Pourquoi des IRM toujours plus longs

Pourquoi des IRM
toujours plus longs ?
Pr. Jean-Philippe Ranjeva
Centre de Résonance Magnétique Biologique et Médicale
UMR CNRS 6612, Marseille
2010
brochure destinée au patient atteint de sclérose en plaques ou à son entourage

Pourquoi des IRM
toujours plus longs ?
L’Imagerie par Resonnance Magnétique (IRM) joue depuis plusieurs années un
rôle de plus en plus important dans la prise en charge des malades sourant
de sclérose en plaques (SEP), aussi bien pour réaliser un diagnostic précoce, le
suivi de l’évolution de la maladie ou l’évaluation de l’impact de nouveaux médi-
caments.

L’IRM conventionnelle permet aujourd’hui d’évaluer
1) l’ampleur de la démyélinisation de la substance blanche (SB) par l’évaluation de la charge ou
du volume lésionnel,
2) le caractère récent ou ancien des lésions observé par la prise de contraste ou non des lésions
après injection de Gadolinium (Gd),
3) la perte tissulaire au sein de ces lésions par la visualisation des hypo-intensités en T1,
4) l’ampleur des processus de réparation tissulaire (remyélinisation, résorption d’œdème) par la
persistance ou l’atténuation de ces hypo-intensités au cours d’examens de contrôle.
Pourtant, les corrélations entre les données issues de l’IRM conventionnelle et les décits cliniques des patients
restent faibles, démon-
trant que ces paramètres
ne reètent qu’une faible
partie des diérents proc-
essus physiopathologiques
rencontrés aux diérents
stades de la maladie. Les
données histologiques ré-
centes ont démontré que la
SEP était une maladie com-
plexe impliquant de nom-
breux phénomènes physi-
opathologiques. L’ensemble
de ces processus induit au
sein de la substance blanche
(SB) et de la substance grise
(SG) des phénomènes de
démyélinisation focale et
diuse, de dégénérescence
axonale, de déstructuration
tissulaire et d’atrophie céré-
brale, phénomènes qui sem-
blent être à la source des
décits cliniques progressifs
observés chez les patients. Cependant, l’occurrence de ces diérents phénomènes apparaît très hétérogène
au niveau individuel. La complexité et la variabilité de ces diérents processus physiopathologiques néces-
sitent la mise en place de nouvelles méthodes d’imagerie permettant d’avoir accès à une caractérisation à la
fois morphologique, structurale, métabolique, hémodynamique et fonctionnelle du SNC.
Un des grands dés actuels de l’imagerie (notamment l’IRM) est donc de valider à l’échelle individuelle des
techniques permettant d’observer et de quantier les diérentes atteintes tissulaires focales ou diuses non
visibles par les méthodes conventionnelles, pour ensuite mieux comprendre, prédire et contrôler l’évolution
de la maladie.
Ces avancées sont dépendan-
tes de nouvelles approches
d’imagerie ainsi que des pro-
grès technologiques comme
l’utilisation en clinique d’IRM pos-
sédant des champs magnétiques
élevés (> 3T jusqu’à 7T) qui per-
mettent d’obtenir des images plus
résolutives et/ou plus rapides.
Cependant, l’accès à ces nom-
breux paramètres permettant de
caractériser ces processus physi-
IRM toujours plus longs

IRM toujours plus longs
opathologiques jusqu’à maintenant invisibles par les méthodes classiques d’IRM nécessite le recueil de
multiples séquences qui augmente la durée d’examen par rapport à une IRM classique (environ 45min).
Détection par IRM des atteintes microscopiques
du système nerveux central
Au sein du SNC, la diusion des molécules d’eau responsable du signal IRM est entravée par le tissu et ne
se fait pas uniformément dans toutes les directions de l’espace. L’IRM de diusion permet de déterminer
le degré de restriction de ces mouvements microscopiques, et leur degré d’orientation (ou d’anisotropie)
et les directions principales de diusion en multipliant les directions de sensibilisation du signal IRM à
la diusion. On peut ainsi visualiser préférentiellement les structures qui, comme les bres nerveuses
et les faisceaux de substance blanche, sont caractérisées par une orientation commune. A partir de ces
paramètres quantitatifs issus des acquisitions IRM pondérées en diusion, l’application d’algorithmes
mathématiques évaluant la cohérence directionnelle de la diusion des molécules d’eau appartenant à
des voxels (mesure utilisée pour la représentation d’espaces 3D) voisins permet de visualiser articielle-
ment le trajet des bres de substance blanche. C’est le principe de tractographie.
Les processus physiopathologiques accompagnant la SEP altèrent l’intégrité tissulaire et entraînent une
augmentation de la diusion moyenne des molécules d’eau qui se retrouvent dans un environnement
moins restreint. C’est le cas des lésions de démyélinisation qui sont caractérisées par une augmentation
du coecient de diusion, une diusivité élevée et, une baisse de l’anisotropie. Ces anomalies de diu-
sion sont observées également dans la substance blanche d’apparence normale et dans la substance
grise. Des études longitudinales réalisées au cours d’une année ont permis de visualiser une déstructura-
tion tissulaire progressive dans les formes progressives primaires et, à un moindre degré, dans les formes
rémittentes de SEP. Cependant, si ces variations de diusion sont sensibles, elles sont peu spéciques,
reétant aussi bien la perméabilité des membranes que l’intégrité structurelle du tissu, l’inammation, la
gliose (prolifération des cellules gliales) ou la perte axonale.
Une autre méthode permettant d’évaluer le degré de déstructuration du tissu est basée sur le principe
de transfert d’aimantation (TTA). Une baisse de ce paramètre reète la baisse de l’échange (physique
et chimique) entre les protons liés aux macromolécules et les protons de l’eau libre, index indirect de
la structure du tissu cérébral. Appliquée à la SEP, une baisse locale de TTA peut être détectée plusieurs
mois avant l’apparition d’une nouvelle lésion. La variation du taux de transfert d’aimantation durant le
premier mois suivant la prise de contraste serait de plus un bon indicateur de l’ecacité des processus
de réparation tissulaire. Chez des patients sourant de SEP cliniquement certaine, il est possible aussi de
mettre en évidence une baisse du TTA global sur l’ensemble du tissu cérébral d’apparence normale et en
particulier dans la substance blanche d’apparence normale. Ces anomalies sont plus importantes chez
les patients au stade progressif. L’amplitude de la baisse de TTA a une valeur prédictive de la sévérité
de l’évolution ultérieure de la maladie. Des anomalies de TTA peuvent également être détectées dès le
stade du premier épisode neurologique démyélinisant, aussi bien au niveau de la substance blanche
d’apparence normale, qu’au niveau de la substance grise. Au stade précoce, les baisses de TTA les plus
importantes concernent les longs faisceaux d’association de bres blanches, les noyaux gris centraux et
certaines aires associatives.
Parallèlement à ces
méthodes quantita-
tives, l’utilisation de
nouvelles séquences
permet d’optimiser le
signal du cortex (cer-
veau) par rapport à
celui de la substance
blanche et ainsi de
visualiser certaines
lésions corticales
de démyélinisation,