Les lésions axonales diffuses (LAD) résultent de forces d’accélération ou de rotation appliquées au cerveau ; le différentiel d’inertie entre les différents constituants réalise le «cisaillement» axonal.

Les axones exposés sont ceux qui présentent une orientation parallèle et uniforme.

En fonction de la violence du traumatisme, les lésions varient d’un simple étirement résolutif à un cisaillement.

La lésion de cisaillement va générer un renflement œdémateux local sous forme d’une boule de rétraction, laquelle va conduire à la mort programmée de la portion distale : Dégénérescence Wallérienne

En fonction de l’éventuelle atteinte micro vasculaire associée, on distingue :

› les LAD ischémiques.

› les LAD hémorragiques.

› les LAD non ischémiques non hémorragiques.

Les LAD:

- Sont généralement bilatérales

- Surviennent dans les aires exposées à ce mécanisme : centres semi-ovales, corps calleux surtout splénium, tegmentum mésencéphalique

- sont œdémateuses dans 80 % des cas et hémorragiques dans 20% des cas: donc échappent à l’exploration scannographique

Plus les lésions axonales sont étendues, plus

mauvais est le pronostic

Connaître l’intérêt diagnostique des lésions axonales diffuses (LAD) chez les traumatisés crâniens.

Connaître l’apport de l’IRM dans la détection et l'évaluation pronostique.

Connaître l’apport des nouvelles séquences d'IRM : diffusion, spectroscopie et tenseur de diffusion.

Les lésions primaires les plus fréquentes en cas des traumatismes crâniens graves (50% des cas).

Une cause importante de morbidité avec risques de séquelles neurologiques lourdes de type état végétatif permanent ou état de conscience minimale.

L’IRM peut conditionner la pratique d’un volet décompressif en l’absence d’atteinte des structures profondes.

Les LAD doivent être suspectées devant :

› Traumatisme violent avec initialement trouble de la conscience ou perte de connaissance et non réveil.

› un état neurologique altéré contrastant avec des données scannographiques dans les limites de la normale.

Enjeu de l’imagerie(TDM et surtout IRM) +++ dans la détection de ces lésions

Les localisations préférentielles des LAD sont par ordre de fréquence décroissante (Gentry, 1988 - AJNR)

1. Régions sous-corticales

SB hémisphérique para sagittale à jonction SG -SB(lobes temporaux et frontaux +++)

Centres semi ovales

Corps calleux (splénium+++)

Noyaux gris centraux

Capsules internes et externes

2. Tronc cérébral (mésencéphale+++)

3. Cervelet

La TDM est un examen initial primordial dans la prise en charge des traumatisés crâniens, permet le diagnostic de la majorité des lésions.

Elle est peu sensible pour le diagnostic de LAD, elle sous estime l’étendue des lésions (taille , nombre).

La TDM peut ignorer les LAD non hémorragique

INTÉRÊT DE IRM !!!!

Les signes suggestifs des LAD :

- lésions intra-parenchymateuses hémisphériques

hémorragiques de taille < 2 cm de diamètre.

- L’existence d’hémorragie intra-ventriculaire

- Une hémorragie au niveau du corps calleux ou du tronc cérébral.

- La présence de petites hémorragies focales de taille < 2 cm adjacentes au 3ème ventricule.

Enfant de 6ans, AVP grave. Scanner cérébral précoce à H 3 ( a , b) et après 2j ( c, d): A H 3 , seule une lésion pétéchiale hémorragique sous-corticale pariétale droite est visible (flèche fine) . A H48 , mise en évidence d’autres lésions œdémateuses basifrontales sous corticales bilatérales et du noyau caudé gauche (flèches creuses).

c d

b a

Séquence de référence, permet la réalisation des autres plans de coupes

Au stade subaigu : on peut mettre en évidence des lésions hémorragiques sous forme des pétéchies en hyper signal spontané.

Les lésions œdémateuses sont visibles sous forme d’hyposignaux

La séquence T2 FLAIR: permet de visualiser l’œdème cérébral, les contusions, les hémorragies sous-arachnoïdiennes et intra ventriculaires, mais également l’engagement ou la dilatation ventriculaire.

La séquence T2 en coupes fines :

Cette séquence complète les données obtenues à partir de la séquence FLAIR et permet une exploration plus fine du tronc cérébral et des noyaux gris centraux

Exploite les propriétés paramagnétiques des produits de dégradation de l’hémoglobine (déoxyHB et metHB) extravasculaires.

Montre des petites hyposignaux pluri focaux, nodulaires ou ovalaires , mesurant quelques millimètres, dont le grand axe est // à la direction des axones lésés.

Ses lésions sont sous-estimées par les autres séquences, souvent méconnues en TDM.

IRM : séquences axiales FLAIR et T2*: Multiples lésions sous corticales en hypo signal T2* en rapport avec de l’hémorragie, la majorité de ces lésions ne sont pas détectées sur la séquence T2 FLAIR

La séquence SWI (Susceptibility Weighted Imaging) :

- fait partie des nouvelles méthodes d’imagerie en écho de gradient

- possède une sensibilité plus importante que la séquence T2* classique dans la détection des LAD hémorragiques chez l’enfant et l’adolescent et dans la détection de LAD hémorragiques de plus petite taille.

-Inconvénient : longue durée d’acquisition.

Plus le traumatisme est sévère, plus les lésions s’étendent vers le centre et la profondeur : de la jonction SB-SG aux centres semi ovales, à la capsule interne, au corps calleux puis au mésencéphale

Le nombre de pétéchies hémorragiques associées aux lésions axonales augmente également avec la gravité du traumatisme

les lésions bilatérales du pont (partie supérieure du pont et inférieur de mésencéphale) sont associées à une mortalité élevée et semblent prédictives d’une mauvaise évolution neurologique

PATERAKIS K, et al. J Trauma 2000 ; 49 : 1071-1075 FIRSCHING R et al. Neurol Res 2002 ; 24 : 145-146.

8 ans, TC grave il y a 2 ans, actuellement trouble de la marche et trouble de comportement IRM : lésions en hypo signal T2 FLAIR et diffusion avec ADC entouré de la gliose en rapport avec des cavités porencéphaliques . multiples lésions punctiformes en hypo signal T2*, sous corticales, hémisphériques bilatérales dont le grand axe est // à l’axe des axones. Cette séquence détecte plus de lésion. L’atteinte multiple et diffuse explique les séquelles neurologiques

17ans, TC grave. Absence de réveil. IRM à J31 de traumatisme.

IRM: LAD hémorragiques associant de multiples lésions pétéchiales en hypo signal T2*sus et sous tentorielles de la SB sous corticales, des centres semi ovales, du splénium du corps calleux et du thalamus gauche . Absence des lésions notées sur la séquence de diffusion. Deux hématomes lenticulaire et thalamique droit. Ici l’atteinte profonde et la multiplicité des lésions expliquent la mauvaise évolution . Le patient est décédé à J45 du trauma

L’atteinte du corps calleux est :

La 2ème en fréquence (après la SB sous corticale) et dans l’échelle de gravité centripète( après le tronc cérébrale)

Elle est toujours accompagnés des LAD de la SB lobaire.

Elle est préférentiellement postérieure.

Elle peut s’accompagner d’hémorragies intra-ventriculaires par lésions capillaro-veineuses de la face ventriculaire du corps calleux .

6 ans ,TC grave. Convulsions et retard de réveil. IRM à J10 IRM : lésions de la SG en hyper T1, FLAIR diffusion et en hypo T2* du thalamus droit et de noyau lenticulaire gauche lésions de même nature sous corticales pariétal droit et temporale gauche L’importance des lésions hémorragiques et profondes explique la gravité du tableau. Le patient est décédé à J22

• La diffusion isotropique mesure les vitesses de déplacement de l’eau qui seront diminuées en cas de gonflement cellulaire (œdème cytotoxique) calcul de l’ADC :

- Intérêt diagnostique dans les LAD ischémiques. - A la phase précoce, elle est plus sensible que les

séquences T2 ES et T2 FLAIR dans la détection des lésions de la SB (1,2) .

- elle fait un bilan lésionnel précis en montrant des hypersignaux punctiformes avec des zones de restriction de l’ADC.

1.Liu AY, Maldjian JA, Bagley LJ et al (1999. AJNR Am J Neuroradiol 20:1636–1641

2. Hanstock CC, Faden AI, Bendall MR et al (1994). Stroke 25:843–848

La valeur de L’ADC est basse à la fois dans les lésions hémorragiques et non hémorragiques

Selon Ebisu et al, l’ADC est plus bas dans lésions hémorragiques qui sont de mauvais pronostic

La diffusion augmente passée la phase aigue

L’importante baisse des valeurs de l’ADC est corrélée a un mauvais pronostic et a un état clinique sévère

Prediction of recovery from a post-traumatic coma state by diffusion-weighted imaging

(DWI) in patients with diffuse axonal injury. Neuroradiology (2007) 49:271–279

43 ans, polytraumatisé, Bilan initiale: HSD, foyers de contusion hémorragiques fronto-temporaux. Absence de réveil . IRM à J10 du trauma IRM : LAD à prédominance ischémique associant: hyper signal FLAIR et diffusion avec ADC du splénium de Corps calleux, du bras postérieur de la Capsule interne gauche, de la SB sous corticale et du centre semi ovale gauche. Lésions pétéchiales hémorragiques en hypo signal T2* au niveau du splénium avec hémorragie méningée dans les sillons corticaux pariétaux. Contusion œdémateuse ancienne fronto-temporo-pariétale gauche avec signes de rétraction ventriculaire.HSD frontal droit . Evolution : état de coma végétatif

La diffusion anisotropique :

- mesure l’amplitude et la direction du déplacement des molécules d’eau à l’origine de l’imagerie en tenseur de diffusion (fraction d’anisotropie, Tractographie des fibres)

- outil d’évaluation pronostique puisqu’elle permet de quantifier la charge lésionnelle des faisceaux de la substance blanche

Imagerie IRM et de tenseur de diffusion réalisée chez un patient de 38 ans, 2 semaines après un TC: FLAIR , carte d’anisotropie fractionnée et tractographie (images de bas). FLAIR: pas d’anomalies des centres semi-ovales. L’analyse de la carte d’anisotropie fractionnée montre une région présentant une FA réduite au niveau du centre semi-ovale droit. Un ROI en rouge est placé pour montrer la superposition des fibres sur une coupe T2 multiplanaire . Au niveau du ROI, les fibres sont discontinues.

L’imagerie par tenseur de diffusion détecte plus de lésion

que les séquences conventionnelles

Différentes études prospectives ont montré que la charge lésionnelle était un facteur pronostique de mauvaise évolution neurologique de manière indépendante à la localisation des lésions

A la phase aiguë du traumatisme, la diminution de la FA dans certaines régions d’intérêt (bras postérieur de la capsule interne, splenium du corps calleux) est corrélée à la sévérité du traumatisme et à la gravité du pronostic.

A distance du traumatisme, la diminution de la FA est corrélée à la gravité du déficit objectivé sur des données électro physiologiques et pourrait être un moyen non invasif d’évaluation de la perturbation de la fonction neuronale motrice.

Lee et al. 2006 - J Head Trauma Rehabil

Ptak et al. - 2003 - AJR

Elle permet de détecter une souffrance cérébrale non visible sur les séquences conventionnelles.

Le marqueur le plus important est le N-acétyl-aspartate (NAA): ses variations permettent d'étudier la viabilité et l'état fonctionnel des neurones.

L’apparition d’un pic de lactates à la phase précoce traduit les phénomènes ischémiques.

les lésions isolées des faisceaux de fibres nerveuses de la substance blanche peuvent ne se traduire que par des anomalies en Tractographie, la SRM est cependant peut être tout à fait normale.

La diminution du rapport NAA/Cr est corrélé à une mauvaise évolution neurologique, ce rapport semble particulièrement intéressant au niveau du pont; en effet lorsqu’il est inférieur à 1,il est lié a un mauvais pronostic neurologique à un an

Les lésions de déchirure axonales sont souvent de mauvais pronostic.

Certaines lésions peuvent cependant être transitoires, même en topographie calleuse, avec régression progressive des anomalies de signal en T2 et FLAIR, régression des anomalies en diffusion et de l’ADC et restitution intégrale à 6 mois

L’IRM doit être réalisée dans un contexte traumatique si l’état neurologique du patient contraste avec les données scannographiques.

L’imagerie a un intérêt diagnostic, pronostic et parfois conditionne la stratégie thérapeutique.

Le protocole IRM comporte des séquences morphologiques T1, T2, FLAIR , diffusion et T2* ou encore séquence de susceptibilité magnétique et des séquences fonctionnelles : SRM et tenseur de diffusion

L ’imagerie de diffusion est supérieur aux séquences conventionnelles dans la détection précoce des lésions de la SB post traumatique.

Les signes de mauvais pronostic à l’imagerie sont :

› La localisation : l’ étendu vers le centre et la profondeur

› le nombre élevé des lésions

› les pétéchies hémorragiques

› l’importante baisse de ADC sur les séquences de diffusion

› la diminution de la FA sur l’imagerie tenseur de diffusion

› la baisse du rapport NAA/Cr surtout quand il est inférieur à 1.