Développements Méthodologiques Pour L'IRM À Haut Champ Magnétique Du Sodium, Du Phosphore Et Du Lithium

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Book Synopsis Développements Méthodologiques Pour L'IRM À Haut Champ Magnétique Du Sodium, Du Phosphore Et Du Lithium by : Arthur Coste

Download or read book Développements Méthodologiques Pour L'IRM À Haut Champ Magnétique Du Sodium, Du Phosphore Et Du Lithium written by Arthur Coste and published by . This book was released on 2017 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Nuclear Magnetic Resonance Imaging of exotic (X) nuclei, other than Hydrogen, allows to probe in vivo metabolism and cellular physiology in normal or pathological conditions. Moreover, X-MRI can be used in pharmacology studies. However, X-MRI suffers from the relatively low sensitivities and in vivo concentrations of these nuclei. Sodium nuclei (23Na) is the second most NMR visible nuclei in brain tissues and its distribution in both intra- and extra-cellular compartments is tightly regulated by, in particular, the Na+/K+ ATPase pump. Stocks of Adenosine Triphosphate (ATP) and Phosphocreatine (PCr), main sources of cellular energy are perpetually maintained to ensure proper cellular function. This is why, study of spatial distributions of these two phosphorylated metabolites along with Sodium could yield insights about cellular viability and metabolism. Finally, Lithium is the reference treatment to prevent the onset of maniac events for patients suffering from bipolar disorders. Nevertheless, many questions are still unanswered about its spatial distribution in brain tissues and its underlying therapeutic mechanism. During these three years of PhD, we implemented efficient Acquisition and Reconstruction protocols for 23Na, 31P and 7Li MRI using Ultra-Short Echo-Time (UTE) sequences and non-Cartesian sampling combined with dedicated quantification pipelines to obtain accurate and robust concentration measurements in the brain. In particular, our proposed method accounts for signal bias due to the heterogeneities in coil transmission (B1+) and reception (B1-). Additionally, longitudinal (T1) and transverse (T2) relaxation times were assessed and the NMR signal was corrected for their respective weighting. Our quantification pipeline was validated in vitro for 23Na MRI. Various Fourier space sampling schemes along with under-sampling strategies and reconstruction methods were evaluated and compared. Finally, a multiple-gradient-echo (MGE) acquisition was implemented to explore cellular compartmentalization as an alternative to Multiple Quantum Filtering (MQF) approaches. These developments were applied at 3T in a clinical research setting for 23Na MRI on healthy volunteers in collaboration with the Neurology department of Aachen University Clinic, opening the way for an ongoing study of Alzheimer's disease patients. Proof-of-concept studies were conducted at 7T at NeuroSpin for 31P MRI on healthy volunteers and for 7Li MRI in bipolar patients to study brain lithium distribution in collaboration with Hospital Fernand Widal in Paris.

Imagerie par résonance magnétique à champ cyclé in vivo

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Book Synopsis Imagerie par résonance magnétique à champ cyclé in vivo by : Nicolas Chanet

Download or read book Imagerie par résonance magnétique à champ cyclé in vivo written by Nicolas Chanet and published by . This book was released on 2018 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'IRM en champ cyclé (FFC-MRI) permet de dissocier deux processus clés de l'IRM qui dépendent chacun du champ magnétique principal B0 : d'une part, la détection du signal RMN et sa localisation et d'autre part, la relaxation du signal RMN, source de contraste d'intérêt biologique et médical. Le système d'IRM en champ cyclé est la combinaison de deux appareils, l'un est un système d'imagerie RMN et l'autre permet de faire varier le champ magnétique B0 rapidement devant les temps de relaxation. Il est ainsi possible de mesurer la dispersion de la relaxation de l'eau, c'est-à-dire sa variation en fonction du champ magnétique et potentiellement de la cartographier de manière non invasive in vivo. La dispersion est une source de contraste complémentaire, étant donné le lien entre relaxation de l'eau et son environnement moléculaire dans les tissus biologiques. L'objectif de la thèse consiste à développer et évaluer le potentiel de l'IRM en champ cyclé entre 1 T et 2 T sur un modèle de cancer. Ce travail a nécessité des développements instrumentaux et méthodologiques originaux pour intégrer le champ cyclé à des séquences IRM. Les solutions proposées portent tout d'abord sur la mesure précise du champ magnétique au cours du temps, la compensation des courants de Foucault et celle des instabilités de l'alimentation du système de variation de l'intensité de B0. De plus, nous proposons des méthodes d'acquisition avec un gain en signal sur bruit, utilisables pour mesurer la relaxation transversale aussi bien que longitudinale. Enfin une exploration sur modèle animal (tumeur du rein sur souris) a été entreprise.

Développements méthodologiques de l'IRM à bas champ

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Book Synopsis Développements méthodologiques de l'IRM à bas champ by : Guillaume Madelin

Download or read book Développements méthodologiques de l'IRM à bas champ written by Guillaume Madelin and published by . This book was released on 2005 with total page 466 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse porte sur l'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) à bas champ (0,2 T). L'Elastographie par Résonance Magnétique permet de retrouver les propriétés viscoélastiques des tissus par imagerie d'ondes acoustiques transverses. Pour la partie suivante, un transducteur ultrasonore a été calibré en comparant la méthode de la balance et l'interférométrie laser. Puis, il a été tenté de modifier le contraste T1 des tissus par interaction spin-phonon due à l'application d'ultrasons à la fréquence de Larmor. Aucune modification n'a été obtenue, mais un courant acoustique a été observé. La visualisation de ce courant permet de calibrer les transducteurs et de retrouver certaines propriétés des liquides. La dernière partie était consacrée à la mise en place d'expériences de Polarisation Dynamique Nucléaire, basée sur le transfert de polarisation d'électrons non-appariés de radicaux libres vers les protons de l'eau. Un gain en signal RMN d'un facteur 30 a été obtenu sur des nitroxydes.

IRM FONCTIONNELLE CEREBRALE A 3 TESLA

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Book Synopsis IRM FONCTIONNELLE CEREBRALE A 3 TESLA by : Pierre-François Van de Moortele

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Développements méthodologiques en imagerie et en spectrométrie RMN à haut champ magnétique

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Book Synopsis Développements méthodologiques en imagerie et en spectrométrie RMN à haut champ magnétique by : Wafaa Zaaraoui

Download or read book Développements méthodologiques en imagerie et en spectrométrie RMN à haut champ magnétique written by Wafaa Zaaraoui and published by . This book was released on 2007 with total page 200 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse a été réalisée afin de proposer certains développements méthodologiques en RMN applicables à l'étude in vivo des cerveaux de l'homme et de la souris. Dans une première étude, l'imagerie par transfert d'aimantation et la spectrométrie localisée par RMN ont été implantées à 9,4 T. Ces techniques ont été employées pour analyser un modèle animal de démyélinisation et de remyélinisation. Les résultats de RMN ont été vérifiés par des examens histologiques. Le taux de transfert d'aimantation (MTR) s'est avéré être un marqueur sensible des variations du contenu de la myéline. Aucun marqueur métabolique traduisant ces phénomènes n'a encore été identifié. La seconde étude consistait à déterminer les temps de relaxation transversale T2 des métabolites du cerveau humain à 3 T. Une méthode à deux points optimisée pour la moindre erreur d'estimation pour un temps fixé d'expérience a été proposée. Cette méthode a été combinée à une séquence de spectrométrie RMN tridimensionnelle afin d'examiner en une heure, 320 voxels d'1 cm3 de résolution spatiale. Les T2 du NAA, de la créatine et de la choline ont été évalués dans différentes structures cérébrales. A notre connaissance, ces valeurs ont été obtenues pour la première fois à 3 T, avec cette couverture spatiale, cette résolution spatiale et cette précision. Ces résultats sont essentiels pour les quantifications absolues des métabolites.

Développements méthodologiques en IRM pour la mesure de perfusion cérébrale

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Book Synopsis Développements méthodologiques en IRM pour la mesure de perfusion cérébrale by : Nicolas Pannetier

Download or read book Développements méthodologiques en IRM pour la mesure de perfusion cérébrale written by Nicolas Pannetier and published by . This book was released on 2010 with total page 154 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail s'attache tout autant à améliorer les techniques d'acquisition qu'à préciser les modèles physiologiques qui permettent la caractérisation de la perfusion cérébrale en IRM. La fonction d'entrée artérielle (AIF), sur laquelle repose de nombreux modèles, a été mesurée par une technique d'imagerie optique au niveau de la carotide chez le rat. La reproductibilité et la répétabilité de l'AIF sont examinées et une fonction modèle est proposée. Nous comparons ensuite deux techniques de mesure de l'index de taille des vaisseaux (VSI) chez le rat porteur d'un gliome. La technique de référence, utilisant un agent de contraste (AC) de type USPIO, est confrontée à l'approche dynamique qui estime ce paramètre au passage d'un bolus de Gd. Cette dernière technique présente l'avantage d'être utilisée en clinique. Les résultats obtenus à 4,7T par ces deux approches sont semblables et l'utilisation du VSI dans les protocoles cliniques est fortement encouragée à haut champ. Les mécanismes en jeu (relaxivités R1 et R2*) sont alors étudiés via une approche en multi-échos de gradient. Une séquence spirale multi-échos est développée et une méthode qui permet la refocalisation entre chaque écho est présentée. Cette séquence est utilisée pour caractériser l'impact des effets R1 au passage de deux injections successives de Gd. Enfin, nous avons développé un outil de simulant le signal RMN sur une géométrie 2D tenant compte de la perméabilité de la BHE et de la diffusion de l'AC dans l'espace interstitiel. A TE court, l'effet de la diffusion sur le signal est négligeable. A contrario, les effets de la diffusion et la perméabilité semblent pouvoir être séparés à temps d'écho long. Enfin nous montrons que, lors de l'extravasation de l'AC, l'homogénéisation du champ magnétique local lié à la baisse de différence de susceptibilité magnétique à l'interface vasculaire est rapidement contre balancée par les perturbations induites par les interfaces cellulaires du compartiment extravasculaire.

Développements méthodologiques en IRM pour la mesure de perfusion cérébrale

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Book Synopsis Développements méthodologiques en IRM pour la mesure de perfusion cérébrale by : Nicolas Pannetier

Download or read book Développements méthodologiques en IRM pour la mesure de perfusion cérébrale written by Nicolas Pannetier and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail s'attache tout autant à améliorer les techniques d'acquisition qu'à préciser les modèles physiologiques qui permettent la caractérisation de la perfusion cérébrale en IRM. La fonction d'entrée artérielle (AIF), sur laquelle repose de nombreux modèles, a été mesurée par une technique d'imagerie optique au niveau de la carotide chez le rat. La reproductibilité et la répétabilité de l'AIF sont examinées et une fonction modèle est proposée. Nous comparons ensuite deux techniques de mesure de l'index de taille des vaisseaux (VSI) chez le rat porteur d'un gliome. La technique de référence, utilisant un agent de contraste (AC) de type USPIO, est confrontée à l'approche dynamique qui estime ce paramètre au passage d'un bolus de Gd. Cette dernière technique présente l'avantage d'être utilisée en clinique. Les résultats obtenus à 4,7T par ces deux approches sont semblables et l'utilisation du VSI dans les protocoles cliniques est fortement encouragée à haut champ. Les mécanismes en jeu (relaxivités R1 et R2*) sont alors étudiés via une approche en multi-échos de gradient. Une séquence spirale multi-échos est développée et une méthode qui permet la refocalisation entre chaque écho est présentée. Cette séquence est utilisée pour caractériser l'impact des effets R1 au passage de deux injections successives de Gd. Enfin, nous avons développé un outil de simulant le signal RMN sur une géométrie 2D tenant compte de la perméabilité de la BHE et de la diffusion de l'AC dans l'espace interstitiel. A TE court, l'effet de la diffusion sur le signal est négligeable. A contrario, les effets de la diffusion et la perméabilité semblent pouvoir être séparés à temps d'écho long. Enfin nous montrons que, lors de l'extravasation de l'AC, l'homogénéisation du champ magnétique local lié à la baisse de différence de susceptibilité magnétique à l'interface vasculaire est rapidement contre balancée par les perturbations induites par les interfaces cellulaires du compartiment extravasculaire.

DEVELOPPEMENTS METHODOLOGIQUES ET APPLICATIONS DE LA RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE A L'ETUDE IN VIVO DU METABOLISME NORMAL ET PATHOLOGIQUE CHEZ L'HOMME

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Book Synopsis DEVELOPPEMENTS METHODOLOGIQUES ET APPLICATIONS DE LA RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE A L'ETUDE IN VIVO DU METABOLISME NORMAL ET PATHOLOGIQUE CHEZ L'HOMME by : PHILIPPE.. JEHENSON

Download or read book DEVELOPPEMENTS METHODOLOGIQUES ET APPLICATIONS DE LA RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE A L'ETUDE IN VIVO DU METABOLISME NORMAL ET PATHOLOGIQUE CHEZ L'HOMME written by PHILIPPE.. JEHENSON and published by . This book was released on 1992 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CONTRAIREMENT AU CAS DE L'IRM, LES APPLICATIONS CLINIQUES DE LA SPECTROSCOPIE RMN SE HEURTENT ENCORE A BEAUCOUP DE DIFFICULTES: CETTE TECHNIQUE ET L'INTERPRETATION DES RESULTATS SONT COMPLEXES ET NECESSITENT DES CONNAISSANCES MULTIDISCIPLINAIRES. LA SPECTROSCOPIE RMN RESTE CEPENDANT L'UNE DES RARES METHODES D'ETUDE ATRAUMATIQUE DU METABOLISME. L'INTERET DES ETUDES CHEZ L'ANIMAL OU CHEZ L'HOMME PEUT ETRE PHYSIOLOGIQUE, PHYSIOPATHOLOGIQUE, DIAGNOSTIQUE, THERAPEUTIQUE OU PHARMACOLOGIQUE. CETTE THESE, PRINCIPALEMENT BASEE SUR DES PUBLICATIONS FAITES DE 1985 A 1991, ABORDE, D'UNE PART, LES PROBLEMES METHODOLOGIQUES (DEPUIS LA CONSTRUCTION DE L'AIMANT) ET, D'AUTRE PART, LES APPLICATIONS MEDICALES DEVELOPPEES AU SHFJ. LES DEVELOPPEMENTS TECHNOLOGIQUES ET METHODOLOGIQUES ONT SURTOUT CONCERNE LA LOCALISATION SPATIALE, AVEC LA MESURE ET LA CORRECTION DES COURANTS DE FOUCAULT INDUITS PAR LA COMMUTATION DE GRADIENTS, ET AVEC LA SUPPRESSION DE SIGNAUX DE SURFACE, PAR EXEMPLE D'ORIGINE MUSCULAIRE, DANS L'OBSERVATION D'UN ORGANE PROFOND, PAR EXEMPLE LE FOIE. CETTE SUPPRESSION EST OBTENUE PAR UN GRADIENT DE SURFACE DETRUISANT L'HOMOGENEITE DU CHAMP DANS LE TISSU SUPERFICIEL. DES AMELIORATIONS DU RAPPORT SIGNA/BRUIT (CAGE DE FARADAY, ETC.) ET UNE METHODE DE CORRECTION DE PHASE INDEPENDANTE DE L'OPERATEUR ONT ETE MISES AU POINT. LES ETUDES BIOMEDICALES PAR RMN AU SHFJ ONT DEBUTE MI 1984. ELLES ONT CONCERNE ENVIRON 500 PATIENTS ET 100 SUJETS NORMAUX. LES TRAVAUX ONT SURTOUT CONCERNE LE MUSCLE, MAIS AUSSI LE FOIE ET PARFOIS D'AUTRES ORGANES. LE BUT PRINCIPAL ETAIT LE DEVELOPPEMENT DE NOUVELLES METHODES DE DIAGNOSTIC ATRAUMATIQUE DE MALADIES MUSCULAIRES OU HEPATIQUES. LES ETUDES ONT COMMENCE PAR LA RMN DU #3#1P DANS DIFFERENTS TYPES DE MYOPATHIES (GLYCOGENOSES, MYOPATHIES MITOCHONDRIALES, MYOPATHIES CONGENITALES, HYPERTHERMIE MALIGNE, ETC.). ELLES ONT DEPUIS QUELQUES ANNEES ETE ASSOCIEES A DES ETUDES EN RMN DU #1#3C, QUI A PERMIS EN PARTICULIER LA DETERMINATION DE LA CONCENTRATION EN GLYCOGENE, MUSCULAIRE ET HEPATIQUE, TRES INTERESSANTE DANS LE DIAGNOSTIC DES MALADIES AFFECTANT LE METABOLISME DU GLYCOGENE (GLYCOGENOSES). UN CERTAIN NOMBRE DE BIOPSIES DEVRAIT RAPIDEMENT POUVOIR AINSI ETRE EVITE. LES EFFETS PHARMACOLOGIQUES DE DIFFERENTS BLOQUANTS DES RECEPTEURS BETA-ADRENERGIQUES SUR LE METABOLISME MUSCULAIRE A L'EFFORT ONT ETE ETUDIES. DES ETUDES PHYSIOPATHOLOGIQUES DE L'AUGMENTATION DE LA PERFUSION ET DU TEMPS DE RELAXATION T#2 MUSCULAIRES A L'EFFORT, QUI EXPLOITENT LA COMPLEMENTARITE DE LA SPECTROSCOPIE #3#1P, DE L'IRM ET DE LA TOMOGRAPHIE PAR EMISSION DE POSITONS (PET), SONT EN COURS. ELLES SEMBLENT MONTRER DE FORTES ALTERATIONS DE CES VARIATIONS DANS CERTAINES MYOPATHIES, CE QUI POURRAIT AVOIR DES INCIDENCES DIAGNOSTIQUES ET SURTOUT THERAPEUTIQUES

Développements de stratégies de quantification et de dispositifs expérimentaux pour l'IRM moléculaire de biomarqueurs endovasculaires et intratissulaires de pathologies cérébrales

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Book Synopsis Développements de stratégies de quantification et de dispositifs expérimentaux pour l'IRM moléculaire de biomarqueurs endovasculaires et intratissulaires de pathologies cérébrales by : Benjamin Marty

Download or read book Développements de stratégies de quantification et de dispositifs expérimentaux pour l'IRM moléculaire de biomarqueurs endovasculaires et intratissulaires de pathologies cérébrales written by Benjamin Marty and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Au cours de cette thèse, réalisée dans le cadre du projet Iseult/INUMAC, nous avons réalisé un travail de développements méthodologiques et technologiques, dans l'optique de permettre à l'IRM de devenir un outil quantitatif pour l'imagerie moléculaire de pathologies cérébrales sur des modèles rongeurs. Pour cela, nous avons développé une stratégie de quantification, utilisant des séquences de cartographie T1 et T2, pour acquérir des cartes de concentration en agents de contraste paramagnétiques et superparamagnétiques avec une excellente sensibilité, une résolution spatiale élevée, ainsi qu'une résolution temporelle compatible avec l'imagerie in vivo. La méthodologie générale que nous avons mise en place lors de ces travaux de thèse nous a permis d'aborder un certain nombre de problématiques propres à l'imagerie moléculaire de pathologies cérébrales par IRM. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l'imagerie d'un biomarqueur endovasculaire de l'angiogenèse tumorale sur un modèle de glioblastome cérébral induit chez des souris immuno-déprimées. Nous avons étudié la fixation d'une émulsion paramagnétique, fonctionnalisée par l'ajout de peptides RGD, sur l'intégrine alpha-nu-beta-3 surexprimée à la surface des cellules endothéliales de capillaires tumoraux. Nous nous sommes ensuite intéressés à la délivrance des agents de contraste aux tissus cérébraux. À l'aide d'un protocole optimisé d'ouverture de la barrière hématoencéphalique (BHE) par ultrasons focalisés sous IRM, nous avons étudié les caractéristiques de cette ouverture, ainsi que la dynamique de refermeture sur des modèles de rats et souris sains. Dans une autre étude, la mesure du coefficient de diffusion apparent d'agents de contraste dans les tissus cérébraux de rats sains nous a permis d'évaluer le temps nécessaire à ces agents de tailles différentes pour atteindre leurs cibles, une fois la BHE franchie. Ces caractéristiques représentent des informations capitales dans le cadre de la délivrance d'agents de contraste aux tissus cérébraux. Ils sont en effet susceptibles d'intéresser les industriels pharmaceutiques pour optimiser la conception d'agents diagnostiques et thérapeutiques dédiés aux pathologies cérébrales.

Quantification de nanoparticules à base d’oxyde de fer pour l’IRM moléculaire

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Book Synopsis Quantification de nanoparticules à base d’oxyde de fer pour l’IRM moléculaire by : Delphine Charpigny

Download or read book Quantification de nanoparticules à base d’oxyde de fer pour l’IRM moléculaire written by Delphine Charpigny and published by . This book was released on 2011 with total page 170 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: En Imagerie par Résonance Magnétique (IRM), il existe deux types d’agents de contraste : paramagnétiques, dits " positifs " et superparamagnétiques dits " négatifs " ou encore de " susceptibilité magnétique ". Les agents de contraste sont de plus en plus utilisés en IRM pour de nombreuses applications médicales (suivi cellulaire, marquage de l’inflammation, ciblage thérapeutique...). Ils sont devenus un outil précieux pour l’aide au diagnostic. Localiser et quantifier les agents de contraste est donc devenu un enjeu majeur de l’IRM dite moléculaire. Dans ce travail de thèse, nous nous intéressons aux agents de contraste superparamagnétiques de type USPIO (Ultrasmall SuperParamagnetic Iron Oxyde particles). Nous proposons une quantification basée sur l’estimation de la susceptibilité magnétique. Cette démarche repose sur la déconvolution de la carte de défaut de champ magnétique induit par ces agents de contraste à travers la modification locale de la susceptibilité magnétique. Nous définissons la méthode SYMDEF qui implante un modèle déconvolutif régularisé par un filtre de type CLS (Constrained Least Squares). Cette approche redéfinit ainsi la quantification de ce type d’agent de contraste dans un cadre de restauration d’images. Nous présentons une analyse de la méthode SYMDEF en fonction des différents paramètres qui la régissent ainsi qu’une étude sur l’impact de l’écart entre un défaut de champ idéal et le modèle de défaut intégré à la méthode SYMDEF. La méthode SYMDEF est évaluée sur des cartes de défaut de champ magnétique de synthèse. Ces cartes ont été obtenues : en calculant théoriquement le défaut de champ à partir de modèles anatomiques et pathologiques que nous avons conçus ; à partir de la simulation d’images IRM de ces modèles en calculant soit la carte de gradient de susceptibilité (SGM), soit la carte de différence de phase. La méthode SYMDEF a également été testée sur des images IRM réelles in vitro et in vivo d’agrégats d’USPIOs. Les résultats obtenus mettent en évidence la faisabilité d’une telle méthode de quantification, sa robustesse notamment face au bruit ainsi que la qualité de la quantification de la susceptibilité magnétique induite par les agents de contraste dès lors que l’information de défaut de champ est donnée avec une bonne résolution spatiale.