La spectroscopie protonique dans les leucopathies du patient VIH: une aide au diagnostic de LEMP?

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1 La spectroscopie protonique dans les leucopathies du patient VIH: une aide au diagnostic de LEMP? M. Lempicki (1) P. Brugières (1) C. Belzunce (2) V. Dangouloff-Ross (1) A. Gaston (1) (1) Service de neuroradiologie CHU Mondor (2) Service d immunologie clinique CHU Mondor

2 PLAN LEMP Rappels. Autres atteintes neurologiques du VIH: Encéphalite à VIH Toxoplasmose Lymphome Encéphalite à CMV Et la spectroscopie? Rappels Etudes précédentes Notre étude.

3 Rappels Atteintes neurologiques du VIH Clinique non spécifique (déficits focaux, confusion, démence). LEMP Etiologies: LEMP (LeucoEncéphalopathie Multifocale Progressive) Encéphalite à VIH Toxoplasmose Lymphome Autres (rares): encéphalite à CMV, gliome Autres Encéphalit e à CMV Atteinte neuro VIH Lymphome Encéphalit e à VIH Toxo

4 Rappels LEMP Pathologie démyélinisante liée à la réactivation de JC virus chez les patients immunodéprimés (VIH, Natalizumab). Cause de décès de 3 à 5 % des patients VIH (1). Clinique peu spécifique (démence, troubles neurologiques focaux ). Pas de traitement. Survie moyenne de 9 mois. Diagnostic : IRM PCR JC virus dans le LCR Diagnostic de certitude : biopsie

5 Rappels LEMP : IRM Hypersignaux FLAIR, T2. En franc hyposignal T1. Débutant par les fibres en «U» Début postérieur +++ pariéto-occipital puis antérieur, cervelet et tronc cérébral Atteinte bilatérale Effet de masse modéré voir absent. Pas de prise de contraste (SAUF syndrome de restauration immunitaire). ADC diminué en périphérie («front de démyélinisation»). ADC augmenté au centre. (2, 3).

6 FLAIR T1 Hypersignal FLAIR Franc hyposignal T1. Sous cortical: atteinte des fibres en U.

7 Front de démyélinisation: Restriction de l ADC. ADC augmenté au centre ADC Diffusion B800

8 Les autres atteintes neurologiques du VIH LEMP Autres Encéphalite à CMV Atteinte neuro VIH Encéphalite à VIH Lymphome Toxo

9 Encéphalite à VIH LEMP Lésions directes du VIH de la substance blanche: démyélinisation, vacuolisation et gliose. Cliniquement: syndrome démentiel. Réversibilité sous trithérapie. Encéphalit e à CMV Atteinte neuro VIH Lymphome Encéphalite à VIH IRM: Au début, hypersignaux T2 et FLAIR péri-ventriculaires, focaux, de petite taille, puis larges plages confluentes Pas ou peu en hyposignal T1 Respect des fibres en U Pas de prise de contraste ni d effet de masse, pas de restriction de la diffusion Tardivement, atteinte des NGC Autres Toxo

10 Encéphalite à VIH FLAIR Début péri-ventriculaire. Hypersignaux FLAIR focaux. Respect des fibres en U.

11 FLAIR T1 - Hypersignaux FLAIR périventriculaires. - Pas d hyposignal T1 franc. - Pas de restriction de la diffusion. Diffusion ADC

12 Toxoplasmose Toxoplasma gondii LEMP Clinique: déficits focaux, crises comitiales, troubles cognitifs. IRM (4): Lésions dans les NGC et à la jonction SG/SB > fosse postérieure Lésions arrondies en hypersignal T2, œdème périlésionnel Formes extensives: larges plages en hypersignal T2 PDC nodulaire ou annulaire, limitée chez le patient immunodéprimé ADC augmenté (restreint dans les abcès à pyogène) Autres Encéphalite à CMV Atteinte neuro VIH Lymphome Encéphalite à VIH Toxo Spectroscopie (5): - Diminution du NAA. - Diminution de la choline

13 FLAIR T1 + Gadolinium Lésions des NGC, de la jonction SG / SB Œdème périlésionnel (hypersignal FLAIR) PDC annulaire

14 Lymphome Clinique: déficit focaux, crises comitiales. LEMP IRM (6) Lésion en hypo-isosignal T2 par rapport à la SG Œdème et effet de masse limités PDC intense (peut être limitée si immunodépression) Diffusion: restriction plus marquée que dans les tumeurs gliales de haut grade Perfusion: Volume sanguin cérébral (VCR) normal ou peu élevé, rupture barrière hémato-encéphalique Spectroscopie: lipide et choline élevés (7) Autres Encéphalite à CMV Atteinte neuro VIH Lymphome Encéphalite à VIH Toxo

15 * * FLAIR ADC Diffusion * * * * Lésion en isosignal FLAIR * Œdème périphérique * Franche PDC * Restriction de la diffusion * Remontée au dessus de la ligne de base au premier passage (rupture BHE) T1 T1 post Gado Courbe de perfusion

16 Encéphalite à CMV Clinique: déficit focaux, convulsions LEMP IRM: HyperT2 et FLAIR périventriculaires PDC épendymaires et sous épendymaires = ventriculite Choriorétinite associée: épaississement et PDC choriorétiniens Autres Encéphalite à CMV Atteinte neuro VIH Lymphome Encéphalite à VIH Toxo

17 - Discrète dilatation ventriculaire - Hypersignaux FLAIR et T2 péri-ventriculaires - Restriction de la diffusion (flèches) - Fine PDC péri-ventriculaire = ventriculite T1 T2 T1 post Gado FLAIR (8) Diffusion ADC

18 Rappels sur la spectroscopie du proton par résonnance magnétique Caractérisation métabolique des molécules dissoutes Par utilisation des différences de fréquence de résonnance des protons des différentes molécules 2 temps d écho: TE long (135 ms), TE cours (20 ms) - TE long, mise en évidence: - N-Acétyl-Aspartate (NAA) - Composés à Choline (Cho) - Créatine / Phosphocréatine (Cr/PCr) - Lactates (doublet négatif). - TE court, mise en évidence - MyoInositol (mi) - Complexe Glutamine-Glutamate-GABA (Glx) - Lipides libres (lip) - Lactates (Lac) (doublet positif).

19 Composés à Choline (Cho) : 3,2 ppm. Marqueur du métabolisme des membranes cellulaires. Augmente dans tumeurs et démyélinisation. Créatine/phosphocréatine (Cr) : 3,0 ppm. Marqueur du métabolisme énergétique. Sert de pic de référence car à peu près constant. N-Acétyl-Aspartate (NAA) : 2,0 ppm. Index de souffrance ou de mort neuronale. TE long = 135 ms

20 Myo-inositol (mi) : 3,5 ppm. Marqueur glial : augmente dans les gliomes, glioses réactionelles. Complexe Glutamine-Glutamate-GABA (Glx) : entre 2,1 et 2,5 ppm. Marqueur des neurotransmetteurs intracellulaires. Augmente dans encéphalopathie hépatique. Lactate (Lac) : doublet à 1,35 ppm. Marqueur du métabolisme anaérobie. Lipides libres (Lip) : résonance large, entre 1,3 et 0,9 ppm. Présent dans les tumeurs nécrotiques. TE court = 20 ms

21 Atteintes neurologiques du VIH: Spectroscopie - 35 patients, 11 toxo, 12 LEMP, 8 lymphomes, 4 cryptoccocoses - Différence significative des profils métaboliques entre chaque sous groupes - Pic de lactate plus élevé dans la toxoplasmose, plus bas dans les LEMP et les cryptoccocoses - 27 patients, 18 toxo, 9 lymphomes - Pas de différence significative entre les profils métaboliques des deux groupes - Pas de pic de lactate dans les deux groupes

22 - 66 patients, 25 encéphalites à VIH, 20 toxoplasmoses, 8 LEMP, 7 lymphomes - Diminution NAA/Cr et NAA/Ch dans tous les groupes - NAA/Cr plus bas dans les LEMP et les lymphomes que des les encéphalites liées au VIH - Pic de lactates chez 7 LEMP /8 - Dans l encéphalite liée au VIH - Diminution des rapports NAA/Cr et NAA/Ch - Réversibilité des anomalies métaboliques

23 Devant une atteinte diffuse de la substance Deux diagnostics sont évoqués : LEMP blanche chez le patient VIH Encéphalite à VIH L IRM morphologique donne des arguments en faveur de l un ou de l autre. Devant des lésions débutantes ou très évoluées, le diagnostic peut rester incertain. Quid de la spectroscopie???

24 Morphologie: LEMP / Encéphalite à VIH LEMP Hypersignaux FLAIR En hyposignal T1 Début postérieur Atteinte des fibres en U Bilatéral Pas d effet de masse Prise de contraste modérée / absente Restriction de la diffusion en périphérie Encéphalite à VIH Hypersignaux FLAIR Iso signal T1 Début NGC/ péri ventriculaire Respect des fibres en U Bilatéral Pas de prise de contraste Pas de restriction de la diffusion

25 Objectif de l étude Evaluer l intérêt de la spectroscopie dans le diagnostic étiologique des atteintes de la substance blanche chez le patient VIH: LEMP / encéphalite à VIH

26 Matériel et méthode Etude rétrospective, réalisée au CHU de Mondor de janvier 2005 à août patients (12 hommes, 2 femmes) Âge moyen 50,5 ans (38-68) Critères d inclusion: Infection par le VIH Troubles neurologiques Hypersignaux FLAIR de la substance blanche Diagnostic de LEMP ou d encéphalite à VIH Diagnostic de LEMP posé sur la présence ou non de JC virus dans le LCR et/ou l évolutivité clinico-radiologique.

27 Matériel et méthode - Patients Groupe LEMP: 4 patients 4 hommes âge moyen : 47 ans Groupe encéphalite à VIH: 12 patients 10 hommes, 2 femmes âge moyen : 52 ans

28 Matériel et méthode - Spectroscopie Spectroscopie protonique monovoxel réalisée sur une IRM Siemens 1,5 T Centrée sur les zones de leucopathie Séquences PRESS (Point RESolved Spectroscopy) Acquisitions spectrales à TE court (30 ms) et TE long (135 ms) Double lecture des spectres

29 Matériel et méthode Critères d évaluation Présence ou non d un pic de lactates (Doublet à 1,33 ppm, positif à TE court et inversé à TE long) Rapport NAA / Choline Rapport NAA / Créatinine Rapport Choline / Créatinine

30 Matériels et méthode - Statistiques Comparaison de la présence ou non d un pic de lactates entre les deux groupes: Test exact de Fisher Calcul de l intervalle de confiance à 95% et de p Comparaison des valeurs des rapports Ch/Cr, NAA/Cr, NAA/Ch : t-test Calcul des moyennes de chaque groupe Calcul de l intervalle de confiance à 95% et de p p significatif si < 0.05

31 Résultats Pic de lactates Pic de lactates Pas de pic de lactates LEMP 4 0 Encéphalite À VIH 2 8 p : Odds Ratio : infini Intervalle de confiance à 95% : [1.26 ; INF]

32 Résultats Rapports métabolites LEMP (Moyenne) Encéphalopathie à VIH (moyenne) IC 95% Choline/Créat 1,46 0,98 ( -1,11 ; 0,16) 0,11 p NAA / Créat 1,18 1,54 ( -0,56 ; 1,28) 0,34 NAA / choline 0,86 1,64 ( 0,02 ; 1,53) 0,046

33 TE long 135 ms LEMP - Pic de lactate : doublet à 1,35 ppm. Négatif à TE long, positif à TE court. - Choline. NAA. TE court 30 ms

34 TE long 135 ms Encéphalite à VIH - Absence de pic de lactate. - Rapport NAA/Ch normal. TE court 30 ms

35 Résultats Le rapport NAA/Choline est significativement plus bas chez les patients porteurs d une LEMP que chez les patients atteint d encéphalite à VIH La présence d un pic de lactate est significativement plus fréquente chez les patients atteint de LEMP que chez les patients atteint d encéphalite à VIH Pas de différence significative pour les rapports Ch/Cr et NAA/Cr.

36 Discussion NAA/Ch plus abaissé dans la LEMP: souffrance neuronale aigue ( NAA) / atteinte membranaire plus importante ( Choline) L encéphalite à VIH est classiquement réversible: souffrance neuronale et atteinte membranaire moindre Présence d un pic de lactate dans les lésions de LEMP: évolution nécrotique des lésions?

37 CONCLUSION Devant des lésions étendues de la substance blanche chez le patient VIH: Intérêt de la réalisation d une spectroscopie La présence d un pic de lactate oriente vers des lésions de LEMP Le rapport NAA / Ch est plus abaissé dans les lésions de LEMP que dans les lésions d encéphalite à VIH.

38 QUIZZ Devant des lésions diffuses de la substance blanche, bilatérales, en hypersignal FLAIR chez le patient VIH, l absence d hyposignal T1 de ces lésions évoque: Une LEMP Une encéphalite liée au VIH Une leucopathie d origine vasculaire Une encéphalite à CMV.

39 QUIZZ Devant des lésions diffuses de la substance blanche, bilatérales, en hypersignal FLAIR chez le patient VIH, l absence d hyposignal T1 de ces lésions évoque: Une LEMP Une encéphalite liée au VIH Une leucopathie d origine vasculaire Une encéphalite à CMV.

40 QUIZZ Il existe une différence significative entre les profils métaboliques des lésions de toxoplasmose et de lymphome chez le patient VIH? VRAI FAUX

41 QUIZZ Il existe une différence significative entre les profils métaboliques des lésions de toxoplasmose et de lymphome chez le patient VIH? VRAI FAUX

42 QUIZZ Il existe une différence significative entre les profils métaboliques des lésions de LEMP et d encéphalite à VIH chez le patient VIH? VRAI FAUX

43 QUIZZ Il existe une différence significative entre les profils métaboliques des lésions de LEMP et d encéphalite à VIH chez le patient VIH? VRAI FAUX

44 Bibliographie 1: Major EO Progressive multifocal leukoencephalopathy in patients on immunomodulatory therapies. Annu. Rev. Med. 61: : Bag AK JC virus infection of the brain. AJNR. 31: : Cosottini M Diffusion-weight imaging in patients with progressive multifocal leucoencephalopathy. Eur radiol. 18: : Masamed R cerebral toxoplasmosis: case review and description of a new imaging sign. Clin Radiol. 5: Chang L Brain lesions in patients with AIDS, H-1 MR spectroscopy. Radiology. 6: Thurnher M CNS involvment in AIDS: sepctrum of CT and MRI findings. Eur Radiol. 7: Raizer JJ Proton magnetic resonance spectroscopy in immunocompetent patients with primary central nervous system lymphoma. J Neurooncol. 8: Seok JH Diffusion MRI findings of cytomegalovirus-associated ventriculitis: a case report. Br J Radiol. 9: Vio-Dury J. Cozzone PJ. Brain proton magnetic resonance spectroscopy. Indications for diagnosis ans follow-up of HIV-related encephalopathye in the adult. 10: Salvan AM, Cozzone PJ. Cerebral metabolic alterations in human immunodeficiency virus-related encephalopathy detected by proton lagnetic resonance spectroscopy. Comparison between sequences using short and long echo times. Invest Radiol : Paley M, Cozzone PJ A multicenter proton lagnetic resonance spectroscopy study of neurological complications of AIDS. AIDS Res Hum Retroviruses. 12: Simone IL, Livrea P Localised H-MR spectroscopy for metabolic characterisation of diffuse and focal brain lesions in patients infected with HIV. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 13: Vion- Dury J., Cozzone PJ Spectroscopie par résonance magnétique cérébrale du proton. Indications dans le diagnostic et le suivi de l encéphalopathie liée au au VIH chez l adulte.