2 Imagerie fonctionnelle tEp et SpECt des foyers

La chirurgie de l’épilepsie en 2011
DOSSIER
2 Imagerie fonctionnelle TEP et
SPECT des foyers épileptogènes
Que sont les promesses des années 1990 devenues…
n L’intérêt de la tomographie par émission de positons et de la tomographie d’émission monophotonique est, en plus de la localisation du foyer épileptogène, l’évaluation fonctionnelle des
cortex à opérer et donc à prévenir le risque de déficits neurologiques ou neuropsychologiques
induits par l’intervention.
L
e rôle principal de la neuroimagerie devant une
épilepsie partielle pharmacorésistante (EPPR) est d’élucider son étiologie. L’IRM en
reste l’examen principal. Elle
permet de conseiller le patient
quant au pronostic (1) et une
première estimation de viabilité
du projet chirurgical. En règle
générale les EPPR sans lésion sur
l’IRM ont un pronostic médical
meilleur que celles avec lésion.
C’est exactement le contraire
vis-à-vis du traitement chirurgical. Préalablement à la réalisation d’une tomograhie d’émission de positon (TEP) ou d’une
tomographie d’émission monophotonique (TEMP), il convient
toujours de vérifier soi-même le
résultat de l’IRM et sa bonne exécution car, en pratique clinique,
une partie importante des IRM
n’est pas conforme aux normes
minimales définies par la Ligue
internationale contre l’épilepsie
à la fin des années 1990 (2, 3).
Des lésions peuvent aussi
échapper à une lecture première
*Chaire d’Excellence de Neuroimagerie Fonctionnelle, Fondation Neurodis, Lyon ; Honorary Reader, Institute of Neurology,
Queen Square, London, UK ; Visiting Reader, Imperial College
London, UK
288
Alexander Hammers*
notamment par des non-spécialistes (4).
La mise en évidence d’une lésion
ou d’une zone de dysfonctionnement métabolique ou vasculaire ne résume bien sûr pas le
bilan préchirurgical et la valeur
de ces résultats dépend avant
tout de leur cohérence avec les
hypothèses de localisation du
FE issues en particulier des enregistrements vidéo et électroencéphalographiques (V-EEG)
des crises épileptiques. Outre la
localisation du FE, ces explorations peuvent participer à l’évaluation fonctionnelle des cortex
à opérer et donc à prévenir le
risque de déficits neurologiques
ou neuropsychologiques induits
par l’intervention.
La tomographie par
émission de position
Depuis les années 1980, la TEP
(5) a été utilisée pour l’évaluation des maladies épileptiques
(6). Elle utilise des substances
émettrices de positons : quand
un positon libéré dans le cerveau rencontre un électron, les
deux s’annihilent et émettent
deux rayons gamma orientés à
180° l’un de l’autre, qui peuvent
ensuite être détectés par les anneaux de détecteurs de la caméra TEP.
En pratique, une substance
chimique est labélisée avec une
trace de radioactivité - un isotope
radioactif qui émet des positons.
La substance chimique radiolabélisée est injectée par voie
veineuse, puis se lie à ses cibles
cellulaires intra-cérébrales. La
camera TEP permet de recueillir
l’activité émise et de la traduire
en images tomographiques.
Il y a un grand nombre de radiotraceurs pour sonder différents aspects du métabolisme
et débit sanguin cérébral, ainsi
que différents systèmes de neurotransmission, notamment dopaminergique, sérotoninergique
et GABAergique (7, 8). La substance de loin la plus utilisée est
le [18F]fluoro-deoxy-glucose, ou
FDG, qui mesure le métabolisme
glucidique, souvent réduit dans
et autour du FE.
La réalisation d’une TEP au [18F]
FDG est le plus souvent réalisée
après quelques heures de jeun,
afin de minimiser la compétition
Neurologies • Mai 2011 • vol. 14 • numéro 138
avec le glucose et d’assurer une
bonne captation du [18F]FDG par
les neurones. La phase dite de
“captation” dure de 30 à 50 minutes après injection du traceur.
Elle se déroule normalement
dans une salle sombre et silencieuse, est suivie par un examen
le plus souvent “statique” (une
seule prise d’images) qui dure
de 10 à 20 minutes. La dose de
radiation reçue par l’organisme
atteint 4-7 mSv (9) ; elle équivaut
à celle reçue lors d’un scanner
crânien.
Dans les années 1990, la multiplication sans cesse croissante
de nouveaux traceurs avait laissé
planer l’espoir que l’on pourrait
bientôt définir les contours du
FE grâce à cette technique non
invasive. Ces espoirs ont été déçus : d’une part, aucun traceur
de tissu épileptogène n’a été découvert et, par ailleurs, la notion
même de foyer épileptogène a
progressivement cédé la place à
celle de réseau épileptogène (10,
11).
La place de la TEP
Enfin, par delà les résultats objectifs, la place de la TEP dans
le bilan préchirurgical n’est pas
établie de façon absolue et varie
beaucoup d’un centre à l’autre.
Ainsi, pour les équipes habituées aux interventions standardisées pour les épilepsies du
lobe temporal en particulier, une
information sur la latéralisation
et la localisation lobaire du foyer
hypométabolique est précieuse
et suffisante (12). Cette même
information aura infiniment
moins de valeur dans les équipes
attachées à la définition anatomique individuelle des zones
épileptogène. Cette position qui
privilégie la “chirurgie à façon”
fera alors plus souvent appel aux
techniques invasives (13).
Neurologies • Mai 2011 • vol. 14 • numéro 138
Les autres traceurs
Hormis le [18F]FDG, pratiquement aucun des radiotraceurs
exploitables dans le domaine de
l’épilepsie n’est disponible en
dehors des centres de chirurgie
de l’épilepsie les plus spécialisés.
Il en va ainsi du [11C]AMT pour
la détection de tubers se caractérisant par des anomalies du
métabolisme de la sérotonine,
en particulier dans la sclérose
tubéreuse de Bourneville et
d’autres pathologies (14, 15) ; le
[11C]flumazenil pour la quantification (16) de récepteurs GABAA notamment dans les EPPR
à IRM normale (17-20) ; les traceurs 5-HT1A dans les épilepsies
limbiques (21, 22) ; et les acides
aminés labellisés utilisés dans la
caractérisation de tumeurs glioneuronales de bas grade (23, 24).
Un outil de recherche
Outre son utilisation clanique
dans le cadre d’une évaluation
pré-chirurgicale, la TEP, avec
sa sensibilité nanomolaire, demeure un indispensable outil
de recherche. Elle a ainsi permis d’élucider le rôle de la dopamine dans la modulation des
crises (25-28) ; des opiacés dans
l’arrêt des crises induites (29)
et spontanées (30) ; et de désigner un rôle possible des protéines de multi-résistance dans
la pharmacorésistance dans les
EPPR.
La tomographie par émission de positons
à [18F]FDG, en pratique
A quoi peut me servir ce type d’examen ?
La TEP à [18F]FDG peut être très utile pour la latéralisation, parfois la localisation de la ZE, et pour raffiner une hypothèse clinique. Elle est d’autant
plus utile que l’IRM est normale. La réalisation dans un centre d’épileptologie permet, entre autres, le recalage IRM-TEP du malade, et souvent
la comparaison à une base de données de témoins, obtenues avec le
même protocole sur la même machine.
Quelles réponses à quelles questions suis-je en droit d’attendre de
ces explorations vis-à-vis du projet chirurgical ?
La TEP à [18F]FDG a une bonne chance de montrer une ou plusieurs
zones de dérangement métabolique qui ont de fortes chances d’être en
rapport avec la ZE. Elle est surtout utile devant une EF pharmacorésistante certaine, où l’IRM bien faite a été non contributive.
A quel stade du bilan faut-il envisager ce type d’exploration ?
La TEP à [18F]FDG n’est pas un examen diagnostique de la présence ou
non d’une EF. Sa place est donc dans le bilan préchirurgical pour une EF
pharmacorésistante : après IRM suivant les directives (http://www.ilaeepilepsy.org/Visitors/Centre/PedsNeuroimaging.cfm), la TEP à [18F]FDG
peut être considérée comme prochaine étape d’imagerie. Suivant les
expertises et possibilités locales, dans cette situation, d’autres possibilités
de neuroimagerie incluent l’analyse avancée de l’IRM (49-52) ; la magnéto-encéphalographie (MEG), notamment quand le patient a beaucoup
de pointes à l’EEG pour permettre la modélisation de la source en MEG
(52) ; la TEMP ictale (voir article) ; et parfois la TEP avec d’autres radioligands (voir article).
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DOSSIER
La chirurgie de l’épilepsie en 2011
La chirurgie de l’épilepsie en 2011
DOSSIER
Figure 1 - Exemple de l’utilité de l’analyse voxel-par-voxel de la TEP à [18F]FDG. Patient avec position des électrodes S-EEG planifiés
initialement en rouge. Bleu/vert, hypométabolisme statistique superposé sur l’IRM sagittale du malade. Orange, position de l’électrode
rajouté après résultat FDG-SPM. Tracé, activité interictale hautement pathologique au sein de l’hypométabolisme, avec début de crise
vu d’abord sur cette électrode. Sans cette électrode, le début de la crise aurait été situé sur l’électrode désignée par la flèche rouge.
Remerciements au Dr Jean Isnard, CHU de Lyon, pour les données EEG.
Place de la TEP
au (18F)FDG
Cette revue sera centrée sur le
traceur de loin le plus utilisé, le
[18F]FDG.
Localisation du FE
Le résultat le plus solide
concerne la capacité de latéralisation du FE qui, dès 1995, apparaissait exacte dans 60 % des cas,
y compris lorsque l’IRM était
normale (32). Les progrès réalisés depuis ont permis à Hwang
et al. (33) de montrer, sur un
échantillon de 117 patients porteurs d’un FE néocortical, qu’il
était possible non plus seulement de latéraliser, mais surtout
de localiser de façon exacte le FE
dans plus de 78 % des cas.
“Signification clinique”
de la zone
hypométabolique
Plusieurs centres ont montré
que les anomalies de captation
290
corticales du [18F]FDG s’étendent au-delà des limites des lésions structurelles. Ces aires sont
le plus souvent colocalisées avec
les zones de départ de crises et/
ou les zones de propagation (34).
Une localisation discordante
entre la zone hypométabolique
et les autres éléments localisateurs du bilan préchirurgical est
un élément de mauvais pronostic chirurgical en cas d’EPPR à
IRM (35).
Deux développements méthodologiques ont contribué à un
plus grand rendement de la TEP
à [18F]FDG récemment.
Au-delà de l’analyse
visuelle subjective
La détection des zones d’hypométabolisme peut être sensibilisée par la fusion des images TEP
à [18F]FDG et l’IRM du patient,
ce qui permettra de rapporter
les irrégularités métaboliques
régionales à la morphologie du
cortex correspondant (notion
d’hypométabolisme relatif) (voir
figures 1 et 2 dans ref. 36). Ces
zones peuvent échapper à l’analyse visuelle surtout quand elles
touchent des fonds profonds de
sillons, site préférentiel des dysplasies corticales focales (37).
L’analyse voxel-par-voxel, initialement développée pour les neurosciences, a été adaptée pour
l’analyse “clinique” d’un sujet
contre un groupe de témoins (17,
38) et permet d’introduire la notion “d’hypométabolisme statistiquement significatif” avec le logiciel le plus couramment utilisé :
Statistical Parametric Mapping
(SPM). Ces analyses SPM permettent d’identifier des anomalies avec à la fois une plus grande
sensibilité et une meilleure spécificité que par la seule analyse visuelle (39, 40), en particulier pour
les cortex en miroir de la ligne
médiane (40) (Fig. 1).
Neurologies • Mai 2011 • vol. 14 • numéro 138
La tomographie
par émission
monophotonique
La TEMP est une méthode tomographique d’imagerie assez
analogue à la TEP à [18F]FDG décrite en début de cette revue.
Par contre, les isotopes utilisés sont émetteurs de photons
simples et non de positons. Le
plus souvent il s’agit de technétium-99m (99mTc) et d’iode-123
(123I).
Les contraintes
de la technique
Les traceurs utilisés (le [99mTc]
ECD et le [99mTc]HMPAO) ont
une caractéristique cinétique
originale précieuse en épileptologie : celle de se fixer dans le
cerveau (à 60 % et 85 %, respectivement) au premier passage
sanguin (41). La demi-vie d’à
peu près six heures permet donc
l’injection de ces radioéléments
par voie intraveineuse au moment d’une crise et d’acquérir
les images quelques heures plus
tard, images révélant les modifications régionales de débit sanguin cérébral au moment de la
crise. Étant donné le délai nécessaire d’environ 30 secondes pour
que le bolus intraveineux injecté
au plis du coude atteigne le cerveau après avoir franchi la circulation pulmonaire, d’une part, et
la cinétique d’augmentation critique du débit sanguin cérébral
qui se transforme au contraire
en hypodébit artériel une à deux
minutes après la crise (42), il est
indispensable que l’injection du
traceur au lieu le plus tôt possible après le début de la crise,
idéalement au cours des 15 premières secondes (43, 44).
La réalisation de ce test est donc
particulièrement contraignante,
nécessitant une infrastructure
complexe, un approvisionneNeurologies • Mai 2011 • vol. 14 • numéro 138
La tomographie par émission monophotonique,
en pratique
A quoi peut me servir ce type d’examen ?
La TEMP ictale présente une bonne sensibilité pour localiser l’aire de
début des crises, y compris chez les patients dont l’IRM est normale.
Cette exploration ne peut se dérouler qu’à l’occasion d’un enregistrement
vidéo-EEG. La comparaison avec un examen intercritique est essentielle
et sera au mieux réalisée au moyen d’une analyse statistique avec une
image de soustraction recalée sur l’IRM du patient (SISCOM, voir texte).
Attention : la TEMP interictale seule est très peu fiable et ne devrait pas
être considérée en l’absence de TEMP ictale.
Quelles réponses à quelles questions suis-je en droit d’attendre de
ces explorations vis-à-vis du projet chirurgical ?
Pour un patient avec une fréquence de crises suffisante, et une durée de
crises suffisante, la TEMP ictale peut permettre de définir la situation de
la zone de début de crises au sein de cortex cérébral. La réalisation de
ces images nécessite une infrastructure importante, et une bonne liaison
entre neurologie et médecine nucléaire est nécessaire. Dû au délai de
~ 30 secondes entre injection et fixation au cerveau, une injection très
précoce et une durée suffisante de la crise après injection sont essentielles pour un examen valide (voir texte pour détails). Des injections tardives peuvent montrer des zones de propagation plutôt que de début de
crises. Des crises partielles simples ont un rendement pauvre et ne sont
donc pas à recommander pour une étude de TEMP ictale.
A quel stade du bilan faut-il envisager ce type d’exploration ?
La TEMP ictale n’est pas un examen diagnostique de la présence ou
non d’une EF. Sa place est donc dans le bilan préchirurgical pour une
EF pharmacorésistante : après IRM suivant les directives (http://www.
ilae-epilepsy.org/Visitors/Centre/PedsNeuroimaging.cfm), la TEMP ictale
peut être considérée comme prochaine étape d’imagerie. Suivant les
expertises et possiblités locales, dans cette situation, d’autres possibilités
de neuroimagerie incluent l’analyse avancée de l’IRM (49-51) ; la magnéto-encéphalographie (MEG), notamment quand le patient a beaucoup
de pointes à l’EEG pour permettre la modélisation de la source en MEG
(52) ; la TEP à [18F]FDG (voir article) ; et parfois la TEP avec d’autres
radioligands (voir section TEP dans l’article).
ment régulier des traceurs destinés à l’unité de vidéo-EEG, un
bon entraînement de l’équipe
soignante, des liens étroits entre
le service de neurologie et celui
de médecine nucléaire, et une
flexibilité pour les plages horaires d’acquisition des images,
l’injection de traceur intervenant de façon aléatoire, au gré
de l’apparition des crises.
A ces conditions, on estime que,
dans un centre entraîné, on peut
espérer réaliser une exploration
TEMP en condition ictale chez
près de 80 % des patients en
cours de bilan pré-chirurgical
(45).
Sur une série de 117 patients,
Hwang (33) a observé que la
TEMP ictale permettait de localiser correctement le FE dans
291
DOSSIER
La chirurgie de l’épilepsie en 2011
La chirurgie de l’épilepsie en 2011
DOSSIER
près de 55 % des cas au sein
du sous-groupe de 31 malades
souffrant d’une épilepsie néocorticale cryptogénique.
L’interprétation
Chez un patient donné, l’interprétation des images TEMP ictales est grandement facilitée par
la comparaison avec des images
TEMP interictales. La technique
la plus utilisée, le SISCOM (Subtraction Ictal SPECT CO-registered to MRI) (46) consiste à recaler
dans un même espace les TEMP
ictales et inter-ictales qui, après
normalisation peuvent être
soustraites l’une de l’autre, et
l’IRM du patient. Les différences
d’activité peuvent ainsi appa-
raitre directement sur l’IRM. Le
pouvoir localisateur de FE de la
TEMP qui atteint en moyenne
39 % si on examine les résultats
par analyse visuelle comparative
simplement, s’élève à 88 % dès
lors que les images sont traitées
selon la procédure SISCOM (46).
D’autres méthodes d’analyse
statistique des images TEMP
ont depuis été proposées et qui
rendraient cette exploration toujours plus sensible et spécifique
(47). Cette dernière méthode est
peut-être supérieure à SISCOM.
Par contraste, la TEMP inter-ictale isolément offre de très mauvaises performances de localisation du FE, si bien qu’en l’absence
d’examen ictal de référence, il est
préférable de ne pas utiliser ce
résultat dans la synthèse du bilan
pré-opératoire (48).
En terme d’irradiation, la dose
totale n’excède pas 5 mSv en
général, soit des valeurs comparables à celles rapportées pour la
n
procédure TEP.
Correspondance
Dr Alexander Hammers
E-mail : alexander.hammers@
fondation-neurodis.org
Mots-clés : Epilepsie, Epilepsie partielle pharmacorésistante, Chirurgie,
Imagerie fonctionnelle, TEP, SPECT,
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