L'imagerie par résonance magnétique de la tête du cheval : images anatomiques normales - Pratique Vétérinaire Equine n° 138 du 01/04/2003
Pratique Vétérinaire Equine n° 138 du 01/04/2003

Auteur(s) : E. Sanna Passino*, G. M. Careddu**, L. Manunta***, P. Siotto****, L. Sanna*****, P. Muzzetto******

Fonctions :
*Clinique vétérinaire
Université de Sassari,
Via Vienna, 2
07100 Sassari, Italie
**Clinique vétérinaire
Université de Sassari,
Via Vienna, 2
07100 Sassari, Italie
***Clinique vétérinaire
Université de Sassari,
Via Vienna, 2
07100 Sassari, Italie
****Polyclinique universitaire,
Université de Cagliari
Cagliari, Italie
*****Clinique vétérinaire
Université de Sassari,
Via Vienna, 2
07100 Sassari, Italie
******Clinique vétérinaire
Université de Sassari,
Via Vienna, 2
07100 Sassari, Italie

L'IRM est une technique d'investigation précise. Elle reste peu utilisée chez le cheval, notamment pour des examens de la région de la tête. L'identification d'éventuelles lésions implique une bonne connaissance des images anatomiques normales.

L'imagerie par résonance magnétique (IRM) nucléaire est une méthode non invasive, qui permet d'obtenir des images précises et détaillées de certaines parties du corps. Ce procédé revêt une place notable dans le diagnostic de nombreuses affections.

Le principe de base a été découvert par Bloch et Purcel en 1946 [2, 19] et a été appliqué pour la première fois en 1967 par Jackson [9] chez des animaux vivants.

Bien que l'IRM constitue depuis longtemps un examen de routine en médecine humaine, les travaux qui documentent son utilisation en pratique vétérinaire sont peu nombreux [1, 7, 15, 17, 20, 21].

Ses principales applications concernent le système nerveux central (SNC), étudié surtout chez les petits animaux, et le système musculo-squelettique [1, 15, 21]. En pratique équine, les principales études portent sur les régions distales des membres (affections articulaires, tendineuses et ligamentaires) [5, 8, 14, 16, 17, 22].

La connaissance des images anatomiques normales est fondamentale afin de pouvoir identifier d'éventuelles lésions. Cette étude décrit les principes fondamentaux de l'examen, et présente les structures anatomiques normales de la tête et du cerveau du cheval.

Principes de l'IRM appliquée à l'examen de la tête

La technique se fonde sur les propriétés magnétiques des noyaux atomiques de certains éléments, en particulier l'hydrogène. Dans un champ magnétique, ceux-ci absorbent et réémettent des ondes de fréquence radio et produisent un signal. La fréquence à laquelle répond le noyau est proportionnelle à la force du champ magnétique et est appelée “fréquence de Larmor” [9, 11, 12, 18, 19].

Le corps de l'animal est installé à l'intérieur d'une cavité cylindrique autour de laquelle se trouvent trois structures essentielles :

- la première produit un fort champ magnétique statique, constant dans le temps (B0) ;

- la deuxième produit un champ magnétique à radiofréquence (B1), dont les impulsions sont réglables ;

- la troisième reçoit et enregistre l'énergie émise par les atomes choisis pendant les pauses entre deux impulsions ainsi que celle du champ électromagnétique.

L'atome d'hydrogène possède les caractéristiques optimales de spin et de charge électrique, et les tissus en contiennent en abondance. D'autres atomes tels que le sodium, le phosphore, le carbone ou le potassium peuvent également être utilisés.

Soumis à un champ magnétique, les atomes d'hydrogène se comportent comme des petits dipôles magnétiques (mouvement de spin, charge électrique). L'application d'un champ électromagnétique statique (B0) provoque leur alignement, parallèlement à la direction du champ. L'action d'un champ électromagnétique à radiofréquence (B1), perpendiculaire au premier, provoque une oscillation nucléaire (résonance) entre les différents niveaux énergétiques. Lorsque B1 est interrompu, les noyaux regagnent leurs niveaux d'énergie et émettent un signal radio.

Les signaux sont alors captés par un solénoïde et sont traités par un système informatisé pour la construction de l'image. L'ampleur du signal dépend du nombre de noyaux excités dans l'échantillon de tissu et de la différence de niveau d'énergie qui peut être mesurée.

La relaxation est le processus de relâchement par lequel les noyaux excités retournent au niveau énergétique précédent en libérant l'énergie préalablement absorbée. Elle se produit selon deux modalités définies par deux constantes de temps appelées T1 et T2, dont l'évolution est exponentielle par rapport au temps (voir l'encadré “Constantes T1 et T2”).

Pour mieux différencier les tissus biologiques, les images sont réalisées en exploitant les constantes T1 et T2, et en choisissant le temps de répétition (TR) des impulsions appliquées. Ainsi, pour obtenir des “images T1”, un temps de répétition relativement court est appliqué (300 à 600 ms), alors que pour obtenir des “images T2”, un TR long est préféré (1 600 à 3 000 ms).

Sur l'image T1, la substance grise apparaît plus sombre que la substance blanche. Le phénomène est inversé sur l'image T2 car la substance blanche contient moins d'eau. Les images T2 permettent une meilleure différentiation des tissus.

Des fluides comme le liquide céphalorachidien ou le liquide synovial apparaissent sombres (hyposignal) sur les images T1, mais lumineux (hypersignal) sur les images T2.

La corticale osseuse détermine une zone obscure, privée de signaux, alors que les graisses semblent toujours plus lumineuses.

Les cavités médullaires des os sont ainsi facilement identifiables, ce qui permet la reconnaissance précoce de nombreuses affections osseuses. Les tendons et les ligaments normaux génèrent de faibles signaux. Lors de lésions, en revanche, des modifications dues à la présence d'œdèmes ou d'hémorragies peuvent être observées.

Le cartilage articulaire est sombre, mais il peut être mis en évidence à l'interface avec le liquide synovial sur les images T2 (effet arthrographique).

Images normales de la tête

Matériel et méthode

Trois poulains mâles de race anglo-arabe, âgés de dix-huit mois, ont été inclus dans l'étude. L'anamnèse et l'examen clinique n'ont révélé aucune affection remarquable. Les têtes, prélevées tout de suite après le sacrifice des animaux, ont été soumises à l'IRM. L'appareil utilisé (Siemens) est doté d'un Magnéton d'une puissance de 1 Tesla.

Résultats

Une série d'images avec coupes à sections coronale (transversale verticale), sagittale médiane et paramédiane (latéro-latérale), et transversale dans le sens dorsoventral ont été obtenues. Elles ont été comparées avec des sections homologues de crânes et de cerveaux fixés (dans du formol neutre à 10 %) afin d'éclaircir au maximum les détails morphologiques.

Définition de l'aire de section et plans de section

L'aire de section est comprise entre les articulations temporo-mandibulaires (photo 1).

Les plans de section successifs sont séparés de 5 mm (photo 2).

Section coronale

Des plans de section coronale successifs sont réalisés :

• Sur le cervelet isolé (photo 3)

• Au niveau du trou occipital (photo 4) : le bulbe et l'ouverture du 4e ventricule, ainsi que le vermis du cervelet peuvent être observés.

• Au niveau du pont (protubérance annulaire) avec le cervelet (photo 5) : le vermis et une partie des hémisphères cérébraux sont mis en évidence. Dans le splanchnocrâne, la portion caudale de l'articulation temporo-mandibulaire et des muscles masticateurs est reconnaissable.

• Un plan de section au niveau du mésencéphale (photo 6) met en évidence les tubercules quadrijumeaux sur la face dorsale, le passage du faisceau pyramidal dans la partie centrale et l'aqueduc de Sylvius, au centre. Les hémisphères cérébraux sont effleurés.

• Au niveau encéphalique (photo 7) : l'IRM permet d'observer les hémisphères cérébraux, les ventricules latéraux, les muscles masséters et ptérygoïdiens, l'articulation temporo-mandibulaire, ainsi que la mandibule. Sur la préparation anatomique correspondante (photo 8), la cloison médiane et le larynx sont visibles.

• Au niveau de l'extrémité rostrale de l'encéphale (photo 9) : les circonvolutions du bulbe olfactif ressortent. Les bulbes oculaires, la cavité nasale et sa cloison sont visibles au niveau du splanchnocrâne.

Section parasagittale

Un plan de section parasagittale (photo 10) met en évidence les cavités nasales, le sinus frontal, les alvéoles dentaires et les muscles masticateurs. On aperçoit les hémisphères cérébraux.

Section sagittale médiane

• Sur le plan de section sagittale médian (photos 11 et 12), l'axe cérébro-spinal peut être observé. Dans le splanchnocrâne, les cavités nasales, l'éthmoïde, la langue, le palais mou, le cartilage de l'épiglotte, le passage laryngien et la première partie de l'œsophage apparaissent nettement.

• Un agrandissement centré sur la cavité crânienne (photos 13 et 14) permet de localiser plus précisément l'éthmoïde, l'hémisphère cérébral, le cervelet, le bulbe rachidien et le basisphénoïde.

Section transversale

• Sur le plan de section transversale (dorsoventrale) du cervelet isolé, le cortex cérébral, la substance blanche et le ventricule latéral sont visibles.

Discussion

Intérêts de l'IRM

L'IRM permet de recueillir des informations précises. Les images obtenues sont multiplans et la qualité (définition, contrastes) rend possible une observation simultanée des tissus mous et osseux. L'IRM constitue donc un apport précieux pour l'établissement du diagnostic ; il convient d'interpréter les résultats de cet examen à la lumière des résultats des investigations cliniques.

L'absence de rayons X assure l'innocuité de cet examen complémentaire, aussi bien pour l'animal que pour les opérateurs.

Indications

Les applications cliniques de la résonance magnétique ont été développées et concernent actuellement toutes les régions du corps, mais plus particulièrement la tête et les membres.

De nombreuses lésions du SNC (tumeurs, lésions dégénératives du cerveau), des affections de l'appareil respiratoire et de la cavité orale (kystes, abcès alvéolodentaires, fistules) peuvent être diagnostiquées de manière efficace et souvent moins invasive qu'avec d'autres techniques d'examen (radiographie, échographie, endoscopie, biopsie, etc.).

Pour le système nerveux, les meilleurs contrastes permettent une différentiation plus facile de la substance grise, de la substance blanche, du liquide céphalorachidien et des structures environnantes.

Pour le système musculo-squelettique, l'IRM est également considérée comme un examen diagnostique de choix de nombreuses affections articulaires, particulièrement pour les tendons et les ligaments de l'extrémité distale des membres.

Limites

• L'intensité du champ magnétique empêche l'introduction d'objet ferreux dans la salle d'examen.

• Contrairement aux patients humains, la taille du cheval ne permet pas l'introduction du corps à l'intérieur de l'appareil (diamètre maximal transversal moyen : 60 cm). Les examens se limitent donc aux membres, à la tête et éventuellement au cou.

• La réalisation de l'examen est longue et peut demander jusqu'à vingt minutes pour chaque série de sections. De plus, il est indispensable que l'animal reste immobile, ce qui impose une anesthésie générale. Ce facteur limite la pratique de l'IRM chez les animaux pour lesquels l'anesthésie est contre-indiquée ou pour lesquels l'examen est répété à plusieurs reprises.

• L'IRM est onéreuse et pas toujours facile d'accès. L'anesthésie générale augmente le coût de l'examen.

Comparaison avec les autres techniques d'exploration

L'IRM possède un potentiel diagnostique supérieur à celui des autres méthodes “traditionnelles”, mais reste, comme les autres techniques d'exploration, un examen qu'il convient d'utiliser en complément des examens cliniques (voir le TABLEAU “Comparaison avec les autres techniques d'exploration”).

Conclusion

Afin d'élargir les connaissances de la physiologie et de la pathologie du SNC du cheval, des observations ultérieures chez des individus qui présentent des affections neurologiques sont nécessaires. La recherche s'avère primordiale pour certaines affections du poulain nouveau-né comme les encéphalopathies ischémiques (fréquentes après une asphyxie périnatale), l'œdème cérébral, les méningites bactériennes et les affections de type dégénératif. D'autres régions de la tête, et particulièrement les voies respiratoires supérieures, qui peuvent présenter des affections difficiles à diagnostiquer ou qui ont été négatives aux contrôles de routine (radiographie, endoscopie, échographie) mériteraient d'être explorées.

Éléments à retenir

• Les contrastes obtenus par résonance magnétique permettent de différencier la plupart des tissus sur une même image : tissus osseux et tissus mous, substance grise et substance blanche des tissus du système nerveux, etc.

• Grâce à l'IRM, les différentes sections de la région de la tête permettent d'observer une grande partie des structures qui sont retrouvées sur des préparations anatomiques équivalentes.

• La technique d'investigation par résonance magnétique nécessite une anesthésie générale chez les animaux.

• Il convient de toujours interpréter les résultats de cet examen complémentaire à la lumière des données recueillies lors de l'examen clinique.

Constantes T1 et T2

T1

T1 est le temps nécessaire au rétablissement de l'orientation, après une impulsion provoquant une rotation de 90° ou, plus précisément, le temps mis par les noyaux pour que la projection orthogonale retrouve 63,2 % de sa valeur initiale (relaxation longitudinale).

Cette valeur dépend de la nature physicochimique du milieu : par exemple dans l'eau pure, T1 est de trois secondes, alors que, dans la graisse, il n'est que de quelques dixièmes de seconde.

Le T1 de l'eau liée aux protéines est inférieur à celui de l'eau pure : la présence de tumeurs ou d'autres lésions riches en eau peut modifier la valeur de T1.

T2

T2 est le temps nécessaire pour que les noyaux perdent 63,2 % de l'énergie acquise (relaxation transversale). La valeur de T2 de la majorité des tissus est de 50 à 100 ms.

La valeur T2 dans les lésions dépend aussi du rapport entre eau libre et eau liée. La présence d'eau libre augmente la valeur de T2

Références

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