« Voir la douleur : de l’imagerie au traitement...
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« Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »
D. BalériauxClinique de NeuroradiologieUniversité Libre de Bruxelles
T. Bouziane
« Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »
Introduction/rappels
• La douleur est un signe d’appel physiologique?
• La douleur est très « subjective » et...plus ou moins bien tolérée...
• Directement , spécifiquement « visible » ???
• Lien entre une anomalie sur une image et la douleur ressentie?
• Quand pratiquer une « imagerie » et laquelle?
• Cout de l’imagerie? Satisfaction du patient?
A. Indications à réaliser des « images »?
Relation entre anomalie détectée en imagerie et douleur?
« Il existe des lésions sans douleurs et des douleurs sans
lésions »...
Impatience , manque de tolérance devant la douleur dans
un monde ou tout problème doit être résolu « vite » et
« immédiatement »....
A. Indications à réaliser des « images »? Et Quelle imagerie?
Rôle primordial du clinicien et de l’examen clinique!
Cas de figures « simples »:
cas de « céphalées »...
Cas de « Douleurs rachidiennes »
B. Imagerie dans les cas de D+ Chroniques
Tumeur Médullaire
Signes cliniques:
Évolution clinique lente et début insidieux…
“La Douleur est le symptome le plus fréquent”!
Torticolis…
Rôle de la Formation!
Techniques
d’imagerie?
• Radio Standard?
• CT (Spiral)
•Myélographie
•Myélo-CT
•IRM
•Myélo-IRM
•Digital substraction
Angiograhy
•MRA
Lancet. 2009 Feb 7;373(9662):463-72.
Imaging strategies for low-back pain:
systematic review and meta-analysis.Chou R, Fu R, Carrino JA, Deyo RA.
Oregon Health and Science University, Portland, OR, USA.
Comment in:
Lancet. 2009 Feb 7;373(9662):436-7.
Ann Intern Med. 2009 Jun 16;150(12):JC6-7.
« Lumbar imaging » (RX,CT,IRM) for low-back pain without
indications of serious underlying conditions does not
improve clinical outcomes. Therefore, clinicians should
refrain from routine, immediate lumbar imaging in patients
with acute or subacute low-back pain and without features
suggesting a serious underlying condition.
The role of radiography in primary care patients with
low back pain of at least 6 weeks duration: a
randomised (unblinded) controlled trial.
Kendrick D, Fielding K, Bentley E, Miller P, Kerslake R,
Pringle M.
Division of General Practice, School of Community Health
Sciences, Nottingham, UK.
-CONCLUSIONS: Lumbar spine radiography in primary care
patients with low back pain of at least 6 weeks duration is
not associated with improved functioning, severity of pain or
overall health status, and is associated with an increase in
GP workload. Participants receiving X-rays are more
satisfied with their care, but are not less worried or more
reassured about serious disease causing their low back
pain.
-CONCLUSIONS - RECOMMENDATIONS FOR FURTHER
RESEARCH: Further work is required to develop and test an
educational package that educates patients and GPs about
the utility of radiography and provides strategies for
identifying and meeting the information needs of patients,
and the needs of patients and GPs to be reassured about
missing serious disease.
Guidelines on the management of low back pain in primary
care should be consistent about not recommending lumbar
spine radiography in patients with low back pain in the
absence of red flags for serious spinal pathology, even if the
pain has persisted for at least 6 weeks.
Does early imaging influence management and improve outcome in
patients with low back pain? A pragmatic randomised controlled trial.
Gilbert FJ, Grant AM, Gillan MG, Vale L, Scott NW, Campbell MK, Wardlaw D,
Knight D, McIntosh E, Porter RW.
Department of Radiology, University of Aberdeen, UK.
Does early imaging influence management and improve outcome in
patients with low back pain? A pragmatic randomised controlled trial.
Conclusions:
The early use of sophisticated imaging does not appear to
affect management overall but does result in a slight
improvement in clinical outcome at an estimated cost of 870
British pounds per QALY. Imaging was associated with an
increase in clinicians' diagnostic confidence, particularly for
non-specialists. Further research is required to determine if
more rapid referral to sophisticated imaging and secondary
care is important in the acute episode and whether the use
of imaging would be more beneficial for particular categories
of LBP.
(QALY: quality-adjusted life-years)
C. Imagerie des perceptions de la douleur au niveau cérébral.
IRM fonctionnelle ???
Rôle de l’imagerie pour guider le traitement: Gamma Knife?
IRM haut champs de 3Tesla
IRM fonctionnelle?• Premières cartes cérébrales fonctionnelles grâce
aux études anatomiques (autopsie du patient aphasique de Broca)
• Neurophysiologie: premières observations du cerveau
• Chez l’homme: enregistrement et/ou stimulation électrique à la surface du crâne:
EEG, MEG
• Bonne résolution temporelles mais méthodes imprécises pour localiser la source de l’activité neuronale.
IRM fonctionnelle?
• Observation en 1890 (Roy et Sherrington) en per-opératoire d’une variation locale de perfusion lorsque les neurones sous-jacents sont activés
• Base de toutes les techniques modernes d’imagerie fonctionnelle cérébrale
Historique
1929 : premier EEG (Hans Berger)
1968 : premières mesures en MEG
1972 : Tomographie par Emission de
Positons (TEP)
1990 : apparition de l’IRM
fonctionnelle
- Ogawa et al (souris) 1990
- Turner at al (chat) 1991
- Kwong et al puis Bandettini (homme)
1992
IRM fonctionnelle
• Exploration non traumatique du fonctionnement cérébral dans sa globalité lors du traitement d’une information sensorielle ou de la réalisation d’une tâche motrice ou cognitive
• Pas d’injection de produit de contraste
• Résolution spatiale et temporelle supérieure au PET scan
• IRMf possible depuis l’utilisation de techniques ultra rapides echo planar
fMRI : Acquisition
Type de séquence
• Doit être rapide
• Sensible aux effets de susceptibilités magnétiques
T2*
• Doit suivre la réponse hémodynamique
• Couverture complète du cerveau à chaque scan
• Robuste % aux artéfacts de mouvement (single shot)
Echo Planar Imaging
Imagerie par echo planar (EPI)
• Technique rapide: +/-10 ms/ image
• Encodage de l’ensemble du plan de Fourier (matrice de l’image) à la suite de
1’ excitation par des gradients très puissants.
• Inconvénient: très sensible à la susceptibilité magnétique
Principe de IRMf
« Visualisation » de la fonction cérébrale par IRM
Technique BOLD
B Blood
O Oxygen contrast
L Level
D Dependant
fMRI : Acquisition
Le changement de signal durant
l’activité neuronale est de 1.5 à 5%.
Répétition de l’acquisition un grand
nombre de fois pour augmenter le
rapport signal/bruit
Protocole d’activation
• Dépend de la fonction cérébrale étudiée
• Comprend toujours une alternance de phase de repos (R) et d’activation (A)
= Paradigme d’activation
• Plusieurs phases d’activation possibles
• Acquisition d’une séquence anatomique (ex: 3DT1) pour superposer les images fonctionnelles
fMRI : en pratique
4
3
2
1
5
6
console
trigger
pc
projecteur
miroir
Écran
translucide
fMRI : Acquisition
Le changement de signal durant
l’activité neuronale est de 1.5 à 5%.
Répétition de l’acquisition un grand
nombre de fois pour augmenter le
rapport signal/bruit
TACHE REPOS
- =
De l’acquisition à une image« cliniquement utile »
Applications
• Ensemble des fonctions du cerveau humain:- perceptions des 5 sens- motricité, sensibilité...- langage, attention, mémoire, fonctions cognitives,émotions…
« Sky is the Limit !»
• Reste un outil de recherche• Certaines applications cliniques se font en routine
IRMf auditive par stimulation sonore monotonale multifréquentielle
pour le ciblage fonctionnel de la stimulation corticale chirurgicale
dans les acouphènes invalidants
Sonia Annette MFOU’OU, Benoit JM PIROTTE, Carine NEUGROSCHL,
Thierry METENS, Xavier DE TIEGE, Patricia PELC, Danielle BALERIAUX
Services de Neuroradiologie, Neurochirurgie, ORL,
hôpital Erasme, Université Libre de Bruxelles
Bruxelles, Belgique
– Espace standard MNI / FSL
– Détermination des ROI: d’arrière en avant et de dedans en dehors TE1.1, TE1.0 et TE1.2et régions 24, 26, 28 à droite et 25, 27, 29 à gauche de l’atlas cytoarchitectural de Juelich
Matériel et méthodes (2)
1Benoit PIROTTE, M.D., 2Carine NEUGROSCHL, M.D., Thierry METENS, Ph.D., 1David WIKLER, M.S., Vincent DENOLIN, Ph.D., 1Philippe VOORDECKER, M.D1Freddy JOFFROY, M.D.,
1Nicolas MASSAGER, M.D, 1Jacques BROTCHI, M.D., Ph.D., 1Marc LEVIVIER, M.D., Ph.D. ., 2Danielle BALERIAUX, M.D.
Depts of 1Neurosurgery and 2Neuroradiology,
ERASME Hospital, University of Brussels,
Brussels, BELGIUM.
fMRI-guidance for surgery of brain lesions
considered as highly valuable for :
-risk assessment-therapeutic decision making-surgical planning
fMRI-guidance in surgery of neuropathic pain
-functional reorganization in cortex-fMRI-guidance mostly untested
Functional targeting in eloquent cortical areas
Aim of the present study :
To evaluate the contribution of the fMRI-guidance in
the operative targeting of selective cortical motor areas
for
electrode positioning in
refractory neuropathic pain
Chronic Epidural Stimulation of Motor Cortex related to
painful somatic segment to alleviate pain
Current functional
targeting method
Intraoperative cortical brain mapping (iBM)
Motor bipolar stimulation (iBS)
Somatosensory
evoked potentials
(iSEP)
Methods : to evaluate the contribution of the fMRI-guidance
Surgical implantation of an epidural MCS electrode
General anesthesia
Frameless navigation (image-guided targeting)
fMRI
iBM
Intraoperative evaluation :
Comparison of data from iBM and fMRI
Detection of central sulcus and somatic target on motor strip
Correspondence of targets
Quality of the targeting procedure
Methods : fMRI
fMRI Study in all patients
identified the motor cortex activation
preoperative BOLD fMRI pulse sequences
activation paradigm : alternation of 30s rest periods with 30s of
motor task, cycle repeated 4 to 6 times
hand motor task (cyclic finger tapping)
in addition a foot movement task
a facial movement task (mouth and lips)
fMRI images
realigned
coregistrated on 3D T1-weighted MR anatomical images
smoothed
functional parametric maps obtained
SPM99 software tool (Statistical Parametric Mapping, U College London, UK)
sites of neuronal activation identified by statistical analysis
of the signal time course thresholded at Z>4 (p < 0.001)
Methods : fMRI
fMRI Study in all patients
identified the motor cortex activation
preoperative BOLD fMRI pulse sequences
activation paradigm : alternation of 30s rest periods with 30s of
motor task, cycle repeated 4 to 6 times
hand motor task (cyclic finger tapping) 18
in addition a foot movement task 2
a facial movement task (mouth and lips) 2
fMRI images
realigned
coregistrated on 3D T1-weighted MR anatomical images
smoothed
functional parametric maps obtained SPM99 software tool (Statistical Parametric Mapping, U College London, UK)
sites of neuronal activation identified by
statistical analysis of the signal time course thresholded at Z>4 (p < 0.001)
fMRI activation
(hand)
fMRI activation
(tongue)
Initial analysis threshold (p < 0.001)
fMRI activation
(hand)
fMRI activation
(tongue)
fMRI-defined motor targetContours of precentral fMRI-activ° (p < 0.001)More restrictive value of AT (p < 0.0001)
fMRI activation
(hand)iBM
(hand)
fMRI activation
(p < 0.001)
(tongue)
iBM
(hand)
iBM
(tongue)
fMRI activation
(hand)
Conclusions : these preliminary data showed :
fMRI-guidance is able to provide data matching those obtained by an independent functional method
First demonstration in MCS
combining both techniques
Is necessary to validate fMRI-guidance as an accurate functional targeting method
Is recommended before routine application of fMRI-guidance alone
Could improve the quality of the operative targeting of selective motor cortex areas