deuxième cycle, c'est-à-dire du
deuxième écho (voir ci-après dans la question suivante).
Principe de la séquence d'écho de spin
❑ Le TE et le TR sont deux paramètres réglables par l'opérateur qui vont servir à «
moduler » la part d'informations 𝑻𝟏 et 𝑻𝟐 contenues dans le signal.
❑ Ils permettront de pondérer (= contraster = privilégier) l'écho, et donc l'image,
en 𝑻𝟏 ou en 𝑻𝟐 .
TR n’apparaît dans les

équations qu’au deuxième cycle
Le TE et le TR sont deux paramètres programmables d'une séquence IRM.

4. Quelle est l'influence des paramètres 2.
3.
TE et TR sur les informations 𝑻𝟏 et 𝑻𝟐 4. Quelle est l'influence des paramètres TE et TR sur les informations 𝑻𝟏 et 𝑻𝟐
contenues dans l'écho ? 6. Quelles informations contiennent le signal RMN si l'on ne pondère ni en 𝑻𝟏 ,
❑ Dans la technique ES le TR utilisé est très >> au temps

de décroissance 𝑻𝟐 → le TR n'aura pas d'influence sur
𝑴𝒙𝒚 , c'est-à-dire n’influence pas 𝑻𝟐 du signal.
❑ En revanche, les temps de relaxation 𝑻𝟏 des tissus sont
très proches des TR susceptibles d'être utilisés → Le
TR conditionne ainsi la pondération en 𝑻𝟏 de l'écho du
cycle suivant.
De la figure ci-contre:
➢ Pour TR suffisamment long, les deux courbes de
repousse 𝑻𝟏 ont le temps de retrouver leur valeur
maximale (même 𝑴𝒛 pour les deux tissus ). Au cycle suivant,
il n’y aura pas de contraste en 𝑻𝟏 .
➢ Pour TR court, pas de temps suffisant pour retrouver le
max. et donc pas la même 𝑴𝒛 . Au cycle suivant, il y
aura un bon contraste en 𝑻𝟏 .
A retenir: Le TR conditionne le contraste 𝑻𝟏 contenu dans l'écho
du cycle suivant.
✓ TR long (en ES) ⇒ ne pondère pas en 𝑻𝟏 .
✓ TR court (en ES) ⇒ pondère en 𝑻𝟏 . Influence des paramétrages TR et TE sur les contrastes en T1 et en T2.
4. Quelle est l'influence des paramètres TE et TR sur
les informations 𝑻𝟏 et 𝑻𝟐 contenues dans l'écho ?
❑ Le TE va permettre de mettre directement en

évidence, des différences d'aimantation
transversale 𝑴𝒙𝒚 présentes dans l'écho.
De la figure ci-contre:
➢ Pour TE très court, les différences de 𝑴𝒙𝒚
entre les tissus n'ont pas le temps d’apparaître.
L’echo n’aura pas de contraste en 𝑻𝟐 .
➢ Pour TE long, les différences de 𝑴𝒙𝒚 entre les
tissus ont le temps d’apparaître. Il y aura donc
un contraste en 𝑻𝟐 un TE long permet de
pondérer le signal en 𝑻𝟐 .
➢ Pour TE très long, 𝑴𝒙𝒚 des tissus atteindra des
valeurs si faible qu’il y aura plus de signal
disponible.
A retenir: le TE conditionne directement le contraste 𝑻𝟐

disponible dans l'écho.
✓ TE court ⇒ ne pondère pas en 𝑻𝟐 .
✓ TE long ⇒ pondère directement l'écho en 𝑻𝟐 . Influence des paramétrages TR et TE sur les contrastes en T1 et en T2.
QCM 24
A. TE est la durée qui sépare l'impulsion RF initiale ‘’RF180°’’ du sommet de

B. TR est le temps qui sépare deux impulsions RF initiales ‘‘90° en ES’’.
C. Le TE et le TR sont deux paramètres réglables par l'opérateur qui vont
servir à « moduler » la part d'informations 𝑻𝟏 et 𝑻𝟐 contenues dans le
signal.
D. Dans la technique ES le TR utilisé est très >> au temps de décroissance
𝑻𝟐 → le TR n'aura pas d'influence sur 𝑴𝒙𝒚 , c'est-à-dire n’influence pas
𝑻𝟐 du signal.
E. Les temps de relaxation 𝑻𝟏 des tissus sont très proches des TR
susceptibles d'être utilisés → Le TR conditionne ainsi la pondération en
𝑻𝟏 de l'écho du premier cycle.
Réponse 24
A. TE est la durée qui sépare l'impulsion RF initiale ‘’RF180°’’ du sommet de

B. TR est le temps qui sépare deux impulsions RF initiales ‘’90° en ES’.
C. Le TE et le TR sont deux paramètres réglables par l'opérateur qui vont
servir à « moduler » la part d'informations 𝑻𝟏 et 𝑻𝟐 contenues dans le
signal.
D. Dans la technique ES le TR utilisé est très >> au temps de décroissance
𝑻𝟐 → le TR n'aura pas d'influence sur 𝑴𝒙𝒚 , c'est-à-dire n’influence pas
𝑻𝟐 du signal.
E. Les temps de relaxation 𝑻𝟏 des tissus sont très proches des TR
susceptibles d'être utilisés → Le TR conditionne ainsi la pondération en
𝑻𝟏 de l'écho du premier cycle.
QCM 25
A. Pour TR court, pas de temps suffisant pour retrouver le max. et donc pas la
même 𝑴𝒛 . Au cycle suivant, il y aura un bon contraste en 𝑻𝟏 .
B. Pour TE très court, les différences de 𝑴𝒙𝒚 entre les tissus n'ont pas le
temps d’apparaître. L’écho n’aura pas de contraste en 𝑻𝟐 .
C. Pour TR long, les différences de 𝑴𝒙𝒚 entre les tissus ont le temps
d’apparaître. Il y aura donc un contraste en 𝑻𝟐 un TE long permet de
D. TE long ⇒ ne pondère pas en 𝑻𝟐 .
E. TE court ⇒ pondère directement l'écho en 𝑻𝟐 .
Réponse 25
A. Pour TR court, pas de temps suffisant pour retrouver le max. et donc pas la
même 𝑴𝒛 . Au cycle suivant, il y aura un bon contraste en 𝑻𝟏 .
B. Pour TE très court, les différences de 𝑴𝒙𝒚 entre les tissus n'ont pas le
temps d’apparaître. L’écho n’aura pas de contraste en 𝑻𝟐 .
C. Pour TR long, les différences de 𝑴𝒙𝒚 entre les tissus ont le temps
d’apparaître. Il y aura donc un contraste en 𝑻𝟐 un TE long permet de
D. TE long ⇒ ne pondère pas en 𝑻𝟐 .
E. TE court ⇒ pondère directement l'écho
en 𝑻𝟐 .
5. Comment utiliser le TR et le TE pour

pondérer l'écho soit en 𝑻𝟐 soit en 𝑻𝟏 ? 5.
6.
Quelles informations contiennent le signal RMN si l'on ne pondère ni en 𝑻𝟏 ,
❑ L'intérêt de l'IRM est d'obtenir des images permettant de comparer les différences de relaxation
𝑻𝟏 et 𝑻𝟐 des différents tissus.
❑ Pour cela, il est nécessaire de ne privilégier qu’une seule information : soit l'image est
pondérée en 𝑻𝟏 , soit elle est pondérée en 𝑻𝟐 .
Comment pondérer en 𝑻𝟐 (en ES) ?
→ Pour favoriser la présence de contraste 𝑻𝟐

dans les échos réceptionnés, il suffira
d'utiliser un TE long.
→ Pour cela, il va falloir choisir une valeur
de TR qui ne laisse pas apparaître de
contraste 𝑻𝟏 dans l'écho suivant : on
utilisera un TR long.
A retenir: Pour pondérer en 𝑻𝟐 , en technique ES, on utilise :

– un TE long (100 ms) qui permet d'exprimer les contrastes 𝑻𝟐 ;
– un TR long (> 1 800 ms) qui permet de s'affranchir des En écho de spin, pondérer le signal en 𝑻𝟐 nécessite de programmer un TR « long »
contrastes 𝑻𝟏 . et un TE « long ».
Comment pondérer en 𝑻𝟏 (en ES) ?
→ Pour pondérer en 𝑻𝟏 , il faut s'affranchir des contrastes

𝑻𝟐 susceptibles d'êtres présents dans le signal : pour
cela, on utilise un TE court.
→ Afin de transmettre des contrastes 𝑻𝟏 aux différents
échos, on utilise un TR court qui permettra de basculer,
dès le deuxième cycle, des écarts d'aimantation
longitudinale 𝑴𝒛 dans le plan de lecture (x,y).
→ L'association d'un TR court et d'un TE court permet de
pondérer (à partir du 2e cycle) les échos en 𝑻𝟏 .
A retenir: Pour pondérer en 𝑻𝟏 , en technique ES, on utilise :

– un TE court (15 ms) permettant de ne pas pondérer en 𝑻𝟐 ;
– un TR court (500 ms) permettant de pondérer en 𝑻𝟏 .
En écho de spin, pondérer le signal en 𝑻𝟏 nécessite de

programmer un TR « court » et un TE « court »
6. Quelles informations contiennent le signal RMN si 2.

3.
l'on ne pondère ni en 𝑻𝟏 , ni en 𝑻𝟐 ? ⇒ pondération 5.
en densité protonique (DP) 6. Quelles informations contiennent le signal RMN si l'on ne pondère ni en 𝑻𝟏 ,
La pondération de l’image en densité protonique (DP) revient au choix d'un TR long et d'un
TE court. Ce choix contient des informations concernant la quantité de protons d'hydrogène
présente dans chaque tissu.
❑ Plus un tissu contient de protons, plus il
aura un signal élevé.
❑ La connaissance de la teneur en
hydrogène des différents tissus permet
d'estimer les contrastes attendus sur des
images pondérées en DP.
En écho de spin, pondérer le signal en DP (Rho) nécessite de programmer un TR « long » et un TE « court ».

7. Quel est le bilan des paramétrages en écho de spin? 5.

6.
Quelles informations contiennent le signal RMN si l'on ne pondère ni en 𝑻𝟏 ,
Tableau: Valeurs de TR et de TE permettant de pondérer en 𝑻𝟏 , 𝑻𝟐 et en DP sur un appareil à 1,5 tesla.
Pondération (valeurs à 1,5 tesla) 𝑻𝟏 𝑻𝟐 DP
400–600 > 1 800 > 1 800

TR en ms
(pondère en 𝑻𝟏 ) (dépondère en 𝑻𝟏 ) (dépondère en 𝑻𝟏 )
15–35 80–120 15–35

TE en ms
(dépondère en 𝑻𝟐 ) (pondère en 𝑻𝟐 ) (dépondère en 𝑻𝟐 )
8. Quels sont les 2.

3.
principaux 5.
contrastes? 6. Quelles informations contiennent le signal RMN si l'on ne pondère ni en 𝑻𝟏 ,

❑ En densité de proton (DP), l'intensité des différents tissus est

proportionnelle à leur teneur en hydrogène. Cette
pondération n'est presque utilisée qu'au niveau cérébral.
❑ L'observation des liquides stagnants (ou liquides à

circulation lente) permet en général de différencier les deux
pondérations 𝑻𝟏 et 𝑻𝟐 (voir les figures)
Coupes sagittales de la région lombo-sacrée et coupes
transversales passant par le foie, en pondération 𝑻𝟏 et 𝑻𝟐 .
L'observation des éléments liquidiens (LCS, bile…) permet de
différencier ces deux pondérations.
❑ Au niveau cérébral, un hyposignal du LCS ne
garantit pas la pondération 𝑻𝟏 d'une image !
On utilise alors une technique qui permet de
supprimer le signal du LCS sur une image
pondérée en 𝑻𝟐 , on parle alors de
pondération 𝑻𝟐 -FLAIR.
Coupes transversales cérébrales passant par le splénium du corps calleux. L'observation du signal
du LCS et des substances cérébrales (blanche et grise) permet de différencier les trois pondérations
de base (𝑻𝟏 , 𝑻𝟐 et DP) et d'identifier la mise en place d'une suppression liquidienne (T2-FLAIR).
QCM 26
A. L'intérêt de l'IRM est d'obtenir des images permettant de comparer les

différences de relaxation TR et TE des différents tissus.
B. En IRM, il est nécessaire de ne privilégier qu’une seule information : soit
l'image est pondérée en 𝑻𝟏 , soit elle est pondérée en 𝑻𝟐 .
C. Pour pondérer 𝑻𝟐 , c’est-à-dire favoriser la présence de contraste 𝑻𝟐
dans les échos réceptionnés, il suffira d'utiliser un TE long.
D. Si on choisit TE long, il va falloir choisir une valeur de TR qui ne laisse
pas apparaître de contraste 𝑻𝟏 dans l'écho suivant : on utilisera un TR
long.
E. Si on pondère en 𝑇1 , il va falloir pondérer aussi en 𝑇2 .
Réponse 26
A. L'intérêt de l'IRM est d'obtenir des images permettant de comparer les

différences de relaxation TR (𝑇1 ) et TE (𝑇2 ) des différents tissus.
B. En IRM, il est nécessaire de ne privilégier qu’une seule information : soit
l'image est pondérée en 𝑻𝟏 , soit elle est pondérée en 𝑻𝟐 .
C. Pour pondérer 𝑻𝟐 , c’est-à-dire favoriser la présence de contraste 𝑻𝟐
dans les échos réceptionnés, il suffira d'utiliser un TE long.
D. Si on choisit TE long, il va falloir choisir une valeur de TR qui ne laisse
pas apparaître de contraste 𝑻𝟏 dans l'écho suivant : on utilisera un TR
long.
E. Si on pondère en 𝑇1 , il va falloir pondérer aussi en 𝑇2 .
QCM 27

A. Pour pondérer en 𝑻𝟐 , en technique ES, on utilise, un TE long (100 ms) qui
permet d'exprimer les contrastes 𝑻𝟐 ; et un TR long (> 1 800 ms) qui permet de
s'affranchir des contrastes 𝑻𝟏 .
B. Pour pondérer en 𝑻𝟏 , en technique ES, on utilise, un TE court (15 ms)
permettant de ne pas pondérer en 𝑻𝟐 ; un TR court (500 ms) permettant de
pondérer en 𝑻𝟏 .
C. Pour pondérer en 𝑻𝟐 , en technique ES, on utilise, un TE court (100 ms) qui
D. Pour pondérer en 𝑻𝟏 , en technique ES, on utilise, un TE court (15 ms)
permettant de ne pas pondérer en 𝑻𝟐 ; un TR long (500 ms) permettant de
E. Pour pondérer en 𝑻𝟐 , en technique ES, on utilise, un TE long (100 s) qui
permet d'exprimer les contrastes 𝑻𝟐 ; et un TR long (> 1 800 s) qui permet de
Réponse 27

A. Pour pondérer en 𝑻𝟐 , en technique ES, on utilise, un TE long (100 ms) qui
B. Pour pondérer en 𝑻𝟏 , en technique ES, on utilise, un TE court (15 ms)
permettant de ne pas pondérer en 𝑻𝟐 ; un TR court (500 ms) permettant de
C. Pour pondérer en 𝑻𝟐 , en technique ES, on utilise, un TE court (100 ms) qui
D. Pour pondérer en 𝑻𝟏 , en technique ES, on utilise, un TE court (15 ms)
permettant de ne pas pondérer en 𝑻𝟐 ; un TR long (500 ms) permettant de
E. Pour pondérer en 𝑻𝟐 , en technique ES, on utilise, un TE long (100 s) qui
permet d'exprimer les contrastes 𝑻𝟐 ; et un TR long (> 1 800 s) qui permet de
De l'écho à l'image (notions de base) III.

IV.
V.
De l'écho de spin aux séquences actuelles
Produits de contrastes utilisés en IRM (notions)
1. Comment trier les informations ?

2. Qu'est-ce qu'un gradient de champ magnétique ?
3. Comment individualiser une tranche à l'aide d’un gradient de sélection de coupe?
4. Comment passer de la coupe à l'image ? (remplissage linéaire du plan de Fourier)
5. Bilan chronologique des événements?
6. Comment calculer les temps d'acquisition (remplissage linéaire de l'espace k) ?
7. Comment obtenir plusieurs coupes ?
1. Comment trier les informations ? 7. Comment obtenir plusieurs coupes ?
❑ Nous avons vu jusqu'ici comment générer et pondérer (𝑻𝟏 , 𝑻𝟐 et DP) un signal RMN
qui sera intégré, par une antenne, sous forme de signal électrique analysable.
❑ Cependant, le signal réceptionné transporte les informations de l'ensemble d’un

volume soumis aux impulsions RF, mais ne contient aucune information spatiale
permettant le calcul d'une image.
→ Il est alors nécessaire, avant et pendant l'enregistrement de l'écho, de réaliser un

codage spatial du signal RMN. Pour ce faire, on utilisera des gradients de champ
magnétique.
2. Qu'est-ce qu'un gradient de
champ magnétique ?
❑ Un gradient de champ est un champ

magnétique G de faible intensité, qui varie
linéairement dans l'espace et qui s'ajoute à
𝑩𝟎 de manière contrôlée dans le temps.
❑ L’intensité des lignes de 𝑩𝟎 (qui sont

parallèles à l’axe de 𝑩𝟎 ) sera alors
modifiée le long de l'axe d'application du
gradient.
Au champ magnétique principal 𝑩𝟎 (A) s'ajoute un gradient de
champ de faible intensité G (B) pour aboutir, pendant un temps
donné (T), à un champ magnétique intense et variant linéairement
dans l'espace le long de l'axe d'application du gradient.
NB.: c’est pas la direction ou le sens qui va varier

après l’application de G, juste l’amplitude de 𝑩𝟎 qui
va varier.
Représentation temporelle et spatiale d'un gradient de champ magnétique.
champ magnétique ?
❑ Technologiquement, il est possible d'appliquer un gradient de champ à B0

dans toutes les directions de l'espace
Illustration de l’application du gradient de champ dans toutes les directions de l'espace.
❑ Lors de l'application d'un gradient de champ magnétique, deux modifications sont

observables au niveau des spins selon qu'on se place pendant ou après l'application du
gradient. (figure suivante)
champ magnétique ?
Pendant l'application du gradient :

codage de fréquence
❑ Pendant l'utilisation d'un gradient,
des différences de fréquences de
rotation des spins sont observées le
long de son axe d'application.
❑ Il est alors possible de localiser les
spins en fonction de leur
fréquence de précession, on parle
de « codage en fréquence ».
À l'arrêt du gradient :
codage de phase
❑ Dès l'arrêt du gradient, les spins reviennent à

la même fréquence mais avec des déphasages Représentation spatiale et temporelle d'un gradient de champ magnétique
qui dépendent de l'amplitude (G) du gradient
Pendant l'application du gradient, on peut localiser les spins en fonction de
et à sa durée d'application (T). leur fréquence = codage de fréquence. Après l'application du gradient, on
❑ Il est alors possible de localiser les spins en peut localiser les spins en fonction de leur phase = codage de phase.
fonction de leur phase, on parle de « codage
en phase ».
QCM 28
A. Un gradient de champ est un champ magnétique G de faible intensité, qui varie
linéairement dans l'espace et qui s'ajoute à 𝑩𝟎 de manière contrôlée dans le
temps.
B. L’intensité des lignes de 𝑩𝟎 (qui sont parallèles à l’axe de 𝑩𝟎 ) sera modifiée le dans
l'axe orthogonal au gradient.
C. Au champ magnétique principal 𝑩𝟎 (A) s'ajoute un gradient de champ de faible
intensité G (B) pour aboutir, pendant un temps donné (T), à un champ magnétique
intense et variant linéairement dans l'espace le long de l'axe d'application du
gradient.
D. Pendant l'utilisation d'un gradient, des différences de fréquences de rotation des
spins sont observées le long de son axe d'application→ de « codage en phase ».
E. Dès l'arrêt du gradient, les spins reviennent à la même fréquence mais avec des
déphasages qui dépendent de l'amplitude (G) du gradient et à sa durée
d'application (T)→ on parle de « codage en fréquence ».
Réponse 28
A. Un gradient de champ est un champ magnétique G de faible intensité, qui varie
linéairement dans l'espace et qui s'ajoute à 𝑩𝟎 de manière contrôlée dans le
temps.
B. L’intensité des lignes de 𝑩𝟎 (qui sont parallèles à l’axe de 𝑩𝟎 ) sera modifiée le dans
l'axe orthogonal au gradient.
C. Au champ magnétique principal 𝑩𝟎 (A) s'ajoute un gradient de champ de faible
intensité G (B) pour aboutir, pendant un temps donné (T), à un champ magnétique
intense et variant linéairement dans l'espace le long de l'axe d'application du
gradient.
D. Pendant l'utilisation d'un gradient, des différences de fréquences de rotation des
spins sont observées le long de son axe d'application→ de « codage en phase ».
E. Dès l'arrêt du gradient, les spins reviennent à la même fréquence mais avec des
déphasages qui dépendent de l'amplitude (G) du gradient et à sa durée
d'application (T)→ on parle de « codage en fréquence ».
3. Comment individualiser une tranche à l'aide 3.
4.
Comment individualiser une tranche à l'aide d’un gradient de sélection de coupe?
Comment passer de la coupe à l'image ? (remplissage linéaire du plan de Fourier)
d’un gradient de sélection de coupe? 5.

6.
7.
Bilan chronologique des événements?
Comment calculer les temps d'acquisition (remplissage linéaire de l'espace k) ?
Comment obtenir plusieurs coupes ?
❑ Il est important de préciser à ce stade que l'onde RF (qui donne un signal RMN mesurable) est
caractérisée par sa fréquence centrale (𝒇𝑹𝑭 ) et par sa bande passante (𝑩𝑷𝑹𝑭 )
❑ Dans un champ 𝑩𝟎 uniforme, l'émission d’une onde RF

centrée sur 𝒇𝟎 (𝒇𝑹𝑭 = 𝒇𝟎 ) entraîne une bascule de
l'ensemble des protons du volume et par conséquent ne
permet pas l'obtention de coupes.
❑ Pour obtenir une coupe, il est nécessaire que l'impulsion
RF n'interfère qu'avec la population de protons contenue
dans la « Tranche » souhaitée.
→ Pour cela, il suffit d'appliquer, conjointement aux
impulsions RF, un gradient de champ magnétique qui
permettra de différencier les spins selon leur fréquence.
→ Ainsi, seuls les protons qui précessent à la fréquence de
l'onde RF incidente seront basculés.
→ Le signal RMN réceptionné alors proviendra de la coupe
sélectionnée.
Représentation temporelle et fréquentielle de l'onde radiofréquence (RF).
Le gradient de fréquence utilisé dans ce cas est appelé Une onde RF est caractérisée par sa fréquence (𝒇𝑹𝑭 ) et par sa bande
passante en fréquence (𝑩𝑷𝑹𝑭 ). Ces deux paramètres permettent la
gradient de sélection de coupe (Gsc ou Gss). (voir figure suivante) sélection de la coupe et de son épaisseur.
3. Comment individualiser une tranche à l'aide
d’un gradient de sélection de coupe?
Figure: Sans gradient, l'onde RF interagit avec

l'ensemble des spins du volume (A). En présence d'un
gradient de sélection de coupe, la fréquence de l'onde
RF conditionnera la position de la coupe sélectionnée
le long de l'axe d'application du gradient (B).
❑ L'épaisseur de la coupe dépendra de la

bande passante du gradient de sélection de
coupe.
❑ Plus la pente du gradient de sélection de
coupe est élevée, plus la population de spins
réagissant à l'onde RF sera moindre.
❑ Il y aura donc moins de signal disponible, et
la coupe sera plus fine.
❑ Les pentes de gradient les plus amples
utilisées actuellement sont de l'ordre de 50
mT/m.
Plus la bande passante du gradient de sélection

de coupe augmente (A ⇒ B), plus le nombre de
protons sélectionnés sera restreint : la coupe sera
donc d'autant plus fine mais le signal disponible Pour une bande passante d'émission donnée (𝑩𝑷𝑹𝑭 ), l'amplitude du gradient
d'autant plus faible. permettra de sélectionner l'épaisseur de coupe
❑ Le choix du plan de coupe (axial, coronal,

sagittal) dépend de l'axe d'application du
gradient de sélection de coupe pendant
l'émission RF.
→ Un gradient de sélection de coupe appliqué :

o sur l'axe x, sélectionne une coupe sagittale ;
o sur l'axe y, sélectionne une coupe coronale ;
o sur l'axe z, sélectionne une coupe axiale.
A retenir: La sélection d'une coupe utilise le codage

fréquentiel issu de l'application d'un gradient de champ Choix du plan d'étude en fonction de l'axe d'application du
gradient de sélection de coupe.
magnétique pendant l'impulsion RF. Le signal résultant ne
comporte que les informations RMN contenues dans la coupe.
Ce signal va ensuite servir à remplir le plan de Fourier de la
coupe en question.
QCM 29
A. Dans un champ 𝑩𝟎 uniforme, l'émission d’une onde RF centrée sur 𝒇𝟎 (𝒇𝑹𝑭 =
𝒇𝟎 ) entraîne une bascule de l'ensemble des protons du volume et par
conséquent ne permet pas l'obtention de coupes.
B. Pour obtenir une coupe, il est nécessaire que l'impulsion RF n'interfère
qu'avec la population de protons contenue dans la « Tranche » souhaitée.
C. Pour obtenir une coupe, il suffit d'appliquer, conjointement aux impulsions
RF, un gradient de champ magnétique qui permettra de différencier les
spins selon leur fréquence.
D. Pour obtenir une coupe, on utilise un gradient de fréquence appelé gradient
de sélection de coupe qui permet que seuls les protons qui précessent à la
fréquence de l'onde RF incidente seront basculés (à l’intérieur de la coupe
concernée).
E. Toutes les réponses sont fausses.
Réponse 29
A. Dans un champ 𝑩𝟎 uniforme, l'émission d’une onde RF centrée sur 𝒇𝟎 (𝒇𝑹𝑭 =

𝒇𝟎 ) entraîne une bascule de l'ensemble des protons du volume et par
conséquent ne permet pas l'obtention de coupes.
B. Pour obtenir une coupe, il est nécessaire que l'impulsion RF n'interfère
qu'avec la population de protons contenue dans la « Tranche » souhaitée.
C. Pour obtenir une coupe, il suffit d'appliquer, conjointement aux impulsions
RF, un gradient de champ magnétique qui permettra de différencier les
spins selon leur fréquence.
D. Pour obtenir une coupe, on utilise un gradient de fréquence appelé gradient
de sélection de coupe qui permet que seuls les protons qui précessent à la
fréquence de l'onde RF incidente seront basculés (à l’intérieur de la coupe
concernée).
E. Toutes les réponses sont fausses.
QCM 30
A. L'épaisseur de la coupe dépendra de la bande passante du gradient de

sélection de coupe.
B. Plus la pente du gradient de sélection de coupe est élevée, plus la
population de spins réagissant à l'onde RF sera élevée.
C. Plus la pente du gradient de sélection de coupe est élevée, plus Il y aura
moins de signal disponible, et la coupe sera plus épaisse.
D. La sélection d'une coupe utilise le codage de phase issu de l'application
d'un gradient de champ magnétique pendant l'impulsion RF.
E. Le signal résultant de l’application d’un gradient de sélection de coupe ne
comporte que les informations RMN contenues dans la volume total.
Réponse 30
A. L'épaisseur de la coupe dépendra de la bande passante du gradient de

sélection de coupe.
B. Plus la pente du gradient de sélection de coupe est élevée, plus la
population de spins réagissant à l'onde RF sera élevée (moindre).
C. Plus la pente du gradient de sélection de coupe est élevée, plus Il y aura
moins de signal disponible, et la coupe sera plus épaisse(fine).
D. La sélection d'une coupe utilise le codage de phase (fréquentiel) issu de
l'application d'un gradient de champ magnétique pendant l'impulsion RF.
E. Le signal résultant de l’application d’un gradient de sélection de coupe ne
comporte que les informations RMN contenues dans la volume total
(coupe).
4. Comment passer de la coupe à l'image ? 3.
4.
(remplissage linéaire du plan de Fourier) 5.

6.
7.
Dans cette section on aura besoin des information requises

des exposés:
- l'espace k ou espace de Fourier
Rappels sur l'espace k ou espace de Fourier - Caractéristiques fréquentielles d'une image.
❑ Toute image numérique (coupe IRM, photographie…) peut être représentée de manière fréquentielle
(espace k).
❑ On distingue ainsi le domaine spatial (image) du domaine fréquentiel (espace k).
❑ Le passage d'un domaine à un autre est possible au travers d'une transformée de Fourier.
→ En IRM, on commence par remplir le plan de fourrier (domaine fréquentiel ), puis par
l'intermédiaire d'une transformée de Fourier on construit l’image IRM.
Qu’est ce que c’est que alors un plan de fourrier ?
❑ Une image est composée à la fois d'informations globales (visibles de « loin ») et de détails (visibles de « près »).
❑ L'aspect global d'une image représente son contraste (il correspond aux basses fréquences de l'image).
❑ Les détails correspondent aux hautes fréquences de l’image.
→ Le plan de Fourier est un tableau qui classe ces informations fréquentielles selon deux axes 𝑲𝒙 et 𝑲𝒚 .
Les basses fréquences, transportant le contraste de l'image sont situées au centre du plan de Fourier.
Les hautes fréquences représentant ses détails sont contenues dans la périphérie du plan de Fourier
(voir figure suivante).
4. Comment passer de la coupe à l'image ?
(remplissage linéaire du plan de Fourier)
Une image étant caractérisée par ses deux dimensions (x et y), il faut
extraire les fréquences spatiales contenues dans le signal selon ces deux
directions (𝑲𝒙 et 𝑲𝒚 ). On doit ainsi, pour remplir le plan de Fourier,
effectuer une double analyse du signal :
o l'une selon l'axe x ;
o l'autre selon l'axe y.
On réalise alors une double transformée de Fourier (DTF ou 2TF).
Comment extraire les informations spatiales selon x ?
❑ C’est par la lecture de l'écho en appliquant un gradient de lecture.

❑ En effet, chaque écho ira remplir une ligne du plan de Fourrier.
❑ L'action du gradient de lecture peut être décrite de deux manières distinctes
(qui sont en réalité liées) :
➢ adressage temporo-fréquentiel ;
➢ adressage spatio-fréquentiel.
Correspondance entre l'espace image et l'espace k.

➢ Adressage temporo-fréquentiel ;
❑ Ce type d’adressage consiste à coïncider la lecture du centre de

l'écho au remplissage de la partie centrale de l'espace k (selon 𝑲𝒙 )
afin d'y apporter le maximum de signal, c'est-à-dire le plus de
contraste possible.
❑ Cela revient à coïncider les données temporelles de l'écho avec les
données fréquentielles de l'espace k.
❑ Cette coïncidence est établie par le gradient de lecture qui guide le
remplissage de l'espace k.
➢ Les hautes fréquences (relatives aux détails) sont extraites des

parties latérales de l'écho (signal faible) ⇒ remplissage de la
périphérie de l'espace k (selon 𝑲𝒙 ).
➢ Les basses fréquences (relatives aux contraste) sont extraites
du centre de l'écho (signal élevé) ⇒ remplissage du centre de
l'espace k (selon 𝑲𝒙 ).
➢ On a ainsi rempli une ligne du plan de Fourier.
La mise en place d'un gradient lors de l'apparition de l'écho

permet de réaliser un adressage temporo-fréquentiel.
➢ Adressage spatio-fréquentiel ;
❑ l'application d'un gradient de lecture attribue une

fréquence propre à chaque point le long de son axe
d'application.
❑ Il est ainsi possible en appliquant une transformée de

Fourier du signal réceptionné et d'obtenir le profil de
l'objet étudié selon la direction d'application du
gradient.
Contenu fréquentiel du signal sans application de gradient (A) et avec

application de gradient (B).
Comment extraire les informations spatiales selon y ?
❑ Pour remplir l'intégralité du plan de Fourier, il

reste à exploiter les informations spatiales
selon l'axe y.
❑ Pour cela on met en place, avant la création
de l'écho, un gradient de phase qui va
modifier la phase des spins le long de l'axe en
question (y).
❑ Pour être capable de distinguer les phases
des structures situées le long de l'axe y, il
faut utiliser un gradient de phase
d'amplitude élevé.
Plus l'amplitude du gradient de phase est élevée, plus la discrimination

spatiale sera importante. L'amplitude du gradient de phase permet ainsi de
sélectionner la ligne y de plan de Fourier qui sera remplie par le signal
associé.
Application du gradient de codage de phase.

❑ Les échos précédés d'un gradient de phase ample font

référence aux détails de la structure étudiée mais
possèdent un faible rapport S/B ➔ Ces échos iront
alors remplir une ligne périphérique du plan de Fourier.
❑ Les échos précédés d'un gradient de phase faible font
référence au contraste , mais bénéficient d’un rapport
signal sur bruit élevé. Ces échos iront alors remplir
une ligne centrale du plan de Fourier.
❑ Ainsi, pour avoir un aperçu complet des informations
(détails et contrastes) présentes le long de l'axe du
codage de phase, il faudra répéter plusieurs fois et ce,
de manière différente ce gradient.
❑ Ainsi, dans une séquence IRM, l'amplitude du gradient
de phase sera différente pour chaque écho
réceptionné.
Un gradient de phase de faible amplitude apporte peu

d'informations spatiales mais diminuera peu l'intensité de signal
généré (B). Un gradient de phase ample transporte davantage de
détails (en y), mais diminue l'intensité du signal généré (C).
L'absence de gradient de phase ne permet pas de connaître les
informations spatiales selon l'axe y de l'image (A).
Bilan
La construction de l’image IRM est basée sur l’utilisation de trois gradients:
➢ Gradient de sélection de coupe (selon z) → codage fréquentiel (gradient de fréquence)

➢ Gradient de lecture (remplissage des lignes 𝑲𝒙 dans l’espace de fourrier) → codage fréquentiel
(gradient de fréquence)
➢ Gradient de phase (remplissage des lignes 𝑲𝒚 dans l’espace de fourrier) → codage de phase
(gradient de phase)
QCM 31
A. Une image est composée à la fois d'informations globales (visibles de « loin ») et

de détails (visibles de « près »).
B. L'aspect global d'une image représente son contraste (il correspond aux basses
fréquences de l'image).
C. Les détails correspondent aux hautes fréquences de l’image.
D. Le plan de Fourier est un tableau qui classe les informations de phase selon
deux axes 𝑲𝒙 et 𝑲𝒚 .
E. Les basses fréquences, transportant le contraste de l'image sont situées dans la
périphérie du plan de Fourier. Les hautes fréquences représentant ses détails
sont situées au centre du plan de Fourier.
Réponse 31
A. Une image est composée à la fois d'informations globales (visibles de « loin ») et

de détails (visibles de « près »).
B. L'aspect global d'une image représente son contraste (il correspond aux basses
fréquences de l'image).
C. Les détails correspondent aux hautes fréquences de l’image.
D. Le plan de Fourier est un tableau qui classe les informations de phase
(fréquentielles) selon deux axes 𝑲𝒙 et 𝑲𝒚 .
E. Les basses fréquences, transportant le contraste de l'image sont situées dans la
périphérie du plan de Fourier. Les hautes fréquences représentant ses détails
sont situées au centre du plan de Fourier.
QCM 32
A. Les informations spatiales selon x sont extraites en appliquant un gradient de

lecture.
B. L’adressage temporo-fréquentiel consiste à coïncider la lecture du centre de
l'écho au remplissage de la partie centrale de l'espace k ‘selon 𝑲𝒚 ‘ afin d'y
apporter le maximum de signal, c'est-à-dire le plus de contraste possible.
C. Les hautes fréquences (relatives aux détails) sont extraites des parties latérales
de l'écho (signal faible) ⇒ remplissage de la périphérie de l'espace k ‘selon 𝑲𝒚 ‘.
D. Les basses fréquences (relatives aux contraste) sont extraites du centre de l'écho
(signal élevé) ⇒ remplissage du centre de l'espace k ‘selon 𝑲𝒚 ‘.
E. L’application d'un gradient de lecture attribue une fréquence propre à chaque
point le long de son axe d'application.
Réponse 32
A. Les informations spatiales selon x sont extraites en appliquant un gradient de

lecture.
B. L’adressage temporo-fréquentiel consiste à coïncider la lecture du centre de
l'écho au remplissage de la partie centrale de l'espace k ‘selon 𝑲𝒚 (𝑲𝒙 )‘ afin d'y
apporter le maximum de signal, c'est-à-dire le plus de contraste possible.
C. Les hautes fréquences (relatives aux détails) sont extraites des parties latérales
de l'écho (signal faible) ⇒ remplissage de la périphérie de l'espace k ‘selon 𝑲𝒚
(𝑲𝒙 )‘.
D. Les basses fréquences (relatives aux contraste) sont extraites du centre de l'écho
(signal élevé) ⇒ remplissage du centre de l'espace k ‘selon 𝑲𝒚 (𝑲𝒙 )‘.
E. L’application d'un gradient de lecture attribue une fréquence propre à chaque
point le long de son axe d'application.
QCM 33

A. On met en place, avant la création de l'écho, un gradient de lecture qui va
modifier la phase des spins le long de l'axe y.
B. Pour être capable de distinguer les phases des structures situées le long
de l'axe y, il faut utiliser un gradient de phase d'amplitude basse.
C. Les échos précédés d'un gradient de phase ample font référence aux
détails de la structure étudiée mais possèdent un faible rapport S/B ➔ Ces
échos iront alors remplir une ligne périphérique du plan de Fourier.
D. Les échos précédés d'un gradient de phase faible font référence au
contraste , mais bénéficient d’un rapport signal sur bruit élevé. Ces échos
iront alors remplir une ligne centrale du plan de Fourier.
E. L'absence de gradient de phase ne permet pas de connaître les informations
spatiales selon l'axe y de l'image.
Réponse 33

A. On met en place, avant la création de l'écho, un gradient de lecture
(phase) qui va modifier la phase des spins le long de l'axe y.
B. Pour être capable de distinguer les phases des structures situées le long
de l'axe y, il faut utiliser un gradient de phase d'amplitude basse (élevé).
C. Les échos précédés d'un gradient de phase ample font référence aux
détails de la structure étudiée mais possèdent un faible rapport S/B ➔ Ces
échos iront alors remplir une ligne périphérique du plan de Fourier.
D. Les échos précédés d'un gradient de phase faible font référence au
contraste , mais bénéficient d’un rapport signal sur bruit élevé. Ces échos
iront alors remplir une ligne centrale du plan de Fourier.
E. L'absence de gradient de phase ne permet pas de connaître les informations
spatiales selon l'axe y de l'image.
5. Bilan chronologique des 3.
4.
événements? 5.
6.
❑ Pour effectuer un codage spatial du signal, il

faut faire correspondre à chaque écho :
o un plan de coupe ;
o des informations de phase et de
fréquence qui transportent les
informations spatiales des axes x et y.
❑ Pour cela, il faut au minimum mettre en place
pour chaque écho une succession de trois
gradients dans les trois directions de l'espace.
➢ Le gradient de sélection de coupe est le premier gradient

appliqué. Il permet, par codage de fréquence, d'extraire le
signal RMN correspondant à un plan précis du volume.
➢ Le deuxième gradient utilisé est le gradient de phase. Il est
appliqué entre l'onde RF et l'écho. Il sélectionne la ligne de
l'espace k qu'ira remplir l'écho.
➢ Le dernier gradient mis en place est le gradient de lecture.
Il est appliqué pendant l'écho, de manière à ce que le
sommet du signal coïncide avec le centre de l'espace k.
Mise en place chronologique des trois gradients de champs permettant de
Cette manière de coder l'espace est la plus utilisée, elle est réaliser le codage spatial d'une coupe obtenue dans un plan transversal.
connue sous le nom de remplissage linéaire de l'espace k.
6. Comment calculer les temps d'acquisition 3.
4.
(remplissage linéaire de l'espace k) ? 5.

6.
7.
❑ Plus il y a de lignes dans la matrice de l’image, plus il faut d'échos.

❑ Sachant qu'on génère un écho par TR, la valeur de la durée d'une séquence sera égale
au produit entre le nombre de lignes de la matrice et le TR.
❑ On ajoute un autre paramètre pour compléter cette relation: le nombre d'excitations
(𝑵𝒆𝒙 ).
❑ 𝑵𝒆𝒙 : correspond au nombre de fois où l'on souhaite de nouveau remplir le plan de
Fourier. En effet, le fait de remplir plusieurs fois l'espace k permet d'augmenter de
manière significative le rapport S/B. C'est comme en peinture : plus on passe de
couches, meilleur est le résultat final, mais plus il faut de temps !
𝑻𝑨𝒆𝒙 = 𝑻𝑹 × 𝒏𝒐𝒎𝒃𝒓𝒆 𝒅𝒆 𝒍𝒊𝒈𝒏𝒆𝒔 × 𝑁𝑒𝑥
NB: Notons que dans cette formule n’informe pas sur le nombre de coupes créées. Elle
permet seulement de connaître le temps d'acquisition d'une seule coupe !
7. Comment obtenir plusieurs coupes ? 3.
4.
❑ Le temps d'acquisition calculé

précédemment correspond à l'obtention
d'une seule coupe.
❑ Si l’on se base seulement sur ce temps, le
fait d’acquérir une dizaine de coupes va
nécessitée beaucoup de temps, ce qui
n’est pas acceptable en pratique.
❑ Une technique dite multicoupes va nous
permettre d'obtenir plusieurs coupes, sans
prolonger la durée d'acquisition, en
exploitant le « temps mort » qui existe
entre l'écho (du cycle) et l'impulsion RF du
cycle suivant (temps mort =TR − TE).
❑ On lance au cours de ce temps mort
plusieurs fois l'acquisition d'une nouvelle
coupe. Le rapport TR/(TE + 10 ms environ)
permet d'estimer le nombre de coupes
accessibles pour une séquence donnée.
Exploitation du temps mort (Tmort = TR-TE) pour réaliser une

acquisition multicoupe
QCM 34
A. Pour effectuer un codage spatial du signal, il faut faire correspondre à chaque écho :
un plan de coupe et des informations de phase et de fréquence qui transportent les
B. Le gradient de sélection de coupe est le premier gradient appliqué. Il permet, par
codage de fréquence, d'extraire le signal RMN correspondant à un plan précis du
volume.
C. Le deuxième gradient utilisé est le gradient de phase. Il est appliqué entre l'onde
RF et l'écho. Il sélectionne la ligne de l'espace k qu'ira remplir l'écho.
D. Le dernier gradient mis en place est le gradient de lecture. Il est appliqué pendant
l'écho, de manière à ce que le sommet du signal coïncide avec le centre de l'espace
k.
E. Cette manière de coder l'espace est la plus utilisée, elle est connue sous le nom de
remplissage volumique de l'espace k.
Réponse 34
A. Pour effectuer un codage spatial du signal, il faut faire correspondre à chaque écho :
un plan de coupe et des informations de phase et de fréquence qui transportent les
B. Le gradient de sélection de coupe est le premier gradient appliqué. Il permet, par
codage de fréquence, d'extraire le signal RMN correspondant à un plan précis du
volume.
C. Le deuxième gradient utilisé est le gradient de phase. Il est appliqué entre l'onde
RF et l'écho. Il sélectionne la ligne de l'espace k qu'ira remplir l'écho.
D. Le dernier gradient mis en place est le gradient de lecture. Il est appliqué pendant
l'écho, de manière à ce que le sommet du signal coïncide avec le centre de l'espace
k.
E. Cette manière de coder l'espace est la plus utilisée, elle est connue sous le nom de
remplissage volumique (linéaire) de l'espace k.
QCM 35
A. Plus il y a de lignes dans la matrice de l’image, moins il faut d'échos.

B. Sachant qu'on génère un écho par TR, la valeur de la durée d'une séquence sera
égale au rapport entre le nombre de lignes de la matrice et le TR.
C. Le nombre d'excitations 𝑵𝒆𝒙 ) correspond au nombre de fois où l'on souhaite de
nouveau remplir le plan de Fourier. En effet, le fait de remplir plusieurs fois
l'espace k permet de diminuer de manière significative le rapport S/B.
D. La technique dite multicoupes permet d'obtenir plusieurs coupes, sans prolonger
la durée d'acquisition, en exploitant le « temps mort » qui existe entre l'écho (du
cycle) et l'impulsion RF du cycle suivant (temps mort =TR − TE).
E. On lance au cours de ce temps mort plusieurs fois l'acquisition d'une nouvelle
coupe. Le rapport TR/(TE + 10 ms environ) permet d'estimer le nombre de coupes
Réponse 35
A. Plus il y a de lignes dans la matrice de l’image, moins (plus) il faut d'échos.

B. Sachant qu'on génère un écho par TR, la valeur de la durée d'une séquence sera
égale au rapport (produit) entre le nombre de lignes de la matrice et le TR.
C. Le nombre d'excitations 𝑵𝒆𝒙 ) correspond au nombre de fois où l'on souhaite de
nouveau remplir le plan de Fourier. En effet, le fait de remplir plusieurs fois
l'espace k permet de diminuer (d'augmenter) de manière significative le rapport
S/B.
D. La technique dite multicoupes permet d'obtenir plusieurs coupes, sans prolonger
la durée d'acquisition, en exploitant le « temps mort » qui existe entre l'écho (du
cycle) et l'impulsion RF du cycle suivant (temps mort =TR − TE).
E. On lance au cours de ce temps mort plusieurs fois l'acquisition d'une nouvelle
coupe. Le rapport TR/(TE + 10 ms environ) permet d'estimer le nombre de coupes
De l'écho de spin aux séquences Actuelles III.
IV.
❑ Les temps d'acquisition obtenus avec la séquence classique d'écho de spin

sont en pratique (souvent) trop longs.
❑ Pour élargir les explorations IRM à un maximum de structures anatomiques, et

pour limiter la durée d'examen pour les patients, des séquences en général
plus rapides ont été développées.
❑ Il est difficile de proposer une description précise de l'ensemble des

séquences IRM disponibles actuellement, nous nous limiterons donc à les
évoquer dans le tableau suivant.
De l'écho de spin aux
séquences Actuelles
Exposés:
1. l'espace k ou espace de Fourier.
2. Caractéristiques fréquentielles d'une image.
3. Notions sur les séquences d'écho de spin rapide (ESR)
en IRM.
4. Notions sur la séquence d'écho de gradient en IRM.
5. Principes de bases de la maintenance de l’IRM.
6. Pourquoi on a besoin d’un contrôle qualité en IRM.
7. Model de protocole de contrôle qualité en IRM (2
exposés).
8. Notions sur l’intensité acoustique et décibels (dB) avec
exercice d’application .
9. Principes de bases de la maintenance de l’échographe.
10. Model de protocole de contrôle qualité en échographie.
Produits de contrastes utilisés en IRM II.
III.
(notions) 1.2. Principe

de base V. Produits de contrastes utilisés en IRM (notions)
Produits de contraste paramagnétiques non spécifiques VI. Principales méthodes d'angiographie par résonance magnétique (ARM)
3. Produits de contraste spécifiques VII. Principaux artefacts en IRM
1. Principe de base
❑ Contrairement aux produits de contraste iodés (PCI) utilisés en TDM, l'action des produits de contraste
(PC) utilisés en IRM est indirecte.
❑ Ce n'est pas la molécule de PC qu’on cherche à visualiser, mais son action sur les protons environnants.
❑ Pour ce faire, on utilise des atomes possédant un moment magnétique capable de perturber
l'aimantation des protons d'hydrogène environnants, ce qui provoque une accélération des relaxations
𝑻𝟏 et 𝑻𝟐 .
➢ En pondération 𝑻𝟏 , on observe une augmentation de

signal des tissus concernés ;
➢ En pondération 𝑻𝟐 , on observe une diminution du signal
des tissus concernés.
La prédominance de l'un ou l'autre effet dépend du type
de molécule utilisée et de la concentration du produit.
Raccourcissement des temps de relaxation 𝑻𝟏 et 𝑻𝟐 (tissu A) faisant

suite à une injection de produit de contraste.
1. Principe de base
2. Produits de contraste paramagnétiques non spécifiques
3. Produits de contraste spécifiques
❑ Les PC non spécifiques sont utilisés dans la majorité des injections réalisées en IRM. Ils sont administrés
par voie veineuse.
❑ On utilise des ions de gadolinium qui possèdent sept électrons célibataires capables de perturber de
manière significative le champ magnétique local.
❑ Ces ions étant très toxiques pour l'organisme, ils sont associés à des molécules complexes (chélates)
assurant leur tolérance : on parle alors de chélates de gadolinium ou plus généralement de produits
paramagnétiques.
❑ La posologie standard par voie intraveineuse est de 0,2 mL/kg.
Vidéo:
Ferromagnétisme
Paramagnétisme
Diamagnétisme
1. Principe de base
❑ Les produits de contraste spécifiques sont caractérisés par leur pharmacocinétique.

❑ Ils sont dédiés à l'exploration de certains organes et utilisent des molécules complexes
(oxydes de fer associés à du polysaccharide) visant à obtenir pour la plupart d'entre eux
un effet 𝑻𝟐 (ou 𝑻𝟐 ∗).
❑ On parle alors de substances superparamagnétiques.
Parmi les agents spécifiques, on distingue :

➢ les agents de contraste hépatiques qui se fixent sur le foie sain en diminuant ainsi son signal en
pondération 𝑻𝟐 ;
➢ les agents de contraste ganglionnaires : ils sont composés de particules superparamagnétiques de
petite taille pouvant être captées par les ganglions lymphatiques ; ces produits, utiles en
cancérologie, sont encore peu utilisés actuellement ;
➢ les produits de contraste digestifs : ils se composent soit de substances paramagnétiques
permettant un contraste positif, soit de substances superparamagnétiques favorisant un contraste
négatif ;
QCM 36
A. Tout comme les produits de contraste iodés utilisés en TDM, l'action des produits
de contraste utilisés en IRM est indirecte.
B. Les produits de contraste utilisés en IRM sont basés sur des atomes possédant un
moment magnétique capable de perturber l'aimantation des protons
d'hydrogène environnants, ce qui provoque une décélération des relaxations 𝑻𝟏
et 𝑻𝟐 .
C. En utilisant un produit de contraste en IRM, en pondération 𝑻𝟏 : on observe une
augmentation de signal des tissus concernés ;
D. En utilisant un produit de contraste en IRM, en pondération 𝑻𝟐 : on observe une
diminution du signal des tissus concernés.
E. Les affirmations C et D sont correctes.
Réponse 36
1. Choisir la(les) affirmation(s) correcte(s) :
A. Tout comme les (Contrairement aux) produits de contraste iodés utilisés en TDM,
l'action des produits de contraste utilisés en IRM est indirecte.
B. Les produits de contraste utilisés en IRM sont basés sur des atomes possédant un
moment magnétique capable de perturber l'aimantation des protons
d'hydrogène environnants, ce qui provoque une décélération (accélération) des
relaxations 𝑻𝟏 et 𝑻𝟐 .
C. En utilisant un produit de contraste en IRM, en pondération 𝑻𝟏 : on observe une
augmentation de signal des tissus concernés ;
D. En utilisant un produit de contraste en IRM, en pondération 𝑻𝟐 : on observe une
diminution du signal des tissus concernés.
E. Les affirmations C et D sont correctes.
QCM 37
A. Les produits de contraste non spécifiques sont utilisés dans la majorité des
injections réalisées en IRM. Ils sont administrés par voie orale.
B. Dans les produits de contraste non spécifiques on utilise des ions de gadolinium qui
possèdent sept électrons couplés capables de perturber de manière significative le
champ magnétique local.
C. Les ions de gadolinium étant très toxiques pour l'organisme, ils sont associés à des
molécules complexes (chélates) assurant leur tolérance : on parle alors de chélates
de gadolinium ou plus généralement de produits paramagnétiques.
D. Les produits de contraste spécifiques sont caractérisés par leur pharmacocinétique.
E. Les produits de contraste spécifiques sont dédiés à l'exploration de certains organes
et utilisent des molécules complexes (oxydes de fer associés à du polysaccharide)
visant à obtenir pour la plupart d'entre eux un effet 𝑻𝟐 (ou 𝑻𝟏 ∗).
Réponse 37
A. Les produits de contraste non spécifiques sont utilisés dans la majorité des
injections réalisées en IRM. Ils sont administrés par voie orale (veineuse).
B. Dans les produits de contraste non spécifiques on utilise des ions de gadolinium qui
possèdent sept électrons couplés (célibataires) capables de perturber de manière
significative le champ magnétique local.
C. Les ions de gadolinium étant très toxiques pour l'organisme, ils sont associés à des
molécules complexes (chélates) assurant leur tolérance : on parle alors de chélates
de gadolinium ou plus généralement de produits paramagnétiques.
D. Les produits de contraste spécifiques sont caractérisés par leur pharmacocinétique.
E. Les produits de contraste spécifiques sont dédiés à l'exploration de certains organes
et utilisent des molécules complexes (oxydes de fer associés à du polysaccharide)
visant à obtenir pour la plupart d'entre eux un effet 𝑻𝟐 (ou 𝑻𝟏 ∗).
Principales méthodes d'angiographie II.
III.
par résonance magnétique (ARM)

1. Étude des vaisseaux en ARM VIII. Instrumentation en IRM
2. Angiographie par injection de gadolinium (ARM-Gado) IX. Maintenance de l’IRM
3. Angiographie par temps de vol
4. Angiographie par contraste de phase (notions)
1. Étude des vaisseaux en ARM:
L'étude des vaisseaux en ARM est possible de deux manières distinctes :

❑ soit on injecte un produit de contraste (gadolinium) dans la circulation sanguine, on parle
alors d'ARM-Gado ;
❑ soit on exploite les phénomènes de flux (macroscopiques) propres à chaque vaisseau.
Plusieurs méthodes existent mais nous ne retiendrons que les trois principales :
o l'angiographie par temps de vol (time of flight ou TOF),
o l'angiographie par contraste de phase (phase contrast ou PC).
Principales méthodes d'angiographie par résonance magnétique (ARM)
1. Étude des vaisseaux en ARM
2. Angiographie par injection de gadolinium (ARM-Gado)
❑ L'ARM avec injection intraveineuse de gadolinium permet d'étudier efficacement la quasi-totalité des
vaisseaux quelle que soit la vitesse du flux.
❑ Elle utilise les propriétés du gadolinium à rehausser le signal 𝑻𝟏 du sang circulant.
❑ Elle consiste à réaliser l'acquisition au moment précis où le bolus de gadolinium, injecté par voie
veineuse, passe dans les vaisseaux à explorer.
Distinction temporelle et visuelle entre une acquisition ARM-Gado en phase artérielle et une acquisition
en phase veineuse.
❑ L'angiographie par temps de vol ou time of flight

(ARM-TOF) est une technique très efficace pour
étudier les artères du cercle artériel cérébral
(polygone de Willis) sans injection de produit de
contraste.
❑ L'ARM-TOF exploite le phénomène d'entrée de
coupe, qui engendre un rehaussement du signal
des flux circulants.
❑ En IRM, Certains vaisseaux ont tendance à
apparaître spontanément en hypersignal. En
s'intéressant davantage à ces rehaussements
spontanés, on conclue que ce phénomène est lié à
trois paramètres :
o la vitesse du flux sanguin ;
o l'épaisseur de la tranche excitée ; Reconstructions MIP d'une angio-IRM par temps de vol (TOF) du cercle
o la valeur du TR. artériel cérébral (polygone de Willis).
Phénomène d'entrée de coupe : en se servant de séquences d'écho de gradient à temps de répétition court, on sature
l'ensemble des protons du plan de coupe afin que seuls les protons circulants soient à l'origine d'un signal mesurable.
❑ L'angiographie par contraste de phase (ARM-CP) permet également de visualiser les vaisseaux sans injecter de
gadolinium.
❑ Cette technique particulièrement adaptée à l'étude des sinus cérébraux est complémentaire à l'ARM-TOF.
❑ Le ARM-CP agit sur le comportement des phases des spins stationnaires et mobiles par application d’un gradient
de champ bipolaire (deux lobes de même surface, mais de polarité opposée).
➢ Dans le cas des spins stationnaires, Aucun
déphasage. le premier lobe va provoquer un
déphasage qui sera compensé par l'application du
deuxième lobe de polarité inverse.
➢ Dans le cas des spins mobiles, les déphasages ne sont
pas linéaires du fait de leur mvt. L'application du
deuxième lobe, ne compensera que
partiellement les déphasages du premier lobe. --
→ Un déphasage résiduel persistera donc à la fin
du cycle, mettant en évidence le phénomène de
flux.
Ce déphasage se traduira par une diminution du signal

caractéristique des spins mobiles. Influence de l'application d'un gradient bipolaire sur les spins
stationnaires et mobiles.
QCM 38
A. L'étude des vaisseaux en ARM est possible de deux manières distinctes : soit on
injecte un produit de contraste dans la circulation sanguine, soit on exploite les
phénomènes de flux propres à chaque vaisseau.
B. L'ARM avec injection intraveineuse de gadolinium permet d'étudier efficacement la
quasi-totalité des vaisseaux quelle que soit la vitesse du flux.
C. L'ARM avec injection intraveineuse de gadolinium utilise les propriétés du
gadolinium à rehausser le signal 𝑻𝟏 du sang circulant.
D. L'ARM avec injection intraveineuse de gadolinium consiste à réaliser l'acquisition
au moment précis où le bolus de gadolinium, injecté par voie artérielle, passe
dans les vaisseaux à explorer.
E. L'ARM avec injection intramusculaire de gadolinium consiste à réaliser l'acquisition
au moment précis où le bolus de gadolinium, injecté par voie veineuse, passe
dans les vaisseaux à explorer.
Réponse 38
A. L'étude des vaisseaux en ARM est possible de deux manières distinctes : soit on
injecte un produit de contraste dans la circulation sanguine, soit on exploite les
phénomènes de flux propres à chaque vaisseau.
B. L'ARM avec injection intraveineuse de gadolinium permet d'étudier efficacement la
quasi-totalité des vaisseaux quelle que soit la vitesse du flux.
C. L'ARM avec injection intraveineuse de gadolinium utilise les propriétés du
gadolinium à rehausser le signal 𝑻𝟏 du sang circulant.
D. L'ARM avec injection intraveineuse de gadolinium consiste à réaliser l'acquisition
au moment précis où le bolus de gadolinium, injecté par voie artérielle
(veineuse), passe dans les vaisseaux à explorer.
E. L'ARM avec injection intramusculaire (intraveineuse) de gadolinium consiste à
réaliser l'acquisition au moment précis où le bolus de gadolinium, injecté par
voie veineuse, passe dans les vaisseaux à explorer.
QCM 39
A. L'angiographie par temps de vol ou time of flight (ARM-TOF) est une technique très efficace pour
étudier les artères du cercle artériel cérébral (polygone de Willis) sans injection de produit de
contraste.
B. L'ARM-TOF exploite le phénomène d'entrée de coupe, qui engendre un rehaussement du signal
C. En IRM, Certains vaisseaux ont tendance à apparaître spontanément en hypersignal. En
s'intéressant davantage à ces rehaussements spontanés, on conclue que ce phénomène est lié à
trois paramètres : la vitesse du flux sanguin, l'épaisseur de la tranche excitée, la valeur du TR.
D. En IRM, Certains vaisseaux ont tendance à apparaître spontanément en hypersignal. En
s'intéressant davantage à ces rehaussements spontanés, on conclue que ce phénomène est lié
à trois paramètres : la vitesse du flux sanguin, l'épaisseur de la tranche excitée, la valeur du
TE.
E. En IRM, Certains vaisseaux ont tendance à apparaître spontanément en hyposignal. En
à trois paramètres : la vitesse du flux sanguin, l'épaisseur de la tranche excitée, la valeur du
TE.
Réponse 39
A. L'angiographie par temps de vol ou time of flight (ARM-TOF) est une technique très efficace pour
étudier les artères du cercle artériel cérébral (polygone de Willis) sans injection de produit de
contraste.
B. L'ARM-TOF exploite le phénomène d'entrée de coupe, qui engendre un rehaussement du signal
C. En IRM, Certains vaisseaux ont tendance à apparaître spontanément en hypersignal. En
s'intéressant davantage à ces rehaussements spontanés, on conclue que ce phénomène est lié à
trois paramètres : la vitesse du flux sanguin, l'épaisseur de la tranche excitée, la valeur du TR.
D. En IRM, Certains vaisseaux ont tendance à apparaître spontanément en hypersignal. En
à trois paramètres : la vitesse du flux sanguin, l'épaisseur de la tranche excitée, la valeur du TE
(TR).
E. En IRM, Certains vaisseaux ont tendance à apparaître spontanément en hyposignal
(hypersignal). En s'intéressant davantage à ces rehaussements spontanés, on conclue que ce
phénomène est lié à trois paramètres : la vitesse du flux sanguin, l'épaisseur de la tranche
excitée, la valeur du TE (TR).
QCM 40
A. L'angiographie par contraste de phase (ARM-CP) permet de visualiser les

vaisseaux après injection de gadolinium.
B. Cette technique particulièrement adaptée à l'étude des sinus cérébraux est
complémentaire à l'ARM-TOF.
C. Le ARM-CP agit sur le comportement des phases des spins stationnaires et
mobiles par application d’un gradient de champ bipolaire.
D. Dans le cas des spins stationnaires, Aucun déphasage. Le premier lobe va
provoquer un déphasage qui sera compensé par l'application du deuxième lobe
de polarité inverse.
E. Dans le cas des spins mobiles, les déphasages ne sont pas linéaires du fait de
leur mouvement. L'application du deuxième lobe, ne compensera que
partiellement les déphasages du premier lobe → Un déphasage résiduel
persistera donc à la fin du cycle, mettant en évidence le phénomène de flux.
Réponse 40
A. L'angiographie par contraste de phase (ARM-CP) permet de visualiser les

vaisseaux après (sans) injection de gadolinium.
B. Cette technique particulièrement adaptée à l'étude des sinus cérébraux est
complémentaire à l'ARM-TOF.
C. Le ARM-CP agit sur le comportement des phases des spins stationnaires et
mobiles par application d’un gradient de champ bipolaire.
D. Dans le cas des spins stationnaires, Aucun déphasage. Le premier lobe va
provoquer un déphasage qui sera compensé par l'application du deuxième lobe
de polarité inverse.
E. Dans le cas des spins mobiles, les déphasages ne sont pas linéaires du fait de
leur mouvement. L'application du deuxième lobe, ne compensera que
partiellement les déphasages du premier lobe → Un déphasage résiduel
persistera donc à la fin du cycle, mettant en évidence le phénomène de flux.
Principaux artefacts en IRM III.

IV.
V.
1. Artefacts de mouvement
2. Artefacts de susceptibilité magnétique
3. Artefacts liés à la présence de métal
4. Artefacts de repliement
5. Artefacts de déplacement chimique de type 1
6. Artefact de déplacement chimique de type 2
7. Artefacts de troncature
8. Phénomène d'angle magique
9. Phénomène d'excitation croisée
10.Artefacts d'antenne
11.Artefacts technologiques
Principaux artefacts en IRM

10. Artefacts d'antenne
1- Artefacts de mouvement 11. Artefacts technologiques
❑ Ces artefacts sont dus aux mouvements des structures pendant

l'acquisition.
❑ Ils se manifestent essentiellement dans le sens du codage de phase par
l'apparition périodique d'images fantômes.
❑ L'origine de ces images fantômes est liée aux mouvements des structures
pendant le lapse de temps séparant l'application du gradient de codage de
phase et la lecture du signal ;
❑ Le codage réalisé par le gradient de phase est alors faussé.
Figure: Les mouvements de structures génèrent des erreurs de

codage de phase qui se manifesteront par des images fantômes.

5. ….

❑ Cet artefact apparaît Lorsqu'on positionne dans une IRM un objet qui présente des propriétés
paramagnétiques ou diamagnétiques.
❑ Cet objet acquiert une aimantation (= susceptibilité magnétique) qui se superpose à celle du champ
magnétique principal 𝑩𝟎 venant ainsi perturber l'homogénéité initiale.
❑ le gradient local de champ magnétique (du à la susceptibilité) provoque une accélération des
déphasages des spins qui se traduit alors sur l'image par une perte locale de signal.

❑ Les éléments métalliques acquièrent une susceptibilité
magnétique très élevée par rapport aux tissus
biologiques.
❑ La susceptibilité magnétique liée à la présence de
métal se manifeste sur l'image par une déformation des
contours de l'objet associée à des accumulations et
des pertes de signal.
❑ Ainsi les artefacts liés à la présence de métal sont
facilement reconnaissables sur les images produites
Exemples d’artefacts métalliques (flèches) liés à la présence d'une valve de dérivation (A), d'implants dentaires (B).
Principaux artefacts en IRM 4.

5.
Artefacts de repliement
Artefacts de déplacement chimique de type 1
Lorsque l'objet étudié est plus grand que le champ de

vue (FOV), on voit apparaître sur l'image reconstruite les
parties « hors champ » des côtés controlatéraux le long
de l’axe d'application du codage de phase.
L'image repliée (A) est corrigée par une augmentation de la taille du champ de vue (B).

❑ Cet artefact se manifeste dans le sens du codage de fréquence par l'apparition de bandes en hyper- et en
hyposignal au niveau d'une interface graisse–eau.
❑ Ces artéfacts résultent d'une erreur de localisation des protons de l'eau et de la graisse qui apparaissent
décalés sur l'image. Cette erreur de localisation s'explique par la différence naturelle de précession (208 Hz à
1,5 T) qui existe entre les protons d'hydrogène de l'eau et de la graisse.
6. Artefact de déplacement chimique de type 2 = artefacts d'opposition de phase
❑ Cet artefact se présente sous forme d'une

ligne noire qui borde les organes comme
si on les avait contourés au stylo noir, ce
qui explique l'expression anglaise de
black line artefact.
❑ Cette ligne noire résulte d'une
opposition de phase entre les protons
d'hydrogène de l'eau et de la graisse
situés à l'intérieur de pixels formant la
frontière entre une structure
graisseuse et un organe plein.
Impact du déplacement chimique (de type 2) sur la phase des spins.

L’ artefact de troncature se manifeste sous forme d'oscillations de
signal de part et d'autre d'une zone de transition brusque du signal.

❑ Lorsque un tendon ou un ligament décrit un angle de 55° par rapport
à l'axe du champ 𝑩𝟎 , cette structure voit son signal devenir plus
intense.
Artefacts de troncature au niveau cérébral.
❑ Ce rehaussement intervient plus fréquemment avec des séquences
utilisant des TE courts, et ne doit pas être confondu avec un processus
pathologique (lésion tendineuse ou ligamentaire).

❑ Ces artefacts se manifestent par une diminution ou une absence de signal sur l'image.
❑ Ils apparaissent lorsque deux images d'une même acquisition (technique multicoupes) se
croisent ou sont situées trop près l'une de l'autre.
11. Artefacts technologiques
❑ Ces artefacts sont dus à la géométrie de l'antenne.
❑ En effet, plus l'objet est près de l'antenne, plus le signal
capté est intense.
❑ Ainsi, le signal de l'image résultante n'est pas réparti de
manière homogène.
❑ Cet artefact est favorisé chez les antennes multi-
éléments (voir plus loin dans Types d'antennes) à plusieurs
canaux de réception.
Acquisition cérébrale réalisée avec une antenne multi-éléments à huit canaux.
❑ Ces hétérogénéités sont corrigées informatiquement par Image reconstruite sans (A) et avec (B) filtre de normalisation.
des filtres de « normalisation ».
11. Artefacts technologiques

❑ Les dysfonctionnements des bobines de gradient, des systèmes
électroniques, une mauvaise isolation de la cage de Faraday ou un
défaut de calibrage des antennes génèrent des artefacts géométriques
sur l'image : aspect grillagé, mire, bande en hyposignal…
❑ Seules des recalibrations d'appareillages ou une intervention
technique permettent de corriger ces défauts.
Exemple d’artefact technologique lié à un
dysfonctionnement des bobines de gradient.
QCM 41
A. Les artefacts de mouvement sont dus aux mouvements des structures

pendant l'acquisition.
B. Les artefacts de mouvement se manifestent essentiellement dans le sens
du codage de phase par l'apparition périodique d'images fantômes.
C. L'origine de ces images fantômes est liée aux mouvements des structures
pendant le lapse de temps séparant l'application du gradient de codage
de phase et la lecture du signal ;
D. Le codage réalisé par le gradient de phase, dans le cas d’apparition des
artefacts de mouvement, est correcte.
E. Toutes les affirmations sont correctes.
Réponse 41
A. Les artefacts de mouvement sont dus aux mouvements des structures

pendant l'acquisition.
B. Les artefacts de mouvement se manifestent essentiellement dans le sens
du codage de phase par l'apparition périodique d'images fantômes.
C. L'origine de ces images fantômes est liée aux mouvements des structures
pendant le lapse de temps séparant l'application du gradient de codage
de phase et la lecture du signal ;
D. Le codage réalisé par le gradient de phase, dans le cas d’apparition des
artefacts de mouvement, est correcte (faussé).
E. Toutes les affirmations sont correctes.
QCM 42
A. L’artefact de susceptibilité magnétique apparaît Lorsqu'on positionne dans

une IRM un objet qui présente des propriétés ferroélectrique, para-électrique ou
diamagnétiques.
B. L’objet paramagnétique acquiert une aimantation (= susceptibilité magnétique)
qui se superpose à celle du champ magnétique principal 𝐵0 venant ainsi
perturber l'homogénéité initiale.
C. Les éléments métalliques (ferromagnétiques) acquièrent une susceptibilité
magnétique très élevée par rapport aux tissus biologiques.
D. La susceptibilité magnétique liée à la présence de métal se manifeste sur
l'image par une déformation des contours de l'objet associée à des
accumulations et des pertes de signal.
E. Les artefacts liés à la présence de métal sont facilement reconnaissables sur
les images produites.
Réponse 42
A. L’artefact de susceptibilité magnétique apparaît Lorsqu'on positionne dans

une IRM un objet qui présente des propriétés ferroelectrique, paraelectrique
(paramagnétique) ou diamagnétiques.
B. L’objet paramagnétique acquiert une aimantation (= susceptibilité magnétique)
qui se superpose à celle du champ magnétique principal 𝐵0 venant ainsi
perturber l'homogénéité initiale.
C. Les éléments métalliques (ferromagnétiques) acquièrent une susceptibilité
magnétique très élevée par rapport aux tissus biologiques.
D. La susceptibilité magnétique liée à la présence de métal se manifeste sur
l'image par une déformation des contours de l'objet associée à des
accumulations et des pertes de signal.
E. Les artefacts liés à la présence de métal sont facilement reconnaissables sur
les images produites.
QCM 43
A. Artefacts de repliement a lieu Lorsque l'objet étudié est plus grand que le champ de vue
(FOV), on voit apparaître sur l'image reconstruite les parties « hors champ » des côtés
controlatéraux le long de l’axe d'application du codage de phase.
B. Artefacts de déplacement chimique de type 1 se manifeste dans le sens du
codage de fréquence par l'apparition de bandes en hyper- et en hyposignal au
niveau d'une interface graisse–eau.
C. L’Artefact de déplacement chimique de type 2 = artefacts d'opposition de phase, se
présente sous forme d'une ligne noire qui borde les organes comme si on les avait
contourés au stylo noir
D. La ligne noire qui borde les organes résulte d'une opposition de phase entre les
protons d'hydrogène de l'eau et de la graisse situés à l'intérieur de pixels formant
la frontière entre une structure graisseuse et un organe plein.
Réponse 43
A. Artefacts de repliement a lieu Lorsque l'objet étudié est plus grand que le champ de vue
(FOV), on voit apparaître sur l'image reconstruite les parties « hors champ » des côtés
controlatéraux le long de l’axe d'application du codage de phase.
B. Artefacts de déplacement chimique de type 1 se manifeste dans le sens du
codage de fréquence par l'apparition de bandes en hyper- et en hyposignal au
niveau d'une interface graisse–eau.
C. L’Artefact de déplacement chimique de type 2 = artefacts d'opposition de phase, se
présente sous forme d'une ligne noire qui borde les organes comme si on les avait
contourés au stylo noir
D. La ligne noire qui borde les organes résulte d'une opposition de phase entre les
protons d'hydrogène de l'eau et de la graisse situés à l'intérieur de pixels formant
la frontière entre une structure graisseuse et un organe plein.
QCM 44
A. L’artefact de troncature se manifeste sous forme d'oscillations de signal de part et

d'autre d'une zone de transition brusque du signal.
B. Le Phénomène d'angle magique a lieu lorsqu’un tendon ou un ligament décrit un
angle de 55° par rapport à l'axe du champ 𝐵0 , cette structure voit son signal
devenir plus intense.
C. Phénomène d'excitation croisée : ces artefacts se manifestent par une diminution
ou une absence de signal sur l'image.
D. Les artefacts d'excitation croisée apparaissent lorsque deux images d'une même
acquisition se croisent ou sont situées trop près l'une de l'autre.
Réponse 44
A. L’artefact de troncature se manifeste sous forme d'oscillations de signal de part et

d'autre d'une zone de transition brusque du signal.
B. Le Phénomène d'angle magique a lieu lorsqu’un tendon ou un ligament décrit un
angle de 55° par rapport à l'axe du champ 𝐵0 , cette structure voit son signal
devenir plus intense.
C. Phénomène d'excitation croisée : ces artefacts se manifestent par une diminution
ou une absence de signal sur l'image.
D. Les artefacts d'excitation croisée apparaissent lorsque deux images d'une même
acquisition se croisent ou sont situées trop près l'une de l'autre.
QCM 45
A. Les artefacts d'antenne sont dus à la géométrie de l'antenne.
B. Plus l'objet est près de l'antenne, plus le signal capté est intense. Ainsi, le
signal de l'image résultante est réparti de manière homogène.
C. Les dysfonctionnements des bobines de gradient, des systèmes
électroniques, une mauvaise isolation de la cage de Faraday ou un défaut de
calibrage des antennes génèrent des artefacts géométriques sur l'image :
aspect grillagé, mire, bande en hyposignal…
D. à coté des recalibrations d'appareillages ou une intervention technique, il y
a plusieurs techniques numériques qui permettent de corriger les artefacts
technologiques.
Réponse 45
A. Les artefacts d'antenne sont dus à la géométrie de l'antenne.
B. Plus l'objet est près de l'antenne, plus le signal capté est intense. Ainsi, le
signal de l'image résultante (n') est (pas) réparti de manière homogène.
C. Les dysfonctionnements des bobines de gradient, des systèmes
électroniques, une mauvaise isolation de la cage de Faraday ou un défaut de
calibrage des antennes génèrent des artefacts géométriques sur l'image :
aspect grillagé, mire, bande en hyposignal…
D. (Seules) à coté des recalibrations d'appareillages ou une intervention
technique, il y a plusieurs techniques numériques qui permettent de corriger
les artefacts technologiques.
Instrumentation en IRM
III. De l'écho à l'image (notions de base)
NB.: La description apportée dans ce chapitre ne s'intéressera VI. Principales méthodes d'angiographie par résonance magnétique (ARM)
pas aux particularités des différents modèles d'appareils VIII. Instrumentation en IRM
Un appareil IRM se compose principalement :

1) d'un aimant principal 𝑩𝟎 pour l'alignement des spins nucléaires ;
2) d'une source de radiofréquence pour entrer en résonance avec
les noyaux ;
3) d'un ensemble de gradients de champ magnétique pour
permettre le codage spatial ;
4) de bobines de réception pour détecter et convertir le signal RMN
en signal électrique ;
5) d'une cage de Faraday (= murs, sol et plafond de la salle d'examen
recouvert de plaques de cuivre) pour éviter que des interférences
externes (ex. : ondes radio) ne viennent perturber le champ 𝑩𝟎
(cage de Faraday = blindage RF) ;
6) d'un système informatique pour traiter le signal et obtenir des
images ;
7) d'un système informatique pour commander la chaîne
d'acquisition : émission RF, codage spatial, réception du signal ;
8) d'une interface utilisateur faisant le lien entre le système de
commande et de traitement.
Principaux éléments constituant une IRM (architecture fermée).

1. L'aimant principal
2. Caractéristiques des antennes
3. Caractéristiques des bobines de gradient
❑ L'aimant principal est l'élément qui sert à produire le champ magnétique 𝑩𝟎 qui doit être intense (de 0,1 à 7
teslas) et homogène dans le temps et dans l'espace.
❑ Pour satisfaire ces critères, plusieurs technologies existent: les aimants permanents, les aimants résistifs, les
aimants supraconducteurs.
❑ Chaque technologie est capable de proposer une configuration dite «ouverte » ou « fermée ».
❑ Dans la plupart des cas, les technologies à aimants

permanents et résistifs exploitent des configurations
ouvertes,
❑ tandis que les technologies supraconductrices privilégient
les architectures fermées.
Architectures IRM ouverte et fermée.

Aimants permanents
❑ Ces appareils sont constitués d'éléments ferromagnétiques aimantés qui produisent un champ
magnétique permanent sans consommation d'énergie.
❑ Ces aimants sont des alliages à base de terre rares (bore–néodyme–fer).
❑ Cet ensemble est relativement lourd (plus de 7 tonnes) et propose des champs magnétiques
allant de 0,2 à 1 T.
❑ Ils offrent une architecture ouverte et un champ vertical perpendiculaire à l'axe z du patient..
❑ Leur avantage principal concerne l'absence de maintenance technique et leur consommation
d'énergie (quasi nulle) comparer aux autres technologies.
❑ Le champ magnétique permanent peut cependant aussi être considéré comme un inconvénient
car, contrairement autres technologiques, il n'est pas possible de couper 𝑩𝟎 → avec le temps,
des poussières ferromagnétiques peuvent s'accumuler sur l'aimant ce qui va progressivement
altérer l'uniformité du champ créé.
- Aimants résistifs
1. L'aimant principal - Aimants supraconducteurs
Aimants résistifs
❑ Cette technologie est constituée d'un bobinage de cuivre traversé par un courant électrique
continu et intense induisant alors un champ magnétique.
❑ Ces configurations sont constituées d'au moins deux bobines courtes parcourues par un même
courant (intensité et sens) qui peut être allumé ou éteint rapidement.
❑ L’alimentation électrique est importante ici pour

alimenter les bobines et les compresseurs du
circuit de refroidissement (par eau), afin de
compenser l'effet Joule provoqué par la
résistivité de la bobine.
❑ Ces technologies génèrent des champs de 0,05 à
0,5 T.
❑ L'un des avantages de cette technologie réside
dans son faible encombrement et de ses
conditions simples d'installation: une arrivée
d'eau (pour le refroidissement) et une prise de
courant suffisent ! Architectures IRM à aimants résistifs.
Aimants supraconducteurs
❑ Ce sont les aimants les plus utilisés.
❑ La technologie supraconductrice consiste à noyer une
bobine de niobium–titane (Nb-Ti) dans de l'hélium liquide,
permettant d'atteindre une température de -269° (proche
du zéro absolu : - 273°) ce qui rend la résistance nulle,
❑ Le passage du courant dans la bobine sans résistance induit
alors un champ magnétique intense homogène dans le
temps et dans l'espace.
❑ La bobine est encastrée dans une matrice en cuivre qui sert
de puits de chaleur afin de la protéger en cas de perte
accidentelle de la supraconductivité (le quench).
❑ Le tout est finalement enveloppé d'un espace de vide
diminuant les échanges thermiques avec l'extérieur.
Principaux éléments constituant une IRM (aimant supraconducteur -
architecture fermée).
❑ Cette technologie permet de générer des champs 𝑩𝟎 cliniques
allant de 0,5 à 7 T (voire plus en recherche).
❑ Les valeurs de champ les plus fréquemment rencontrées dans le
parc IRM sont de 1,5 T et 3 T.
❑ Le champ 𝑩𝟎 est ainsi obtenu dans la partie centrale de l'aimant
et s'étend généralement sur une sphère allant de 40 à 60 cm
de diamètre.
❑ Cependant le champ magnétique régnant à l'extérieur du tunnel
doit être le moins étendu possible afin de limiter les
perturbations magnétiques avec le milieu environnant.
❑ Des bobines blindage ou de contre champ (= blindage ou shim
actif) ainsi que des tiges ferromagnétiques en acier ou en fer
doux (= shim passif) servent en partie à concentrer les lignes de
champ au plus proche de l'appareil.
❑ Au niveau géométrique, cette technologique prend en grande
majorité la forme d'un tunnel de 60 cm de diamètre pour 1,60 Principaux éléments constituant une IRM (aimant supraconducteur -
mètre de long. architecture fermée).
❑ Cette technologie est coûteuse et génère des frais annexes

liés à une consommation importante en hélium cryogénique
(devenu très chère ces dernières années).
❑ La supraconductivité permet néanmoins une consommation
électrique relativement faible.
❑ Afin de limiter la consommation d'hélium liquide, des
technologies sont en cours de développement (spectro-RMN
et IRM préclinique) qui proposent une alternative sans
hélium liquide.
❑ Pour ce faire, le refroidissement est auto-entretenu et
assuré par de l'hélium concentré à l'état gazeux.

QCM 46
A. L'aimant principal est l'élément qui sert à produire le champ magnétique 𝑩𝟎 qui
doit être intense (de 0,1 à 7 teslas) et inhomogène dans le temps et dans
l'espace.
B. Les technologies à aimants permanents et résistifs exploitent des
configurations fermées .
C. Les technologies supraconductrices privilégient les architectures ouvertes .
D. Les aimants permanents sont constitués d'éléments ferromagnétiques

aimantés qui produisent un champ magnétique permanent sans consommation
d'énergie.
E. Les aimants permanents sont relativement lourds (plus de 7 tonnes) et
proposent des champs magnétiques allant de 0,2 à 10 T .
Réponse 46
A. L'aimant principal est l'élément qui sert à produire le champ magnétique 𝑩𝟎 qui
doit être intense (de 0,1 à 7 teslas) et inhomogène dans le temps et dans
l'espace.
B. Les technologies à aimants permanents et résistifs exploitent des
configurations fermées (ouvertes).
C. Les technologies supraconductrices privilégient les architectures ouvertes
(fermées).
D. Les aimants permanents sont constitués d'éléments ferromagnétiques
aimantés qui produisent un champ magnétique permanent sans consommation
d'énergie.
E. Les aimants permanents sont relativement lourds (plus de 7 tonnes) et
proposent des champs magnétiques allant de 0,2 à 10 T (1T).
QCM 47
A. La technologie des aimants résistifs est constituée d'un bobinage de cuivre

traversé par un courant électrique continu et intense induisant alors un champ
magnétique.
B. Les aimants résistifs sont constitués d'au moins trois bobines courtes parcourues par
un même courant (intensité et sens) qui peut être allumé ou éteint rapidement.
C. Les aimants résistifs génèrent des champs de 0,05 à 7 T.
D. L'un des avantages de cette technologie réside dans son faible encombrement et de
ses conditions simples d’installation : une arrivée d’hélium liquide (pour le
refroidissement) et une prise de courant suffisent !
E. Les aimants résistifs ne nécessitent pas d’alimentation électrique.
Réponse 47
A. La technologie des aimants résistifs est constituée d'un bobinage de cuivre

traversé par un courant électrique continu et intense induisant alors un champ
magnétique.
B. Les aimants résistifs sont constitués d'au moins trois (deux) bobines courtes
parcourues par un même courant (intensité et sens) qui peut être allumé ou éteint
rapidement.
C. Les aimants résistifs génèrent des champs de 0,05 à 7 T (0,5 T).
D. L'un des avantages de cette technologie réside dans son faible encombrement et de
ses conditions simples d’installation : une arrivée d’hélium liquide (d'eau) (pour le
refroidissement) et une prise de courant suffisent !
E. Les aimants résistifs ne nécessitent pas d’alimentation électrique.
QCM 48

A. La technologie supraconductrice consiste à noyer une bobine de niobium–
titane (Nb-Ti) dans de l'hélium liquide, permettant d'atteindre une température
de -269° (proche du zéro absolu : - 273°) ce qui rend la résistance nulle,
B. Dans les aimants supraconducteurs, le passage du courant dans la bobine sans
résistance induit alors un champ magnétique intense homogène dans le temps
et dans l'espace.
C. Dans les aimants supraconducteurs, la bobine est encastrée dans une matrice en
cuivre qui sert de puits de chaleur afin de la protéger en cas de perte
accidentelle de la supraconductivité.
D. Dans les aimants supraconducteurs, le tout est enveloppé d'un espace de vide
Réponse 48

A. La technologie supraconductrice consiste à noyer une bobine de niobium–
titane (Nb-Ti) dans de l'hélium liquide, permettant d'atteindre une température
de -269° (proche du zéro absolu : - 273°) ce qui rend la résistance nulle,
B. Dans les aimants supraconducteurs, le passage du courant dans la bobine sans
résistance induit alors un champ magnétique intense homogène dans le temps
et dans l'espace.
C. Dans les aimants supraconducteurs, la bobine est encastrée dans une matrice en
cuivre qui sert de puits de chaleur afin de la protéger en cas de perte
accidentelle de la supraconductivité.
D. Dans les aimants supraconducteurs, le tout est enveloppé d'un espace de vide
QCM 49

A. La technologie supraconductrice permet de générer des champs 𝑩𝟎
cliniques allant de 0,5 à 7 T.
B. Les valeurs de champ les plus fréquemment rencontrées dans le parc IRM
sont de 4,5 T et 6 T .
C. Dans un aimant supraconducteur, le champ magnétique régnant à l'extérieur
du tunnel doit être le plus étendu possible afin de limiter les perturbations
magnétiques avec le milieu environnant.
D. Dans un aimant supraconducteur, les bobines blindage ou de contre
champ ainsi que des tiges ferromagnétiques en acier ou en fer doux
servent en partie à déconcentrer les lignes de champ au plus proche de
l'appareil.
E. Au niveau géométrique, cette technologique prend en grande majorité la
forme d'un tunnel de 60 cm de long pour 1,60 mètre de diamètre.
Réponse 49

A. La technologie supraconductrice permet de générer des champs 𝑩𝟎
cliniques allant de 0,5 à 7 T.
B. Les valeurs de champ les plus fréquemment rencontrées dans le parc IRM
sont de 4,5 T et 6 T (1,5 T et 3 T).
C. Dans un aimant supraconducteur, le champ magnétique régnant à l'extérieur
du tunnel doit être le plus (moins) étendu possible afin de limiter les
perturbations magnétiques avec le milieu environnant.
D. Dans un aimant supraconducteur, les bobines blindage ou de contre
champ ainsi que des tiges ferromagnétiques en acier ou en fer doux
servent en partie à déconcentrer (concentrer) les lignes de champ au plus
proche (loin) de l'appareil.
E. Au niveau géométrique, cette technologique prend en grande majorité la
forme d'un tunnel de 60 cm de long (diamètre) pour 1,60 mètre de
diamètre (long).
QCM 50
A. La technologie supraconductrice est moins coûteuse bien qu’elle

génère des frais annexes liés à une consommation importante en
hélium cryogénique.
B. La supraconductivité permet d’augmenter la consommation
d’électricité.
C. La supraconductivité permet d’optimiser la consommation d’électricité
en augmentant la résistivité de la bobine.
D. La supraconductivité permet d’optimiser la consommation d’électricité
en diminuant la chaleur liée à l’effet joule et ainsi rendre la bobine plus
résistante.
E. La supraconductivité permet diminuer la consommation d’électricité.
Réponse 50
A. La technologie supraconductrice est moins coûteuse bien qu’elle

génère des frais annexes liés à une consommation importante en
hélium cryogénique.
B. La supraconductivité permet d’augmenter la consommation
d’électricité.
C. La supraconductivité permet d’optimiser la consommation d’électricité
en augmentant la résistivité de la bobine.
D. La supraconductivité permet d’optimiser la consommation d’électricité
en diminuant la chaleur liée à l’effet joule et ainsi rendre la bobine plus
résistante.
E. La supraconductivité permet diminuer la consommation d’électricité.
Instrumentation en IRM 1.
2.
L'aimant principal
Caractéristiques des antennes
Aspects généraux
❑ Les antennes sont des bobines qui permettent non seulement la

réception du signal de RMN mais aussi l'émission des
impulsions RF (des ondes électromagnétiques de 10 à
plusieurs centaines de MHz).
❑ Elles sont placées dans l'aimant 𝑩𝟎 et peuvent avoir des formes
variables adaptées à la région anatomique à explorer.
❑ Deux stratégies d'émission et de réception peuvent être
envisagées :
➢ soit l'émission et la réception sont réalisées par le même
élément technologique, on parle d'antenne émettrice–
réceptrice ;
➢ soit l'émission est réalisée par une bobine spécifique située à
l'intérieur de l'appareil (antenne RF) et la réception effectuée
par une antenne (ou un regroupement d'antennes) enveloppant
la région anatomique étudiée = antenne réceptrice. Principaux éléments constituant une IRM (aimant supraconducteur -
Exploitation du phénomène de résonance

Rappel:
❑ En IRM, Les spins soumis à 𝑩𝟎 s'alignent et deviennent sensibles à l'énergie d'une impulsion RF de
fréquence adéquate avec laquelle ils entrent en résonance.
❑ à la fin de l'impulsion RF, les spins réémettent un signal de RMN multiparamétrique (densité de proton,
temps de relaxation 𝑻𝟏 et 𝑻𝟐 …) qui sera capté par l'antenne, puis amplifié et traité pour obtenir une image.
Fréquence de résonance des antennes
❑ Les antennes sont constituées de cuivre et répondent électroniquement à une architecture RLC.
❑ Les circuits RLC sont des circuits linéaires composés d'une résistance électrique R (en ohms), d’une bobine
d'inductance L (en henrys) et d'un condensateur de capacité C (en coulombs).
❑ Les éléments de l'antenne ainsi que sa géométrie font qu'une antenne est caractérisée par sa fréquence de
résonance 𝜈𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑛𝑒 (en hertz) selon la relation : 𝜈𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑛𝑒 = 1Τ2π 𝐿. 𝐶
❑ En IRM, les antennes doivent être accordées à la fréquence de Larmor (𝜈0 ) afin de permettre la bascule
l'aimantation des noyaux mais également de réceptionner le signal RMN : 𝝂𝟎 = 𝝂𝒂𝒏𝒕𝒆𝒏𝒏𝒆
𝜸𝑩𝟎
→ ൗ𝟐𝝅 = 𝟏Τ𝟐𝝅 𝑳. 𝑪
Types d'antennes
On distingue deux types d'antennes : les antennes volumiques
et les antennes de surface.
Antennes volumiques
❑ Les antennes volumiques sont soit émettrices–réceptrices,
soit uniquement réceptrices.
❑ Par exemple: l'antenne corps qui est non visible, car
directement incorporée dans l'aimant, est toujours
émettrice–réceptrice.
❑ Les autres antennes volumiques qui peuvent contenir une
région anatomique (tête, cou…) sont souvent réceptrices
uniquement.
❑ L'avantage des antennes volumiques est qu'elles permettent
d'obtenir un signal homogène sur tout le volume contenu
dans l'antenne.
❑ Le plus souvent ce type d'antennes utilise généralement une
forme géométrique en « cage d'oiseau »
Antenne volumique en « cage d'oiseau » (birdcage coil).
Types d'antennes
Antennes de surface
❑ Elles sont en général uniquement réceptrices, l'émission
étant assurée par l'antenne volumique « corps ».
❑ Ce type d'antennes est placé sur le patient au plus proche de
la région étudiée.
❑ L'avantage réside en l'amélioration du rapport signal sur bruit
(S/B).
❑ Elles peuvent prendre différentes formes (boucles plates :
circulaires, rectangulaires, carrées) et elles peuvent être
associées (on parle de réseaux phasés) afin d'étendre la
longueur de la région explorée (ex. : colonne vertébrale)
(voir figure)
Antenne de surface unique (A). Association de trois antennes de surface en réseau phasé (B).
On observe une couverture plus étendue de réception et une augmentation du rapport signal sur
bruit (B).
Types d'antennes
Antennes de surface
❑ Malheureusement, l'exploration en profondeur des antennes

de surfaces est limitée (exploration male du volume).
❑ La solution est d’utiliser plusieurs antennes de surfaces
disposées en couronne capable de contenir un volume
complet, l'étude d’une région complète (ex. : tête) est alors
possible (voir figure).
❑ ce type de configuration «multi-éléments» permet
d'acquérir des volumes entiers en présentant des résultats
très intéressants en termes de S/B par rapport à une
antenne volumique de type « cage d'oiseau » (voir figure). Schéma descriptif d'une antenne multi-éléments à huit canaux (A).
Comparaison d'images entre une antenne huit canaux et une antenne
volumique chez un même patient à paramètres d'acquisition
identiques (B).
Types d'antennes
Antennes de surface
❑ Actuellement, les antennes multicanaux

présentes des géométries différentes selon la
région d'étude (voir figure).
❑ l'objectif étant à chaque fois de recueillir le
signal au plus proche du patient.
❑ En 2016, les appareils proposent des

configurations pouvant supporter jusqu'à
128 canaux, la moyenne se situe
raisonnablement à 32 canaux.
Panel des différentes antennes disponibles en IRM.
❑ Les bobines de gradient créent des variations linéaires de

champ magnétique permettant le codage spatial du signal.
❑ Ces variations de champ doivent pouvoir être appliquées
dans n'importe quelle direction de l'espace.
❑ Pour cela, on retrouve à l'intérieur d'un appareil IRM trois
couples de bobines de gradient associés, chacun, à une
direction (𝑥, 𝑦, 𝑧) de l'espace.
❑ Les directions obliques sont obtenues par association de
deux gradients de champs.
❑ L'ensemble est regroupé sur un même cylindre en fibre de
verre appelé canon de gradient.


❑ Pour créer un gradient de champ, on
fait circuler dans au moins deux
bobines, situées les unes en face des
autres, des courants électriques de
sens opposé.
❑ Ces courants induisent des lignes de
champ opposées, générant ainsi un
gradient de champ (voir figure).
Afin de s'adapter à la forme cylindrique de

l'appareil, deux types de configuration
technologique sont utilisés :
➢ le gradient de l'axe z est créé par une
configuration technologique de « Maxwell » ;
➢ les gradients des axes x et y utilisent des
bobines en configuration de « Golay ».
Configuration des bobines de gradient utilisées en IRM.


Deux données principales permettent d'estimer la qualité d'un canon de gradient (voir figure) :
➢ l'amplitude maximale de champ magnétique exprimée en mT/m : plus elle est élevée, plus l'appareil donnera accès à
des matrices élevées et à des épaisseurs de coupes fines ; les valeurs actuelles varient de 20 mT/m à 80 mT/m (50
mT/m en moyenne) ;
➢ la vitesse de montée
maximale du courant dans
la bobine exprimée en
T/m/s : plus elle est
élevée, plus l'appareil
donne accès à des
séquences rapides et
complexes ; actuellement,
ces vitesses peuvent
atteindre 200 T/m/s.
Le bruit acoustique est un point négatif (inévitable) lié aux

bobines de gradient. Caractéristique temporelle d'un gradient de champ magnétique.
QCM 51
A. Les antennes sont des bobines qui permettent non seulement la réception du
signal de RMN mais aussi l'émission des impulsions RF qui sont des ondes
électromagnétiques de 10 à plusieurs centaines de THz).
B. Les antennes volumiques sont soit émettrices–réceptrices, soit uniquement
réceptrices.
C. L'antenne corps qui est non visible, car directement incorporée dans l'aimant, est
toujours émettrice–réceptrice.
D. Les autres antennes volumiques qui peuvent contenir une région anatomique
(tête, cou…) sont souvent réceptrices uniquement.
E. Les autres antennes volumiques utilisent rarement une forme géométrique en
« cage d'oiseau ».
Réponse 51
A. Les antennes sont des bobines qui permettent non seulement la réception du
signal de RMN mais aussi l'émission des impulsions RF qui sont des ondes
électromagnétiques de 10 à plusieurs centaines de THz (MHz)).
B. Les antennes volumiques sont soit émettrices–réceptrices, soit uniquement
réceptrices.
C. L'antenne corps qui est non visible, car directement incorporée dans l'aimant, est
toujours émettrice–réceptrice.
D. Les autres antennes volumiques qui peuvent contenir une région anatomique
(tête, cou…) sont souvent réceptrices uniquement.
E. (Le plus souvent) Les autres antennes volumiques utilisent rarement
(généralement) une forme géométrique en « cage d'oiseau ».
QCM 52

A. Les antennes de surface sont en général uniquement réceptrices,
l'émission étant assurée par l'antenne volumique « corps ».
B. L'avantage des antennes de surface réside en l'amélioration du rapport
signal sur bruit (S/B).
C. Les antennes de surface ne peuvent prendre qu’une forme : boucles
plates carrées, et elles peuvent être associées on parle de réseaux phasés
afin d'étendre la longueur de la région explorée.
D. Les antennes de surface peuvent prendre différentes formes (boucles
plates : circulaires, rectangulaires, carrées) et ne peuvent pas être
associées afin d'étendre la longueur de la région explorée.
E. Les antennes de surface peuvent prendre différentes formes (boucles
plates : circulaires, rectangulaires, carrées) et elles peuvent être associées
Réponse 52

A. Les antennes de surface sont en général uniquement réceptrices,
l'émission étant assurée par l'antenne volumique « corps ».
B. L'avantage des antennes de surface réside en l'amélioration du rapport
signal sur bruit (S/B).
C. Les antennes de surface ne peuvent prendre qu’une forme : boucles
plates carrées, et elles peuvent être associées on parle de réseaux phasés
D. Les antennes de surface peuvent prendre différentes formes (boucles
plates : circulaires, rectangulaires, carrées) et ne peuvent pas être
associées afin d'étendre la longueur de la région explorée.
E. Les antennes de surface peuvent prendre différentes formes (boucles
plates : circulaires, rectangulaires, carrées) et elles peuvent être associées
QCM 53
A. Les bobines de gradient créent des variations linéaires de champ magnétique

permettant le codage temporel du signal.
B. Les variations de champ des bobines de gradient doivent pouvoir être
appliquées seulement dans la direction de sélection de coupe.
C. On retrouve à l'intérieur d'un appareil IRM trois couples de bobines de
gradient associés, chacun, à une direction (𝑥, 𝑦, 𝑧) de l'espace.
D. Les directions obliques sont obtenues par association de deux gradients de
champs.
E. L'ensemble des couples de bobines de gradient est regroupé sur un même
cylindre en fibre de verre appelé canon de gradient.
Réponse 53
A. Les bobines de gradient créent des variations linéaires de champ magnétique

permettant le codage temporel (spatial) du signal.
B. Les variations de champ des bobines de gradient doivent pouvoir être
appliquées seulement dans (n'importe quelle) la direction de sélection de
coupe (de l'espace).
C. On retrouve à l'intérieur d'un appareil IRM trois couples de bobines de
gradient associés, chacun, à une direction (𝑥, 𝑦, 𝑧) de l'espace.
D. Les directions obliques sont obtenues par association de deux gradients de
champs.
E. L'ensemble des couples de bobines de gradient est regroupé sur un même
cylindre en fibre de verre appelé canon de gradient.
QCM 54
A. Pour créer un gradient de champ, on fait circuler dans au moins deux
bobines, situées les unes perpendiculaire aux des autres, des
courants électriques de sens opposé.
B. Ces courants induisent des lignes de champ de même sens, générant
ainsi un gradient de champ.
C. le gradient de l'axe z est créé par une configuration technologique de
« Golay » .
D. les gradients des axes x et y utilisent des bobines en configuration de
« Maxwell ».
E. Le bruit acoustique est un point négatif, inévitable, lié aux bobines
de gradient.
Réponse 54
A. Pour créer un gradient de champ, on fait circuler dans au moins deux
bobines, situées les unes perpendiculaire aux (en face) des autres,
des courants électriques de sens opposé.
B. Ces courants induisent des lignes de champ de même sens
(opposées), générant ainsi un gradient de champ.
C. le gradient de l'axe z est créé par une configuration technologique de
« Golay » (« Maxwell »).
D. les gradients des axes x et y utilisent des bobines en configuration de
« Maxwell » (« Golay »).
E. Le bruit acoustique est un point négatif, inévitable, lié aux bobines
de gradient.

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I- Technologie et maintenance des appareils IRM

1. Qu'est-ce qu'un proton ?

1. Qu'est-ce qu'un proton ?

➢ L'IRM étudie les propriétés

Propriété magnétique d'un noyau à

Choisir la(les) affirmation(s) correcte(s) :

A. Les protons du nuage électroniques effectuent un mouvement de rotation axiale,

Choisir la(les) affirmation(s) correcte(s) :

A. Les protons du nuage électroniques effectuent un mouvement de rotation axiale,

Choisir la(les) affirmation(s) correcte(s) :

E. Le neutron est constitué d’un quark up et deux quarks down.

Choisir la(les) affirmation(s) correcte(s) :

E. Le neutron est constitué d’un quark up et deux quarks down.

Choisir la(les) affirmation(s) correcte(s) :

A. Un proton est assimilé à un petit aimant caractérisé par son vecteur

A. Un proton est assimilé à un petit aimant caractérisé par son vecteur

Choisir la(les) affirmation(s) correcte(s) :

3. Que se passe-t-il lorsqu'on place un échantillon de noyaux d'hydrogène dans

Les quelques protons en excès au niveau parallèle verront

3. Que se passe-t-il lorsqu'on place un échantillon de noyaux d'hydrogène dans

En IRM, c'est l'étude de cette

NB: à 0,5 Tesla, pour avoir une

4. Quelles sont les caractéristiques de l'aimantation macroscopique 𝑴 ?

En physique, le rapport gyromagnétique est le

Precesser: tourner autour

4. Quelles sont les caractéristiques de l'aimantation macroscopique 𝑴 ?

les vecteurs 𝝁 précessent de manière déphasée,

Nous verrons par la suite que 𝑴 va aussi précesser autour

5. Qu'est-ce que la résonance magnétique nucléaire (RMN) ?

Comment étudier 𝑴 alors quelle est noyée dans 𝑩𝟎 ??

Astuce: il va falloir dévier 𝑴 de l'axe de 𝑩𝟎 , afin de

Bascule de 𝑴 par apport externe

5. Qu'est-ce que la résonance magnétique nucléaire (RMN) ?

Comment apporter de l'énergie à M ??

❑ L’apport d'énergie à M est possible par l’exploitation du phénomène de résonance.

ν𝑹𝑭 = ν𝟎 = 𝜸. 𝑩𝟎 Τ𝟐𝝅 𝑴𝒆𝒈𝒂𝒉𝒆𝒓𝒕𝒛

Choisir la(les) affirmation(s) correcte(s) :

A. En IRM, c'est l'étude de l’aimantation microscopique 𝑴 qui va nous permettre d'obtenir

Choisir la(les) affirmation(s) correcte(s) :

A. En IRM, c'est l'étude de l’aimantation microscopique 𝑴 qui va nous permettre d'obtenir

Choisir la(les) affirmation(s) correcte(s) :

A. Les vecteurs 𝝁 (en excès) précessent de manière déphasée dans 𝑩𝟎 ., annulant

Choisir la(les) affirmation(s) correcte(s) :

A. Les vecteurs 𝝁 (en excès) précessent de manière déphasée dans 𝑩𝟎 ., annulant

Choisir la(les) affirmation(s) incorrecte(s) :

Choisir la(les) affirmation(s) incorrecte(s) :

6. Que se passe-t-il, au niveau de M, pendant l'apport d'énergie ?

▪ Approche énergétique et quantique

6. Que se passe-t-il, au niveau de M, pendant l'apport d'énergie ?

▪ Approche énergétique et quantique

➢ une onde RF de 90° entraîne une disparition complète de

Approche vectorielle de l'application d'une onde RF. Précession de M

Avant l'impulsion RF (état d’équilibre) 𝑴𝒙𝒚 =0 car les

L'apparition et la disparition des aimantations longitudinales et transversales dépendent

Bilan des deux approches

Bilan vectoriel et quantique, avant et après impulsion RF de 90°

Choisir la(les) affirmation(s) correcte(s) :

A. D'un point de vue quantique, la position parallèle correspond à un niveau de