Imagerie en psychiatrie.

Imagerie en Psychiatrie
Fondation bon sauveur d’Alby
Journée scientifique du 15/10/2013
Pr Pierre Payoux, Médecine Nucléaire, Inserm U 825
C’est quoi la Psychiatrie ?
? Avant JC : psyche (ψυχή) : âme ou esprit, iatros qui signifie médecin
(médecine de l'âme ?).
1808 : Johann Christian Reil : psychiatrie = 3 approches liées entre elles.
- le modèle biologique : dérèglements organiques, biologiques,
notamment au niveau du fonctionnement cérébral,
- le modèle psychologique dans lequel on s'intéresse au
psychisme de l'individu et qu'on traite par les psychothérapies ;
-le modèle social qui s'intéresse à l'interaction du patient avec
son milieu, ainsi qu'au niveau collectif et social des troubles qu'il
présente.
20ème siècle : Avènement de la pharmacopée et de la psychanalyse
C’est quoi l’imagerie ?
Morphologique
Fonctionnelle
D’après Malhi et al. Acta Psychiatrica Scandinavica
Morphologique

Indispensable au diagnostic de MA quelque soit le stade de la maladie

l’IRM encéphalique doit être réalisée de manière systématique en dehors de
toute contre-indication, a défaut une TDM

2 objectifs:



Objectif principal = démarche diagnostique par exclusion

Ne pas méconnaître l’existence de lésions cérébro-vasculaires

Autres causes de démence
Deuxième objectif = démarche positive

Evaluer plus précisément les structures temporales internes (notamment les formations
hippocampiques) → atrophie

Arguments positifs supplémentaires en faveur du diagnostic de MA
Séquences recommandées:

Des séquences T1 avec coupes perpendiculaires au grand axe de l’hippocampe

Des séquences en coupe axiale et/ou coronale T2 et/ou FLAIR pour évaluer les
lésions de la substance blanche et les lésions cérébro-vasculaires, et des séquences en
coupe axiale T2* pour évaluer les micro-saignements (microbleeds) présents dans la
démence vasculaire
Scheltens, P. H. (2001). "Structural neuroimaging of Alzheimer's disease and other dementias." Aging (Milano) 13(3): 203
Diagnostic différentiel
Astrocytome diffus de bas
grade frontal gauche (grade II)
IRM en séquences sagittale T1, axiale FLAIR, axiales T1 sans et après injection de
gadolinium. A. Sagittal T1. B. Axial FLAIR. C. Axial T1 sans injection. D. Axial T1 après
injection.
Maladie d’Alzheimer
MCI
Démence
Imagerie structurale
D
A = Taille de l’hippocampe
C = Largeur de la fissure choroïdienne +++
D = Taille de corne temporale
Score
0
Largeur
de
choroïdienne
Normal
1
la
fissure Taille de la corne temporale
Taille de l’hippocampe
Normal
Normal
↑
Normal
Normal
2
↑↑
↑
↓↓
3
↑↑↑
↑↑
↓↓
4
↑↑↑
↑↑↑
↓↓↓
Exemple : Schizophrénie : réduction de l’épaisseur corticale.
Fig. 2 Results of conjunctional VBM analysis of T contrasts I and II (HC<ce:hsp sp="0.12"/> ><ce:hsp sp="0.12"/> FES and
HC<ce:hsp sp="0.12"/> ><ce:hsp sp="0.12"/> REZ) showing GMD reductions occurring in both SZ groups versus HC. Statistical
par...
Meisenzah et al . Schizophrenia Research Volume 104, Issues 1–3 2008 44 - 60
Morphologique : des limites
Imagerie Morphologique
corps « Plastiné »
C’est quoi l’imagerie fonctionnelle?
Techniques permettant de décrire et (parfois) de comprendre
le fonctionnement du cerveau
Deux techniques principales :
DSCr
- L’IRM fonctionnelle ou IRMf
- La Tomographie par émission de positons ou TEP
Un principe fondamental :
1
Il existe un couplage entre l'activité neuronale et le Débit
Sanguin Cérébral Régional (DSCr).
7
10
Stimulus
temps (s)
L’IRMf
Principe : l’effet Bold.
(Blood Oxygen Level Dependant )
•Les globules rouges oxygénés = oxyhémoglobine
•les globules rouges désoxygénés = désoxyhémoglobine
(paramagnétique visible en IRM).
La TEP

Principes :




Injection de H215O
Enregistrement de la radioactivité cérébrale
Mesure du débit sanguin cérébral
Le neurone qui fonctionne nécessite de l’oxygène donc une
augmentation du DSCr .
IRMf vs TEP
IRMf
TEP
Irradiation
0
++
Résolution spatiale et temporelle
+++
+
Mesure du DSCr
relative
absolue
Disponibilité
++
-
Couts
+
+++
Confort patient
0
+++
Confort manipulateur
+
+++
Principe d’un protocole d’activation
Acquisition pour chaque sujet de deux phases de 6 images combinant des mesures
au repos (pointillés) et au cours d'un mouvement (traits pleins) consistant en la
manipulation d’un joystick de la main droite ON sous hypnose, OFF sans hypnose
Traitement des données :
Statistical Parametric Mapping ou
SPM (Friston et al, 1994)
•Réalignement des images pour un même sujet.
•Normalisation spatiale dans un espace commun.
•Lissage pour tenir compte des variabilités individuelles.
•Comparaison des images entre elles par ANCOVA.
•Carte statistique
G
D
H215O brute
H215O normalisée
H215O lissée
Traitement des données : SPM
Choix du seuil statistique :
Activation motrice chez des sujets sains effectuant un mouvement de la main droite
G
FWE
Family Wise Error
D
G
P<0.01 et k>50
D
Témoins OFF
MPI ON
MPI OFF
Exemple : Rendu des résultats
p<0,01 non corrigé et k>100
D’après Pitman et al.
Pour qu’un « réseau » cérébral s’active » il faut :
Un neurone viable :
Traceur de perfusion cérébral (SPECT HMPAO)
Traceur du métabolisme cérébral (TEP FDG)
Un (ou des) neurotransmetteurs
Perfusion
Métabolisme Dopamine
Amylose
HMPAO
ECD
FDG
FP-CIT
3
candidats
Isotope
99mTc
99mTc
18F
123I
18F
Irradiation
3 mSv
3mSv
5 mSv
5 mSv
5 mSv
1er passage
80%
57%
Sur 20 mn
-
-
Fixation cérébrale
5%
6%
10-15 %
7%
variable
Activité circulante
10-15%
2%
faible
5%
variable
Elimination
Foie
Urinaire
Urinaire
Urinaire
Variable
Durée
30-45 mn
30-45 mn
15 mn
30-45 mn
10-20 mn
Cout (produit)
150 €
150 €
350 €
740 €
1250 € ?
France 2013
2013 ?
Alzheimer

Corrélation anatomo-clinique


mémoire épisodique
Syndrome aphaso-apraxo-agnosique
Lésions entorhinales et hippocampiques
Cortex associatif frontal
Ensemble du néocortex associatif
Femme de 82 ans désorientation temporo spatiale
DCL: hypoperfusion postérieure
25
Les atrophies lobaires

Démence fronto-temporale.




Aphasie progressive



anomie, désintégration phonétique
Conservation de l ’autonomie ( pas de trouble mnésique)
Apraxie progressive


Trouble du comportement ( inertie,désinhibition)
Modification de l ’affectivité
Réduction progressive du discours
trouble isolé dans la réalisation des gestes fonctionnels, symboliques ou
d ’imitation
Atrophie corticale postérieure

troubles d ’identification visuelle ou de la localisation spatiale (Balint)
Les atrophies lobaires
Femme de 76 ans, trouble du comportement, boulimie.
TDM et IRM sans particularité.
Les outils
Neurotransmission
dopaminergique
La synapse dopaminergique
Neurone
Cellule gliale
Tyrosine
L tyrosine-hydroxylase
MAO-B
Dopa
métabolites
COMT
Dopa-decarboxylase
Dopamine
Récepteur D2
DA
DA
Transporteurs
DA
Dopamine
Récepteur D1
Récepteur D2
COMT
Un seul radiopharmaceutique :
FP-CIT, DaTSCAN*
l
Indications
– Détection d'une perte de terminaisons neuronales
dopaminergiques fonctionnelles dans le striatum de patients
présentant un syndrome parkinsonien cliniquement douteux, afin
d'aider au diagnostic différentiel entre tremblement essentiel et
syndromes parkinsoniens.
– DaTSCAN* ne permet pas la différenciation entre maladie de
Parkinson, atrophie multisystématisée et paralysie supranucléaire
progressive.
– Aider au diagnostic différentiel entre une démence à corps de
Lewy probable et la maladie d'Alzheimer.
– DaTSCAN ne permet pas la différentiation entre démence à corps
de Lewy et démence parkinsonienne.
Cortex
Noyaux caudés
Putamen
Aspect IRMP
AspectNFP-CIT
Image normale
N
"2 aires symétriques en forme de croissant d'égale intensité"
Image anormale
P
"soit asymétrique soit d'aspect symétrique mais d'intensité inégale"
Maladie de Parkinson Idiopathique
Neurone
Cellule gliale
Tyrosine
L tyrosine-hydroxylase
MAO-B
Dopa
métabolites
COMT
Dopa-decarboxylase
Dopamine
Récepteur D2
DA
Transporteurs
Dopamine
Récepteur D1
Récepteur D2
COMT
 Sensibilité
P
Neuroleptiques
Neurone
Cellule gliale
Tyrosine
L tyrosine-hydroxylase
MAO-B
Dopa
métabolites
COMT
Dopa-decarboxylase
Dopamine
Récepteur D2
DA
DA
Transporteurs
DA
Dopamine
Neuroleptique
COMT
Démence à corps de Lewy (DCL)
Syndrome extrapyramidal au premier plan
Fluctuations cognitives et hallucinations
visuelles
Park
DCL
Parfois, troubles
corticaux
MA
DCL représente 15 à
25% des cas de MA
cliniques (McKeith et al, Br J
Psychiatry, 1995)
Maladie d’Alzheimer, Démence à Corps de Lewy, Parkinson
Walker et al. JNNP, 2002.
1 . Eléments essentiels :
2 . Eléments centraux :
- Si 2 elts : probable.
- Si 1 elt : possible.
3. Eléments suggestifs :
- Associés avec 2. : probable
- Isolés : possible
4. Elements compatibles :
5. Eléments de moindre probabilité
6. Séquences temporelles
McKeith et al. Neurology, décembre 2005
Et avec une loupe :
Lancet Neurol, august 2007
La TEP au FDG !
 Meilleure résolution que
la SPECT
 Se diffuse grace à
l'oncologie
L’imagerie moléculaire des démences
 Marqueurs d’activité synaptique:
Le FDG (!)
 Corrélation avec l’histologie dans les démences dégénératives:
• Alzheimer: PL McGeer et al. Neurology, 1986
• Démence fronto-temporale: H Kamo et al. Neurology, 1987
• Maladie de Jakob-Creutzfeldt : S. Goldman et al. Neurology, 1993
 Corrélation avec l’évaluation neuropsychologique
 Valeur prédictive d’évolution vers la démence
Méta analyses 1990-2000 : Sensibilité 86% Spécificité 86 %
Gill SS et al. The value of positron emission tomography in the clinical evaluation of demen
J Am Geriatr Soc. 2003.
Patwardhan MB et al . Alzheimer disease: operating characteristics of PET—a meta-analy
Radiology 2004
TEP - FDG
IRM - Flair
Qu’est ce que la neurologie nucléaire
apporte au diagnostic clinique ?
44 sujets
Evaluation Clinique +
PET FDG initiale
Evaluation Clinique à 4 ans
Anatomopathologie
Jagust et al, Neurology 2007.
Evaluation clinique initiale.
TEP - FDG
Age
EI
EF
Ana
pat
h
N
87
N
N
N
DTA
71
DT
A
DT
A
DT
A
62
DF
T
DF
T
DF
T
N
DT
A
DT
A
DFT
DTA
54
Résultats
0,84
0,9
0,8
0,88
0,81
0,76
0,74
0,7
0,58
0,6
0,78 0,8
0,76
0,7
0,63
0,65
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
Sensibilité
Spécificité
EI
FDG
VPP
EFVPN
Conclusion : la TEP FDG (Bohnen JNM
2012)



Utile pour Diagnostic précoce et diagnostic différentiel de
MA notamment avec des troubles modérées.
Prise en charge plus précoce, meilleure planification des
soins à venir, moins de souffrance et d’incertitude pour la
famille
Possibilités de distinguer MA et DFT-DCL, remboursé aux
U.S.A. pour MA Vs DFT
Le diagnostic de certitude :
Plaques amyloïdes
Dégénérescence
neurofibrillaire
Klunk et al. Annal Neurol, 2004.
Dynamique des dépôts amyloïdes
MA sporadique
MA génétique
Victor L Villemagne et al, for the Australian Imaging Biomarkers and Lifestyle (AIBL) Research Group. Amyloid β deposition,
neurodegeneration, and cognitive decline in sporadic Alzheimer’s disease: a prospective cohort study. Lancet Neurology
2013.
Randall J. Bateman et al. Clinical and Biomarker Changes in Dominantly Inherited Alzheimer's Disease. N Engl J Med
2012; 367:795-804 2012.
Vers une Médecine Personnalisée :
Perspectives thérapeutiques :
ex Solanezumab
Etudes Expédition 1, Expédition 2
2009-2012 : Test efficacité du
solanezumab versus placebo pendant
18 mois chez plus de 2000 patients
(55à 94 ans, MMS 16-28)
Hossein Samadi & David Sultzer. Solanezumab for Alzheimer’s
disease. Expert pinion on biological therapy 2011.
ADAS-cog14 au stade léger
EXPEDITION 1 et 2, analyse poolée
Octobre 2012
2013-2014
• 18F-PIB
Flutemetamol (GE Healthcare)
•
AV1 ou 18F-BAY94 Florbetaben (Bayer/Piramal)
• AZ
• AV 45 ou Florbetapir (Amyvid, Lilly/Avid)
•AZD 4694 NAV4694 (Navidea/Astra Zeneca)
Clark CM et al. Use of Florbetapir-Pet for imaging β-amyloid pathology. JAMA 2011.
Rowe CC et al. Imaging of amyloid beta in Alzheimer's disease with 18F-BAY94-9172, a novel PET tracer: proof of mechanism. Lancet Neurol 2008.
Vandenberghe R et al. 18F-Flutemetamol Amyloid Imaging in Alzheimer Disease and Mild Cognitive Impairment A Phase 2 Trial. Ann Neurol 2010.
Zsolt Cselényi et al. Clinical Validation of 18 F-AZD4694, an Amyloid- β–Specific PET Radioligand. JNM 2011.
Nouveaux critères de Dubois et al
2010 pour la maladie d’Alzheimer
prodromale
Diagnostic de la MA de plus en plus
précoce…et de plus en plus dépendant des
biomarqueurs!
MA
présymptomatique
Critères de Dubois
“modifiés”
Critères de Dubois
Diagnostic
“standard”
Début
de la
MA
Pas de symptomes,
Évidence de
Dysrégulation
de l’amyloide
Symptômes
très légers (SCI)
+ marqueur
amyloide
Aisen PS. Alzheimers Res Ther. 2009;1:2. doi:10.1186/alzrt2.
Déficit de la
mémoire épisodique
+ un biomarqueur
Démence
Dynamique des biomarqueurs et
progression de la MA
Anormal
LCR Aβ42
TEP-amyloïde
TEP-FDG/ SPECT perfusion
Volume hippocampique
IRM
LCR Tau
Performance cognitive
Fonction (AVQ)
TEP-FDG
Volume
hippocampique
IRM
TEPamyloïde
LCR Aβ42
Performance cognitive
Fonction (AVQ)
LCR Tau
Normal
Présymptomatique
MCI
précoce
MCI
tardif
Démence
Aisen PS, Petersen RC, Donohue MC, et al. Alzheimers Dement. 2010;6:239-246.
Temps
Vers une médecine personnalisée en psychiatrie.
Caractérisation des modèles précliniques.
Validation des nouveaux traitements
Essais cliniques
Caractérisation des modèles précliniques.
Conditions basales
Après administration d’un inhibiteur des
transporteurs
[11C]GSK931145 marqueur des
transporteurs de la glycine type 1
D’après Passchier et al, 2010
Validation des nouveaux traitements
[123I]ADAM SPECT
Fixation sur les transporteurs
de la sérotonine
6 semaines
paroxetine 20 mg/jour
Catafau et al
Validation des nouveaux traitements
[18F]SPA-RQ, marqueur des récepteurs neurokinin-1
Imagerie en Psychiatrie
Progrès dépendront de la possibilité
De synthèse de nouveaux radioligands.
Diffusion facilitée
- Radiochimie
- Radiopharmacie
- Industriels
Intégration à la prise en charge du patient
en Psychiatrie.