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IRM - Plus de signal... et moins de bruit

Mis à jour le 13/08/2010 par SFR

Martine decouvelaere (1), Carine Le Floc'h (2)
(1) Hospices Civils de Lyon, (2) C.H.U. Montpellier

Introduction

Le 6 Octobre 2003 le prix Nobel de physiologie ou de médecine a été attribué conjointement à Paul C. LAUTERBUR et Peter MANSFIELD « pour leurs découvertes concernant l'imagerie par résonance magnétique ». Cependant, cette année est marquée moins par de grandes révolutions dans ce domaine que par de nombreuses évolutions techniques, dans la continuité des années précédentes : meilleure homogénéité du champ magnétique, amélioration de la chaîne radiofréquence (RF), multiplication des antennes multi - éléments, apparition d'une gamme complète d'antennes pour les machines 3 teslas (T) liées à des applications avancées dans tous les domaines.

L'objectif poursuivi par tous les constructeurs est focalisé cette année sur deux points principaux : plus de signal et/ou de rapidité d'acquisition d'une part, moins de bruit et plus de convivialité pour le patient d'autre part. On recherche en particulier la possibilité d'acquisitions « corps entier » de bonne résolution.

Les principaux développements sont d'abord réalisés sur les équipements 3 T et 1,5 T avec pour certains fournisseurs le renouvellement de leur gamme de machines. Une partie des nouvelles fonctionnalités est ou sera transférée courant 2004 aux machines de bas ou moyen champ, qui ne font pas l'objet de développements propres cette année.

Les applications cliniques des machines 3 T se développent, bénéficiant des progrès technologiques visant à réduire les inconvénients connus de cette intensité de champ magnétique : distorsions, artéfacts, SAR (Specific Absorption Ratio) augmenté. Ainsi, on peut en neurologie, grâce à la haute résolution, détecter des pathologies ou affiner des diagnostics difficiles à 1,5 T. L'imagerie fonctionnelle et la spectroscopie bénéficient aussi du rapport signal sur bruit augmenté. Cependant, la sensibilité aux artefacts nécessite d'être particulièrement vigilant tout au long de l'examen.

Le marché mondial s'oriente donc vers les machines 3T qui fonctionnent maintenant en routine clinique, tandis que les machines ouvertes continuent leur progression. Mais la prédominance reste sur les machines à 1,5 T, qui représentent 42% de la base installée [1].

Au niveau français, le marché est fortement orienté vers le 1,5 T, 71% de la base installée [1], alors que les recommandations du ministère visent à introduire des machines à 3 T dans les grands centres hospitaliers ayant une composante recherche ou adossés à des centres de recherche. De l'ordre de 5 machines 3 T de recherche sont installées et la première machine de routine a été installée à Paris en décembre 2003.


I - TENDANCES

Si les machines 3 T ont été présentées par la majorité des constructeurs en 2002 et sont aujourd'hui utilisées en routine clinique pour le corps entier (hors France), les améliorations attendues sur ces machines comme sur les 1,5 T étaient liées à la qualité d'image, à la rapidité d'acquisition et à la diminution du bruit (nuisance sonore). En effet, les examens IRM, malgré leur caractère non invasif, étaient jusque là desservis par leur longueur de réalisation, particulièrement ressentie en France avec la pénurie d'équipement que l'on connaît, et par leur niveau de bruit. C'est sur ces points que les industriels se sont penchés en 2003.

L'ensemble des évolutions conduit :

- à l'introduction de nouvelles machines notamment pour PHILIPS avec ACHIEVA 1,5 T et 3 T, pour SIEMENS qui complète sa gamme avec AVANTO 1,5 T et pour TOSHIBA qui remplace sa machine Excel Art par la machine VANTAGE 1,5 T.
- à l'amélioration des machines existantes, dès aujourd'hui pour GEMS et d'ici deux ans pour SIEMENS sur les machines Symphony, Sonata et Trio.


Comment obtenir plus de signal ou gagner en temps d'acquisition ?

Selon les fournisseurs, les modifications portent sur tout ou partie des caractéristiques influant sur le rapport signal sur bruit, ou les « distorsions » : homogénéité du champ, puissance et pente des gradients, chaîne radiofréquence (électronique et informatique de mise en forme des impulsions et biprocesseur rapide - environ 3 GHz - augmentation du nombre de canaux et de convertisseurs en réception), nouvelles antennes multi - éléments, nouvelles techniques et séquences d'acquisition.

Comment faire moins de bruit quelque soit le type de séquence ?

L'objectif annoncé de réduction du bruit est plus ou moins grand avec pour le 3 T la nécessité de rester sous la barre des 100 dB exigée par la FDA.

Les constructeurs isolent les bobines gradients de l'aimant, par inclusion et/ou sous vide, ou encore proposent des mises en forme des gradients, voire des séquences spécifiques « silencieuses ».

Evolution du marché

En France, les compétiteurs sont toujours GEMS, PHILIPS et SIEMENS principalement avec des machines à aimant cylindrique de 1,5 T et 3 T, et depuis peu HITACHI qui vient d'installer deux machines à aimant ouvert dans des structures privées de Lyon et Fréjus. Toutefois, l'année 2004 pourrait marquer l'apparition de nouvelles sociétés présentes sur le marché international telles que NEUSOFT, société chinoise présentant une gamme complète de machines à aimants ouverts et cylindriques (hors 3 T), ESAOTE, société italienne du groupe BRACCO offrant deux machines à aimant ouvert dédiées aux extrémités, ou encore ONI, société américaine qui présente une machine à aimant cylindrique 1 T dédiée aux extrémités.

Globalement, la plus forte croissance annoncée par tous au niveau mondial concerne les machines 3 T. Celle-ci est dans un premier temps limitée en France aux sites adossés à des environnements de recherche clinique, même si les machines installées ailleurs dans le monde sont aujourd'hui utilisées en routine clinique.

L'ensemble des constructeurs semble par ailleurs prévoir le développement dans les années à venir des IRM ouvertes, y compris en France en 2ème machine, voire même en 1ère machine. On notera notamment l'installation récente d'une machine Philips à aimant ouvert à 0,6 T dans une clinique toulousaine.


II - PRESENTATION DE L'OFFRE INDUSTRIELLE

ESAOTE
www.esaote.com


Gamme

      E-scan XQ 0,2 T aimant ouvert permanent – 20mT/m – 25 mT/m/s
      C-scan XQ 0,2 T aimant cylindrique dédié

La société italienne ESAOTE, présente cette année deux machines dédiées aux examens ostéo-articulaires des extrémités. Ces machines sont annoncées dans une gamme de prix de l'ordre de cinq fois inférieure à une machine 1,5 T.

La machine E-scan XQ est également présentée sur le stand GEMS qui la commercialise sur le marché américain.

Présente à raison de 6% de part de marché au niveau mondial, avec 300 machines installées en Italie, 130 en Allemagne et quelques machines en Europe du nord, ESAOTE projette une arrivée sur le marché français courant 2004.


FONAR
www.fonar.com


Gamme

      Stand up MRI 0,6 T aimant permanent - 12 mT/m

La société FONAR présente toujours sa machine à aimant permanent Stand Up (position verticale) à 0,6 T permettant d'examiner le patient en position fonctionnelle (acquisition en flexion, extension, Trendelenburg…).

On trouve cette machine également sur le stand GEMS qui la commercialise sur le marché américain.

Cette machine ne sera commercialisée en France ni par FONAR, ni par GEMS du fait de sa grande spécificité non compatible avec les contraintes actuelles de ce marché.


GEMS
www.gemedicalsystems.com


Gamme

      Signa Profile 0,2 T aimant permanent, 15 mT/m, 42 T/m/s
      Signa Ovation 0,35 T aimant ouvert permanent 19 mT/m, 46 T/m/s
      Signa OpenSpeed 0,7 T aimant ouvert supraconducteur 25 mT/m 70 T/m/s
      Signa Infinity 1 T aimant supraconducteur, 23 et 33 mT/m
      Signa Excite 1,5 T aimant supraconducteur (zoom 40 mT/m et
                          corps entier 23 mT/m)
      Signa Excite 3 T aimant supraconducteur corps entier,
                          40 mT/m, 150 T/m/s

Nouveautés

GEMS apporte cette année quelques nouveautés sur les moyens champs (0,2 – 0,35 et 0,7T), notamment l'implémentation de Excite sur la machine Ovation et l'amélioration de la gamme d'antennes en réseau phasé. L'antenne tête apporte par exemple un gain du rapport signal à bruit de 20%.

Cependant, l'essentiel des annonces concerne la gamme 1,5 T et 3 T.

GEMS améliore le système EXCITE introduit au RSNA 2002 avec ACCELERATOR (système biprocesseurs permettant l'intégration très rapide des données, fonctionnant sur des plateformes HP avec le système d'exploitation LINUX). La grande évolution cette année est pour GEMS l'introduction de nouvelles antennes à 8 éléments linéaires (évolution ultérieure vers 32 puis 64 éléments linéaires et évolution associée des canaux de réception). Les techniques d'acquisition PROPELLER, EC-TRICKS annoncées l'an dernier sont maintenant mises en œuvre et complétées par VIBRANT pour les acquisitions de sénologie.

EXCITE

GEMS poursuit cette année encore le développement de EXCITE (nouvelle chaîne RF complète annoncée au RSNA 2002) et l'implémente sur toute sa gamme de champ supérieur ou égal à 0,7 T, en dehors de la Infinity 1 T. A cette occasion la gamme Infinity est renommée Excite pour les machines 1,5 T et 3 T.

EXCITE comprend un système d'impulsions plus fin, une réception sur 8 canaux linéaires (Bande passante de 1 MHz par canal) et des processeurs de reconstruction (aujourd'hui au nombre de deux de 3MHz) à 200 et 400 images par seconde respectivement pour des matrices 512² et 256².

A la réception, les données numériques sont insérées avec un débit de 75 Mbits/s dans la base de données. Cette dernière peut stocker jusqu'à 20 000 images par série notamment pour l'IRM fonctionnelle.

La nouvelle informatique (HP - OS Linux) donne de nouvelles possibilités en terme d'égalisation de signal et de filtrages automatiques programmés dès l'acquisition.

Informatique

Toute la gamme a basculé sur le système d'exploitation Linux associé à des plateformes HP tant au niveau de l'acquisition que du post-traitement.

Des protocoles prédéfinis d'acquisition sont installés et permettent une plus grande productivité des examens.

Le système ACCELERATOR (version 11.0), bi processeur ayant des vitesses de reconstruction neuf fois supérieures à celles connues jusque là et des capacités de mémoire images quatre fois supérieures, vient en complément d'EXCITE augmenter la vitesse d'acquisition, améliorer la qualité du signal et sa résolution.

Gestion du bruit

Le système QUIET (bobines de gradient et chaîne RF incluses dans une résine époxy et mises sous vide) est intégré à la machine Signa Excite 3 T sur laquelle il permet de ne pas dépasser 99 dB sans diminution d'amplitude ou de pente des gradients et à la machine Signa Excite 1,5 T pour une diminution également notable du bruit.

Nouvelles caractéristiques machines

EXCITE 1,5 T

Statif - lit d'examen - aimant et tunnel

Pas de changement par rapport à la machine Infinity 1,5 T.

Gradients
      SmartSpeed 23 mT/m – 50 T/m/s
      HiSpeed Plus 33 mT/m – 77 T/m/s
      EchoSpeed Plus 33 mT/m – 120 T/m/s
      TwinSpeed 40 mT/m zoom – 23 mT/m corps entier

Antennes

GEMS lance la commercialisation de nouvelles antennes, notamment une tête - cou - rachis (jusqu'à D7) à 18 éléments fabriquées par MRI Devices, une CTL (cervico-torso-lombaire) à 24 éléments, une abdomen – pelvis à 12 éléments, une cœur à 8 éléments toutes trois de fabrication GEMS, à la suite du rachat de USA Instrument).

Nouvelles techniques d'acquisition

La technique EC-TRICKS apporte une amélioration de la résolution temporelle par acquisition 3D multiphasique avec rafraîchissement quatre fois plus fréquent du centre de l'espace k ce qui permet de mieux suivre la prise de contraste. Elle s'applique surtout en vasculaire car on s'affranchit du retour veineux.
PROPELLER comprend l'acquisition en hélice qui permet d'augmenter de 25% le rapport signal à bruit par rapport à une séquence de Fast Spin Echo classique, pour s'affranchir des artefacts de mouvement d'une part et des artefacts de susceptibilité magnétique sur les séquences de diffusion en quasi totalité d'autre part. Par exemple, l'acquisition abdominale en 2 minutes en respiration libre sans synchronisation respiratoire grâce à PROPELLER est en cours de validation.
La nouvelle technique VIBRANT est introduite ; elle permet l'acquisition simultanée bilatérale et sagittale avec soustraction automatique (avec et sans produit de contraste) et saturation de la graisse pour supprimer ce signal. Elle est aujourd'hui appliquée en sénologie pour l'examen des deux seins simultanés avec une seule injection.


EXCITE 3 T

Statif - lit d'examen

Il s'agit de la machine présentée en 2002.

Aimant et tunnel

L'aimant de cette machine a été modifié par l'apport d'éléments actifs, étendant l'homogénéité sur un plus grand champ.
Le champ de vue actuel est de 45 x 45 x 40 (cm) et l'objectif visé est un champ cubique de côté 48 cm.

Chaîne radiofréquence

Cette machine bénéficie de EXCITE qui évoluera à terme pour recevoir 128 canaux linéaires.

Antennes

La gamme complète d'antennes permet aujourd'hui toutes les applications y compris en techniques d'acquisition parallèle, par exemple avec les antennes tête, abdomen - pelvis et cœur 8 éléments ou genou 4 éléments.

Autres caractéristiques

La gestion du Specific Absorption Ratio (SAR) se fait par l'utilisation des techniques d'acquisition parallèle (ASSET) et la surveillance de la « dose » RF (monitorage en temps réel avec interdiction éventuelle d'acquisition en cas de dépassement de la dose autorisée).

Work In Progress

Sur la machine EXCITE 1,5 T, l'évolution de la chaîne RF est prévue à 16 canaux linéaires fin 2004 et à 32 canaux linéaires en 2005.

De nouvelles antennes 32 à 64 éléments (tête, cou, abdomen - pelvis et coeur) en cours de développement avec pour objectif de passer d'une acquisition de 30 à 1,3 secondes seraient annoncées sous 24 mois.

Les facteurs d'accélération envisagés seront de 12 à 24 avec pour objectif l'acquisition d'un abdomen en une apnée de 22 secondes.

Le déplacement de la table d'examen pendant l'acquisition est également en cours de validation. Les applications sont par exemple l'acquisition corps entier en 3D en moins de 3 minutes avec une épaisseur de coupe de 1,8 cm ou encore l'acquisition grand champ sur une longueur de 1,70 m en 88 secondes (application vasculaire).

Machines de recherche

Des machines Signa Excite 7 T et 9,4 T destinées à l'imagerie quantitative et à la spectroscopie sont en cours de développement. Toutefois, elles ne sont à ce jour pas destinées à des acquisitions corps entier de par leur taille de tunnel trop faible.


HITACHI
www.hitachimed.com


Gamme

      Airis mate 0.2 T aimant permanent ouvert
                          15 mT/m, 20 T/m/s
      AIRIS II 0,3 T aimant permanent
                          15 mT/m, 20 T/m/s
      Airis Elite 0,3 T aimant permanent ouvert
                          21 mT/m, 50 T/m/s
      Altaire 0,7 T aimant supraconducteur ouvert
                          22 mT/m, 55 T/m/s

La machine Altaire ne sera pas diffusée dans l'immédiat en France pour des raisons de coût d'investissement aujourd'hui une fois et demi celui d'une 1,5 T.

Nouveautés

HITACHI présente pour le marché américain une machine à aimant permanent dérivée de l'AIRIS II, l'AIRIS ELITE, dont le champ de 0,3 T est plus homogène et les gradients plus puissants. Elle est équipée du mode d'acquisition parallèle Rapid et de nouvelles bobines de shim. De nouvelles séquences sont proposées sur tous les modèles de la gamme.

Nouvelles caractéristiques

Airis Elite (champ de vue de 42 x 35 cm )

Statif - lit d'examen

Système ouvert. Le lit se déplace sur 3 axes comme sur l'AIRIS II.

Aimant et tunnel

L'homogénéité a été améliorée notablement (2,5 ppm FWHM, 30 cm DSV) grâce à l'ajout de bobines de shim.

Gradients

HITACHI a amélioré les gradients pour des acquisitions plus fines notamment en angiographie IRM. Les méthodes d'acquisition parallèle, RAPID, permettent d'atteindre une accélération de facteur 4.

Antennes

Une gamme complète d'antennes de fabrication HITACHI est disponible.

Informatique

Un nouveau système informatique Ascent 4.5 MR est introduit cette année

Autres caractéristiques

HITACHI met en avant un certain nombre d'avantages des machines bas champ et champ modéré à aimant ouvert, tels que la diminution globale de la durée de l'examen (acquisitions plus longues mais mise en place du patient notablement réduite, par exemple), diminution du stress pour les personnes fragiles et enfants du fait de l'ouverture et la possibilité d'être accompagné par un parent en salle d'examen. D'autres avantages tels que les examens interventionnels facilités, l'imagerie dynamique fonctionnelle ostéo-articulaire, les explorations neurologiques de haute qualité ou encore l'accueil des patients obèses ou claustrophobes sont également soulignés par le constructeur.

Applications et séquences

De nouvelles séquences sont disponibles, notamment la séquence Balanced SARGE (Steady state Acquisition with Rewound Gradient Echo) et Driven Equilibrium FSE/FIR permettant des acquisitions très rapides, de haute qualité.
L'imagerie de diffusion basée sur une séquence EPI multi-shot ou single-shot permet de réaliser un bilan ultra-rapide.
La séparation eau-graisse s'applique maintenant aux séquences SE, GE et FSE.


NEUSOFT
www.neusoft.com


Gamme

      Light 0,35 T aimant permanent - 16mT/m - 52 mT/m/s
      SuperOpen 0,35 T aimant permanent - 12mT/m - 47 mT/m/s
      Sparkler 1,5 T aimant supraconducteur

La société chinoise NEUSOFT présente sur le marché du scanner depuis 1998 et sur celui de l'IRM depuis 2001 présente cette année une gamme de machines allant du 0,35 T ouvert dédié tête et extrémités au 1,5 T corps entier.

Seconde sur le marché scanner en Chine, elle envisage à moyen terme la commercialisation de toute sa gamme de produit (Scanner, IRM, radiologie numérique, PACS, RIS-HIS, Ultrasons) sur le marché européen, y compris français par le biais de revendeurs locaux.


ONI
www.onicorp.com


Gamme

      OrthOne 1 T aimant supraconducteur – 15mT/s - 60 T/m/s

La société américaine ONI présente uniquement une machine dédiée aux examens des extrémités dans une configuration d'aimant cylindrique (diamètre intérieur du tunnel de 28 cm) associée à un fauteuil d'examen.

Elle envisage sa commercialisation en Europe, y compris en France, à partir du premier trimestre 2004 par le biais de distributeurs.





PHILIPS
www.medical.philips.com


Gamme

      Panorama 0,23 T aimant résistif ouvert
      Panorama 0,6 T aimant supraconducteur ouvert non
                              autoblindé (36 tonnes)
      Panorama 1 T aimant supraconducteur ouvert et
                              autoblindé (<7 tonnes) (1)
Intera 0,5 T aimant supraconducteur (2)
      Intera 1 T aimant supraconducteur
      Intera et Intera Achieva 1,5 T aimant supraconducteur
      Intera et Intera Achieva 3 T aimant supraconducteur
      INTERA 7 T aimant supraconducteur (1)

(1) Non commercialisé à ce jour principalement pour des raisons de coût et de politique de gamme)

(2) Approche la fin de commercialisation

Nouveautés

Dans la nouvelle gamme ACHIEVA, PHILIPS remplace son spectromètre 7 canaux quadrature par un nouveau spectromètre modulaire FreeWave à 8 canaux quadrature évolutif à 16 canaux (évolution ultérieure vers 32 par simple ajout de cartes électroniques),
Philips augmente également sa gamme d'antennes rigides et souples compatibles avec les techniques d'acquisition parallèles.

Statif - lit d'examen - aimant et tunnel

Il s'agit du même aimant que celui de la gamme INTERA actuelle. Le seul changement vient des capots qui sont plus proches de l'aimant augmentant la compacité de la machine (longueur de 1,67 m, ouverture de 53 cm dans les trois axes). Ceci est vrai pour les machines Achieva 1,5 et 3 T, qui ne diffèrent que par leur poids.

Gradients
      Le Nova Dual (1,5 T) 66 mT/m - 80 T/m/s ou 33 mT/m - 160 T/m/s
                          constitué d'une bobine à deux alimentations
      Le Nova (1,5 T ) 33 mT/m et 160 T/m/s
      Le Pulsar (1 T & 1,5 T ) 33 mT/m et 80 T/m/s
      Le Stellar (1 T & 1,5 T ) 23 mT/m et 20 T/m/s
      Le Quasar (3 T ) 33 mT/m et 160 T/m/s
      Le Dual Quasar (3 T) 80 mT/m et 200 T/m/s (linéarité 1,4% sur
                          la totalité du champ de vue)

Chaîne radiofréquence

PHILIPS introduit un nouveau spectromètre à 3 MHz dont la bande passante passe à 3 MHz par canal au lieu de 1 MHz. Le spectromètre peut modifier la totalité des paramètres d'acquisition entre 2 impulsions RF. Il permet une meilleure résolution (x3), et des facteurs d'accélération SENSE de 8.

La chaîne RF est conçue pour 32 canaux en quadrature (avec un convertisseur par canal pour une analyse simultanée) mais n'est utilisée aujourd'hui que sur 16 canaux du fait de la limitation du nombre d'éléments des antennes (16 éléments en quadrature maximum dans la ligne actuelle d'antennes PHILIPS).

Antennes

De nouvelles antennes rigides fabriquées par MRI Devices, notamment une antenne Tête - cou à 18 éléments en remplacement de l'antenne à 14 éléments (SENSE facteur 8) et une antenne genou à 8 éléments (SENSE facteur 8) entrent dans la gamme.

Une gamme d'antennes souples (FLEX) fabriquées par PHILIPS, plus adaptables à la morphologie, est également présentée.

Le connecteur d'antennes a été amélioré (connecteur carré rigide pour la protection du câble), notamment pour pallier les problèmes de détérioration. Il bénéficie de 16 entrées pour l'utilisation de la technique SENSE qui nécessite des canaux indépendants.

Informatique

Tout le système informatique est passé de Unix à Windows XP fin 2002 au niveau de la chaîne d'acquisition ainsi qu'au niveau du post-traitement avec les consoles ViewForum et le concept Workspace.

PHILIPS introduit cette année deux nouveaux concepts :

La « carte d'examen » qui consiste en la réalisation d'une carte spécifique à chaque examen qui inclut les paramètres des séquences à réaliser et le raisonnement médical lié à l'examen (points spécifiques à contrôler sur chaque acquisition par exemple). Une fois la carte d'examen choisie par le manipulateur, l'examen se déroule automatiquement sans son intervention (laissant naturellement la possibilité d'intervenir à chaque étape pour modifier un paramètre ou ajouter une séquence). Ces cartes d'examen seront mises en ligne sur un site Internet réservé aux utilisateurs d'IRM ACHIEVA et pourront être téléchargées automatiquement sur les machines sans intervention lourde comme c'est le cas aujourd'hui lors de l'ajout d'une séquence.
Ce concept a pour objectif de rendre davantage accessibles les examens IRM liés jusque là à une grande technicité du manipulateur.

Le Workspace qui consiste en l'intégration de la console de post-traitement ViewForum dans la console d'acquisition créant ainsi un environnement de travail unique de l'acquisition au post-traitement.

Gestion du bruit

PHILIPS a équipé ses machines Intera et Intera Achieva du système de diminution du bruit Soft tone. Il s'agit de l'optimisation de la forme des gradients par le spectromètre, sans altération de la qualité de l'image. Par ailleurs, les gradients sont inclus dans une résine composite et une mousse à fort pouvoir absorbant. Il existe également des séquences « Silence », utilisées pour les patients sensibles, au prix d'un temps d'acquisition plus long.

Autres caractéristiques

PHILIPS présente un concept d'accueil avec création d'une ambiance, de la salle d'attente à la salle d'examen, en fonction des goûts du patient. Ceci passe par exemple par la couleur de l'éclairage en salle d'attente et par la projection en salle d'examen d'un film d'ambiance avec visualisation par le patient sur un écran vidéo (via un miroir dans le tunnel), présentant également une vue du poste de commande, donc du manipulateur.

Ce concept est fait pour laisser un maximum de place au patient et le rassurer tout au long d'un examen souvent jugé stressant, améliorant ainsi la qualité finale de l'examen.

Applications et séquences

Apparition d'une nouvelle séquence de suppression des graisses, SPAIR, qui utilise des trains d'impulsions en remplacement de l'impulsion unique utilisée jusque là sur la séquence SPIR. Cette dernière pouvait donner un léger défaut d'homogénéité de signal dû aux effets diélectriques inhérents à ce type de séquence sur les acquisitions de sein ou pelvis pour l'IRM 1,5 T et IRM 3 T.

La machine 3 T permet désormais toutes les utilisations cliniques. Les problèmes d'artefact de susceptibilité et de SAR sont résolus notamment par l'utilisation des techniques d'acquisition parallèles (SENSE). Sur cette machine et toute la gamme Achieva, Philips a développé une interface améliorée SpectroView pour la spectroscopie (automatisation de la présentation des résultats - spectres et valeurs des pics - associés à la région anatomique). L'interface Iview BOLD (Blood oxygen level dependent) pour l'imagerie fonctionnelle permet, quant à elle, le paramétrage des acquisitions en programmant la série de paradigmes.
Enfin, les gradients Dual Quasar développés spécifiquement pour cette machine permettent en particulier l'imagerie de diffusion avec un coefficient B de l'ordre de 25 000.




Work in Progress

Parmi les applications avancées, on peut citer en Neurologie l'imagerie des faisceaux de fibres avec les tenseurs de diffusion (DTI), ou en Cardiologie l'angiographie IRM avec k t BLAST qui utilise l'effet de concentration du signal obtenu au centre de l'espace k en cumulant une référence et plusieurs coupes sous échantillonnées à des instants successifs pour une accélération de l'acquisition de 5 à 8.

Evolutivité

Les machines INTERA 1,5 T et 3 T actuellement installées pourront évoluer vers le système ACHIEVA dès 2004 par simple upgrade.

Machine de recherche

Une machine ACHIEVA 7 T corps entier sera installée courant 2004 à Nottingham chez le Pr. P. MANSFIELD.


SIEMENS
www.siemensmedical.com


Gamme

Open Class

      Concerto 0,2 T aimant permanent ouvert
      Rhapsody 1T aimant permanent ouvert

Maestro Class
      Harmony 1 T aimant supraconducteur
      Symphony 1,5 T aimant supraconducteur
                        Quantum 30mT/m 125 T/m/s
                        Sprint 30mT/m 75 T/m/s
                        Ultra 20 mT/m 50 T/m/s
      SONATA 1,5 T aimant supraconducteur 40 mT/m - 200 T/m/s
      AVENTO 1,5 T aimant supra conducteur 33mT/m - 125T/m/s et
                                  45mT/m - 200T/m/s

Ultra High Field (UHF) Class
      Trio 3 T aimant supraconducteur 40mT/m - 200 T/m/s
      Allegra 3 T aimant supraconducteur 40mT/m - 400 T/m/s
                      dédié neurologie


Nouveautés

SIEMENS lance le Total Imaging Matrix (TIM), chaîne RF améliorée (jusqu'à 32 canaux en quadrature) pour obtenir sur l'imagerie corps entier la même résolution que sur une imagerie localisée. Avec le système complet d'antennes (76 éléments), les techniques d'acquisition parallèles apportent jusqu'à un facteur 12 d'accélération, dans les trois directions de l'espace.

Cette année marque également l'entrée dans la gamme de la machine AVANTO qui vise le créneau de la SONATA et la remplacera à terme. Elle est conçue pour augmenter le rapport signal/bruit et/ou diminuer les temps d'acquisition.

Nouvelles caractéristiques machines

Statif -lit d'examen

La machine AVANTO 1,5 T permet une acquisition totale de 205 cm. Ce qui représente une augmentation du déplacement du lit de 50 cm par rapport à la machine SONATA. La position de la machine dans la pièce devra être prévue en conséquence, notamment pour permettre un accès par l'arrière.

Aimant et tunnel

Le nouvel aimant est composé de 7 bobines contre 6 jusque là, pour une longueur de 1,50 m, les autres dimensions étant identiques à celles de la SONATA. L'homogénéité est doublée (1ppm sur le champ de vue de 50 cm, mesure sur 24 plans et 20 points par plan) et la consommation d'Hélium est estimée à 2 ou 3 remplissages pour la durée de vie de la machine soit environ 7 ans. Le champ de vue est de 50 cm.

Gradients

Les nouveaux gradients sont conçus pour réduire le bruit jusqu'à 30 dB pour le 1,5 T – ils sont inclus dans une résine époxy et isolés de l'aimant - ce qui éviterait le port d'un casque même pour les séquences les plus bruyantes.

Par ailleurs, l'intensité des gradients est augmentée respectivement de 33 ou 45 mT/m pour un Slew Rate de 125 ou 200 T/m/s, tout en limitant les risques de stimulation nerveuse en adaptant la forme de la courbe de montée - descente.

Informatique

Les processeurs d'acquisition (deux Pentium 4 Intel Xéon à 3 GHz) sont conçus pour effectuer certains traitements dans la foulée de l'acquisition, par exemple la soustraction ou les quantifications. Ceci permet la dictée immédiate du compte-rendu, sans transfert d'images sur une console d'interprétation. La reconstruction est accélérée (reconstruction 1002 images par seconde pour une matrice 256², sur un champ de vue de 50 cm).

Lors de l'acquisition, la nouvelle fonction AutoAlign permet de réaliser les mêmes coupes sur deux examens successifs d'un même patient.

Les consoles d'acquisition principale MRC et d'interprétation fonctionnent sous le système d'exploitation Windows XP. L'interprétation se fait soit sur la console MRSC qui a une base de données commune avec la console MRC, soit sur la console multimodalités Leonardo.

Antennes et Chaîne radiofréquence

La technologie Tim permet de recevoir le signal RF jusqu'à 32 canaux soit en mode linéaire soit en mode quadrature en fonction du mode d'acquisition demandé par l'utilisateur, par exemple en fonction du choix du facteur d'accélération pour les techniques d'acquisition paralèlles . Ceci se fait automatiquement et sans intervention de l'opérateur.

TIM s'appuie sur un ensemble de 76 éléments d'antenne, légers, fabriqués par Siemens, et couvrant le corps entier (antenne tête-rachis intégrée au matelas du lit et autres modules d'antennes posés en surface). On évite ainsi tout re-positionnement et re-calibration des antennes pendant l'examen. Il suffit à l'utilisateur de sélectionner la région à examiner et non plus les antennes.

Ce système d'antennes associé aux canaux de réception et aux techniques SIEMENS d'acquisition parallèles (PAT) permet de diminuer encore les temps d'examens (25 à 12 minutes pour un examen complet corps entier, 1 minute pour une acquisition corps entier vasculaire…). Le rapport signal sur bruit est augmenté jusqu'à un facteur 2.

Bruit

SIEMENS utilise la technique d'inclusion des bobines de gradient dans une résine époxy, pour les isoler de l'aimant et diminuer le bruit de 30dB.

Evolutivité

TIM est disponible d'abord sur la machine AVANTO, puis dans un second temps le sera en évolution des machines SONATA et SYMPHONY, puis TRIO.


TOSHIBA
www.toshiba.com


Gamme

      Ultra 0,35 T aimant supraconducteur ouvert
                          25mT/m, 100 T/m/s
      Vantage XGV 1,5 T aimant supraconducteur
                              130 mT/m, 30 T/m/s
      Vantage AGV 1,5 T aimant supraconducteur
                              50 mT/m, 30 T/m/s

Nouveautés

TOSHIBA lance son activité en France grâce à l'introduction d'une nouvelle machine IRM VANTAGE 1,5 T disposant d'un nouvel aimant court (1,3 m). D'autre part, ce constructeur a développé de nouvelles antennes (Phased-array) associées à des séquences « Quadra » permettant de réduire par 4 les temps d'examens.

Nouvelles caractéristiques

Statif - lit d'examen

Le nouveau statif dispose d'un tunnel de 1,40 m de long et 65 cm de diamètre. .

Aimant

Le nouvel aimant, le plus compact du marché (longueur 1,30 m) intègre des éléments actifs (ferro-magnetiques) permettant une homogénéité de l'image de 0,04 ppm à 2 ppm sur le champ de vue de 50 cm.

Chaîne radiofréquence

Le système RF digitalisé de la VANTAGE consiste en une transmission numérique et des convertisseurs analogique/numérique de 16 canaux (16x4 canaux) permettant toutes les acquisitions à partir des antennes « Phased-array ». La transmission digitale assure une haute précision dans le contrôle des phases RF nécessaire aux séquences de pulse les plus avancées. La capacité d'assurer des techniques d'acquisition haute fréquence supporte des techniques avancées de balayage haute vitesse.

Antennes

Un nouveau jeu complet d'antennes rigides et souples compatibles avec les techniques d'acquisition parallèles a été mis au point par TOSHIBA, l'objectif étant toujours d'optimiser le rapport signal à bruit.
La plupart fonctionne en « phased-array » et couvrent l'ensemble des régions anatomiques. Il existe une antenne cranio-codale permettant de réaliser les examens du crâne jusqu'à la crosse aortique associant le logiciel « FBI » (Fresh Blood Imaging) pour les examens vasculaires sans injection de gadolinium.
Couplé à la technologie « SPEEDER » accélérant par un facteur de 4 les acquisitions, la VANTAGE propose 2 antennes dédiées (SPEEDER TORSO et SPEEDER HEAD) pour le crâne et la région dorso-lombaire.

Informatique

La VANTAGE est dotée d'une plateforme informatique puissante sous Windows XP pour permettre simultanément les acquisitions, les reconstructions ultra-rapides et le post-traitement des examens. Les processeurs de technologie XEON permettent la reconstruction de 420 images de résolution 256² par seconde ou 1800 en 64².

Une nouvelle interface utilisateur est présentée, dans le même esprit que celle utilisée pour le scanner ou la radiologie interventionnelle numérique. La console de post-traitement VITREA est identique à celle du scanner et du vasculaire.
TOSHIBA montre ainsi sa volonté d'uniformiser l'interface utilisateur entre toutes les modalités.

Gestion du bruit

La réduction du bruit est également dominante chez TOSHIBA. Une nouvelle version du réducteur de bruit apparaît. Le système « PIANISSIMO PLUS » consiste à mettre les bobines de gradient sous vide, amenant une réduction de 70 dB du bruit.

Applications et séquences

Plusieurs techniques dédiées « FAST SCAN » sont disponibles entre autres FastSE, FastIR, FastFLAIR, FastSTIR, FastFE… pouvant être couplées à des séquences de pulse avancées avec la technologie « SPEEDER » accélérant de manière drastique les acquisitions et réduisant le temps d'examen, dans un souci de qualité d'image.

Une séquence Super FASE (Fast Acquisition Spin Echo) est dédiée aux acquisitions vasculaires sans produit de contraste.

Parmi les applications spécifiques disponibles, on peut citer :

- TOF MRA : technique de visualisation de la perfusion vasculaire sans produit de contraste,
- Non contrast MRA : technique de visualisation des flux cardiaques sans produits
- MRCP : technique dédiée à la cholangio-pancréatographie,
- MR Hydrography : techniques dédiées à l'urographie, la myélographie et la lymphangiographie,
- Imagerie de diffusion, DTI : suivi de la matière blanche dans toutes les directions,
- Imagerie de perfusion : Méthodes ASL et ASTAR.


Conclusion

Comme toutes les modalités d'imagerie, l'IRM bénéficie de la croissance de la puissance informatique notamment pour l'accélération de la chaîne émission - réception, des reconstructions et post-traitements ou encore pour l'amélioration de l'ergonomie et de la rapidité de l'interface utilisateur. Mais c'est aussi l'opportunité de développer les protocoles d'examens prédéfinis, jusqu'à l'introduction dans ceux-ci de recommandations médicales, séquence par séquence, afin de démystifier les examens d'IRM pour les utilisateurs. Les séquences sont de plus en plus mises en commun par les sites utilisateurs par le biais de clubs utilisateurs permettant de les télécharger directement sur les machines sans intervention du constructeur. Les examens sont désormais plus simples à mettre en œuvre, et le patient peut encore davantage être placé au centre des préoccupations de tous. L'effort réalisé pour la diminution des nuisances sonores, ainsi que de nouveaux concepts d'accueil du patient plus conviviaux en témoignent.

D'un point de vue technologique, 2004 sera l'année de la multiplication des canaux et du nombre d'éléments d'antennes. Tout laisse à penser qu'il en sera de même des années à venir avec le développement des applications avancées, notamment des machines 3T, et y compris en acquisition corps entier sur de très hauts champs (7 T et plus). Verra-t-on parallèlement la renaissance des moyens champs ouverts comme le prédit la majorité des constructeurs ?


Référence
      [1] J. P. FLORIN, communication aux Journées d'études de l'A.F.I.B. ; Lille 23 septembre 2003.