Comment fonctionne un appareil d’IRM pour l’orthopédie

IRM signifie imagerie par résonance magnétique. En réalité, le nom propre de cette étude est une image par résonance magnétique nucléaire (IRMN), mais lorsque la technique a été développée pour une utilisation dans les soins de santé, la connotation du mot « nucléaire » a été ressentie comme trop négative et a été laissée de côté. le nom accepté.

L’IRM est basée sur les principes physiques et chimiques de la résonance magnétique nucléaire (RMN), une technique utilisée pour obtenir des informations sur la nature des molécules.

Comment fonctionne l’IRM

Pour commencer, regardons les pièces de la machine IRM. Les trois composants de base de la machine IRM sont :

• L’aimant principal

  • La plus grande partie de l’IRM est l’aimant principal. Le développement d’un champ magnétique d’une force adéquate pour créer des images IRM a été l’un des premiers obstacles à surmonter dans le développement de cette technologie.

• Les aimants dégradés

  • Les aimants à gradient sont la partie « de réglage fin » de la machine IRM. Ils permettent à l’IRM de se concentrer sur une partie spécifique du corps. Les aimants de gradient sont également responsables du « bruit de cliquetis » dans une IRM.

• La bobine

  • À côté de la partie de votre corps imagée se trouve la bobine. Il existe des bobines conçues pour les épaules, les genoux et d’autres parties du corps. La bobine émettra une radiofréquence qui rendra possible une IRM.

L’aimant principal

Un aimant permanent (comme celui que vous utilisez sur la porte de votre réfrigérateur) suffisamment puissant pour être utilisé dans une IRM serait trop coûteux à produire et trop encombrant à stocker. L’autre façon de fabriquer un aimant est d’enrouler un fil électrique et de faire passer un courant à travers le fil. Cela crée un champ magnétique au centre de la bobine. Afin de créer un champ magnétique suffisamment puissant pour effectuer une IRM, les bobines de fil ne doivent avoir aucune résistance ; donc ils sont baignés dans l’hélium liquide à une température de 450 degrés Fahrenheit en dessous de zéro ! Cela permet aux bobines de développer des champs magnétiques de 1,5 à 3 Tesla (la force de la plupart des IRM médicales), plus de 20 000 fois plus forts que le champ magnétique terrestre.

Les aimants dégradés

Il y a trois petits aimants dans un appareil IRM appelés aimants à gradient. Ces aimants sont beaucoup plus petits que l’aimant primaire (environ 1/1000 aussi fort), mais ils permettent de modifier très précisément le champ magnétique. Ce sont ces aimants à gradient qui permettent de créer des « tranches » d’images du corps. En modifiant les aimants à gradient, le champ magnétique peut être spécifiquement concentré sur une partie sélectionnée du corps.

La bobine

L’IRM utilise les propriétés des atomes d’hydrogène pour distinguer les différents tissus du corps humain. Le corps humain est composé principalement d’atomes d’hydrogène (63 %), d’autres éléments communs sont l’oxygène (26 %), le carbone (9 %), l’azote (1 %) et des quantités relativement faibles de phosphore, de calcium et de sodium. L’IRM utilise une propriété des atomes appelée « spin » pour distinguer les différences entre les tissus tels que les muscles, la graisse et les tendons.

Avec un patient dans un appareil d’IRM et l’aimant allumé, les noyaux des atomes d’hydrogène ont tendance à tourner dans l’une des deux directions. Ces noyaux d’atomes d’hydrogène peuvent faire passer leur orientation de spin, ou précession, à l’orientation opposée. Afin de tourner dans l’autre sens, la bobine émet une radiofréquence (RF) qui provoque cette transition (la fréquence d’énergie nécessaire pour effectuer cette transition est spécifique, et appelée fréquence de Larmour).

Le signal utilisé pour créer des images IRM est dérivé de l’énergie libérée par les molécules en transition ou en précession, de leur état de haute énergie à leur état de basse énergie. Cet échange d’énergie entre les états de spin est appelé résonance, et donc imagerie par résonance magnétique.

Mettre tous ensemble

La bobine sert également à détecter l’énergie dégagée par l’induction magnétique lors de la précession des atomes. Un ordinateur interprète les données et crée des images qui affichent les différentes caractéristiques de résonance des différents types de tissus. Nous voyons cela comme une image de nuances de gris – certains tissus corporels apparaissent plus foncés ou plus clairs, tout dépendant des processus ci-dessus.

Les patients qui doivent subir une IRM se verront poser des questions spécifiques afin de déterminer si l’IRM est sans danger pour ce patient. Certains des problèmes qui seront abordés comprennent :

• Métal dans le corps

  • Les patients porteurs d’implants métalliques dans le corps doivent alerter le personnel d’IRM avant de subir un test IRM. Certains implants métalliques sont compatibles avec l’IRM, y compris la plupart des implants orthopédiques. Cependant, certains implants empêchent les patients de passer une IRM, comme les clips d’anévrisme dans le cerveau et les implants oculaires métalliques.

• Dispositifs implantés

  • Les patients porteurs de stimulateurs cardiaques ou de défibrillateurs internes doivent alerter le personnel IRM, car ces appareils empêchent l’utilisation d’un test IRM.

• Vêtements/Bijoux

  • Tout vêtement ou bijou en métal doit être retiré avant de subir une étude IRM.

Les objets métalliques à proximité d’une IRM peuvent être dangereux. En 2001, un garçon de six ans a été tué lorsqu’un réservoir d’oxygène a heurté l’enfant. Lorsque l’aimant d’IRM a été allumé, le réservoir d’oxygène a été aspiré dans l’IRM et l’enfant a été heurté par cet objet lourd. En raison de ce problème potentiel, le personnel d’IRM est extrêmement prudent pour assurer la sécurité des patients.

Le bruit

Les patients se plaignent souvent d’un bruit de « cliquetis » causé par les appareils d’IRM. Ce bruit provient des aimants de gradient qui ont été décrits précédemment. Ces aimants à gradient sont en fait assez petits par rapport à l’aimant principal d’IRM, mais ils sont importants pour permettre des modifications subtiles du champ magnétique afin de mieux « voir » la partie appropriée du corps.

L’espace

Certains patients sont claustrophobes et n’aiment pas entrer dans un appareil d’IRM. Heureusement, plusieurs options sont disponibles.

• IRM des extrémités
• Les nouvelles IRM ne vous obligent pas à vous allonger dans un tube. Au contraire, les patients ayant une IRM du genou, de la cheville, du pied, du coude ou du poignet peuvent simplement placer cette partie du corps dans l’appareil d’IRM. Ce type d’appareil ne fonctionne pas pour l’IRM des épaules, de la colonne vertébrale, des hanches ou du bassin.
• IRM ouvertes
• Les IRM ouvertes présentaient d’importants problèmes de qualité, mais la technologie de l’image s’est considérablement améliorée au cours des dernières années. Alors que les IRM fermées sont toujours préférées par de nombreux prestataires de soins de santé, l’IRM ouverte peut être une alternative appropriée.
• Sédation
• Certains patients ont du mal à rester assis pendant les 45 minutes qu’il faut pour effectuer une IRM, en particulier avec le bruit de cliquetis. Par conséquent, il peut être approprié de prendre un médicament pour se détendre avant d’avoir une étude IRM. Discutez-en avec votre fournisseur de soins de santé avant de planifier l’étude IRM.