D11 Neuroimagerie structurelle (TDM, IRM, DTI)

Topique

En imagerie par résonance magnétique (IRM) structurelle, le tissu cérébral génère différents types de contraste selon ses propriétés physiques : le temps de récupération de l’aimantation longitudinale et le temps de décroissance de l’aimantation transversale diffèrent entre la substance grise, la substance blanche et le liquide céphalo-rachidien. Ces différences temporelles permettent de distinguer ces trois types de tissus cérébraux sur l’image. L’imagerie du tenseur de diffusion (DTI) étend ce principe de contraste tissulaire, mais au lieu de mesurer les temps de relaxation, elle mesure la diffusion anisotrope de l’eau au sein de la substance blanche. Autrement dit, elle mesure la facilité de diffusion de l’eau dans certaines directions. Cette diffusion anisotrope est caractérisée par un tenseur de diffusivité, dont les directions principales de diffusion permettent de calculer l’anisotropie fractionnelle de la substance blanche, une mesure directe de l’intégrité microstructurale des faisceaux axonaux qui la traversent. Plus les faisceaux axonaux sont intacts, plus l'anisotropie fractionnelle mesurée dans cette région de substance blanche est importante, car l'eau diffuse de façon plus directionnelle le long des axones intacts que le long des axones endommagés. Cette anisotropie fractionnelle permet également de quantifier la quantité de myéline qui recouvre ces axones – la même quantité que celle utilisée pour décrire la gaine de myéline de l'axone dans un autre modèle de ce catalogue.

Outre l'anisotropie fractionnelle, la diffusion anisotrope de l'eau dans la substance blanche est également résumée par la diffusivité moyenne, qui quantifie l'amplitude globale de la diffusion de l'eau sans en préciser la direction. À partir de la direction principale de diffusion en chaque point du tissu de substance blanche, la tractographie reconstruit le trajet complet des faisceaux de fibres axonales, intégrant cette direction principale dans l'ensemble du tissu de substance blanche.

Au-delà de la substance blanche, l'imagerie par résonance magnétique structurelle permet également la segmentation volumétrique de structures cérébrales spécifiques, telles que l'hippocampe dans la maladie d'Alzheimer ou la substance noire dans la maladie de Parkinson. Cette segmentation volumétrique permet de quantifier objectivement l'atrophie ou les lésions structurelles de chacune de ces structures. Ainsi, ces mêmes tissus cérébraux, différenciés d'abord par leurs temps de relaxation, puis caractérisés plus précisément par la diffusion anisotrope de la substance blanche, permettent finalement la quantification objective, par segmentation volumétrique, des lésions structurelles dans les pathologies décrites dans d'autres modèles de ce catalogue.

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