RELAXATION LONGITUDINALE (T1)

En excitant les protons, ceux-ci vont être égalisés sur les niveaux d’énergie E1 et E2. L’aimantation M, créée par la présence d’une différence de charge positive entre ces deux niveaux, devient nulle lorsque cette variation de charge égale zéro. Ainsi, en envoyant une impulsion RF de 90 ͦ, la composante longitudinale Mz disparaît. Dès que les ondes radiofréquences cessent, la composante Mz retourne à son état d’équilibre (voir Fig.2-1).

Fig.2-1. 1) État d’équilibre : Mz=Mzo;

              2) Impulsion RF de 90 ͦ : excitation (Mzo=0);

              3) Relaxation : Mz=Mzo et Mxy=0.

Ainsi, l’aimantation longitudinale repousse progressivement. Il y a retour des protons du niveau de haute énergie sur celui de basse énergie. Cela permet d’émettre de l’énergie (celle absorbée lors de l’excitation des protons). La constante de temps T1 caractérise chaque type de tissus : elle repousse selon une fonction exponentielle croissante. Donc, plus T1 repousse rapidement, plus le temps de relaxation longitudinale d’un tissus est court. L’ordre de grandeur de T1 pour les tissus biologiques est de 500 ms à 1000 ms. La structure moléculaire des tissus (solide ou liquide) fait varier le T1. Par exemple, le temps de relaxation est plus long dans les liquides que dans les solides. Assurément, les molécules présentes dans les milieux biologiques (réseaux) sont sans cesse sous l’effet des mouvements de translation, rotation et collision. Ces derniers peuvent caractérisés par la fréquence des collisions moléculaires Vc. La relaxation spin-réseau (T1) absorbe l’énergie par le milieu biologique. T1 est d’autant plus opérant que la Vc est similaire à la fréquence de Larmor. En effet, pour céder de l’énergie aux protons par l’onde RF, il faut que Vr=Vo (condition de résonance). De cette même façon, les protons laissent leur énergie au réseau, il est nécessaire que Vc se rapproche de Vo. En respectant cela, les protons peuvent plus facilement redonner leur énergie, celle absorbée lors de l’excitation, au milieu biologique environnant. Ainsi, pour des tissus graisseux (grosses molécules aux mouvements lents), le T1 est court. À l’inverse, pour les molécules d’eau libre (molécules ayant des mouvements rapides), le T1 est long (voir fig.2-2). Alors, les protéines du corps (eaux liées ou grosses molécules) raccourcissent le temps de relaxation longitudinale.  Ainsi, lorsqu’une personne développe une tumeur ou un œdème, cette dernière aura un T1 plus allongée sur tel partie du corps (plus d’eau libre=T1 plus long). Également, en augmentant le champ Bo (Vo augmente), on allonge T1, car Vc ne varie pas. Ainsi, T1 est proportionnelles à Bo. Bref, l’imagerie utilise ces différences en T1 pour bien distinguer les tissus.

écrit par Louis Fortin