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Imagerie neuroradiologique

Publié le 14/02/2011, mis à jour le 14/02/2011 par SFR

Sandrine PINEAU, Hôpital La Timone - Marseille
Nadya PYATIGORSKAYA, CEA - Saclay

Introduction

Cette année l'imagerie neurologique a été le sujet de 27 séances scientifiques et de 46 cours thématiques. 248 posters scientifiques et éducatifs ont permis de présenter des nouveautés et de rappeler les diagnostics et techniques à connaître.
En dehors de la neuroradiologie pédiatrique, les deux grands sujets abordés ont été la pathologie tumorale cérébrale et la pathologie vasculaire. Sur le versant technologique, le DTI et les différentes techniques de perfusion ont raflé la palme. Si la spectroscopie a donné lieu à peu de communications, en revanche, la multimodalité reste le mot clé.

Imagerie de l’AVC : la récupération

Comment peut-on prédire l’évolution d’infarctus cérébral, pour mieux prendre en charge le patient : cette question était une des lignes directrices d’un grand nombre des présentations.
Reza Hakimelahi [1] a présenté une étude, démontrant qu'après une reperfusion intra-artérielle d’un accident vasculaire cérébral (AVC), le volume final de l’infarctus était corrélé à la récupération clinique surtout au niveau de l’hémisphère gauche. Au niveau de l’hémisphère droit, la récupération reste souvent bonne même avec une lésion plus volumineuse.
Dans la récupération d’un AVC la présence d’un bon réseau collatéral est essentielle. Greg Zaharchuk [2], montre la performance égale, comparativement à l’angiographie classique, de l’ASL (arterial spin labelling) étant une technique non invasive d’étude de flux. Il montre cette performance dans l’étude de la collatéralité dans la maladie MoyaMoya, et suggère l’utilisation de cette technique dans l’étude de la collatéralité dans les AVC ischémiques.
Les techniques de perfusion et de diffusion gardent leur place centrale dans la prédiction du risque de récidive et du saignement. A. Schwartz [3] nous montre que si le volume initial d’une lésion en diffusion est supérieur à 10 ml ou supérieur à 1 ml avec un rapport diffusion/perfusion > 5, ceux-ci sont des facteurs prédictifs de ces complications. Dans cette même idée, L. Souza [4] nous présente l'étude suggérant que le volume de tissus hypoperfusés à l'admission est une valeur prédictive de transformation hémorragique, tout autant que l'atteinte en diffusion, et pourra rentrer en compte dans la décision de thrombolyse.
Malgré sa place importante, la technique de perfusion pose des problèmes d’interprétation de débit sanguin cérébral (CBF) dans le cas d’une sténose significative de la carotide, avec l’impossibilité d’évaluer la fonction d’entrée artérielle. J. Cain [5] propose une méthode de normalisation de rCBF permettant de contourner ce problème.
Les processus inflammatoires, notamment liés à myéloperoxydase (MPO) sont d’un intérêt tout particulier dans l’AVC, car peuvent être cibles d’un traitement. R. Forghani [6] présente une étude sur les souris où l’effet de traitement antiMPO a été suivi grâce à un produit de contraste ciblé, MPO-Gadolinium. La diminution de sa fixation chez les souris traitées a été corrélée à une diminution de volume final de l’infarctus.
L’alternative de l’IRM, le scanner de perfusion et l’angioscanner, sont des techniques en grande expansion grâce à leur accessibilité, facilité et rapidité. E. Smit [7] propose de reconstruire l’angioscanner directement à partir de la perfusion, grâce à un filtrage gaussien suivi d’une reconstruction en intensité de projection maximale temporelle (tMIP). Ceci permet de diminuer le temps d’examen et l’irradiation tout en obtenant des images de meilleure qualité. Le scanner de perfusion est devenu aussi indispensable dans l'évaluation de vasospasme, secondaire à une hémorragie méningée. Mais dans la pratique clinique, des critères précis sont indispensables. P. Sanelli [8] propose un seuil de 35mL/100g/min pour diagnostiquer le vasospasme.
A Kemmlin [9] présente des données analogues pour l’infarctus aigu avec des seuils de perfusion corticale, sous-corticale de la substance grise profonde, à l’usage des praticiens.

La démence : fatalité ou un véritable enjeu radiologique de diagnostic précoce

La maladie d'Alzheimer, étant au cœur de la recherche neuroradiologique depuis plusieurs années, a fait l’objet d’un grand nombre de communications scientifiques ainsi que d'un nouveau concept des sessions thématiques, présentés cette année au RSNA dans la rubrique « controverses », permettant d’avoir un débat scientifique autour d’une question d’actualité.
Un des objectifs principaux de la neuro-imagerie dans la MA est de diagnostiquer la maladie avant les premiers signes cliniques.
Les atteintes de la substance blanche ont été mises en cause, comme facteur de risque et d’évolutivité de MA. L Wang [10] nous propose une évaluation avec le tenseur de diffusion (DTI), permettant une meilleure discrimination, par rapport à une séquence FLAIR simple, des patients atteints de MA.
La diminution du volume temporo-pariétal peut être un des marqueurs d’évolution vers la MA. G Chiang [11] nous propose la volumétrie pour la détection précoce de cette réduction volumique.
Le polymorphisme en ApoE étant un autre facteur de risque de MA, est corrélé à la baisse de la fraction d’anisotropie sur la séquence DTI. Cette baisse au niveau du corps calleux et gyrus para-hippocampal est associée au risque de développement de MA. [12] Un autre biomarqueur de la sévérité de MA, présenté par Y Qin [13], est l'accumulation de fer dans l’hippocampe et dans le cortex pariétal, mesurée par la relaxivité R2*.
L’imagerie hybride a un rôle fondamental dans les investigations sur MA. TEP-scanner après injection de Pittsburgh Compound B, (tracer amyloïde spécifique) couplée à une volumétrie en IRM permettent de mettre en évidence une corrélation entre l’accumulation amyloïde et la diminution du volume hippocampique [14]. Ceci peut être un outil supplémentaire de dépistage des personnes à risque de MA.
L’hydrocéphalie à pression normale est une pathologie à part dans le groupe des démences, car dans le cas d’un diagnostic approprié le traitement permet d’améliorer significativement les patients. Reiss-Zimmermann [15] étudie par la tractographie le retentissement de dérivation du LCR sur la substance blanche met en évidence que la diminution précoce de compression des fibres notamment au niveau de la substance blanche périventriculaire frontale et temporale ainsi qu’au niveau du corps calleux sont des facteurs prédictifs de succès thérapeutique.

IRM fonctionnelle (IRMf) et DTI : deux techniques complémentaires à la découverte de connectivité cérébrale

DTI est une méthode qui complète et parfois remplace l’IRMf dans la compréhension des processus pathologiques cérébraux, notamment dans la psychopathologie.
Dans le syndrome d’Asperger, l’IRM fonctionnelle (IRMf) de repos et le tenseur de diffusion (DTI) sont complémentaires dans l’exploration des réseaux surexprimés (l’attention) et sous-exprimés (tel que le réseau autoréférentiel ou par défaut). La conjonction de ces méthodes, selon S. Mueller [16], peut améliorer la compréhension de cette atteinte. Il en est de même dans l’étude des atteintes chez des patients schizophrènes pendant ou après des épisodes psychiques aigus, avec une mise en évidence des altérations significatives non seulement au niveau des réseaux cérébraux par défaut ou attentionnels mais aussi visuels et moteurs [17].
Chez les malades atteints de troubles obsessionnels compulsifs la mesure de la Fraction d’Anisotropie (FA) permet de mettre en évidence une augmentation de FA, au niveau fronto-striatal sur la séquence DTI. Cette augmentation n’est pas corrélée directement à la sévérité clinique, selon F. Li [18] et peut être un critère indépendant de diagnostic.
L’IRMf reste toutefois une technique bien approuvée, reproductible et très utile. A la suite d'une démonstration de la reproductibilité des études de localisation des zones de langage [19] ainsi que leur latéralisation [20] grâce à l’IRMf de la connexion fonctionnelle, basée sur les fluctuations spontanées du signal en BOLD, E. Pravata [21] présente une étude de réorganisation fonctionnelle de ces zones dans les cas d’épilepsie pharmaco-résistante, surtout au niveau de l’hémisphère gauche. Cette nouvelle approche permettra d’orienter le bilan préopératoire, pas seulement vers les zones anatomiques précises mais vers un réseau de connexions complexes.


Et quoi de neuf en pathologie inflammatoire ?

Les nouveautés autour de la sclérose en plaque ont encore fait l’objet de séance scientifique.
A. Srinivasan [22] présente une étude permettant de corréler la sévérité de l’atteinte dans la forme secondaire progressive de SEP à la baisse de la Fraction d’Anisotropie (FA) sur la tractographie. Cette baisse est d‘autant plus importante qu’il y a des lésions prenant le contraste. On peut extraire de DTI d’autres informations que juste la Fraction d’Anisotropie (FA) et le coefficient de diffusion (ADC). D. Shibata [23] nous propose d’étudier la diffusivité radiale et axiale grâce aux histogrammes. Il montre une corrélation entre l’augmentation de la diffusivité radiale et la sévérité clinique plus forte qu’avec FA et ADC.
Le concept d’implication de l’insuffisance veineuse cérébrospinale dans la physiopathologie de SEP a suscité de nombreux débats depuis la sortie de l’article de Zamboni et al. (J Neurol Neurosurg Psych 2009). Pour pouvoir mieux explorer cette relation, G. Zaharchuk [24] compare les résultats de l’IRM et phlébographie dans l’étude des sténoses jugulaires et de la collatéralité. La corrélation est bonne au niveau de la collatéralité avec toutefois quelques surestimations des sténoses proximales.
J. Luo [25] présente une nouvelle séquence GEPCI (Gradient Echo Plural Contrast Imaging) basée sur le contraste en T2* et T1 avec des calculs des cartes de R2*=1/T2*. Cette technique permet d’établir une cartographie lésionnelle pour le suivi des patients.


Neuroradiologie pédiatrique

Pour l’évaluation de la souffrance périnatale, les études multimodales privilégient l’utilisation de l’arterial spin labelling ((ASL) marquage des spins artériels) et du DTI, la spectroscopie restant d’un grand intérêt dans cette indication. A noter que TY Jeon and al ont démontré que les anomalies de signal isolées de la substance blanche ne sont pas prédictives de la gravité des troubles neurologiques évalués à 2 ans.
La spectro-MR a fait l’objet d’une communication sur l’étude du système GABAergique/Glutaminergique chez les patients autistes avec des différences significatives dans le gyrus cingulaire comparativement au sujet sain (M Harada and al).

Pathologie tumorale cérébrale

♦ Techniques
La perfusion cérébrale a fait l’objet de très nombreuses communications tant sur les différentes techniques que sur leur intérêt.
En TDM, l’accent a été mis sur la nécessité de réduire les doses d’irradiation tant en augmentant l’épaisseur de coupes qu’en diminuant les Kev à 80 et les Mas à 100 et qu’en espaçant les temps d’acquisition entre les coupes. Augmenter le volume d’exploration est aussi possible en utilisant des techniques de déplacement de table (toggle table).
La perfusion en susceptibilité dynamique continue de démontrer son intérêt avec des paramètres étudiés en ratio de volume sanguin cérébral ((CBV) cerebral blood volume) et en hauteur de pic max.
La perfusion en contraste dynamique T1 permet d’aborder deux grandes valeurs à la mode dans la pathologie tumorale : le Ktrans (qui évalue la perméabilité capillaire) et le Ve (Volume extracellulaire).
L’Arterial Spin Labelling (ASL) ne permettant d’étudier que les cartographies en débit sanguin (CBF) est peu utilisé dans l’exploration de la pathologie tumorale à la différence de la pathologie vasculaire.

♦ Grading tumoral et multi modalité
De très nombreuses communications ont été faites sur ce sujet faisant ressortir l’intérêt majeur de la perfusion et des séquences de diffusion couplée à la spectroMR :
- J Guzmán-De-Villoria identifie comme critères significativement discriminants la présence de lipides, le rCBV, le rADC, les rapports NAA/Cr en écho court, CHO/CR, et NAA/H2O sur écho long mais l’importance du rehaussement, la présence d’une nécrose et un ADC bas sont les meilleurs critères.
- SJ Kim démontre que la précision de grading accrue en multimodal avec rCBV, les rapports Cho/Cr, Cho/Naa et grading visuel
- HS Choi retient comme critères discriminants des tumeurs de haut grade un Ktrans élevé, un Ve élevé et un ADC bas.
- JP Chu s’intéresse à la perfusion en rehaussement T1 dynamique et démontre l’intérêt du Ktrans (perméabilité capillaire) qui est inversement corrélé à l’ADC pour le grading des tumeurs.
- En cas d’ADC similaire, la perfusion peut différencier un lymphome primitif d’un glioblastome (rCBV à 3,32 +- 1,4 lymphome, 8,11 +- 2,85 pour GB).
En revanche, l’étude des modifications de la Fraction d’Anisotropie (FA) démontre que ce facteur n’est pas discriminant pour différencier l’œdème de l’infiltration péritumorale.

♦ Mapping tumoral en multi modalité
Pour minimiser les complications neurologiques et aider à choisir entre chirurgie éveillée et chirurgie sous anesthésie générale, deux techniques sont recommandées : IRMf et DTI.
Elles apparaissent complémentaires même si combinées elles restent encore insuffisamment corrélées au testing peropératoire, en raison de leurs limites respectives :
- L’IRMF est dépendante des performances cognitives du patient. Elle est basée sur la théorie du couplage neurovasculaire qui est modifiée par la lésion elle-même ainsi que par les traitements comme la radiothérapie.
- Le DTI est limitée par les modifications et les distorsions en fraction d’anisotropie en périphérie de la tumeur ainsi que les modifications de FA par les traitements.
Toutefois la neuronavigation combinée à l’IRMf permet de réduire la marge habituelle de résection entre tumeur et structures éloquentes en dessous des 15 mm classiquement recommandée sans augmenter le risque de déficit neurologique permettant ainsi un traitement chirurgical plus complet.

♦ Modifications post-thérapeutiques
Avec les nouvelles thérapeutiques deux types de problématiques font la une des communications :
- la distinction entre pseudo-progression (20 % des patients) et progression précoce sous radiothérapie associée ou non avec le Témodal (temozolomide). Dans cette indication, la perfusion en susceptibilité montre un rCBV (2,75 versus 1,5) plus élevé, une hauteur de pic relatif et une perméabilité significativement plus élevée dans les progressions précoces que dans les pseudo-progressions (A Shah and al, O Rapalino and al). L’ASL démontre une capacité discriminante aussi efficace (E J Kim and al).
- la détection des progressions tumorales non rehaussées sous chimiothérapie anti-angiogénique de type Avastin (bevacizumab) avec l’intérêt de la diffusion permettant de mettre en évidence la progression sous la forme d’un syndrome de masse infiltratif avec restriction de la diffusion sans prise de contraste (R Barajas MD and al).

Rachis et moelle

La majorité des communications ont été faites sur le rachis dégénératif. Dans les points remarquables :
- Intérêt de la séquence IDEAL (imagerie permettant de quantifier respectivement la teneur en eau et en graisse).
- intérêt du DTI dans l’évaluation de la myélomalacie cervicarthrosique
- une importante revue de la littérature sur les techniques mini-invasives rachidiennes versus chirurgie qui retiennent un discret avantage de la chirurgie sur infiltration pour lomboradiculalgie sur hernie mais non significatif, un net avantage de la chirurgie/infiltration pour sténose canalaire à 4 ans. A noter qu’il n’y a pas eu de communications sur les complications des infiltrations à l’heure où certaines assurances françaises refusent désormais d’assurer ces actes radiologiques.
- intérêt de l’infiltration scanner guidée avec injection intradiscale et périganglionnaire d’ozone-oxygène combinée à une infiltration périganglionnaire de corticoïdes et d’anesthésique avec résultats positifs sur la symptomatologie et sur le volume de la hernie discale permettant le traitement à la fois de la cause mécanique et de la composante inflammatoire (T Lehnert).

Conclusion

Au final l’accent de ces sessions a été mis sur la place de la neuroradiologie dans la détection précoce ainsi que dans le suivi d’évolution de la neuropathologie. Ceci pour mieux comprendre l’histoire naturelle, mais surtout pour pouvoir agir sur les atteintes qui ont été considérées comme une fatalité il y a quelques années.

Références

[1] R Hakimelahi et al, Relationship between Infarct Volume and Outcome in Ischemic Stroke is Dependent on the Involved Hemisphere, RSNA 2010, SSA17-03
[2] G. Zaharchuk et al, Identifying Collateral Flow Using Arterial Spin Labeling MR Imaging in Moyamoya Disease, RSNA 2010, SSA17-04
[3] A. Schwartz et al, MR Imaging Parameters Identify Patients at High-Risk of Stroke Recurrence: Results from the MR Imaging Sub study of the EARLY Trial, RSNA 2010, SSA17-05
[4] L. Souza et al, Volume of Hypoperfused Cerebral Tissue on Admission CTP Can Predict Risk of Hemorrhagic Transformation (HT) in Acute Stroke Patients with Comparable Accuracy to DWI, RSNA 2010, SSC12-06
[5] J. Cain et al, Watershed Areas in Patients with Occlusive Carotid Artery Disease: Demonstration Using Scaled Dynamic Susceptibility Contrast-enhanced MR (DSCE-MRI), RSNA 2010, SSA17-09
[6] R. Forghani et al, Myeloperoxidase as an Imaging Biomarker and Therapeutic Target in the Murine Stroke Model, RSNA 2010, SSC12-04
[7] E. Smit et al, Reconstruction of High Quality CT Angiography from Noisy Cerebral CT Perfusion, RSNA 2010, SSC11-03
[8] P. Sanelli et al. Diagnostic Accuracy of CT Perfusion for Vasospasm in Aneurysmal Subarachnoid Hemorrhage: A Prospective Study, RSNA 2010, SSC12-02
[9] A. Kemmling Standardization of Dynamic Whole-Brain Perfusion CT: A Comprehensive Database of Regional Perfusion Parameters, RSNA 2010, SSC12-08
10] L. Wang White Matter Hyperintensities and Changes in White Matter Integrity in Patients with Alzheimer’s Disease, RSNA 2010, SSQ13-03
[11] G. Chiang et al, MR Temporoparietal Volumetry Predicts Elderly Normals at Risk for Future Memory Decline: An ADNI Study of 191 Individuals, RSNA 2010, SSQ13-04
[12] G. Chiang et al, Diffusion Tensor Imaging Detects Evidence for Genetic Resistance against Alzheimer’s Disease among Normal Elderly ApoE2 Carriers: Preliminary Results, RSNA 2010, SSQ13-05
[13] Y. Qin et al, Quantitative MR Relaxation Rate R2′ to Investigate Increased Brain Iron Deposition in Patients with Alzheimer ’s disease. RSNA 2010, SSQ13-09
[14] M. Larvie et al, Correlation of Brain Substructure Volumes Determined by MRI with Amyloid Accumulation in Non-adjacent Brain Regions as Assessed by PET Imaging with Pittsburgh Compound B, RSNA 2010, SSQ13-07
[15] Reiss-Zimmermann et al. Changes of Fractional Anisotropy and CSF Flow in Patients with Normal Pressure Hydrocephalus after Lumbar CSF Drainage, RSNA 2010, SSJ19-06
[16] S Mueller et al, Aberrant Functional and Structural Brain Connectivity in Autism: Evidence from Resting State fMRI in Combination with DTI in Asperger’s Syndrome, RSNA 2010, SST11-01
[17] S. Mueller et al. Aberrant Functional Connectivity in Schizophrenic Patients during Acute and Post Psychotic Episodes: Evidence from Resting State fMRI in Combination with DTI, RSNA 2010, SSM16-01
[18] F. Li et al., Increased Fractional Anisotropy of White Matter in Obsessive-Compulsive Disorder Revealed by Diffusion Tensor Imaging. RSNA 2010, SST11-09
[19] S. Partovi et al., Intra- and Intersession Reproducibility of Language fMRI: A Clinical Standard Protocol, RSNA 2010, SSM16-05
[20] S Partovi et al., RSNA 2010, SSM16-06
[21] E. Pravata et al. Functional Connectivity-MRI of Language Network in Patients with Drug-resistant Epilepsy, RSNA 2010, SST11-06
[22] A. Srinivasan et al. Diffusion Tensor Imaging of the Corpus Callosum in Multiple Sclerosis Patients: Differences between Enhancing and Nonenhancing Cohorts, RSNA 2010, SSK11-06
[23] D. Shibata et al. Diffusion Tensor Radial Diffusivity Histogram Parameters Correlate with Severity in Multiple Sclerosis, RSNA 2010, SSK11-04
[24] G. Zaharchuk et al. Comparison of Magnetic Resonance Imaging and Contrast Venography in the Evaluation of Chronic Cerebrospinal Venous Insufficiency in Multiple Sclerosis Patients, RSNA 2010, SSK11-05
[25] J. Luo et al. Quantitative Monitoring of the Multiple Sclerosis Progression Using Gradient Echo Plural Contrast Imaging Technique, RSNA 2010, SSK11-09