Publié Juin 2002
L'IRM est, dans la majorité des cas, la technique la plus appropriée pour l'exploration du système nerveux central en pédiatrie : l'absence d'irradiation délivrée et la sensibilité de la méthode en constituent les principaux avantages. Les limites sont liées à l'environnement, parfois impressionnant pour l'enfant, au temps d'acquisition des images, ce qui peut nécessiter une sédation ou une anesthésie, enfin à la disponibilité des équipements et au coût de l'examen.
Les indications sont multiples et toute suspicion d'atteinte intra-crânienne justifie actuellement le recours à cette technique. Seul le contexte traumatique à la phase aiguë impose la réalisation d'un examen tomodensitométrique en urgence plutôt qu'une IRM. Par ailleurs les progrès techniques constants mettent à la disposition du radiologue des séquences variées et il est parfois difficile de faire un choix judicieux pour répondre au mieux à une situation clinique donnée.
Les différentes séquences utilisables seront dans un premier temps rappelées, puis leurs applications en fonction des principales indications seront proposées.
1 Modes d'acquisition en IRM cérébrale
Les données en rapport avec l'utilisation d'une sédation ou d'une anesthésie ne seront pas abordées ici. Il faut savoir que l'on peut dans un certain nombre de cas privilégier des séquences d'acquisition rapide pour rechercher un compromis entre le temps d'immobilité nécessaire et une qualité d'image satisfaisante. Pour tous les examens, sauf indication contraire, les plans de référence sont les coupes sagittales dans l'axe de la faux du cerveau, les coupes transverses dans le plan commissures blanches antérieure-postérieure (CA-CP), les coupes coronales perpendiculaires à CA-CP. Si une injection intraveineuse de produit de contraste (chélate de gadolinium) est nécessaire, la dose est de 0,2 cc/kg de poids (soit 0,1 mmol/kg). Une double dose peut être utile, en particulier pour les séquences angiographiques injectées. Quelque soit la technique, l'interprétation doit tenir compte des variations physiologiques en rapport avec l'âge de l'enfant [1, 2].
Les séquences Spin-écho (SE) pondérées en T1 et T2 restent la base de réalisation des différents examens. Pour les séquences pondérées T2, l'utilisation de séquences rapides type &laqno; turbo » ou &laqno; fast » spin écho permettent des temps d'acquisition de l'ordre de la minute. Dans ce cas, il n'est pas toujours possible d'obtenir de façon simultanée une première série d'images en &laqno; densité de proton » avec un temps d'écho court, mais la réalisation d'une séquence FLAIR constitue alors une alternative.
Les séquences en écho de gradient (EG), notamment pondérées en T2 permettent de rechercher un effet de susceptibilité magnétique, utile pour dépister un saignement.
Les séquences en inversion-récupération (IR) ont 2 applications principales. L'obtention de coupes pondérées en T1 avec une très bonne résolution spatiale, permet une excellente étude anatomique avec une bonne différentiation entre la substance blanche et la substance grise. L'utilisation d'un temps d'inversion annulant le signal de l'eau est à l'origine des séquences de type &laqno; Fluid Attenuation Inversion Recovery », ou FLAIR, très sensible pour la détection de lésions intraparenchymateuses [3].
Les acquisitions volumétriques 3D présentent 2 intérêts. Elles permettent la reconstruction d'images dans des plans privilégiés pour mieux comprendre une conformation anatomique. Elles sont devenues indispensables pour la neuro-navigation, de plus en plus utilisées par les neurochirurgiens pour guider leur geste opératoire.
Les séquences utilisant le transfert d'aimantation, pondérées en T1, peuvent être utiles pour rechercher certaines anomalies parenchymateuses (lésions de gliose, lésions dysplasiques, anomalie de la myélinisation [4]) ou pour sensibiliser la mise en évidence d'un rehaussement après injection, en particulier au niveau méningé ; la comparaison avec une série de coupes non injectées, réalisées selon la même technique est souhaitable.
Les séquences de diffusion donnent une représentation de la mobilité des molécules au niveau intra et extracellulaire. Ce sont des séquences courtes, sensibles aux artéfacts, mais qui peuvent être le cas échéant répétées : il faut chez l'enfant privilégier le brièveté du temps d'acquisition, si possible en Echo-Planar Imaging (EPI). L'interprétation doit tenir compte de l'anisotropie physiologique due à l'orientation des fibres dans les différents secteurs du cerveau [5]. De même, la lecture des images peut être complétée par la reconstruction de cartes de &laqno; l'Apparent Diffusion Coefficient » (ADC), non influencées par un effet T2 surajouté [6-9].
Les séquences d'angiographie MR (&laqno; temps de vol ») réalisées sans injection permettent une étude de la distribution artérielle des branches du polygone de Willis, avec une résolution qui permet dans la plupart des cas de se passer d'angiographie traditionnelle à visée diagnostique. Elles peuvent être sensibilisées par une acquisition lors d'une injection intraveineuse, mais la réalisation est délicate chez l'enfant du fait de la vitesse circulatoire plus élevée que chez l'adulte : le temps d'acquisition doit être très court, et débuter très tôt après l'injection. Les séquences de flux veineux sont également utiles dans des indications spécifiques.
Les études de perfusion cérébrale permettent d'apprécier la distribution vasculaire parenchymateuse dans le cadre des lésions ischémiques ; elles sont de réalisation délicate chez le petit enfant car très sensibles au mouvement.
Les séquences de phase ont été proposées pour étudier la circulation du LCR. Leur interprétation est parfois délicate et doit être comparée aux séquences pondérées en T2, également sensibles au flux.
En marge de ces techniques, il faut également citer :
- les études en imagerie fonctionnelle par résonance magnétique, fIRM ; celles-ci sont de plus en plus nécessaires dans le bilan préopératoire de certaines lésions
- l'utilisation de la spectroscopie par résonance magnétique, SRM, susceptible d'apporter des renseignements métaboliques complémentaires [10].
2 Protocoles proposés en fonction du tableau clinique
Dans ce paragraphe, nous proposons des protocoles permettant de répondre à la majorité des situations cliniques. Les résultats ne seront pas détaillés.
2.1 Retard psychomoteur, recherche de malformation cérébrale, de troubles de la gyration, d'une maladie dégénérative
L'IRM doit mettre en évidence une anomalie malformative ou un trouble de l'organisation du cortex. Les séquences comprennent des coupes SE pondérées en T1 sagittal, en T1 coronal, si possible en inversion-récupération avec des coupes fines pour étudier la gyration, des coupes T2 transverses et des coupes axiales en densité de proton ou FLAIR. Si une anomalie de la circulation du LCR est suspectée (sténose de l'aqueduc de Sylvius), une séquence pondérée T2 orientée dans ce plan permet de rechercher un artefact de flux ; les séquences en &laqno; imagerie de phase » apportent une visualisation dynamique au cours du cycle cardiaque.
Les pathologies spécifiques de la substance blanche (dysmyélinisation ou démyélinisation) ou des noyaux gris sont rares. Leur mise en évidence est souvent aisée sur les coupes pondérées T2 ou flair ; le diagnostic précis relève d'une consultation spécialisée [11, 12]. La SRM peut apporter des éléments complémentaires.
2.2 Tumeurs cérébrales
L'IRM précise la localisation, apporte d'éventuels arguments étiologiques et fait le bilan d'extension; le retentissement sur les autres structures (envahissement, hydrocéphalie, engagement) est apprécié. Les séquences proposées sont : coupes T1 sagittales et coronales, coupes FLAIR et T2 transverse. Après injection, des coupes en T1 dans au moins 2 plans de l'espace sont réalisées. Si une intervention chirurgicale est programmée, une acquisition volumétrique 3D peut être réalisée pour guider la neuronavigation. La SRM dans ce domaine reste du domaine de la recherche [13].
Les tumeurs cérébrales (en particulier de la fosse postérieure : 50%) sont proportionnellement fréquentes chez l'enfant. En cas de suspicion de lésion de type médulloblastome épendymome, glioblastome, tumeur germinale maligne (tumeurs ayant un potentiel de dissémination dans le LCR), il faut faire des coupes sur la moelle après injection d'une 2e dose de produit de contraste : coupes en T1 sagittales couvrant tout l'axe spinal y compris le cul-de-sac inférieur, parfois avec deux centrages complémentaires et complétées par des coupes transversales. Secondairement, l'IRM recherche un reliquat tumoral, une reprise tumorale ou une dissémination. Il faut garder le même protocole et comparer les examens successifs [14, 15].
Dans le cadre des phacomatoses (neurofibromatose, sclérose tubéreuse de Bourneville), il faut rechercher soit des lésions tumorales, soit des lésions dysplasiques [16, 17]. Les séquences en transfert d'aimantation peuvent être utiles.
2.3 Épilepsie
L'IRM doit déceler une malformation, une tumeur (exceptionnelle) susceptible d'apporter des arguments étiologiques [18]. L'examen comporte des coupes en T1 sagittal, en T1 coronal, si possible en inversion récupération (coupes de 2 à 3 mm pour couvrir la totalité de l'encéphale, coupes transverses en T2 et FLAIR (ou densité de proton). Si une lésion temporale est suspectée (données cliniques ou électro-encéphalographiques), les coupes transverses sont dans le plan des lobes temporaux, les coupes coronales perpendiculaires. Des coupes fines en FLAIR et T2 dans ce dernier plan sont faites. Si ces images sont normales ces séquences sont suffisantes ; dans le cas contraire, il faut les compléter en fonction de l'orientation étiologique (discussion d'une injection). Les lésions observées peuvent être en rapport avec une phacomatose, une anomalie de la gyration [19], une lésion vasculaire, rarement une tumeur. L'existence d'une lésion cicatricielle de la face interne du lobe temporal est rare dans la petite enfance ; les coupes centrées à ce niveau doivent avoir la meilleure résolution possible en fonction de l'appareillage. L'exploration fine d'une lésion corticale peut faire appel à une antenne de surface. L'utilisation de l'imagerie fonctionnelle peut être nécessaire, en fonction de la topographie des lésions observées.
2.4 Pathologie hypothalamo-hypophysaire
L'examen permet l'analyse de la région hypothalamo-hypophysaire et décèle une éventuelle anomalie malformative ou tumorale ( retard ou avance de croissance, trouble de la puberté, diabète insipide). Il comporte des coupes pondérées T1 sagittales sur l'ensemble du crâne, des coupes fines (1 à 2 mm) coronales en T1 et en T2 dans l'axe de la tige pituitaire, une séquence FLAIR transverse sur l'ensemble du crâne. En fonction du résultat, des coupes après injection sont réalisées.
2.5 Traumatisme crânien
En urgence, l'examen tomodensitométrique est plus facilement accessible et permet de ne pas retarder la prise en charge thérapeutique. Secondairement, à la phase aiguë ou subaiguë, puis à distance du traumatisme, il peut être nécessaire de compléter le bilan lésionnel [20]. Les coupes T1 sagittales et axiales sont complétées par des images en FLAIR et T2 transverse. À la phase aiguë, l'imagerie de diffusion est plus sensible pour les lésions parenchymateuses. Une séquence T2 transverse en écho de gradient, sensible à la susceptibilité magnétique, montre les lésions hémorragiques. Les lésions axonales localisées ou diffuses sont mieux mises en évidence par l'IRM et sont à prendre en compte dans l'évaluation des séquelles [21]. Lorsqu'il existe une suspicion de traumatisme non accidentel [22], l'IRM peut faire la preuve d'une atteinte parenchymateuse, apprécier l'étendue et l'aspect d'une collection péri cérébrale, hémorragie méningée ou sous-durale, récente ou ancienne.
2.6 Pathologie vasculaire
L'IRM apprécie la nature et l'étendue des lésions : importance de la zone ischémiée ou infarcie, localisation et volume d'un saignement. Dans tous les cas, l'étude du lit vasculaire est importante. L'examen comporte des coupes en T1 sagittal, en T2 et FLAIR transverse et le cas échéant en T2 transverse en écho de gradient. Des coupes en imagerie de diffusion sont utiles si l'accident vasculaire date de moins de 7 jours. De même, une étude de la perfusion parenchymateuse peut être réalisée après injection de produit de contraste [23]. S'il existe des lésions d'ischémie cérébrale ou une suspicion de malformation vasculaire, une séquence d'angio-MR sur le polygone de Willis ou sur la zone suspecte doit être pratiquée, permettant de compléter le diagnostic étiologique et topographique et, de plus en plus souvent, de surseoir à l'angiographie classique si un geste interventionnel n'est pas envisagé. Si une thrombose veineuse est recherchée, une angio-MR sagittale en contraste de phase centrée sur le sinus longitudinal supérieur et axiale sur les sinus latéraux est nécessaire.
Les accidents ischémiques focaux sont rares, plus souvent d'origine thrombotique qu'embolique, en dehors des cardiopathies congénitales. Les saignements peuvent être en rapport avec une malformation artério-veineuse, un anévrisme artériel, un ou des angiomes caverneux.
Chez le nouveau-né, l'IRM permet le diagnostic précoce des lésions ischémiques mais sa réalisation chez le prématuré peut être difficile à la phase initiale [24]. L'apport des séquences de diffusion est intéressant mais doit tenir compte des aspects normaux en fonction de l'âge gestationnel [25-29]. La SRM trouve également ici une indication en montrant des signes de souffrance cellulaire marquée par l'apparition de lactate.
2.7 Pathologie infectieuse ou inflammatoire (encéphalite, méningite compliquée, abcès)
L'IRM doit faire la preuve d'une atteinte méningée ou parenchymateuse, apprécier son extension. L'examen comporte des coupes en T1 sagittales, en T2 et FLAIR dans le plan transverse. L'imagerie de diffusion permet également de rechercher des lésions ischémiques associées [30]. Une injection de produit de contraste est nécessaire, avec réalisation de nouvelles coupes pondérées en T1 dans les plans transverse et coronal.
Quelques références récentes :
1. Bangert, BA. Magnetic resonance techniques in the evaluation of the fetal and neonatal brain. Semin Pediatr Neurol, 2001; 8: 74-88.
2. Barkovich, AJ. Normal maturation of the neonatal and infant brain: MR imaging at 1.5 T. Radiology, 1988; 166: 173-80.
3. Ashikaga, R. Appearance of normal brain maturation on fluid-attenuated inversion- recovery (FLAIR) MR images. AJNR Am J Neuroradiol, 1999; 20: 427-31.
4. van Buchem, MA. Global estimation of myelination in the developing brain on the basis of magnetization transfer imaging: a preliminary study. AJNR Am J Neuroradiol, 2001; 22: 762-6.
5. Schmithorst, VJ. Correlation of white matter diffusivity and anisotropy with age during childhood and adolescence: a cross-sectional diffusion-tensor MR imaging study. Radiology, 2002; 222: 212-8.
6. Bydder, GM. How to perform diffusion-weighted imaging. Childs Nerv Syst, 2001; 17: 195-201.
7. Gelal, FM. The role of isotropic diffusion MRI in children under 2 years of age. Eur Radiol, 2001; 11: 1006-14.
8. Liu, AY. Diffusion-weighted imaging in the evaluation of watershed hypoxic-ischemic brain injury in pediatric patients. Neuroradiology, 2001; 43: 918-26.
9. Mukherjee, P. Normal brain maturation during childhood: developmental trends characterized with diffusion-tensor MR imaging. Radiology, 2001; 221: 349-58.
10. Hunter, JV. MR spectroscopy in pediatric neuroradiology. Magn Reson Imaging Clin N Am, 2001; 9: 165-89, ix.
11. Faerber, EN. Magnetic resonance of metabolic and degenerative diseases in children. Top Magn Reson Imaging, 2002; 13: 3-21.
12. Suzuki, K. Demyelinating diseases, leukodystrophies, and other myelin disorders. Neuroimaging Clin N Am, 2001; 11: vii, 15-35.
13. Tzika, AA. Neuroimaging in pediatric brain tumors: Gd-DTPA-enhanced, hemodynamic, and diffusion MR imaging compared with MR spectroscopic imaging. AJNR Am J Neuroradiol, 2002; 23: 322-33.
14. Thiesse, P. Un protocole d'imagerie des tumeurs cérébrales de l'enfant. J Radiol, 2001; 82: 11-16.
15. Poussaint, TY. Magnetic resonance imaging of pediatric brain tumors: state of the art. Top Magn Reson Imaging, 2001; 12: 411-33.
16. Raininko, R. Non-neoplastic brain abnormalities on MRI in children and adolescents with neurofibromatosis type 1. Neuropediatrics, 2001; 32: 225-30.
17. Sener, RN. Tuberous sclerosis: diffusion MRI findings in the brain. Eur Radiol, 2002; 12: 138-43.
18. Raybaud, C. Neuroimaging of epilepsy in children. Magn Reson Imaging Clin N Am, 2001; 9: 121-47, viii.
19. Kuzniecky, RI. Malformations of cortical development and epilepsy. Brain Dev, 2001; 23: 2-11.
20. Voller, B. To do or not to do? Magnetic resonance imaging in mild traumatic brain injury. Brain Inj, 2001; 15: 107-15.
21. Bremner, JD. Neuroimaging of childhood trauma. Semin Clin Neuropsychiatry, 2002; 7: 104-12.
22. Suh, DY. Nonaccidental pediatric head injury: diffusion-weighted imaging findings. Neurosurgery, 2001; 49: 309-18; discussion 318-20.
23. Hunter, JV. Magnetic resonance imaging in pediatric stroke. Top Magn Reson Imaging, 2002; 13: 23-38.
24. Coskun, A. Quantitative analysis of MR images in asphyxiated neonates: correlation with neurodevelopmental outcome. AJNR Am J Neuroradiol, 2001; 22: 400-5.
25. Triulzi, F. Neonatal MR imaging. Magn Reson Imaging Clin N Am, 2001; 9: 57-82.
26. Bydder, GM. Diffusion-weighted imaging of the brain in neonates and infants. Magn Reson Imaging Clin N Am, 2001; 9: 83-98.
27. Huppi, PS. Microstructural brain development after perinatal cerebral white matter injury assessed by diffusion tensor magnetic resonance imaging. Pediatrics, 2001; 107: 455-60.
28. Huppi, PS. Magnetic resonance techniques in the evaluation of the perinatal brain: recent advances and future directions. Semin Neonatol, 2001; 6: 195-210.
29. Wolf, RL. Quantitative apparent diffusion coefficient measurements in term neonates for early detection of hypoxic-ischemic brain injury: initial experience. Radiology, 2001; 218: 825-33.
30. Teixeira, J. Diffusion imaging in pediatric central nervous system
infections. Neuroradiology, 2001; 43: 1031-9.