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Monographies du Groupe de Recherche sur la Maladie d’Alzheimer
Images et démence
B.F. Michel, F. Verdureau, B. Dubois, eds.
Solal, éditeur, Marseille - 2006
IMAGERIE PAR RESONANCE
MAGNÉTIQUE DU MCI
INTRODUCTION
Poser la question de l’imagerie par résonance magnétique (IRM) du « Mild Cognitive Impairment » (MCI), revient à poser celle de la recherche d’un pré-dicteur d’évolution ou bien d’un marqueur de conversion des troubles cognitifsmineurs vers une éventuelle démence d’Alzheimer (DA).
Ce marqueur doit être capable de différencier ce qui relèverait d’un déclin cognitif normal ou d’une altération de la mémoire liés à l’âge, de ce qui relève-
rait d’une démence d’Alzheimer à son début. La question générale ainsi posée
est donc celle de la recherche du meilleur marqueur d’imagerie, de biologie ou
d’électrophysiologie qui permettrait d’arriver à cette difficile différenciation
(figure 1).
Avant d’aborder en détail l’intérêt de l’IRM dans la solution éventuelle de ce problème, il est nécessaire de préciser quelles sont les qualités souhai-tables d’une technique d’imagerie pour diagnostiquer la conversion du MCIen DA.
Une telle imagerie peut être anatomique, et/ou neurochimique et/ou fonc- tionnelle. Cette technique d’imagerie doit être robuste et fiable, suffisammentrépandue en dehors des zones dites d’excellence, c’est-à-dire en fait desgrands centres universitaires. Elle doit pouvoir être réalisée de manièreconventionnelle, en routine, dans les villes de taille moyenne, compte-tenu de 1. Service de Neurophysiologie Clinique, hôpital de la Conception, Marseille et Institut des Neurosciences Cognitives de la Méditerranée (UMR-CNRS 6193).
Chercheur associé au Centre d’Epistémologie et d’Ergologie Comparatives (UMR-CNRS 6059). Adresse électronique : jvion-dury@ap-hm.fr Figure 1 : Schéma montrant la problématique du diagnostic du MCI et la confusion pos-
sible avec le déclin cognitif lié à l’âge avec ou sans altération fonctionnelle de la
mémoire.
la population atteinte par ce genre de troubles. Elle doit pouvoir être répétée,ce qui suggère qu’elle doit bénéficier d’une réelle innocuité.
La technique d’imagerie qui répond le mieux à ces critères, est incontesta- blement l’imagerie par résonance magnétique, plutôt que la tomodensitométrie(scanner X), malgré les nouvelles fonctionnalités implantées sur les scan-ners X.
L’imagerie par résonance magnétique regroupe une constellation de méthodes, permettant d’aborder le diagnostic en neurologie de manière radi-calement différente. Il s’agit de : 1. l’IRM anatomique, conventionnelle, bien connue des cliniciens, avec son cortège de séquences, pondérées en T1, T2, ou FLAIR, avec ou sansinjection de gadolinium et désormais, avec ou sans angiographie parrésonance magnétique (ARM). Cette IRM anatomique fait désormais par-tie de la routine diagnostique.
2. l’IRM de diffusion et/ou de perfusion qui est actuellement en routine cli- nique dans les centres les plus avancés.
3. l’ensemble des méthodes de neurospectroscopie, qui correspondent à une technique d’« IRM métabolique ». La neurospectroscopie est, pourl’instant, réservée aux centres dit d’excellence.
4. l’IRM fonctionnelle d’activation par contraste BOLD. Cette méthode, bien répandue dans le domaine de la recherche, n’a cependant que des appli-cations cliniques très limitées, essentiellement dans la visualisation del’aire motrice pour la chirurgie des tumeurs cérébrales.
5. la tractographie par IRM du tenseur de diffusion, très récente, permet de mettre en évidence les faisceaux de la substance blanche. Cette IRMreste encore du domaine de la recherche mais est actuellement en pleindéveloppement.
UTILISATION DE L’IRM ANATOMIQUE (STRUCTURALE)
COMME MARQUEUR DE CONVERSION DU MCI
L’IRM anatomique a été proposée dans de très nombreuses publications comme un outil particulièrement intéressant pour l’étude de la conversion duMC en DA (Chetelat et Baron, 2003 ; Kantarci et al., 2003b). Dans ce cadre pré-cis, l’IRM anatomique (structurale) privilégie la détection de l’atrophie du sys-tème limbique et plus particulièrement des structures du lobe temporal, en sefondant sur les données de la neuropathologie qui soulignent que l’atrophie hip-pocampique est au centre de la problématique des premier troubles mnésiquesdans la DA.
Mais avant toute chose, l’IRM structurale permet d’abord d’éliminer d’autres causes de dégradation cognitive chez un sujet vieillissant, comme une tumeur,une leucopathie vasculaire ou une encéphalopathie toxique. Ceci n’est passans intérêt dès lors que l’on peut voir des populations de patients VIH positifs,dans la même tranche d’âge que des patients MCI, avec des troubles mné-siques et attentionnels qui n’ont rien à voir avec la DA. Dans le MCI, l’IRM visela qualification ou bien la quantification de l’atrophie avec plusieurs approches :l’inspection visuelle, la mesure de taille ou surface d’une structure cérébrale, lamesure du volume de cette même structure.
IRM STRUCTURALE : INSPECTION VISUELLE
L’inspection visuelle est une méthode binaire, évoluant entre deux conclu- sions : atrophique ou non atrophique. De Leon et coll., en 1993, ont proposé laclassification suivante : 0 = pas d’atrophie hippocampique ; 1 = atrophie discu-table, 2 = atrophie légère ; 3 = atrophie modérée. Cette méthode qualitative(semi-quantitative) est le plus souvent simple, accessible, mais sa reproducti-bilité reste discutable. Elle nécessite une IRM standard, avec des coupes per-pendiculaires à l’axe longitudinal de l’hippocampe. Son inconvénient majeur estde ne pas permettre de statistiques évoluées, ce qui fait qu’elle est finalementpeu utilisable dans des protocoles de recherche clinique ou thérapeutique.
IRM STRUCTURALE : CALCUL DES LONGUEURS ET SURFACES
Cette application de l’IRM structurale utilise les outils qui sont le plus géné- ralement présents dans les logiciels d’analyse d’images fournis chez lesconstructeurs d’IRM. Essentiellement, il s’agit d’outils permettant de définir desrégions d’intérêt, en entourant des lésions ou des structures et d’en faire desmesures élémentaires : périmètre, surface, nombre de pixels, longueurs,angles. Par exemple, ont été étudiées de la sorte la largeur minimale du lobe temporal interne, la mesure de l’atrophie hippocampique (HP) ou du cortexentorrhinal. Ces deux dernières mesures semblent être de bons prédicteurs dela conversion (prédiction supérieure à 90 %) (pour revue cf. Chetelat et Baron,2003).
IRM STRUCTURALE : VOLUMETRIE
Les méthodes de volumétrie sont de plus en plus performantes et permet- tent une approche quantitative fiable. Leur inconvénient est d’être incomplète-ment automatisées et de demander le plus souvent un contrôle visuel, surtoutdans le cas des structures complexes comme les structures limbiques. Les logi-ciels qui les permettent sont complexes et d’utilisation longue et fastidieuse.
C’est dire qu’elles requièrent un personnel souvent très qualifié et spécifique,et qu’elles sont inutilisables en routine clinique par le manipulateur de radiolo-gie. Le plus souvent, il est nécessaire de normaliser ces mesures avec levolume cérébral (Wolff et al., 2004).
IRM STRUCTURALE : RESULTATS DES ETUDES MORPHOMETRIQUES
L’étude de la littérature souligne les difficultés dues d’une part à la multipli- cité des classements diagnostiques du MCI et, d’autre part, à la multiplicité desméthodes d’analyse utilisées en IRM. Ce qui semble cependant différencier lespatients âgés des patients atteints de MCI est la diminution du volume du cor-tex entorhinal (Du et al., 2001, 2004 ; Kantarci et al., 2003b ; De Toledo-Morellet al., 2004 ; Pennanen et al., 2004).
Chez les patients atteints de MCI, l’atrophie est limitée à l’hippocampe et au cortex entorhinal, alors que dans les DA, l’atrophie s’étend au reste du lobetemporal et est diffuse (impliquant le gyrus fusiforme, et le lobe temporal laté-ral) (Chetelat et Baron, 2003).
L’atrophie de l’hippocampe droit semble plus sévère chez les sujets à risques démentiels. Mais surtout, l’atrophie du cortex cingulaire antérieur seraitun marqueur spécifique de la DA, et prédirait la conversion MCI-DA (cf. pourrevue Chetelat et Baron, 2003).
La valeur prédictive de l’atrophie hippocampique pour la conversion vers la DA est modérée. La valeur prédictive de la combinaison de la mesure de laréduction du volume du néo-cortex temporal avec celle de l’atrophie de l’hip-pocampe ou du cortex cingulaire antérieur est meilleure. Enfin, l’atrophie dulobe temporal médial semble aussi un facteur prédictif de la conversion, ainsique l’ont noté Korf et al., 2004.
NEUROSPECTROSCOPIE ET DIAGNOSTIC DU MCI
NEUROSPECTROSCOPIE ET IRM
Ainsi qu’il est indiqué dans la figure 2, un volume de tissu cérébral théo-
rique comprend des molécules d’eau, qui constituent le solvant de tout l’en-semble des métabolites, des lipides, des protéines, des métabolites et enfin, Figure 2 : Différence d’analyse d’un voxel théorique (au centre) réalisée par la spectro-
scopie de résonance magnétique (à droite) et l’IRM (à gauche). Gd = gadolinium.
des substances ioniques diamagnétiques, paramagnétiques ou ferromagné-tiques.
Au cours de l’imagerie par résonance magnétique, on s’intéresse essentiel- lement aux protons, soit de l’eau libre, soit de l’eau située à proximité des pro-téines. Eventuellement, on pourra réaliser l’image des protons des lipides, maisles protons des acides aminés des protéines ne génèrent pas de signal spéci-fique. Les protons des métabolites sont ici trop peu concentrés pour participersignificativement au signal qui constituera l’image.
Les séquences réalisent donc, en IRM, une cartographie d’un paramètre physico-chimique (diffusion, mobilité, température, etc.) caractéristique d’untype de molécules d’eau. On peut ajouter des ions paramagnétiques exogènes(gadolinium) sous une forme chélatée, qui modifient considérablement lestemps de relaxation des molécules d’eau et augmentent ainsi le contraste entreles zones qui ont été en contact avec ces ions paramagnétiques et celles quine l’ont pas été. L’ensemble constitue une image, le plus souvent organisée enniveaux de gris.
A l’inverse, la spectroscopie de résonance magnétique (SRM) ne s’intéresse en aucune manière aux protons de l’eau, pas plus qu’à ceux des lipides ou desprotéines. Les seuls protons qui sont analysés par spectroscopie sont les pro-tons des métabolites en solution dans le sol-gel cellulaire et qui sont mis en évi-dence par une séquence spéciale, en l’absence de tout ion paramagnétiqueexogène. Le résultat obtenu est un spectre formé des résonances de molécules qui sont détectables dans les cellules du cerveau (pour revue, cf. Vion-Dury,2000) La spectroscopie monovoxel s’effectue au cours d’une IRM, comme une séquence d’imagerie, après le choix d’un seul volume d’intérêt (d’où le nom
monovoxel) dont la position est déterminée sur les images de repérage et d’où
la séquence de spectroscopie permet l’enregistrement d’un spectre. Ce spectre
est formé des signaux des protons appartenant à des groupements chimiques
d’un certain nombre de métabolites cérébraux, ainsi qu’il est indiqué dans la
figure 3. Selon le temps d’écho, la morphologie des spectres variera. Les
métabolites enregistrés sont le N-Acétyl-Aspartate (NAA, marqueur neuronal) ;
les métabolites contenant de la choline (Cho : Choline, membranes et macro-
phages) ; la créatine et phosphocréatine (Cr-PCr ; réserve énergétique) ; le
myo-Inositol (Ins, osmolyte glial) ; et des acides aminés comme le glutamate et
la glutamine (Glx). La taurine peut également être détectée ainsi que le lactate
et les lipides intracérébraux (groupements CH2 et CH3). Ces lipides intracéré-
braux ne proviennent pas d’adipocytes sous-cutanés mais des membranes descellules nerveuses. Les résultats sont le plus souvent donnés sous forme derapports de métabolites (pour revue cf. Vion-Dury, 2000).
Une autre méthode de SRM est l’imagerie spectroscopique (ISRM), combi- naison des méthodes d’imagerie et de spectroscopie. A la suite d’une IRM dia-gnostique conventionnelle, on choisit un niveau de coupe analysable sur le cer-veau puis dans cette coupe une « boîte » dans laquelle les spins des protonsentreront en résonance. On réalise dans ce plan de coupe un double codagede phase qui délimite des volumes d’intérêt spectroscopique desquels provien-dront des spectres de l’image spectroscopique. Chaque volume d’intérêt spec-troscopique découpé par le double codage de phase sera à l’origine d’unspectre. La transformation tri-dimensionnelle de l’information recueillie permetde réaliser une carte de spectre, ou bien une carte de chacun des métabolitesdu spectre. Cette méthode est de manipulation relativement délicate, notam-ment pour ce qui concerne le traitement des très nombreux spectres obtenus.
En revanche, elle a pour avantage de permettre une analyse des très nom-breuses structures cérébrales dans le même temps, que ce soit au niveaud’une zone pathologique (zone tumorale), ou au niveau d’une structure céré-brale plus petite comme l’hippocampe ou le système limbique. Comme pour laspectroscopie monovoxel, les résultats sont donnés sous la forme de rapportsde métabolites ou de surface des raies du spectres, et l’on peut obtenir descartes de ces rapport de métabolites ou du signal de chaque métabolite danschaque voxel.
SPECTROSCOPIE ET SOUFFRANCE CEREBRALE
La spectroscopie est une méthode qui permet d’évaluer un certain mode de souffrance cérébrale, la souffrance métabolique.
La notion de souffrance cérébrale recouvre en fait largement celle d’encé- phalopathie au sens étymologique du terme, c’est-à-dire de la souffrance de ce Figure 3 : Spectres obtenus en SRM à partir du volume surligné en vert (SRM mono-
voxel) à temps d’écho long et temps d’écho court. Voir les explications dans le texte.
qui est dans la tête. Cette notion développée en électrophysiologie, est carac-térisée par un ralentissement diffus des activités électriques cérébrales et, leplus souvent, par la présence d’une altération cognitive associée (Vion-Dury etal., 1999b). Les encéphalopathies métaboliques, par exemple hépatiques, sontemblématiques de la notion d’encéphalopathie. La souffrance métabolique peutêtre appréciée par la spectroscopie cérébrale monovoxel, dans la mesure oùon peut considérer qu’une altération métabolique est le plus souvent diffuse.
Une caractéristique de la souffrance cérébrale ou de l’encéphalopathie est que,sous certaines conditions, elle est réversible, ainsi que l’on peut le voir parexemple, après les dérivations portales dans l’encéphalopathie hépatique. Ceconcept de souffrance cérébrale réversible nous paraît central dans l’utilisationque l’on peut faire de la spectroscopie.
En effet, on doit noter qu’en IRM, ce qui forme les différences de signal évo- quant les processus pathologiques, ce sont soit des oedèmes soit des proces-sus de cavitation où les cellules mortes ont laissé la place à du liquide céphalo-rachidien présent dans l’espace inter-cellulaire. Comme on peut le concevoirintuitivement, la cellule cérébrale « souffre avant de mourir » et c’est cette souf-france-là qui peut être appréciée par la spectroscopie. Pour cette raison, il n’estpas étonnant que de très nombreuses études de spectroscopie, mentionnent lefait que l’on puisse avoir des anomalies spectrales détectables, voire sévères,alors que l’IRM est le plus souvent tout à fait normale. De la même manière,cette souffrance peut être réversible, parce que l’agent pathogène de cettesouffrance est enlevé ou a régressé, le tissu cérébral continuant d’apparaîtrealors normal en IRM. D’autre part, la possibilité exceptionnelle que donne laspectroscopie, de détecter à la fois un marqueur de neurones et un marqueurde cellules gliales, nous permet de parler à la fois d’une souffrance neuronale, Figure 4 : La SRM peut détecter la souffrance neuronale et/ou gliale avant l’IRM, au
moment des premiers signes cliniques, voire même dans certains cas, avant les signes
cliniques. Pour revue voir Vion-Dury et al., 1999a et b).
et d’une souffrance gliale, ce qui, jusqu’à présent, n’avait pas été à ce jour véri-tablement considéré. La SRM confirme par ailleurs, par cette notion de souf-france gliale, l’ensemble des résultats de la littérature contemporaine qui indi-quent d’une part la très forte inter-dépendance des cellules neuronales etgliales, et d’autre part, l’importance considérable des cellules gliales dans lefonctionnement du cerveau.
La figure 4 illustre cette notion de souffrance cérébrale qui précède et/ou
accompagne la destruction des systèmes cellulaires objectivée par les imagesd’IRM.
NEUROSPECTROSCOPIE, MALADIE D’ALZHEIMER ET MCI
Entre 1994 et 2004, plus de 75 publications ont analysé, par SRM, les modi- fications métaboliques cérébrales des démences d’Alzheimer. Les méthodesutilisées sont à la fois de la spectroscopie monovoxel et de l’imagerie spectro-scopique. Les auteurs retrouvent dans la démence d’Alzheimer, une variationdes marqueurs métaboliques (NAA, inositol, rapport NAA/Inositol, voire cho-line) correctement corrélée au score de démence dans les régions temporales internes, pariéto-occipitales, ou bien encore frontales (Salvan et al., 1997 ;Vion-Dury et al., 1999a ; Parnetti et al., 1997 ; Kantarci et al., 2000 et 2002a ;Catani et al., 2001 ; Block et al., 2002 ; Chao et al., 2005 et cf. pour revue, Rosset Sachdeff, 2004).
Dans les troubles de mémoire liés à l’âge et dans le MCI, on observe éga- lement une décroissance de NAA dans la substance blanche et dans les zonestemporo-pariétales (Parnetti et al., 1996, Bartres-Faz, 2002), en corrélationavec la perte de mémoire. La baisse de NAA dans ces zones (Deicken et al.,1998 ; Adalsteinsson et al., 2000) semble avoir une valeur prédictive dans ledevenir à un an de la détérioration cognitive. La diminution du NAA (observéepar imagerie spectroscopique) a lieu dans le cortex avant la diminution duvolume cérébral (Adalasteinsson et al., 2000). Le travail d’Adalasteinsson etcoll. est particulièrement intéressant parce que, mettant en évidence la diminu-tion du marqueur neuronal un an avant l’apparition de l’atrophie, il souligneainsi la valeur prédictive de la spectroscopie, tout en validant le concept dedétection par SRM de la souffrance cérébrale avant la détection par IRM de lamort neuronale (c’est-à-dire l’apparition de l’atrophie).
Le diagnostic de démence d’Alzheimer (au début) est mieux fait par la com- binaison de la spectroscopie et de l’IRM que par l’une de ces deux méthodesprise isolément. On observe par exemple une diminution de la concentration duNAA en valeur corrigée par rapport à l’atrophie, dans l’hippocampe gauche,chez les patients ayant une démence d’Alzheimer (— 13 % et au bout d’un an,— 24 %). L’association de la mesure du volume de l’hippocampe gauche et dela mesure de la concentration de NAA dans cette zone, permet un diagnosticde 91 % des cas (Dixon et al., 2002). Des résultats similaires sont retrouvés parSchuff et al., 2002. Ils observent une bon classement des démencesd’Alzheimer, versus les contrôles, dans 89 % des cas avec la mesure duvolume de l’hippocampe seul, et une amélioration de cette puissance diagnos-tique à 95 % en combinant la volumétrie et la spectroscopie. Ces dernièresétudes mentionnées, ne traitent pas en détail la différence entre MCI et DTA, etrestent ambiguës de ce point de vue. Seul Kantarci et al., en 2002b et 2003,montrent que la mesure la plus sensible pour différencier le MCI de la démenced’Alzheimer est le rapport NAA/Cr dans le cortex cingulaire postérieur. C’est,selon ces auteurs, la diminution du volume hippocampique qui est le meilleurcritère.
La figure 5 synthétise l’ensemble des résultats de SRM et d’IRM.
L’IRM FONCTIONNELLE PAR CONTRASTE BOLD
L’IRM fonctionnelle par contraste BOLD (« Blood Oxygène Level Dependant contrast ») est basée sur le fait qu’il existe, dans les veines de drainage corti-cales, des modifications de signal qui sont dues à des différences de concen-tration de l’hémoglobine oxygénée selon que la zone est activée ou n’est pasactivée. Ainsi, dans les zones activées, l’augmentation du débit fait en sorteque le rapport hémoglobine oxydée/hémoglobine réduite, augmente. Cette • de l’HIPPOCAMPE• du gyrus fusiforme• de la partie latérale du LT NAA / Cr normal dans LTCho / Cr normal dans LT Figure 5 : Synthèse des résultats des études réalisées en SRM et IRM montrant les
structures et les métabolites altérés lors du passage du vieillissement normal au MCI et
lors du passage du MCI à la DA. (LT = lobe temporal).
augmentation de l’hémoglobine oxydée moins paramagnétique, conduit à uneaugmentation de signal dans la zone activée ou plus exactement à une moindreréduction de signal dans cette zone.
Quelques études ont été réalisées avec ce type d’imagerie fonctionnelle dans le MCI. On observe par exemple dans l’étude de Machulda et al. en 2003,une diminution de l’activation du lobe temporal médial lors de tâches demémoire. Un autre étude (Goekoop et al., 2004) met en évidence le fait que laGalantamine (qui stimule la production cholinergique) augmente le signal (acti-vation) de diverses aires lors des tâches de mémoire épisodique et de travailchez les patients atteints de MCI.
Cependant l’IRM fonctionnelle d’activation à des limites significatives : a) les variations de signal ne concernent que quelques « pour cent » de la valeurtotale du signal et, par conséquent, se situent à la limite de la détection ; b) letraitement des données se fait par seuillage statistique, ce qui fait que l’on peuttrès bien définir de manière assez arbitraire quel est le meilleur seuil possiblepour que l’expérience soit satisfaisante ; c) il existe une précision assez discu-tée des corrélats anatomiques et fonctionnels (1 cm de distance entre la zoneactivée et la zone détectée comme active) (Saad et al., 2003) ; d) il y a de trèsnombreux risques d’artefacts exogènes et de mouvement ; e) les paradigmesde stimulation cognitive qui seraient requis dans le cadre des patients avec MCIsont complexes, et peu réalisables en routine clinique ; f) les acquisitions sontlongues.
Ainsi l’IRMf reste-t-elle une technique de recherche pour l’instant dont les applications au MCI sont très limitées.
IRM : LA TRACTOGRAPHIE
L’imagerie de diffusion des molécules d’eau est utilisée en routine clinique pour étudier certaines lésions aiguës. Dans cette imagerie, on réalise une car-tographie du coefficient apparent de diffusion en utilisant des gradientsintenses et rapides qui modifient la phase des spins nucléaires de l’eau.
L’imagerie du tenseur de diffusion (le tenseur est la matrice du coefficient dediffusion dans les trois plans de l’espace plus les corrélations entre mouve-ments effectués dans deux directions particulières) donne accès au taux rela-tif d’anisotropie et à la fraction d’anisotropie. L’utilisation de six gradientsmagnétiques de direction non colinéaires précise le déplacement préférentiellocal des molécules d’eau contraint par l’organisation cellulaire (la diffusions’effectuant plus facilement dans l’axe de la fibre que perpendiculairement).
Cette imagerie du tenseur de diffusion permet de cartographier l’anisotropiedes fibres du cerveau, c’est-à-dire au bout du compte leur structure spatiale.
Dans la tractographie, plusieurs paramètres sont étudiés : la diffusivitémoyenne, le taux relatif de l’anisotropie, la fraction de l’anisotropie (Habas,2004).
La tractographie du système limbique a été récemment proposée par Powel et al. en 2004 et elle a mis en évidence la connectivité du gyrus para hippo-campique et les liens de celui-ci avec l’hippocampe.
La tractographie IRM peut être utilisée dans le MCI ainsi que le suggèrent Fellgiebell et al. en 2004. Ces auteurs ont montré que les patients avec unsignal présentaient une augmentation de la valeur de la diffusibilité moyennedans les lobes temporaux droit et gauche ainsi que dans la région hippocam-pique gauche par rapport aux contrôles. En revanche, on n’observe pas de dif-férence sur la fraction d’anisotropie. De la même manière les patients avec laDA se différencient des MCI par une augmentation de diffusibilité moyennedans le centre ovale gauche et les deux lobes pariétaux. Il semble que la trac-tographie permette de différencier les MCI des contrôles avec une spécificité de80 %, et une sensibilité de 71 % dans le cadre de cette étude.
CONCLUSION
Si on veut rester simple et pragmatique, les éléments suivants nous sem- 1. l’IRM fonctionnelle et la tractographie sont inutilisables pour le diagnostic 2. les méthodes de volumétrie avec segmentation sont également inutili- sables pour cause de complexité de manipulation dans ce même cadre.
3. la neurospectroscopie est probablement très utile mais sera difficilement disponible pour l’évaluation de larges populations de patients avec MCI (ilse pose un problème de formation et d’intérêt des radiologues, et de dif-férences significatives entre les capacités des appareillages).
4. En routine, l’IRM structurale (inspection visuelle plus mesure de surface) est la solution la plus réaliste avec un schéma décisionnel simple.
Une question demeure : qu’est ce qui, dans le MCI ou la dégradation mné- sique, est d’ordre fonctionnel (dépression, trouble métabolique oudégénératif) ? Ni l’IRM structurale, ni la spectroscopie ne donnent cette infor-mation capitale sur la fonction cérébrale dans l’altération cognitive. Quant àl’IRM fonctionnelle, dont le qualificatif pourrait laisser penser qu’elle puisse êtrel’examen paraclinique de choix, elle est, on l’a vu, disqualifiée en raison de sesinconvénients.
Il nous semble alors intéressant d’associer à l’IRM structurale (et la SRM si elle est possible) une enquête électrophysiologique dont le coût est faible et
l’accessibilité et l’innocuité particulièrement intéressantes (figure 6).
L’électrophysiologie pourrait se décliner sous la forme de l’EEG quantifié avec
une analyse des conséquences de la SLI qui tendent à démasquer des zones
dégénératives (Vion-Dury et al., 2004). Dans ce cadre, des indices d’EEG
quantifié semblent être de bons prédicteurs de la conversion (Jelic et al.,
2000).
Une autre méthode d’électrophysiologie pourrait être l’analyse des poten- tiels évoqués auditifs à latence moyenne donnant un indice de la fonctionnalitédu lobe temporal. On peut aussi mesurer la différence de latence entre la posi-tivité majeure des potentiels évoqués visuels obtenus par stimulation du sys-tème occipito-pariétal (potentiels évoqués flash ; P2) et celle obtenue par sti-mulation du système occipito-temporal (potentiels évoqués damiers ; P100). Ladifférence P2- P100 a été considérée comme marqueur de conversion (Philpolet al., 1990 ; Coburn et al., 2003). Ce marqueur de conversion serait expliquépar le retard de P2 en rapport avec une détérioration cholinergique occipito-pariétale.
En somme, le problème du diagnostic de la conversion du MCI en DA est celui plus général et bien connu, sous le nom de « pente glissante ». C’est unproblème d’ordre épistémologique. Comment en effet mettre en évidence desvariations infinitésimales et fluctuantes d’une structure et de sa fonction pourprédire une évolution pathologique ? Il semble, ainsi que l’on a pu le dire plushaut, que la meilleure possibilité de prédiction passe par l’ajout de paramètresexplorant des aspects différents du même processus dégénératif.
Les progrès dans ce domaine passent également par une meilleure défini- tion du MCI et un consensus dans les études sur les types de patients inclus.
En d’autre termes, le problème, comme souvent, semble plus théorique,conceptuel et épistémologique qu’à proprement parler technique.
Figure 6 : En A : analyse spectrale de l’EEG d’un patient présentant une DA débutante.
On observe l’apparition d’activités delta dans les zones temporales gauches (flèches
rouges) ainsi que l’apparition d’une asymétrie et une anomalie d’organisation des acti-
vités alpha dans les mêmes régions (flèches oranges) lors de la stimulation lumineuse
intermittente (SLI).
En B : potentiels évoqués visuels damiers et flash permettant de mettre en évidence la
différence de latence P2-P100. Son allongement est considéré comme un bon marqueur
de l’apparition d’une démence d’Alzheimer.
REFERENCES
1. ADALSTEINSSON, E., SULLIVAN, E.V., KLEINHANS, N., SPEILMAN, D.M., AND PFEFFERBAUM. (2000). Longitudianl decline of the neuronal markerN-Acetyl Aspartate in Alzheimer disease. Lancet, 355 : 1696-1697.
2. BARTRES-FAZ, D., JUNQUE, C., CLEMENTE, I.C., LOPEZ-ALOMAR, A., BARGALLO, N., MERCADER, J.M., MORAL, P. (2002). Relationship among(1)H-magnetic resonance spectroscopy, brain volumetry and genetic poly-morphisms in humans with memory impairment. Neurosci Lett., 327(3):177-180.
3. BLOCK, W., JESSEN, F., TRABER, F., FLACKE, S., MANKA, C., LAMERICHS, R., KELLER, E., HEUN, R., SCHILD, H. (2002). Regional N-acetylaspartate reduction in the hippocampus detected with fast protonmagnetic resonance spectroscopic imaging in patients with Alzheimerdisease. Arch Neurol., 59(5):828-834.
4. CATANI, M., CHERUBINI, A., HOWARD, R., TARDUCCI, R., PELLICCIOLI, G.P., PICCIRILLI, M., GOBBI, G., SENIN, U., MECOCCI, P. (2001). (1)H-MR spectroscopy differentiates mild cognitive impairment from normal brainaging. Neuroreport., 12(11):2315-2317.
5. CHETELAT, G., BARON, J.C. (2003). Early diagnosis of Alzheimer’s disease : contribution of structural neuroimaging. Neuroimage , 525-541. 6. CHAO, L.L., SCHUFF, N., KRAMER, J.H., DU, A.T., CAPIZZANO, A.A., O’NEILL, J., WOLKOWITZ, O.M., JAGUST, W.J., CHUI, H.C., MILLER, B.L.,YAFFE, K., WEINER, M.W. (2005). Reduced medial temporal lobe N-acety-laspartate in cognitively impaired but nondemented patients. Neurology.,64(2):282-289.
7. COBURN, K.L., ARRUDA, J.E., ESTES, K.M., AMOSS, R.T. (2003).
Diagnostic utility of visual evoked potential changes in Alzheimer’s disease.
J Neuropsychiatry Clin Neurosci., 15(2):175-179.
8. DEICKEN, R.F., ZHOU, L., SCHUFF, N., FEIN, G., WEINER, M.W. (1998).
Hippocampal neuronal dysfunction in schizophrenia as measured by protonmagnetic resonance spectroscopy. Biol Psychiatry., 43(7):483-488.
9. DE LEON, M.J., GOLOMB, J., GEORGE, A.E., CONVIT, A., TARSHISH, C.Y., MCRAE, T., DE SANTI, S., SMITH, G., FERRIS, S.H., NOZ, M., et al.
(1993). The radiologic prediction of Alzheimer disease: the atrophic hippo-campal formation. Am J Neuroradiol., 14(4):897-906.
10. DE TOLEDO-MORELL, L., STOUB, T.R., BULGAKOVA, M., WILSON, R.S., BENNETT, D.A., LEURGANS, S., WUU, J., TURNER, D.A. (2004). MRI-derived entorrhinal volume is a good predictor of conversion from MCI to AD.
Neurobiol aging, 25 : 1197-1203.
11. DIXON, R.M., BRADLEY, K.M., BUDGE, M.M., STYLES, P., SMITH, A.D.
(2002). Longitudinal quantitative proton magnetic resonance spectro-scopy of the hippocampus in Alzheimer’s disease. Brain, 125(Pt 10) :2332-2341.
12. DU, A.T., SCHUFF, N., AMEND, D., LAAKSO, M.P., HSU, Y.Y., JAGUST, W.J., YAFFE, K., KRAMER, J.H., REED, B., NORMAN, D., CHUI, H.C.,WEINER, M.W. (2001). Magnetic resonance imaging of the entorhinal cor-tex and hippocampus in mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease.
J Neurol Neurosurg Psychiatry, 71(4):441-447.
13. DU, A.T., SCHUFF, N., KRAMER, J.H., GANZER, S., ZHU, X.P., JAGUST, W.J., MILLER, B.L., REED, B.R., MUNGAS, D., YAFFE, K., CHUI, H.C.,WEINER, M.W. (2004). Higher atrophy rate of entorhinal cortex than hippo-campus in AD. Neurology., 62(3): 422-427.
14. FELLGIEBEL, A., WILLE, P., MULLER, M.J., WINTERER, G., SCHEURICH, A., VUCUREVIC, G., SCHMILDT, L.G., STOETER, P. (2004).
Ultrastructural hippocampal and white matter alterations in cognitive impair-ment : a diffusion tensor imaging study. Dement Geriatr CognDisord.,18(1):101-108.
15. GOEKOOP, R., ROMBOUTS, S.A.R.B., JONKER, C., HIBBEL, A., KNOL, D.L., TRUYEN, L., BARKHOF, F., SCHELTENS, P. (2004). Challenging thecholinergic system in mild cognitive impairment : a pharmacological fMRIstudy. Neuroimage, 23(4) : 1450-1459.
16. HABAS, C. (2004). Fondements physiques élémentaires de la tractographie en tenseur de diffusion. J. Neuroradiol, 85 : 281-286.
17. JELIC, V., JOHANSSON, S.E., ALMKVIST, O., SHIGETA, M., JULIN, P., NORDBERG, A., WINBLAD, B., WAHLUND, L.O. (2000). Quantitative elec-troencephalography in mild cognitive impairment : longitudinal changes andpossible prediction of Alzheimer’s disease. Neurobiol Aging., 21(4): 533-540.
18. KANTARCI, K., JACK, C.R. Jr, XU, Y.C., CAMPEAU, N.G., O’BRIEN, P.C., SMITH, G.E., IVNIK, R.J., BOEVE, B.F., KOKMEN, E., TANGALOS, E.G.,PETERSEN, R.C. (2000). Regional metabolic patterns in mild cognitiveimpairment and Alzheimer’s disease : A 1H MRS study. Neurology. 55(2):210-217.
19. KANTARCI, K., SMITH, G.E., IVNIK, R.J., PETERSEN, R.C., BOEVE, B.F., KNOPMAN, D.S., TANGALOS, E.G., JACK, C.R. Jr. (2002a). 1H magneticresonance spectroscopy, cognitive function, and apolipoprotein E genotypein normal aging, mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease. J IntNeuropsychol Soc., 8(7):934-942.
20. KANTARCI, K., XU, Y., SHIUNG, M.M., O’BRIEN, P.C., CHA, R.H., SMITH, G.E., IVNIK, R.J., BOEVE, B.F., EDLAND, S.D., KOKMEN, E., TANGALOS,E.G., PETERSEN, R.C., JACK, C.R. Jr. (2002b). Comparative diagnosticutility of different MR modalities in mild cognitive impairment and Alzheimer’sdisease. Dement Geriatr Cogn Disord., 14(4):198-207.
21. KANTARCI, K., REYNOLDS, G., PETERSEN, R.C., BOEVE, B.F., KNOPMAN, D.S., EDLAND, S.D., SMITH, G.E., IVNIK, R.J., TANGALOS,E.G., JACK, C.R. Jr. (2003a). Proton MR spectroscopy in mild cognitiveimpairment and Alzheimer disease : comparison of 1.5 and 3 T. Am JNeuroradiol., 24(5) : 843-849.
22. KANTARCI, K., JACK, C.R. (2003b). Neuroimaging in Alzheimer disease: an evidence based review. Neuroimag Clin N Am, 13(2) : 197-209.
23. KORF, E.S., WAHLUND, L.O., VISSER, P.J., SCHELTENS, P. (2004).
Medial temporal lobe atrophy on MRI predicts dementia in patients with mildcognitive impairment. Neurology, 63 (1), 94-100.
24. MACHULDA, M.M., WARD, H.A., BOROWSKI, B., GUNTER, J.L., CHA, R.H., O’BRIEN, P.C., PETERSEN, R.C., BOEVE, B.F. , KNOPMAN, D.,TANG-WAI, D.F., IVNIK, R.J., SMITH, G.E., TANGALOS, E.G., JACK, C.R.
(2003). Comparison of memory fMRI response among normal, MCI, andAlzheimer patients. Neurology, 61(4) : 500-506.
25. PARNETTI, L., LOWENTHAL, D.T., PRESCIUTTI, O., PELLICCIOLI, G.P., PALUMBO, R., GOBBI, G., CHIARINI, P., PALUMBO, B., TARDUCCI, R.,SENIN (1996). U. H1-MRS, MRI based hippocampal volumetry and 99mTc-HMPAO-SPECT in normal aging, age associated memory impairment, andprobable Alzheimer’s disease. J Am Geriatrics Soc., 44 : 133-138.
26. PARNETTI, L., TARDUCCI, R., PRESCIUTTI, O., LOWENTHAL, D.T., PIPPI, M., PALUMBO, B., GOBBI, G., PELLICCIOLI, G.P., SENIN, U.
(1997). Proton magnetic resonance spectroscopy can differentiateAlzheimer’s disease from normal ageing. Mechanisms of ageing andDevelop., 97 : 9-14.
27. PENNANEN, C., KIVIPELTO, M., TUOMAINEN, S., HARTIKAINEN, P., HÄNNINEN, T., LAASKO, M.P., HALLIKAINEN, M., VANHANEN, M.,NISSINEN, A., HELKALA, E.L., VAINO, P., VAANNINEN, R., PARTANEN,K., SOININEN, K. (2004). Hippocampus and entorhinal cortex in mild cogni-tive impairment and early AD. Neurobiol Aging, 25 : 303-310.
28. PHILPOT, M.P., AMIN, D., LEVY, R. (1990). Visual evoked potentials in Alzheimer’s disease : correlations with age and severity. ElectroencephalogrClin Neurophysiol., 77(5), 323-329.
29. POWELL, H.W., GUYE, M., PARKER, G.J., SYMMS, M.R., BOULBY, P., KOEPP, M.J., BARKER, G.J., DUNCAN, J.S. (2004). Noninvasive in vivodemonstration of the connections of the human parahippocampal gyrus.
Neuroimage., 22(2), 740-747.
30. ROSS, A.J., SCHACHDEV. (2004). Magnetic resonance in cognitive research. Brain Res Rev., 44 : 83-102.
31. SAAD, Z.A., ROPELLLA, K.M., YOE, E.A., BANDETTINI, P.A. (2003). The spatial extent of the BOLD response. Neuroimage, 19 : 132-144.
32. SALVAN, A.M., CECCALDI, M., CONFORT-GOUNY, S., MILANDRE, C., COZZONE, P.J. VION-DURY, J. (1998). Correlations between cognitive statusand cerebral inositol in Alzheimer’s type dementia. J. Neurol., 245 : 686-688.
33. SCHUFF, N., CAPIZZANO, A.A., DU, A.T., AMEND, D.L., O’NEILL, J., NORMAN, D., KRAMER, J., JAGUST, W., MILLER, B., WOLKOWITZ, O.M.,YAFFE, K., WEINER, M.W. (2002). Selective reduction of N-acetylaspartatein medial temporal and parietal lobes in AD. Neurology, 58(6) : 928-935.
34. VION-DURY, J., SALVAN, A.M., COZZONE, P.J. (1999a). La spectrométrie de résonance magnétique dans l’exploration non invasive du métabolismecérébral humain : applications cliniques actuelles et futures. Rev Neurol,155, 11 : 903-926.
35. VION-DURY, J., SALVAN, A.M., COZZONE, P.J. (1999b). Encéphalopathie, troubles cognitifs et spectroscopie de résonance magnétique du proton.
Med. Sci., 15 : 519-523.
36. VION-DURY, J. (2000). La spectroscopie cérébrale du proton : technique et mise en œuvre sur un site clinique. Feuillets de radiologie, 40, 296-306,Masson, Paris.
37. VION-DURY, J., ROCHEFORT, N., MICHOTEY, P., PLANCHE, D., CECCALDI, M. (2004). Proton Magnetic Resonance Neurospectroscopyand EEG Cartography in Cortico-Basal Degeneration : Correlations withneuropsychological signs. J. Neurology Neurosurgery and Psychiatry, 75(9) : 1352-1355.
38. WOLF, H., HENSEL, A., KRUGGEL, F., RIEDEL-HELLER, S.G., ARENDT, T., WAHLUND, L-O., GERTZ, H.J. (2004). Structural correlates of mildcognitive impairment. Neurobiol Aging, 25 : 913-924.

Source: http://jean.vion-dury.pagesperso-orange.fr/IRMduMCI.pdf