Note publique d'information : La recherche biomédicale par résonance magnétique nucléaire (RMN) s'est vue ouvrir
de nouvelles perspectives avec l'utilisation des gaz nobles hyperpolarisés (Hélium
et Xénon). Leur polarisation nucléaire peut être augmentée par la méthode de pompage
optique, qui été mise en œuvre pendant le travail de thèse. Le gain en polarisation,
pouvant aller jusqu'à cinq ordres de grandeurs, est directement répercuté sur le signal
de RMN. Un tel gain de signal promet une augmentation de sensibilité qui élargit considérablement
le champ des applications de l'imagerie et de la spectroscopie par RMN.Des études
de faisabilité pour des applications du Xénon hyperpolarisé sont en cours pour deux
domaines d'expériences. Le premier porte sur l'étude de certaines maladies neurodégénératives,
comme les maladies démyélinisantes. En effet, le Xénon est un gaz qui se concentre
dans les tissus riches en lipides tels que ceux du système nerveux central. Mais pour
conserver assez de signal, il faut que le transport jusqu'à l'organe cible préserve
autant que possible l'hyperpolarisation (distance courte et vectorisation du Xénon).
Une séquence de RMN à fort rapport signal à bruit a été mise en œuvre pour l'étude
du Xénon non hyperpolarisé dans les vecteurs biocompatibles pressentis : la séquence
Steady State Free Precession. Cette séquence permet d'obtenir les paramètres importants
de RMN avant l'utilisation du Xénon hyperpolarisé. On simplifie ainsi les protocoles
d'expériences. La deuxième voie de recherche prévue est l'imagerie du Xénon hyperpolarisé,
pour essayer de visualiser les déformations des mousses aqueuses en trois dimensions.
En effet, la structure de celles-ci permet d'élaborer des modèles expérimentaux des
matériaux granulaires.Les résultats obtenus faciliteront l'utilisation du Xénon hyperpolarisé
comme traceur des milieux biologiques et des systèmes physiques peu denses.
Note publique d'information : Hyperpolarized noble gases (helium and xenon) have shown new directions in nuclear
magnetic resonance (NMR) biomedical research. The nuclear polarization can be increased
by spin-exchange optical pumping, whose implementation was part of the thesis work.
The polarization gain, up to five orders, is directly seen on the NMR signal. This
lead to an increase of sensitivity therefore broadening the field of NMR imaging and
spectroscopy applications.Two hyperpolarized xenon applications feasability studies
are currently running. The first concerns the study of neurodegenerative deseases,
like demyelinisating pathology. One of the properties of the gaseous Xenon is to concentrate
on lipidic tissues, like those of the central nervous system. An efficient method
to deliver the gas while maintaining the high level of polarization is to use carrier
agents. The steady state free precession sequence have been implemented for non-hyperpolarized
xenon studies on bio-compatible carriers. The main NMR parameters can then be known
prior to hyperpolarized xenon experiments. Thus, time and hyperpolarized xenon are
saved. The second feasability study is on hyperpolarized xenon three dimensions imaging
on aqueous bubbles under constraints, because their structures allow experiemental
modeling of granular materials. Results will make easier the use of hyperpolarized
xenon as biological and diluted physical systems tracer.
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