Comment fonctionne une IRM ?

Qu'est-ce qu'une IRM ?

L'IRM est une technique d'imagerie médicale qui permet de visualiser l'intérieur du corps humain comme le scanner ou l'échographie. L'avantage de l'IRM est que c'est sans danger alors que les rayons X émis par un scanner sont nocifs. L'IRM offre une bonne résolution et permet de voir les tissus mous avec un bon contraste. « IRM » signifie Imagerie par résonance magnétique. C'est la résonance magnétique des noyaux atomiques ou RMN. Depuis les années 40, les physiciens utilisent cette technique pour aiguiller la matière, mais son développement en tant que technique d'imagerie médicale est beaucoup plus récent. 

Quel est le principe de l'IRM ?

Nous voyons un objet avec nos yeux si cet objet nous envoie de la lumière, plus précisément des grains de lumière que nous appelons des photons. Pour voir à l'intérieur du corps, l'idéal est que ce que nous voulons observer nous envoie des photons. C'est ce que nous permet l'IRM.

Le rôle de l'atome

La matière est constituée d'atomes. Un atome est un noyau autour duquel tournent des électrons. Le noyau d'un atome est un objet complexe constitué de plusieurs particules. Les noyaux de deux atomes différents peuvent avoir des propriétés très différentes. Ce qui nous intéresse ici, c'est la façon dont le noyau va réagir lorsqu'on le plonge dans un champ magnétique créé par un aimant. Pour certains noyaux atomiques, comme ceux du carbone et de l'oxygène, ça ne change rien. Mais d'autres noyaux, comme celui de l'atome d'hydrogène, se colorent. C'est-à-dire que lorsqu'on les éclaire avec de la lumière blanche, ils ne renvoient qu'une seule couleur. Par exemple, quand on éclaire une fraise avec de la lumière blanche, celle-ci nous renvoie que de la lumière rouge, toutes les autres couleurs étant absorbées par le fruit. Pour le noyau de l'atome d'hydrogène, c'est un peu plus compliqué : la couleur à laquelle le noyau est sensible n'est pas une couleur visible. Il s'agit d'une couleur bien au-delà de l'infrarouge dans le domaine des ondes radio. Et dans ce cas, on parlera de fréquence à la place de couleur. Ce qui va nous permettre de faire de l'imagerie, c'est que cette fréquence dépend de la valeur du champ magnétique. On va donc créer un champ magnétique puissant à l'aide de gros aimants configurés de façon à ce que ces champs magnétiques soient différents en chaque point de l'espace à l'intérieur de la machine IRM. Imaginez que chaque atome d'hydrogène de notre corps (il y en a dans l'eau et les tissus organiques) soit sensible à une couleur qui dépend de l'endroit où l'atome se trouve. Éclairons tout le corps avec de la lumière blanche. Chaque atome va renvoyer des photons. C'est ce qui va nous permettre de voir littéralement les atomes situés à l'intérieur de notre corps. 

Mais en plus, la lumière renvoyée par les atomes a une couleur bien précise qui dépend de l'endroit où se trouve chaque atome. C'est exactement le principe de l'IRM. On éclaire le corps avec des ondes radio à large spectre. Les ondes radio pénètrent sans problème à l'intérieur du corps. Chaque atome d'hydrogène, même au plus profond des tissus, est éclairé. Chaque atome renvoie une onde dont la fréquence dépend de sa position. Ensuite, il suffit d'utiliser un logiciel adéquat pour replacer dans l'espace à 3 dimensions tous ces atomes grâce à la fréquences des photons qu'ils ont émis. On reconstitue ainsi une image fidèle de l'intérieur de notre corps.