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1 Molécules Observables 1. Créatine : reflet de l'homéostasie, valeur constante, sert dans les ratios 2. NAA : Viabilité neuronale 3. Choline : Marqueur membranaire 4. Lipides : débris membranaires 5. Lactates : métabolisme anaérobie 6. Myo- inositol : marqueur "astrocytaire". Echo long N- Acétyl Aspartate (NAA) : 2.02 Créatine (Cr) : 3.02 Choline (Cho) : 3.2 Conditions pathologiques : lactate (Lac) : 1.35 o activation du métabolisme anaérobie (ischémie, crises convulsives, cytopathies mitochondriales ). Echo Court : en plus des précédentes : myo- inositol (mi) : 3.5 Glutamine- Glutamate- GABA (Glx) : resonance large à gauche du NAA Lipides libres (Lip) : resonance double, large à droite du NAA o traduit une nécrose cellulaire (tumeurs de haut grade, ischémie) : 1. Masses Cérébrales Le diagnostic différentiel entre abcès et tumeur nécrotique/kystique Abcès à Pyogène : baisse de l'adc et apparition d'acides Aminés Tumeur nécrotique : Cho + Lip Tumeur kystique : Cho + Lac Le diagnostic positif de la nature tumorale d une lésion élévation de la choline est très fortement évocatrice de tumeur cérébrale Mais aussi : AVC aigu et subaigu et certaines lésions démyélinisantes

2 Le diagnostic des gliomes infiltrants Bas Grade : o augmentation de la choline, o une baisse importante du NAA et o une élévation variable de l inositol Gliomatose cérébrale o élévation importante du myo- inositol et de la créatine, o une diminution modérée du NAA et o une choline normale ou modérément augmentée Le bilan d extension des tumeurs gliales infiltration tumorale : caractérisée par une élévation de la choline et une baisse du NAA Evaluation de la réponse thérapeutique après radiothérapie ou chimiothérapie Radionécrose : effondrement des métabolites, associé à la présence de lipides libres en quantité massive. Activité tumorale : persistance de l élévation de la choline Gliome de Gliome de haut grade (glioblastome). a- b IRM en séquence FLAIR (a), T1 après injection (b), c- d IRM de perfusion (cartographie du rcbv ; c), imagerie métabolique (cartographie de la choline, d), e- f SRM à écho court (TE = 26 ms, e) et à écho long (TE = 135 ms, f). Lésion hétérogène, rehaussée après injection de produit de contraste, présentant des signes de néo- vascularisation franche (élévation du rcbv) et dont le profil métabolique est dominé par l élévation importante de la choline et l effondrement du NAA. La conjonction des signes d activité proliférative intense et de néo- vascularisation est évocatrice du diagnostic de gliome de haut grade. Patient traité par radiochirurgie «gamma knife» pour une métastase de cancer du poumon. a Séquences axiales T1 gadolinium réalisées à 2 mois d intervalle. b IRM de perfusion (cartographie du rcbv et profil de perfusion de la tumeur et d une zone saine. c- d SRM à écho long (TE = 135 ms, c) et à écho court (TE = 20 ms, d) sur la tumeur réalisés au cours du 2e examen. Il existe une très nette augmentation de taille de la lésion entre les deux examens. L IRM de perfusion retrouve une importante vascularisation de la tumeur. La SRM confirme le caractère actif de cette lésion, devant la présence d une choline élevée, confirmant la persistance de phénomènes prolifératifs.

3 2. Souffrance cérébrale diffuse la SRM permet de préciser l état fonctionnel des neurones (par l intermédiaire du pic de NAA), de manière bien plus sensible et plus spécifique que les séquences conventionnelles. L anoxie peut également se traduire par la présence de lactate Troubles cognitifs d installation rapidement progressifs chez un patient VIH+ de 40 ans, non suivi. Réplication virale intense dans le LCR. Les séquences conventionnelles retrouvent une atrophie sous- corticale anormale compte tenu de l âge du patient, associée à des hypersignaux discrets de la substance blanche. La SRM confirme le diagnostic d encéphalopathie VIH devant la présence d une baisse du NAA associée à une discrète élévation de la choline et du myo- inositol. IRM réalisée 24 heures après un arrêt cardiaque prolongé. On retrouve un hypersignal diffus du cortex correspondant à des lésions de nécrose laminaire. Il existe également un hypersignal des noyaux caudés. La SRM retrouve une diminution diffuse du NAA, associée à la présence de lactate, y compris dans des régions d apparence normale en imagerie (noyau lenticulaire droit et insula postérieure droite), confirmant le caractère global de cette souffrance cérébrale.

4 3. Sclérose en Plaque Le profil d une «plaque» à la phase aiguë (démyélinisation) comporte une augmentation de la choline, une diminution du NAA et la présence de quantités variables de lipides libres, lactate et macromolécules proche de celui des tumeurs cérébrales Lésion vieillie : les lipides libres et le lactate disparaissent, la choline et le NAA se normalisent. Lorsque la maladie est à un stade plus avancé, le NAA ne retrouve plus son niveau normal au décours des poussées successives et l on peut voir apparaître une augmentation du myo- inositol, traduisant la gliose réactionnelle. Sclérose en plaques pseudo tumorale 4. Maladies métaboliques La perturbation d une voie métabolique normale peut entraîner l accumulation de métabolites normaux ou anormaux pouvant être observés en spectroscopie cérébrale, ou au contraire le défaut de synthèse des métabolites habituellement observés. Les molécules présentes en quantité anormale pouvant être transportées par le sang ou éliminées dans les urines, il est intéressant de coupler à l exploration SRM cérébrale de ces patients une spectroscopie in vitro des fluides biologiques

5 Points Clés Tumeur Nécrose Tumeur + Nécrose Abcès une élévation très importante de la choline (> 2x la créatine ou la région controlatérale) est un signe très en faveur de tumeur cérébrale ; une élévation plus modérée peut s observer dans les tumeurs, les maladies inflammatoires et métaboliques ; le myo- inositol est élevé dans les gliomes de bas grade, les gliomatoses et les glioses réactionnelles les lipides libres sont élevés dans les glioblastomes, les métastases et les lymphomes ; une tumeur non nécrotique dont le spectre comporte essentiellement de la choline et des lipides libres est probablement une métastase ; Prolifération membranaire Destruction Neuronale Lactates / lipides Choline et Choline/Créatine AA Lactates / lipides la présence d acides aminés libres (associés à une baisse de l ADC en diffusion) est caractéristique des abcès à pyogènes ; la baisse du NAA est un signe précoce d encéphalopathie VIH ; l encéphalopathie hépatique se caractérise par une diminution du myo- inositol associée à une élévation de la glutamine/glutamate ; le pronostic d une souffrance cérébrale diffuse dépend de l importance de la baisse du NAA et/ou de l élévation du lactate ; le NAA est bas à la naissance et atteint son niveau adulte vers l âge de 4 ans. Choline et Choline/Créatine NAA NAA La combinaison de l imagerie de diffusion et de la SRM permet, dans de nombreux cas, de faire un diagnostic de quasi certitude d abcès à pyogènes. Dans une lésion kystique, la combinaison d un coefficient apparent de diffusion (ADC) diminué et d acides aminés en SRM est pratiquement spécifique d abcès à pyogènes. Les acides aminés se présentent comme des résonances multiples, situées entre -1 et 1,5 ppm environ, positives à écho court et négatives à écho long. Les tumeurs nécrotiques présentent au contraire un spectre dominé par la choline et les lipides libres, tandis que le profil métabolique des tumeurs kystique associe élévation de la choline et présence de lactate. L ADC est dans la très grande majorité

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