imagerie du cerveau du sujet âgé aspect normal … · •hypersignal en t2, hyposignal flair ......

Imagerie du cerveau du sujet âgé

Aspect normal

Troubles cognitifs

Capacité de gérontologie

Avril 2014

Laurence LEGRAND, Charles MELLERIO,

Olivier NAGGARA, Jean-Francois MEDER

Département de Neuroradiologie,

Université Paris-Descartes,

INSERM U894, Hôpital Sainte Anne

Paris

- Généralités

- Aspect normal

- Déclin cognitif

Sujet âgé

Pourquoi étudier le sujet âgé ?

• En 2013, un Français sur 5 a plus de 60 ans

• En 2050, un Français sur 3 aura plus de 60 ans

• 1 million de patients atteints de démence

• Dont >60% par Maladie d’Alzheimer

1. Sujet âgé - généralités

Pourquoi étudier le sujet âgé ?

• Un Français sur 5 en 2010 a plus de 60 ans

• En 2050, un Français sur 3 aura plus de 60 ans

• 1 million de patients atteints de démence

• Maladie d’Alzheimer > 60% des démences

1. Sujet âgé - généralités

Quel est l’aspect du cerveau

du sujet âgé « sain » ?

W. Churchill

Premier ministre à 81 ans « Baigneuse »

P. Picasso, réalisé à 82 ans

1. Sujet âgé – aspect normal

Vieillissement cérébral « normal »

• Pas de limite nette entre normal et pathologique

- Absence de corrélation entre aspect et fonction

- Qu’est-ce qui est normal / pathologique ?

- Les sujets témoins sont-ils sains ?

Feuillet L et al. Brain of a white-collar worker. Lancet 2007; 21 « Un cerveau normal n'est pas nécessaire pour avoir une vie normale ».


Le vieillissement cérébral « normal »

• Atrophie cérébrale

• Dilatation des espaces de Virchow et Robin

• Modifications de la substance blanche

• Microsaignements intra-parenchymateux

• Modification de la distribution en fer et de la charge

calcique des noyaux gris centraux

• Diminution physiologique du volume cérébral

- du cortex (3 cm3/an) : élargissement des sillons

- de la substance blanche (3 cm3/an) : élargissement des ventricules

• Visible ≥ 50 ans, habituelle après 60 ans mais inconstante

• Phénomène visuellement harmonieux

« Atrophie cortico-sous corticale liée à l’âge »

« Elargissement des sillons et des espaces ventriculaires lié à l’âge »

Régions plus vulnérables ?

Coffey CE et al. Neurology 1992;42:527-36

Blatter DD et al. AJNR 1995;16:241-51

Resnick D et al. Neurosci 2003;23:3295–3301

Insula, lobe frontal et pariétal > lobe temporal et occipital

Substance grise Substance blanche


- cortex préfrontal

- gyrus cingulaire antérieur

- lobule pariétal inférieur

- précuneus

- gyrus temporal supérieur

Processus attentionnels


Insula, lobe frontal et pariétal > lobe temporal et occipital

Régions plus vulnérables ?

N = 465 sujets, Good CD, Neuroimage 2001

À l’abri du temps qui passe ? H. Salvador

en tournée à 90 ans


Nx amygdaliens, hippocampes, cortex entorhinal

Une atrophie temporale est elle « autorisée »

chez le sujet âgé « normal » ?

Atrophie temporale (GTS ++) mais volume de l’hippocampe respecté (1)

Si diminution du volume de l’hippocampe: troubles cognitifs mineurs (2)

Attention : grande variabilité individuelle (3)

1. Sullivan EV et al. Neurobiol Aging 1995;16

2. Mungas D et al. Neurology. 2005;23

3. Lupien SJ et al. Neuroimage 2007;15 Sujets de 20 ans (3)


• Atrophie du sujet dément > atrophie sujet sain

• Grande variabilité individuelle

• Pas de limite individuelle entre normal et pathologique

• Pas de lien entre volume et fonction !!!

Sur l’imagerie, puis-je dire: « atrophie normale

(ou pathologique) pour l’âge » ?

Coffey CE et al. Relation of education to brain size in normal aging. Implication for the reserve hypothesis.

Neurology 1999

Wittelson SF et Al. Intelligence and brain size in 100 postmortem brains: sex, lateralization and age factors.

Brain 2006

•Homogénéité de l’atrophie entre

- SB et SG

- les lobes

•Peu d’atrophie temporale


Dilatation des espaces

périvasculaires de Virchow Robin


• Extension des espaces sous-arachnoïdiens

• Signal identique à celui du LCS

• Hypersignal en T2, hyposignal FLAIR

• Sans couronne en hypersignal (≠ lacune)

R Virchow député à 81 ans

G Salamon, 1971

Kwee RM et al. Radiographics 2007

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/80/Rudolf_Virchow.jpg

Découverte fortuite (2% de la population)

Incidence augmente avec l’âge

Corrélation aux troubles cognitifs ?


Conséquences cliniques d’une dilatation des EVR ?

MacLullich AMJ et al. JNNP. 2004

Espace de Virchow

Lacune

1. Fazekas F. MRI signal abnormalities in asymptomatic individuals: Their incidence and functional correlates.

Eur Neurol. 1989

2. Hachinski vc et al. Leuko-araiosis : An Ancient Term for a New Problem. Can. J. Neurol. Sci 1986

Anomalies de la substance blanche

• 11% à 40 ans, 90% à 80 ans… sans fatalité! (1)

• Leucoaraïose (« raréfaction du blanc ») (2)

Hypodensités / hypersignaux en T2/FLAIR de la SB



Anomalies périventriculaires

• périfrontales

• en bandes

• inconstantes

• peu évolutives

• « normales » ≥ 40ans Perte de cellules

épendymaires

Augmentation de la

concentration

périventriculaire de LCS

Fazekas F et al. Neurology 1993;43

Garde E et al. Lancet 2000; 356



Anomalies confluentes

• périventriculaires

• couronne rayonnante

• croissantes

• infarctus de la SB

• facteurs de risque vasculaire

Fazekas F et al. Neurology 1993;43

Takao M et al. J Neurol Sci 1999; 167

Schmidt R et al. Lancet 2003; 361


Hypothèse artérielle (1)

Hypothèse veineuse (2)


1. Moody DM et al. Clin Neuropathol 1990, 37

2. Moody DM et al. Radiology 1995, 194

Collagénose périveineuse

Tortuosité artérielle


Anomalies de la substance blanche:

comment les quantifier ?

Nombreuses classifications, contradictoires (1)

Analyse visuelle / volumétrique (2)

1. Brant-Zawadzki et al. (AJNR 1985), Fazekas et al (AJR 1987), Wahlund et al. (stroke 2001),

Mäntylä R et al. (stroke 1997) etc..

2. van den Heuvela et al. AJNR 2006


classification de Fazekas Fazekas F et al. AJNR 1987

Périventriculaire

« PVH »

Profonde

« DWMH »

Sous-corticale

0 : Absent

1 : Cornes

2 : Halo

3 : Irrégulières, extensives

0 : Absent

1 : Points focaux

2 : Confluence débutante

3 : Large confluence

0 : Absent

1 : Punctiforme

2 : Points multiples

3 : Diffus

VASCULAIRE : « DWMH » ≥ 2 ou Sous-corticale ≥ 2

NON VASCULAIRE : « DWMH » < 2 et Sous-corticale < 2

FLAIR

Kappeler et al. Stroke. 2003. Pantoni et al. Stroke. 2002


échelle de Fazekas modifiée

Cottier et al. Geriatr Psychol Neuropsychiatr Vieil. 2011

• Lésions minimes (Grade 1) (A) : lésions solitaires < 10 mm et/ou

lésions groupées < 20 mm de diamètre

• Lésions modérées (Grade 2) (B) : lésions solitaires de 10 à 20 mm, et

aires hyperintenses reliées par des «ponts» < 20 mm de diamètre

• Lésions sévères (Grade 3) (C) : lésions solitaires et aires confluentes

hyperintenses > 20 mm de diamètre

• « habituels, banals… » mais marqueur de risque :

- de démence vasculaire

- d’accident ischémique

- d’hémorragie intracrânienne

• Et aussi – Troubles de la marche, troubles urinaires

– Troubles de l’élocution, cognitifs

– Syndrome dépressif

– Facteur prédictif de la mortalité

Implications cliniques

Barkhof F et al. Cerebrovasc Dis 2002;13

Kuller LH et al. Stroke. 2004;35

reteler MM et al.Neurology 1994; 44

Camicioli R et al. J Am Geriatr Soc 1999; 47

Longstreth WT et al. Stroke 1996; 27

Schmidt R et al. Neurology 1993; 43

Thomas AJ et al.J Affect Disord 2004; 79

« HS de la SB incitant au contrôle

des facteurs de risque

cardiovasculaires »

Conclusion du compte-rendu :

• Définition

– Zones hypointenses de 2-5 mm

– Séquence en écho de gradient

– Séquences 3D > 2D à TE long

• Hémosidérine au contact de µvx rompus

• Siège :

- lacunes (NGC, tronc, cervelet)

- lobaire sous-cortical

Sujet âgé et microsaignements

C Cordonnier et al. Brain. 2007;24

MW Vernooij et al. Radiology. 2008

• Fréquence

Lien avec HTA pour la topographie profonde

MW Vernooij et al. Prevalence and risk factors of cerebral microbleeds

Neurology, 2008; 70


Un microsaignement est asymptomatique…

Theo JTH et al. Can cerebral microbleeds cause an acute stroke syndrome? Neurol Clin Pract 2011;1;75

69 ans, vertige transitoire 78 ans, paresthésies brachiofaciale G

Augmentation du risque de

- HC spontané (profond et lobaire)

- Transformation hémorragique d’AVC

- HC sous antiagrégants, anticoagulants

Nighoghossian N et al. Stroke. 2002;33

Kidwell CS et al. Stroke. 2002; 33

Senior K. Lancet. 2002;359

* Rothwell PM et al. Stroke. 2004 Avril 2006 Mai 2007

« Candidates for new antithrombotic trials should be screened

for bleeds before randomization ! »*


« Microsaignements chroniques

cérébraux (nombre, site) incitant à

la réalisation d’un bilan tensionnel »


Augmentation de la teneur en fer

Pallidum

Noyaux rouges

Locus niger pr

Noyaux dentelés

Putamen: au-delà de 80 ans

À partir de

25 ans

28a 29a

85a

Modification des noyaux gris centraux


Calcifications

Pointe des pallidums

Fréquentes, sans caractère pathologique

Modification des noyaux gris centraux


Non pathologiques par elle-mêmes

Leur fréquence augmente avec l’âge et les FDR

cardiovasculaires (diabète +++, HTA, hypercholestérolémie)

Calcifications des artères cérébrales


Dolichoectasie = Dysplasie

Histologie

amincissement de la paroi

• raréfaction de la limitante élastique interne

• transformation fibreuse de la média

athérosclérose éventuellement ajoutée

[formes acquises : iatrogènes, post-dissection,…]

Dysplasie des artères cérébrales


Mégadolicho tronc basilaire

Les artères peuvent devenir ectasiques et sinueuses

= méga dolicho

Risque de thrombose

Compression de paires crâniennes


Dysplasie des artères cérébrales


• Atrophie cérébrale = volume T1

• Dilatation des espaces de Virchow et Robin = volume T1

• Modifications de la substance blanche = FLAIR et

diffusion

• Microsaignements intra parenchymateux = T2*



Quel est l’apport de

l’imagerie dans le bilan

de troubles cognitifs ?

• 1997 « Coûteux et futile ? » George AE et al. AJNR 1997

• 2007 « Au-delà de l’exclusion » Scheltens F et al. Lancet Neurology

- éliminer une cause somatique

- apporter des arguments pour une cause vasculaire, dégénérative

- identification des patients à risque de développer une DTA

Faut-il explorer une démence en imagerie ?

1. Sujet âgé – déclin cognitif

• « Une imagerie cérébrale systématique est recommandée pour toute démence d’apparition récente. Le but de cet examen est de ne pas méconnaître l’existence d’une autre cause de démence (processus expansif intra-crânien, hydrocéphalie à pression normale, lésions d’origine vasculaire…) »

• « Cet examen sera au mieux une IRM, à défaut une tomodensitométrie cérébrale en fonction de l’accessibilité à ces techniques… »

Recommandantions 2000 HAS

Guide des bonnes pratiques radiologiques SFR/SFBM, directive Euratom 97/43

Quelle modalité d’imagerie ?

Démence: apport du scanner

Démarche « négative »

Diagnostic d’une cause « curable » ~7%

possible :

- quantification de l’atrophie

- signes de démence vasculaire

Farina E et al. Observations on dementias with possible reversible symptoms. Aging 1999; 11

Foster GR et al. The use of CT scanning in dementia: a systematic review. Int J Techn Assess Health Care 1999; 15

Chui H et al. Evaluation of dementia: a systematic study of the usefulness of the AAN pratice parameters. Neurology 1997; 49


Démences « curables »: ~7% des cas

Arnold SE. Med Clin North Am 1993;77

psychiatriques, métaboliques, toxiques

« chirurgicales » Causes


Démences « curables »: tumeurs d’évolution lente

Taphoorn MJB et al. Lancet Neurol 2004


Démences « curables »: tumeurs infiltrantes

Taphoorn MJB et al. Lancet Neurol 2004

Lymphome

Gliomatose cérébrale

Post-radique


Quels sont les signes en

imagerie en faveur d’une

démence vasculaire ?

Démarche « positive »


4 échelles diagnostiques existent, discordantes

– DSM-IV (Diagnostic and Stat Manual of Mental Disorders)

– ADDTC (Alzheimer Disease Diagnostic and Treatment Centers)

– ICD-10 (International Classification of Diseases)

– NINDS-AIREN (National Institute of Neurological Disorders and Stroke /

Association Internationale pour la recherche et l’enseignement en

neurosciences)

Wetterling et al. Stroke 1996; 27

Lopez et al. Neurology. 2005;10

W. M. van der Flier et al. Neurology 2005;65

Démences vasculaires

х4

х2

х2

1


• Importance de l’imagerie dans la définition

• Définition – Démence

– Maladie cérébro-vasculaire clinique, visible en imagerie

– Topographie, sévérité

– Lien entre les 2 :

AVC puis démence dans les 3 mois

début brutal des troubles cognitifs

déficits cognitifs par pallier


Critères du NINDS-AIREN Neurology 1993;43:250-60



Intérêt de réaliser une séquence de diffusion

Découverte d’AVC récents asymptomatiques

Visualiser / éliminer un AVC au sein d’un hypersignal

Choi SH et al. Neurology 2000; 54

?


Topographie des AVC et démence vasculaire

AVC dans le territoire d’artères de gros calibre :

- ACA bilatéral

- ACP : thalamique, temporal inféromédian

- ACM : temporo-pariétal, temporo-occipital, gyrus angulaire

- Jonctionel : frontal supérieur, pariéto-occipital, sylvien sup. / profond

Microangiopathie:

- ≥ 2 lacunes des ganglions de la base ou de la couronne rayonnante

- lacunes bi-thalamiques

Guermazi A et al. Neuroradiology 2007; 49

Sévérité des lésions et démence vasculaire

AVC dans le territoire d’artères de gros calibre de l’hémisphère dominant

AVC dans le territoire d’artères de gros calibre bilatéraux

Leucoencéphalopathie > 25% de la substance blanche

Guermazi A et al. Neuroradiology, 2007;49


« L’absence de leucoaraïose étendue (FLAIR) ou d’infarctus

(Diffusion) permet d’écarter une contribution vasculaire au

tableau clinique »


Van Straaten et al. Operational Definitions for the NINDS-AIREN Criteria Stroke 2003; 34 : 1907


« Arguments IRM en faveur / défaveur

d’une origine vasculaire aux troubles

cognitifs »



Quels sont les signes, en imagerie, évocateurs de

démence de type Alzheimer ?

Démarche « positive »


Démence de type Alzheimer: enjeux

• 400 000 en 1993, 850 000 en 2007, 250 000 de plus / an

• Tests neuropsychologiques : sensibles mais tardifs

• Traitements : à débuter le plus tôt possible

• Comment faire le diagnostic positif précocement ?

- (in)formation des professionnels

- consultation mémoire

- imagerie ?


Plusieurs populations étudiées

Démence de type Alzheimer (DTA)

– Troubles cognitifs évolués

MCI ou Mild Cognitive Impairment

– Troubles cognitifs discrets

– Risque d’évolution vers une DTA : 10-30%/an (1)

– La cible thérapeutique

Sujet sain ≥ 65 ans

– Les « témoins »

– Risque d’évolution en DTA croissant avec l’âge

1. Petersen RC et al. Arch Neurol. 2001;58


1

1 1

mémoire

Langage

Progression des lésions

Delacourte A et al. Neurology 2000;52

Définition anatomopathologique : plaques séniles + dégénérescence neurofibrillaire

Analyser hippocampes et

cortex entorhinal


Analyse des régions temporales

médiales

• Plan Axial

• Plan Sagittal

Atrophie cérébrale globale

à prédominance temporale médiale

Comment l’évaluer ?

Analyse visuelle = l’individu

– Utilisable en routine

– Méthode subjective (difficile dans les formes débutantes)

Analyse quantitative = la population

– Mesures linéaires

– Volumétrie, morphométrie (région d’intérêt)

– Développement de logiciels automatisés


Méthodes quantitatives

1. Laakso M et al. AJNR 1995;16

2. Saka E et al. Arch Gerontol Geriatr. 2007;44

3. Frisoni GB et al. AJNR. 2002; 23

Mesures linéaires inter uncus (1,2)

Sensibilité : 88%

Spécificité : 96% 28.3 mm DTA / MCI

Mesures linéaires corne temporale (3)

Sensibilité : 93%

Spécificité : 97%

Concordance > 94%

>5.3 mm DTA / sain


• segmentation automatique de l’encéphale (1)

1. Tanabe JL et al. AJNR 1997; 13

2. Jack CR et al. Neurology 1992;42

3. Karas GB et al. Neuroimage 2002; 18

Méthodes quantitatives

Mesures volumétriques

• segmentation automatique de l’hippocampe (2)

• morphométrie voxel par voxel (3)

Distinction:

(1) (2)

(3)

• DTA (40%)/ MCI (15%)/ témoin

Corne

Temporale

Hippocampe

Cortex

entorhinal

Scheltens P et al. J Neurol 1995; 242

Wahlund LO et al. JNNP 2000; 69

Wahlund LO et al. Psych Resarch 1999; 13

Grade 1

Sensibilité : 95%

Spécificité : 96%

DTA / sain

Méthodes visuelles

Grade 4

Grade 2

Grade 3

1

21

Evaluation subjective : Echelle de Scheltens

IRM et maladie d’Alzheimer

Évaluation de l’atrophie hippocampique

Dynamique de l’atrophie Distinction :

- DTA (6%)/ MCI (2%) / témoin (1, 2)

- patients sains / évoluant vers une DTA (3,4)

1. Mungas et al. Neurology 2005; 23

2. Rusinek et al. Radiology 2003; 229

3.Fox et al. Lancet 1999;353

4.Jack et al. Neurology 1998;51

IRM Initiale 1 an 2 ans

Deuxième IRM ?


Démences fronto-temporales (DFT)

• DFT comportementale

• Atrophie corticale focale

- aphasie primaire progressive

- démence sémantique

• Importance de la distinction avec DTA

• En imagerie

- atrophie fronto-temporale

- respect des hippocampes

Whitwell JL et al. Top Magn Reson Imaging 2005; 16

Démence sémantique Démence fronto-temporale Démence sémantique Démence fronto-temporale

S Lehericy, La Salpétrière

• 15% des démences

• Triade clinique

signes parkinsoniens + hallucinations visuelles + fluctuations

• Importance de la distinction avec DTA

• En imagerie

- absence d’atrophie temporale médiale

Maladie à corps de Lewy

Walker Z et al. Lancet. 1999 Aug 21

O'Brien JT et al. Arch Neurol 2004; 61

- DatScan (SPECT – transporteur de la dopamine)

Témoin Alzheimer Corps de Lewy

Ce que le radiologue ne devrait pas dire à un

patient suspect de démence

Dr. Marie Sarazin

IM2A, Département de Neurologie, APHP

Inserm UMRS 975, CR-ICM

Hôpital de la Salpêtrière, Paris

JFR 2011

Ce que j’attends du radiologue

Rechercher ce qui n’est pas neurodégénératif

Identifier un pattern topographique d’atrophie

Rechercher ischémie / lacunes / microbleeds

Le dg de Maladie d’Alzheimer !

Ce que je n’attends pas du radiologue

T1 volumique

T2 (coupes frontales hippocampes)

FLAIR (coupes axiales)

Diffusion (coupes axiales)

T2* (coupes axiales)

Atrophie

Pathologie de la SB

AVC ancien

Microsaignements

Déclin cognitif : protocole IRM

AVC récent Τ

Déclin

cognitif

Traitement

Imputabilité ?

+

Les « 4 diagnostics »

cause traitable

démence vasculaire

démence dégénérative

vieillissement cérébral

« normal »

+

Prise en charge des

facteurs de risque CV

+

Filière de soin

adaptée -

Vieillissement

cérébral normal

Cause

traitable

FLAIR

Démence

vasculaire

-

FLAIR, diffusion, T2*

Démence dégénérative

+ et -

3DT1

coroT2

IRM > CT

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