« Voir la douleur : de l’imagerie au traitement...

54
« Voir la douleur : de l’imagerie au traitement » D. Balériaux Clinique de Neuroradiologie Université Libre de Bruxelles T. Bouziane

Transcript of « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement...

Page 1: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

« Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »

D. BalériauxClinique de NeuroradiologieUniversité Libre de Bruxelles

T. Bouziane

Page 2: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

« 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?

Page 3: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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 »....

Page 4: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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 »

Page 5: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

B. Imagerie dans les cas de D+ Chroniques

Page 6: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

Tumeur Médullaire

Signes cliniques:

Évolution clinique lente et début insidieux…

“La Douleur est le symptome le plus fréquent”!

Torticolis…

Rôle de la Formation!

Page 7: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

Techniques

d’imagerie?

• Radio Standard?

• CT (Spiral)

•Myélographie

•Myélo-CT

•IRM

•Myélo-IRM

•Digital substraction

Angiograhy

•MRA

Page 8: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement
Page 9: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement
Page 10: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement
Page 11: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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.

Page 12: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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.

Page 13: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

-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.

Page 14: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

-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.

Page 16: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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)

Page 17: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

C. Imagerie des perceptions de la douleur au niveau cérébral.

IRM fonctionnelle ???

Rôle de l’imagerie pour guider le traitement: Gamma Knife?

Page 18: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

IRM haut champs de 3Tesla

Page 19: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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.

Page 20: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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

Page 21: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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

Page 22: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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

Page 23: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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

Page 24: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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

Page 25: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

Principe de IRMf

« Visualisation » de la fonction cérébrale par IRM

Technique BOLD

B Blood

O Oxygen contrast

L Level

D Dependant

Page 26: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement
Page 27: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement
Page 28: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement
Page 29: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement
Page 30: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement
Page 31: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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

Page 32: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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

Page 33: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

fMRI : en pratique

4

3

2

1

5

6

console

trigger

pc

projecteur

miroir

Écran

translucide

Page 34: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement
Page 35: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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

Page 36: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

TACHE REPOS

- =

De l’acquisition à une image« cliniquement utile »

Page 37: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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

Page 38: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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

Page 39: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

– 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)

Page 40: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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.

Page 41: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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

Page 42: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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

Page 43: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

Chronic Epidural Stimulation of Motor Cortex related to

painful somatic segment to alleviate pain

Page 44: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

Current functional

targeting method

Page 45: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

Intraoperative cortical brain mapping (iBM)

Page 46: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

Motor bipolar stimulation (iBS)

Somatosensory

evoked potentials

(iSEP)

Page 47: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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

Page 48: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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)

Page 49: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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)

Page 50: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

fMRI activation

(hand)

fMRI activation

(tongue)

Initial analysis threshold (p < 0.001)

Page 51: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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)

Page 52: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

fMRI activation

(hand)iBM

(hand)

Page 53: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

fMRI activation

(p < 0.001)

(tongue)

iBM

(hand)

iBM

(tongue)

fMRI activation

(hand)

Page 54: « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement »minimed.ulb.ac.be/files/voirdouleur_20101122.pdf · Clinique de Neuroradiologie ... « Voir la douleur : de l’imagerie au traitement

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