IRM — Imagerie par Résonance Magnétique

Principes physiques — RMN

Aimantation des spins — B₀

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.

Précession de Larmor

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.

Impulsion RF et basculement

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.

Relaxation T1 (longitudinale)

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.

Relaxation T2 (transversale)

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.

Encodage spatial — Gradients

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.

Signal et reconstruction

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.

Principales séquences IRM

SE T1

Spin Echo pondéré T1

TR court (400–700ms), TE court (10–20ms). Anatomie, post-gadolinium, graisse en hyper, eau en hypo. Référence pour les rehaussements. Contre-indiqué si allergie Gd.

Anatomie générale

SE T2

Spin Echo pondéré T2

TR long (2000–4000ms), TE long (80–120ms). Eau et lésions inflammatoires en hypersignal. Excellent contraste pathologie/fond. Séquence de base obligatoire.

Lésions / Œdème

FLAIR

Fluid Attenuation Inversion Recovery

Séquence T2 avec suppression du signal LCR (TI~2000ms). Lésions péri-ventriculaires et sous-corticales visibles. Indispensable en neuro-IRM (SEP, AVC sous-aigu).

Neurologie

DWI

Diffusion Weighted Imaging

Mesure la diffusion brownienne des molécules d'eau. Restriction de diffusion (ADC bas) = AVC hyperaigu en 30 min, abcès, tumeur dense. Indispensable en urgence neuro.

Urgences neuro / Oncologie

GRE / T2*

Gradient Echo

TR et TE courts, pas d'impulsion 180°. Artéfacts susceptibilité magnétique : saignement, calcification, corps étranger. SWI (susceptibility weighted imaging) = veines, microhémorragies.

Saignements / OS

TOF

Time Of Flight

Angio-IRM sans gadolinium. Saturation des spins stationnaires → vaisseaux en hypersignal. Artères intracrâniennes, TSA, vasculaire périphérique. Limité par les flux lents.

Angiographie

STIR

Short Tau Inversion Recovery

Suppression du signal graisseux par inversion-récupération (TI court ~150ms). Os et parties molles : œdème osseux, pathologie rachidienne, muscles. Résistant aux hétérogénéités B₀.

Rachis / Os

ASL

Arterial Spin Labeling

Marquage des spins artériels comme traceur endogène. Cartographie de la perfusion cérébrale sans injection. Tumeurs, épilepsie, démences vasculaires. 0 irradiation, 0 injection.

Perfusion cérébrale

SRM

Spectroscopie RMN

Mesure les concentrations de métabolites cérébaux (NAA, Cho, Cr, Lac, MI). Discrimination tumeur/nécrose, grading, récidive vs pseudoprogression. Voxel ou multi-voxel (CSI).

Neuro-oncologie

IRMf

IRM fonctionnelle (BOLD)

Signal BOLD (Blood Oxygen Level Dependent) : variation susceptibilité Hb/HbO₂. Cartographie des aires fonctionnelles cérébrales lors de tâches. Planification chirurgicale, recherche.

Neurochirurgie / Recherche

DCE

Dynamic Contrast Enhanced

Injection rapide Gd + acquisition cinétique. Courbes de rehaussement tumoraux : type I (bénin), III (malin). Sein, prostate, foie. Paramètres pharmacocinétiques (Ktrans, Kep).

Oncologie

DTI

Diffusion Tensor Imaging

Anisotropie de la diffusion → tractographie des faisceaux de matière blanche. FA (anisotropie fractionnelle), MD (diffusivité moyenne). Tumeur, TCC, leucopathie, AVC.

Tractographie cérébrale

Indications & contre-indications

Comparateur d'intensité de champ

0.3T 7.0T

1.5T

Spécialité	Indication principale	Séquences clés	Avantage IRM vs Scanner
Neurologie / Neuro-chirurgie	AVC aigu, tumeurs cérébrales, SEP, épilepsie, démences	DWI, FLAIR, T1+Gd, SWI, SRM	Supérieure pour parenchyme, 0 irradiation
Cardiologie	Cardiopathies congénitales, myocardite, cardiomyopathies, viabilité	Ciné SSFP, T1-mapping, T2*, LGE	Fonction VG, fibrose myocardique
Musculo-squelettique	Ménisques, ligaments, tendons, tumeurs osseuses, os	DP-FAT-SAT, T2, STIR, T1+Gd	Cartilage et parties molles sans irradiation
Abdomen-Pelvis	Foie (CHC, métastases), pelvis (utérus, prostate, rectum)	T2, DWI, DCE gadolinium, MRCP	Prostate, rectum : staging précis, IRM multiparamétrique
Sein	Bilan extension cancer, implants, haute surveillance (BRCA)	T1 dynamique, T2, soustraction, DWI	Sensibilité >90% cancer invasif
Obstétrique	Malformations fœtales (≥T2), placenta, pelvis maternel	T2 rapide HASTE/SSFSE, DWI fœtal	0 irradiation, excellent contraste tissulaire

Contre-indications

Implant / Dispositif	Statut	Raison	Conduite
Pacemaker / DAI classique	Absolu	Interférence programme, mobilisation lead, chauffe	IRM conditionnelle si PM-IRM compatible → protocole strict
Corps étranger ferreux oculaire	Absolu	Mobilisation par force de Lorentz → cécité	Radiographie des orbites systématique si ATCD exposition métallique
Anévrisme clip non compatible	Absolu	Force magnétique → hémorragie cérébrale fatale	Vérifier la fiche technique du clip
Prothèses articulaires (acier inox)	Relatif	Artefacts de susceptibilité magnétique, pas de mobilisation	Séquences MAR (Metal Artifact Reduction) si nécessaire
Stents coronariens	Non-CI après 8 semaines	Incorporation fibreuse fixe définitivement le stent	Examen possible avec séquences adaptées >8 semaines post-stenting
Tatouages / pigments ferreux	Relatif	Rare : brûlure locale par courant de Foucault	Information patient, compresse humide si symptômes
Claustrophobie sévère	Relatif	Tunnel long et bruyant (tunnel fermé)	Prémédication anxiolytique, IRM ouverte, AG si nécessaire
Grossesse T1	Relatif	Précaution théorique (1er trimestre), pas d'effet démontré	Indication stricte, éviter gadolinium, IRM si bénéfice > risque

⚠ Zone magnétique permanente : Le champ B₀ d'une IRM est toujours actif, même hors examen. L'accès à la salle IRM (Zone IV) est strictement contrôlé. Tout objet ferromagnétique (bouteille d'O₂, chariot, ciseaux, téléphone) devient projectile sous l'effet de la force magnétique. Protocole de sécurité strict obligatoire avant tout accès.

Artefacts IRM

Aliasing (fantôme)

Repliement FOV

Structure hors champ de vue qui se "replie" dans l'image. Prévention : saturation parallèle, agrandir le FOV, mode No Phase Wrap.

Susceptibilité magnétique

Hétérogénéités B₀

Distorsion et perte de signal aux interfaces air-tissu et autour des implants métalliques. Moindre en SE qu'en GRE. Exploité pour SWI.

Mouvement

Agitation patient / pulsations

Fantômes de phase, flou. Prévention : immobilisation, synchronisation ECG/respiratoire, séquences rapides (EPI, HASTE, BLADE/PROPELLER).

Effet de déplacement chimique

Graisse vs eau

Décalage spatial entre graisse et eau (3.5 ppm) → bande noire à l'interface. Visible en T1 haut champ. Réduire la bande passante ou utiliser fat-sat.

Croisement de coupes

Excitation partielle

Excitation parasite des coupes adjacentes si angle de basculement important. Prévention : interleaving (acquisition en saut) ou espace inter-coupes.

SAR (Absorption RF)

Échauffement tissulaire

L'absorption des radiofréquences génère de la chaleur (SAR en W/kg). Limite réglementaire CEI : 4 W/kg corps entier. Risque brûlures aux implants conducteurs.

Effet Gibb

Troncature espace-k

Anneaux artificiels aux interfaces de fort contraste (moelle, LCR). Dû à la troncature de l'espace-k. Atténué par apodisation ou augmenter la matrice.

Artefact de pulsation

Flux ventriculaire/aortique

Fantômes de pulsations cardiaques/aortiques en phase. Saturation parallèle, gating cardiaque, séquences rapides.

Produits de contraste — Chélates de gadolinium

Classe	Molécules	Relaxivité r1	Risque rétention	Indication préférée
Macrocyclique ionique	Gadotérate (Dotarem®), Gadobutrol (Gadovist®)	3.5–5 L/mmol/s	Très faible	1ʳᵉ intention — toutes indications
Macrocyclique non ionique	Gadotéridol (ProHance®)	4.1 L/mmol/s	Faible	Alternative — neuro, body
Linéaire ionique	Gadopentétate (Magnevist®) — retiré EU	3.8 L/mmol/s	Élevée	Retiré du marché européen (EMA 2017)
Spécifique hépatique	Gadoxétate (Primovist®)	6.0 L/mmol/s	Modérée	Caractérisation lésions hépatiques

Fibrose néphrogénique systémique (FNS) : Complication grave (fibrose cutanée, articulations, organes) liée aux gadoliniums linéaires chez les patients insuffisants rénaux sévères (DFG <30 mL/min). Depuis 2017, seuls les agents macrocycliques sont recommandés par l'EMA. Contre-indication relative si DFG <30 (évaluation bénéfice/risque).

RÉFÉRENCES

EMA — European Medicines Agency — Gadolinium-based contrast agents. ema.europa.eu, 2017–2024.

ESR / ESUR — Contrast Media Safety Committee — Guidelines 10th edition. 2023.

Westbrook C. — et al. — MRI at a Glance, 3e éd., Wiley-Blackwell, 2021.

Bitar R. — et al. — MR Pulse Sequences — RadioGraphics, 2006.

ACR — Manual on Contrast Media, v11. acr.org, 2023.