Brevet FR3128781A1 — publié le 20230505

L’invention concerne un dispositif d’imagerie (1) par résonnance magnétique qui comprend un assemblage radiofréquence (7) configuré pour émettre et recevoir des signaux radiofréquence, l’assemblage radiofréquence comprenant : - une bobine radiofréquence (8) caractérisée pour une bande passante intrinsèque et une fréquence de résonance intrinsèque, et destinée à émettre et recevoir des signaux radiofréquence ; - un circuit accordable (9), associé à la bobine radiofréquence (8), et configuré pour permettre l’ajustement de l’impédance équivalente de l’assemblage radiofréquence dans une gamme d’impédance donnée, l’ajustement de l’impédance équivalente permettant d’ajuster la fréquence de résonnance, dite fréquence ajustée, et la bande passante, dite bande ajustée, de l’assemblage radiofréquence (7), la fréquence ajustée et la bande ajustée étant chacune comprises dans la bande passante intrinsèque de sorte que l’assemblage radiofréquence (7) présente un facteur de qualité supérieur au facteur de qualité de la bobine radiofréquence (8) prise seule. Figur e 1 dispositif d’imagerie par résonance magnétique DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention se rapporte au domaine de l’imagerie par résonance magnétique. Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif d’imagerie par résonance magnétique, et notamment un dispositif d’imagerie par résonance magnétique doté d’un assemblage radiofréquence pourvu d’une bobine radiofréquence d’émission/réception. Plus particulièrement, l’assemblage radiofréquence selon la présente invention est également pourvu d’une bobine radiofréquence qui présente une bande passante étroite et de moyens permettant d’ajuster la fréquence de résonnance de l’assemblage radiofréquence dans une gamme de fréquences de travail d’une étendue supérieure à la bande passante de ladite bobine. L’agencement ainsi proposé, permet d’améliorer la qualité des images dès qu’un champ magnétique statique relativement faible doit être considéré. La présente invention trouve notamment son intérêt dès lors qu’il s’agit de considérer un dispositif d’imagerie par résonance magnétique portable. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est aujourd’hui largement mise en œuvre pour imager, de manière non invasive, l’intérieur de corps et notamment de corps humains. En particulier, l’imagerie par résonance magnétique permet de sonder les noyaux d’hydrogène, et notamment leur spin nucléaire, des molécules d’eau formant pour partie le corps sous examen. A cet égard, un dispositif IRM est pourvu d’un aimant destiné à imposer au corps un champ magnétique statique (dit « champ magnétique principal »), sous l’effet duquel, les spins nucléaires associés aux noyaux d’hydrogène contenus dans les molécules d’eau formant pour partie ce corps se polarisent. Notamment, les moments magnétiques associés à ces spins s'alignent préférentiellement selon un axe, dit axe z, déterminé par l’orientation du champ magnétique principal de manière à créer une magnétisation du corps. Un dispositif IRM comprend également des bobines à gradient configurées pour produire des champs magnétiques de petite amplitude et variant dans l'espace lorsqu'un courant leur est appliqué. Plus particulièrement, les bobines à gradient sont conçues pour produire une composante de champ magnétique qui est alignée parallèlement au champ magnétique principal, et qui varie linéairement en amplitude avec la position le long de l'un des axes x, y ou z (les axes x, y et z étant perpendiculaires deux à deux). Ainsi, les effets combinés des champ magnétiques imposés par les bobines à gradient permettent de coder spatialement chacune des positions du corps destiné à être sondé. Un dispositif IRM comprend également au moins une bobine radiofréquence (RF) destinée à jouer un rôle d’émetteur récepteur RF. Notamment, l’au moins une bobine radiofréquence est configurée pour émettre des impulsions d’énergie RF d’une fréquence égale ou voisine de la fréquence de résonance des spins des noyaux d’hydrogène et qui est au moins en partie absorbée par ces noyaux. Dès lors que l’émission RF est interrompue, les spins nucléaires relaxent afin de retrouver leur état d’énergie initial et émettent à leur tour un signal RF susceptible d’être collecté par au moins une bobine RF. Ce signal RF est ensuite traité à l’aide d’un ordinateur et d’algorithmes de reconstruction afin d’obtenir une image du corps. Le champ magnétique principal, généralement compris entre 1,5 Tesla et 3 Tesla, permet d’atteindre des rapports de signal sur bruit relativement raisonnables et par voie de conséquence de former des images du corps humain d’une qualité suffisante et sur des durée de l’ordre de la minute ou plus. Toutefois, il est des circonstances pour lesquelles il n’est pas possible de mettre en œuvre un champ magnétique principal d’une telle intensité. Les dispositifs IRM portables en sont un exemple. Ces derniers comprennent en général un aimant permanent ou des électro-aimants d’une capacité limitée, et ne peuvent imposer un champ magnétique principal d’une intensité supérieure à 60 mT, voire supérieure à 200 mT, sans pénaliser la masse ou l’encombrement du dispositif IRM considéré. Cette limitation en termes d’intensité de champ magnétique principal affecte directement les performances du dispositif IRM. Notamment, les images obtenues avec un tel dispositif IRM sont susceptibles de présenter une qualité fortement dégradée par un rapport signal sur bruit défavorable. Ce rapport signal sur bruit défavorable traduit, pour partie, une importante diminution de l’aimantation présente dans les tissus. Un but de la présente invention est de proposer un dispositif d’imagerie par résonnance magnétique, avantageusement mettant en œuvre un champ magnétique principal de faible intensité, pourvu d’un assemblage radiofréquence permettant d’améliorer le rapport signal sur bruit et par voie de conséquence la qualité des images. BREVE DESCRIPTION DE L’INVENTION La présente invention concerne un dispositif d’imagerie par résonnance magnétique qui comprend un assemblage radiofréquence configuré pour émettre et recevoir des signaux radiofréquence, l’assemblage comprenant : - une bobine radiofréquence caractérisée pour une bande passante intrinsèque et une fréquence de résonance intrinsèque, et destinée à émettre et recevoir des signaux radiofréquence ; - un circuit accordable, associé à la bobine radiofréquence, et configuré pour permettre l’ajustement de l’impédance équivalente de l’assemblage radiofréquence dans une gamme d’impédance donnée, l’ajustement de l’impédance équivalente permettant d’ajuster la fréquence de résonnance, dite fréquence ajustée, dans une gamme de fréquences, dite gamme de travail, de l’assemblage radiofréquence, l’étendue de la gamme de travail étant supérieure à l’étendue de bande passante intrinsèque ; - des moyens d’ajustement configurés pour commander l’ajustement, de manière dynamique, de l’impédance équivalente par le circuit accordable, lors de l’acquisition d’une image par le dispositif d’imagerie. Selon un mode de mise en œuvre, les moyens d’ajustement (9A) sont configurés pour permettre une émission radiofréquence à une fréquence donnée, dite de Larmor, et une réception de signaux radiofréquence au cours de laquelle la fréquence ajustée est accordée de manière dynamique dans la gamme de travail. Selon un mode de mise en œuvre, la bobine radiofréquence comprend des capacités, dites capacités de segmentation principales. Selon un mode de mise en œuvre, le circuit accordable comprend au moins deux composants agencés selon une topologie en L, et qui combinés entre eux dans le circuit accordable génèrent une réactance, l’un et/ou l’autre de ces deux composants étant accordable de manière à permettre l’ajustement de l’impédance équivalente de l’assemblage radiofréquence, avantageusement les deux composants comprennent deux capacités, ou deux inductances, ou une capacité et une inductance Selon un mode de mise en œuvre, le circuit accordable comprend deux entrées et deux sorties, les deux entrées dites, respectivement, première entrée et deuxième entrée sont destinées à être alimentées par un générateur d’impulsions de courant, tandis que les deux sorties dites, respectivement, première sortie et deuxième sortie, sont connectées chacune à une des extrémités de la bobine radiofréquence. Selon un mode de mise en œuvre, l’assemblage radiofréquence comprend deux branches dites, respectivement, première branche et deuxième branche, connectés en parallèle au niveau respectivement de la première entrée et de la deuxième entrée, la première branche comprenant, connectées en série, la bobine radiofréquence et l’un des deux composants, tandis que la deuxième branche comprend l’autre des deux composants. Selon un mode de mise en œuvre, l’assemblage radiofréquence comprend en outre des moyens de génération d’impulsions radiofréquence, les moyens de génération d’impulsions radiofréquence étant adaptés pour imposer, par l’intermédiaire du circuit accordable, la circulation d’une impulsion de courant dans la bobine radiofréquence. Selon un mode de mise en œuvre, ledit dispositif d’imagerie comprend des moyens de traitement radiofréquence, les moyens de traitement radiofréquence étant adaptés pour traiter un signal radiofréquence susceptible d’être reçu par la bobine radiofréquence. Selon un mode de mise en œuvre, ledit dispositif d’imagerie comprend un aimant définissant un logement dans lequel est disposée la bobine radiofréquence, l’intérieur de la bobine radiofréquence formant une zone, dite zone d’analyse, dans laquelle l’aimant impose un champ magnétique statique. Selon un mode de mise en œuvre, l’aimant est un aimant permanent, avantageusement, l’aimant permanent est susceptible de générer un champ magnétique statique inférieur à 100 mT, encore plus avantageusement inférieur à 50 mT. Selon un mode de mise en œuvre, ledit dispositif comprend également des bobines à gradient destinées à coder spatialement chacune des positions de la zone d’analyse, le codage spatial, en combinaison avec le champ magnétique statique, étant destiné à associer à chacune des positions une fréquence de résonnance, dite fréquence propre, aux spins de noyaux d’hydrogène susceptibles d’être positionnés à ladite position. Selon un mode de mise en œuvre, la fréquence ajustée peut couvrir, par ajustement de l’impédance équivalente, l’ensemble des fréquences propres des spins de noyaux d’hydrogène susceptibles d’être présent sur chacune des positions de la zone d’analyse. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre en référence aux figures annexées sur lesquelles : La est une représentation schématique selon une vue éclatée d’un dispositif d’imagerie par résonnance magnétique ; La est une représentation schématique d’un assemblage radiofréquence selon les termes de la présente invention ; La est une représentation graphique de la réponse d’un assemblage radiofréquence selon les termes de la présente invention, et pourvu d’une bobine radiofréquence, la représente notamment la caractéristique (i.e. : coefficient de réflexion en dB sur l’axe vertical) de l’assemblage pour différents ajustements de la fréquence de résonnance dans une gamme de travail de 30 kHz (l’axe horizontal représentant la fréquence en MHz), plus particulièrement, sur la , sont représentés 4 profiles d’intensité pour 4 réglages différents (courbes « A », « B », « C » et « D ») du circuit accordable ; La représente un assemblage radiofréquence dont la première branche est formée par une connexion en série de la bobine radiofréquence et de la capacité C1, et une deuxième branche formée par l’inductance L1 ; La représente un assemblage radiofréquence dont la première branche est formée par une connexion en série de la bobine radiofréquence et de l’inductance L1, et une deuxième branche formée par la capacité C1. La représente un assemblage radiofréquence dont la première branche est formée par une connexion en série de la bobine radiofréquence et d’une capacité C2, et une deuxième branche formée par la capacité C1 ; La illustre l’effet du facteur de qualité de la bobine radiofréquence sur l’image obtenue, l’image (1) et l’image (2) sont obtenues au moyens d’un dispositif d’imagerie comprenant un bobine radiofréquence présentant, respectivement, un facteur de qualité standard et un facteur de qualité élevé (supérieur au facteur de qualité standard). Dispositif d’imagerie (1) par résonnance magnétique qui comprend un assemblage radiofréquence (7) configuré pour émettre et recevoir des signaux radiofréquence, l’assemblage radiofréquence comprenant : - une bobine radiofréquence (8) caractérisée pour une bande passante intrinsèque et une fréquence de résonance intrinsèque, et destinée à émettre et recevoir des signaux radiofréquence ; - un circuit accordable (9), associé à la bobine radiofréquence (8), et configuré pour permettre l’ajustement de l’impédance équivalente de l’assemblage radiofréquence dans une gamme d’impédance donnée, l’ajustement de l’impédance équivalente permettant d’ajuster la fréquence de résonnance, dite fréquence ajustée, dans une gamme de fréquences, dite gamme de travail, de l’assemblage radiofréquence (7), l’étendue de la gamme de travail étant supérieure à l’étendue de bande passante intrinsèque ; - des moyens d’ajustement (9A) configurés pour commander l’ajustement, de manière dynamique, de l’impédance équivalente par le circuit accordable, lors de l’acquisition d’une image par le dispositif d’imagerie. Dispositif d’imagerie (1) par résonnance magnétique selon la revendication 1, dans lequel les moyens d’ajustement (9A) sont configurés pour permettre une émission radiofréquence à une fréquence donnée, dite de Larmor, et une réception de signaux radiofréquence au cours de laquelle la fréquence ajustée est accordée de manière dynamique dans la gamme de travail. Dispositif d’imagerie (1) par résonnance magnétique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la bobine radiofréquence (8) comprend des capacités, dites de capacités de segmentation principales. Dispositif d’imagerie (1) par résonnance magnétique selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le circuit accordable (9) comprend au moins deux composants agencés selon une topologie en L, et qui combinés entre eux dans le circuit accordable génèrent une réactance, l’un et/ou l’autre de ces deux composants étant accordable de manière à permettre l’ajustement de l’impédance équivalente de l’assemblage radiofréquence, avantageusement les deux composants comprennent deux capacités, ou deux inductances, ou une capacité et une inductance. Dispositif d’imagerie (1) par résonnance magnétique selon la revendication 4, dans lequel le circuit accordable (9) comprend deux entrées et deux sorties, les deux entrées dites, respectivement, première entrée et deuxième entrée sont destinées à être alimentées par un générateur d’impulsions de courant, tandis que les deux sorties dites, respectivement, première sortie et deuxième sortie, sont connectées chacune à une des extrémités de la bobine radiofréquence (8). Dispositif d’imagerie (1) par résonnance magnétique selon la revendication 5, dans lequel l’assemblage radiofréquence (7) comprend deux branches dites, respectivement, première branche et deuxième branche, connectés en parallèle au niveau respectivement de la première entrée et de la deuxième entrée, la première branche comprenant, connectées en série, la bobine radiofréquence (8) et l’une des deux composant, tandis que la deuxième branche comprend l’autre des deux composants. Dispositif d’imagerie (1) par résonnance magnétique selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel l’assemblage radiofréquence (7) comprend en outre des moyens de génération d’impulsions radiofréquence (10), les moyens de génération d’impulsions radiofréquence (10) étant adaptés pour imposer, par l’intermédiaire du circuit accordable (9), la circulation d’une impulsion de courant dans la bobine radiofréquence (8). Dispositif d’imagerie (1) par résonnance magnétique selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel ledit dispositif d’imagerie (1) comprend des moyens de traitement radiofréquence, les moyens de traitement radiofréquence étant adaptés pour traiter un signal radiofréquence susceptible d’être reçu par la bobine radiofréquence (8). Dispositif d’imagerie (1) par résonnance magnétique selon la revendication 8, dans lequel ledit dispositif d’imagerie (1) comprend un aimant (2) définissant un logement (3) dans lequel est disposée la bobine radiofréquence (8), l’intérieur de la bobine radiofréquence (8) formant une zone, dite zone d’analyse, dans laquelle l’aimant (2) impose un champ magnétique statique. Dispositif d’imagerie (1) par résonnance magnétique selon la revendication 9, dans lequel l’aimant est un aimant permanent, avantageusement, l’aimant permanent est susceptible de générer un champ magnétique statique inférieur à 100 mT, encore plus avantageusement inférieur à 50 mT. Dispositif d’imagerie (1) par résonnance magnétique selon la revendication 9 ou 10, dans lequel ledit dispositif comprend également des bobines à gradient (6) destinées à coder spatialement chacune des positions de la zone d’analyse, le codage spatial, en combinaison avec le champ magnétique statique, étant destiné à associer à chacune des positions une fréquence de résonnance, dite fréquence propre, aux spins de noyaux d’hydrogène susceptibles d’être positionnés à ladite position. Dispositif d’imagerie (1) par résonnance magnétique selon la revendication 11, dans lequel la fréquence ajustée peut couvrir, par ajustement de l’impédance équivalente, l’ensemble des fréquences propres des spins de noyaux d’hydrogène susceptibles d’être présent sur chacune des positions de la zone d’analyse.