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.
Histoire de l'imagerie par résonance magnétique
L'histoire de l'imagerie par résonance magnétique (IRM) comprend les travaux de nombreux chercheurs qui ont contribué à la découverte de la résonance magnétique nucléaire (RMN) et décrit la physique sous-jacente de l'imagerie par résonance magnétique, dès le début du XXe siècle. L'imagerie par résonance magnétique a été inventée par Paul C. Lauterbur, qui a mis au point un mécanisme permettant d'encoder des informations spatiales dans un signal RMN à l'aide de gradients de champ magnétique en septembre 1971 ; il a publié la théorie qui le sous-tend en mars 1973. Les facteurs conduisant au contraste de l'image (différences entre les valeurs de temps de relaxation des tissus) avaient été décrits près de 20 ans plus tôt par le médecin et scientifique Erik Odeblad et Gunnar Lindström. Parmi les nombreux autres chercheurs de la fin des années 1970 et des années 1980, Peter Mansfield a perfectionné les techniques utilisées pour l'acquisition et le traitement des images par résonance magnétique. En 2003, Lauterbur et lui ont reçu le prix Nobel de physiologie ou de médecine pour leur contribution au développement de l'IRM. Les premiers scanners d'IRM cliniques ont été installés au début des années 1980 et d'importants développements de la technologie ont suivi au cours des décennies suivantes, conduisant à son utilisation généralisée en médecine aujourd'hui.