problème avec echo de spin (IRM)

[pigar]

Bonjour à tous!
j'ai quelques difficultés à comprendre l'echo de spin.
j'ai bien en tête le fait que l'impulsion 180° "retourne" les vecteurs par rapport a l'axe choisi mais je ne comprend pas alors pourquoi lorsque les vecteurs "plus lents" et les vecteurs "plus rapides" se rejoignent sur ce meme axe, l'intensité du vecteur résultant n'est pas la meme que le vecteur initial après impulsion 90°.
je ne comprend donc pas l'origine de la fonction T2 décroissante ...
merci d'avance !
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[dolan-duck]

Salut!

Alors, je vais tenter une explication simplifiée sur ce dont je me rappelle...

Dans un IRM, tu appliques 2 champs magnétiques : un de forte intensité et continu et un champ tournant de faible intensité qui doit entrer en résonance avec la pulsation de Larmor de tes noyaux. Tu obtiens alors un signal RMN.
Tes noyaux sont en interaction avec leur environnement et avec eux même, ce qui va perturber leur précession : il y aura relaxation (atténuation progressive) de la précession qui se fait avec un temps , qui est donc caractéristique de l'environnement des spins. C'est comme ça que l'on peut, par exemple, savoir s'il on regarde quelque chose de plutôt liquide ou solide (contraste chimique de l'IRM).

Expérimentalement, on constate des inhomogénités de champ , c'est à dire que la manière dont le champ pénètre dans la matière que tu sondes n'est pas la même partout (parce que la matière n'est jamais à proprement parler strictement homogène (a fortiori lorsqu'elle est organique) ou parce qu'il peut y avoir des sources internes de champ magnétique).

Par voeu de simplicité, considérons 3 régions de l'espace (en réalité il y en a une infinité) pour lesquelles le champ magnétique est respectivement : , et .

Dans ta sphère de Bloch, tu as alors 3 composantes de l'aimantation qui précessent resp. aux pulsations , et .
Au bout d'un temps , les 3 composantes de l'aimantation vont donc être séparées des une des autres d'une phase de (dans la sphère de Bloch). Ainsi l'aimantation totale (somme des 3 composantes) de ton échantillon est nulle.

Le problème est que ce temps est très inférieur au temps de relaxation des spins, qui lui contient l'information sur la matière que tu observes.
Ce temps empêche donc la mesure du qui nous intéresse.

C'est pour ça que l'on applique un pulse magnétique permettant, par exemple, de retourner chacune des composantes de l'aimantation d'une phase de : les composantes qui étaient "en avance sur les autre" sont maintenant "en retard" et vice versa. A l'instant où toutes les composantes sont alignées selon la même direction, tu es capable de mesurer l'aimantation totale de ton échantillon (valeur max que tu es capable de mesurer).
Puis, l'aimantation s'annule avec un temps à cause des inhomogénéités (comme précédemment). On obtient ainsi un pic d'aimantation.

Et comme tu le soulève, la norme que tu as mesuré n'est plus la même qu'initialement, puisqu'entre temps, les spins se sont relaxés! Ici, la diminution de la norme de l'aimantation que tu as mesuré n'est plus due aux inhomogénéités du champ mais bien à la relaxation des spins : c'est gagné!

Il ne reste plus qu'à répéter le processus : tu obtiens alors une série de pic dont l'amplitude décroît en .
Tu peux donc mesurer ton tranquillement.

Ce qu'il faut retenir, c'est que cette manip avec les pulses permet de s'affranchir des inhomogénéités de champ magnétique et faire de la RNM sereinement.

J'espère n'avoir été pas trop brouillon et avoir répondu à ta question.

[pigar]

merci beaucoup pour ta réponse, je crois avoir compris le principe maintenant!
une chose encore ... cette histoire de relaxation transversale progressive des spins elle est due à quoi exactement? est ce que c'est une diminution de la composante sur les axes xy ? ça fait deux choses en fait

[dolan-duck]

Alors, la relaxation de l'aimantation transverse vient du fait que tu appliques un gros champ magnétique , disons le aligné selon la direction z.
De fait, l'aimantation (ie les spins) auront tendance à vouloir s'aligner selon la direction z de .

Mais l'aimantation ne va pas revenir brutalement selon z, elle va le faire progressivement en précessant autour de la direction z.
Si tu as en tête la représentation de la solution amortie de l'équation de Landau-Lifshitz-Gilbert dans la sphère de Bloch, tu comprends ce à quoi je réfère...

Du coup, tu observes bien une diminution progressive de l'aimantation transverse vu qu'elle est en train de s'aligner avec la direction z (elle est en train de sortir du plan transverse xy).
Ce qui est important, c'est que la vitesse à laquelle les spins s'alignent avec z dépend des interactions auxquelles ils sont soumis (caractérisé par le fameux ).

Si on veut fixer les idées "avec les mains", c'est un peu comme si l'aimantation subissait un couple de frottement qui ralentissait sa relaxation selon z, où ce couple est sensé modéliser les interactions que subissent les spins.

[A voir en vidéo sur Futura]

[pigar]

Ok merci bien pour ton explication !! le mode T2 et le mode T1 sont donc basé sur le même phénomène de "remontée" des spin selon l'axe Z ?? Si oui comment se fait t il que le muscle par exemple (et oui je suis en médecine, science inexacte ...) ait un T2 plutot court et un T1 plutot long?? car dans ce que j'ai (mal?) compris, le T2 est court si les spins remontent rapidement selon l'axe Z et le T1 devrait donc être court lui aussi car les spin rejoignent plus vite leur position d'origine (dont la somme forme le vecteur M0) ??
merci d'avance pour les reponses