Imagerie par résonance magnétique (IRM)morphologiqueBruno Brochet

L’utilisation de l’imagerie par résonance magnétique cérébrale (IRMIRM) conventionnelleIRMconventionnelle pour évaluer l’évolution de la maladie au cours de la sclérose en plaques (SEP) est limitée par l’existence d’une faible corrélation entre les paramètres mesurés et les constatations cliniques, ce qui est souvent appelé la dissociation clinicoradiologique. Les limites de l’échelle EDSSEDSS utilisée en pratique clinique, notamment le fait qu’elle dépende surtout des troubles moteurs et très peu des atteintes «hémisphériques» comme les troubles cognitifs, explique en partie cette dissociation. C’est pourquoi de nombreuses études se sont attachées à mesurer les corrélations entre les données de l’imagerie et les perturbations cognitives mesurées par les tests neuropsychologiques afin d’améliorer la corrélation clinicoradiologique. Les premières études avaient utilisé le scanner cérébral mais cette technique est insuffisamment sensible pour détecter les lésions de SEP. Les premières études en IRMIRM ont cherché à corréler les troubles cognitifs au nombre ou au volume des lésions cérébrales focales ou à leur localisation. Pour bien comprendre les limites de ces études, il faut insister sur deux éléments confondants essentiels : la faible spécificité anatomopathologique des anomalies observées en hypersignalhypersignal en IRM conventionnelle et l’existence de facteurs de compensationfacteurs de compensation cérébrale qui peuvent limiter l’impact cognitif des lésions cérébrales. Ce dernier point a été abordé au chapitre 13 dans la section sur les facteurs confondants liés au niveau d’éducation et sera repris dans cette partie dans le chapitre consacré à l’imagerie fonctionnelle.

La signification des hypersignaux observés sur la séquence T2 ou sur la séquence FLAIRIRMFLAIR, qui est une séquence de pondération T2 dont le signal des liquides a été annulé par une inversion-récupérationIRMinversion-récupération, est la même. Les séquences FLAIR permettent cependant une meilleure individualisation des lésions périventriculaires et juxtacorticalesIRMjuxtacorticales. Les premières études IRM de tissu cérébral post-mortem ont montré que les hypersignaux T2 correspondent bien aux plaques chez des patients décédés de SEP. Cependant la littérature illustre la faible spécificité pathologique des anomalies T2. Les études d’imagerie post-mortem de cerveaux non fixés [7] ont montré que ces images en hypersignalhypersignal correspondaient soit à un simple œdème, soit à des lésions démyélinisées riches en macrophagesmacrophages, soit encore à des lésions caractérisées par une forte activation microgliale sans démyélinisationdémyélinisation ou des lésions chroniques actives ou inactives avec une gliosegliose. D’autres études, en particulier expérimentales, ont montré que les lésions ne différaient pas dans leur aspect sur les séquences T2, quelle que soit la sévérité de l’atteinte myélinique ou axonale, ou selon la présence ou de l’absence de remyélinisationremyélinisation [8]. Cette faible spécificité explique les résultats assez décevants des études cherchant à corréler troubles cognitifs et charge lésionnellecharge lésionnelle en T2 et l’intérêt croissant qui s’est développé pour des méthodes soit plus globales, comme l’atrophieatrophie, soit plus spécifiques, comme le transfert de magnétisationIRMtransfert de magnétisation et l’imagerie de diffusionIRMde diffusion, qui seront abordées dans les sections suivantes de ce chapitre. Dès 1987, Huber et al. [9] ont utilisé l’IRM pour comparer 32 patients ayant une SEP. Ils n’ont pas trouvé de différence en termes de nombre et de distribution des lésions entre les patients qualifiés de déments et les autres. Malgré un effectif plus petit, Medaer et al. [10] ont observé plus de lésions chez les patients ayant une SEP avec une atteinte cognitive que chez ceux n’ayant pas d’atteinte. L’étude de Franklin et al. [11] a corrélé pour la première fois une mesure de la surface lésionnelle avec un index d’atteinte cognitive chez 60 patients ayant une SEP «chronique progressive», selon la terminologie ambiguë de l’époque. Rao et al. [12] ont ensuite montré l’existence de corrélations entre la surface totale des lésions et les tests évaluant la mémoire, le raisonnementraisonnement, le langagelangage et la capacité visuospatiale dans un groupe de patients ayant différentes formes de SEP. L’existence de corrélations entre la charge lésionnellecharge lésionnelle et les anomalies cognitives a été ensuite confirmée par différentes études [[13][14][15] and [16]], avec souvent un niveau de corrélation supérieur à ce qui est observé avec les autres variables cliniques, en particulier motrices [17]. Ainsi, Swirsky-Sacchetti et al. [13] avaient observé dans leur étude une surface lésionnelle moyenne de 28,3cm² chez les patients cognitivement atteints contre 7,41cm² pour les patients sans atteinte cognitive (p < 0,0001). L’hypothèse sous-jacente concernant l’implication des lésionslésions focales dans la genèse des troubles cognitifs de la SEP est qu’elles contribueraient à des syndromes de déconnexionsdéconnexions, en interrompant des voies de passage importantes de fibres intercorticales ou de fibres unissant les structures de la substancesubstance grisesubstancegrise profonde, dont le thalamusthalamus et le cortexcortex.

Peu d’études ont recherché des corrélations entre les troubles cognitifs et la charge lésionnelle représentée par les hyposignaux sur les séquences pondérées en T1. Les lésions ayant un long T1 apparaissent hypo-intenses sur les séquences T1 et, persistant sur plusieurs examens, sont appelées «trous noirs» (black holes). Les données issues d’études en IRMIRMpost-mortem (revue dans [8]) ont montré là aussi une certaine hétérogénéité : les zones modérément hypo-intenses étant peu spécifiques (lésions œdémateuses, lésions démyélinisées ou non) et les lésions très hypo-intenses étant caractérisées par une perte axonale et une démyélinisationdémyélinisation sévères. Pour pouvoir considérer avec certitude qu’un hyposignal en T1 reflète principalement la perte structurelle axonomyélinique, il faut s’assurer de l’absence d’œdème et ne considérer que les hypersignaux persistant sur plusieurs IRM espacées dans le temps. Dans une étude de 30 patients SEP de formes cliniques variées, Rovaris et al. [15] n’avaient observé aucune corrélation entre la charge lésionnelle en T1 et les performances cognitives. La même équipe [18] a étudié 11 patients SEP considérés comme ayant une démence frontale, définie par 3 tests anormaux sur une série de 6 tests des fonctions exécutivesfonctions exécutives (Stroop, Tour de HanoiStroop, Tour de Hanoi, Weigl Colour-Form Sorting TestWeigl Colour-Form Sorting Test et WCSTWCST, double tâche et fluence verbalefluence verbale) et 11 patients ayant des performances normales à tous ces tests. La mesure en IRM qui différenciait le mieux les deux groupes était la chargecharge lésionnelle en T1 (valeurs médianes de 19,1mL pour les patients déments contre 1,9mL pour les patients non déments p < 0,006). Dans ces différentes études, les patients n’avaient eu qu’une IRM, et on ne pouvait distinguer les «trous noirs» réversibles, qui correspondent probablement à des lésions très œdémateuses sans perte de structure, des trous noirs irréversibles ou permanents, que l’on peut constater sur plusieurs examens consécutifs espacés d’au moins un mois, et qui correspondent à des lésions sévères avec perte axonale et myélinique. Cela constitue une limite à ces études.

Peu d’études ont concerné des formes cliniques particulières. Dans une étude de patients au début de la phase rémittente, Deloire et al. [16] ont étudié les corrélations entre les performances cognitives des patients, qui étaient comparées à celles de témoins sains appariés, et différentes variables IRMIRM conventionnellesIRMconventionnelles et non conventionnellesIRMnon conventionnelles. Aucune corrélation n’a été observée entre des résultats sur des tâches de mémoire (SRT, 10/36) de même que sur les tests explorant les capacités d’inhibitioninhibition (Go/No goGo/No go, Stroop) et la charge lésionnelle, alors qu’il existait une corrélation avec les tests de vitesse de traitement de l’information (SDMT) (p < 0,0001; r = – 0,51) et de mémoiremémoire de travail mémoirede travail(PASAT-3s) (p < 0,05; r = – 0,34). Cette association restait significative avec le SDMTSDMT quand les variables d’IRM non conventionnelles (mesures d’atrophieatrophie, mesures de transfert de magnétisationIRMtransfert de magnétisation de la substancesubstance blanche d’apparence normalesubstanceblanche d’apparence normale et des lésions) étaient ajoutées dans des modèles multivariés, ce qui suggère que les lésions jouent un rôle non négligeable dans la physiopathologie des troubles cognitifs à ce stade précoce de la maladie. Glanz et al. [19] ont étudié 92 patients ayant eu un syndrome démyélinisant cliniquement isolé dans les 3 ans précédents, 77 d’entre eux ayant un diagnostic de SEP confirmé au moment de l’étude. Comparés à un groupe contrôle restreint de 27 sujets sains, les scores des patients étaient significativement inférieurs à ceux des témoins pour le SDMTSDMT et le PASATPASAT mais non différents pour les autres testtests de la BRB-N (voir chapitre 3). Aucune corrélation n’a été observée entre les performances cognitives et la charge lésionnelle en T2 en IRMIRM.

Amato et al. [20] ont montré que la présence de troubles cognitifs chez des patients ayant une forme bénigne (EDSSEDSS ≤ 3 après au moins 15ans) était associée à une charge lésionnellecharge lésionnelle plus importante. Dans cette population, il existait également une différence très significative pour la charge lésionnelle en T1 entre les patients avec et sans troubles cognitifs, ces derniers ayant une charge lésionnelle en T1 plus réduite. La différence observée était du même ordre que celle mesurée pour la charge lésionnelle en T2.

L’étude multicentrique européenne MAGNIMS a suivi longitudinalement une cohorte de patients présentant une forme progressive primaire (SEP-PP) ou transitionnelle progressive (SEP-TP) [21, 22]. Les formes TP sont caractérisées par une poussée unique précédant une phase progressive. Les formes PP et TP ne différant pas sur le plan cognitif, les corrélations avec l’imagerie ont été étudiées en réunissant ces deux groupes en un seul. Un index cognitif a été construit en fonction des résultats aux tests neuropsychologiques. À l’inclusion, il existait des corrélations entre cet index et la charge lésionnelle en T2 (r = 0,45; p = 0,01) et en T1 (r = 0,45; p = 0,01). Il est à noter que la corrélation avec la mesure de l’atrophieatrophie cérébrale (volumevolume cérébralvolumecérébral) était moindre (r = – 0,35; p = 0,01).

Plusieurs études ont cherché à corréler la charge lésionnelle régionale afin de rechercher des patterns de déconnexionsdéconnexions spécifiques aux fonctions atteintes. C’est ainsi que Swirsky-Sacchetti et al. [13] ont segmenté le cerveau en 3 régions, frontale, temporaletemporale et pariéto-occipitale. Les lésionslésions prédominaient dans cette dernière région. La charge lésionnelle frontale gauche était corrélée à une atteinte du raisonnement abstraitraisonnement abstrait, de la mémoire et de la fluence verbalefluence verbale alors que la charge lésionnelle pariéto-occipitale gauche semblait liée aux troubles de l’apprentissage verbal et de tâches plus complexes visuospatiales. Arnett et al. [14] ont étudié deux premiers groupes de patients avec une charge lésionnelle élevée avec ou sans charge importante dans les lobes frontaux et un troisième groupe avec une charge lésionnelle faible. La présence de nombreuses lésions frontales était associée à l’existence de perturbations marquées au Wisconsin Card Sorting Test (WCST)Wisconsin Card Sorting Test (WCST), un test explorant les fonctions exécutives, mais qui met en jeu en fait de nombreux processus cognitifs. Ces études suggéraient ainsi une certaine spécificité régionale des corrélations lésions/fonction. Foong et al. [17] ont poursuivi dans cette voie en proposant à 42 patients ayant différentes formes cliniques de SEP et 40 sujets contrôles divers tests des fonctions exécutivesfonctions exécutives. La charge lésionnelle frontale de ces patients représentait 42,4 % de la charge lésionnelle totale. Il existait des corrélations très modérées entre les résultats des tests des fonctions frontales et la charge lésionnelle frontale. Après analyse de régression multiple, le test de StroopStroop (temps de réactionstemps de réactions) et un test de mémoiremémoire de travailmémoirede travail spatial restaient corrélés indépendamment à la charge lésionnelle frontale. Cependant ces corrélations étaient modestes. Dans une étude de 30 patients avec des formes cliniques variées, Rovaris et al. [15] ont également observé une différence faiblement significative (p < 0,03) de charge lésionnelle frontale entre les patients ayant des performances anormales aux tests dits frontaux et les patients ayant des performances normales. Ces deux dernières études retrouvaient des corrélations aussi bonnes entre l’atteinte cognitive aux tests dits frontaux et la charge lésionnelle totale, laissant supposer que la localisation frontale ne jouait pas un rôle essentiel. De même, dans une étude concernant 44 patients en phase secondaire progressive (SEP-SP), il a été observé que les anomalies aux tests frontaux n’étaient pas corrélées de façon préférentielle à la charge lésionnelle frontale mais aussi bien à la charge lésionnelle frontale que dans le reste du cerveau [23]. Sperling et al. [24] ont étudié les corrélations entre les résultats aux tests cognitifs de la BRB-NBRB-N et la charge lésionnelle des lobes temporaux, frontaux, pariétaux et des régions postérieures (lobe occipitaloccipital, cervelet et tronc cérébral) chez 28 patients atteints de différentes formes évolutives de SEP. Des corrélations ont été surtout observées entre les scores aux tests de mémoire et d’attention/VTIVTI et les charges lésionnelles frontales et pariétalespariétales mais aussi avec la charge lésionnellecharge lésionnelle totale à laquelle ces volumes lésionnels régionaux étaient très corrélés. L’absence de corrélation notable avec les charges lésionnelles temporaletemporale et postérieure, qui sont également très corrélées à la charge lésionnelle totale, plaide pour un rôle spécifique des lésionslésions antérieures frontopariétales dans les troubles cognitifs de ces patients.

Miki et al. [25] ont évalué la fréquence des lésions au sein des fibres en U chez 53 patients atteints de SEP et corrélé ces données avec une évaluation neuropsychologique. Les fibres en U situées immédiatement sous le cortexcortex fournissent des connexions intercorticales. Les 8 patients ayant de multiples lésions dans les fibres en U avaient des scores inférieurs aux tests des fonctions exécutivesfonctions exécutives par rapport aux 45 patients qui n’en avaient pas ou peu. Ces résultats rejoignent ceux obtenus par d’autres études [[26][27] and [28]]. Lazeron et al. [27] ont utilisé les séquences FLAIRIRMFLAIR à coupes fines pour rechercher les lésions juxtacorticales chez 39 patients. Ils ont observé une corrélation significative entre le nombre de lésions juxtacorticalesjuxtacorticales en FLAIR et un index de déficit cognitif, les patients ayant été évalués par la BRB-NBRB-N, alors que cet index n’était pas corrélé au nombre total de lésions cérébrales. Il est intéressant de noter que Moriarty et al. [26] ont observé une corrélation significative entre le nombre de lésions dans le cortex cérébelleux et un test cognitif. Cela peut être mis en relation avec des résultats récents obtenus en imagerie fonctionnelleIRMfonctionnelle suggérant le rôle du cervelet dans la mise en jeu de procédures cognitives automatiques [29], et qui sont mises en défaut dans la SEP [30].

Analysant plus spécifiquement les lésions siégeant dans la substancesubstance grisesubstancegrise, Catalaa et al. [31] n’ont pas trouvé de corrélation entre les performances cognitives et ces lésions dans un échantillon de patients ayant une SEP-R. On sait cependant que l’IRM sous-estime de façon importante les lésions corticalescorticales.

Plusieurs études longitudinales études longitudinales qui ont étudié les troubles cognitifs avec un suivi IRMIRM n’ont pas mis en évidence de corrélation entre les variations de la charge lésionnelle et l’aggravation cognitive [24, 32, 33]. Dans l’étude européenne sur les formes SEP-PP [22], l’évolution de la charge lésionnelle en T1 sur 2ans était corrélée faiblement aux changements sur 2ans d’un test de rappel différé de mémoire spatiale (SPARTSPART 10/36 DR) et de deux tests liés à la VTI, le SDMTSDMT et le PASAT. Dans l’étude de Hohol et al. [34], qui concernait 44 patients atteints de différentes formes de SEP suivis sur un an, il n’y a pas eu d’évolution cognitive significative. Cependant les variations sur un an concernant la vitesse de traitement de l’informationvitesse de traitement de l’information et l’attention étaient corrélées aux variations du volumevolume lésionnelvolumelésionnel. Enfin, citons l’étude de Pelletier et al. [35] qui a montré l’existence d’une corrélation significative entre l’aggravation des trouble du transfert interhémisphériquetransfert interhémisphérique sur 5ans et la charge lésionnelle initiale chez 30 patients ayant une SEP récente.

Ces résultats suggèrent que même si les lésions jouent un rôle indirect dans la survenue des troubles cognitifs en favorisant une déconnexiondéconnexion entre les aires corticalescorticales et sous-corticales, d’autres facteurs doivent être pris en compte, comme l’atteinte diffuse du parenchyme cérébral, et en particulier de la substance grise profonde du cerveau, qui peut être évaluée par les mesures d’atrophieatrophie et les techniques plus spécifiques.

Blandine Grassiot, Gilles Defer