cours d'imagerie fonctionnelle cérébrale

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IMAGERIE FONCTIONNELLE CEREBRALE CHEZ L’HOMME IMAGERIE FONCTIONNELLE CEREBRALE CHEZ L’HOMME M. Zanca, Biophysique, Médecine Nucléaire et IRMf, CHU Montpellier Master Physiologie Intégrée Prof. M. ZANCA UM1, CHU Montpellier & L2C, UMR 5221 CNRS-UM2, BioNanoNMRI

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  • IMAGERIE FONCTIONNELLECEREBRALE CHEZ

    LHOMME

    IMAGERIE FONCTIONNELLECEREBRALE CHEZ

    LHOMME

    M. Zanca, Biophysique, Mdecine Nuclaire et IRMf, CHU Montpellier

    Master Physiologie Intgre

    Prof. M. ZANCAUM1, CHU Montpellier & L2C, UMR 5221 CNRS-UM2, BioNanoNMRI

  • Les techniquesLes techniquesTEP, mission de +

    TEMP, mission de

    TDM, transmission de X

    SRM, mission RF

    IRM, mission RF

  • La TEPTomographie par mission de

    positons (+)

    La TEPTomographie par mission de

    positons (+)

    Emission interne de +Dtection externe des photons dannihilation

    Image tomographique, Rsp ~ 5 mmImages dun mtabolisme cibl local

  • Isotopes metteurs de positons les plus utiliss en TEP crbrale

    Isotopes metteurs de positons les plus utiliss en TEP crbrale

    Isotope Emax(keV)

    Parcours moyen

    dans H2O(mm)

    Priode T1/2(min)

    150 1723 2,7 213N 1190 1,5 1011C 981 1,1 2018F 635 0,6 110

    Dure de vie

    6.T1/2

    12 min1 hr

    2 hrs11 hrs

    Seul le 18F est utilisable en routine (loin du site de production). Pour le 11C, la camra doit tre (trs) faible distance du cyclotron, pour le 13N et le 15O, la camra doit lui tre branche en permanence !

    Impose cyclotron

    sur sitesur site

    pas loinloin

  • Quelques traceurs utiliss en TEP

    Mtabol. K+-182RbPerf myocardq.NH31013N

    CancersRcepteurs

    Mth, Opiacs, BZD, ligD2 & S2

    2011C

    Volmie, DSCO2, CO2, H20, CO215O

    Cancer, cardio, neuroCancer prostate

    Plaques amylodes

    F-DGF-CholineF-AV45

    11018F

    Seul raliste en routine

    FonctionsT

    (min)Marqueur

  • La TEMPTomographie par mission

    monophotonique ()(SPECT ou scintigraphie)

    La TEMPTomographie par mission

    monophotonique ()(SPECT ou scintigraphie)

    Emission interne de Dtection externe (scintillation) des photons

    Image tomographique, Rsp ~ 10 mmImages dune fonction cible locale

  • Isotopes les plus Utiliss en TEMP Crbrale

    Isotopes les plus Utiliss en TEMP Crbrale

    Isotope Energie (keV) Priode T (heures)99mTc 140 6123I 159 285 13201Tl 71 73

    metteurs de photons

  • Gamma camra TEMP ddie cerveauCHU Gui de Chauliac

  • BHE et traceurs crbraux en TEMPDbit Sanguin CrbralTraceurs restant pigsIMPHMPAOECD

    Traceurs diffusiblesXnon

    Lsions de la BHE

    Lsion de la BHE seuleDTPA

    Lsion de la BHE seule + mtabolismeThalliumMIBI

    Mtabolisme CrbralFDGRcepteurs

    Dopaminergiques : Iodolisuride, -CIT, FP-CIT, TRODATBenzodiazpines : Iomazenil

  • 19/09/2013 Med Nucl CHU Angers 10

    Images TEMP de Traceurs Crbraux

    Dbit tissulaire : HMPAO - 99mTc ECD - 99mTc

    Tumeurs crbrales MIBI - 99mTc 201Tl

    Neurotransmission & FP-CIT 123I, PE2I 131I IBZM 131I

    MO HABERT, CHU Piti Salptrire, PARIS

  • La TDMTomodensitomtrieou Scanner X

    La TDMTomodensitomtrieou Scanner X

    mission externe et transmission de photons XDtection externe des photons transmis

    Image tomographique, Rsp ~ 1 mmImages de densits lectroniques

  • www.clinique-radiologique.com/tpe1.htm.

    4 gnrationLe tube rayons X tourne seul

    dans une seule couronne comprenant 800 1000

    dtecteurs fixes 3 gnration

  • SRM & IRMSpectromtrie et Imagerie par

    Rsonance Magntique Nuclaire

    SRM & IRMSpectromtrie et Imagerie par

    Rsonance Magntique Nuclaire

    mission interne de photons de RFDtection externe des photons transmis

    Image tomographique, Rsp ~ 1 mmImages de densits nuclaires modules

  • SRM & IRMProfesseur. Michel ZANCA Biophysique, Mdecine Nuclaire et IRMf, CHU MONTPELLIER

  • Les grandes fonctions

    Les grandes fonctions

    AnatomieMtabolismeDiffusionDbit sanguin et perfusionNeurotransmissionImagerie molculaire

  • Etudes anatomiquesEtudes anatomiques

  • Anatomie crbrale en TDMAnatomie crbrale en TDM

    Courtesy, Dr Alan Pitt, Neuroradiologie, Hpital St. Joseph et Medical Center/Barrow Neurological Center, Phoenix, Arizona, Etats-Unis, http://www.gehealthcare.com/eufr/ct/products/products_technologies/products/lightspeed-vct-xt/7204_be_VCT_XT_04-clinical-case.html

  • Professeur Michel ZANCA, Biophysique, Mdecine Nuclaire et IRMf, CHU MONTPELLIER

    Post Mortem In Vivo

    Anatomie crbrale en IRM T1

  • Professeur Michel ZANCA Biophysique, Mdecine Nuclaire et IRMf, CHU MONTPELLIER

    Anatomie crbrale en IRM T2Les neuroactivations sont mises en vidence partir

    de squences EPI pondres T2*

    SE EPI

  • EDTA-Gd et M.I.P.

    extrait de WATTS R. et al., Magnetic Resonance in Medicine, 2002 ; 48 : 419-24

    ARM 3D des vaisseaux du couARM 3D des vaisseaux du cou

    Etude de la vascularisation crbrale en IRM avec produits de contraste

    Etude de la vascularisation crbrale en IRM avec produits de contraste

  • Eur J Nucl Med Mol Imaging (2009) 36 (Suppl 1):S113S120

    IRM (trs) haute rsolution 7 TT2*MRI of the brain

  • 1.5 T 7T

    Intrt de la haute rsolution anatomique en IRM : mieux voir lhippocampe en T2

    Intrt de la haute rsolution anatomique en IRM : mieux voir lhippocampe en T2

    Courtesy of Erwin Hahn Institute, Essen, Germany

    MAGNETOM 7 T High Resolution

  • Benveniste H et al., Detection of neuritic plaques in Alzheimer's disease by magnetic resonance microscopy, PNAS 1999;96;14079-14084

    Trs haute Rsp et contrastes en IRMObservation de plaques amylodes sur des modles

    animaux dAlzheimer(souris transgniques mAPP)

    Aspect histologique(coloration argentique)

    Dtection IRM directe par effet de susceptibilit (pertes de signal T2*) des plaques.

    Les plaques (points noirs) ne sont discernes quen trs

    haute Rsp(imagerie microscopique T2*)

    Observer les dpts de plaques amylodes(50 150 m)

    Observer les signaux des plaques amylodes(100 150 m)

  • Dtection de plaques amylodes (Alzheimer)

    Dans lencart vert, les gros spots noirs de lIRM correspondent aux plaques amylodes de lhistologie (points rouges), lgrement dcales pour clartJ Zhang, et al., Detection of Amyloid Plaques in Mouse Models of Alzheimers Disease by Magnetic Resonance Imaging,

    Magnetic Resonance in Medicine, 2004; 51: 452457

    mAPP : mutant human amyloid precursor proteinPS1 : mutant presenilin-1 transgenes

    IRM-T2*

    IRM-T2*

    Histologie au rouge Congo

    Souris mutantes mAPP-PS1

    Souris tmoin

    Contraste spontan en T2* en IRMContraste spontan en T2* en IRM

  • Etude mtaboliquesEtude mtaboliques

  • Le FDG saccumule principalement dans les cellules avides de glucose (cerveau, muscles dont le cur, inflammations et tumeurs) et slimine par voie urinaire

    Aprs 1 heure, le niveau de radioactivit (fixation du FDG) rend correctement compte du niveau de mtabolisme local

    Biodistribution du 18F-FDG en TEP

  • Benoit Denizot Mdecine Nuclaire CHU Angers

    27

    Mtabolisme crbral normal en TEPMtabolisme crbral normal en TEPLe FDG donne le profil mtabolique, coupl au profil

    perfusionnel : gris > blanc

    18F-FDG

  • Neuro-activation crbrale en micro TEP

    Effet dune stimulation tactile (moustaches)Crdit M.E. PHELPS, JNM, 2000 ; 41 : 661-681

    18F-FDG

  • TEP sain, TEP Alzheimer, TEMP Alzheimer

    Michel ZANCA, Mdecine Nuclaire, CHU MONTPELLIER

    Mtabolisme crbral et Alzheimer18F-FDG

  • L'hypomtabolisme de l'pilepsie en IC

    Epilepsie, 18F-FDG, Ph COUBES, Mayo Clinic, Cleveland

    Permet de localiser un foyer pileptique

    ici temporal interne droit

    TEP18F-FDG

  • Mtabolisme et carcinome ORL primitif

    Visualisation Multimodale TEP -TDM

    18F-FDG18F-FDG

  • M. Zanca, Biophysique et Mdecine Nuclaire, CHU Montpellier

    Mtabolisme crbral normal en SRM 1H

    SIEMENS, Magnton Vision 1,5 T

  • Mtabolites crbraux observables in vivo en 1H-SRM

    Mtabolites crbraux observables in vivo en 1H-SRM

    La Spectromtrie du Proton par Rsonance Magntique Nuclaire in Vivo, N. El Tannir, C. David, Projet DESS "TBH", UTC, 01-02

    (neurones fonctionnels)

    (ischmie)

    (mtabol. Oxydatif)

    (membranes)

    (astrocytes)

    te 20 ms(neurones fonctionnels)

    (ischmie)

    (mtabol. Oxydatif)

    (membranes)

    (astrocytes)

    te 20 ms

    LacM I

    NAA

    Cho

  • Anomalies mtaboliques : Schizophrnie

    NAACrCho

    Pertes neuronales importantes

    Professeur Michel ZANCA, Biophysique, Mdecine Nuclaire et IRMf, CHU MONTPELLIER

    1H-SRM

  • Lac

    NAACr/PCr

    Cho

    La Spectromtrie du Proton par Rsonance Magntique Nuclaire in Vivo, N. El Tannir, C. David, Projet DESS "TBH", UTC, 01-02

    Pertes neuronales svres,Mtabolisme oxydatif

    ou anarobie,Respect des membranes cellulaires

    1H-SRM avec dition des lactates (te 270 ms)

    IRM-T2

    Anomalies mtaboliques de la souffrance ischmique en 1H-SRM

    Encphalopathie Mitochondriale

  • T1-Gd Image : cerebellum polycyclic lesion with peripherical contrastehancement necrotic tumor or abcess ?

    1H MRS lve lambigut : lactate et amino acides donnent le ic : abcs

    Courtesy : JPh COTTIER & C. DESTRIEUX, Neuroradiologie & Neurochirurgie, CHU Bretonneau, TOURS

    lactate

    Amino Ac1H-MRS

    1H-SRM : Abcess or Tumor ?

  • Caractrisationdes tumeurs

    Caractrisationdes tumeurs

  • Grading histologique des tumeurs en TEMP au 201Tl

    Pas ou (trs) peu de fixation, tumeur gliale de (trs) bas grade

  • Oligodendrogliome B de Haut Grade en TEMP au 201Tl

    Professeur Michel ZANCA Biophysique, Mdecine Nuclaire et IRMf, CHU MONTPELLIER

    Respiration cellulaire (201Tl)

    IRM T1 avec produit de contraste

    201Tl

  • Radio ncrose

    201Tl-TEMP : rcidive ou radio ncrose ?

  • Professeur. Michel ZANCA, Biophysique, Mdecine Nuclaire et IRMf, CHU MONTPELLIER

    Mlanome de haut grade en 201Tl-TEMPMlanome de haut grade en 201Tl-TEMPIRM 99mTc-HMPAO 201Tl

  • Glioblastome multiforme frontal droit

    Hybrid PET/MRI of Intracranial Masses: Initial Experiences and Comparison to PET/CT, The Journal of Nuclear Medicine, 2010, 51( 8) : 1198-1205

    18F-FDG

  • Mningiome olfactif en TEP

    Hybrid PET/MRI of Intracranial Masses: Initial Experiences and Comparison to PET/CT, The Journal of Nuclear Medicine, 2010, 51( 8) : 1198-1205

    satellite lesion detected only on PET

    68Ga-Dotatoc

  • Etude de la diffusionde leau tissulaire en

    IRM

    Etude de la diffusionde leau tissulaire en

    IRM

  • Tenseur de Diffusion :sens de conductiondes fibres blanches

    Images fonctionnelles de diffusion en IRM

    Images fonctionnelles de diffusion en IRM

    DWI : Diffusion D/Gdans corps calleux

    ADC :mobilit de leau

  • Infarctus Sylvien (ACM) Droit en DWI

    IRM de diffusionPrcoce (DWI)

    Territoire de lartre sylvienne D

    Leau ne diffuse plus au niveau de la pathologie

  • From : Michael B. SINGER et al., Stroke, 1998 ; 29 : 133-136

    On T2 image, numerous hyper intense spots. On DWI (cephalo-caudate gradient), only one intense spot on right internal

    capsula, corresponding to the newest stroke

    IRM - T2 DWI

    Apports des DWI % T2WI, AVC aiguApports des DWI % T2WI, AVC aigu

  • Ex.: DWI MRI in Wilson Disease

    RN Sener, AJNR Am J Neuroradiol 24:965967, May 2003

    PDwBilateral high signal in striata.

    DWI (b = 1000 s/mm2)Highly restricted diffusion

    Accumulated copper ?

  • Intensit du gradient (b-value)

    Sig

    nal I

    nten

    sity

    S

    b = 0 s/mm2 b = 1000 s/mm2 ADC

    signaldifference from

    e(-bD)

    Calcul de lADC partir des DWIsCalcul de lADC partir des DWIs

    ln Sb = -ADC . b + ln So

    On utilise des gradients dintensit (b) croissante

  • Tenseur et Anisotropie de DiffusionTenseur et Anisotropie de DiffusionLa Diffusion est diffrente dans des directions diffrentes

    Free diffusion

    Restricted diffusion

    Isotropic diffusion

    Anisotropic diffusion

  • Calculation of Anisotropy in 3D requires diffusion measurements in 6 different directions

    Also called TENSOR Imaging

    1111, , , , 2222 and 3333, the 3 eigenvalues of the tensor, characterize the shape andorientation of the ellipsoid

    1111

    2222

    3333P

    M

    S

    Les valeurs propres du tenseur 3DLes valeurs propres du tenseur 3D

  • Mean diffusivity:

    Fractional anisotropy:

    SPIE 2001, Leonid Zhukov, Ken Museth, David Breen, Department of Computer Science,Cal-Tech

    permettent de dduire, voxel voxel, des paramtres danisotropie

    permettent de dduire, voxel voxel, des paramtres danisotropie

  • m et Di mesurent lADCFA et Da lanisotropie

    Qqs images paramtriques du tenseur de diffusion

    SPIE 2001, Leonid Zhukov, Ken Museth, David Breen, Department of Computer Science,California Institute of Technology, diapo 19

  • *

    ***

    ***

    "Fiber Tracking" sur FA (ou la plus grande valeur propre du tenseur 3D)

    "Fiber Tracking" sur FA (ou la plus grande valeur propre du tenseur 3D)

    A probabilistic algorithm allows to extract white matter fibers main directions (associative bundles)

  • Fractional Anisotropy (FA) value indicates anisotropyColor indicates the preferred diffusion direction

    FH

    LR

    AP

    Codage couleur des cartes de FACodage couleur des cartes de FA

    Foot HeadLeft right

    Antero - Posterior

    M ZANCA & E LEBARS, Neuroradiology, University Hospital MONTPELLIER, Intera Phillips Medical System

  • Visualisation du niveau de fonctionnalitdes fibres blanches

    Visualisation du niveau de fonctionnalitdes fibres blanches

    Color codingreveals

    fibers maindirection

  • http://newvaluestreams.com/wordpress/?p=119

    http://newvaluestreams.com/wordpress/wp-content/uploads/2008/08/neural-wires.jpg

    Application : le connectome, connectique neuronale sur lensemble du cerveau

  • Extraction de certains faisceauxExtraction de certains faisceaux

    M ZANCA & E LEBARS, Neuroradiology, University Hospital MONTPELLIER, Intera Phillips Medical System

    Faisceau arqu

    Faisceau pyramidal

  • Nette modification du facteur danisotropie pour les fibres situes en dessous de la lsion

    Gauche-DroiteAntro-PostrieurHaut-Bas

    Suivi volutif dun traumatisme rachidien

    E Lebars et M Zanca, CMC Gui de CHAULIAC, CHU MONTPELLIER

  • Estimation du DSC ou dbit sanguin crbral(perfusion crbrale)

    Estimation du DSC ou dbit sanguin crbral(perfusion crbrale)

  • Temps

    Pic de Contraste

    Avant Contraste

    Post-Contraste

    MRI - GYROSCAN NT, Philips Medical System, France Philips Unit

    Ex. en IRM : acquisition dynamique dimages T2* (EPI) ( 1.5 s/im) suite IV bolus dun produit de contraste (Gd-EDTA)

    DSC par transit dun bolus de PdeC en IRM (Gd-EDTA) et TDM (Xe)

    DSC par transit dun bolus de PdeC en IRM (Gd-EDTA) et TDM (Xe)

  • C(t) C(t) C(t) C(t) R2*(t) R2*(t) R2*(t) R2*(t) 1/te.Ln[S1/te.Ln[S1/te.Ln[S1/te.Ln[Soooo/S(t)]/S(t)]/S(t)]/S(t)]

    Ajuster CT(t) tissulaire par courbe gamma afin dliminer la recirculation

    CT(t) = A.(t-to).e-(t-to) + B

    Paramtres extraits des courbesParamtres extraits des courbes

    Recirculation

    Ajustement

    rCBF = rCBV/TTP

  • Images paramtriques issues de la mesure du DSC en IRM avec PdeC GdImages paramtriques issues de la

    mesure du DSC en IRM avec PdeC Gd

    PERFUSION T2 PONDRE en IRM AVEC CINTIQUE

    DE Gd

    PERFUSION T2 PONDRE en IRM AVEC CINTIQUE

    DE Gd

    IRM - GYROSCAN NT, Philips Systmes Mdicaux, Une Division de Philips France

    VSCr DSCr

    to ttm ttp

  • T1 post Gd

    rCBV

    Prise de contraste homogne

    Stase capillaire

    Hyper vascularisation et stase capillaire

    Cas dun mningiome, VSCr augment et stase capillaire caractristique

    Signal versus temps (1min 20s)

    E. LE BARS et al., GE SIGNA 1,5 T, CHU AMIENS (Pr. IDI PERETTI)

  • Analyse du DSC en TDM avec IV de Xe Analyse du DSC en TDM avec IV de Xe Xe respir et acquisition dynamique, ici 19 passages en 50,2 sec

    Courtesy, Dr Alan Pitt, Neuroradiologie, Hpital St. Joseph et Medical Center/Barrow Neurological Center, Phoenix, Arizona, Etats-Unis, http://www.gehealthcare.com/eufr/ct/products/products_technologies/products/lightspeed-vct-xt/7204_be_VCT_XT_04-clinical-case.html

    Une des vues de la srie

    reha

    usse

    men

    t

    acquisition

  • temps de transit moyen (TTM) volume sanguin (VSC) perfusion (DSC)

    Images TDM de paramtres perfusionnelsCalculs effectus voxel voxel

    DSC = VSC / TTM

    Coyrtesy, Dr Alan Pitt, Neuroradiologie, Hpital St. Joseph et Medical Center/Barrow Neurological Center, Phoenix, Arizona, Etats-Unis, http://www.gehealthcare.com/eufr/ct/products/products_technologies/products/lightspeed-vct-xt/7204_be_VCT_XT_04-clinical-case.html

  • Hmiplgie G brutale : DSC en TDM-Xe

    La Lettre du Neurologue - vol. X - n 2 - fvrier 2006 p 42-46

    (A) image TDM conventionnelle une heure aprs laccident

    (B) zone dischmie visualise 24 heures aprs

    (C) hypoperfusion au XeCT une heure aprs laccident

    (D) hypoperfusion confirme 24 heures aprs

  • spins entrant

    Beffspins inverss !!

    Gz

    B1

    Leau des vaisseaux (spins mobiles), marque au niveau de la bifurcation carotidiennepar inversion adiabatique, est distribue au cerveau au rythme du DSC

    Les coupes acquises aprs marquage sont (fortement) pondres en DSC : (C)ASL

    Perfusion Crbrale en IRM-ASL par Marquage Amont des Spins de leau

    Perfusion Crbrale en IRM-ASL par Marquage Amont des Spins de leau

  • Perfusion IRM par Spin Labelling (ASL)Perfusion IRM par Spin Labelling (ASL)

    EL BARBIER et al., JMRI 2001 ; 13 : 496-5201,5 T

  • Image dASL 7 TImage dASL 7 TProfesseur. Michel ZANCA Biophysique, Mdecine Nuclaire et IRMf, CHU MONTPELLIER

    perfWThe Krueger Institute, John Hopkins University Hospital

  • DSC et TEO en H215O et 15O2 TEP Pnombre ischmique

    DSC CRO

    Dfinie par un DSC diminu, un TEO augment et une CMRO2 normale ou discrtement abaisse

  • Perfusion en TEMP 99mTc-HMPAO & ECDPerfusion en TEMP 99mTc-HMPAO & ECD

    Perfusion crbrale normale

  • Rtention crbrale de lHMPAO en TEMP

    temps

    Act

    ivit

    c

    rbr

    ale

    5 6%

    20 mn 1 h 30 24 h

    Importance de respecter, avant la stabilisation ( 20 min), les conditions sensorielles de base (minimiser tout stimulus) afin de conserver le profil perfusionnelcrbral du moment de linjection.

    Au-del, effet mmoire car conservation du profil perfusionnel initial pendant plusieurs heures

    APPLICATIONS : pilepsie en per critique, TEMPf,

    Premier passage

    (washout) Stabilisation

    Michel ZANCA, Mdecine Nuclaire, CHU MONTPELLIER

  • Early SPECT(day 0)

    Early CT(day 0)

    Late CT(day 90)

    Perte DSC par infarctus Sylvien gaucheBranche post artre crbrale moyenne

    MAHAGNE M-H et al., Cerebrovasc Dis. 2000 Sep-Oct;10(5):364-73, Universit de Nice Sophia-Antipolis

    Ncrosecrbrale

  • TEMP 99mTc-ECD IRM T1-Gd

    Hypo DSC du syndrome de BensonAgnosie visuelle (syndrome de Balint) et troubles

    majeurs du langage (expression et comprhension)

    Michel ZANCA, Mdecine Nuclaire, CHU MONTPELLIER

    IRM crbrale :atrophie occipito-temporale et paritale.

    TEMP crbrale :hypofixation majeure occipito-paritale et occipito-temporale prdominant droite

  • ou de la dmence Smantique (APP)Aphasie s'intgrant dans une dmence fronto-temporale

    Hypoperfusion T1 Ant du mme ct, oriente lAphasie Primaire Progressive vers une Dmence Fronto Temporale

    Hypoperfusion base de F1 G, atteinte du Broca probable

    JOU. C Michel ZANCA, Mdecine Nuclaire, CHU MONTPELLIER

    Troubles cognitifs daggravation progressive ;

    Troubles du langage (cholalies, palilalies, troubles de la dnomination),

  • Spontane Stimule

    Epilepsie temporale interne gauche

    Hyperfixation polaire tendue : situe le foyer

    Intercritique Percritiques

    Hen. Cpes 7

    Hyper DSC percritique des foyers pileptiques

    M. ZANCA, CMC Gui de Chauliac, CHU MONTPELLIER

    ?

  • Etude de lactivation neuronale en IRMf

    (Oxygne et perfusionpar effet BOLD)

    Etude de lactivation neuronale en IRMf

    (Oxygne et perfusionpar effet BOLD)

  • Aires de Broadman et quelques fonctions associes

    Cortex visuel I

    Langage Wernicke

    Langage Broca

    Cortex sensitif

    Cortex moteur

    Cortex olfactif

    Cortex prmoteur

    Cortex auditif

    Visuel o

    Visuel quoi

    Intellect rflexion

    On joue sur la spcialisation du cortex

  • http://www.molbio.princeton.edu/courses/mb427/2000/projects/0008/normbrain.html

    Prononciation

    Comprhension

    Vision

    Functional Areas of Language by H215O TEP Perfusion

  • Audition in a Subject Blind From Birth

    Control subjectAuditory cortex only

    Blind subject from birthHearing area in auditory & visual cortex

    Auditorycortex

    Auditorycortex

    Visualcortex

    Kujala et al., Nature 2000

  • IRMf par Effet BOLD (HbO2 / Hb)

    CMRO2

    flowHbO2/Hb

    Y

    oxygenationlevel

    susceptibilitydifference

    MR SIGNAL

    firingneuron

    50%

    5%

    60% 75%

    4%

    (Rponse hmodynamique)

  • http://www.mlythgoe.com/3explore%20fmri%20brains.htm

    Ce que permet dexplorer lIRMf (BOLD)Ce que permet dexplorer lIRMf (BOLD)

    Sensibilt

    Olfaction

    Langage

    Vision

    Peur

    Mmoire

    Audition

    Motricit

  • 84

    Sensibilit(post Centrale)

    Moteur (G)(pr Central)

    Sillon Central G (Rolando)

    Ex.: tude de la motricit volontaire

    M. ZANCA, Biophysique, Mdecine Nuclaire et IRMf, CHU Montpellier

    Sujet droitier, opposition pulpe pouce D / base Vme mta

    Utilis en neurochirurgie pour reprer le sillon central

  • John C. Gore, Principles and practice of functional MRI of the human brain , J Clin Invest. 2003 July 1; 112 (1): 49

    Aide au Planning ChirurgicalAudition Motricit

    LangageVision

  • LIRMf permet dvaluer lintgrit de certaines fonctions crbrales

    mme en cas de coma

    C.H. MORITZ at al., MRM 2001, 19 : 1129-32

    Bilateral palmtactile stimulus

    1 hz blinking lightvisual stimulus

    Narrated textauditive stimulus

    Aires sensitivesPost centrales

    Aires visuellesI & IIaires

    Aires auditives+ langage G

  • M. Burgmer et al., Abnormal brain activation during movement observation in patients with conversion paralysis, neuroImage 2005

    Mouvements de la main droite

    Faire soi-mme ou regarder lautre faire ?

    Faire soi-mme ou regarder lautre faire ?

    Excution

    Observation

  • Sur

    Implantation chirurgicale dlctrodes de stimulatpallidale

    rcupration dune fonctions motrice quasi normale

    Etude post chirurgicale de la motricit du pouce gauche

    Dystonie de lenfant

    Professeur Michel ZANCA, Biophysique, Mdecine Nuclaire et IRMf, CHU MONTPELLIER

  • Bras droit lev, entend des voix droite

    Pr Michel ZANCA Biophysique, Mdecine Nuclaire et IRMf, CHU MONTPELLIER

    L. TOU., IRMf du 30.09.2009Aura - Rest, 0.5 % FDR

    Schizophrnie prcoce avec hallucinations auditives

    Gyrus de Heschl droitAire motrice Iaire bras droit

  • Pour des images "simples", les profils somatotopiquesvisuels activs suffisent gnrer une excellente

    approximation de l'image regarde ou imagine

    Yoichi MIYAWAKI et al., Neuron 60, 915929, December 11, 2008Yukiyasu KAMITANI, ATR Computational Neuroscience Laboratories, [email protected]

    Presented images Mean reconstrutedimages

    Comment "espionner" certaines penses visuelles !

  • Etude fonctionnelle de la neurotransmission

    Etude fonctionnelle de la neurotransmission

  • Ex. de la Synapse dopaminergique (Da)Ex. de la Synapse dopaminergique (Da)

    Da vsiculaire DaT (prSyn) DaRD1 (postSyn)Da libre COMT, MAO DaRD2 (postSyn)

    http://www.centres-pharmacodependance.net/grenoble/ORITHYE/Neurobio/Neurobio.htm

  • 11C-Raclopride

    11C-Raclopride, marqueur TEP de la fonctionnalit de la voie dopaminergique post-synaptique (RD2)

    Neurotransmission Dopaminergique en TEP avec du 11C Raclopride

    Neurotransmission Dopaminergique en TEP avec du 11C Raclopride

    Fixation spcifique au niveau des synapses striatales

    + =

  • Caractriser la Maladie de Parkinson en TEP

    Crdit M.E. PHELPS, JNM, 2000 ; 41 : 661-681

    IRM1H

    Mtabolisme18FDG

    18F-DOPA, voiePr-synaptique

    Perte fonction

    DaTPutamen D

    18F-EthylSpiprone, voiePost-synaptique

    Pas datteinte

    RD2

    Hmi Parkinson cliniquement gauche

  • Analyse fonctionnelle in vivo en 18F-Dopa-TEP de la voie dopaminergique suite une greffe neuronale pour Parkinson

    Avant 3 mois 6 mois 12 moisAprs la greffe

    La 18F-Fluorodopa ne se contente pas seulement de montrer la viabilitde la greffe, elle confirme la fonctionnalit de la voie dopaminergique

    ainsi rtablie

    Efficacit dune thrapie cellulaire in vivo

    Crdit : CEA/SHFJ, Orsay

  • Analyse visuelle des relais dopamergiquesen routine clinique : TEMP au 123I-FP-CIT

    Fixation striatale du traceur (123I-FP-CIT)

    DaTScan

    Normal

    Parkinsontabli

    Parkinsonvolu

    Parkinsondroit

    Atteinte putaminalegauche

    Non spcifique et spcifique du mme niveau

    Tte NC

    putamen

    Atteinte des 2 putamen

  • TEMP au 123I-PE2I, marqueur du DaT pr-synaptiqueTEMP au 123I-PE2I, marqueur du DaT pr-synaptique

    MA DCLD

    Maladie dAlzheimerou dmence corps de Lewy diffus ?

    Tremblement essentiel ou maladie de Parkinson ?

    MPTE

    Aide aux Diagnostics Diffrentiels

  • Imagerie molculaireImagerie molculaire

  • Visualizing Alzheimer Disease -amyloidsdeposits with 11C-PIB PET

    Klunk W, Mathis C, et al. Pittsburgh, Associated Press posting 12 Jan 2003

    Alzheimers disease

    Matched control

    Pittsburgh compound B

  • Visualizing Alzheimer Disease -amyloidsdeposits with 18F-AV45 PET

    Pr Michel ZANCA Biophysique, Mdecine Nuclaire et IRMf, CHU MONTPELLIER

    Absence de plaquesPrsence de plaques

  • SPIO-peptides et plaques -amyloides en IRM prclinique (petit animal)

    http://www.med.nyu.edu/cgi-bin/bk/showresimg.py?pid=37233

    6-month-old APP/PS1-transgenic mouse brain

    Plaques en IRM T2* in vivo78x78x250 mm, 59 min dacquisition

    les flches marquent le net accord avec les plaques observes par coloration histologique

    ... dtection active in vivo sur cerveaux de souris transgniques modles dAlzheimer

  • The End

    Merci de votre attention

  • Les techniques irradiantes

    TEPTEMPTDM

    Les techniques irradiantes

    TEPTEMPTDM

  • DOSIMETRIE(en Dose Equivalente)

    TEP : 5-10 mSv + TDM

    Comparaisons :Dose naturelle : 2,4 mSv / anTDM : 5 20 mSv, en nette

    Contre-indication relative : grossesse

  • Quelques valeurs dirradiation

    2,4 mSv / an = exposition naturelle, essentiellement solaire5,0 mSv / an = limite dexposition acceptable pour le public50 mSv / an = limite acceptable pour un travailleur exposJusqu 200 mSv / an = domaine du radiodiagnosticNB : Jusqu 100 mSv / an = aucun effet sur le ftus* !8000 mSv / an = domaine de la radiothrapie localise

    (*)Jusqu 100 mSv / an, la probabilit, pour une femme enceinte irradie, de porter un enfant sain est de 97 %, davantage si lexposition intervient entre la 16me et la 25me semaine

  • http://bergeron.christophe.free.fr/RadioPro/Definitions.php

    Rayonnement tellurique 0,41 mSv/an ( 17 % de la dose de rayonnement naturel)

  • http://bergeron.christophe.free.fr/RadioPro/Definitions.php

    Sources dirradiation annuelle Essentiellement rayonnements naturel et mdical

    Bien noter que le Potassium 40 et le Carbone 14, naturellement prsents dans le corps humain, participent lexposition naturelle (17 % de la dose natuerelle, sois 0.41mSv).