Utilisation de l'IRM de perfusion pour mesurer les changements dynamiques de l'activation neurale associés à la stimulation vestibulaire calorique

Il y a eu un succès récent dans l'utilisation de la stimulation vestibulaire calorique non invasive comme moyen de moduler la douleur chronique. La stimulation calorique consiste à refroidir le conduit auditif avec de l'eau ou une sonde de refroidissement pour induire une stimulation vestibulaire. Il s'agit d'une technique fréquemment pratiquée dans le cadre d'un examen neurologique.

La théorie actuelle de la façon dont la stimulation vestibulaire calorique régule la douleur est par désinhibition thermosensorielle. Les températures inférieures à 25 C activent à la fois les thermorécepteurs froids (fibres Aδ) et les nocicepteurs C. Ces entrées passent dans le tractus spinothalamique jusqu'au thalamus, où l'entrée de la fibre C va au cortex cingulaire antérieur (ACC) et l'entrée de la fibre Aδ passe au cortex thermosensoriel dans l'insula postérieure dorsale (dpIns). Il est proposé que CVS réduit la douleur centrale en activant le cortex vestibulaire pariéto-insulaire. Comme cette zone est anatomiquement adjacente à l'insula postérieure dorsale, elle peut l'activer de manière croisée pour supprimer l'ACC, ou étant donné que ces deux zones corticales partagent des voies dans le tronc cérébral, cela peut être le mécanisme par lequel la douleur est supprimée.

Notre équipe a démontré avec succès le marquage de spin artériel (ASL), parmi d'autres modalités d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, pour capturer les changements fonctionnels dans le traitement cérébral lié à la douleur. Cela utilise le principe selon lequel l'augmentation du flux sanguin cérébral vers une région spécifique du cortex est un marqueur d'un fonctionnement accru de cette région, à l'inverse une diminution du flux sanguin vers une région spécifique est un corrélat de la régulation à la baisse de cette région spécifique. Nous proposons que l'ASL sera en mesure de capturer les changements fonctionnels associés à la stimulation vestibulaire calorique et de mieux délimiter l'étiologie de l'augmentation de la douleur.

Toutes les études fonctionnelles seront menées sur un scanner 3 Tesla équipé d'une bobine de tête à 8 éléments, réception uniquement. Chaque sujet sera allongé en décubitus dorsal sur la table d'IRM, la tête immobilisée par un rembourrage en mousse et une jugulaire. Chaque étude commencera par collecter des images anatomiques haute résolution à l'aide d'une séquence tridimensionnelle GRASS (Gradient Recalled Acquisition in Steady State). Ces images structurelles seront utilisées pour le placement des images fonctionnelles et pour la transformation de l'atlas anatomique dans le traitement de l'image. Les images pondérées en perfusion seront acquises avec une approche de marquage de spin artériel pulsé (non invasive). Une fois que les images fonctionnelles pondérées par perfusion de base ont été atteintes, une séquence d'acquisition d'images fonctionnelles continue commencera. Au cours de cette phase, le sujet aura une série de trois irrigations du conduit auditif refroidi de 30 secondes séparées de 60 secondes. L'eau sera refroidie à 18 degrés Celsius à l'aide d'une combinaison d'eau glacée et d'un thermomètre standard. L'irrigation sera administrée à 2cc par seconde (total de 30cc par oreille sur 30 secondes) via une pompe à perfusion compatible IRM à travers un stéthoscope modifié avec des perforations pour s'assurer qu'il n'y a aucune possibilité d'accumulation de pression dans le canal. Suite à cette série, des images pondérées par perfusion seront collectées pendant 10 minutes supplémentaires. Les sujets seront invités à interrompre l'étude à tout moment qu'ils jugeront opportun. Chaque étude fonctionnelle comprendra 24,5 minutes. 10 minutes d'imagerie de base 5,5 minutes d'imagerie fonctionnelle initiale, 4,5 minutes de stimulation vestibulaire calorique et 5,5 minutes d'imagerie fonctionnelle répétée.

Les images doivent être reconstruites à l'aide d'un logiciel écrit en IDL (Interactive Data Language, Research Systems, Boulder, CO). Le prétraitement fonctionnel des images et les analyses statistiques seront effectués avec le logiciel de cartographie paramétrique statistique (SPM2, Wellcome Department of Imaging Neuroscience, University College London, UK, http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm). Les données finales seront une mesure, en pourcentage de variation, du flux sanguin vers des régions anatomiques spécifiques du cortex.