N° 364-365 juin-juillet-août 2012

L’instrumentation en RMN : une affaire de haute sensibilité

Pagination : 117-126
Sous-thème : Avancées techniques et instrumentales
Mots-clés : RMN, résonance magnétique nucléaire, instrumentation, miniaturisation, RMN portable, IRM portable, imagerie par résonance magnétique, microfluidique, ingénierie en résonance magnétique.
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© CRMN et CEA.

Deux très grandes infrastructures pour la résonance magnétique en France, qui sont uniques au monde. À gauche : le spectromètre RMN à 1 GHz (aimant de 23,5 T), déjà installé à Lyon et utilisé par la communauté française et internationale. Un aimant de 12 t, haut de 4,5 m, pour étudier des échantillons millimétriques à l’aide de détecteurs cryogéniques, l’instrumentation est spectaculaire, mais les enjeux aussi. À droite : maquette de l’aimant IRM ISEULT qui sera installé en 2013 à Neurospin, pour des études fonctionnelles du cerveau humain. Avec son accès libre de 90 cm, ses 4 m de diamètre et longueur, ses 1 000 ampères de courant, une cryogénie refroidie à 1,8 K, un liquéfacteur d’hélium dédié et ses 150 t, cet aimant est un exploit en instrumentation qui se porte à la hauteur de la tâche : explorer le cerveau humain.

Quelques 66 ans après sa découverte, la résonance magnétique mérite le qualificatif de technique mature. Cet article présente l’état de l’art de l’instrumentation en RMN et en IRM. Les aimants supraconducteurs sont au cœur des appareils de RMN et leurs performances vers les hauts champs magnétiques ciblent des applications à haute résolution et précision.

D’autre part, des systèmes miniaturisés pourraient répondre à des questions qui ne sont pas posées aujourd’hui, comme l’analyse en dehors du laboratoire et sur le terrain, l’analyse microfluidique, l’imagerie IRM dédiée.

Sont présentées ici des approches de miniaturisation utilisant des aimants permanents et des détecteurs spécialisés, des approches d’augmentation du signal par hyperpolarisation montrant le potentiel du couplage pour l’obtention d’informations à haute sensibilité, et enfin quelques applications qui pourraient avoir un intérêt en biomédecine du cancer.