Neuro-imaging of acute ischemic stroke

ARTICLE

Auteur(s) : Pauline Renou

Département de neurologie, CHU Pellegrin, Bordeaux

Les accidents vasculaires cérébraux (AVC) constituent une urgence thérapeutique, notamment en raison de la possibilité de réaliser une thrombolyse intraveineuse, qui lorsqu’elle est effectuée dans les 4 h 30 suivant l’apparition des symptômes (validation scientifique, non validé par l’AMM), permet d’améliorer le pronostic fonctionnel des patients [1]. L’imagerie cérébrale, qui constitue l’élément clé du diagnostic d’AVC, a connu dernièrement des avancées majeures aussi bien en imagerie par résonance magnétique (IRM) qu’en scanner. Ces techniques d’exploration sont multimodales et permettent, dans un même temps, de différencier un infarctus d’une hémorragie, et de fournir des informations sur l’ensemble de la vascularisation cervicale et intracrânienne, mais également sur la viabilité du tissu cérébral. Dans le cadre de l’évaluation en urgence d’une suspicion d’AVC, l’exploration par scanner devrait inclure un scanner cérébral non injecté, un angio-TDM des troncs supra-aortiques (TSA) et du polygone de Willis, et une tomodensitométrie (TDM) de perfusion (figure 1). L’exploration par IRM devrait comprendre les séquences fluid attenuation inversion recovery (FLAIR), diffusion weighted imaging (DWI), perfusion weighted imaging (PWI), T2* gradient recalled echo (GRE), et une angio-IRM (ARM) des TSA et du polygone de Willis (figure 2).

L’imagerie cérébrale doit permettre, dans un premier temps, de poser le diagnostic d’AVC ischémique ou hémorragique. Bien que la TDM ait longtemps été considérée comme le gold standard pour la détection des hémorragies intracrâniennes, l’IRM, grâce à la séquence T2*, est au moins aussi fiable que la TDM. Le T2*, sensible aux artéfacts de susceptibilité magnétique de la désoxyhémoglobine et de la méthémoglobine, permet une distinction presque parfaite entre les hémorragies récentes et les infarctus, et est plus sensible que la TDM pour la détection des saignements anciens [2, 3].

La séquence IRM de DWI permet de confirmer précocement le diagnostic d’AVC ischémique en montrant la lésion ischémique dès la 30^e minute. Cette séquence est sensible aux mouvements browniens des molécules d’eau extracellulaire, or lors d’une ischémie, il existe une diminution des apports énergétiques à la cellule ce qui conduit à une défaillance des pompes Na+/K+ transmembranaires. Cette défaillance entraîne un passage de l’eau extracellulaire vers le compartiment intracellulaire aboutissant à un œdème cytotoxique. La diminution de l’eau extracellulaire est responsable de la restriction de la mobilité des molécules d’eau se traduisant par une chute du coefficient apparent de diffusion (ADC) et par un hypersignal sur les images isotropiques. Cette séquence de DWI a augmenté la sensibilité de la détection précoce des infarctus cérébraux à 83 %, comparée à 16 % avec la TDM cérébrale [2]. À la différence de la TDM, il existe une reproductibilité interobservateur élevée avec la séquence de DWI pour la détection des lésions ischémiques précoces [4]. Les faux négatifs en DWI sont rares. Cependant, certaines lésions ischémiques de petite taille, en particulier au niveau du tronc cérébral, peuvent ne pas être visualisées dans les 24 premières heures [5], ces faux négatifs peuvent être limités en réalisant des coupes fines sur la fosse postérieure, ou en utilisant des IRM à plus haut champ (ex : 3 Tesla).

En cas d’infarctus cérébral, la présence et le siège d’une occlusion artérielle sont des informations importantes car cela va conditionner la prise en charge thérapeutique (thrombolyse intraveineuse/thrombectomie endovasculaire) et le pronostic du patient (plus péjoratif en cas de thrombose carotidienne ou du tronc basilaire). L’angio-TDM et l’angio-IRM des TSA sont deux techniques avec une résolution suffisante et de sensibilité équivalente pour identifier une thrombose artérielle et sa localisation [6].

Une des questions les plus débattues dans l’évaluation des infarctus cérébraux à la phase aiguë concerne l’utilisation de la TDM et de l’IRM pour distinguer le tissu cérébral irréversiblement lésé, de la pénombre ischémique qui correspond au tissu cérébral à risque d’infarcissement mais pouvant récupérer en cas de recanalisation artérielle. La sélection des patients fondée sur la présence et l’étendue d’une pénombre ischémique pourrait théoriquement permettre d’élargir la fenêtre d’administration d’un thrombolytique au-delà de 4 h 30. Si les premières études utilisant ce concept ont été encourageantes [7], l’essai récent DIAS 2 a montré qu’il n’y avait pas de différence significative entre le placebo et la thrombolyse réalisée entre 3 h et 9 h chez des patients sélectionnés sur la présence d’une pénombre ischémique. La pénombre ischémique est imagée en IRM par le mismatch DWI/PWI : l’ischémie irréversible est représentée par les anomalies en DWI, la pénombre par le tissu hypoperfusé en PWI autour de la région en restriction de diffusion. Les principaux paramètres utilisés pour étudier la perfusion cérébrale sont :

• le TTP : temps au pic ;
• le MTT : temps de transit moyen ;
• le CBF : débit sanguin cérébral.

Bien que ce concept soit attractif, il fait actuellement l’objet d’une révision critique. À la différence de la tomographie par émission de positon (TEP), l’IRM de perfusion ne permet pas une étude quantitative mais simplement qualitative de l’hémodynamique cérébrale. De plus, les seuils de viabilité tissulaire à l’aide des paramètres IRM ne permettent pas encore une approche précise de la zone de pénombre [8]. À ce jour, aucun consensus n’est établi sur le choix et les seuils des paramètres hémodynamiques définissant la zone de mismatch. Quant aux lésions détectées en IRM de DWI, des publications récentes ont montré que jusqu’à 30 % du volume lésionnel initial en DWI étaient réversibles [9].

L’ischémie irréversible et la pénombre ischémique peuvent également être appréhendées en TDM de perfusion, qui permet d’évaluer les débits et volumes sanguins cérébraux. L’approche optimale pour définir l’ischémie irréversible semble être le volume sanguin cérébral (CBV) inférieur à 2 mL/100 g [10]. Cette valeur basse de CBV indique une défaillance de la vasodilatation cérébrale, qui est un mécanisme d’autorégulation protecteur, et représente le tissu cérébral sévèrement lésé, avec une excellente corrélation avec les anomalies en DWI. La description la plus fiable de la pénombre en TDM de perfusion est la région ayant un retard d’arrivée du produit de contraste sur le TTP ou MTT. Là encore, il existe une bonne corrélation entre TDM de perfusion et IRM de PWI. Néanmoins, la TDM de perfusion a été beaucoup moins évalué que l’IRM dans les études, et il n’est validé dans aucun essai thérapeutique. La plupart des TDM de perfusion ne couvrent que quelques centimètres d’épaisseur de parenchyme cérébral ce qui réduit nettement la sensibilité de détection des anomalies ischémiques, notamment pour les petits infarctus par occlusion artérielle distale. Enfin, bien que la TDM de perfusion soit de réalisation plus rapide qu’une IRM, elle expose à une injection d’iode et une irradiation supplémentaire.

Pour conclure, de multiples informations sont maintenant disponibles pour l’évaluation de l’AVC à la phase aiguë, tant avec la TDM qu’avec l’IRM. L’IRM a été plus largement évaluée, en particulier pour les paramètres de perfusion, que la TDM multimodale et devrait donc constituer le gold standard de l’imagerie en urgence de l’AVC. Cependant, dans les centres, encore nombreux, où l’IRM est d’accès difficile en urgence, la TDM multimodale constitue une bonne alternative. Des essais thérapeutiques prospectifs plus larges sont nécessaires pour déterminer l’utilité de la détection de la pénombre ischémique dans l’identification des patients pouvant bénéficier d’une thrombolyse.

Références

2 Chalela JA, Kidwell CS, Nentwich LM, et al. Magnetic resonance imaging and computed tomography in emergency assessment of patients with suspected acute stroke: a prospective comparison. Lancet 2007 ; 369 : 293-8.

3 Kidwell CS, Chalela JA, Saver JL, et al. Comparison of MRI and CT for detection of acute intracerebral hemorrhage. JAMA 2004 ; 292 : 1823-30.

4 Fiebach JB, Schellinger PD, Jansen O, et al. CT and diffusion-weighted MR imaging in randomized order: diffusion-weighted imaging results in higher accuracy and lower interrater variability in the diagnosis of hyperacute ischemic stroke. Stroke 2002 ; 33 : 2206-10.

5 Oppenheim C, Stanescu R, Dormont D, et al. False-negative diffusion-weighted MR findings in acute ischemic stroke. AJNR Am J Neuroradiol 2000 ; 21 : 1434-40.

6 Wintermark M, Meuli R, Browaeys P, et al. Comparison of CT perfusion and angiography and MRI in selecting stroke patients for acute treatment. Neurology 2007 ; 68 : 694-7.

7 Hacke W, Albers G, Al-Rawi Y, et al. The Desmoteplase in Acute Ischemic Stroke Trial (DIAS): a phase II MRI-based 9-hour window acute stroke thrombolysis trial with intravenous desmoteplase. Stroke 2005 ; 36 : 66-73.

8 Sobesky J, Zaro Weber O, Lehnhardt FG, et al. Does the mismatch match the penumbra? Magnetic resonance imaging and positron emission tomography in early ischemic stroke. Stroke 2005 ; 36 : 980-5.

9 Fiehler J, Foth M, Kucinski T, et al. Severe ADC decreases do not predict irreversible tissue damage in humans. Stroke 2002 ; 33 : 79-86.

10 Wintermark M, Flanders AE, Velthuis B, et al. Perfusion-CT assessment of infarct core and penumbra: receiver operating characteristic curve analysis in 130 patients suspected of acute hemispheric stroke. Stroke 2006 ; 37 : 979-85.