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Les explorations neuroradiologiques diagnostiques

P. Solvet, M. Sahel, S. Gerber, F. Lebars, D. Dormont, C. Marsault

I - INTRODUCTION

L’imagerie actuelle du cerveau et de la moelle repose sur les deux grandes techniques modernes de diagnostic : la scanographie et l’imagerie par résonance magnétique. Les explorations angiographiques, dans la quasi-totalité des cas numérisés, ont encore une performance supérieure aux méthodes d’angiographie par résonance magnétique ou par scanographie. L’angiographie reste donc encore la technique de base de la recherche des malformations vasculaires et constitue, bien sûr, le premier temps de l’angiographie interventionnelle intracrânienne ou intra-rachidienne. Il convient de rappeler, pour le rachis, que les clichés standards et parfois la saccoradiculographie ou des procédés d’opacification des espaces sous-arachnoïdiens associés par exemple à la scanographie, peuvent encore rendre service lorsqu’on recherche de façon précise la part respective de chaque élément pouvant entraîner une compression médullaire ou radiculaire.

II - L’IMAGERIE DU CERVEAU

A. L’exploration scanographique de l’encéphale.1. Description de la techniqueIl s’agit d’un appareil de radiographie à rayons X, l’absorption du faisceau de rayons X étant mesurée par une couronne de détecteurs et l’image étant recalculée par un ordinateur, en fonction de mesures selon plusieurs angles de projection permettant le calcul de l’atténuation point par point dans le plan de coupe.

L’image sera fournie par des mesures de densité, étalée sur une échelle en unités Housfield, le zéro correspondant à la densité de l’eau, les densités négatives correspondant d’abord à la graisse (-50 à - 100) puis à l’air (jusqu’à - 1000) et les densités positives correspondant d’abord au parenchyme cérébral (substance blanche à 35, substance grise à 40) puis au sang frais (+ 80 à + 120) et enfin à l’os supérieur en général à 150 pour tendre à + 1000 pour l’os théoriquement dense.

Les images visibles sur les écrans ou les films radio, ne montrent en fonction des fenêtres choisies, qu’une partie de l’information ; ainsi les fenêtres parenchymateuses de niveau 30 environ et de lageur 100 à 120, montrent correctement le parenchyme cérébral, tandis que les fenêtres osseuses (niveau 150, largeur 500 à 1000) vont bien montrer les structures osseuses.

Les produits de contraste que l’on injecte (produit de contraste iodé hydrosoluble) permettent d’une part d’être une sorte de marqueur de l’espace sanguin normal et d’autre part de visualiser soit les hypervascularisations, soit les ruptures de la barrière hémato-encéphalique.

2. Les principales indications de la scanographieAvec l’avènement de l’image par résonance magnétique, l’exploration scanographique a vu ses indications se restreindre. Le scanner reste toutefois primordial pour l’ensemble des problèmes d’urgence encéphalique :
- distinction entre un accident vasculaire cérébral d’origine ischémique ou d’origine hémorragique,
- recherche d’une hémorragie méningée (dans les toutes premières heures l’exploration scanographique est sans doute plus performante et d’interprétation plus facile que l’image par résonance magnétique),

- bilan facile, aisé et de très bonne qualité dans la majorité des problèmes de traumatologie crânio-encéphalique
- exploration des malades de réanimation ou dans un contexte post-opératoire,
- l’ensemble des indications où il existe des problèmes osseux (la corticale osseuse ne présente pas de signal en imagerie par résonance magnétique) et où l’on envisage par exemple des reconstructions en 3 dimensions de l’os,
- suivi de nombreuses pathologies (par exemple localisations secondaires encéphaliques, neuro-imagerie des patients atteints de SIDA...) pour des raisons de simplicité d’accès et de réalisation.
- Enfin le scanner garde un certain nombre d’indications "de débrouillage" (bilan de certaines céphalées, d’une épilepsie, bilan d’extension en cancérologie…)

3. Contre-indications et complicationsIl n’y a pas de véritable contre-indication à l’exploration scanographique. Elle est réalisable dans la quasi totalité des cas, sauf agitation très importante du patient.

La seule contre-indication relative concerne les problèmes d’allergie au produit de contraste. Si l’indication n’est pas urgente et si l’indication du produit de contraste est posée, il conviendra de faire une prémédication de 3 jours.

Enfin, il s’agit d’un appareil de rayons X, et il convient donc de prendre les mesures normales de radioprotection, en particulier chez la femme en âge de procréer et chez l’enfant.

4. Résultats anatomiques normaux (figure n° 1a-b)

5. Les développements futurs de l’exploration scanographiqueLes développements futurs de cette technique sont pour certains communs à l’imagerie par résonance magnétique en particulier le développement de l’imagerie en 3 dimensions. Compte tendu de la nature du signal du scanographie (mesure de l’absorption du faisceaux de rayons X), on comprend que les grandes indications des reconstructions en 3 dimensions soient essentiellement des indications osseuses.

On imagine également le développement en exploration scanographique de la reconstruction en angiographie avec injection rapide, du fait de l’apparition des scanners à rotation continue permettant des acquisitions en mode spirale volumique. Des explorations angiographiques pourront peut être permettre de mieux connaître l’angio-architecture des malformations artério-veineuses cérébrales et pourront sans doute correctement visualiser les vaisseaux intra-crâniens et/ou les artères à destinée encéphalique et plus particulièrement les carotides (Fig. 1c)

B. L’imagerie par résonance magnétique1. Description de la techniqueL’imagerie par résonance magnétique mesure le temps de relaxation des protons qui ont été excités par des champs magnétiques secondaires, après qu’ils aient été mis dans un champ magnétique primaire très intense. Il s’agit là aussi d’une technique d’imagerie par coupes, mais n’utilisant que les champs magnétiques, sans rayonnement X.

De façon schématique, deux grands types d’acquisition sont réalisés, les séquences dites pondérées T1 et les séquences dites pondérées T2.

Les séquences en pondération T1 sont des séquences très morphologiques, mais ont une moindre sensibilité aux variations du signal, en particulier le signal de l’eau. Dans ce type de séquences, l’eau apparaît en hyposignal, la substance blanche et la substance grise et enfin la graisse très en hypersignal.

Sur les séquences en pondération T2, l’eau est en hypersignal (ceci permet d’expliquer l’intérêt des séquences pondérées en T2 pour apprécier les variations de la teneur en eau, comme lorsqu’il existe différents types d’oedème...), le contraste est inversé entre substance blanche et substance grise, la substance blanche étant plus en hyposignal que la grise. Quel que soit le type de séquence, les tissus présentant une faible densité en protons (corticale osseuse, calcification, air) ou les tissus en mouvement lors de l’acquisition apparaissent en hyposignal, c’est-à-dire, noirs. Le contenu des vaisseaux est donc en noir, quel que soit le type de séquences.

Certaines pathologies ont un signal évolutif dans le temps (hémorragie ou hématome) qu’il est important de connaitre (tableau n°1).

La longueur des temps d’acquisition (entre3 et 8 minutes environ, voire plus) impose d’avoir une coopération satisfaisante et totale des malades.

Comme en exploration scanographique, il existe un produit de contraste, qui est donc une sorte de marqueur du compartiment sanguin. Il s’agit d’un sel de Gadolinium pour lequel il existe très peu de problèmes allergiques contrairement aux produits iodés.

2. IndicationsCompte tenu de la qualité exceptionnelle des images obtenues, toute suspicion de pathologie encéphalique est, en théorie, une indication à l’imagerie par résonance magnétique. Toutefois, cet examen reste de réalisation délicate pour les malades sous assistance ventilatoire (compte tenu de la longueur du tunnel dans lequel est placé le malade et du champ magnétique) et pour les malades agités (compte tenu de la longueur des séquences).

L’imagerie par résonance magnétique est beaucoup plus performante que l’exploration scanographique dans l’exploration de la fosse postérieure et pour toutes les lésions de la ligne médiane. De plus, cet examen est plus sensible et plus précoce dans la majorité des pathologies.

Il convient cependant d’insister sur la difficulté en imagerie par résonance magnétique de faire le diagnostic précoce d’hémorragie soit parenchymateuse, soit méningée. Le scanner conserve donc toutes les indications dans ces cas là. On comprend que les indications en urgence soient donc d’abord et avant tout scanographiques et beaucoup plus secondairement d’imagerie par résonance magnétique.

3. Complications et contre-indicationsLes contre-indications absolues concernent les pacemakers cardiaques (le champ magnétique peut être à l’origine d’un arrêt cardiaque par dysfonctionnement du pacemaker) et les corps étrangers métalliques intra-oculaires ou intra-orbitaires, qui peuvent être déplacés par le champ magnétique.

Il existe des contre-indications relatives comme la claustrophobie ou l’existence de produits métalliques comme le matériel d’ostéosynthèse orthopédique, à l’origine d’artéfacts très importants et donc ne permettant pas d’obtenir des images satisfaisantes.

Les valves cardiaques et les clips neurochirurgicaux utilisés actuellement ne sont pas ferro-magnétiques et ne sont donc pas déplacés lors de l’imagerie par résonance magnétique. Il convient cependant de s’assurer systématiquement de l’absence d’antécédents chirurgicaux anciens au cours desquels du matériel ferromagnétique aurait pu être implanté (clip, valve cardiaque).

Enfin, rappelons dans ces contre-indications le problème des malades non coopérants ou agités pour lesquels la réalisation de ce type d’examen est impossible.

4. Résultats anatomiques normaux (voir figures 2 a-b)

5. Développements futursDe nombreuses séquences particulières peuvent ou vont pouvoir s’ajouter à l’exploration morphologique du cerveau pour étudier, par exemple, les vaisseaux (angioMR) (figure 2-c), la cinétique du LCS (séquences de flux) ou encore, dans un futur proche, les fonctions cérébrales.

C - L’angiographie cérébrale1. Description de la techniqueActuellement les explorations angiographiques cérébrales sont dans la majorité des cas réalisées dans des salles d’angiographie dite numérisée, pour lesquelles la technique de soustraction permet d’obtenir une imagerie isolée des vaisseaux, artères ou veines. L’exploration est habituellement menée après cathétérisme sélectif par voie fémorale, soit des artères vertébrales, soit des injections sélectives dans les territoires carotidiens internes ou externes, voire même des opacifications hypersélectives intracrâniennes.

2. Les indicationsLes explorations angiographiques cérébrales sont destinées avant tout à faire le bilan des malformations vasculaires cérébrales, les autres indications étant devenues plus rares (bilan de certaines artérites rares, modalité de vascularisation de certaines tumeurs...).

L’indication la plus fréquente est donc le bilan des hémorragies méningées et doit comporter l’exploration de l’ensemble des artères à destinée encéphalique, c’est-à-dire, la visualisation de tout le territoire carotidien interne et de tout le territoire vertébro-basilaire y compris les deux artères cérébelleuses postéro-inférieures, ceci nécessitant donc parfois le cathétérisme des deux artères vertébrales. En cas de négativité ce bilan doit être complèté par un bilan du territoire carotidien externe à la recherche d’une éventuelle fistule durale à l’origine de l’hémorragie méningée et d’une opacification cervicale des artères vertébrales, à la recherche d’une malformation artério-veineuse médullaire.

3. Contre-indicationsIl n’y a pas de véritable contre-indication, cependant on comprend que chez certains sujets âgés et/ou très athéroscléreux, le cathétérisme des artères cérébrales soit rendu très difficile.

4. ComplicationsMalgré le progrès très important du matériel de cathétérisme, il existe 1 à 2 % d’accidents en angiographie cérébrale, accidents emboliques, en particulier cruoriques.

5. Résultats anatomiques normaux (voir figures 3 a-d) Les variations des différents segments artériels intracrâniens sont nombreuses (variations de naissance, de trajet, de calibre - hypoplasie, aphasie -, variation de nombres - duplication, fenestration-).

Parmi les variations de l’axe cérébral antérieur, il faut citer :
- l’artère médiane du corps calleux
- l’artère azygos
- l’artère bihémisphérique

Les variations de l’artère cérébrale moyenne portent essentiellement sur son mode de division. L’artère communicante postérieure présente, outre les variations habituelles des autres segments, une variation de la forme de son origine (infundibulum). Enfin parmi la persistance d’artères embryonnaires réalisant des anastomoses inhabituelles, nous ne citerons que l’artère trigéminée, la plus fréquente, qui fait communiquer l’artère carotide interne (origine en C4-C5) et la partie moyenne du tronc basilaire et qui représente un danger potentiel pour la chirurgie sellaire et du nerf trijumeau.

6. Développemets futursCes développements sont essentiellement ceux de l’angiographie interventionnelle.

D. L’échographie des artères à destinée encéphalique et le Doppler trans-crânien1. Description de la techniqueIl s’agit de deux techniques basées sur l’utilisation des ultrasons.

L’échographie des vaisseaux du cou permet une étude parfaitement anodine, essentiellement des carotides et à un moindre degré des vertébrales dans leur trajet cervical (base du cou et espace de Tillaux).

Le Doppler permet de détecter les éléments mobiles (sang) et d’en mesurer la vitesse (vélocimétrie des tronc supra-aortiques et Doppler trans-crânien des carotides et des artères sylviennes).

2. IndicationsL’exploration des vaisseaux dans leur trajet cervical concerne essentiellement le problème des accidents ischémiques cérébraux transitoires ou constitués (recherche d’une thrombose ou d’une plaque d’athérome sur la bifurcation carotidienne notamment).

Le Doppler trans-crânien permet de faire le diagnostic et de suivre l’évolution d’un vasospasme artériel venant compliquer une hémorragie méningée ; Corrélé à la mesure de la PIC, il permet également de suivre l’évolution de traumatismes crâniens graves.

3. Il n’y a aucune contre-indication et aucune complication à ce type d’examen.

III - L’IMAGERIE DU RACHIS ET DE LA MOELLE EPINIERE

A. Les clichés standards du rachisLes clichés standards du rachis peuvent parfois apporter des éléments d’orientation sur, par exemple, l’existence d’une lyse osseuse dans le cadre d’une compression médullaire chez un patient atteint d’un cancer ; mais leur intérêt est abordé ici essentiellement dans le cadre du repérage de niveau des lésions rachidiennes ou médullaires, dans la pratique neurochirurgicale.

Les clichés standards du rachis sont donc indispensables pour le repérage des voies d’abord neurochirurgicale, d’une part pour rechercher d’éventuelles anomalies transitionnelles, et d’autre part dans un certain nombre de cas, en s’aidant par la mise en place de repères cutanés radio-opaques (par exemble des aiguilles...)

B. L’exploration scanographiqueLe scanner n’est habituellement indiqué dans l’exploration du rachis et de la moëlle qu’à l’étage cervical et à l’étage lombaire, les informations obtenues dans la région dorsale étant généralement de peu d’intérêt, sauf en cas d’atteinte osseuse tumorale, infectieuse ou traumatique.

1. Description de la techniqueDans l’exploration rachidienne, il faut insister plus particulièrement sur le mode radio (ou topogramme) qui permet le repérage précis des différents plans de coupes. Ce mode radio est évidemment indispensable et doit être, dans la mesure du possible, facile à lire pour le clinicien qui dispose des images.

Plus spécifiquement, au niveau du rachis cervical, il convient de réaliser dans la majorité des cas, des coupes fines de l’ordre du millimètre ou de 1,5mm. Dans la majorité des cas également, il convient d’injecter du produit de contraste iodé qui permettra, par voie intra-veineuse, d’opacifier les espaces épiduraux (opacification des veines épidurales) et donc de pouvoir ainsi disposer d’un contraste au niveau de cet espace.

Au niveau du rachis lombaire, les coupes sont habituellement un peu plus épaisses, 3 voire éventuellement 5mm. Dans le cadre des explorations post-opératoires, en particulier après chirurgie de la sciatique, il est indispensable de réaliser une exploration scanographique sans et après injection intra-veineuse de produit de contraste.

Enfin, tant au niveau du rachis cervical qu’au niveau du rachis lombaire, les images doivent comporter des fenêtres osseuses et des fenêtres parenchymateuses de façon systématique.

2. Les indicationsL’exploration scanographique est particulièrement indiquée pour étudier le contenant, c’est-à-dire, essentiellement le rachis osseux et est relativement peu performant pour étudier le contenu.

Il permet ainsi de mieux étudier l’ensemble des contraintes, lorsque l’on suspecte une compression médullaire et/ou surtout une compression radiculaire.

Au niveau du rachis cervical, l’exploration scanographique du rachis cervical permet d’analyser les conflits disco-ostéo-radiculaires responsables des névralgies cervico-brachiales et constitue un excellent complément de l’imagerie par résonance magnétique pour l’étude osseuse des myelopathies cervicarthrosiques.

Dans le cadre de la sciatique ou de la cruralgie, les explorations scanographiques sont habituellement réalisées avant l’I.R.M. lorsque la douleur est rebelle au traitement médical.

3. Complications et contre-indicationsIl n’y a quasiment pas de contre-indications ni de complications spécifiques.

4. Résultats normaux `(voir figures 4 a-b)

5. Développements futursLes reconstructions volumiques en 3 dimensions au niveau osseux sont déjà de pratique courante sur les dernières machines et devrait voir la qualité de leur résolution s’accroître.

C. L’imagerie par résonance magnétique1. Description de la techniqueAu niveau rachidien, l’I.R.M. peut faire des acquisitions directement en coupes sagittales permettant ainsi de voir le rachis et la moëlle en incidences de profil à tous les étages. Ces coupes sagittales sont donc la base de l’exploration I.R.M. du rachis. Elles sont habituellement complètées par des coupes axiales, dans les zones pathologiques. La réalisation de coupes sagittales est parfois assez difficile du fait des courbures rachidiennes amenant à réaliser des coupes coronales en complément.

Enfin, comme pour l’exploration de l’encéphale, on peut injecter du Gadolinium, essentiellement dans le cadre de la pathologie tumorale, infectieuse, mais aussi dans le cadre du problème des récidives post-opératoires de hernie discale.

2. IndicationsC’est l’examen fondamental du contenu du canal rachidien. Dans la mesure du possible, il doit être réalisé en première intention devant toute suspicion de pathologie médullaire ou intra-canalaire.

En cas de compression médullaire, dans la mesure du possible, c’est l’examen à réaliser en urgence et en première intention. Dans ce cadre, insistons seulement sur la nécessité absolue de faire un bon repérage du niveau vertébral de la zone de compression et ainsi de pouvoir identifier avec certitude les vertèbres, ce qui n’est pas aisé du fait de l’extension limitée en hauteur du champ exploré.

3. Contre-indications et complicationsCe sont les mêmes contre-indications que pour l’exploration du cerveau. Insistons sur les pacemakers cardiaques, les corps étrangers intra-oculaires et les clips ferromagnétiques. Plus particulièrement au niveau du rachis, on peut être gêné par le matériel mis en place lors d’intervention de chirurgie orthopédique au niveau du rachis, entraînant des artéfacts rendant l’examen ininterprétable.

4. Résultats normaux (voir figures 5 a-b)

D. Myélosaccoradiculographie et myéloscanner1. Description de la techniqueIl s’agit d’examens nécessitant une ponction des espaces sous-arachnoïdiens. Pour la myélographie dorsale et la saccoradiculogrphie, avec basculage obligatoire pour voir le cône terminal, le produit de contraste est injecté par voie lombaire. Pour les myélographies cervicales, on est quasiment obligé de faire également l’injection par voie lombaire dans la mesure où les appareils avec scopie télévisée à rayon horizontal permettant une ponction latéro-cervicale ont disparu. Cet examen va sans doute être remplacé par le myéloscanner.

En cas de compression médullaire et dans l’impossibilité de réaliser un examen par I.R.M., la myélographie sera faite dans la mesure du possible par ponction sous occipitale, afin de voir le pôle supérieur de la compression médullaire.

2. IndicationsLa myélographie dans le cadre de la compression médullaire ne devrait plus avoir d’indications sauf dans le cadre des patients qui eux mêmes présentent une contre-indication à l’I.R.M. comme un pacemaker cardiaque.

Par contre, il n’est pas toujours inutile de réaliser ce type d’exploration en particulier lorsqu’il existe des discordances entre la clinique et les premiers examens d’imagerie comme le scanner dans le cadre de suspicion de compression radiculaire, afin de préciser les contraintes.

Il est souhaitable dans la mesure du possible, de complèter ces examens saccoradiculographiques et myélographiques par ce que l’on appelle un myéloscanner qui apporte les coupes axiales avec l’opacification des espaces sous-arachnoïdiens et l’éventuelle possibilité de reconstruction en 3 dimensions.

4. Contre-indications et complicationsLes seules contre-indications de ces examens sont des contre-indications de la ponction lombaire comme la suspicion d’une hypertension intra-crânienne.

Ce sont donc des examens que l’on peut quasiment toujours réaliser, sauf également en cas de traumatologie du rachis cervical, si la mobilisation de celui-ci est rigoureusement proscrite.

E. L’angiographie médullaireIl s’agit de l’exploration des vaisseaux à destinée médullaire et donc l’opacification soit de l’axe spinal antérieur, soit des axes spinaux postérieurs.

1. Description de la techniqueCet examen est fait par cathétérisme à partir des artères fémorales et opacification des artères pouvant donner des axes radiculomédullaires.

A l’étage dorsolombaire, on opacifie les artères intercostales et les premières artères lombaires. A l’étage cervical, on opacifie les deux artères vertébrales, les artères cervicales profondes et les troncs cervico-intercostaux.

2. L’indication principale L’indication principale concerne la recherche de malformation vasculaire, qu’il s’agisse de malformation artérioveineuse de la moëlle ou de fistule durale. Exceptionnellement ces examens sont réalisés dans le cadre de bilan d’ischémie médullaire.

Enfin, ils peuvent être utiles pour le repérage de la naissance des artères à destinée médullaire dans le cadre d’intervention chirurgicale sur le rachis.

Globalement, il existe :
- 6 à 8 artères radiculomédullaires destinées à l’axe spinal antérieur (qui se projette sur la ligne médiane sur une incidence de face)
- Une vigtaine d’artères radiculomédullaires postérieures destinées aux axes spinaux postéro-latéraux ( qui se projettent latéralement sur une incidence de face)

L’axe spinal antérieur de la moelle cervicale supérieure provient de la réunion de deux artères spinales naissant de la portion intra-cranienne de chaque artère vertébrale (segment V4).

L’axe spinal de la moelle cervicale moyenne et inférieure provient de 2 à 4 artères naissant de l’artère vertébrale et de l’artère cervicale profonde (artère du renflement cervical pénétrant par le foramen C7-D1).

Une seule artère radiculo-médullaire nait habituellement de l’intercostale D4 ou D5, le plus souvent à gauche pour la moelle thoracique moyenne.

A l’étage thoraco-lombaire, l’axe spinal antérieur reçoit le plus souvent une afférence unique, l’artère d’ADAMKIEWICZ ou artère du renflement lombaire dont l’origine est située, dans 70% des cas, à gauche et dans 80% des cas entre D9 et L2.

3. Contre-indications et complicationsIl n’y a pas de contre-indication à cette technique, si ce n’est les mêmes que l’angiographie cérébrale, c’est-à-dire les sujets très athéroscléreux.

Mais il peut cependant exister des complications qui peuvent être majeures, sous la forme de paraplégie en cas d’embol dans le territoire de l’artère spinale antérieure ou de tétraplégie, lors des artériographies médullaires cervicales.

BIBLIOGRAPHIE

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