| Les phénomènes de relaxation |
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Les phénomènes de relaxation
Eric Bagot dévellope le phénomène de relaxation des protons :
Introduction A l'arrêt de l'impulsion d'excitation, les protons retrouvent leur état d'équilibre. Les moments magnétiques qui se sont écartés de leur axe initial vont revenir vers la direction du champ Bo sans cesser de tourner.
On sait qu’il existe 2 types d’aimantation tissulaires :
1 - La relaxation longitudinale
Une impulsion RF de 90° fait disparaître la composante longitudinale Mz du vecteur d’aimantation tissulaire M.
Cet état étant instable, dès l’arrêt de l’onde RF, on assiste au retour à l’équilibre.
Cette aimantation longitudinale Mz repousse progressivement.
On constate alors une émission d’énergie par interaction (échange thermique) avec le milieu moléculaire (ou réseau).
La croissance de Mz lors de la relaxation suit une courbe exponentielle.
Elle est caractérisée par le temps T1. Le temps T1 d’un tissu correspond au temps nécessaire pour récupérer 63% de son aimantation maximale.
Le temps T1 est caractéristique d’un tissu. Il dépend de la mobilité des molécules où sont engagés les noyaux d’hydrogènes (Par exemple, à 1.5 T : T1 LCR = 300ms / T1 foie = 490ms. ) Dans le LCR, on a des mouvements moléculaires rapides donc T1 long ; dans le foie, on a des mouvements moléculaires plus lents donc T1 court.
Le T1 d’un tissu est aussi en fonction de l’intensité de Bo
2 – La relaxation tranversale
Une impulsion RF de 90° fait disparaître la composante transversale Mxy du vecteur d’aimantation tissulaire M par rephasage des spins.
A l’arrêt de B1, se produit le phénomène et donc un déphasage.
Comme les spins ne tournent pas à la même vitesse (fréquence), ils se déphasent rapidement.
.La relaxation transversale ne fait pas intervenir d’échanges d’énergie
La relaxation transversale est aussi appelée relaxation T2. Elle suit une courbe exponentielle décroissante caractérisée par le temps T2 (ms).
Le T2 d’un tissu est temps au bout duquel il persiste 37% de l’aimantation transversale Mxy.
Plus le T2 d’un tissu est court, plus son aimantation transversale décroît rapidement. Il est toujours plus court que le T1.
Le T2 varie avec la structure moléculaire ainsi qu’avec l’état solide ou liquide de la matière. Il est plus long dans les liquides par rapport aux solides ou par rapport aux tissus constitués de grosses molécules. (par exemple : T2 LCR > 200 ms ; T2 foie = 43 ms)
Il ne varie pas avec l’intensité de Bo.
3 – La mesure du signal. Les phénomènes de relaxation font donc intervenir des mécaniques distinctes et de durée différente. La repousse de l’aimantation longitudinale est bien plus lente que la décroissance de l’aimantation transversale. Donc Mz apparaît bien plus lentement que ne disparaît Mxy. La composante Mxy décrit donc dans le xoy une spirale. Cette rotation de Mxy induit un champ magnétique ou onde RF. Ce signal est appelé FID ( Free Induction Decay ) ou signal de précession libre. On peut alors mesurer ce mouvement de rotation des spins sous la forme d'un signal oscillant qui a la même fréquence que l'onde excitatrice. C'est ce signal, dit de précession, qu'on mesure en RMN et en IRM au moyen d'une antenne réceptrice. Le FID est mesuré par une bobine ( antenne ) placée dans le plan xoy, sous la forme d’un signal électrique.
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