Imagerie par résonance magnétique
La résonance magnétique nucléaire exploite le fait que les noyaux de certains atomes (ou plutôt isotopes atomiques) possèdent un moment magnétique de spin. C'est en particulier le cas de l'atome d'hydrogène 1 que l'on retrouve en grande quantité dans les molécules qui composent les tissus biologiques comme l'eau (HO) et les molécules organiques. En RMN (tout comme en IRM), on place les atomes que l'on veut étudier dans un champ magnétique constant. On peut alors imaginer les spins des noyaux atomiques comme des toupies tournant sur elles-mêmes autour de leur axe et effectuant un mouvement rapide de précession autour de l’axe du champ magnétique (mouvement appelé précession de Larmor). Cette fréquence de précession est exactement proportionnelle à l’intensité du champ magnétique (qui est de quelques teslas pour les appareils d'IRM actuels). On applique alors à ces atomes une onde électromagnétique à une fréquence bien particulière dite fréquence de résonance ou fréquence de Larmor. En effet, pour que le champ oscillant de l’onde électromagnétique puisse avoir un effet notable sur les spins, il faut que sa fréquence soit ajustée au mouvement de précession de ces spins (phénomène de résonance). La fréquence de Larmor étant différente pour des isotopes atomiques différents (à cause d’un rapport gyromagnétique différent), un choix judicieux de cette fréquence permet de cibler quels atomes on va détecter. En IRM, on utilise principalement les atomes d'hydrogène dont la fréquence de résonance est autour de , ce qui correspond à la gamme des ondes radio. En effet, l'atome d'hydrogène qui est constitué d'un seul proton, est très abondant dans les tissus biologiques et en outre, son moment magnétique nucléaire est relativement fort, ce qui fait que la résonance magnétique de l'hydrogène donne lieu à un phénomène de résonance très net et facile à détecter.
Physique de l'imagerie par résonance magnétique
La première partie de la séquence d'impulsions, SS (pour "Slice Selection" en anglais), réalise une "sélection de tranche". Une impulsion façonnée (représentée ici avec une modulation sinc) provoque une nutation à 90° de la magnétisation nucléaire longitudinale à l'intérieur d'une dalle, ou tranche, créant une magnétisation transversale. La deuxième partie de la séquence d'impulsions, PE, confère un déphasage à la magnétisation nucléaire sélectionnée par tranche, variant avec son emplacement dans l'axe Y. La troisième partie de la séquence d'impulsions, une autre sélection de tranche (de la même tranche) utilise une autre impulsion façonnée pour provoquer une rotation de 180 ° de la magnétisation nucléaire transversale à l'intérieur de la tranche. Cette aimantation transversale se recentre pour former un écho de spin à un instant "T" Pendant l'écho de spin, un encodage de fréquence (FE, pour "Frequency-Encoding" en anglais) ou gradient de lecture est appliqué, faisant varier la fréquence de résonance de la magnétisation nucléaire avec son emplacement dans l'axe X. Le signal est échantillonné "n" fois par l'ADC pendant cette période, comme représenté par les lignes verticales. En général, "n" est compris entre 128 et 512 échantillons prélevés.