Influence de l'intensité du champ magnétique sur l'imagerie RMN des poumons à l'aide d'hélium-3 hyperpolarisé

Les maladies pulmonaires obstructives chroniques sont la quatrième cause de mortalité en Europe. Les techniques disponibles pour les suivre ne permettent de diagnostiquer la maladie que tardivement. Une nouvelle méthode a été proposée en 1994: l'imagerie par résonance magnétique (IRM) avec des gaz hyperpolarisés (HP). Les poumons constituent un immense interface entre le gaz et le tissu. Dans un champ magnétique (B0, la différence de susceptibilité magnétique entre les deux milieux a pour conséquence de détériorer le signal. Cet effet est d'autant plus fort que B0 est élevé. Ayant à notre disposition deux appareils à deux B0 différents (0,1T et 1,5T) ainsi qu'un système de pompage optique pour produire de l'hélium-3 (3He) HP, nous avons étudié quantitativement l'influence de B0 sur le signal de l'3He HP dans les poumons. Dans un premier temps les bases théoriques et la liste exhaustive des matériels nécessaires pour cette étude ont été présentées. Puis nous avons mis en évidence que le temps de relaxation transversale de l'3He HP lors de l'application d'un train d'échos de spins, T2cpmg, s'allonge lorsque B0 décroît. Une variation de deux ordres de grandeur a été observée entre 0,1 et 1,5 T. Des études sur modèle animal (rat) ont montré que d'une pan T2cpmg a une sensibilité au remplissage pulmonaire équivalente à celle du coefficient apparent de diffusion, et d'autre pan l'ajout d'un agent super paramagnétique provoque la compensation de l'effet de susceptibilité. Nous avons ensuite mis en évidence le rallongement du temps de vie du signal de l'hélium-3 HP dans les poumons, T2*, à faible B0. Enfin une comparaison du rapport signal sur bruit mesuré sur les deux appareils a été entreprise. En conclusion bien que le rallongement de T2* à faible B0 soit bénéfique pour l'IRM, cet effet est limité et l'utilisation d'appareil classique haut champ ne représente pas un inconvénient déterminant pour cette application.The chronic obstructive pulmonary disease are the forth cause of mortality in Europe. The available techniques only give a late assessment in the disease process. A new technique has been proposed in 1994: The magnetic resonance imaging (MRI) of hyperpolarized (HP) gases. The lungs are a large interface between gas and tissue. In a magnetic field (B0), the difference of magnetic susceptibility between both medias decays the signal. This effect increases with B0. We have two scanners with two different B0 (0.1 T and 1.5 T) and optical pumping system to produce hyperpolarized helium-3 (3He) so we studied quantitatively the influence of B0 on the 3He HP in the lungs. First, the needed theoretical bases and an exhaustive list of materials to carry out this study were presented. Then we have observed that the transverse relaxation time of HP 3He for a spin echo train sequence, T2cpmg, increases when B0 decreases. A two decade magnitude variation has been observed between 0.1 T and 1.5 T. Some studies on animal model (rat) have shown that T2cpmg has sensitivity to the lung filling which is equivalent to the apparent diffusion coefficient, and that the injection of a super paramagnetic the lung susceptibility effect can be matched. We also measured an increase of the time life of the signal of HP 3He, T2*, in the lungs for lower B0. Afterward we compare the signal to noise ratio (SNR) on the both scanners. In conclusion even if the T2* increasing at low B0 is good for SNR, this effect is limited and the use of classic high field scanner is not an inconvenient for this application.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF