L’imagerie fonctionnelle a complètement transformé les stratégies
d’investigation des épilepsies, en particulier celles des épilepsies
temporales pharmacorésistantes.
Elle permet de mettre en évidence
différents types d’anomalies fonctionnelles et structurelles, parfois
subtiles, sous-tendant les tissus épileptogènes et de les confronter
aux données cliniques et électroencéphalographiques du patient.
Les examens d’imagerie fonctionnelle font appel à des modalités
multiples : le single photon emission computed tomography (SPECT),
la tomographie par émission de positons (TEP), l’imagerie par
résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), la spectroscopie par
résonance magnétique nucléaire (spect-RMN).
Ces examens participent au bilan préchirurgical des patients
souffrant d’une épilepsie partielle pharmacorésistante, qu’elle soit
originaire du lobe temporal, ce qui est le plus fréquent, ou qu’elle
soit extratemporale.
Dans toutes ces épilepsies, les données de la neuro-imagerie fonctionnelle sont complémentaires de l’IRM, et
contribuent à localiser et circonscrire la zone épileptogène ainsi qu’à
identifier les zones cérébrales hautement fonctionnelles qu’il faut
obligatoirement épargner lors de l’intervention.
Imagerie par résonance magnétique
:
A - IMAGERIE PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE
MORPHOLOGIQUE :
1- Méthodologie
:
La résonance magnétique nucléaire étudie les modifications
d’aimantation des noyaux sous l’action d’un champ magnétique.
Pour pouvoir lire une IRM, il convient de connaître quelques termes
techniques : paramètres d’acquisition TE (temps d’écho) et TR
(temps de répétition), paramètres tissulaires dont les variations vont
déterminer le contraste entre deux tissus : T1 (temps de relaxation
longitudinale), T2 (temps de relaxation transversale).
Si le TR et le
TE sont courts, le contraste tissulaire est principalement déterminé
par la valeur du temps de relaxation T1 (séquence pondérée en T1),
les tissus à T1 court (graisse, méthémoglobine) apparaissent alors en hypersignal (en blanc) alors que les tissus à T1 long (liquide
céphalorachidien [LCR], substance grise) apparaissent en hyposignal
(en gris ou en noir).
Les séquences pondérées en T1 donnent des
images à fort contraste mais peu discriminatives entre les tissus.
Lorsque le TR et le TE sont longs, on obtient des images pondérées
en T2 : les tissus à T2 long (LCR) apparaissent alors en hypersignal.
Cette séquence est moins informative sur l’anatomie des structures
mais apporte beaucoup de renseignements sur la teneur hydrique
des tissus et peut donc aider à leur caractérisation.
2- Indications
:
Le bilan étiologique d’une épilepsie, sauf cas d’épilepsie généralisée
idiopathique caractérisée, impose la réalisation d’une IRM cérébrale
de bonne qualité.
Le scanner cérébral ne conserve plus aucune
indication sauf en situation d’urgence (survenue d’une première
crise) lorsque l’IRM cérébrale n’est pas immédiatement disponible.
3- Contre-indications
:
Les contre-indications formelles à l’IRM sont : l’existence d’un
stimulateur cardiaque, la présence d’un matériel prothétique dans
l’oreille moyenne, de corps étranger ferromagnétique intraoculaire
ou de clips vasculaires intracrâniens.
Les contre-indications relatives
sont la claustrophobie et la grossesse (surtout le premier trimestre).
On rappelle que l’examen IRM nécessite une immobilité parfaite et
donc la coopération des patients.
En cas de non-coopération
prévisible, une prémédication (parfois poussée) doit être envisagée.
4- Réalisation pratique
:
Les protocoles d’examen varient selon les centres mais pour qu’un
examen IRM soit sensible et rentable, il est indispensable qu’un dialogue s’instaure entre le clinicien et le neuroradiologue.
Le
clinicien doit en premier lieu préciser au radiologue la localisation
présumée de l’épilepsie. Les examens ne sont pas réalisés dans les
mêmes plans de référence selon qu’il s’agisse d’une épilepsie
temporale ou frontale.
Dans les épilepsies temporales, l’emploi du
plan hippocampique (plan parallèle au grand axe de l’hippocampe)
est recommandé, ce qui permet de dérouler le lobe temporal et de
bien visualiser les formations amygdalohippocampiques.
Il est
utile, en cas de suspicion d’épilepsie temporale, de réaliser des
séquences axiales parallèles au grand axe de l’hippocampe et
coronales, perpendiculaires à ce grand axe.
À l’inverse, en cas
d’épilepsie frontale, occipitale ou pariétale, il est plus utile d’acquérir
l’examen dans le plan habituel de référence CA-CP. De la même
façon, le clinicien doit indiquer au radiologue le type de lésion
suspecté.
Un protocole classique d’IRM comporte généralement des
séquences pondérées axiales et coronales T1 et T2, mais certaines
acquisitions supplémentaires peuvent s’avérer utiles dans la
recherche de lésions particulières : acquisition volumique
tridimensionnelle T1 avec reformatage dans les trois plans de
l’espace, séquence fluid attenuated inversion recovery (FLAIR) ou
séquence d’inversion-récupération dans la détection de dysplasies
focales ; séquences T2* (T2 étoile) dans la recherche de cavernomes
de petite taille ; injection de produit de contraste (gadolinium) pour
juger de l’évolutivité d’une lésion....
5- Résultats
:
Les progrès techniques de ces dernières années ont contribué à
sensibiliser l’IRM dans la détection et la localisation d’anomalies
cérébrales, et l’on estime actuellement que l’IRM morphologique
permet la détection de lésions structurelles chez 80 % des patients
souffrant d’une épilepsie partielle.
Les lésions les plus
fréquemment retrouvées dans le bilan des épilepsies partielles
sont : la sclérose hippocampique (déperdition neuronale limitée à
l’hippocampe visible à l’IRM sous forme d’une diminution du
volume hippocampique, reflet de l’atrophie, et d’un hypersignal
hippocampique en séquence pondérée T2 ou FLAIR), les lésions
cicatricielles (post-accident vasculaire cérébral [post-AVC], posttraumatisme
crânien, cavité porencéphalique...), les malformations
du développement cérébral : dysplasie focale (amincissement du
cortex en séquence T1 avec estompement de la limite blanc-gris,
hypersignal focal en séquence T2), hétérotopies, tumeur
dysembryoplasique neuroépithéliale, polymicro- ou macrogyries... ;
les malformations vasculaires (MAV, cavernomes...), les tumeurs
cérébrales et enfin les doubles pathologies (association d’une
sclérose hippocampique et d’une anomalie structurelle
extrahippocampique).
6- Perspectives
:
L’analyse semi-quantitative ou quantitative devrait à l’avenir
permettre d’optimiser le rendement des IRM morphologiques
lorsque l’analyse qualitative visuelle ne révèle pas d’anomalies.
Différents types d’analyse semi-quantitative ou quantitative sont
déjà à disposition dans certains centres spécialisés mais ces techniques ne sont pas réalisées en routine clinique et relèvent
toujours de la recherche : analyse volumétrique (quantification
morphométrique du volume d’une structure), techniques de
segmentation de la substance blanche et de la substance grise
(principe reposant sur l’utilisation d’un logiciel d’analyse intitulé
statistical parametric mapping [SPM]) ; le traitement des images
comporte différentes étapes aboutissant, à partir des données
anatomiques originelles, à une segmentation de la substance grise,
de la substance blanche et du LCR, qui, comparée à un groupe de
sujets témoins, permet éventuellement après traitement statistique
de mettre en évidence des anomalies localisées de la substance
blanche ou grise ; déplissage du cortex (utile pour la détection des
dysplasies focales) ; analyse sulcale (utile pour la localisation et la
détection de dysplasies focales profondes) ; technique de moyennage
des images (particulièrement utile quand l’acquisition initiale est
artefactée par le mouvement ; permet, en moyennant plusieurs fois
les images obtenues à partir d’une seule séquence d’acquisition 3D,
de corriger partiellement les artefacts de mouvements et d’améliorer
la détection des anomalies de la substance grise) ; reformatage
curvilinéaire (rendu de surface qui sensibilise énormément le
repérage des anomalies néocorticales, mais s’avère opérateurdépendant
dans le choix des seuils).
B - IMAGERIE PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE
FONCTIONNELLE :
1- Méthodologie
:
Le principe de l’IRMf est de détecter l’activité neuronale par
l’intermédiaire des modifications du flux sanguin cérébral qu’elle
induit.
La technique la plus répandue utilise l’effet blood oxygen level
dependant contrast (BOLD).
Les modifications de signal alors
observées sont dues aux variations du rapport de la concentration
oxyhémoglobine/désoxyhémoglobine dont les propriétés
magnétiques sont différentes.
L’activation cérébrale entraîne une
baisse de la concentration relative de désoxyhémoglobine et donc
une augmentation de signal IRM.
2- Indications
:
Grâce à l’IRMf, on peut réaliser des cartographies fonctionnelles
préopératoires en localisant précisément des régions anatomiques
dévolues à certaines fonctions neurologiques (motrices, sensorielles,
sensitives, cognitives).
3- Réalisation pratique
:
Elle repose sur l’utilisation d’une séquence dédiée à l’IRMf,
l’échoplanar, et de paradigmes d’activation.
Les paradigmes
d’activation les plus fréquemment utilisés consistent généralement
en une alternance de tâches d’activation et de tâches de référence,
appelées blocs.
La tâche d’activation correspond à la réalisation
d’une tâche spécifique (visuelle, sensitive, motrice ou cognitive) dont
on cherche à établir la localisation cérébrale précise.
La tâche de
référence correspond à la condition servant de base à l’analyse
statistique et permettant la soustraction des processus cérébraux ne
relevant pas directement de la tâche spécifique étudiée.
En 1996, Buckner a proposé un nouveau type d’activation, appelé
paradigme événementiel, consistant non plus en l’alternance de
blocs tâches d’une trentaine de secondes, mais en une alternance
d’activations uniques mais répétées de façon très rapprochée, toutes
les 16 secondes environ ; l’avantage étant de pouvoir accéder à la
dynamique temporelle de l’activation cérébrale.
4- Contre-indications
:
Ce sont celles de l’IRM standard.
5- Résultats
:
L’IRMf permet actuellement de délimiter de façon fiable les aires
sensitives et motrices et aide ainsi à la planification de la résection
des zones corticales adjacentes.
Concernant les tâches cognitives,
l’objectif serait de remplacer l’invasif test de Wada (test de référence
pour la latéralisation du langage et de la mémoire en préopératoire
dans les épilepsies de la face médiale du lobe temporal consistant
en l’injection intracarotidienne d’un barbiturique d’action rapide)
par l’IRMf.
Des études préliminaires ont confirmé la fiabilité de
l’IRMf dans la latéralisation du langage en utilisant des tâches de
fluence verbale ; la latéralisation fiable de la mémoire semble plus
problématique.
6- Perspectives
:
L’utilisation combinée de l’IRMf et de l’électroencéphalogramme
(EEG) peut donner accès aux modifications de perfusion cérébrale
contemporaines de l’activité épileptique elle-même et pourrait aider
à la localisation du foyer épileptogène.
Cette technique est
actuellement en cours d’évaluation et demeure du domaine de la
recherche.
C - SPECTROSCOPIE PAR RÉSONANCEX MAGNÉTIQUE
NUCLÉAIRE
:
1- Méthodologie
:
La SPECT-RMN permet d’obtenir in vivo et de façon non invasive
des informations métaboliques complémentaires des éléments
morphologiques ou fonctionnels obtenus par les autres méthodes
IRM.
Le principe est de détecter sous forme de spectre les signaux
de résonance obtenus à partir de molécules situées dans les tissus
ou les cellules.
Chaque substance peut alors être identifiée grâce à la
position de son pic dans le spectre, l’aire du pic renseignant
également sur la quantité de substance présente dans l’échantillon
étudié.
2- Indications
:
En épilepsie, son application principale est la détection d’une
variation focale des principaux métabolites présents dans le
parenchyme cérébral (N-acétyl aspartate [NAA], choline, créatinine
[Cr]), témoin d’un dysfonctionnement neuronal localisé. Le but est
là encore d’aider à délimiter le foyer épileptique.
3- Réalisation pratique
:
Deux techniques sont actuellement utilisées : la technique monovoxel qui consiste à poser une région d’intérêt de volume
réduit sur la structure étudiée pour en déterminer la composition
biochimique, ou la technique de carte de distribution qui permet
d’obtenir un échantillonnage dans un plan de coupe entier (méthode
dite « d’imagerie spectroscopique »).
Cette dernière technique est
susceptible d’apporter plus d’informations à l’échelon du cerveau
entier mais comporte encore des contraintes techniques difficiles à
surmonter.
4- Contre-indications
:
Ce sont celles de l’IRM standard.
5- Résultats
:
La majorité des études a porté sur la détection d’anomalies focales
dans les épilepsies partielles pharmacorésistantes.
Le premier intérêt
est d’aider à la localisation du foyer lorsque l’imagerie structurelle
ne montre pas de lésion structurelle en mettant en évidence des
diminutions focales des métabolites cérébraux (NAA, NAA/Cr).
Le second intérêt en présence d’une anomalie structurelle identifiée
(sclérose hippocampique, dysplasie corticale) est d’étudier le
retentissement de la lésion et du foyer épileptique à distance.
Il a
ainsi pu être mis en évidence, dans des tableaux d’épilepsie de la
face médiale du lobe temporal avec sclérose hippocampique
unilatérale, des anomalies hippocampiques bilatérales.
L’atteinte hippocampique controlatérale, lorsqu’elle est moins significative que
l’atteinte ipsilatérale, est alors interprétée comme le témoin
fonctionnel de la propagation des crises et se normalise en général
en cas de guérison chirurgicale.
Une atteinte controlatérale
marquée doit cependant faire craindre un mécanisme plus diffus et
peut représenter un facteur de mauvais pronostic pour la chirurgie
de l’épilepsie.
De même, il a été démontré dans les dysplasies
cérébrales que le dysfonctionnement mis en évidence en
spectroscopie excédait le volume décelable de la lésion en IRM
morphologique, ce qui peut amener à redéfinir les limites de
l’exérèse chirurgicale.
6- Perspectives
:
Beaucoup d’équipes tentent actuellement d’analyser les taux de
différents neurotransmetteurs (acide gamma-amino-butyrique
[GABA], glutamate notamment) par des méthodes dites
« d’édition ».
Une détermination fiable de la concentration
intracérébrale des différents neurotransmetteurs aurait de
nombreuses applications en épilepsie : étude du mécanisme d’action
des médicaments antiépileptiques (certaines études spectroscopiques
ont déjà ainsi confirmé que des médicaments comme le vigabatrine
ou la gabapentine élevaient les taux intracérébraux de GABA) ;
accès à la physiopathologie des crises et des mécanismes les
sous-tendant...
D - IMAGERIE PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE
DE DIFFUSION :
1- Méthodologie
:
L’IRM de diffusion est basée sur les propriétés de déplacement des
molécules d’eau, témoins de l’intégrité cellulaire et reflet de la
structure des tissus.
Le principe est que la diffusion des molécules
d’eau se fait de façon rapide et isotropique (dans une seule direction)
dans la substance grise et le LCR alors que cette diffusion est plus
lente et se fait selon l’orientation des faisceaux et le degré de
myélinisation des fibres dans la substance blanche (anisotropie).
2- Indications
:
Des études récentes ont confirmé l’intérêt de cette technique dans
l’investigation des épilepsies partielles cryptogéniques en mettant
en évidence des anomalies de la diffusion et de l’anisotropie chez
des patients souffrant d’une épilepsie partielle avec IRM
morphologique normale.
3- Réalisation pratique
:
Le calcul des coefficients de diffusion et d’anisotropie impose le
calcul du tenseur de diffusion : matrice décrivant le processus de
diffusion en fonction de la direction.
À partir de cette matrice, on
peut ensuite calculer en tout point de l’image le coefficient de
diffusion apparent (ADC) ainsi qu’un vecteur principal représentant
la direction de diffusion la plus rapide, elle-même parallèle à la
direction des fibres.
On peut ainsi suivre, de vecteur en vecteur, la
trajectoire des principaux faisceaux de substance blanche.
4- Contre-indications
:
Ce sont celles de l’IRM standard.
5- Résultats
:
L’utilisation de l’IRM de diffusion dans l’épilepsie est récente et
découle d’une observation initiale de Zhong et al qui, en 1997,
avaient noté une brève diminution du coefficient de diffusion après
administration à l’animal de courts électrochocs.
Par la suite, la
plupart des études se sont focalisées sur la phase ictale (états de
mal) et postictale en retrouvant dans les deux cas des chutes
transitoires du coefficient de diffusion.
Plus récemment, Symms
et al ont utilisé l’IRM de diffusion couplée à l’EEG et ont permis de
démontrer que la survenue de pointes interictales était associée à
des augmentations focales du coefficient de diffusion, suggérant ainsi que les états ictal et interictal avaient des traductions
différentes en IRM de diffusion.
Depuis, plusieurs études interictales
ont démontré l’intérêt de l’IRM de diffusion en retrouvant des
anomalies des épilepsies lésionnelles connues et même, dans certains
cas, d’épilepsie cryptogénique.
Il est à noter que dans les
épilepsies symptomatiques, les anomalies en diffusion étaient
beaucoup plus étendues que les anomalies structurelles vues sur
l’IRM morphologique.
Ce dernier point reflète le fait qu’on ne
connaît toujours pas exactement à l’heure actuelle la signification
des anomalies détectées en diffusion (anomalies de la substance
grise, de la substance blanche, de l’interface substance grisesubstance
blanche ?).
6- Perspectives
:
Une des applications les plus prometteuses de l’imagerie de
diffusion est l’utilisation des informations sur la direction des fibres
permettant de visualiser les faisceaux de fibres (tracking), rendant
ainsi possible l’étude de la connectivité cérébrale.
E - IMAGERIE PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE
DE PERFUSION :
1- Méthodologie
:
L’IRM de perfusion mesure l’apport d’oxygène et de nutriments au
tissu grâce au débit sanguin cérébral.
Il s’agit d’une technique semiquantitative.
Elle peut servir à mettre en évidence des zones
d’hypoperfusion en regard du foyer en interictal et des zones
d’hyperperfusion en ictal ainsi qu’à effectuer des cartographies
préopératoires.
2- Indications
:
Elle aide à la délimitation du foyer épileptique.
3- Réalisation pratique
:
Deux types de mesures peuvent être effectués :
– mesure de la dynamic susceptibility contrast (DSC) qui repose sur
l’injection d’un produit de contraste (gadolinium) que l’on utilise
comme traceur intravasculaire du débit sanguin cérébral ;
– mesure de l’arterial spin labeling (ASL) qui ne comporte pas
d’injection de produit de contraste exogène et qui consiste à utiliser
l’eau sanguine intra-artérielle comme traceur diffusible du débit
sanguin.
4- Contre-indications
:
Ce sont celles de l’IRM standard.
5- Résultats
:
L’IRM de perfusion n’a jusqu’ici été que très peu utilisée dans le
domaine de l’épilepsie.
Les études préliminaires font état de zones
d’hypoperfusion en regard du foyer en interictal et de zones
d’hyperperfusion en période ictale.
6- Perspectives
:
L’IRM de perfusion pourrait permettre la réalisation d’études
fonctionnelles reposant sur la mise en évidence de variations du
débit sanguin cérébral dans différentes tâches spécifiques (motricité,
sensibilité, cognition...).
Les cartographies établies en IRM de
perfusion auraient, par rapport aux cartographies d’IRMf, des
désavantages (moindre sensibilité individuelle) et des avantages
(meilleure sensibilité de groupe, meilleure sensibilité aux tâches de
basse fréquence, résolution spatiale moins artefactée par les
mouvements dans les sinus veineux).
Tomographie d’émission monophotonique (TEMP)
:
L’imagerie du débit sanguin cérébral par TEMP, ou SPECT des
Anglo-Saxons, est une technique d’imagerie fonctionnelle nucléaire
reposant sur la détection in vivo de la distribution tridimensionnelle
d’un radiotraceur injecté par voie intraveineuse.
Dans l’épilepsie, la TEMP peut être le reflet :
– de la perfusion cérébrale en dehors de la crise (TEMP
intercritique) ;
– de l’aspect dynamique de la crise quand le traceur est injecté
pendant la crise (TEMP critique).
Une telle « photographie »
dynamique de la crise est possible car l’acquisition des images se
fait de manière différée par rapport au temps de l’injection du radiotraceur.
Les traceurs utilisés sont marqués par des radio-isotopes émetteurs
de photons simples, gamma.
Le principe de la TEMP repose sur la
détection de cette émission monophotonique grâce à des caméras
de scintillations.
A - TRACEUR
:
Le traceur idéal doit avoir un poids moléculaire faible et être
lipophile pour diffuser passivement dans les cellules cérébrales dès
le premier passage après injection intraveineuse du traceur.
Ce
traceur doit rester captif de la cellule jusqu’au moment de
l’acquisition des images afin que son taux reste proportionnel au
débit existant lors de l’injection.
Ce traceur doit être un émetteur de
photons. L’énergie des photons doit être comprise entre 100 et 200 keV (> 100 pour que l’absorption corporelle soit négligeable et < 200
pour être captée par les détecteurs).
Les radio-isotopes ne sont pas
des constituants naturels des molécules des tissus vivants. Le plus
couramment utilisé est le technétium 99m (99mTc).
C’est un émetteur
de photons. Schématiquement, deux types de traceurs sont utilisés :
– l’héxa-méthyl-propyl-amine-oxime (HMPAO ou CERETECy de
Amersham International) : c’est le traceur le plus utilisé.
Lipophile,
sa pénétration dans les cellules débute 15 secondes après l’injection
intraveineuse au pli du coude et dure 40 secondes.
L’image obtenue
est donc la « somme » du débit sanguin pendant cette courte
période.
Son élimination (wash-out) des cellules est inférieure à 2 %
par heure.
Le principal défaut de l’HMPAO est sa relativement brève
stabilité une fois combinée au 99mTc (une demi-heure).
Il doit donc
être préparé au moment où il va être utilisé, ce qui n’est pas toujours
facile lorsque l’injection doit être faite pendant une crise d’épilepsie.
Il existe maintenant une nouvelle forme d’HMPAO plus stable in
vitro (6 heures) ;
– l’ethyl-cysteinate-dimer (ECD ou Neurolite de Dupont Pharma) :
il présente les mêmes propriétés que l’HMPAO en termes de
lipophilie, rétention intracellulaire.
Probablement moins rapidement
capté que l’HMPAO, son wash-out après 1 heure semble plus
important.
Son avantage essentiel est sa grande stabilité in vitro
après préparation.
B - CAMÉRA
:
La détection des photons émis dans les tissus s’effectue à l’aide
d’une gammacaméra.
La performance d’une caméra est d’autant
meilleure qu’un plus grand nombre de photons est détecté, nécessitant la combinaison à la fois d’une grande surface de
détection et d’une distance courte cerveau/système de détection.
La
plupart des caméras utilise des détecteurs tournants, réalisant par
étapes 360° autour de la tête du patient.
À chaque étape de ce tour,
une projection plane est obtenue (en règle 64, voir 128 images 2D
correspondant à 64 ou 128 positions angulaires différentes).
Le
système informatique permet de reconstruire en volume l’activité
céphalique du sujet puis de réaliser des coupes dans l’axe souhaité.
Certaines caméras récentes ont ainsi deux ou même trois têtes
tournant autour du patient, ce qui augmente encore la qualité et la
résolution de l’image.
L’examen sur de telles machines nécessite
l’immobilité du patient environ pendant une demi-heure.
C - EN PRATIQUE
:
En pratique, la TEMP est réalisée sous contrôle vidéo-EEG.
La
technique de la TEMP peut sembler simple, facilement accessible
dans de nombreux hôpitaux et de prix modéré (entre autres par
rapport à la TEP).
Ceci est vrai pour la TEMP intercritique où la
principale difficulté est d’être effectivement en phase intercritique, à
distance suffisante d’une crise (en général 24 h).
L’examen est réalisé
sous contrôle vidéo-EEG de longue durée.
La situation se complique
pour la TEMP critique, examen essentiel dans l’épilepsie car seul
examen d’imagerie dynamique de la crise.
Cet examen implique
l’hospitalisation du patient, un sevrage médicamenteux sur
plusieurs jours, une surveillance rapprochée sous contrôle vidéo-EEG, une connaissance au préalable du (ou des) type(s) de crise du
patient.
La survenue d’une crise étant toujours inopinée, le jour de
la TEMP, une personne (technicien ou médecin) doit assurer en
continu une surveillance du patient et de son tracé EEG.
Une telle
surveillance est nécessaire pour détecter au plus tôt les signes
annonciateurs d’une crise, afin d’injecter le traceur dans les secondes
initiales de la crise.
En effet, la fiabilité des résultats de l’examen est
conditionnée par la précocité de l’injection du traceur.
D’autre part,
l’interprétation des résultats nécessite de corréler les résultats de la TEMP aux données électrocliniques du patient présenté lors de
l’examen.
L’acquisition sous la caméra des images se fait dans un
second temps, au plus tard 1 à 2 heures après l’injection du traceur.
Ainsi le coût « indirect » de la TEMP critique en temps, personnel,
frais d’hospitalisation est loin d’être négligeable.
D - IMAGES
:
Les images obtenues reflètent à la fois le métabolisme neuronal et le
débit sanguin cérébral, qui paraissent étroitement couplés tant
localement que temporellement.
Ainsi, quand le métabolisme
neuronal augmente comme dans une crise d’épilepsie, le débit
sanguin local croît pratiquement parallèlement à la demande
énergétique.
E - ANALYSE
:
La première analyse est qualitative comparant visuellement un côté
par rapport à l’autre.
Cette méthode retient comme anormale une
zone de perfusion asymétrique.
La précision de la localisation
anatomique des anomalies en TEMP est nettement améliorée en cas
de superposition des images de débit sur une IRM volumique.
D’autre part, la TEMP intercritique sert d’examen de référence pour
la TEMP critique et est soustraite de cette dernière pour ne garder
que l’image reflétant les modifications du débit au cours de la crise.
Ces modifications sont elles aussi fusionnées à l’IRM volumique
pour préciser leur topographie.
Des mesures semi-quantitatives
peuvent être réalisées, en comparant le débit d’une région donnée à
celui de l’ensemble du cerveau, par exemple.
La quantification des
données SPECT est en cours de développement.
F - RÉSULTATS
:
En période intercritique et quelle que soit la cause de l’épilepsie, la
TEMP révèle souvent une hypoperfusion dont la valeur localisatrice
est variable.
Sa sensibilité comme sa spécificité sont estimées entre
36 et 95 %.
L’existence d’un hypodébit ne peut s’interpréter
qu’en confrontant l’image TEMP à l’imagerie anatomique IRM.
Cet hypodébit peut s’expliquer par la présence d’une lésion.
L’aspect en TEMP est alors celui d’une interruption brutale de l’image de débit.
Il peut cependant dépasser plus ou moins largement le
volume lésionnel ou être présent en dehors de toute lésion.
Quelle
est alors la signification de cet hypodébit ? Il peut être lié à une perte
neuronale.
Cet aspect est fréquemment retrouvé dans les séries
chirurgicales avec sclérose de l’hippocampe.
Un dysfonctionnement
des structures impliquées dans l’épilepsie a été évoqué comme une
inhibition entourant le foyer épileptogène.
Cependant, dans
l’épilepsie, la TEMP intercritique sert essentiellement de référence
pour l’interprétation des examens critiques.
En phase critique, il faut toujours considérer que la TEMP est le
reflet du débit sanguin pendant plusieurs dizaines de secondes,
impliquant à la fois les variations de débit de la région d’origine des
crises, mais aussi plus ou moins des régions de propagations.
Certaines variations discrètes de débit peuvent ne pas être
perceptibles si la crise est trop courte ou trop localisée.
Ainsi,
l’hypoperfusion intercritique fait place à une hyperperfusion dans
les zones activées par la crise.
La sensibilité de la TEMP
critique est d’environ 70 à 95 %.
La valeur localisatrice des
anomalies constatées est bonne, cependant la variabilité des aspects
critiques observés rend leur interprétation délicate.
Cette
variabilité dépend du type clinique de crise pendant lequel le traceur
a été injecté, mais aussi du moment de l’injection par rapport
au début de la crise.
Dans la période postcritique immédiate dans
une crise temporale interne, l’hyperperfusion persisterait au niveau
des régions mésiales alors qu’apparaîtrait une hypoperfusion au
niveau des régions temporales latérales.
Quoi qu’il en soit, le lien existant entre une hypoperfusion
intercritique, une hyperperfusion critique et l’hypothèse quant au site d’origine et de propagation des crises ne peut être établi que
par une bonne concordance anatomoélectroclinique.
Tomographie par émission de positons
:
La TEP est une technique d’imagerie fonctionnelle qui permet
d’obtenir des images en coupes représentant la distribution
temporelle, régionale et quantitative d’un traceur radioactif émetteur
de positons, lié à une molécule « d’intérêt ».
Ces isotopes émetteurs
de positons présentent l’avantage de pouvoir être incorporés dans
des molécules biologiques sans en modifier les propriétés
biochimiques.
La TEP ne peut être réalisée qu’en dehors de toute
crise, l’injection du traceur et l’acquisition des images se faisant sous
la caméra avec une immobilité parfaite.
A - TRACEUR
:
Le positon est une particule dont la masse et le spin sont identiques
à ceux d’un électron mais dont la charge est positive.
Il est émis lors
d’une désintégration b+ du noyau d’un isotope instable qui possède
un excès de protons par rapport au nombre de neutrons.
Une fois
émis dans la matière, le positon parcourt quelques millimètres et
perd progressivement son énergie cinétique par interactions
successives avec les électrons du milieu environnant.
Lorsque cette
énergie est presque nulle, le positon s’annihile avec un électron libre
du milieu en produisant 2 photons c.
Ces 2 photons c de très haute
énergie (511 keV chacun), sont émis à 180° l’un de l’autre.
Ces
photons traversent les tissus et sont détectés simultanément à
l’extérieur de l’organisme par une caméra à positons.
La production du radio-isotopes nécessite un cyclotron, où va être
incorporé un isotope radioactif en lieu et place d’un atome stable
d’une molécule organique.
En raison de leur courte période, ces
radio-isotopes devront le plus souvent être produits par le cyclotron
sur le lieu même de leur utilisation.
Ces molécules sont administrées
à doses très faibles, dites « traceuses » dans l’organisme, par voie
intraveineuse.
Dans l’épilepsie, différents types de traceurs peuvent
être utilisés.
B - CAMÉRA
:
La caméra à positons est constituée d’un ensemble de détecteurs
reliés entre eux par un circuit électronique dit de coïncidences.
Son
rôle est de convertir l’énergie du photon c en signal électrique
interprétable par l’électronique d’acquisition.
Lorsque deux photons
atteignent un couple de détecteurs, situés sur une ligne de
coïncidence, le système enregistre un événement dit « vrai ».
Un
système d’amplification puis de reconstruction numérique permet
d’obtenir les images.
C - EN PRATIQUE
:
En pratique, le TEP-scan est réalisé dans une ambiance calme, le
patient est allongé, les yeux fermés, en évitant tout mouvement de
la tête.
Les tomographes utilisés dans le cadre de l’épilepsie
acquièrent 31 coupes de 3,4 mm d’épaisseur avec une résolution
spatiale de 6 X 6 mm.
Afin de corriger l’atténuation des photons
émis, une image de transmission est acquise avec une source externe
de [68Ge]-germanium pendant 15 minutes avant l’injection du
traceur.
L’injection du traceur se fait sous la caméra, et l’acquisition
des images se fait, en fonction du traceur, soit d’emblée, soit après
un temps d’accumulation suffisant dans le système nerveux central.
La durée de l’acquisition varie en fonction du traceur.
D - ANALYSE DES IMAGES
:
L’analyse des images a nettement progressé.
Elle permet entre
autres, soit une analyse qualitative, soit une analyse quantitative.
Des études individuelles ou de groupes sont possibles.
L’analyse
visuelle des images peut être jugée suffisante dans un but clinique.
Néanmoins, des analyses quantitatives permettent de répondre de
façon plus précise à certaines questions.
Elles seules sont capables
de détecter de très faibles variations des paramètres fonctionnels, de
mettre en évidence des anomalies bilatérales, et bien évidemment
d’obtenir des variables quantitatives indispensables pour effectuer
des études statistiques.
On dispose actuellement de logiciels de
traitement d’images qui incluent une analyse statistique des données
d’un sujet ou d’un groupe en comparaison avec des données de
références.
Les analyses quantitatives peuvent être réalisées par la technique des régions d’intérêt (ROI) ou plus récemment par des
logiciels d’analyse statistique portant sur l’ensemble des pixels.
Les
ROI peuvent être définies, soit sur les images TEP, soit de façon plus
précise sur les images IRM, puis reportées sur les images TEP.
La
superposition automatique des images TEP avec IRM améliore la
précision de la définition des ROI et ainsi l’analyse des données.
Plusieurs tracés dans l’épilepsie ont été utilisés.
E - MÉTABOLISME CÉRÉBRAL
:
L’étude du métabolisme cérébral est la plus courante.
Le traceur
utilisé est le 2-désoxy-D-glucose (2-DG), un analogue du glucose
marqué par le fluor 18 (18F-fluoro-2-désoxy-D-glucose ou FDG).
Après 35 minutes, la majorité de la radioactivité est piégée et reste
stable au moins 30 minutes.
L’examen est réalisé pendant cette
période, soit 40 à 60 minutes après l’injection du traceur.
L’acquisition des images dure 20 minutes pendant lesquelles
l’immobilité du sujet est requise.
Ces images qui reflètent la
distribution de l’émetteur de positons dans le cerveau sont
transformées en images métaboliques par un modèle
mathématique.
En pratique, la réalisation d’un examen en FDGTEP
nécessite que le patient soit à jeun.
Les contraintes techniques
de l’examen ne permettent pas de faire des examens pendant la
survenue d’une crise épileptique.
La majorité des études se sont focalisées sur les épilepsies
temporales.
Dans ces épilepsies, la FDG-TEP apparaît comme la
méthode d’imagerie la plus sensible de détermination du foyer
épileptogène en dehors des crises.
La FDG-TEP retrouve un
hypométabolisme localisé dans 70 à 80 % des cas.
Le taux de
détection des anomalies métaboliques intercritiques est encore
meilleur en présence de lésions constatées à l’IRM.
Dans les
épilepsies temporales externes, l’hypométabolisme est en général
assez limité, souvent superposable aux fréquentes lésions
rencontrées dans ces épilepsies (tumeurs, troubles du
développement cérébral, malformations vasculaires, lésions
cicatricielles...).
En revanche, dans les épilepsies temporales internes,
la zone d’hypométabolisme dépasse souvent la zone lésionnelle.
L’étude du métabolisme intercritique des épilepsies avec
sclérose de l’hippocampe révèle de façon presque systématique un
hypométabolisme des structures de la face interne et externe du lobe
temporal, s’étendant parfois aux lobes frontaux ou pariétaux,
ou aux noyaux gris centraux ou au thalamus.
Malgré l’étendue
des anomalies métaboliques, une bonne corrélation entre la zone
d’hypométabolisme et le foyer épileptogène a pu être mise en
évidence dans plusieurs études faisant appel à des enregistrements
EEG en profondeur.
La reproductibilité des anomalies
métaboliques, évaluée dans un nombre limité d’études, reste
bonne.
Dans les épilepsies extratemporales, la sensibilité de la
TEP apparaît inférieure.
La responsabilité de la perte neuronale dans l’hypométabolisme
reste discutée.
L’hypométabolisme dépasse souvent le foyer
lésionnel.
La possibilité de mécanismes de désafférentation a aussi
été évoquée.
Ceci explique vraisemblablement l’hypométabolisme
temporopolaire retrouvé dans les épilepsies de la face interne du
lobe temporal.
Du fait de sa résolution temporelle médiocre, la TEP ne permet pas
l’étude de la phase critique.
Les quelques examens TEP réalisés le
plus souvent fortuitement en période critique démontrent l’existence
d’un hypermétabolisme maximal au niveau de la zone supposée des
décharges.
F - RÉCEPTEURS CENTRAUX AUX BENZODIAZÉPINES
(RCBZ)
:
Les RCBZ ont aussi été très étudiés, en raison de l’hypothèse selon
laquelle la transmission GABAergique, principal neuromédiateur
inhibiteur, devait être altérée dans l’épilepsie.
En effet, il existe un
couplage structurel et fonctionnel entre les RCBZ et le récepteur
GABAA. Ainsi, l’étude de la transmission GABAergique peut être
réalisée avec un antagoniste des benzodiazépines (BZD), le 11Cflumazénil.
Cette molécule se lie avec une haute affinité sur le site BZD du récepteur GABAA, et n’a pas d’effet physiologique ou
pharmacologique aux doses utilisées, qui sont de l’ordre de 5 à 20 µg
(contre 200 à 3000 µg/kg pour les doses thérapeutiques).
Les
anomalies des RCBZ sont beaucoup plus limitées que
l’hypométabolisme intercritique.
Ce traceur permet aussi
de mettre en évidence des anomalies focales dans les épilepsies extratemporales.
La signification de la baisse du nombre de
récepteurs BZD dans la zone lésionnelle est discutée : elle pourrait
témoigner plus de la perte neuronale que d’un dysfonctionnement
GABAergique.
G - PERSPECTIVES
:
La diversification des traceurs ouvre d’importantes voies de
recherche des mécanismes physiopathologiques sous-tendant
l’épilepsie.
Conclusion
:
Ainsi, l’ensemble de ces examens contribue, dans le bilan préchirurgical
des épilepsies, à identifier le foyer épileptogène et les zones cérébrales
hautement fonctionnelles qu’il faudra obligatoirement épargner lors de
l’intervention.
Au-delà de cette application clinique, l’imagerie
fonctionnelle participe à une meilleure compréhension de l’épilepsie.
