Development of an Innovative Solution Minimizing RF Field Inhomogeneity and Energy Deposition in Ultra-High Field MRI Applications

Bien qu'apportant de nombreux bénéfices en termes de qualité d'image, l'IRM à très hauts champ est particulièrement sensible aux artefacts liés à la réduction de la longueur d'onde du champ B1+ nécessaire pour basculer les spins hors de leur position d'équilibre. Cette longueur d'onde devenant plus petite que la plupart des régions du corps imagé, cela induit une inhomogénéité spatiale de l'angle de bascule qui, à son tour, entraine des variations d'intensité dans l'image finale. Afin de réduire ces inhomogénéités, des antennes équipées de plusieurs transmetteurs pouvant être excités en parallèle deviennent de plus en plus populaires pour l'imagerie à très haut champ, car la possibilité d'envoyer différentes impulsions à chaque transmetteur offre un meilleur contrôle sur les interférences radiofréquences. Ce procédé d'homogénéisation de champs est appelé B1+ shimming (ou RF shimming) et requière du matériel et des logiciels sophistiqués, ainsi que temps de scan supplémentaire, ce qui peut ralentir son intégration dans le milieu clinique. Dans des régions telles que la moelle épinière, où les tissus présentent d'importantes variations en termes de propriétés électromagnétiques, cela devient encore plus difficile d'obtenir un champ B1+ homogène. La profondeur de la moelle épinière à l'intérieur du corps peut elle aussi limiter la puissance du champ B1+, résultant en un faible signal RM dans cette région. De plus, l'importante variabilité anatomique de la région vertébrale d'un patient à un autre vient elle aussi complexifier la création d'une impulsion qui résulterait en un angle de bascule spatialement homogène pour différents sujets. L'objet de cette maîtrise consistait à développer un logiciel en libre-accès dédié au B1+ shimming, couvrant les scenarios les plus couramment utilisés et prenant en compte la déposition d'énergie dans les tissus afin d'assurer la sécurité du patient. La comptabilité avec des outils de segmentation automatique du cerveau et de la moelle épinière a également était implémentée afin de pouvoir effectuer un B1+ shimming ciblant ces régions spécifiques. Cette implémentation a été intégrée au projet Shimming-Toolbox, initialement développé homogénéiser le champ B0. Un test in-vivo a par la suite été effectué dans la moelle épinière à 7T et a montré une amélioration de l'homogénéité le long de la moelle épinière après B1+ shimming sur des images anatomique GRE et MP2RAGE, ainsi qu'une augmentation du signal dans la région thoracique.