Impulsions radiofréquences optimales à faible énergie pour l'IRM – LOOP

Les impulsions radiofréquences (RF) sont à la base de la génération du signal en résonance magnétique nucléaire. L'énergie déposée par ces impulsions doit être située sous un certain seuil défini par les contraintes matérielles de la chaîne de transmission (amplificateur, antenne), et les réglementations cliniques (taux d'absorption spécifique).
Lorsque les impulsions RF nominales dépassent les seuils admissibles, des modifications majeures doivent être apportées à l'impulsion ou à la séquence utilisée, entrainant une dégradation de la qualité du signal RMN acquis.
Ce projet de recherche propose d'utiliser la théorie du contrôle optimal afin de calculer des impulsions ayant les caractéristiques souhaitées (angle de bascule, durée, bande passante), tout en déposant significativement moins d'énergie que les impulsions standards. Une avancée significative proposée ici est l'optimisation conjointe de l'impulsion RF et du gradient de sélection de coupe, permettant a priori d'atteindre un gain d'énergie déposée important. Différentes paramétrisations des champs de contrôle seront également étudiées afin de faciliter la convergence vers des solutions pertinentes, et ce, avec un temps de calcul accéléré.
Trois applications principales sont ciblées :
1. le calcul d'impulsions robustes aux inhomogénéités de champ B1 offrant de meilleures performances que les impulsions adiabatiques à dépôt d'énergie équivalent
2. le calcul d'impulsions de refocalisation basse énergie, permettant d'atteindre des facteurs d'accélération plus importants qu'avec les impulsions actuelles dans des séquences d'écho de spin rapides
3. le calcul d'impulsions d'excitation pour des noyaux à faible rapport gyromagnétique (comme le sodium), nécessitant intrinsèquement plus d'énergie que pour l'hydrogène. Dans le cas du sodium, cela permettrait l'implémentation de séquences à TE ultra-courts afin de faciliter l'observation de processus métaboliques liés à l'absorption du sel.