La cible de l’intervention thérapeutique pour l’accident vasculaire cérébral ischémique est le tissu ischémique qui n’est pas encore irréversiblement lésé1. L’identification de ces tissus est souhaitable en tant que condition préalable à des interventions thérapeutiques agressives, telles que la thrombolyse.

La tomodensitométrie est disponible dans la plupart des hôpitaux traitant des patients victimes d’un AVC et reste donc le seul outil d’imagerie cliniquement pratique pour guider la thérapie de l’AVC hyperaigu. La TDM non améliorée ne montre pas de manière fiable l’occlusion artérielle ou l’étendue de la perfusion cérébrale perturbée. Cependant, il a été récemment démontré que le succès de la thrombolyse dans une fenêtre de 6 heures était associé aux résultats initiaux de la tomodensitométrie.2 Chez les patients présentant une hypoatténuation subtile dans une zone restreinte, <33% de l’artère cérébrale moyenne (ACM), le bénéfice du traitement par activateur recombinant du plasminogène tissulaire était plus prononcé que chez les patients présentant une tomodensitométrie normale au départ. Cette observation suggère la présence de tissu ischémique à risque d’infarctus qui pourrait être sauvé par la thrombolyse, en plus du tissu hypoatténué et vraisemblablement déjà endommagé de façon irréversible. Le but de notre étude était de tester l’hypothèse selon laquelle l’hypoatténuation détectée par tomodensitométrie dans les 3 heures suivant l’apparition de l’AVC représente le noyau d’une ischémie cérébrale sévère avec des tissus irréversiblement endommagés entourés de tissus ischémiques mais potentiellement viables. Dans ce but, nous avons évalué la perfusion cérébrale avec la TEP tôt après la TDM.

Sujets et méthodes

Sélection des patients et prise en charge

Entre mars 1996 et mai 1998, 32 patients présentant un AVC ischémique aigu ont été admis dans notre service de neurologie dans les 3 heures suivant l’apparition des symptômes et pendant les heures de fonctionnement de l’unité de TEP. Les observations préliminaires de 23 patients de cette cohorte ont été publiées dans une lettre de recherche.3 A l’admission, le déficit neurologique a été évalué selon l’échelle NIHSS (National Institutes of Health Stroke Scale, 0 à 42 points).4 Vingt-six patients étaient éligibles pour une thrombolyse systémique et ont été traités selon le protocole NINDS tel que décrit précédemment en détail.5 La thrombolyse a été initiée soit peu de temps avant soit pendant la TEP. Six patients n’ont pas reçu de thrombolyse : 1 présentait des signes majeurs d’infarctus précoce sur le scanner, 1 n’a pas donné son consentement et 4 avaient été étudiés avant que la thrombolyse ne soit introduite comme option thérapeutique dans notre service.

Études tomodensitométriques

Un scanner crânien non amélioré avec un scanner Siemens Somatom Plus 32 était systématiquement réalisé à l’admission avec une épaisseur de coupe de 4 mm du foramen occipital à la région sellaire et de 8 mm au-dessus. Les scanners ont été examinés à la recherche d’anomalies précoces, définies comme une hypoatténuation parenchymateuse ou un effacement cortical par un neuroradiologue expérimenté (R.v.K.), en aveugle par rapport aux symptômes cliniques, au suivi par scanner, IRM et TEP. Les anomalies ont été délimitées manuellement sur les scanners. Les patients ont ensuite été répartis dans les groupes suivants : (1) CT normal et (2) CT anormal : (A) hypoatténuation limitée aux ganglions de la base, (B) hypoatténuation des ganglions de la base et du cortex <33% du territoire de l’ACM, (C) hypoatténuation limitée au cortex <33% du territoire de l’ACM, et (D) hypoatténuation des ganglions de la base et du cortex >33% du territoire de l’ACM. Un gonflement focal du tissu cérébral avec effacement cortical a été enregistré mais n’a pas été analysé plus avant. Après 2 à 3 semaines, un scanner non amélioré a été utilisé pour évaluer la zone infarcie finale chez les 29 patients survivants. Chez les 3 patients décédés avant cette date, le dernier scanner de suivi a servi de référence. L’infarctus final a été délimité manuellement par l’un d’entre nous (J.R.) en aveugle de toute autre information. Ensuite, la localisation et l’étendue de l’infarctus final ont été comparées visuellement avec la localisation et l’étendue de l’hypoatténuation précoce du CT par 2 neurologues indépendants et expérimentés (S.S., M.G.). Ils ont évalué dans quelle mesure (complètement ou partiellement) le tissu initialement hypoatténué s’est transformé en infarctus.

Études TEP

Le débit sanguin cérébral a été mesuré immédiatement après le CT. Les études TEP ont été réalisées sur un scanner ECAT EXACT HR (Siemens/CTI) dans un mode d’acquisition de données 2D fournissant 47 tranches contiguës de 3 mm à une largeur totale de 5 mm à la moitié de la résolution maximale reconstruite dans le plan.6 Le CBF a été mesuré selon la méthode du bolus IV H2O,7 avec 60 mCi utilisés pour chaque étude. Cependant, étant donné que des échantillons de sang artériel n’ont pas pu être obtenus chez la majorité des patients parce qu’ils étaient éligibles pour un traitement thrombolytique intraveineux, la captation régionale du traceur a été déterminée voxel par voxel dans le cortex de l’hémisphère affecté, et le rapport en pourcentage à la moyenne de l’hémisphère controlatéral a été utilisé comme mesure relative de la perfusion. Le seuil d’hypoperfusion corticale critique a été fixé de manière opérationnelle à 50 % d’absorption de H2O.8 Dans une étude quantitative antérieure de la TEP-FCB chez des patients victimes d’un accident vasculaire cérébral ischémique aigu, il a été démontré que ce niveau de perfusion correspondait à un débit sanguin cortical de <12 mL – 100 g-1 – min-1,9 ce qui représente le seuil largement accepté d’hypoperfusion critique.1011 Le coregistration post-acquisition des données de TEP et de tomodensitométrie n’a pas été possible car l’épaisseur des tranches des tomodensitométries de routine était trop importante. Ainsi, la résolution des tomodensitogrammes dans la direction z était trop faible par rapport aux tomodensitogrammes TEP pour permettre une reconstruction de volume en 3D et une correspondance en 3D. Comme nous n’avions pas de guidage anatomique précis, nous avons évalué le flux sanguin uniquement dans le cortex, et non dans les structures sous-corticales. Le pourtour cortical a été défini sur les scans TEP. Les limites internes étant difficiles à délimiter dans les zones affectées, le pourtour cortical a d’abord été délimité manuellement sous contrôle visuel sur l’hémisphère non affecté, puis reflété sur le côté de l’infarctus (Figure 1). Le volume de l’hypoperfusion corticale critique a ensuite été évalué en fixant un seuil (absorption <50%) au rebord cortical. Les volumes d’hypoperfusion ≤1 cm3 ont été ignorés pour réduire la probabilité d’inclure des artefacts techniques.

Statistiques

Le volume du tissu cortical en hypoperfusion critique a été comparé entre le groupe CT normal et le groupe CT anormal par le test de rang signé de Wilcoxon. Après dichotomie médiane des valeurs du volume d’hypoperfusion, le test exact de Fisher à deux intervalles a été réalisé pour analyser l’association entre la présence d’une hypoatténuation tomodensitométrique (normale ou anormale) et l’étendue de l’hypoperfusion corticale (inférieure à la valeur médiane, petite, ou supérieure à la valeur médiane, grande). Pour évaluer s’il existait une hypoperfusion critique au-delà des zones hypoatténuées, les patients sans atteinte corticale au scanner, à savoir ceux présentant une hypoatténuation confinée aux ganglions de la base, ont été analysés séparément.

Résultats

Trente-deux patients (19 hommes, 13 femmes) âgés de 48 à 76 ans (moyenne 65 ans) ont été inclus dans notre étude (tableau). Le scanner a été réalisé 20 à 170 minutes (moyenne 94 minutes) après l’apparition des symptômes, et la TEP 20 à 120 minutes (moyenne 67 minutes) plus tard. Une hypoperfusion corticale critique de >1 cm3 était présente chez 24 patients (75%) et une hypoatténuation radiologique chez 18 patients (56%) : chez 10 patients, l’hypoatténuation était limitée aux ganglions de la base (A) ; chez 3, une hypoatténuation supplémentaire a été trouvée dans le cortex couvrant <33% du territoire de l’ACM (B) ; chez 2, couvrant >33% du territoire de l’ACM (D) ; et chez 3, l’hypoatténuation était limitée au cortex (C). Deux des patients présentant une hypoatténuation des ganglions de la base (groupe 2A) présentaient un effacement cortical supplémentaire. Les patients présentant une hypoatténuation tomodensitométrique précoce (n=18) ne différaient pas, en termes d’âge ou d’intervalle entre l’apparition des symptômes et l’étude tomodensitométrique ou TEP, respectivement, de ceux dont la tomodensitométrie initiale était normale (n=14). Cependant, ils présentaient des scores NIHSS initiaux plus élevés (médiane NIHSS 14 contre 9, P=0,01).

Des infarctus couvrant toute la zone d’hypoatténuation initiale se sont développés chez tous les patients présentant une hypoatténuation tomodensitométrique précoce, mais aussi chez 7 des 14 patients présentant une tomodensitométrie initiale normale. Chez 1 des 2 patients présentant un effacement cortical, cette zone ne s’est pas transformée en infarctus (figure 2), et chez l’autre patient, elle s’est transformée (figure 3). Chez les 18 patients présentant une hypoatténuation tomodensitométrique, un tissu cortical en hypoperfusion critique a été trouvé sur la TEP, mais aussi, chez 6 des 14 patients présentant une tomodensitométrie normale, une hypoperfusion corticale critique de >1 cm3. Chez 7 des 24 patients présentant une hypoperfusion corticale critique de >1 cm3 (patients 9, 10, 11, 15, 18, 19 et 20), aucun infarctus cortical ne s’est développé ; tous avaient reçu une thrombolyse. Sur les 8 patients sans hypoperfusion corticale critique (≤1 cm3), aucun n’a présenté d’hypoatténuation au scanner, et 1 seul (patient 3) a développé un infarctus cortical. Ce patient n’avait pas reçu de thrombolyse.

Le volume moyen de tissu hypoperfusé critique différait significativement (P=0,0001, test de Wilcoxon) entre le groupe CT normal (moyenne 13,9 cm3, plage 0 à 71 cm3) et le groupe CT anormal (moyenne 116,3 cm3, plage 4 à 389 cm3). Après dichotomie médiane des valeurs de volume d’hypoperfusion, le test exact de Fisher à deux intervalles a révélé une association étroite entre la présence d’une hypoatténuation tomodensitométrique et l’étendue (petite ou grande) de l’hypoperfusion corticale (P<0,002).

La comparaison séparée entre les 10 patients présentant une hypoatténuation pure des ganglions de la base et le groupe sans hypoatténuation tomodensitométrique a donné des résultats similaires. Le volume du tissu cortical critiquement hypoperfusé différait significativement (P=0,0004) entre le groupe normal CT (moyenne 13,9 cm3, plage 0 à 71 cm3) et le groupe anormal CT des ganglions de la base (moyenne 139 cm3, plage 4 à 389 cm3). Il existait également une association étroite entre la présence d’anomalies tomodensitométriques des ganglions de la base et l’étendue de l’hypoperfusion corticale (P<0,002).

Lors de la tomodensitométrie finale, la lésion ischémique s’était étendue des ganglions de la base au cortex chez 7 de ces 10 patients, dans 6 cas malgré un traitement thrombolytique.

Discussion

L’outil diagnostique idéal pour la prise en charge de l’accident vasculaire cérébral ischémique aigu doit être non invasif, fournir des informations sur la gravité et l’étendue de l’hypoperfusion, et évaluer la proportion de tissu déjà endommagé de manière irréversible.

L’hypoatténuation sur le CT indiquant un œdème ischémique12 était fréquente (56%) et hautement prédictive d’un infarctus définitif dans notre étude (valeur prédictive positive de 100%). Même avec un traitement thrombolytique précoce, le développement de l’infarctus n’a pu être empêché dans les zones hypoatténuées. Ceci est conforme aux résultats de l’étude ECASS II, dans laquelle les tissus hypoatténués se sont transformés en nécrose avec une probabilité de 97 % (95 %, IC 95 % à 98 %).13 L’étendue de l’hypoatténuation sur le scanner peut cependant sous-estimer l’étendue de l’ischémie critique, en particulier à un moment précoce, car à ce stade, l’augmentation de l’eau dans les tissus peut être encore trop faible pour être visible sur le scanner. Comme nous l’avons démontré, les 10 patients présentant une hypoatténuation limitée aux ganglions de la base présentaient également une hypoperfusion corticale critique, et chez 7 d’entre eux, la lésion ischémique s’étendait des ganglions de la base au cortex. De même, chez 6 des 14 patients sans hypoatténuation, une hypoperfusion corticale critique a été trouvée ; tous ont reçu une thrombolyse et des infarctus corticaux se sont développés chez seulement 2 d’entre eux. Par conséquent, les patients dont le scanner est normal ne doivent pas être exclus a priori d’un traitement agressif. En raison de l’apparition tardive de l’œdème ischémique, les résultats négatifs du CT ont une valeur prédictive limitée à ce stade précoce (<3 heures).

Les études de flux peuvent fournir des informations sur la gravité et l’étendue de l’hypoperfusion mais pas sur l’intégrité des tissus. Les changements de flux sont présents dès l’apparition des symptômes, mais leur étendue peut varier dans le processus dynamique de l’ischémie cérébrale. Dans la phase très précoce, la zone d’hypoperfusion est équivalente à la zone de tissu à risque, et son évaluation peut être utile pour les décisions thérapeutiques. Le fait que l’hypoperfusion conduise ou non à la nécrose dépend non seulement de la gravité mais aussi de la durée de l’hypoperfusion.14 Cela peut expliquer la valeur prédictive limitée des mesures du CBF à un seul moment. Chez 17 des 24 patients présentant une hypoperfusion corticale critique, des infarctus corticaux se sont développés, dans la plupart des cas malgré un traitement thrombolytique. Les 7 patients chez qui aucun infarctus ne s’est développé avaient tous reçu un traitement thrombolytique. Ceci est en accord avec les résultats récemment publiés selon lesquels même les tissus en hypoperfusion critique peuvent être sauvés par une reperfusion précoce.15 La valeur prédictive positive de l’hypoperfusion critique précoce ne peut pas être déduite de nos données car la plupart des patients ont été traités par thrombolyse. Aucune donnée sur l’évolution naturelle de ces patients n’est disponible à l’heure actuelle. Cependant, chez les 8 patients chez qui aucune hypoperfusion corticale critique n’a été trouvée, il n’y avait pas d’hypoatténuation sur le scanner, et un seul a développé un infarctus cortical. Ce patient n’a pas été traité par thrombolyse. Encore une fois, le pronostic spontané de ces patients reste indéterminé.

La combinaison de la tomodensitométrie et des mesures de flux dans notre étude a démontré que l’hypoatténuation précoce sur la tomodensitométrie indique non seulement des dommages tissulaires irréversibles, mais fournit également des informations indirectes sur l’état de perfusion cérébrale du patient. La présence d’une hypoatténuation à ce stade précoce, comme dans notre population dans les 3 premières heures après l’apparition des symptômes, reflète une hypoperfusion sévère dans ces zones. Dans le cas d’une hypoatténuation des ganglions de la base, ces résultats indiquent une occlusion proximale de l’ACM.16 Chez ces patients, non seulement les ganglions de la base mais aussi, selon l’importance du flux collatéral, de grandes parties du territoire cortical de l’ACM sont menacées d’ischémie. Ces patients peuvent être considérés comme des patients à haut risque chez qui l’ischémie a déjà causé des dommages irréversibles dans les ganglions de la base mais met également en danger des zones corticales étendues qui pourraient être sauvées par une reperfusion précoce.15 Ils doivent recevoir un traitement d’urgence, sans délai.

L’hypoatténuation parenchymateuse et l’effacement cortical indiquant un gonflement du cerveau pourraient représenter 2 entités différentes avec une signification pronostique différente. Alors que l’hypoatténuation parenchymateuse est hautement prédictive de dommages tissulaires irréversibles, le devenir du tissu cérébral gonflé n’a pas été suffisamment analysé. Comme le montrent les figures 2 et 3, les zones présentant un gonflement focal peuvent être sauvées de l’infarctus (figure 2), mais dans d’autres cas, elles peuvent subir des dommages irréversibles malgré un traitement thrombolytique (figure 3).

La principale limite des anomalies précoces de la tomodensitométrie est leur subtilité, ce qui rend leur évaluation difficile. Il a été récemment rapporté qu’il y a un manque considérable d’accord, même parmi les cliniciens expérimentés, pour reconnaître et quantifier les anomalies précoces de la tomodensitométrie.17 Parmi les investigateurs, cependant, les résultats d’un neuroradiologue ont servi d’étalon-or. Pour évaluer la qualité de l’étalon-or, ils ont évalué si l’emplacement de la découverte tomodensitométrique était inclus dans l’emplacement de la lésion à 24 heures. La valeur prédictive positive était de 96 % (IC 95 %, 92 % à 100 %). Nous avons également utilisé le CT de suivi comme contrôle interne pour évaluer la qualité de la lecture du CT. Toutes les zones hypodenses déterminées par le neuroradiologue sur le CT de base sont devenues des infarctus sur les scans de suivi (valeur prédictive positive de 100 %). Ces résultats impliquent que l’évaluation correcte de l’hypoatténuation précoce peut être apprise. Comme cela a été démontré18, une formation adéquate permet d’améliorer la détection des signes précoces d’infarctus et devrait donc être exigée de tous les médecins engagés dans la prise en charge de l’AVC aigu. La lecture experte de la tomodensitométrie, comme le recommande l’AHA Stroke Council,19 est importante non seulement pour l’identification des signes précoces de l’infarctus mais aussi pour la détection fiable de l’hémorragie.20

Une des limites de notre étude est qu’il y avait un décalage d’une heure entre la tomodensitométrie et la TEP. Cependant, un tel délai est inévitable dans les études comparatives, et tous les efforts ont été entrepris pour garder cet intervalle de temps aussi court que possible. Le fait que la thrombolyse ait été initiée peu avant ou pendant la TEP ne devrait pas avoir influencé le flux sanguin cérébral, car la recanalisation est un processus long qui prend généralement ≈2 heures, même en cas de thrombolyse locale.21

À l’avenir, la TDM pourrait être remplacée par une nouvelle technologie d’IRM22. L’imagerie combinée pondérée en diffusion et en perfusion pourrait être en mesure d’esquisser des lésions tissulaires irréversibles et de suggérer l’existence d’une pénombre2324. Cependant, on a récemment signalé que les changements de diffusion étaient présents et également réversibles chez les patients présentant un accident ischémique transitoire25. Par conséquent, davantage de travaux fondamentaux et cliniques doivent être réalisés avant que cette technique puisse être utilisée de manière fiable en routine clinique.2627 En outre, dans un avenir proche, cette technique sophistiquée et coûteuse ne sera pas disponible dans la plupart des hôpitaux communautaires, qui traitent actuellement la majorité des patients victimes d’un AVC.

En conclusion, nos observations illustrent le fait que des anomalies subtiles de la tomodensitométrie sont fréquemment trouvées chez les patients éligibles pour une thrombolyse dans les 3 heures suivant l’apparition des symptômes. L’hypoatténuation tissulaire, détectée par la TDM, indique des dommages irréversibles dans cette région. La TEP démontre que la TDM pourrait ne refléter que la partie la plus sévèrement touchée, c’est-à-dire la pointe de l’iceberg, et sous-estimer l’étendue des tissus ischémiquement compromis mais potentiellement récupérables.

Notes de bas de page