imagerie du cerveau du sujet âgé aspect normal … · •hypersignal en t2, hyposignal flair ......
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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
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 ».
1. Sujet âgé – aspect normal
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
1. Sujet âgé – aspect normal
- cortex préfrontal
- gyrus cingulaire antérieur
- lobule pariétal inférieur
- précuneus
- gyrus temporal supérieur
Processus attentionnels
1. Sujet âgé – aspect normal
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
1. Sujet âgé – aspect normal
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)
1. Sujet âgé – aspect normal
• 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
1. Sujet âgé – aspect normal
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
Dilatation des espaces
périvasculaires de Virchow Robin
Vieillissement cérébral « normal »
• 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
Découverte fortuite (2% de la population)
Incidence augmente avec l’âge
Corrélation aux troubles cognitifs ?
Vieillissement cérébral « normal »
Conséquences cliniques d’une dilatation des EVR ?
MacLullich AMJ et al. JNNP. 2004
Espace de Virchow
Lacune
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
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
1. Sujet âgé – aspect normal
Anomalies de la substance blanche
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
1. Sujet âgé – aspect normal
Anomalies de la substance blanche
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
1. Sujet âgé – aspect normal
Hypothèse artérielle (1)
Hypothèse veineuse (2)
Anomalies de la substance blanche
1. Moody DM et al. Clin Neuropathol 1990, 37
2. Moody DM et al. Radiology 1995, 194
Collagénose périveineuse
Tortuosité artérielle
1. Sujet âgé – aspect normal
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
Anomalies de la substance blanche:
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
Anomalies de la substance blanche:
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 :
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
• 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
Sujet âgé et microsaignements
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 ! »*
Sujet âgé et microsaignements
« Microsaignements chroniques
cérébraux (nombre, site) incitant à
la réalisation d’un bilan tensionnel »
Conclusion du compte-rendu :
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
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
Vieillissement cérébral « normal »
Calcifications
Pointe des pallidums
Fréquentes, sans caractère pathologique
Modification des noyaux gris centraux
Vieillissement cérébral « normal »
Non pathologiques par elle-mêmes
Leur fréquence augmente avec l’âge et les FDR
cardiovasculaires (diabète +++, HTA, hypercholestérolémie)
Calcifications des artères cérébrales
Vieillissement cérébral « normal »
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
Vieillissement cérébral « normal »
Mégadolicho tronc basilaire
Les artères peuvent devenir ectasiques et sinueuses
= méga dolicho
Risque de thrombose
Compression de paires crâniennes
Vieillissement cérébral « normal »
Dysplasie des artères cérébrales
Le vieillissement cérébral « normal »
• 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*
• Modification de la distribution en fer et de la charge
calcique des noyaux gris centraux
• 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
1. Sujet âgé – déclin cognitif
Démences « curables »: ~7% des cas
Arnold SE. Med Clin North Am 1993;77
psychiatriques, métaboliques, toxiques
« chirurgicales » Causes
1. Sujet âgé – déclin cognitif
Démences « curables »: tumeurs d’évolution lente
Taphoorn MJB et al. Lancet Neurol 2004
1. Sujet âgé – déclin cognitif
Démences « curables »: tumeurs infiltrantes
Taphoorn MJB et al. Lancet Neurol 2004
Lymphome
Gliomatose cérébrale
Post-radique
1. Sujet âgé – déclin cognitif
Quels sont les signes en
imagerie en faveur d’une
démence vasculaire ?
Démarche « positive »
1. Sujet âgé – déclin cognitif
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
1. Sujet âgé – déclin cognitif
• 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
Démences vasculaires
Critères du NINDS-AIREN Neurology 1993;43:250-60
1. Sujet âgé – déclin cognitif
Démences vasculaires
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
?
1. Sujet âgé – déclin cognitif
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
1. Sujet âgé – déclin cognitif
« L’absence de leucoaraïose étendue (FLAIR) ou d’infarctus
(Diffusion) permet d’écarter une contribution vasculaire au
tableau clinique »
Démences vasculaires
Van Straaten et al. Operational Definitions for the NINDS-AIREN Criteria Stroke 2003; 34 : 1907
1. Sujet âgé – déclin cognitif
« Arguments IRM en faveur / défaveur
d’une origine vasculaire aux troubles
cognitifs »
Conclusion du compte-rendu :
1. Sujet âgé – déclin cognitif
Quels sont les signes, en imagerie, évocateurs de
démence de type Alzheimer ?
Démarche « positive »
1. Sujet âgé – déclin cognitif
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 ?
1. Sujet âgé – déclin cognitif
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. Sujet âgé – déclin cognitif
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
1. Sujet âgé – déclin cognitif
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
1. Sujet âgé – déclin cognitif
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
1. Sujet âgé – déclin cognitif
• 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 ?
1. Sujet âgé – déclin cognitif
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
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