IRM encéphalique et de la moelle épinière dans le diagnostic et le suivi thérapeutique de la sclérose en plaques (SEP) J. Grimaud*, T. Moreau** P O I N T S F O R T S P O I N T S F O R T S nouveaux paramètres IRM tels que le transfert d aimantation, l imagerie de diffusion et la spectroscopie protonique est encore limitée à quelques centres. Elle n est pas traitée dans cet article. L IRM seule ne permet pas de porter le diagnostic de SEP. En revanche, elle permet un diagnostic plus précoce. Les critères diagnostiques IRM de Paty, Fazekas ou Barkhof, permettent d améliorer la spécificité de l IRM cérébrale. L IRM réalisée lors d une atteinte aiguë et monofocale du SNC évocatrice d une SEP semble un bon examen prédictif du risque d évolution vers une SEP certaine au cours des 10 années suivantes. Le nombre de lésions prenant le contraste (T1-gadolinium) est corrélé à la fréquence des poussées évolutives au cours des 6 mois suivant l IRM. Il n existe pas de corrélation entre le volume des lésions IRM et le handicap physique : c est le paradoxe clinico- IRM de la SEP. Il existe des anomalies histologiques en dehors des lésions focales. Elles sont mises en évidence notamment par le transfert d aimantation et la spectroscopie protonique. L IRM cérébrale et médullaire permet l observation in vivo du processus lésionnel dans la SEP. Elle accélère la mise en évidence de la dissémination lésionnelle dans l espace et dans le temps, indispensable au diagnostic. Son intérêt prédictif semble évident, mais d analyse plus difficile dans la pratique courante. Elle constitue la technique de choix pour surveiller les essais thérapeutiques. L étude des * Centre de recherche et d applications en traitement de l image et du signal, UMR CNRS 5515, INSA-Lyon et service de médecine interne, neurologie et rhumatologie, hôpital Fontenoy, Chartres. ** Service de neurologie, hôpital général, CHRU de Dijon. 266 LA SÉMÉIOLOGIE IRM DES LÉSIONS DE SEP Les lésions focales apparaissent sous la forme d hypersignaux de la substance blanche sur les séquences en écho de spin pondérées en densité protonique et/ou en T2. Elles peuvent aussi apparaître en hyposignaux ( trous noirs ) sur les séquences pondérées en T1, mais avec une bien moindre sensibilité (figures 1-3). Il peut exister une atrophie cérébrale et médullaire, d autant plus marquée que la SEP évolue depuis longtemps. QUELLE EST LA VALEUR DIAGNOSTIQUE DE L IRM CÉRÉBRALE? L IRM cérébrale, voire médullaire, réalisée pour le bilan étiologique d une SEP, permet d éliminer une pathologie morphologiquement repérable et peut montrer la dissémination temporospatiale des lésions. L IRM cérébrale montre des lésions multifocales dans 85 à 99 % des formes certaines selon les critères de Poser. L IRM médullaire montre des lésions dans 74 % des formes certaines. La dissémination temporelle des lésions est recherchée sur la séquence en écho de spin pondérée T1 après injection intraveineuse de gadolinium (figure 4). La prise de contraste est due à la rupture de la barrière hémato-encéphalique et témoigne de l inflammation aiguë. Elle dure de 1 à 8 semaines (50 % < 3 semaines, 75 % < 1 mois, 5 % < 3 mois). Cette durée est nettement réduite par les corticoïdes. Ensuite, elle disparaît ou laisse place à une lésion définitive. L IRM médullaire présente un intérêt diagnostique particulier lorsque l IRM cérébrale est normale. Devant une symptomatologie clinique évocatrice, une IRM cérébrale normale ne doit pas faire éliminer l éventualité d une SEP, tant que la moelle épinière n a pas été explorée. Afin de réduire le risque de diagnostic IRM de SEP par excès, des critères diagnostiques ont été proposés. Paty (1) considère La lettre du Neurologue - n 6 - vol. V - juin 2001
Figures 1-4. IRM cérébrale chez une patiente de 34 ans affectée d une SEP à forme progressive d emblée évoluant depuis 3 ans. 1. 2. Figure 1. Coupe transversale pondérée en densité de protons montrant de multiples lésions, notamment au contact des ventricules latéraux. Figure 2. Même coupe pondérée en T2 : les limites respectives des ventricules et des lésions périventriculaires sont difficiles à analyser en raison de la similitude de signal des plaques et du LCR. 3. 4. Figure 3. Coupe pondérée T1 passant au même niveau : quelques-unes des lésions précédentes apparaissent ici en hyposignal, certaines cernées d'un discret liseré en hypersignal. Figure 4. Même coupe après injection intraveineuse du produit de contraste : seule une partie des lésions est rehaussée par l'injection. que le diagnostic est fortement suggéré s il existe au moins quatre lésions en hypersignal sur les séquences pondérées en T2 (critères A ) ou trois lésions, dont une jouxtant les ventricules latéraux (critères B ), chaque lésion mesurant au moins 3 mm de diamètre. Pour Fazekas (2), chez les patients ayant trois lésions ou plus, la présence de deux au moins des trois caractéristiques suivantes est évocatrice du diagnostic de SEP : une lésion au contact du corps d un ventricule latéral, une 1 La valeur prédictive du test est ici définie comme la probabilité d évoluer vers une SEP certaine quand le test est positif. lésion infratentorielle, une lésion de diamètre supérieur ou égal à 6 mm. Les critères de Barkhof (3) sont satisfaits s il existe six lésions, dont trois périventriculaires, une prenant le contraste, une à l interface du cortex et de la substance blanche et une infratentorielle. Cinquante à 85 % des patients qui remplissent les critères B de Paty sont atteints de SEP (valeur prédictive positive) 1 ; 65 à 85 % des patients qui remplissent les critères de Fazekas développent une SEP, et environ 84 % de ceux qui remplissent les critères de Barkhof (3). Même lorsque ces critères diagnostiques sont présents, le diagnostic différentiel reste parfois difficile. C est notamment le cas La lettre du Neurologue - n 6 - vol. V - juin 2001 267
des lacunes ischémiques dont la présence est fréquente après l âge de 50 ou 60 ans. Certaines lésions sont relativement spécifiques de la SEP : lésions du corps calleux donnant un aspect en crête de coq sur les coupes sagittales et lésions de forme ovoïde à grand axe perpendiculaire à l axe des ventricules latéraux. Les lésions dites en chapeau recouvrant les cornes frontales et, plus rarement, les cornes occipitales des ventricules latéraux ne sont retenues comme pathologiques que si elles sont observées chez le sujet jeune, si elles sont volumineuses et/ou asymétriques. Enfin, une lésion prenant le contraste pendant plus de 4 mois doit faire reconsidérer le diagnostic de SEP. Dans ce cas, il faut évoquer d autres maladies inflammatoires, infectieuses ou néoplasiques. Par opposition, les lacunes ischémiques sont homogènes, régulières et jouxtent rarement les ventricules. Elles ne sont habituellement pas visibles sur les séquences pondérées en T1, épargnent le corps calleux, la jonction corticosous-corticale, la région sous-tentorielle et la moelle épinière. L IRM ne permet en aucun cas de porter le diagnostic de SEP. Seul le clinicien est habilité à le faire, en fonction de l anamnèse, des données de l examen neurologique et général, et après s être assuré que certains diagnostics différentiels ont été écartés. En effet, des lésions de la substance blanche identiques à celles de la SEP peuvent être observées, notamment dans la maladie de Behçet, la maladie de Lyme et la paraplégie spastique à HTLV-I. PEUT-ON PRÉDIRE AVEC L IRM L ÉVOLUTION VERS UNE SEP CERTAINE? Lorsqu une IRM cérébrale avec séquences pondérées en T2 est réalisée chez des patients présentant une atteinte aiguë et monofocale du nerf optique, du tronc cérébral ou de la moelle épinière, évocatrice d une SEP, des lésions multifocales asymptomatiques sont observées chez 50 à 70 % des patients. Si l IRM est normale, le risque de développer une SEP cliniquement certaine est de 3 à 16 % à 5 ans et de 11 à 19 % à 10 ans (4). Soixante pour cent des patients qui remplissent les critères de Paty ou de Fazekas et 75 % des patients qui satisfont aux critères de Barkhof, évoluent dans l année vers une SEP certaine (3). PEUT-ON PRÉDIRE AVEC L IRM LA FRÉQUENCE DES POUSSÉES? Une récente méta-analyse a confirmé que le nombre de lésions prenant le contraste sur les séquences pondérées en T1 après injection de gadolinium, est corrélé à la fréquence des poussées 2 L activité de la SEP peut être définie de plusieurs façons : l apparition de nouvelles lésions, la disparition de lésions préexistantes, l apparition d une prise de contraste au niveau d une ou plusieurs lésions et l augmentation ou la réduction de la taille d une ou plusieurs lésions. 3 La corrélation entre le score EDSS et la charge lésionnelle IRM est quantifiée par le coefficient de corrélation des rangs de Spearman, noté r. Comme son nom l indique, il s agit du coefficient de corrélation des rangs des différentes mesures. Sa valeur peut varier de +1 à 1, selon qu il existe une corrélation directe ou inverse. évolutives au cours du premier semestre, et peut-être du deuxième semestre suivant l IRM (5). L utilisation conjointe d une triple dose de gadolinium, d une séquence avec transfert d aimantation et d un délai de 40 à 60 mn entre l injection et l acquisition des images, permettrait de doubler le nombre de lésions prenant le contraste. L IRM médullaire n objective au plus qu un dixième de l activité évolutive 2 des formes rémittentes de SEP, et encore moins pour les formes secondairement progressives. Elle a donc peu d intérêt quant à la prédiction de la fréquence des poussées. EXISTE-T-IL UNE CORRÉLATION ENTRE LES ANOMALIES IRM ET LE HANDICAP? Des études transversales montrent que la corrélation entre le handicap physique et le volume des lésions cérébrales est statistiquement significative mais faible et sans intérêt clinique évident (coefficient de corrélation d environ 0,20) 3. Il n existe pas de corrélation entre le nombre ou le volume des lésions rehaussées par le gadolinium et le handicap physique irréversible (4). Le volume des lésions de la moelle seule ou de la moelle et de l encéphale n est pas non plus corrélé au handicap. À l espoir initial que les trous noirs soient un bon marqueur du handicap, fait suite le scepticisme. Une équipe hollandaise avait trouvé une corrélation de 0,58 (n = 38 ; p < 0,01) entre le volume de ces trous noirs et le score EDSS (6). L explication serait que le temps de relaxation T1 des lésions en hyposignal est plus long que celui des lésions en isosignal, témoignant d une destruction tissulaire plus sévère. Toutefois, une étude de la même équipe hollandaise portant sur 91 patients n a pas confirmé ces résultats, puisque le coefficient de corrélation était de 0,22 (p = 0,03) (7). Trois autres équipes indépendantes n ont trouvé aucune corrélation. En revanche, l atrophie médullaire est bien corrélée au handicap. Selon les études, le coefficient de corrélation entre la surface de la moelle en C2 ou C5 est compris entre 0,34 et 0,70. La discordance entre les données IRM (au sens volume lésionnel global) et les données cliniques a plusieurs causes : les techniques manuelles de quantification du volume des lésions IRM sont imprécises ; la localisation des lésions a son importance, une atteinte extensive de la substance blanche frontale contribue peu au handicap locomoteur, tandis qu une seule lésion localisée au niveau du tronc cérébral ou de la moelle épinière peut y contribuer de façon importante. Cela dit, certaines lésions situées en des endroits cruciaux sur le plan fonctionnel ne produisent pas de déficit. Ce paradoxe est probablement dû à l hétérogénéité histologique des lésions : œdème inflammatoire, infiltration cellulaire, démyélinisation, perte axonale et gliose. Chacune de ces anomalies s accompagne d une augmentation de la concentration en eau et de ce fait produira un hypersignal sur les séquences pondérées en T2. Cependant, seuls les blocs de conduction permanents dus à la démyélinisation et à la perte 268 La lettre du Neurologue - n 6 - vol. V - juin 2001
axonale semblent responsables du handicap fonctionnel irréversible. De plus, des phénomènes de remyélinisation apparaissent dans un nombre substantiel de lésions, mais cette nouvelle myéline n a pas les caractéristiques morphologiques de l ancienne. Il est possible que des lésions remyélinisées continuent d apparaître comme anormales en IRM, alors qu elles n ont plus de conséquences fonctionnelles ; la discordance est aussi due à la façon dont est mesurée l invalidité. L échelle de Kurtzke (EDSS) privilégie le handicap locomoteur, lequel est souvent secondaire à l atteinte médullaire, et néglige les déficits cognitifs. Elle mélange les données dites objectives de l examen neurologique avec le handicap fonctionnel ; enfin et surtout, le processus pathologique de la SEP s avère n être pas limité aux seules lésions focales de la substance blanche. QUELLE EST LA VALEUR PRÉDICTIVE DU HANDICAP À TERME? L équipe de Queen Square (Londres) a observé une bonne corrélation entre le volume des lésions cérébrales et le handicap, 5 et 10 ans plus tard (respectivement n = 84 ; r = 0,62 ; p < 0,0001 et n = 71 ; r = 0,45 ; p = 0,001). Ces résultats devront être confirmés par d autres centres. Sur un petit nombre de patients, une équipe hollandaise n a pas montré de corrélation entre le volume des trous noirs sur une IRM initiale et le handicap fonctionnel 2 ans plus tard (n = 19 ; r = 0,42 ; NS) (8). QUEL EST L INTÉRÊT DE L IRM DANS LE SUIVI THÉRAPEUTIQUE DES PATIENTS? À ce jour, l IRM n a pas d intérêt pour la surveillance habituelle des patients atteints de SEP. Toutefois, certains auteurs pensent que la persistance de l activité évolutive 2 IRM sous interféronbêta ou copolymère est un signe d inefficacité du traitement. S il est clair que la répétition des IRM n a pas d utilité dans les formes progressives de SEP, il est possible que les études en cours concluent à l intérêt de répéter les IRM au cours des premières années, chez les patients sous traitement immunomodulateur, pour une forme avec poussées. Dans les essais thérapeutiques, l IRM permet de s affranchir en partie des difficultés de l évaluation clinique. D une part, la progression du handicap est multidimensionnelle, subjective, variable et lente, entrecoupée d aggravations rapides et de rémissions spontanées et les échelles de handicap ont de nombreux inconvénients. D autre part, les possibilités actuelles de traitement informatique des données numériques issues des appareils IRM rendent possible la mise en œuvre de techniques à la fois quantitatives, précises et objectives. QUEL EST L INTÉRÊT DE L IRM PAR RAPPORT AUX AUTRES EXAMENS COMPLÉMENTAIRES? Le scanner X et la myélographie sont abandonnés, parce qu ils sont d une sensibilité médiocre pour le diagnostic de SEP. Les potentiels évoqués ont dorénavant une place très restreinte en pratique courante, réservée aux situations où l IRM est négative (9). Le tableau I résume plusieurs études comparant la valeur prédictive de l IRM et de l analyse du LCR. Tableau I. Valeur prédictive de l IRM (DP-T2) et du LCR initiaux quant à l évolution vers une SEP certaine. IRM versus Suivi n Valeur prédictive Séméiologie initiale LCR (années) positive négative 1 lésion cérébrale (0,5 Tesla) 5,3 36 0,76 0,93 Atteinte aiguë isolée du tronc cérébral Profil oligoclonal (IgG) 0,67 0,72 ou de la moelle épinière (Morrissey et al. Brain 1993 ; 116 : 135-46) 1 lésion cérébrale (1,0 et 1,5 T) 5,6 74 0,38 0,84 Névrite optique idiopathique Hyperprotéinorachie ± (Jacobs et al. Ann Neurol 1997 ; 41 : 392-8) Index IgG anormal ± profil oligoclonal 35 0,43 0,79 3 lésions cérébrales (1,0 et 1,5 T) 2,0 60 0,38 0,82 Névrite optique idiopathique Profil oligoclonal 59 0,39 0,94 (Söderström et al. J Neurol 1994 ; 241 : 391-7) Pléiocytose > 5.10 6 cellules/l 0,33 0,75 Index IgG > 0,7 0,43 0,79 Profil oligoclonal ± pléiocytose ± Index > 0,7 0,33 0,90 3 lésions encéphale + moelle (0,5 T) 6,7 44 0,82 0,45 Névrite optique idiopathique Profil oligoclonal 0,92 0,67 (Paolino et al. J Neurol Neurosurg Psychiatry 1996 ; 60 : 572-5) Critères de Paty A ou B (0,15 T) 2,1 184 0,49 0,90 SEP possible ou probable Profil oligoclonal 0,42 0,82 (Lee et al. Neurology 1991 ; 41 : 657-60) La lettre du Neurologue - n 6 - vol. V - juin 2001 269
QUELLES SONT LES PERSPECTIVES D AVENIR? Une équipe romaine a démontré qu il n existe pas de corrélation entre le volume des lésions en T2 ou en T1-gadolinium et l atrophie cérébrale, et que la corrélation entre le volume des lésions en T1 et l atrophie cérébrale est faible (n = 50 ; p = 0,03 ; r =?) (10). Cela laisse à penser que les lésions focales et l atrophie seraient deux phénomènes relativement indépendants. Il n existe pas de corrélation entre le volume des lésions prenant le contraste et le handicap irréversible. La corrélation entre le volume des lésions en T2 ou T1 et le handicap est minime. En revanche, l atrophie semble bien corrélée au handicap. Peut-être faut-il en déduire que la cause du handicap se situe en dehors des lésions focales. Comme le suggère l atrophie, elle pourrait être en rapport avec des lésions diffuses, invisibles avec les techniques IRM morphologiques conventionnelles. Effectivement, trois équipes ont prouvé la présence d anomalies histologiques microscopiques au sein de la substance blanche d apparence normale à l examen macroscopique ou sur les IRM conventionnelles. Ces anomalies microscopiques peuvent être mises en évidence par de nouveaux paramètres IRM tels que le transfert d aimantation, l imagerie de diffusion et la spectroscopie protonique. Ceux-ci semblent être de bons marqueurs de la démyélinisation et/ou de la perte axonale. Des analyses de la substance blanche d apparence normale, en spectroscopie protonique et en transfert d aimantation, révèlent une corrélation intéressante entre l importance de ces anomalies microscopiques et le handicap. CONCLUSION L IRM est très sensible pour mettre en évidence les lésions inflammatoires, avant même leur traduction clinique. Elle permet ainsi un diagnostic plus précoce de SEP. Lors d une première poussée, l analyse quantitative de l IRM permet d évaluer le risque d évolution vers une SEP certaine au cours des 10 années suivantes. Elle permet également d évaluer la fréquence des poussées évolutives dans les 6 mois suivant l examen. Toutefois, il reste impossible de déduire une prévision individuelle précise. L absence de corrélation entre l importance des lésions et le handicap fonctionnel ne permet pas de l utiliser comme substitut de l examen clinique. Ce paradoxe est à l origine de nombreuses recherches. Des études transversales ont montré que divers marqueurs potentiels de la perte axonale, au niveau de la substance blanche d apparence normale, sont mieux corrélés au handicap fonctionnel que les lésions focales sur les IRM conventionnelles. Remerciements Les auteurs remercient Madame M.P. Réthy pour les recherches bibliographiques et le Dr M. Hermier pour l iconographie (hôpital Pierre-Wertheimer, Lyon). Dans le cadre de l accord cadre de coopération entre les hospices civils de Lyon et le Centre national de la recherche scientifique, J. Grimaud bénéficie du soutien financier des HCL et du CNRS (appel d offres 1999). 270 R É F É R E N C E S B I B L I O G R A P H I U E S 1. Paty DW, Oger JJF, Kastrukoff LF et al. MRI in the diagnosis of MS : A prospective study of comparison with clinical evaluation, evoked potentials, oligoclonal banding, and CT. Neurology 1988 ; 38 : 180-5. 2. Fazekas F, Offenbacher H, Fuchs S et al. Criteria for an increased specificity of MRI interpretation in elderly subjects with suspected multiple sclerosis. Neurology 1998 ; 38 : 1822-5. 3. Barkhof F, Filippi M, Miller DH et al. Comparison of MRI criteria at first presentation to predict conversion to clinically definite multiple sclerosis. Brain 1997 ; 120 : 2059-69. 4. O Riordan JI, Thompson AJ, Kingsley DPE et al. The prognostic value of brain MRI in clinically isolated syndromes of the central nervous system : a 10-year follow-up. Brain 1998 ; 121 : 495-503. 5. Kappos L, Moeri D, Radue EW et al. Predictive value of gadolinium-enhanced magnetic resonance imaging for relapse rate and changes in disability or impairment in multiple sclerosis : a meta-analysis. Lancet 1999 ; 353 : 964-9. 6. Van Walderveen MAA, Truyen L, van Oosten BW et al. Development of hypointense lesions on T1-weighted spin-echo magnetic resonance images in multiple sclerosis. Relation to inflammatory activity. Arch Neurol 1999 ; 56 : 345-51. 7. Lycklama à Nijeholt GJ, van Walderveen MAA, Castelijns JA et al. Brain and spinal cord abnormalities in multiple sclerosis. Correlation between MRI parameters, clinical subtypes and symptoms. Brain 1998 ; 121 : 687-97. 8. Van Walderveen MAA, Barkhof F, Hommes OR et al. Correlating MR imaging and clinical disease activity in multiple sclerosis : relevance of hypointense lesions on short TR/short TE ( T1-weighted ) spin-echo images. Neurology 1995 ; 45 : 1684-90. 9. Beer S, Rösler KM, Hess CW. Diagnostic value of paraclinical tests in multiple sclerosis: relative sensitivities and specificities for reclassification according to the Poser committee criteria. J Neurol Neurosurg Psychiatry 1995 ; 59 : 152-9. 10. Paolillo A, Gasperini C, Giugni E et al. Relationship between brain volume and other MR measures in patients with RRMS : A cross sectional study (Abstract P1063). Multiple Sclerosis 1998 ; 4 : 301. A U T O - É V A L U A T I O N A U T O - É V A L U A T I O N 1. Classiquement, ces lésions IRM sont rencontrées dans la SEP : a. un corps calleux mité b. des lésions prenant le gadolinium pendant plus de 4 mois c. une atteinte supratentorielle quasi exclusive d. des lésions ovoïdes perpendiculaires à l axe des ventricules latéraux e. des hyposignaux sur les séquences pondérées en T1 2. Sur le plan clinique et pronostique, l IRM conventionnelle permet : a. une bonne corrélation avec le handicap b. lors d une atteinte aiguë monofocale, sa normalité indique que moins de 20 % des patients auront une SEP cliniquement certaine à 10 ans c. l existence de trous noirs dans les séquences pondérées en T1 est le meilleur marqueur de handicap d. la présence de lésions en T1 rehaussées par le gadolinium est prédictive de poussées dans le semestre qui suit l examen e. l atrophie semble mieux corrélée au handicap que le volume lésionnel Résultats : I. a - d - e II. b - d - e La lettre du Neurologue - n 6 - vol. V - juin 2001