Résonance magnétique nucléaire
La résonance magnétique nucléaire (RMN) est une propriété de certains noyaux atomiques possédant un spin nucléaire (par exemple H, C, O, F, P, Xe…), placés dans un champ magnétique. Lorsqu'ils sont soumis à un rayonnement électromagnétique (radiofréquence), le plus souvent appliqué sous forme d'impulsions, les noyaux atomiques peuvent absorber l'énergie du rayonnement puis la relâcher lors de la relaxation. L'énergie mise en jeu lors de ce phénomène de résonance correspond à une fréquence très précise, dépendant du champ magnétique et d'autres facteurs moléculaires. Ce phénomène permet donc l'observation des propriétés quantiques magnétiques des noyaux dans les phases gaz, liquide ou solide. Seuls les atomes dont les noyaux possèdent un moment magnétique donnent lieu au phénomène de résonance.
Physique de l'imagerie par résonance magnétique
Certains noyaux atomiques sont capables d'absorber et d'émettre de l'énergie radiofréquence lorsqu'ils sont placés dans un champ magnétique externe. En IRM clinique et de recherche, les atomes d'hydrogène sont le plus souvent utilisés pour générer un signal radiofréquence détectable qui est reçu par des antennes à proximité immédiate de la partie de l'organisme examiné. Les atomes d'hydrogène sont naturellement abondants chez l'homme et d'autres organismes biologiques, en particulier dans l'eau et les graisses. Pour cette raison, la plupart des IRM cartographient essentiellement l'emplacement de l'eau et des graisses dans le corps. Les impulsions des ondes radio excitent la transition d'énergie de spin nucléaire et les gradients de champ magnétique localisent le signal dans l'espace. En faisant varier les paramètres de la séquence d'impulsions, différents contrastes peuvent être générés entre les tissus sur la base des propriétés de relaxation des atomes d'hydrogène qui s'y trouvent.