L'imagerie par résonance magnétique (communément appelée «IRM») est une méthode permettant de regarder à l'intérieur du corps sans recourir à la chirurgie, aux colorants nocifs ou Rayons X. Au lieu de cela, les scanners IRM utilisent le magnétisme et les ondes radio pour produire des images claires de l'anatomie humaine.
Fondation en physique
L'IRM est basée sur un phénomène physique découvert dans les années 1930 appelé «résonance magnétique nucléaire» - ou RMN - dans lequel les champs magnétiques et les ondes radio font que les atomes émettent de minuscules signaux radio. Felix Bloch et Edward Purcell, travaillant respectivement à l'Université de Stanford et à l'Université de Harvard, ont découvert la RMN. De là, la spectroscopie RMN a été utilisée comme moyen d'étudier la composition des composés chimiques.
Le premier brevet IRM
En 1970, Raymond Damadian, médecin et chercheur, a découvert les bases de l'utilisation de l'imagerie par résonance magnétique comme outil de diagnostic médical. Il a constaté que différents types de tissus animaux émettent des signaux de réponse dont la longueur varie et, plus surtout, le tissu cancéreux émet des signaux de réponse qui durent beaucoup plus longtemps que les tissus non cancéreux tissu.
Moins de deux ans plus tard, il a déposé son idée d'utilisation de l'imagerie par résonance magnétique comme outil de diagnostic médical auprès du U.S. Patent Office. Il était intitulé «Appareil et méthode de détection du cancer dans les tissus». Un brevet a été délivré en 1974, produisant le premier brevet délivré dans le domaine de l'IRM. En 1977, le Dr Damadian a terminé la construction du premier scanner IRM corps entier, qu'il a surnommé «Indomptable».
Développement rapide en médecine
Depuis la délivrance de ce premier brevet, l'utilisation médicale de l'imagerie par résonance magnétique s'est développée rapidement. Le premier appareil d'IRM en santé était disponible au début des années 80. En 2002, environ 22 000 caméras IRM étaient utilisées dans le monde et plus de 60 millions d'examens IRM ont été effectués.
Paul Lauterbur et Peter Mansfield
En 2003, Paul C. Lauterbur et Peter Mansfield ont reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine pour leurs découvertes concernant l'imagerie par résonance magnétique.
Paul Lauterbur, professeur de chimie à l'Université d'État de New York à Stony Brook, a écrit un article sur une nouvelle technique d'imagerie qu'il a appelée "zeugmatographie" (du grec zeugmo signifiant "joug" ou "un rassemblement"). Ses expériences d'imagerie ont fait passer la science de la dimension unique de la spectroscopie RMN à la deuxième dimension de l'orientation spatiale - un fondement de l'IRM.
Peter Mansfield de Nottingham, en Angleterre, a développé l'utilisation des gradients dans le champ magnétique. Il a montré comment les signaux pouvaient être analysés mathématiquement, ce qui a permis de développer une technique d'imagerie utile. Mansfield a également montré comment une imagerie extrêmement rapide pouvait être obtenue.
Comment fonctionne l'IRM?
L'eau constitue environ les deux tiers du poids corporel d'un être humain, et cette teneur élevée en eau explique pourquoi l'imagerie par résonance magnétique est devenue largement applicable en médecine. Dans de nombreuses maladies, le processus pathologique entraîne des changements dans la teneur en eau des tissus et des organes, et cela se reflète dans l'image RM.
L'eau est une molécule composée de hydrogène et des atomes d'oxygène. Les noyaux des atomes d'hydrogène sont capables d'agir comme des aiguilles de boussole microscopiques. Lorsque le corps est exposé à un fort champ magnétique, le noyaux des atomes d'hydrogène sont dirigés dans l'ordre - restez «au garde-à-vous». Soumis à des impulsions d'ondes radio, le contenu énergétique des noyaux change. Après l'impulsion, les noyaux reviennent à leur état précédent et une onde de résonance est émise.
Les petites différences dans les oscillations des noyaux sont détectées grâce à un traitement informatique avancé; il est possible de construire une image tridimensionnelle qui reflète la structure chimique du tissu, y compris les différences dans la teneur en eau et dans les mouvements des molécules d'eau. Il en résulte une image très détaillée des tissus et des organes dans la zone étudiée du corps. De cette manière, les changements pathologiques peuvent être documentés.