Etude du développement des efférences nerveuses cérébrales par

tracking de fibres in utero

Exemple de l'agénésie du corps calleux

Lbiati Kaouthar (1), Mylène Mabille (2), Odile Plaisant (1), René Frydman (2), Vincent Delmas (1), Dominique Musset (2), Olivier Ami (1) (2)

1-Unité de Recherche en Développement, Imagerie et Anatomie (URDIA) - Université Paris Descartes2-APHP, Hôpital Antoine Béclère, 92140 Clamart

INTRODUCTION

OBJECTIFSEvaluer la faisabilité de la méthode in vivo Pouvoir comprendre les étapes de développement cérébral normal chez l’être humain afin de :

• Etablir un diagnostic anténatal • Evaluer le pronostic neurologique

• Réaliser un référentiel anatomique normal• Pour permettre de détecter une variation ou une

pathologie

• Troubles hémodynamiques fœtaux1,2

• Retard de croissance intra-utérin important3

• Anomalies de migration neuronale 4

• Anomalies génétiques ou chromosomiques• Malformations cérébrales (exemple de l’agénésie du corps

calleux)

Grande disparité

Situations engageant le pronostic neurologique foetal

1. Schreuder AM et al. Archives of disease in childhood 2002;86:F108-114

2. Vossbeck S, et al. European journal of pediatrics 2001;160:128-1343. Roth S et al. Early human development 1999;55:39-504. Sasaki J et al. Early human development 2000;58:91-99

Figure 1-2 : exemple de tracking de fibres au niveau du corps calleux chez l’adulte(aimablement communiqué par Biomedical NMR Research)

Anatomie fonctionnelle du corps calleux

Rôle dans la distribution des informations perceptuelles, motrices, cognitives; apprises et volontaires, entre les deux hémisphères cérébraux

Agénésie du corps calleux

•Associations fréquentes: – syndromes polymalformatifs (1/2cas), – anomalies chromosomiques (1/3cas)

• Retard mental de degré variable –1/3 cas si Agénésie isolée

Fratelli N et al. Prenatal diagnosis 2007;27:512-517

Morphologie conventionnellevs IRM en diffusion

IRM conventionnelle Etude morphologique & quantitative du

cortex estimation « en volume » de connexions

interhémisphériques

Figure : exemple de mise en correspondance de l’IRM en diffusion traitée en fausses couleurs avec l’anatomie macroscopique

IRM en diffusion <=> « tracking de fibres »– Etude quantitative : existence et/ou

orientation des fibres nerveuses– Etude anatomique de leur caractère normal

ou pathologique

Principe de l’IRM en diffusion• Mesure le déplacement aléatoire de H2O

• Reflète la myélo-architectonie des tissus activés

• Ce déplacement peut prendre une forme:– Sphérique => isotropie et diffusion difficile au niveau du tissu

cérébral

– Linéaire (suit le trajet des axones) et cela traduit:– Une anisotropie =>Bonne diffusion cérébrale+++

< 35 SA: l’anistropie est favorable à l’objet de notre étude (tracking de fibres en IRM de diffusion)

Anisotropie du tissu cérébral & IRM en diffusion

Coupe Histologique (encre de chine) : Evolution des neurones de la couche corticale en fonction du terme

M. Marin-Padilla J Comp Neurol 321, 223 (1992)

B : le cortex est mature, la diffusion devient plus complexe et presque isotrope

Plus le cortex est Isotrope, plus la diffusion cérébrale est difficile

A : anisotropie corticale par immaturité du cortex cérébral

cartes d'anisotropie à 35 SA

cartes d'anisotropie à 26 SA

A 35 SA le tissu tend vers l’isotropie le tracking devient difficile

MATÉRIEL ET MÉTHODE

A propos de notre étude

• étude de faisabilité, descriptive, prospective, exploratoire, durée 4mois

• technique de l’IRM en diffusion• agrément du Comité de Protection des

Personnes de Necker en décembre 2008• accord de l’AFSSAPS début 2009• formulaire de consentement signé par le

couple participant

Objectifs • Comparer deux groupes de fœtus issus d’IMG1:

– 1er groupe (avec cerveau normal) => description du développement cérébral normal,

– 2ème groupe (avec cerveau pathologique) => Analyse de la structure cérébrale

•  Critère principal– Etude de la concordance entre:

• IRM en diffusion Et• Anatomo-pathologie

• Le contrôle par l’ana-path de l’interprétation des images d’IRM est une grande valeur ajouté à notre étude!

1) IMG: interruption médicale de grossesse <32SA

Critères inclusion/exclusion• Critères d’inclusion

– Patientes candidates à une IMG

• Critères d’exclusion– toute contre-indication & précaution prise,

préalablement à la réalisation d’une IRM

Protocole• Deux IRM pour chaque cerveau foetal +1 examen

ana-path (après IMG)

– 1ère IRM In utéro– 2ème IRM après IMG

• Durée totale 22’– IRM conventionelle :15’– IRM en diffusion (avec tracking des fibres) : 7’

• Type de coupes – Coronales: bonne correspondance avec l’histologie – Axiales: Pour les séquences de type EPI 

• Nombre de coupes : 50 à 100 (paramètres acquisition) + 20 (diffusion)• Logiciel utilisé (pour le tracking): IRM Siemens Avanto champ 1.5 Tesla

RÉSULTATS

Conclusion & développements futurs

En matière d’étude du développement normal ou d’agénésie du corps calleux:l’IRM en diffusion a un potentiel pour établir:

• Diagnostic anté-natal• Pronostic neurologique in utéro• Conseil parental précoce

D’autres études sont nécessaires+++ tester ce potentiel sur d’autres situations engageant le pc neuro

foetal