Imagerie par résonance magnétique (IRM)

Imagerie par résonance magnétique (IRM): principes de formation de l'image

Le patient est placé dans un champ magnétique qui va configurer tous les noyaux d'hydrogène de son corps dans un même "état". L'émission d'ondes radio va positionner ces noyaux d'hydrogène dans un état particulier appelé résonance. Ces noyaux d'hydrogène vont alors émettre un signal. L'analyse de ce signal par un ordinateur va permettre d'obtenir des images des différents organes du corps humain.

L'imagerie par résonance magnétique peut être effectué avec des champs magnétiques de différentes intensités ou avec des appareils ayant une configuration ouverte versus fermée (Pour en savoir plus, cliquer sur les liens!)

Alors que le patient est immobile sur la table d'examen, l'imagerie par résonance magnétique (IRM) peut donner des images dans les trois plans de l'espace: coupes axiales, coupes sagittales et coupes coronales. Il faut souligner que l'imagerie par résonance magnétique (IRM) est une technique qui fournit des images natives suivant n'importe quelle direction de l'espace, c'est-à-dire sans aucune nécessité de manipulations mathématiques additionnelles ou de calculs par rapport à un autre plan de coupe comme c'est le cas pour la tomodensitométrie. L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est donc une technique permettant une localisation précise des lésions. Cette information est cruciale pour la planification d'une intervention chirurgicale et les trois images ci-dessous vous montrent les détails anatomiques et topographiques obtenues grâce à l'imagerie par résonance magnétique du cerveau.

Un autre avantage de l'IRM est la sensibilité de contraste entre les différentes sortes de tissus. Il n'y a pas d'autres techniques en radiologie qui permettent de détailler les différents groupes musculaires d'un membre ou de différencier la matière grise de la matière blanche dans le cerveau. Là encore, ces "détails" anatomiques sont cruciaux pour planifier une intervention chirurgicale

Information diagnostique

L'information est tirée de l'analyse des signaux émis par les tissus. L'intensité de ces signaux varie suivant la teneur en protons et des propriétés magnétiques des protons des molécules composant le tissu. Les mots "pondération T1" et "pondération T2" désignent deux manières différentes de voir les mêmes tissus.
Les informations recueillis vont permettent de caractériser les tissus et par exemple:
la graisse apparaît hyperintense (c'est à dire de couleur blanche) en T1 et T2
les liquides apparaissent hypointenses en T1 (c'est à dire sont de couleurs noires) et hyperintenses en T2 (c'est à dire de couleurs blanches).
Pour illustrer ces propos, des images pondérées en T1 et T2 sont montrées ci-dessous et, de l'observation, il est évident que le comportement des tissus varie suivant la pondération de la séquence IRM utilisée. La combinaison des informations obtenue lors de ces deux séquences IRM va permettre une certaine caractérisation des tissus.

L'information diagnostique est tirée des différences d'intensité des signaux reçus de la part du tissu normal et du tissu pathologique. Il est donc clair que si le tissu pathologique a des propriétés paramagnétiques proches du tissu sain, il peut être difficilement détectable.

L'injection intra veineuse de contraste peut apporter dans certains cas des informations diagnostiques supplémentaires puisqu'elle permet de souligner:
l'anatomie vasculaire
la formation de petits vaisseaux typiques de certaines lésions tumorales ou inflammatoires.

Exemple illustratif: le cas d'une lésion hépatique

Note: ce paragraphe va être illustré par des images tirées de la rubrique "atlas IRM de l'abdomen". L'examen IRM présenté a été effectué chez un patient connu pour un mélanome et motivé par la découverte échographique de lésions dans la rate et le foie. Le scanner abdominal présenté à la rubrique "atlas tomodensitométrique de l'abdomen" provient également de ce même patient. Une corrélation entre les différentes méthodes d'imagerie est donc possible.

Sur les images pondérées en T1, la graisse est en hypersignal (couleur "blanche") et les liquides sont en hyposignal (couleur "noire" ). Sur cette image -cliquer sur le lien-, le signe + correspond à une zone contenant beaucoup de graisse: celle-ci est de couleur blanche (hypersignal). Le canal rachidien contient le liquide céphalorachidien et est hypointense.

Sur les séquences pondérées en T2, la graisse a un hypersignal ("couleur blanche") et les liquides sont en hypersignal ("couleur blanche"). Bien souvent les lésions ont également un hypersignal et, de ce fait, peuvent être mal visibles dans les régions où la graisse est abondante. Afin de ne pas être confronté à ce problème, on utilise des séquences supprimant le signal de la graisse. L'examen IRM de l'abdomen présenté ici a été effectué avec une telle séquence: le signal de la graisse est sombre tandis que les liquides apparaissent toujours hyperintenses ("couleur blanche"). Sur l'image T2 "graisse supprimé"( -cliquer sur le lien- ), le signe + indique la région contenant de la graisse. Le canal rachidien, contenant le liquide céphalo-rachidien, est au contraire hyperintense.

L'image pondérée en T1 du foie - cliquer sur le lien - montre une lésion du foie. Cette lésion est en hyposignal (couleur noire) et est indiqué par le signe >. Voici la même lésion en pondération T2 -cliquer sur le lien- qui est cette fois-ci en hypersignal (couleur blanche). Le comportement de cette lésion après injection de contraste vous est montré sur cette image -cliquer sur le lien-: la lésion a totalement pris le contraste.

Les caractéristiques IRM de cette lésion hépatique en pondération T1, T2 et le modèle de la prise de contraste sont compatibles avec une lésion bénigne appelée hémangiome. Ce patient avait également d'autres lésions dans le foie et la rate. Certaines de ces lésions étaient trop petites pour être caractérisées. Parmi ces lésions, il y avait des kystes tout à fait bénins. Pour d'autre, l'évolution a montré qu'il s'agissait de métastases hépatiques et spléniques.

Bien entendu les choses ne sont pas aussi simples et les cas 7 et cas 4 - cliquer sur les liens - illustrent la variété des aspects des lésions tumorales. L'aspect d'une lésion tumorale varie par exemple en fonction de la présence d'une composante kystique (liquidienne) ou hémorragique.

Pour des raisons didactiques, seules des coupes IRM axiales vous ont été présentés ici. Bien entendu, dans la pratique quotidienne, des coupes sagittales et coronales sont effectuées et apportent une information supplémentaire sur la localisation anatomique, sur l'extension d'une lésion.

Enregistrement des images

Les images obtenues lors d'un examen IRM sont de type "numériques". Elles peuvent être donc stockées sur des supports comme un CD ou un DVD. Elles peuvent être fixées sur des "films" via une imprimante laser. Les examens IRM peuvent donc être archivés dans des systèmes informatiques et de gestions d'informations médicales (PACS, RIS).

Images illustrant la technique d'imagerie par résonance magnétique (IRM)

Cas 4: troubles de la conscience chez une patiente connue pour un cancer du poumon. IRM cérébral.

Cas 5: douleurs au talon après avoir marché avec ses chaussures sur un clou. Ct-scan et IRM du pied à dispositions.

Quelques mots sur l'histoire de l'imagerie par résonance magnétique

1930  Isidor Rabi étudie les propriétés magnétiques des noyaux atomiques et développe des méthodes pour les mesurer. Reçoit le prix Nobel de Physique en 1944.

1950  Felix Bloch et Edward Purcell décrivent et précisent ce qu'est le phénomène de résonance magnétique. Ils reçoivent le prix Nobel de physique en 1952.

1969  Raymond Damadian pose les premières pierres de l'imagerie par résonance magnétique en observant que les propriétés magnétiques des tissus tumoraux sont différentes des tissus normaux. Il obtient des images du thorax en 1977.

1976  Parallèlement, Paul Lauterbrur travaille sur le même sujet et publie ses travaux dans Nature en 1973. Peter Mansfield de son côté affina les méthodes permettant d'utiliser les signaux émis par les noyaux atomiques pour former des images.

Seuls Paul Lauterbrur et Peter Mansfield reçurent le prix Nobel de médecine...

A noter que la résonance magnétique est un créneau porteur puisqu'en 1991 Richard Ernst puis en 2002 Kurt Wütrich ont reçus un prix Nobel pour leurs contributions dans différents développements de la spectroscopie RMN.

Préparation pour une imagerie par résonance magnétique (IRM)

Hormis certains cas particuliers (examen abdominal par exemple) il n'y a pas de préparation spéciale.

Fournir au radiologue l'ensemble de son dossier radiologique et surtout une radiographie du genou, de la colonne lombaire,... pour les examens concernant cette région.

Indiquer au radiologue l'ensemble de ses maladies, interventions chirurgicales et traitement médicamenteux.

Les patientes devraient consulter le lien: grossesse et examens radiologiques

Déroulement d'une Imagerie par Résonance Magnétique (IRM)

Vous êtes accueilli par le technicien en charge de l'examen IRM qui vous donnera quelques consignes supplémentaires pour le bon déroulement de l'examen. Le technicien vous questionnera à nouveau concernant la présence d'éléments métalliques dans le corps (pacemaker, neurostimulateurs, clips chirurgicaux ferromagnétiques, valves cardiaques, poussières métalliques dans les yeux,... ) ou une possible grossesse. Une cabine sera mise à votre disposition pour y déposer vos affaires et mettre une blouse d'examen. Bien entendu, vous aurez retiré tous vos bijoux, montres, agrafe métallique, barrette de cheveux, etc... Vous serez ensuite conduit dans la salle d'examen et installé sur un lit qui se déplace à l'intérieur d'un tunnel. Vous êtes couchés sur le dos, les bras le long du corps. La salle d'examen est fermée. Si nécessaire, une personne de votre choix peut se tenir auprès de vous durant tout l'examen. Certains examens nécessitent également une injection intraveineuse de produit de contraste qui se fait le plus souvent au pli du coude. Toutefois, même si le technicien est hors de la salle d'IRM, il vous voit et peut communiquer avec vous par l'intermédiaire d'un système de caméras/micros/haut-parleurs. Vous pourrez utiliser une sonnette que l'on placera dans votre main pour réclamer l'intervention du technicien ou interrompre l'examen. Durant tout l'examen, vous devez rester immobile. Cet examen IRM est composé de multiples séquences. Certaines sont très sensibles au mouvement! Une photo prise chez quelqu'un qui bouge est floue! Si les images fournies par une séquence sont ininterprétables, il faudra la recommencer. Il vous sera parfois demandé de bloquer votre respiration pendant quelques secondes. Votre coopération est importante et la qualité de l'examen en dépend. L'examen peut durer de 30 à 60 minutes. Vous ne ressentirez aucune douleur lors du déroulement de cet examen. Seul, le bruit de l'appareil peut être désagréable, mais vous pouvez réclamez et insérez des tampons auriculaires.

Les patientes devraient lire le lien: grossesse et examens radiologiques

Risques/Contre-indications à un examen par résonance magnétique (IRM)

Cette technique utilise des champs magnétiques de haute intensité qui peuvent provoquer un déplacement de pièces métalliques ou leur échauffement. La présence de particules métalliques au niveau des yeux, d'un pacemaker, de valves cardiaques ou de clips chirurgicaux ferromagnétiques sont donc des contre indications absolues à un tel examen.

La largeur du tube de la machine ainsi que l'agencement de la salle d'examen peut provoquer une attaque de panique chez les personnes claustrophobes. Si vous êtes dans ce cas-là, réclamez une sédation et faites vous accompagner le jour de l'examen car vous ne pourrez pas conduire après l'examen (problème de vigilance)!

Le produit de contraste utilisé en imagerie par résonance magnétique est de nature totalement différente de celui utilisé en imagerie par tomodensitométrie: il s'agit d'une terre rare et bien souvent de gadolinium. De graves réactions allergiques sont tout à fait exceptionnelles. Des complications après injection de gadolinium viennent d'être décrites chez les patients insuffisants rénaux et sont détaillées sur cette page: insuffisance rénal et gadolinium.

Aucun effet délétère de cette technique utilisant des champs magnétiques jusqu'à 1,5T n'a été observé jusqu'à aujourd'hui.

Toutefois selon le principe de précaution, un examen IRM n'est pas effectué de routine durant les 3 premiers mois de la grossesse.

Référence:

Kanal E, Barkovich AJ, Bell C, et al. ACR guidance document for safe MR practices: 2007. AJR 2007;188 :1447-1474.

Indications, limitations, performances de l'imagerie par résonance magnétique (IRM)

La grande force de l'imagerie par résonance magnétique est la possibilité de distinguer les différences les plus subtiles entre les tissus et de fournir une imagerie dans les trois plans de l'espace donnant ainsi toutes les informations nécessaires à la planification d'un traitement.

Au niveau cérébral, l'IRM est devenu l'examen de routine dans  la recherche d'une tumeur, de lésions ischémiques ou d'une sclérose en plaques. Les 2 photos ci-dessous montrent la supériorité de l'IRM sur le scanner dans la description de l'anatomie et la distinction matière blanche/matière grise.

L'IRM, de par sa possibilité de fournir des images dans les 3 plans, est particulièrement adaptée à la recherche de pathologie de l'hypophyse. L'IRM permet également l'examen des artères du cou et du cerveau.

A l'étage thoracique, l'IRM est surtout employé pour examiner des vaisseaux comme l'aorte ou des masses médiastinales. L'IRM des seins peut parfois caractériser les lésions comme bénigne ou maligne. Cet examen permet surtout de détecter une maladie cancéreuse multifocale et, dans ce cas, l'IRM a un impact direct sur la planification du traitement.

A l'étage abdominal, tous les organes comme le foie, le rein et la rate peuvent être examinés. L'IRM, de par ses caractéristiques (imagerie multiplanaire et distinction de différences subtiles entre deux tissus), peut permettre de clarifier les rapports entre les structures à fins de planification chirurgicale ou peut essayer de caractériser des lésions. Les indications aux examens IRM peuvent également résulter de l'impossibilité de subir un scanner en raison d'une grossesse, d'une allergie grave à l'iode ou d'une insuffisance rénale. Au niveau du petit bassin , l'IRM est devenu l'examen de choix dans la détection et le bilan des pathologies gynécologiques. Le bilan IRM d'un cancer de la prostate se pratique de plus en plus de manière à effectuer le traitement le plus adapté à chaque situation.

Du point de vue ostéoarticulaire, l'IRM est l'examen de choix pour détecter des lésions au niveau des articulations puisque c'est le seul examen qui donne une description des structures comme les ménisques ou les ligaments du genou. Rappelons que ces structures ne sont pas visibles sur les radiographies standards ou au scanner.  Cette technique d'imagerie permet de trouver tout autant des petites déchirures musculaires que des tumeurs des parties molles. L'IRM joue donc un rôle majeur dans la détection des lésions articulaires et des tissus mous et, à ce titre, elle est très appréciée par les sportifs de haut niveau.

L'IRM a une utilité reconnue dans la recherche des hernies discales ou des pathologies de la moelle  épinière.

Un bémol toutefois. En IRM, le calcium apparaît comme noire ("void signal") de sorte que de fines calcifications ne sont pas forcément visibles à l'intérieur d'une tumeur ou qu'il peut exister des incertitudes diagnostiques sur des lésions traumatiques du rachis par exemple. Le bilan peut alors être poursuivi par un scanner.

 Des radiographies conventionnelles de la région osseuse examinée doivent donc être apportées lors de l'examen IRM.

L'étude des vaisseaux en IRM connaît un engouement particulier puisqu'elle peut éviter dans un premier temps des techniques plus invasives comme l'angiographie.