Neuroimagerie Avancées technologiques récentes et celles qui sont attendues dans les prochaines années dans cette discipline en pleine évolution.

Neuroimagerie
Avancées technologiques récentes et
 celles qui sont attendues dans les
   prochaines années dans cette
   discipline en pleine évolution .

  Dr Jean-Flory Luaba TSHIBANDA
  Chef de Clinique de Neuroradiologie
           CHU Sart Tilman

Neuroimagerie

   Les progrès réalisés en neuroimagerie ont fortement
    contribué à l’explosion des connaissances dans le
    domaine des neurosciences.

   Quelles sont ces avancées et quelles perspectives
    ouvrent-elles en terme de diagnostic et de traitement
    des affections neurologiques?

Neuroimagerie

   Cartographier les aires cérébrales

   Comprendre le cheminement de l’information

   Elucider le code neural

   Comprendre les pathologies neurologiques,
    psychiatriques et du développement

Avancées technologiques récentes
               Imagerie de Diffusion

   Etude de mouvements microscopiques et aléatoires de
    molécules d’eau (Mouvements Browniens).

   Diffusion libre : les molécules se déplacent de manière
    aléatoire dans un milieu sans obstacle

Avancées technologiques récentes
                   Imagerie de Diffusion
   Diffusion restreinte isotrope : le déplacement des
    molécules d’eau est limité dans toutes les directions .

                          Normale                             AVC ischémique

Elle visualise les mouvements microscopiques de l’eau dans les tissus
biologiques.

Avancées technologiques récentes
                 Imagerie de Diffusion
   Diffusion restreinte anisotrope : le déplacement des
    molécules d’eau est limité uniquement dans certaines
    directions.

La diffusion des molécules d’eau est privilégiée dans le sens des
fibres, et restreinte perpendiculairement aux fibres .

Avancées technologiques récentes
    Imagerie du Tenseur de Diffusion ( DTI )

   Elle dérive de l’imagerie de diffusion

   Elle a permis d’améliorer les connaissances sur les
    connexions nerveuses (substance blanche).

Avancées technologiques récentes
     Imagerie du Tenseur de Diffusion ( DTI )

 L’imagerie du tenseur de diffusion permet de mesurer
     la fraction d’anisotropie (FA) et d’établir une
          cartographie de la substance blanche

La FA constitue un marqueur non invasif de l’intég rité des faisceaux de fibres
 blanches permettant la détection des lésions axonales diffuses invisibles en
                         séquence T2* et FLAIR.

Avancées technologiques récentes
     Imagerie du Tenseur de Diffusion ( DTI )

L’imagerie du tenseur de diffusion est la seule méthode donnant
un aperçu in-vivo du trajet des fibres nerveuses ( Tractographie).

Avancées technologiques récentes
         Voxel Based Morphometry (VBM )

Amélioration des connaissances
sur le volume de la matière grise
chez les individus et au sein des
populations.

Avancées technologiques récentes
                   Imagerie de Perfusion
   Détecter les anomalies de perfusion cérébrale
   Identifier la localisation et la sévérité de l’ischémie cérébrale
    (rCBV, rCBF, MTT)
   Documenter le succès d’une reperfusion
   Détecter l’angiogénèse tumorale
   Evaluer l’efficacité thérapeutique (Radiothérapie)

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Avancées technologiques récentes
    Imagerie de Perfusion : Avantages

MR perfusion comparée aux autres modalités de
perfusion (CT, SPECT,PET)

   Rapide
   Pas de radiation ionisante
   Coupes multiples couvrant tout le cerveau
   Haute résolution
   Possibilité de combiner Diffusion et Perfusion dans le
    même examen

Avancées technologiques récentes
            Imagerie de Perfusion

 T1 gado après radiothérapie   Perfusion : le rCBV est bas au niveau de la lésion

                 Nécrose post-radique

Avancées technologiques récentes
    Imagerie de Perfusion : indications
   Ischémie cérébrale
   Tumeurs: - caractérisation (type, grade)
              - différence tumeur/abcès
              - différence oedeme/ischémie
              - évaluation thérapeutique
   Infection/inflammation
   Démence

Avancées technologiques récentes
                  Arterial Spin Labelling (ASL)
Technique de perfusion non invasive, par marquage de spins artériels.
Le flux artériel en amont de la région d'intérêt est marqué par inversion de
l'aimantation.
                                                              Control - Label
                                 Control
                                 Inversion
                                 Plane
                                 Imaging Slice

                                 Arterial Tagging
                                 Plane

On obtient une imagerie de perfusion après une soustraction des volumes marqués et
non marqués.

Avancées technologiques récentes
            fMRI
   Voir l’activité du cerveau avec l’IRM !

   Blood Oxygen contrast Level Dependent

Avancées technologiques récentes
              fMRI
                IRM fonctionnelle Bold de repos
A l’état de repos, l’IRMf enregistre tout de même des signaux ,
appelés « resting state fluctuations ».

Certaines régions du cerveau oscillent de façon synchrone au repos, prouvant
qu’elles sont connectées (« Réseau du mode par défaut »).

Avancées technologiques récentes
            fMRI
   IRM fonctionnelle Bold d’activation

Avancées technologiques récentes
      fMRI: indications
• Bilan pré-opératoire : détection des zones fonctionnelles
    - localisation du cortex moteur
    - latéralisation du langage
    - localisation des aires visuelles, cognitives ...

• Etude de la plasticité cérébrale

• Détection du foyer épileptogène

• Etude de pathologies psychiatriques

• Evaluation des effets de médicaments

Avancées technologiques récentes
                   SPECTROSCOPIE
Étude non invasive du fonctionnement du cerveau permettant la
 quantification des plusieurs métabolites dont la choline (Cho),
         la créatine (Cr) et le N-acétyl-aspartate (NAA).

Avancées technologiques récentes
           SPECTROSCOPIE: indications

   Détection précoce des certaines affections (ex. SEP)

   Bilan post-traumatique

   Rôle grandissant dans le monitoring thérapeutique

   Fournir des biomarkers des affections neuropsychiatriques

   Rôle important dans la neurophamacologie et les études
    neurotoxiques

Avancées technologiques récentes
            ANALYSE DES DONNÉES

   Analyses de plus en plus sophistiquées

   L’émergence de l’automatisation du traitement des données

   Arrivée de mathématiciens et de physiciens dans le domaine
    des neurosciences.

Les perspectives attendues

Les perspectives attendues
La performance des équipements d’imagerie va progresser afin
d’améliorer les résolutions spatiale et temporelle de l’IRM, de la
DTI, de la VBM.

Cela passe par la modification de l’orientation et du nombre des aimants,
l’augmentation de la puissance des champs magnétiques, de la vitesse
d’acquisition des images, du contraste...

Les perspectives attendues
   Progrès concernant le traitement des données, en
    particulier dans l’identification et le traitement des
    artefacts
   La prise en compte de l’activité cérébrale au repos.

   Utilisation clinique de l’IRM fonctionnelle :
    évaluer un individu plutôt que visualiser des
    différences d’activité fonctionnelle par rapport à la
    moyenne d’une population saine ou malade.

   Avoir une IRM fonctionnelle « en temps réel ».

Le cerveau fait la différence !