Qu'est-ce que la résonance magnétique?

L’imagerie par résonance magnétique (IRM) est la technique de neuro-imagerie la plus utilisée en neuroscience en raison de ses nombreux avantages, dont le principal est qu’il s’agit d’une technique non invasive et de la technique de résonance magnétique présentant la résolution spatiale la plus élevée.

En tant que technique non invasive, il n’est pas nécessaire d’ouvrir une plaie pour la réaliser et elle est également indolore. Sa résolution spatiale permet d'identifier les structures au millimètre près, il possède également une bonne résolution temporelle, inférieure à la seconde, bien que celle-ci ne soit pas aussi performante que d'autres techniques, telles que l'électroencéphalographie (EEG).

Sa haute résolution spatiale permet d'étudier les aspects et les caractéristiques morphologiques au niveau des tissus. Comme le métabolisme, le volume sanguin ou l'hémodynamique.

Cette technique est considérée comme anodine, c'est-à-dire qu'elle ne provoque aucun dommage dans l'organisme de la personne à qui elle est destinée, pour cette raison elle est également indolore. Bien que le participant doive entrer dans un champ magnétique, cela ne présente aucun risque pour l'individu, car ce champ est très petit, généralement égal ou inférieur à 3 teslas (3 T).

Mais tous ne sont pas des avantages, la MR étant une technique difficile à exécuter et à analyser, les professionnels doivent effectuer une formation préalable. De plus, des installations et des machines coûteuses sont nécessaires, de sorte que son coût spatial et économique est élevé.

Étant une technique aussi complexe, une équipe multidisciplinaire est nécessaire pour l'utiliser. Cette équipe comprend généralement un physicien, une personne qui connaît la physiopathologie (comme un neuroradiologue) et une personne qui conçoit les expériences, par exemple un neuropsychologue.

Dans cet article, nous expliquerons ci-dessus les bases physiques de la résonance magnétique, mais nous nous concentrerons principalement sur les bases psychophysiologiques et les informations pratiques destinées aux personnes devant subir une IRM.

Bases psychophysiologiques de la résonance magnétique

Le fonctionnement du cerveau repose sur l'échange d'informations par le biais de synapses chimiques et électriques.

Pour effectuer cette activité, il est nécessaire de la consommer, et la consommation d'énergie est réalisée via un processus métabolique complexe qui, en bref, se traduit par une augmentation d'une substance appelée adénosine triphosphate, mieux connue sous le nom d'ATP, qui est source d'énergie que le cerveau utilise pour fonctionner.

L'ATP est fabriqué à partir de l'oxydation du glucose; par conséquent, pour que le cerveau fonctionne, l'oxygène et le glucose doivent être délivrés. Pour vous donner une idée, un cerveau au repos consomme environ 60% de tout le glucose que nous consommons, soit environ 120 g. Donc, si l'alimentation en glucose ou en oxygène était interrompue, le cerveau subirait des dommages.

Ces substances atteignent les neurones qui en ont besoin par perfusion sanguine, par les lits capillaires. Par conséquent, plus l'activité cérébrale est importante, plus le besoin en glucose et en oxygène est grand et plus le débit sanguin cérébral augmente de manière localisée.

Pour vérifier quelle région du cerveau est active, nous pouvons examiner la consommation d’oxygène ou de glucose, l’augmentation du débit cérébral régional et les modifications du volume sanguin cérébral.

Le type d’indicateur à utiliser dépendra de nombreux facteurs, parmi lesquels figurent les caractéristiques de la tâche à exécuter.

Plusieurs études ont montré que lorsque la stimulation cérébrale a lieu pendant une période prolongée, les premiers changements observés sont le glucose et l'oxygène, il se produit alors une augmentation du flux cérébral régional et, si la stimulation se poursuit, il y aura une augmentation. du volume total du cerveau (Clarke et Sokoloff, 1994, Gross, Sposito, Pettersen, Panton et Fenstermacher, 1987, Klein, Kuschinsky, Schrock et Vetterlein, 1986).

L'oxygène est transporté dans les vaisseaux sanguins cérébraux attachés à l'hémoglobine. Lorsque l'hémoglobine contient de l'oxygène, elle s'appelle oxyhémoglobine et, lorsqu'elle en est privée, désoxyhémoglobine. Ainsi, lorsque l’activation du cerveau commence, il se produit une augmentation localisée de l’oxyhémoglobine et une diminution de la désoxyhémoglobine.

Cet équilibre produit un changement magnétique dans le cerveau qui correspond à ce qui est collecté dans les images IRM.

Comme on le sait, l'oxygène intravasculaire est transporté lié à l'hémoglobine. Lorsque cette protéine est pleine d'oxygène, elle s'appelle oxyhémoglobine et lorsqu'elle est libérée, elle devient désoxyhémoglobine.

Au cours de l'activation cérébrale, l'oxyhémoglobine artérielle et capillaire augmentera locorégionalement. Cependant, la concentration en désoxyhémoglobine diminuera, comme expliqué ci-dessus, en raison de la diminution du transport d'oxygène dans les tissus.

Cette baisse de concentration en désoxyhémoglobine, due à sa propriété paramagnétique, entraînera une augmentation du signal dans les images IRMf.

En résumé, l'IRM est basée sur l'identification des modifications hémodynamiques de l'oxygène dans le sang, par effet BOLD, bien que les niveaux de débit sanguin puissent également être déduits indirectement par des méthodes telles que l'imagerie et la perfusion et l'ASL ( spin artériel). étiquetage ).

Mécanisme d'effet BOLD

La technique d'IRM la plus utilisée aujourd'hui est celle réalisée à partir de l'effet BOLD. Cette technique permet d'identifier les changements hémodynamiques grâce aux changements magnétiques produits dans l'hémoglobine (Hb).

Cet effet est assez complexe, mais je vais essayer de l'expliquer de la manière la plus simple possible.

Ogawa et son équipe ont été les premiers à décrire cet effet. Ces chercheurs ont compris que lorsque Hb ne contient pas d'oxygène, la désoxyhémoglobine est paramagnétique (attire les champs magnétiques), mais lorsqu'elle est complètement oxygénée (oxyHb), elle devient diamagnétique (repousse les champs magnétiques) (Ogawa, et autres). ., 1992).

Lorsqu'il y a une plus grande présence de désoxyhémoglobine, le champ magnétique local est modifié et les noyaux ont besoin de moins de temps pour revenir à leur position d'origine. Il existe donc un signal T2 plus faible et inversement, plus l'oxiHb est faible, plus la récupération des noyaux est lente. et le signal négatif T2 est reçu.

En résumé, la détection de l'activité cérébrale avec le mécanisme de l'effet BOLD se déroule comme suit:

1. L'activité cérébrale d'une zone spécifique augmente.
2. Les neurones activés ont besoin d'oxygène pour obtenir de l'énergie, qu'ils acquièrent des neurones qui les entourent.
3. La zone autour des neurones actifs perd de l'oxygène, donc, au début, la désoxyhémoglobine augmente et le T2 diminue.
4. À la fin du temps (6-7s), la zone récupère et augmente l'oxyHb, donc le T2 augmente (entre 2 et 3% en utilisant des champs magnétiques de 1, 5 T).

Résonance magnétique fonctionnelle

Grâce à l'effet BOLD, des résonances magnétiques fonctionnelles (IRMf) peuvent être réalisées. La résonance magnétique fonctionnelle diffère de la résonance magnétique sèche en ce que, dans le premier cas, le participant effectue un exercice tout en effectuant une IRM, de sorte que son activité cérébrale puisse être mesurée lors de l'exécution d'une fonction et pas simplement au repos. .

Les exercices se composent de deux parties, la première pendant laquelle le participant exécute la tâche, puis est laissée au repos pendant le temps de repos. L'analyse IRMf est effectuée en comparant voxel à voxel les images reçues pendant l'achèvement de la tâche et au temps de repos.

Par conséquent, cette technique permet de relier l’activité fonctionnelle à l’anatomie cérébrale avec une grande précision, ce qui n’arrive pas avec d’autres techniques telles que l’EEG ou la magnétoencéphalographie.

Bien que l'IRMf soit une technique assez précise, elle mesure indirectement l'activité cérébrale et de nombreux facteurs peuvent interférer avec les données obtenues et modifier les résultats, internes ou externes au patient, tels que les caractéristiques du champ magnétique ou le post-traitement.

Informations pratiques

Cette section explique certaines informations pouvant vous intéresser si vous devez participer à une étude IRM, que ce soit chez le patient ou chez un contrôle sain.

L'IRM peut être réalisée dans presque toutes les parties du corps, les plus courantes étant l'abdomen, le col utérin, le thorax, le cerveau ou le crâne, le cœur, les lombaires et le bassin. Ici, le cerveau sera expliqué car il est le plus proche de mon domaine d’étude.

Comment le test est-il effectué?

Les études IRM doivent être réalisées dans des centres spécialisés et dotés des équipements nécessaires, tels que des hôpitaux, des centres de radiologie ou des laboratoires.

La première étape consiste à s'habiller correctement, vous devez enlever tout ce qui a du métal pour qu'ils n'interfèrent pas avec l'IRM.

Ensuite, il vous sera demandé de vous allonger sur une surface horizontale insérée dans une sorte de tunnel, le scanner. Certaines études vous obligent à vous allonger d'une certaine manière, mais généralement, c'est à l'envers.

Pendant que l'IRM est effectuée, vous ne serez pas seul. Le médecin ou la personne qui contrôle la machine sera placé dans une pièce connectée protégée du champ magnétique qui a généralement une fenêtre pour voir tout ce qui se passe dans la pièce d'IRM. Cette salle dispose également de moniteurs où la personne responsable peut voir si tout va bien pendant l'exécution de l'IRM.

Le test dure entre 30 et 60 minutes, bien qu’il puisse durer plus longtemps, surtout s’il s’agit d’une IRMf, dans laquelle vous devez effectuer les exercices que vous indiquez pendant que l’IRM recueille votre activité cérébrale.

Comment se préparer pour le test?

Lorsque vous êtes informé de la nécessité d'effectuer un test IRM, votre médecin doit vous assurer que votre corps ne contient pas de dispositifs métalliques pouvant interférer avec l'IRM, tels que les suivants:

• Valves cardiaques artificielles
• Clips pour anévrisme cérébral.
• Défibrillateur ou stimulateur cardiaque.
• Implants dans l'oreille interne (cochléaire).
• Néphropathie ou dialyse.
• Joints artificiels récemment mis en place.
• Stents (stents vasculaires).

De plus, vous devriez informer le médecin si vous avez travaillé avec du métal, car vous aurez peut-être besoin d'une étude pour déterminer si vous avez des particules de métal dans les yeux ou les narines, par exemple.

Vous devez également informer votre médecin si vous souffrez de claustrophobie (peur des espaces confinés), car, dans la mesure du possible, votre médecin vous conseillera de réaliser une IRM ouverte, plus séparée du corps. Si ce n'est pas possible et que vous êtes très anxieux, des anxiolytiques ou des somnifères peuvent vous être prescrits.

Le jour de l'examen ne doit pas consommer de nourriture ou de boisson avant le test, environ 4 ou 6 heures avant.

Il faut essayer d’apporter le minimum d’éléments en métal à l’étude (bijoux, montres, téléphone portable, argent, carte de crédit, etc.), car ceux-ci peuvent interférer avec le RM. Si vous les prenez, vous devrez les laisser tous en dehors de la pièce où se trouve la machine RM.

Qui se sent?

L'examen par IRM est totalement indolore, mais il peut être un peu gênant ou inconfortable.

Tout d’abord, cela peut causer de l’anxiété lorsque vous devez rester allongé dans un espace clos pendant si longtemps. En outre, la machine doit être aussi immobile que possible car si elle ne peut pas provoquer d'erreurs dans les images. Si vous ne pouvez pas rester immobile pendant une aussi longue période, il se peut que vous receviez des médicaments pour vous détendre.

Deuxièmement, la machine produit une série de bruits continus qui peuvent être gênants. Pour réduire le bruit, vous pouvez porter des bouchons d'oreilles, en vérifiant toujours avec votre médecin au préalable.

La machine dispose d'un interphone avec lequel vous pouvez communiquer avec le responsable de l'examen. Si vous sentez quelque chose d'anormal, vous pouvez le consulter.

Il n'est pas nécessaire de rester à l'hôpital. Après le test, vous pouvez rentrer chez vous, manger si vous le souhaitez et retrouver une vie normale.

C'est pour quoi?

L'IRM est utilisée, avec d'autres tests ou preuves, pour établir un diagnostic et pour évaluer l'état d'une personne souffrant d'une maladie.

Les informations à obtenir dépendent de l’endroit où la résonance sera effectuée. Les résonances magnétiques du cerveau sont utiles pour détecter les signes cérébraux caractéristiques des affections suivantes:

• Anomalie congénitale du cerveau
• Saignement dans le cerveau (hémorragie sous-arachnoïdienne ou intracrânienne)
• Infection cérébrale
• Tumeurs cérébrales
• Troubles hormonaux (tels que l'acromégalie, la galactorrhée et le syndrome de Cushing)
• Sclérose en plaques
• Accident cérébrovasculaire

En outre, il peut également être utile de déterminer la cause de conditions telles que:

• Faiblesse musculaire ou un engourdissement et des picotements
• Changements de pensée ou de comportement
• Perte d'audition
• Maux de tête lorsque d'autres symptômes ou signes sont présents
• Difficulté à parler
• Problèmes de vision
• Démence

Avez-vous des risques?

La résonance magnétique utilise des champs magnétiques et, contrairement aux radiations, n’a encore été trouvée dans aucune étude causant des dommages quelconques.

Les études d'IRM de contraste, qui nécessitent l'utilisation d'un colorant, sont généralement réalisées avec du gadolinium. Ce colorant est très sûr et les réactions allergiques se produisent rarement, bien qu'il puisse être nocif pour les personnes souffrant de problèmes rénaux. Par conséquent, si vous souffrez de problèmes rénaux, vous devez en informer votre médecin avant de procéder à l'étude.

L'IRM magnétique peut être dangereux si la personne porte des dispositifs métalliques tels que des stimulateurs cardiaques et des implants, car ils ne peuvent pas les faire fonctionner aussi bien qu'avant.

De plus, vous devez effectuer une étude si vous avez des copeaux de métal dans votre corps, car le champ magnétique peut les faire bouger et causer des dommages organiques ou tissulaires.