Optimisation du positionnement d’antennes de réception IRM pour l’imagerie du conduit vocal en parole et en déglutition

Mathieu Labrunie (1) , Laurent Lamalle (2) , Pierre Badin (1)

1 GIPSA-CRISSP - GIPSA - Cognitive Robotics, Interactive Systems, & Speech Processing
2 IRMaGe - IRMaGe

ObjectifsL'objectif du travail est de déterminer la position optimale d'antennes réceptrices IRM pour imager le conduit vocal humain dans le plan médiosagittal, pour l’étude de la parole et de la déglutition. Le travail vise en particulier à (1) obtenir un rapport signal à bruit suffisant dans le plan médiosagittal, depuis la glotte jusqu’au bas des cavités nasales (axe tête-pieds) et des lèvres à la paroi arrière du pharynx (axe antérieur-postérieur), (2) déterminer une distribution des éléments d’antenne favorable à une accélération parallèle de l’acquisition, en vue d’applications dynamiques, tout en tenant compte (3) de contraintes d'encombrement liées à la nécessité d'accès aux lèvres pour un microphone optique ou pour alimenter le sujet par un tuyau.Matériel et méthodes. Divers essais antérieurs nous ont montré les possibilités et limitations de sensibilité et d’ergonomie d’une antenne neuro-vasculaire 16 canaux pour ce type d’application. Une configuration plus favorable a été décrite récemment sur imageur Siemens à 3 T utilisant l’antenne Noras multi-fonctions CPC-8 et une antenne flexible Siemens Flex. L’antenne Noras combine 8 canaux en deux coques rigides symétriques pouvant être disposées avec beaucoup de liberté autour de la zone à imager. Nous cherchons à développer par imprimante 3D les supports mécaniques permettant de la maintenir ainsi qu’une paire d’antennes Flex-S ou Flex-M standard en une configuration optimale. Le grand nombre de degrés de liberté à explorer impliquerait de nombreux tests systématiques pour déterminer par la seule voie expérimentale la meilleure configuration. Nous avons choisi d’estimer au préalable la sensibilité typique de chaque élément d’antenne dans un volume 3D à l’aide d’un fantôme afin de modéliser sa couverture spatiale. La position des antennes est repérée à l’aide de marqueurs visibles en IRM attachés à celles-ci. Les articulateurs d’intérêt du conduit vocal sont représentés par des modèles 2D et 3D de surfaces maillées. Les modèles d’antennes sont déplacés en rototranslation 3D pour tester différentes configurations plausibles en tenant compte des contraintes (non-intersection entre antennes et organes, accès aux lèvres, limitation de l’alignement des antennes à la direction de B0). Les volumes de sensibilité liés à chaque antenne repositionnée sont interpolés et combinés sur le plan médiosagittal.Résultats. On obtient par la méthode décrite des cartes interpolées de sensibilité cumulée des antennes dans le plan médiosagittal d’intérêt.Discussion.Cette méthode en cours de raffinement permet d’optimiser le positionnement et la combinaison de plusieurs antennes par rapport aux contraintes liées à l’objet à imager et aux limites physiques de manière totalement virtuelle. Les configurations favorables obtenues devront être validées sur sujet mais cette méthode permet déjà un gain de temps appréciable d’exploration par rapport à de seuls essais sur une vraie machine.

Mots clés: optimisation; conduit vocal; IRM; antenne

Domaines: Sciences de l'information et de la communication

Mathieu Labrunie, Laurent Lamalle, Pierre Badin. Optimisation du positionnement d’antennes de réception IRM pour l’imagerie du conduit vocal en parole et en déglutition. SFRMBM 2015 - 2ème congrès de la Société Française de Résonance Magnétique en Biologie et Médecine, Mar 2015, Grenoble, France. pp.67. ⟨hal-01228918⟩