IMAGERIE DES MALADIES DE LA SUBSTANCE BLANCHE

IMAGERIE DES MALADIES DE LA SUBSTANCE BLANCHE

JL DIETEMANN Hôpitaux Universitaires - Strasbourg

Il est classique de distinguer les affections démyélinisantes qui correspondent à une destruction de la myéline par un processus acquis et les affections dysmyélinisantes ou leucodystrophiques qui correspondent à des affections où la myéline n'est pas formée ou maintenue normalement. Les affections démyélinisantes touchent essentiellement l'adulte alors que les maladies dysmyélinisantes se rencontrent habituellement plutôt chez l'enfant. Les leucodystrophies sont des maladies métaboliques d'origine enzymatique et sont habituellement héréditaires.

1. LES AFFECTIONS DEMYELINISANTES

La sclérose en plaques représente l'affection démyélinisante la plus classique. Cependant l'ischémie chronique de la substance blanche, certains facteurs toxiques ou certaines affections peuvent également déterminer des démyélinisations plus ou moins étendues.

1.1. La sclérose en plaques

La sclérose en plaques est une affection inflammatoire impliquant le système immunitaire, mais dont l'étiologie demeure à ce jour inconnue. Cette maladie débute habituellement chez la femme entre l'âge de 20 et 30 ans et chez l'homme entre 30 et 40 ans. Selon les régions, 30 à 80 cas sont observés pour 100 000 habitants avec 2 nouveaux cas par an pour 100 000 habitants.

1.1.1. Anatomopathologie

L'anatomopathologie démontre des lésions disséminées au niveau de la substance blanche avec coexistence de démyélinisations nouvelles et anciennes. Ces plaques se localisent au niveau des angles latéraux des ventricules latéraux, au niveau du plancher de l'aqueduc de Sylvius et du IVe ventricule, au niveau des nerfs optiques et du chiasma, au niveau de la substance blanche cérébelleuse et au niveau de la substance blanche de la moelle épinière (80 % des cas). Il est également possible d'observer de rares plaques au niveau de la substance grise. Les plaques aiguës s'accompagnent de phénomènes inflammatoires et vasculaires qui se localisent à la périphérie de la plaque ; une rupture de la barrière hémato-encéphalique est en général notée à ce niveau. Au centre de la plaque se rencontrent les phénomènes de démyélinisation aiguë qui peuvent s'accompagner de phénomènes de nécrose. L'inflammation qui accompagne les plaques aiguës peut déterminer un oedème et un effet de masse lorsque la plaque est large. Les plaques anciennes contiennent soit de la gliose, soit parfois prendre un aspect kystique. Il n'y a pas de phénomène inflammatoire, pas de rupture de la barrière hémato-encéphalique et pas d'oedème. Une remyélinisation partielle peut être notée au sein d'une plaque ancienne.

1.1.2. Imagerie

Ces 10 dernières années l'IRM s'est très rapidement imposée comme la méthode d'imagerie de référence pour le diagnostic de la sclérose en plaques. Les progrès des scanographes avec l'amélioration de la résolution spatiale et de la résolution en contraste permet cependant d'observer des anomalies dans plus de 50 % des formes évoluées de sclérose de plaques.

La perte de lipides au niveau de la myéline et l'augmentation de l'eau libre au niveau des plaques de démyélinisation est responsable de l'allongement du T1 et du T2 et de l'hypodensité scanographique. En cas de plaques aiguës la rupture de la barrière hémato-encéphalique se traduit par une prise de contraste lors de l'injection d'iode ou de Gadolinium. L'oedème peut se traduire par un effet de masse.

1.1.2.1. Les protocoles d'exploration

* L'IRM

Le protocole IRM comprend des coupes sagittales en séquence pondérée en T1. Ces coupes permettent d'éliminer une malformation de Chiari qui pourrait simuler une sclérose en plaques sur le plan clinique et permettent d'apprécier les dimensions du corps calleux. Ces coupes en T1 sont complétées par des coupes axiales en écho de spin et doivent inclure une pondération en densité protonique et en T2, TR 2200 par exemple, et 2 échos le premier à 40 ms et le deuxième à 120 ms. L'injection de Gadolinium n'est pas systématique et ne doit être réalisée que s'il existe des atypies cliniques, des atypies au niveau de l'imagerie ou des images d'interprétation difficile, par exemple pseudo-tumorales en scanographie. L'injection de Gadolinium est également utilisée pour évaluer l'efficacité de certains nouveaux protocoles thérapeutiques notamment au niveau des plaques aiguës.

* La scanographie

L'examen scanographique est réalisé en coupes de 3 mm d'épaisseur tous les 5 mm au niveau de la fosse postérieure et en coupes jointives de 5 mm en sus-tentoriel après une injection de produit de contraste (double dose) et réalisation éventuelle de coupes retardées.

1.1.2.2. Séméiologie

En scanographie les plaques anciennes apparaissent hypodenses au niveau de la substance blanche, les plaques aiguës sont rehaussées par l'injection d'iode.

En IRM les plaques apparaissent hypointenses en T1 et hyperintenses en densité protonique et en T2. Les plaques aiguës sont plus larges que les plaques anciennes et présentent souvent un bord flou. Une image en cocarde est très souvent notée avec une partie centrale plus hypointense en T1 et plus hyperintense en T2 que la partie périphérique. La partie centrale correspond à la démyélinisation aiguë alors que la partie périphérique correspond à l'oedème, l'hyperémie et l'inflammation. Ces plaques aiguës se rehaussent après injection de Gadolinium avec une prise de contraste qui est initialement annulaire pour les plaques larges, mais qui devient progressivement nodulaire du fait d'une diffusion centripète du produit de contraste lorsque des coupes retardées sont réalisées. Les petites plaques aiguës prennent le contraste sous une forme nodulaire d'emblée.

Lorsque les plaques sont relativement larges un effet de masse peut être associé. En cas de plaques de plus de 2 cm de diamètre, elles peuvent revêtir un aspect pseudo-tumoral. La découverte en IRM de foyers multiples de signaux hyperintenses au niveau de la substance blanche permet en général d'évoquer le diagnostic de sclérose en plaques. Un suivi IRM sous traitement corticoïde confirme cette hypothèse.

La mise en évidence de prises de contraste multiples en scanographie et/ou en IRM doit toujours remettre en doute le diagnostic de sclérose en plaques lorsque certains foyers de prise de contraste sont localisés soit au niveau du cortex, soit au niveau des noyaux gris et c'est alors le diagnostic de métastases multiples qui est à évoquer. Certaines métastases peuvent être de très petite dimension et ne s'accompagner d'aucun oedème, notamment dans le cadre des cancers microcellulaires du poumon et de certains cancers du sein.

Les plaques anciennes apparaissent en général bien limitées, ont souvent un T1 et un T2 plus long que les plaques récentes. Il n'y a pas d'effet de masse et pas de prise de contraste.

1.1.2.3. Corrélation clinique

Il n'existe pas de corrélation entre la symptomatologie clinique et le nombre et la localisation des plaques périventriculaires. Il existe par contre une bonne corrélation entre la gravité de la maladie et le nombre de nouvelles plaques qui peuvent apparaître dans un certain laps de temps relativement court ainsi qu'entre la gravité de la maladie et le nombre de plaques qui prennent le contraste.

Il existe également une corrélation entre la symptomatologie clinique et les plaques au niveau du tronc cérébral. Par exemple dans le cadre d'une ophtalmoplégie internucléaire, l'IRM démontre dans 90 % des cas, des plaques sur le trajet de la bandelette longitudinale postérieure. Il existe également une excellente corrélation entre la gravité et l'ancienneté de la maladie et l'atrophie du corps calleux. Ce signe est particulièrement intéressant pour les malades examinés à l'âge de 50 ans. En effet s'il existe des anomalies au niveau de la substance blanche chez un patient qui ne présente pas de facteurs de risques vasculaires, l'existence d'une importante atrophie du corps calleux plaide en faveur d'une pathologie qui a commencé 10 à 15 ans auparavant et oriente par conséquent vers le diagnostic de sclérose en plaques.

L'évolution spontanée des lésions montre une absence de régression pour les lésions strictement périventriculaires alors que les autres plaques régressent dans 50 % des cas. Des nouvelles plaques apparaissent en général dans 70 % des cas.

1.1.2.4. Critères IRM de diagnostic de sclérose en plaques

L'IRM a une excellente sensibilité puisqu'elle dépasse 95 % pour les patients qui présentent cliniquement une forme définie ou probable de sclérose en plaques. La spécificité est également relativement bonne et supérieure à 80 % chez les patients jeunes, mais cette spécificité diminue de manière considérable après 50 ans.

Certaines morphologies et topographies de plaques permettent cependant d'améliorer cette spécificité après l'âge de 50 ans. Des plaques de forme ovoïde à grand diamètre transversal de diamètre supérieur à 3 mm sont très évocatrices de foyers de démyélinisation. Des localisations au niveau de la substance blanche du pédoncule cérébelleux moyen, du plancher du IVe ventricule et de l'aqueduc de Sylvius, du corps calleux au niveau de sa partie médiane et paramédiane, au niveau de la substance blanche en dehors de la corne temporale ainsi que les plaques strictement périventriculaires sont des topographies très suggestives de foyers de démyélinisation dans le cadre d'une sclérose multiloculaire. Ces topographies sont très spécifiques car dans ces différentes régions, des lésions ischémiques focalisées limitées à la substance blanche sont tout à fait exceptionnelles.

1.1.2.5. Évolution de la sclérose en plaques

Les patients qui présentent une sclérose en plaques développent progressivement une atrophie corticale et sous corticale qui aboutit à une dilatation des ventricules latéraux. L'association des anomalies de signal au niveau de la substance blanche ne doit pas porter à confusion et faire évoquer le diagnostic d'hydrocéphalie à basse pression. L'évolution des scléroses en plaques aboutit également à une atrophie du corps calleux. Après plusieurs années d'évolution il a également été décrit des dépôts de fer au niveau des noyaux gris ; ces dépôts se traduisent par un signal hypointense en T2.

1.1.2.6. Les formes médullaires de sclérose en plaques

L'IRM éprouve encore aujourd'hui des difficultés pour démontrer les plaques de démyélinisation au niveau du cordon médullaire du fait d'une résolution spatiale tout à fait inadaptée à l'exploration de la moelle. La moelle épinière est une structure de très petite dimension (12 mm de diamètre) alors que sur de nombreux imageurs RMN la résolution spatiale reste limitée à des Voxels de 5 mm3. C'est la raison pour laquelle la recherche de plaques apparaît souvent plus fructueuse au niveau cérébral en cas de suspicion de forme médullaire de sclérose en plaques. C'est ainsi que 70 % des patients présentent des anomalies non symptomatiques au niveau de la substance blanche sus-tentorielle.

1.1.2.7. Les lésions associées à la sclérose en plaques

De multiples lésions peuvent être découvertes dans le cadre d'un bilan de sclérose en plaques. Certaines de ces lésions peuvent aboutir à la même symptomatologie clinique. Il s'agit de malformations de Chiari, de kystes arachnoïdiens et de sténoses du canal rachidien cervical.

1.2. Les démyélinisations ischémiques

Les démyélinisations ischémiques s'observent dans le cadre de la micro-angiopathie qui touche les vaisseaux de la substance blanche sous-corticale. Cette micro-angiopathie se traduit par un épaississement des parois vasculaires des vaisseaux de la substance blanche. Ces vaisseaux deviennent tortueux. Sur le plan anatomique l'on note également un élargissement des espaces périvasculaires de Virchow-Robin ainsi qu'une démyélinisation progressive. Cette disparition progressive de la substance blanche a permis d'introduire le terme de leucoaraïose. Cette pathologie est favorisée par le diabète et l'hypertension artérielle et sa fréquence augmente avec l'âge. Il est classique de décrire 3 stades de leucoaraïose selon l'importance et l'étendue des lésions. Le stade 1 correspond à des lésions qui se situent autour des cornes frontales et autour des cornes occipitales avec des plages hypodenses en scanner et hyperintense en densité protonique et en T2 qui sont relativement confluentes. Le grade 2 correspond à des lésions qui s'étendent au centre ovale et le stade 3 correspond à des lésions qui touchent l'ensemble de la substance blanche sus-tentorielle. Ces lésions se trouvent souvent associées à des ischémies lacunaires au niveau des noyaux et gris et parfois au niveau du tronc cérébral.

Il est également possible d'observer des démyélinisations ischémiques chez des patients migraineux qui ont été traités au long cours par des dérivés de l'ergot de seigle.

Les artérites qui compliquent les collagénoses peuvent se traduire par de petits foyers de ramollissement corticaux parfois associés à des anomalies de la substance blanche.

Les démyélinisations post-radiques peuvent être assimilées à des démyélinisations ischémiques puisque la radiothérapie entraîne une micro-angiopathie postradique. Les lésions se traduisent par des hypodensités en scanner et des hyperintensités en densité protonique et en T2 qui sont en général diffuses dans le champ de la radiothérapie.

1.3. Les démyélinisations toxiques

L'alcoolisme représente le facteur étiologique le plus fréquemment rencontré avec des lésions relativement spécifiques dans la myélinolyse centro-pontique et la maladie de Marchiafava-Bignami ou encore dans l'encéphalopathie de Wernicke-Korsakoff et des lésions beaucoup moins typiques dans un certain nombre de cas où il existe tout simplement une augmentation, par rapport à une population normale, des foyers de signaux hyperintenses que l'on peut rencontrer dans la substance blanche à partir d'un certain âge.

Dans la myélinolyse centro-pontique il existe une démyélinisation aiguë qui touche la partie centrale du pont ce qui se traduit par une hypodensité centrale en scanographie, une zone hypointense en T1 et hyperintense en T2 au niveau de la partie centrale du pont. Cette myélinolyse centro-pontique n'est en général pas directement induite par l'alcool mais elle est secondaire à la correction trop brutale d'une hyponatrémie qui peut compliquer l'alcoolisme.

Dans la maladie de Marchiafava-Bignami il existe une démyélinisation aiguë avec souvent nécrose de la substance blanche. Les lésions se localisent essentiellement au niveau du splénium et du genou du corps calleux mais peuvent s'étendre vers la substance blanche adjacente.

Dans l'encéphalopathie de Wernicke-Korsakoff il existe des foyers de signaux hyperintenses en T2 au niveau du plancher de l'aqueduc de Sylvius ainsi qu'au niveau des parois du 3e ventricule. Quand l'atteinte korsakovienne prédomine il existe une atrophie des tubercules mammilaires. A la phase aiguë de cette affection il peut exister une prise de contraste.

L'intoxication au monoxyde de carbone peut entraîner des séquelles au niveau de la substance blanche sous la forme de foyers de démyélinisation.

Certaines chimiothérapies (méthotrexate par voie intrathécale) présentent un caractère relativement toxique pour la substance blanche.

1.4. Les démyélinisations infectieuses

Dans la plupart des processus infectieux qui entraînent un oedème il persiste des foyers de démyélinisation secondaires à l'oedème. Les plus classiques sont ceux qui compliquent une encéphalite herpétique.

Dans le cadre des infections à virus HIV deux affections touchent plus spécifiquement la substance blanche. Il s'agit de l'encéphalite à virus HIV et de la leucoencéphalopathie multifocale progressive. Dans l'encéphalite à virus HIV, l'atteinte de la substance blanche périventriculaire est diffuse et s'accompagne d'une atrophie sous-corticale. Dans la leucoencéphalopathie multifocale progressive, l'atteinte de la substance blanche débute au niveau pariéto-occipital pour ensuite s'étendre à l'ensemble de la substance blanche ainsi que vers le tronc cérébral et les hémisphères cérébelleux.

Il faut également signaler la fréquence des atteintes cérébrales dans le cadre de méningo-encéphalites liées à la maladie de Lyme. Les anomalies découvertes dans le cadre d'une maladie de Lyme peuvent tout à fait simuler une sclérose multiloculaire.

2. LES AFFECTIONS DYSMYELINISANTES OU LEUCODYSTROPHIE

Ces maladies sont relativement nombreuses, elles sont souvent héréditaires et liées à un trouble métabolique d'origine enzymatique qui est responsable d'une myéline mal formée ou mal maintenue.

En fonction de la connaissance ou non du mécanisme enzymatique responsable de la maladie le diagnostic peut être fait plus ou moins facilement. Si l'atteinte enzymatique est connue les dosages biologiques permettent en général de faire assez facilement de diagnostic de l'affection. Pour les maladies où l'anomalie enzymatique n'est pas connue à ce jour, le diagnostic repose sur l'anatomopathologie qui est obtenue soit par biopsie cérébrale soit par l'autopsie.

Nous allons décrire l'aspect scanographique et IRM des affections les plus fréquentes et les plus typiques.

2.1. L'adrénoleucodystrophie

L'adrénoleucodystrophie est une maladie récessive liée au sexe qui débute en général chez l'enfant entre 5 et 15 ans par une atteinte progressive des fonctions supérieures, notamment par l'apparition de troubles de l'audition et de troubles visuels. Cette affection est liée à un déficit de la fonction peroxisomique avec accumulation d'acides gras saturés à très longue chaîne. Des troubles de comportement et une épilepsie s'observent également. Dans 30 % des cas il existe un déficit cortico-surrénalien.

La scanographie révèle en général une hypodensité touchant la substance blanche pariéto-occipitale de manière symétrique avec atteinte du splénium du corps calleux. L'injection de produit de contraste provoque une prise de contraste en bande en périphérie de la zone hypodense. Cette prise de contraste traduit des phénomènes d'inflammation avec rupture de la barrière hémato-encéphalique et correspond au front actif de la démyélinisation. L'IRM révèle des anomalies tout à fait identiques au niveau des régions occipitales avec hypointensité en T1, prise de contraste en bande après injection de Gadolinium et signal hyperintense en densité protonique et en T2. L'IRM démontre cependant beaucoup plus facilement l'atteinte typique des voies auditives du tronc cérébral et des faisceaux pyramidaux au niveau du tronc cérébral sous la forme de foyers de signaux hyperintenses en T2. Des formes atypiques peuvent débuter au niveau frontal et peuvent parfois être associées à des foyers de calcification.

2.2. La leucodystrophie métachromatique

Cette affection est liée à un déficit en arylsulfatase A qui est responsable d'une accumulation de sulfatides. Cette affection débute soit immédiatement après la naissance avec apparition d'un retard psychomoteur, soit ultérieurement par l'apparition de troubles psychiatriques. La maladie touche de manière diffuse la substance blanche sus-tentorielle avec un début frontal des lésions. Il apparaît assez rapidement des cavitations au niveau de la substance blanche. Les fibres sous-corticales en "U" sont conservées à la phase initiale, il n'y a pas de prise de contraste anormale. Le scanner révèle une hypodensité diffuse de la substance blanche sus-tentorielle. L'IRM révèle en T1 une hypointensité diffuse de la substance blanche sus-tentorielle avec présence de zones de cavitation au sein desquelles le signal est liquidien. En densité protonique et en T2 il existe un hypersignal diffus avec préservation des fibres sous-corticales.

2.3. La maladie de Krabbe

La maladie de Krabbe est liée à un déficit en [[beta]]-galactocérébrosidase. L'affection débute entre l'âge de 3 et 6 mois et se traduit par un retard psychomoteur. Les lésions débutent au niveau du centre ovale par des foyers de signaux hyperintenses bilatéraux et symétriques en T2.

2.4. La maladie d'Alexander

Cette maladie se traduit par un retard psychomoteur et une épilepsie. L'imagerie démontre des anomalies au niveau de la substance blanche, au début dans les régions frontales et par la suite des lésions beaucoup plus diffuses. L'injection de produit de contraste détermine un rehaussement au niveau des noyaux gris.

2.5. La maladie de Cockayne

Cette affection se traduit par un retard psychomoteur et débute en général vers l'âge de 2 ans. L'imagerie est relativement caractéristique avec une atteinte diffuse de la substance blanche avec préservation des fibres en "U" et présence de calcifications au niveau des noyaux gris sus- et sous-tentoriels.


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