JTA 2013 : Cerveau et circulation cérébrale fœtale

Cerveau et circulation cérébrale fœtale
Cerveau et circulation cérébrale fœtale
Evelyne Cynober
QCM pre test :
Lors de l’échographie morphologique du 2ème trimestre :
1- La mesure du VL doit être inférieure à 10mm2- L’absence de cavité septale est une variante de la
normale3- La profondeur normale de la grande citerne est inférieure à 10mm4- Le diamètre transversal
du cervelet est bien corrélé à l’âge gestationnel
Les caractéristiques de l’exploration de la circulation cérébrale fœtale sont les suivantes :
1- En cas de redistribution du flux placento-fœtal, l’index cérébro-placentaire est < 12- Le Doppler
cérébral ne permet pas d’évaluer le degré d’anémie fœtale3- L’artère cérébrale moyenne est le vaisseau
de « choix » pour l’exploration vélocimétrique de la circulation cérébrale4- La pression sur la tête fœtale
lors de la réalisation du Doppler cérébral entraîne une vasodilatation cérébrale.
Résumé :
L’étude morphologique du cerveau fœtal est une est une part essentielle de l’exploration anténatale du
fœtus. Les différentes structures cérébrales font l’objet d’une étude codifiée ainsi que de la réalisation d’une
iconographie « obligatoire ». L’étude de la vascularisation cérébrale fœtale permet une analyse
morphologique et physiopathologique de la circulation cérébrale fœtale.
Summary:
The morphological study of the fetal brain is an essential part of antenatal fetal exploration. Different brain
structures are studied and codified the realization of an iconography "mandatory". The study of the fetal
cerebral vascularization allows morphological and pathophysiological fetal cerebral circulation.
Mots clefs : cerveau fœtal, ventricules latéraux, fosse postérieure, corps calleux, artère cérébrale moyenne,
polygone de Willis, Doppler cérébral.
L’examen du cerveau est un élément majeur de l’exploration anténatale du fœtus que ce soit sur le plan
anatomique (échographie) ou vélocimétrique (Doppler).
A- Etude morphologique du cerveau fœtal
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1-L’étude de la voute osseuse permet de vérifier sa continuité, sa forme et sa minéralisation. On
recherchera un défect localisé (méningo ou méningo-encéphalocèle), une craniosténose ou une
minéralisation anormale donnant un aspect « trop visible » de l’hémisphère proximal et faisant suspecter une
ostéogénèse imparfaite.
2- Les ventricules latéraux (VL) ne nécessitent pas d’être mesurés si leur aspect est normal ou « habituel »
et c’est le cas si le plexus choroïde occupe complètement le carrefour ventriculaire. Dans le cas contraire,
une mesure du diamètre transversal de la corne postérieure des VL sera effectuée au niveau du carrefour
ventriculaire. Est considérée comme normale une mesure inférieure à 10 mm, quelquesoit le terme.
On parlera de ventriculomégalie mineure entre 10 et 12 mm (souvent une variante de la normale mais
justifiant néanmoins du bilan recommandé par l’HAS), de ventriculomégalie modérée entre et 12 et 15 mm et
sévère au-delà de 15 mm. La méthodologie de la mesure doit être particulièrement rigoureuse afin d’éviter
les faux positifs.
La coupe de référence passe par la cavité septale et les thalami, la mesure étant réalisée tangentiellement
au plexus choroïde et perpendiculairement à la paroi ventriculaire et ne concerne que la plage liquidienne du
VL à l’exclusion des parois ventriculaires. La mesure doit être réalisée au niveau du sillon pariéto-occipital
interne qui présente un repère fiable et reproductible.
3- L’étude de la ligne médiane permet d’identifier la faux du cerveau, la scissure inter-hémisphérique, le
corps calleux et la cavité septale. L’absence de cavité septale doit faire suspecter une agénésie du corps
calleux ou une holoprosencéphalie. La suspicion d’une anomalie de la ligne médiane doit conduire à une
étude échographique plus large avec notamment la coupe sagittale médiane.
4- La fosse postérieure est explorée sur une coupe transversale stricte. L’aspect de la fosse postérieure
sera considéré comme normale si :
- La grande citerne est bien visible et inférieure à 10mm de profondeur.- Le diamètre tranverse du
cervelet est en rapport avec l’âge gestationnel (>5ème P)- Et si l’anatomie du cervelet est normale : deux
hémisphères symétriques de part et d’autre du vermis qui sépare le 4ème ventricule en avant et la grande
citerne en arrière.
B- La circulation cérébrale fœtale
La vascularisation cérébrale fœtale est devenue facilement accessible en échographie depuis quelques
années grâce à l’introduction du Doppler à codage couleur et au mode Doppler Energie.La visualisation de la
circulation cérébrale permet une analyse morphologique et anatomique. L’enregistrement vélocimétrique
permet une analyse physiopathologique.
Nous verrons successivement ces deux aspects de l’exploration de la circulation cérébrale fœtale.
1- Anatomie vasculaire cérébrale fœtale normale et pathologique.
La vascularisation cérébrale fœtale est étudiée sur les coupes transversales et sagittales de la tête fœtale.
L’idéale serait de pouvoir réaliser des coupes transfontanellaires mais celles-ci sont difficilement et
inconstamment réalisables y compris par voie vaginale.
Les coupes sagittales permettent de mettre en évidence le réseau carotidien et sa vascularisation terminale,
notamment l’artère cérébrale antérieure et l’artère péricalleuse. L’étude de cette dernière est d’un intérêt non
négligeable pour l’analyse morphologique de la structure cérébrale fœtale, notamment pour la confirmation
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de l’agénésie du corps calleux où l’on constate l’interruption ou la modification de son trajet.
Les coupes transversales permettent principalement l’étude du polygone de Willis et de ces principales
branches.
Le polygone de Willis, siège de l’anastomose des principaux vaisseaux intracérébraux est repérable sans
difficulté en échographie conventionnelle. Le repérage est bien sûr grandement facilité par l’utilisation du
codage couleur.
La carotide interne peut être explorée au niveau de sa terminaison (au niveau de sa division en artère
cérébrale antérieure et moyenne). Pour obtenir ce plan de coupe (« plan pédonculaire »), il suffit à partir du
plan du diamètre bipariétal, d’abaisser la sonde vers la base du crâne et de l’incliner de 45° vers l’avant. La
position idéale de la tête fœtale étant en occipito-transverse. La carotide interne peut également être
explorée au niveau du syphon carotidien, le plan de coupe étant identique au précédent, quelques
millimètres au-dessous de celui-ci.
L’artère cérébrale antérieure peut être explorée au niveau du polygone de Willis sur le plan pédonculaire ou
dans sa partie plus distale au niveau de la ligne médiane, en avant des thalami sur le plan du diamètre
bipariétal.
Les artères cérébrales moyennes sont repérées sur le plan des pédoncules cérébraux, elles se dirigent
latéralement.
Les artères cérébrales postérieures se repèrent également sur le plan des pédoncules. Elles se dirigent vers
l’arrière. Entre les deux artères cérébrales postérieures sont repérées les pulsations du tronc basilaire.
La reconnaissance de cette anatomie vasculaire va permettre de mettre en évidence toute modification
d’aspect ou de trajet permettant de suspecter ou de confirmer une malformation cérébrale, mais aussi de
mettre en évidence une hémorragie ou toute autre anomalie de type anoxique ou infectieuse. Ces dernières
éventualités sont notablement plus fréquentes et plus facilement mise en évidence en période postnatale
qu’en période anténatale.
2- Exploration vélocimetrique cérébrale fœtale normale et pathologique.
a) Bases physiopathologiques :
La circulation cérébrale fœtale est un site d’exploration vélocimétrique dont l’intérêt est incontestable ;
l’objectif étant d’appréhender les perturbations circulatoires cérébrales dans les situations à haut risque de
souffrance fœtale. L’intérêt du Doppler cérébral repose sur des notions physiopathologiques maintenant bien
connues :
Le fœtus réagit à l’hypoxie en modifiant son rythme cardiaque (apprécié sur les modifications de la variabilité
et de la réactivité sur l’enregistrement du rythme cardiaque fœtal), sa pression artérielle (l’hypoxie peut
entraîner une élévation brutale de la pression artérielle impossible à mesurer actuellement in utero) et la
répartition des flux vasculaires. C’est cette dernière adaptation que nous cherchons à appréhender par
l’exploration vélocimétrique de la circulation cérébrale.
L’hypoxie chronique va entraîner une augmentation de la part du débit cardiaque destinées aux territoires
privilégiés : le cerveau, les artères coronaires et les surrénales. Si à cette hypoxie chronique s’ajoute une
asphyxie aiguë, ces trois territoires sont encore capables d’augmenter leurs débits sanguins (à l’inverse du
placenta, qui lui ne possède pas ces capacités d’adaptation). Les débits s’adaptent à l’hypoxie, mais sur un
sang dont la saturation en oxygène s’est dégradée.
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Dans les grossesses normales, le système vasculaire cérébral, à haute résistance, se traduit sur le plan
vélocimétrique par une composante diastolique très faible augmentant au cours de la grossesse de façon
modérée. En cas de souffrance fœtale avec hypoxie, le débit sanguin cérébral est conservé grâce à une
vasodilatation locale et donc une diminution de la résistance vasculaire.
La traduction vélocimétrique en est une augmentation de la vitesse résiduelle circulatoire en diastole. Les
perturbations vélocimétriques cérébrales sont à la fois le témoin de la capacité du fœtus à s’adapter à une
hypoxie et/ou une acidose mais aussi une preuve de la nécessité pour le fœtus de mettre en œuvre ces
mécanismes de compensation (effet d’épargne cérébral : « Brain sparing effect »).
Quand il survient une hypoxie sévère, des anomalies métaboliques ou un œdème cérébral, ces mécanismes
de compensation peuvent se trouver dépassés, se traduisant par une disparition de la vasodilatation
cérébrale (soit un apparent retour à la « normale »). Cette situation signe donc vraisemblablement une
évolution extrêmement péjorative de la souffrance fœtale chronique. Ces modifications ne peuvent s’identifier
que par des mesures répétées et fréquentes de la vélocimétrie cérébrale fœtale.
EN PRATIQUE
Lors de l’examen, un certain nombre de précautions doivent être respectées avant d’effectuer la mesure :
- le calcul de l’index doit se faire sur au moins 6 cycles consécutifs de bonne qualité,le défilement de la
bande passante doit être suffisamment long avant de choisir un échantillon de mesure en raison de la
variabilité des flux cérébraux,une deuxième mesure contrôle s’impose souvent,la stabilité de la fréquence
cardiaque fœtale lors de la mesure doit être vérifiée.
Une compression de la tête fœtale avec la sonde lors de l’examen peut entraîner une vasoconstriction
cérébrale se traduisant par un flux diastolique faussement abaissé voir un flux négatif en diastole.
Il n’existe pas de différence statistiquement significative entre les valeurs des index Doppler mesurés aux
niveaux des différents vaisseaux du polygone de Willis. Il en découle que le bon vaisseau à enregistrer pour
l’exploration de la circulation cérébrale fœtale est le vaisseau le plus accessible et donnant le meilleur signal.
L’artère cérébrale moyenne est néanmoins la plus accessible et celle qui doit être utiliser pour l’évaluation du
Pic de vélocité systolique dans l’exploration du risque d’anémie fœtale.
En cas d’index trouvé pathologique, il apparaît nécessaire avant de communiquer ce résultat au clinicien
ayant en charge la surveillance de la grossesse, de vérifier :
- que l’anomalie persiste au cours d’un examen techniquement parfait et suffisamment prolongé,- et surtout,
que l’anomalie est retrouvée quelquesoit le vaisseau exploré. En effet, une augmentation du flux diastolique
isolée (sur un seul vaisseau du polygone de Willis) est vraisemblablement due à un artefact technique.
Un rapport d’index peut également être utilisé, tel que l’index cérébro-placentaire (Rc/Rp soit index de
résistance cérébral/ index de résistance placentaire). En l’absence de redistribution des flux vasculaires
fœtaux (grossesse normale), l’index cérébro-placentaire est supérieur à 1 (Rc> Rp). En cas de redistribution
des flux au sein de la circulation placento-foetal l’index cérébro-placentaire est inférieur à 1.
Un Doppler cérébral pathologique est un bon marqueur de la sévérité de la souffrance fœtale chronique et
est prédictif de la survenue des anomalies du rythme cardiaque fœtal (RCF) en cours de grossesse (perte de
la variabilité et /ou de la réactivité cardiaque fœtale) ou de la survenue d’une MFIU. Si l’examen a été
pratiqué dans un délai inférieur ou égal à une semaine, la sensibilité du Doppler cérébral pour la prédictivité
des anomalies du RCF ou de la MFIU est de 93%. Ceci justifie la répétition au minimum hebdomadaire de
l’examen dès qu’il existe un RCIU associé à une vélocimétrie ombilicale et/ou utérine pathologique.
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Le délai séparant la découverte d’un Doppler cérébral pathologique et la survenue des anomalies du RCF ou
de la MFIU est en moyenne de 13 jours.
Devant une telle situation vélocimétrique, l’hospitalisation s’impose avec surveillance rapprochée du RCF.
L’extraction fœtale se discute au cas par cas en fonction du terme et du poids fœtal estimé.
Par ailleurs, depuis 2000, Mari et al. ont montré l’intérêt de la mesure du pic systolique de vélocité à l’artère
cérébrale moyenne (PSV-ACM) comme paramètre de surveillance de l’anémie fœtale
La visualisation de la circulation cérébrale fœtale facilitée par l’utilisation du Doppler couleur et du Doppler
Energie, permet une analyse morphologique et anatomique. L’enregistrement vélocimétrique permet une
analyse physiopathologique. La reconnaissance de l’anatomie vasculaire va permettre de mettre en évidence
toute modification d’aspect ou de trajet permettant de suspecter ou de confirmer une malformation cérébrale.
L’enregistrement vélocimétrique de la circulation cérébrale permet de connaître le degré de gravité de la
souffrance fœtale chronique ou l’existence et le degré de l’anémie fœtale et ainsi d’adapter la prise en
charge.
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