Low field magnetic resonance imaging in rat in vivo

ObjectiveThis work aims at demonstrating the interest of low field magnetic resonance imaging (MRI) for in vivo imaging in rat.Material and methodsMRI is performed using an open resistive 0.1 T magnet with a homogeneous zone measuring 6 cm × 10 cm × 10 cm. Rats under isoflurane gaseous anesthesia are placed in a technical cell for small animal imaging. Radio frequency solenoidal coils are developed for each application. Gradient echo T1 and T2-weighted sequences are programmed to acquire 3D data in vivo in rats.ResultsAcquisition times are comprised between 1 min for scout sequences and 2 h 10 min to acquire volumes with in-plane pixel size ranging from 0.37 to 1 mm and a slice thickness between 0.37 mm and 1.88 mm. Information obtained from our acquisitions are comparable to those reported in the literature about five applications: 1: intracerebral glioma; 2: cerebral contrast enhancement using manganese; 3: description of knee joint anatomy; 4: cardiac dynamic acquisition synchronized on cardiac rhythm; 5: whole body (thorax and abdomen) acquisition.ConclusionRat MRI using an 0.1 T device allows to answer to the biological questions studied in this work at the expense of long acquisition times compared to high field MRI. Low field MRI offers economical and technical characteristics that could make it attractive to a non-specialized scientific community aiming at realizing daily MRI in vivo in rat.

RésuméObjectifDémontrer l’intérêt de l’imagerie par résonance magnétique (IRM) à bas champ pour l’imagerie in vivo du rat.Matériel et méthodesL’étude est réalisée à l’aide d’un aimant résistif ouvert à 0,1 T présentant un volume homogène de 6 cm × 10 cm × 10 cm. Les rats sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane sont mis en place dans une cellule technique pour l’imagerie. Des antennes solénoïdales radiofréquences sont développées pour chaque application. Des séquences d’écho de gradient pondérées T1 ou T2, adaptées à l’imagerie du rat, permettent de réaliser des acquisitions 3D.RésultatsDes volumes 3D ayant une taille de pixel dans le plan comprise entre 0,37 et 1 mm et une épaisseur de coupe allant de 0,37 à 1,88 mm sont acquis dans des temps d’acquisition d’une minute pour les séquences de positionnement à deux heures dix minutes. Les informations déduites des acquisitions sont comparables à celles rapportées dans la littérature pour les cinq problématiques abordées : 1 : étude d’un gliome intracérébral ; 2 : amélioration du contraste cérébral par administration de chlorure de manganèse ; 3 : description de l’anatomie normale de l’articulation du genou ; 4 : acquisition dynamique synchronisée au rythme cardiaque ; 5 : acquisition corps entier (thorax et abdomen).ConclusionL’IRM du rat à 0,1 T permet de répondre aux questions biologiques posées dans ce travail moyennant des temps d’acquisition longs par rapport à ceux obtenus avec des appareils à haut champ. L’IRM à bas champ présente des caractéristiques économiques et techniques propre à une diffusion dans une communauté scientifique non spécialiste afin de réaliser au quotidien de l’IRM in vivo du rat.