La palpation cérébrale virtuelle en IRM

Samir Lounis, cadre de santé au sein de l’IRM Tonkin Grand Large de Lyon, a présenté une communication remarquée lors des 30èmes Journées AFPPE d’IRM le 28 mai à Reims.

Exploiter les vibrations des tissus vivants

C’est un sujet inhabituel qu’il a traité, puisqu’il s’agissait de l’élastographie par résonance magnétique. Il est communément supposé que le bruit dénature l’image d’IRM, car il ne contient pas d'informations utiles. Cependant, dans la physique des ondes et en particulier, la séismologie, les scientifiques ont développé des outils appelés «corrélation de bruit" pour extraire des informations utiles et construire des images à partir des vibrations aléatoires d'un milieu. Autrement dit, les tissus vivants sont pleins de vibrations inexploitées. Samir Lounis a présenté un travail de recherche publié dans la revue de la PNAS dans lequel les chercheurs montrent que les techniques de «corrélation de bruit" dans le cerveau par IRM peuvent produire des images décrivant la rigidité des tissus, ce qui s’apparente à de la palpation virtuelle. L’IRM sismologique du cerveau, en rupture avec d'autres techniques, est donc expérimentalement étudiée, in vitro et in vivo.

Élastographie par résonance magnétique

Il s’agit donc d’un authentique examen d'élastographie par résonance magnétique pour la caractérisation des tissus cérébraux, qui fait appel à la corrélation de bruit et au retournement temporel. L'idée consiste à extraire l'élasticité des ondes de cisaillement causées par le mouvement cardiaque, la pulsatilité de sang, ou autre activité musculaire. Contrairement à d'autres techniques d'élastographie par résonance magnétique, cette approche fondée sur le bruit est donc passive et à large bande et ne nécessite pas de synchronisation avec des sources de bruit. La démonstration expérimentale a été effectuée dans un fantôme calibré et in vivo dans le cerveau de deux volontaires sains. Les applications potentielles de cette palpation du cerveau pour caractériser les anomalies et maladies cérébrales sont en cours d’évaluation.

Corrélation de bruit et retournement temporel

Des techniques similaires sont utilisées à partir d’ondes basses fréquences générées par des hauts parleurs fixées sur le crâne des patients. Mais, la boîte crânienne atténuant fortement la propagation de ces ondes, on a tendance à augmenter l’intensité de celles-ci, ce qui est désagréable pour le patient. D’autre part, l’utilisateur doit synchroniser les ondes sonores au signal du spin écho, ce qui complique l’examen. Les chercheurs ont donc utilisé un fonds sismique physiologique, le flux sanguin intracérébral ou le liquide céphalo-rachidien. Les ondes créées par ces fluides sont aléatoires, ce qui ne permet pas de prévoir leur cheminement. Ils ont alors décidé d’appliquer un retournement temporel afin d’identifier le point de départ de l’onde, appelé point focal d’impact, et d’en déduire et apprécier les freins à la propagation des ondes.

Les applications  potentielles de cette technique sont nombreuses, notamment dans l’étude des maladies neurodégénératives. Elles devraient permettre de réaliser un suivi de SEP et de déterminer la nature et la dureté des tumeurs intracérébrales notamment.