Neuroimagerie Flashcards
VRAI/FAUX: Toutes les techniques d’imageries applicables chez l’animal le sont également chez l’humain
FAUX
→ Question d’éthique
Comment appelle-t-on les bosses du cerveau?
Circonvolutions (gyrus)
Comment appelle-t-on les creux à la surface du cerveau?
Sillons
→ Tailles et aspects variables
Donner 2 sillons présents chez tout le monde car formés au tout début du développement?
- Sillon central
- Sillons de Sylvus
Qu’est-ce que le cortex?
Fine couche (~2-3mm épaisseur) à la surface du cerveau, principal siège de neurones (matière grise sur matière blanche, parenchyme)
Qu’est-ce que le noyaux gris?
Partie profonde au centre du cerveau contenant le soma des neurones (substance grise)
Matière grise = ?
Cortex + noyau gris
Substance blanche = ?
Fibres axonales des neurones (pas de corps cellulaire)
=> Croisement des connexions axonales entre régions du cerveau
Qu’est-ce que la colonne cortical?
Les 6 couches (6 = la + profonde) de neurones ayant des fonctions et morphologies différentes (structure stéréotypée)
Quelles sont les couches corticales avec le plus grand nombre de connexions?
Couches 2 et 3 (connexions corticales courtes)
Où retrouve-t-on les couches corticales?
(Exception?)
Partout sauf dans l’hippocampe, où les enroulements font se perdre la structure
- Que fait la couche corticale 4?
- La 5?
- Couche 4 = reçoit des influx sensoriels
- Couche 5 = émet des influx moteurs
Est-ce que les 6 couches ont la même structure dans toutes les régions du cerveaux (sauf hippocampe)?
Qu’est-ce qui change? (2)
Oui
→ Seul changement = nb de neurones + connexions entre neurones
Qu’est-ce que le thalamus?
Zone de transit de toutes les infos sensorielles (sauf olfactives)
Qu’est-ce qu’une aire cyto-architectonique de Brodmann (nomenclature)?
Aire à l’intérieur de laquelle les neurones sont semblables entre-eux → a généralement une même fonction globale
- À quoi correspond l’aire de Brodmann 17?
- L’Aire de Brodmann 4?
- Cortex visuel primaire
- Aire de la mémoire
Qu’est-ce que le corps calleux?
Long faisceau de fibres nerveuses qui traversent la matière blanche et assure la communication entre les 2 hémisphères cérébraux
Quels sont les 2 types d’Input?
- Sensory input
- Motor input
Qu’est-ce qu’une connexion cortico-corticale courte/longue?
Courte: au sein d’un même hémisphère
Longue: entre les 2 hémisphères, via la corps calleux
L’air de Wernicke est essentielle à quoi?
À décoder les sons qu’on entend en les associant à une signification
L’aire de Broca sert à quoi?
Sert à s’exprimer par la parole
Que cause une aphasie de Wernicke?
Incapacité de comprendre le sens des mots
Qu’entraîne la destruction de l’aire de Broca?
Personne ne peut juste plus parler
→ Peut entendre, écrire, comprendre…
- Par quoi sont reliée les 2 aires du langage?
- Qu’entraîne une lésion qui atteint uniquement ces axones?
- Par un faisceau (connexion cortico-coticale)
→ Permet de parler normalement - Patient comprend, peut parler mais incapable de répéter ce qu’il entend
Que peut-on observer via l’imagerie structurelle? (3)
- Structure normale du SN (anatomie)
- Développement (in utero)/dégénérescence (atrophie)
- Pathologies lésionnelles…
Que peut-on observer via l’imagerie fonctionnelles? (2)
- Mesure de l’activité métabolique
- Fonction/dysfonction neuronale
Les techniques d’imageries structurelles et fonctionnelle (RX, CT, IRM, EGG, MEG) sont elles invasives?
NON
→ In vivo
≠ SPECT/PET (invasif)
- Comment fonctionne l’imagerie à Rayons X?
- Que peut-on observer? (3)
Pourquoi?
- Rayons X absorbé par substance dures/opaques (crâne) et traverse les tissus de manière variable selon la densité (mesure)
- Permet de voir :
— corps étrangers
— fractures
— érosion (dû à tumeur)
Quel est le principe du CAT scan (tomo-densitométrie computérisée)?
Utilise des rayons X
Rotation de la source de rayons X autour de l’objet
→ Image projetée selon différents angles de vue permet une reconstruction 3D
(degré d’atténuation = densité à chaque point du volume = contraste de l’image)
- Que peut-on voir au CATscan?
- Que ne peut-on pas voir?
- Possible de voir le cerveau (mais reste meilleur pour tissus durs, à fort contraste)
==> souvent utilisé pour les os et artères - Différence entre matière grise et blanche floue, circonvolutions pas visualisables avec précision
Quel sont les avantages “pratiques” du CAT scann? (3)
- Bon marché
- Rapide
- Permet de différencier facilement certains types de pathologies très différentes (important pour diagnostic, traitement)
Quels genre d’hémiplégies droites (par exemple) peut-on observer par CATscan? (4)
- Ischémie cérébrale: trous car artère bouché (nécrose)
- Hématome cérébral: artère rompus, sang dans le cerveau
- Hématome méningé: sang à l’extérieur du cerveau
- Tumeur
- Quelle variante du CATscan?
- Quel problème?
- Injection d’un liquide de contraste dans les vaisseaux
==> Angiographie (permet de les rendre denses pour bien les voir) - Allergie possibles
- Comment fonctionne une IRM?
- Pourquoi est-ce pratique?
Les protons absorbent l’énergie électromagnétique en s’alignant (dans un gradient de champ) et la ré-émette lorsque le champ est déphasé
En mesurant la fréquence spécifique émise, on peut mesurer la densité de protons (et différencier les tissus)
Pratique, parce que 60% tissus = H2O -> 2 protons
Quel est le principe utilisé en IRM?
Utilisation de la raisonnance magnétique (protons)
- Comment est le champs magnétique d’une IRM?
- Quelle courant max pour l’homme?
- Pour l’animal (recherche)?
- Le champ magnétique est présent tout le temps dans la machine
Il est généré par des supraconducteurs avec un courant ≈ 1.5-3 Tesla - Max 7T pour l’homme
- 14T pour l’animal
Quel est l’impact du champs magnétique dans une IRM sur la qualité de l’image?
Plus la champ est puissant: meilleurs sont:
- le contraste/signal
- la résolution spatiale
Quel est le danger d’une IRM?
Machine à IRM = gros aiment
=> Entrer dans la salle avec un objet métallique = danger
→ déconseillé pour patient avec pacemaker/prothèse métallique
De quoi dépend la raisonnance magnétique (IRM)? (2)
- Densité
- Distribution de l’eau dans les tissus
Quel résolution pour un IRM standard à 3 Tesla?
Résolution ≤1mm
Quel résolution pour un IRM à 7Tesla?
Haute résolution
150 μm
Comment appraît le corps calleux sur IRM?
Très blanc
Sur quel IRM peut-on observer la limites des aires du cerveau entre V1 et V2 par exemple?
IRM à 7 Tesla
Quels diagnostiques peut-on faire grâce à une IRM (observations)?
(4)
- Sclérose hippocampique (-> Alzheimer) et épilepsie (“pharmaco-résistante)
- Dysplasie corticale
- Sclérose en plaque
- Sciatique (IRM de la moelle)
- Peut-on voir l’hippocampe en CAT-scan?
- En IRM?
- Non
- Oui
Qu’est-ce qu’une dysplasie corticale?
(Souvent cause de quoi?)
Régions du cortex qui, au lieu de se développer en couches, s’organise en “boules” dû a des anomalies de migration lors du dvt du cortex (substance grise)
=> Neurones connectés anormalement = décharges électriques anormales
(souvent cause d’épilepsie)
Quel problème cause la sclérose en plaque?
Touches les axones et connexions (démyélinisation)
=> Interruption de la communication entre régions
Où faire un IRM pour observer la compression du nerf sciatique par hernie discale?
Au niveau de la moelle
Quelles sont les variantes (5) de l’IRM?
- Anatomique: T1, T2, FLAIR, etc…
- Perfusion (déplacement des molécules dans les couches), angiographie (injection de contraste)
- Diffusion
- Fonctionnelle: BOLD
- Spectroscopie (raisonnance magnétiques d’autres atomes ex: phosphore)
Quelles sont les 2 variantes de l’IRM les plus utilisées?
- Diffusion (DTI)
- BOLD (fonctionnelle)
Quelle différence entre diffusion isotropique et anisotropique?
Où les trouve-t-on?
Isotropique: mvt brownien (aléatoire)
→ Liquide pur
Anisotropique: déplacement des molécules PAS aléatoire et contraine par les membranes (déplacement plus probable dans l’axone qu’à travers membrane)
→ Tissus nerveux/axons (ou tissus en général)
Quel est le principe l’imagerie DTI (diffusion tensor imaging)?
Détecte le mouvement anisotropqiue spontané des molécules (d’eau) contrainte par les axones
=> Tenseur: Directions dominantes de diffusion (axones à travers la substance blanche)
Que permet la DTI?
Permet de voir les axones et le déplacement de leur contenu
==> on peut reconstruire le chemin des axones par coloration en fonction des directions
pas vrmnt visualisation de l’architecture
- Quelle technique d’imagerie permet de suivre la trajet des voies motrices cortico-spinales et le chemin des fibres du corps calleux?
- Comment?
- DTI (tractographie)
- Si on connaît l’orientation d’1 seul pixel, on peu connaître celle de celui à côté et ainsi de suite pour reconstituer les faisceaux en 3D
Pourquoi la DTI peut-elle être utile en pratique clinique?
Pour planifier des intervention chirugicales du cerveau (éviter de passer à travers les faisceaux, localiser les tumeurs, séquelles…)
À quoi correspond l’IRMf BOLD?
(autre nom)
= IRM T2*
Quel est le principe de l’IRMf BOLD?
Mesure la fonction/activité cérébrale par détection de l’activité métabolique (régulation hémodynamique)
=> Activité neuronale élevée induit une glycolyse élevée est une plus grande consommation d’O2 (-> régulation vasculaire)
=> O2 se fixe sur l’Hb dans les GR (au niv du cerveau)
=> l’Hb contient du fer qui interfère avec les champs magnétique de l’IRM et crée des mini distorsion du champ → Signal BOLD
Lors d’une epilepsie quelle peut en être la cause? (3)
- Atrophie de l’hippocampe
- Anomalie de la substance grise
- Anomalie de la substance blanche
Lors d’une démyélinisation des neurones (sclérose en plaques) qu’observe-t-on?
(Par imagerie)
Perte de densité à certains endroits de la substance blanche
Quelle diffusion utilise la DTI?
Diffusions anisotropiques
Le gyrus angulaire sert à quoi?
C’est la région auditive du cerveau
L’IRMf est plus fréquemment utilisée en clinique ou en recherche?
En recherche (mais utile pour les 2 qd même)
De quoi dépend l’IRMf BOLD?
Densité dépendante du niveau d’O2 dans le sang (ici: au niveau du cerveau)
=> Hb oxygéné = signal BOLD + dense
- Que permet de voir l’IRMf BOLD?
- Comment? (Pratique)
- Les régions responsables des différentes fonctions du cerveau (demander à un patient d’effectuer des mvt -> observer région activée)
- Superposition d’IRM fonctionnelle (1 image prise toutes les 1sec) + IRM anatomique
- Quelle est la résolution de l’IRMf BOLD?
- Contraste (bcp ou peu)?
- Temps?
- 2mm à 3T
- Bcp de contraste (contraste selon hémoglobine oxydée ou pas)
- 1-2sec/image
Que permet l’utilisation de l’IRMf en recherche?
-
Cartographier le cerveau
=> Anatomie fonctionnelle -
Caractériser les fonctions de chaque région
→ découverte de plus d’une 40aine d’aires visuelles dans le cerveau (y compris air Brodmann 17)
Que faire pour observer les régions du langage dans le cerveau par IRMf?
On demande au patient d’effectuer une tâche verbale (générer un verbe en réponse d’un mot entendu)
=> Et on observe les zones activées par IRMf (possible de détecter tumeur)
Pour quelles analyses sont utilisées les IRMf de la moelle épinière (très précises)? (4)
- Motricité
- Sensibilité
- Douleur
- Fonctions viscérales…
Que peut-on observer par IRMf HR du cortex à 7T (high tech)? (3)
- Couches corticales
- Afférences thalamiques ou corticales
- Bottom-up vs top-down…
Comment détecter un trouble bipolaire par IRMf?
Dépression: Sur-activation du réseau de la mémoire émotionnelle
Manie: Sur-activation des régions impliquées dans les sensations corporelles et émotions
Quelles sont les 2 techniques d’imageries invasives (produits radioactifs)?
- PET: Positron Emission tomography
- SPECT: Single Photon Emission Tomography
- En quoi consistent les techniques de neuro-imagerie nucléaire (FDG-PET)?
- Quel inconvénient?
- Injection d’un liquide (isotopes) radioactif et on analyse l’émission de photons (SPECT) ou de positrons (PET)
- Inconvénient : un seule fois dans la vie à cause du caractère radioactif de l’opération => non répétable
(+ acquisition sur plusieurs minutes)
- En quoi consiste le principe de l’imagerie PET/TEP?
Détecte l’émission de positron qui se décompose en 2 photons immédiatement après rencontre avec le tissu et partent dans des directions opposées dans tt le corps
=> 2 mesures à partir d’1 seul positron: calcul de la proba d’arrivée en même temps
Lequel est plus précis, PET ou SPECT?
PET
- Quels isotopes peuvent être utilisées pour un PET (donner leur demies vies)?
- À quoi sont elles liées?
Substances:
- 15O (2min)
- 11C (20min)
- 18F (2h)
Liés à:
- H2O
- Glucose
- Neurotrans…
Selon quoi se distribuent les positrons lors un PET? (3)
- Métabolisme
- Débit sanguin
- Ligand (recepteurs ex: DA)
- Que permettent les positrons (PET) à courte demie vie?
- À longues demi-vies
- Visualisation d’activités transitoires
- Plus long suivi dans le temps
- Quelle résolution pour PET?
- Pour SPECT?
- ~4mm
- ~8mm (moins précis)
Comment fonctionne l’imagerie SPECT?
Isotopes injectés émettent 1 seul photon
=> Détection puis reconstitution des sources du photon (densité élevée) à différents points du tissu
Quels isotopes peuvent être utilisés pour une SPECT? (3)
- 133 Xe
- 123 I
- 99m Tc
Comment se fait généralement la visualisation par FDG-PET?
Image PET + IRM anat
(superposition)
Que peut on observer par FDG?
Éveil cortical:
- Veille et sommeil
-
Coma: état végétatif
(pour confirmation de mort cérébrale)
Quelle différence entre les états d’éveil et de sommeil paradoxal lors de la visualisation par FDG?
Ils sont identiques en visualisation par imagerie FDG (nucléaire)
=> Sommeil paradoxal (rêves) = état totalement réveillé mais “déconnecté” du monde ext
Dans quel contexte pouvons-nous utiliser les techniques de neuro-imageries nucléaires?
Pour adapter les traitements et diagnostiquer des maladies telles que:
- Alzheimer
- Démences frontales
Comment peut-on diagnostiquer une maladie d’alzeimer?
Avec un ligand radioactif aux protéines TAU (ou amyloïde) puis observation par FDG
Quel est l’impacte de TAU ou Amyloïde sur le cerveau?
Font mourir les neurones
==> Alzheimer
Comment peut-on diagnostiquer une maladie de Parkinson?
Grâce à un ligand radioactif (analogue de la dopamine) se fixant sur les récepteurs pour la dopamine
+ Observation par FDG
Comment voir si une tumeur est maligne?
Si elle a un haut niveau de métabolisme, par imagerie PET-Scan (FDG)
Quelles sont les 2 méthodes d’imageries électrophysiologique?
- EEG: électro-encéphalographie
- MEG: magnéto-encéphalographie
Quel est le principe d’un EEG?
Mesure de l’activité électrique émises par PA grâce à des électrodes sur le crâne
=> Calcul mathématique pour localisation des sources + détection de la vitesse de traitement de l’info
Quel est l’avantage et les inconvénients des EEG?
Avantage:
→ Résolution temporelle excellente (msec) = mesure continue
Inconvénient:
→ Résolution spatiale limitée
(source inconnue, mais estimée
par reconstruction mathématique = approximation)
→ On ne peut mesurer que ce qui est proche du cortex
Quel est le principe de la technique d’imagerie NIRS?
Par infrarouges, utilise les changements de réfraction de la lumière du sang oxygéné ou non (réfraction dépend du degré d’oxydation dans le sang -> Hb)
Quel est le temps de capture d’une image (=résolution temporelle) d’un PET-scan, d’un IRM, d’un EEG et d’un CT-scan?
- EEG: 1msec
- IRM: 1 sec
- Pet-scan: plusieurs minutes
- CAT-scan: 1 sec
VRAI/FAUX: L’emploi de NIRS est très peu utilisé en suisse
VRAI
→ Utilisé quasi exclusivement au Japon (en suisse on trouve ça pas super fiable)
- Avantage de NIRS?
- Inconvénient?
- Portable, non invasif
- Difficultés à pénétrer le crâne
Pour qui utilisent-on généralement les imagerie NIRS?
Pourquoi?
Pour les bébés
→ crâne fin (pas encore tt à fait formé
→ moins «invasif» qu’une IRM (où il faut rester une heure dans un truc fermé qui fait du bruit)
