L'IRM
par résonance
magnétique

Le puissant champ magnétique statique B₀ (1.5 ou 3 Tesla) aligne les protons ¹H de l'eau corporelle selon son axe. Les spins s'orientent parallèlement (basse énergie) ou anti-parallèlement (haute énergie) à B₀. L'aimantation nette résultante M₀ est proportionnelle à B₀ et à la densité de protons tissulaire.

Les protons précessent autour de B₀ à la fréquence de Larmor : ω₀ = γ × B₀ (γ = 42.58 MHz/T pour ¹H). À 1.5T : ω₀ ≈ 63.87 MHz. À 3T : ω₀ ≈ 127.74 MHz. Cette fréquence est dans le domaine des radiofréquences (RF). La précession est analogue à la précession d'une toupie dans un champ gravitationnel.

Une impulsion radiofréquence à exactement ω₀ (condition de résonance) bascule l'aimantation M₀ dans le plan transversal. L'angle de basculement α (flip angle) est défini par la durée et l'amplitude de l'impulsion RF (typiquement 90° en spin echo, 30–70° en gradient echo). La résonance est la condition fondamentale : seule la fréquence exacte produit l'effet.

Après l'impulsion RF, l'aimantation longitudinale M₀ se reconstitue selon une courbe exponentielle de constante T1 (temps de relaxation spin-réseau). T1 dépend du tissu : graisse ~260ms, matière grise ~900ms, LCR ~4000ms (à 1.5T). Les séquences pondérées T1 (TR court, TE court) différencient bien la graisse de l'eau libre.

L'aimantation transversale décroît par perte de cohérence de phase entre spins (interactions spin-spin). Constante T2 : LCR ~2000ms, matière grise ~100ms, graisse ~80ms. T2* (T2 "étoile") est plus court que T2 car intègre les inhomogénéités de B₀. Les séquences pondérées T2 (TR long, TE long) montrent les œdèmes et lésions riches en eau en hypersignal.

Trois bobines de gradient superposent un champ variable à B₀ selon x, y, z. Le gradient de sélection de coupe sélectionne le plan à imager. Le gradient de codage en fréquence et le gradient de codage de phase permettent le remplissage de l'espace-k. La transformée de Fourier 2D de l'espace-k reconstruit l'image finale. La résolution dépend de la taille du champ de vue (FOV) et de la matrice d'acquisition.

Le signal IRM (FID — Free Induction Decay ou écho) est capté par une antenne réceptrice (bobine surface ou antenne corps entier). L'intensité du signal est proportionnelle à : densité de protons × f(T1, T2) selon la pondération choisie. Le rapport signal/bruit (SNR) conditionne la qualité : SNR ∝ B₀ × volume voxel × √(NSA). Compromis entre SNR, résolution et temps d'acquisition.