Bruxelles, Belgique – L’hôpital universitaire Erasme (ULB) teste une nouvelle technique de magnétoencéphalographie qui permet de s’affranchir des limitations liées à un casque adapté à l’hélium liquide, refroidi à moins 269 degrés. Cerise sur le gâteau, la technique est plus adaptée aux enfants, est beaucoup plus précise et coûte beaucoup moins cher.
L’équipe du Laboratoire de Neuroimagerie Translationnelle et Neuroanatomie de l’Hôpital Universitaire Erasme (Université libre de Bruxelles) vient de franchir une nouvelle étape dans l’utilisation de la magnétoencéphalographie pour détecter et localiser l’activité épileptique. Publie une étude en Radiologie qui démontre le grand intérêt des nouveaux capteurs de champ magnétique, les « magnétomètres à pompage optique » [1]. Cette nouvelle technologie permet de placer les capteurs directement sur le cuir chevelu du patient, ce qui augmente considérablement la sensibilité de détection de l’activité épileptique. Explications de Professeur Xavier De Tiègequi dirige cette équipe.
Quelle est l’étape décisive que cette nouvelle technologie permet dans la détection de l’épilepsie ?
Professeur Xavier De Tiège : La magnétoencéphalographie (MEG) est une technique innovante de mesure des champs magnétiques induits par l’activité électrique des neurones cérébraux. Comme nous le savons aujourd’hui, cela implique l’utilisation d’un casque rigide qui est dimensionné uniquement pour les adultes. Les circonférences crâniennes de certains adultes ne « rentrent » pas dans ce casque rigide, nous avons eu quelques patients dont la tête n’a jamais pu rentrer dans le MEG. D’un autre côté, nous avons beaucoup de patients avec une tête plus petite et c’est généralement le cas des enfants. MEG enregistre les champs magnétiques générés par l’activité électrique du cerveau. Ces champs diminuent avec la distance : plus les capteurs sont éloignés du cerveau, plus l’amplitude du signal est faible. Cependant, plus il y a d’espace dans le casque, plus vous pouvez vous déplacer. Chez les enfants et certains adultes, la distance entre les capteurs et le cerveau augmente car la tête est plus petite que le casque. Aussi, même si vous avez une tête qui rentre complètement dans le casque, puisque les capteurs classiques dits “cryogéniques” doivent être plongés dans de l’hélium liquide à moins 269 degrés, il faut placer une couche d’isolant, un espace d’air qui sépare . l’intérieur du MEG avec les capteurs et l’hélium et l’extérieur de la coque. Par conséquent, les capteurs sont placés immédiatement à environ 3 centimètres de la surface du casque. Si l’on ajoute éventuellement la distance causée par une tête plus petite que la taille unique du casque, on peut trouver une distance de plusieurs centimètres, et donc des champs magnétiques détectés de plus loin et donc d’amplitude plus faible.
Quelle est la conséquence ?
Professeur Xavier De Tiège : Le résultat est que le système est moins sensible lorsqu’il s’agit de détecter l’activité cérébrale, qu’il y a plus de mouvement et que nous pouvons manquer des choses que nous pourrions capter si nous étions plus proches. De plus, les systèmes MEG utilisant des capteurs cryogéniques sont très coûteux, avec un système complet coûtant entre 2 et 3 millions à installer. De plus, cette technologie qui nécessite de l’hélium liquide a des limites. Ainsi, les chercheurs ont tenté de développer de nouveaux capteurs de champ magnétique ou de nouvelles technologies non cryogéniques qui permettraient de placer les capteurs directement sur le cuir chevelu.
Comment ont-ils fait ?
Professeur Xavier De Tiège : Pour y parvenir, il faut se débarrasser de l’hélium liquide, et donc de la technologie SQUID (Supraconducting Quantum Interference Device), qui est utilisée par les capteurs utilisés par les MEG cryogéniques actuels. L’une des technologies développées consiste à utiliser des capteurs de pompage optiques, qui n’ont pas besoin de refroidissement et peuvent fonctionner à température ambiante. Par conséquent, ils peuvent être placés directement sur le cuir chevelu, étant ainsi beaucoup plus proches du cerveau. On obtient une augmentation de l’amplitude du signal, et si le niveau de bruit des capteurs à pompage optique est similaire à celui des SQUID, un meilleur rapport signal sur bruit et donc une meilleure qualité des données. Et comme les capteurs bougent avec la tête, on s’affranchit des problèmes de repérage de la tête sur le casque lors des enregistrements.
Combien d’entre vous utilisent ces capteurs ?
Professeur Xavier De Tiège : Il existe quelques centres dans le monde qui étudient l’utilisation de ces nouveaux capteurs à pompe optique pour étudier l’activité cérébrale. Comme nous sommes un centre clinique, nous nous intéressons à l’utilisation de ces capteurs, en particulier pour l’épilepsie, qui est l’indication clinique internationalement reconnue pour la MEG. Le but de cette étude était de démontrer l’intérêt de ces capteurs chez les enfants épileptiques.
Ce que vous traquez, c’est l’hyperactivité des neurones au déclenchement de la crise ?
Professeur Xavier De Tiège : Chez les patients épileptiques, il existe en effet des crises d’épilepsie en tant que telles qui sont généralement peu fréquentes et surviennent de façon aléatoire. C’est ce qu’on appelle l’activité critique, mais parmi celles-ci, il existe des décharges épileptiques intercritiques, donc entre les crises, qui sont des décharges d’activité cérébrale anormale, d’une durée généralement inférieure à 100 millisecondes et qui ne s’accompagnent pas d’une observation clinique observable. Mais c’est la signature de l’activité épileptique. La MEG permet d’enregistrer cette activité intercritique. Chez la plupart des patients, la région du cerveau qui génère cette activité intercritique est la même que celle qui génère les crises. Les patients qui avaient une activité intercritique fréquente comme démontré sur les électroencéphalogrammes (EEG) précédents ont été pris. L’activité cérébrale a été enregistrée avec des magnétomètres à pompage optique placés dans une hotte, puis l’activité épileptique a été enregistrée avec du MEG conventionnel. L’idée était de comparer le type de signaux enregistrés avec ces deux appareils. Nous avons pu montrer, comme prévu, que le fait d’avoir ces capteurs placés sur le cuir chevelu augmente l’amplitude de l’activité épileptique, mais augmente également le rapport signal sur bruit. Cela suggère que l’on pourrait être beaucoup plus sensible dans la détection de l’activité épileptique à l’aide de MEG à pompage optique, et éventuellement découvrir de nouvelles choses sur cette activité épileptique.
On rappelle que le MEG n’est pas curatif en tant que tel, mais constitue une aide pour un meilleur diagnostic…
Professeur Xavier De Tiège : Les systèmes MEG cryogéniques tels que nous les avons actuellement sont principalement utilisés dans le développement pré-chirurgical de l’épilepsie. 30% des patients épileptiques ne répondront pas au traitement médicamenteux et continueront à avoir des crises malgré les médicaments antiépileptiques. Par conséquent, pour tenter d’éliminer les crises chez ces patients, le seul traitement curatif est la chirurgie. Pour cela, il faut pouvoir localiser précisément la zone du cerveau qui génère les crises d’épilepsie, si possible sans avoir à ouvrir le crâne et de manière non invasive. Vous devez également vous assurer qu’il s’agit d’une zone du cerveau qui n’est pas particulièrement importante, comme les régions qui contrôlent les fonctions motrices ou les fonctions du langage. Si on opère le patient dans ces zones, on risque de le paralyser ou de développer un trouble du langage.
Comment savoir si vous êtes de bons candidats à la chirurgie ?
Professeur Xavier De Tiège : Donc avant toute opération il y a une longue mise au point pour s’assurer. Nous faisons des enregistrements EEG-vidéo pour enregistrer les crises d’épilepsie, nous faisons une IRM structurelle pour voir s’il y a des lésions, puis nous faisons un pet scan avec du 18F-FDG (glucose et fluor-18) pour voir si nous pouvons trouver des régions de cerveaux dysfonctionnels, qu’il y ait ou non des dommages. Le fluorodésoxyglucose (18F) est un analogue radiopharmaceutique du glucose dans lequel l’hydroxyle au carbone 2 du glucose est remplacé par le fluor-18, un radio-isotope du fluor. Il est utilisé comme traceur en imagerie médicale par tomographie par émission de positrons (TEP). En effet, il est principalement métabolisé par des cellules très consommatrices de glucose, notamment au niveau du cerveau et du foie, ainsi que par des cellules cancéreuses. Le MEG est l’un de ces tests où l’activité épileptique peut être localisée de manière totalement non invasive. Ensuite, nous collectons tous ces examens et déterminons si le patient est opérable.
A terme, la MEG à capteurs à pompage optique pourrait-elle remplacer la MEG cryogénique actuellement utilisée ?
Professeur Xavier De Tiège : En effet. Elle coûtera moins cher, sera plus adaptée aux patients et aura l’avantage de fournir plus d’informations puisque nous sommes plus proches du cerveau. L’autre avantage d’aller plus loin est d’utiliser ce système en routine clinique pour le diagnostic de l’épilepsie. On le fait moins avec le MEG classique, car c’est trop cher. Nous pouvons maintenant envisager de consigner les heures d’activité pour capturer les saisies, ce qui n’est pas fait dans MEG pour le moment. Difficile d’imaginer rester…