Fast Spin Echo : Guide de séquence en IRM

Fast Spin Echo : Guide de séquence en IRM

Si vous avez déjà lu notre guide sur la séquence Spin Echo, vous avez alors acquis les notions de bases dont vous avez besoin pour maîtriser la séquence de Fast Spin Écho (FSE). Également appelée Fast Spin Echo ou Turbo Spin Écho, la séquence de Spin Écho Rapide est une variation de la séquence de Spin Écho, qui a été créée pour permettre une acquisition plus rapide. Cette séquence est la séquence la plus utilisée aujourd’hui.

Ce guide est destiné aux manipulateurs, et expliquera le chronogramme de la séquence Spin Écho Rapide, les paramètres utilisés pour conditionner le contraste et la pondération de cette séquence, ses avantages et inconvénients, ainsi que les applications cliniques de la séquence et quelques exemples d’images radiologiques.


Chronogramme

Comme la séquence de Spin Écho, elle est caractérisée par une impulsion de départ de 90° (certains constructeurs permettent cependant de jouer sur l’angle de bascule de cette impulsion). Si dans la séquence Spin Écho, nous effectuons une impulsion de 180° à TE/2, puis une lecture du signal, ici nous allons effectuer plusieurs recueils du signal chacun séparé par une impulsion de 180°. Comme pour la séquence Spin Écho, ces impulsions de 180° ont pour effet de compenser les déphasages dus aux inhomogénéités locales de champ magnétique.

Chronogramme

Nous pouvons noter la forme des gradients de sélection de coupe qui sont bipolaires pour l’impulsion de 90° pour compenser les déphasages et non bipolaire au moment de l’application de 180° du fait de l’inversion des déphasages induite par cette impulsion.

Le gradient de fréquence est composé d’un lobe positif avant l’impulsion de 180° et de deux lobes positifs après l’impulsion de 180° au moment de chaque lecture du signal. Ici plusieurs lignes de l’espace K sont remplies à chaque TR.

Le temps d’acquisition est donc d’autant plus rapide que nous remplissons de lignes à chaque TR. C’est pour cette raison que cette séquence est plus rapide que le Spin Echo.

Le nombre de lignes de l’espace k qui sont remplies à chaque TR est un paramètre que nous pouvons régler : le train d’écho ou facteur turbo.


Paramètres importants

Comme pour la séquence de Spin Écho, les paramètres importants qui vont conditionner le contraste et la pondération de la séquence sont surtout le TR et le TE. Cependant le TE est ici le TE effectif. C’est-à-dire que c’est le TE qui va coder les lignes centrales de l’espace de Fourier.

En effet, tous les échos vont participer à la création de l’image. Ce sont les échos qui remplissent les lignes centrales qui vont donner les informations de contraste.

Comme pour la séquence Spin Echo :
  • Le TE Effectif va conditionner l’effet T2 de la séquence :
    • Un TE Eff court va limiter l’effet T2
    • Un TE Eff long va apporter beaucoup d’effet T2 à la séquence
  • Le TR va conditionner l’effet T1 de la séquence :
    • Un TR court va apporter beaucoup d’effet T1 à la séquence
    • Un TR long va limiter l’effet T1

Espace inter-écho

Il est important de prendre en compte l’espace inter-écho. En effet, ce paramètre conditionne la différence de pondération de chaque écho. En outre, ce paramètre va jouer sur le temps du dernier écho (le TEmax). Le temps de cet écho va conditionner le nombre de coupes autorisées pour une seule acquisition.

Train d’écho ou facteur turbo

Un autre paramètre important est bien sûr le train d’écho ou facteur turbo. Il va déterminer le nombre de lignes de l’espace K qui seront remplies à chaque TR. Il va également impacter la pondération T2 de l’image, l’effet flou et le rapport signal sur bruit.

D’autres paramètres vont impacter le rapport signal sur bruit et/ou la résolution spatiale comme la bande passante (lorsqu’elle est accessible), la matrice en phase, la matrice en fréquence, le FOV, l’épaisseur de coupe.

Ce tableau montre les paramètres spécifiques à la séquence de Spin Écho rapide et les impacts en termes de contraste, de rapport signal sur bruit et du nombre de coupes autorisées par acquisition.

Train d'écho


Avantages et inconvénients

Les avantages :
  • Cette séquence est assez peu sensible aux inhomogénéités locales de champ magnétique
  • Réduction du temps d’acquisition
  • Cette séquence est moins sensible aux artéfacts pulsatiles que la séquence de Spin Echo vraie
  • Moins sensible à la susceptibilité magnétique
Les désavantages :
  • Elle est assez peu optimisée pour faire de la pondération T1 du fait de la participation à l’image d’échos plus tardifs
  • En effet, tous les échos vont participer à la création de l’image alors qu’ils ont des Temps TE différents. C’est le TE Effectif (paramètre modifiable) qui va remplir les lignes centrales de l’espace de Fourier et ainsi contribuer au contraste de l’image. En outre, une variation brutale de signal entre 2 lignes consécutives du plan de fourier induit des erreurs ayant pour conséquence un défaut de codage spatial. Cela va se traduire par un effet flou
  • Une mauvaise gestion de l’espace inter-écho, du train d’écho ou du TE Effectif va générer une perte de qualité image par cet effet flou : le blurring

Applications cliniques d’écho de Spin Rapide

Comme nous l’avons déjà évoqué, cette séquence est en réalité la séquence la plus utilisée aujourd’hui en IRM. En effet, elle offre beaucoup de flexibilité de programmation en termes de pondération et elle est assez rapide.

En outre, cette séquence étant moins sensible à la susceptibilité magnétique, elle sera préférentiellement utilisée en présence de métal.

Exemples

Voici quelques exemples d’images réalisées avec la séquence Spin Echo rapide.

Comme nous l’avons déjà vu, cette séquence trouve tout son intérêt dans les séquences pondérées en T2.

Coupe axiale TSE pondérée en T2 d’un cerveau
Coupe axiale TSE pondérée en T2 d’un cerveau

Coupe axiale FSE pondérée en T2 d’une main
Coupe axiale FSE  pondérée en T2 d’une main

Coupe sagittale FSE pondérée en T2 d’une colonne Lombaire
Coupe sagittale FSE  pondérée en T2 d’une colonne Lombaire

Coupe sagittale TSE pondérée en T2 d’un cerveau
Coupe sagittale TSE pondérée en T2 d’un cerveau