Development of a New Multi-Channel MRI Coil Optimized for Brain Studies in Human Neonates

Plusieurs événements et conditions indésirables causent des lésions cérébrales chez les nouveau-nés qui peuvent conduire plus tard à des troubles neurodéveloppementaux. Des études d'imagerie rapides, non invasive et de haute qualité sont nécessaires pour initier un traitement neuroprotecteur précoce et minimiser les effets néfastes sur ces patients. L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est une méthode de choix pour détecter ces lésions et évaluer le développement du cerveau in vivo. Les systèmes d'IRM comprennent des antennes spécifiques qui permettent d'interagir avec l'objet étudié au moyen de signaux radiofréquences (RF). Ces antennes jouent un rôle important sur la qualité d'image résultante et donc sur notre capacité à détecter des pathologies subtiles. Plus les antennes sont proches du tissu à imager, meilleure est la qualité d'image. Le but de ce travail était de développer une nouvelle antenne de réception IRM qui peut s'adapter physiquement à la taille de la tête des nouveau-nés dans la gamme de prématurés de 24 semaines à des bébés de 1.5 mois. L'antenne est constituée de treize éléments répartis de manière sphérique, fixés individuellement à un soufflet en plastique compressible, qui peuvent se déplacer de manière indépendante dans des directions radiales et axiales. Un système pneumatique les rétracte au moyen d'un vide, en maximisant l'espace à l'intérieur de l'antenne pour faciliter le placement du sujet. Le vide est ensuite libéré pour permettre l'expansion du soufflet et le mouvement des éléments vers le centre de l'antenne jusqu'à ce qu'ils s'adaptent physiquement à la forme de la tête. La simulation électromagnétique a aidé le processus de conception, révélant la faisabilité de l'idée proposée. Un découplage efficace à l'aide de préamplificateurs a garanti les niveaux requis de découplage global entre les canaux de l'antenne. La validation a été effectuée sur le banc d'essai et sur une IRM 3T en utilisant différents fantômes en forme de tête. Les résultats démontrent une augmentation moyenne de rapport signal-à-bruit (SNR) de jusqu'à 68% dans la région de la tête et 122% dans la région du cortex, par rapport à une antenne commerciale de tête à 32 canaux. La distribution du SNR est stable pour toutes les tailles de fantômes utilisés. En conclusion, une antenne de réception a été conçue, modélisée puis construite. Cette antenne est adaptable avec contrôle pneumatique, ce qui a permis un SNR plus élevée par rapport à une antenne de tête commerciale à 32 canaux utilisée normalement dans la pratique clinique.