TC & explorationsélectrophysiologiques

Jacques LuautéCHU de Lyon

Enseignement National DES – DIU de Médecine Physique et de RéadaptationModule : Rééducation des affections du système nerveux central

Coordonnateurs : I. Richard & G. RodeDu lundi 30 mai au mercredi 1er juin 2011

PLAN

• L’EEG : intérêt et limites• Les potentiels évoqués :

– Définition– Étude de l’état fonctionnel des voies

sensorielles– A la recherche d’une « signature » cérébrale

de la conscience– Intérêt pronostic

EEG

• Permet de reconnaître l’éveil cortical• ! Examen sensible aux drogues• Peut apporter des éléments pour orienter le

diagnostic étiologique• Permet de détecter l’épilepsie infra-clinique ++• Permet le diagnostic de mort cérébrale: « 2

EEG nuls et aréactifs à un intervalle minimal de4h »– Prélèvements pour dons d’organes

Les Potentiels évoqués

DEFINITION

• L’enregistrement d’un potentiel évoqué est dû àune variation de potentiel d’une population deneurones qui déchargent en même temps après unestimulation sensorielle.

• A un point donné, la réponse survient avec unelatence fixe, ainsi on peut la différencier du bruitde fond (l’EEG) par répétition des stimulations etsommation des réponses.

TECHNIQUE

• Stimulation sensorielle– Somesthésique (stimulation électrique du nerf médian)– Auditive (Click, …)– Visuelle (Flashs, …)

• Montage– Électrodes situées en regard de la zone étudiée

• Exemple : En regard du cortex pariétal controlatéral pour enregistrerla réponse corticale primaire après stimulation somesthésique

• Nomenclature– Système Polarité / Latence– Exemple : N20 (onde négative survenant 20 ms après la

stimulation)

Intérêt des PE chez les patients nonconscients

• Étude de l’état fonctionnel des voies sensorielles– Permet de déterminer le niveau d’atteinte en l’absence

de réponse motrice (valeur localisatrice) et encomplément des examens d’imagerie

– PES et PEA sont les plus souvent réalisés• PES

– réponse médullaire N14– réponse corticale primaire N20

• PEA– réponses du tronc cérébral : pics I à V– réponses corticale primaire : composantes Na Pa– réponses du cortex associatif : N100, MMN et P300

– PEV et PEM peuvent également être réalisés

Mismatch negativity

– Potentiel généré par tout changement (déviant)après une série de stimuli standards

– Potentiel négatif survenant entre 100 et 200 msaprès la stimulation

– correspond à la détection non consciente de ladifférence (orientation automatique de l’attention).Mémoire sensorielle pré-attentionnelle

– Peut-être enregistrée chez les patients nonconscients

La composante P300

• Composante attentionnelle• Activité complexe du cerveau avec multiples

générateurs corticaux• P3a orientation automatique de l’attention• P3b activité post-décisionnelle• Patient éveillé

À la recherche d’une « signature » cérébrale de laconscience ou de fonctions cognitives préservées

Après un coma traumatique ou non, l’une desdifficultés est de repérer les premiers signes d’éveilet de distinguer l’état végétatif de l’état pauci-relationnel

L’éveil après le coma : un continuumE

VE

IL

CO

NS

CIE

NC

EComa E.V.

AR

OU

SA

L

Étatpauci-relationnel

AW

AR

EN

ES

S

D’après Laureys et Giacino

Normal

3 critères cliniques en faveur de la présence d’unéveil végétatif

Ouverture intermittente des yeux avec cycles veille /sommeilMaintien des fonctions vitales permettant la survie grâce

aux soinsMaintien variable des réflexes du tronc cérébral et de la

moelle

Task force sur les états végétatifs ; NEJM 1994

L’état végétatif

2 Critères en faveur de l’absence d’éveil« conscience »

Absence de réponse appropriée, reproductible,intentionnelle à des stimuli visuels, auditifs, tactiles

Absence de compréhension et d’expression du langage

Task force sur les états végétatifs ; NEJM 1994

L’état végétatif

État végétatif persistant si > 1 mois

État végétatif permanentDurée > 3 mois si coma non traumatiqueDurée > 1 an si coma traumatique

L’état végétatif

Task force sur les états végétatifs ; NEJM 1994

Pour un patient en état végétatif

il faut impérativement

préciser l’étiologie et le délai

en plus de la description clinique

L’éveil après le coma : un continuumE

VE

IL

CO

NS

CIE

NC

EComa E.V.

D’après Laureys et Giacino

E.P.R.Normal

État pauci-relationnel

Patients sévèrement déficitaires dont les réponses sontinconstantes, mais reproductibles témoignant del’existence d’une conscience de soi ou del’environnement

Giacino, Neurology 2002

Critères diagnostiques

Mouvements finalisés (manipulation d’objet)Verbalisation intelligibleFixation et suivi du regard adaptésManifestations affectives appropriées

État pauci-relationnel

Giacino ; Neurology 2002

Il faut impérativement

répéter l’évaluation

et voir le patient en présence

de ses proches

Risque d’erreur important40 % selon les études rétrospectives (Andrews,

BMJ 96)

Intérêt des échelles cliniques – étude de la« rapportabilité »La Wessex Head Injury Matrix (WHIM)La coma recovery scale révisée

État végétatif vs état pauci-relationnel

À la recherche d’une « signature » cérébrale de laconscience ou de fonctions cognitives préservées

Intérêt des explorations fonctionnelles du système nerveux

La mise en évidence d’activations corticales associées à des tâchescomplexes donne des arguments supplémentaires en faveur defonctions cognitives préservées chez ces patients

Imagerie fonctionnelle : IRMf et TEP

Neurophysiologie avec les PE cognitifs

Imagerie fonctionnelle vs neurophysiologie

Imagerie fonctionnelle

Bonne résolution spatiale

Difficile à réaliser enpratique clinique

Mauvaise discriminationtemporelle

électrophysiologie

Bonne résolutiontemporelle

Possible au lit du maladeCoût relativement faible

Moins bonne résolutionspatiale

Imagerie mentale chez 1 patient végétatif

Protocole d’IRMf2 tâches d’imagerie mentale

• Jouer au tennis• Se déplacer dans les pièces de sa maison

12 sujets sains

1 patiente âgée de 23 ans en état végétatif après un TCAu stade aigue:

• GCS = 4• Lésion axonale diffuse• Contusion bi-frontale et temporale droite• Crâniectomie bifrontale et décompressive + DVP

Lors de l’évaluation en IRMf réalisée à 6 mois du TC• État clinique stable (score de Wessex max = 13 /62)

A. M. Owen et al., Science 313, 1402 (2006)

Published by AAAS

Fig. 1. We observed supplementary motor area (SMA) activity during tennis imagery in the patient and agroup of 12 healthy volunteers (controls)

A. M. Owen et al., Science 313, 1402 (2006)

Végétatif ou pas végétatif ?

Végétatifs ou pas végétatifs ?

La mise en évidence d’activations

corticales associées à des tâches

complexes donne des arguments

supplémentaires en faveur de fonctions

cognitives préservées chez ces patients

‘Rapportabilité’

‘Signature’ EVP

Pauci-R

+

+

‘Rapportabilité’

-

-

‘Signature’

Pauci-R

Pauci-R

Utilisation de ce protocole pour établir uncode de communication OUI / NON54 patients avec altération de la conscience5 patients répondeurs2 des 5 patients cliniquement en EV1 patient a pu répondre à des questions en utilisant

cette tâche de façon appropriée

Monti et al. New England Journal of Medicine 2010

Vers des protocoles actifs

Copyright ©2010 BMJ Publishing Group Ltd.

Monti, M. M. et al. BMJ 2010;341:c3765

Le paradigme d’extraction de règles locales etglobales

Démarches parallèle avecl’électrophysiologie

Bekinschtein et al. PNAS 2009

Local effect (MMN)Lobes temporaux

Glocal effect (P300) : perception de laviolation de la règle

Pariétal inférieur et frontal

Vers des protocoles actifs

Bekinschtein et al. PNAS 2009

EPRConservent le local effect et pour certains le

global effect

VSPeu de local effectPas de global effect

Vers des protocoles actifs

Bekinschtein et al. PNAS 2009

Le pronostic du coma

Répondre aux interrogations des familles

Problème médical et éthique

Peut on modifier les soins en fonction de donnéespronostiques ?

‘les actes médicaux ne doivent pas être poursuivis parune obstination déraisonnable’Loi Leonetti du 22 avril 2005

Où se situe la frontière de l’obstination déraisonnablechez les patients comateux ?

Certaines sociétés considèrent que l’évolution certaine versun décès ou un état végétatif permanent pourrait conduire àune décision concertée de limitation ou d’arrêt dethérapeutiques actives lors de la survenue d’unecomplication.(American Medical Association, 1986)

L’état végétatif permanentNon TC > 3 moisTC > 12 moisTask Force –1994

Pronostic de l’état végétatif chronique

L’electrophysiologie : meilleur marqueurpronostique :

L’abolition bilatérale des réponses corticalesprimaires des PES, recueillis au cours de lapremière semaine, après un coma d’origineanoxique, est associée à une évolution défavorable(E.V. ou DC) dans 100 % des cas (risque d’erreurinférieur à 2%)

Zandbergen et al. Lancet 1998

Pour le coma post TC : plusieursdifficultés

Les états végétatifs• les états végétatifs post-traumatiques sont rares• le risque d’erreur diagnostique est important• des observations d’éveil tardif ont été rapportées

Qu’en est-il de l’état pauci-relationnel ?

Avons nous les moyens de prévoir avec certitude cesévolutions ?

État végétatif État pauci-relationnel

Une sortie de l’EPR à distance du coma

n’est pas rare mais il persiste

toujours des séquelles sévères.

Certains sujets jeunes peuvent évoluer

longtemps après un coma traumatique

et peuvent récupérer une certaine autonomie

EVP et EPR : 2 catégories distinctes

dans les études PC

Luauté et al. Neurology 2010

Après un coma traumatique…

Abolition bilatérale des réponses corticales primairesdes PES

VPP et Spé pour une évolution défavorable = 98,5 %• Evolution défavorable : déficit sévère, état végétatif ou DC

Carter et al. Crit Care Med 2001

La probabilité d’éveil = 5%Robinson et al. Crit Care Med 2003

Le risque de faux positif est lié à la possibilité d’une lésionfocale sur la voie somato-sensorielle.

Intérêt d’une approche « globale »

• Age du patient et étiologie du coma ++

• Évaluations cliniques répétées dans une ambiancepropice à l’éveil

• IRM avec analyse fine par un radiologue expérimenté• Attention aux lésions du tegmentum

• Bilans électrophysiologiques répétés avec PES et PEAjusqu’aux composantes tardives et si possible cognitives

Valeur PC des PE au stade initial du coma

Les PEA précoces explorent le tronc cérébral• Abolition => mauvais PC• Présence => pas de valeur PC

Greenberg et al. 1981; Cant et al. 1986; Fischer et al. 1999

Les PES et PEAlm qui explorent les voies somesthésiqueset auditives jusqu’aux cortex primaire

• Absence bilat. => 98,5% de mauvaise évolutionCarter et al. 2001; Robinson et al. 2003; Logi et al. 2003

• PEAlm anormaux => RR = 5,8 pour une détérioration chez lespatients végétatifs ou EPR après un anLuauté et al. 2010

• Présence bilat. N20 et/ou NaPa => 70% de bonne évolutionLogi et al. 2003

Valeur PC des PE au stade initial du coma

Les PEA tardifs (N100) et cognitifs (MMN) qui explorent lescortex associatifs

• MMN vpp éveil 90 à 100%• MMN exclut une évolution vers EVP• N100 => augmentation du RR d’une amélioration secondaire chez les

patients EPR après un an• Pupilles R + N100 => vpp GOS 4-5 : 85%• Absence N100/MMN => peu d’intérêt

Conclusion• EEG : épilepsie ++

• Potentiels évoqués :– Tronc cérébral : PEAp– Cortex primaires : PES (N20) et PEA (NaPa)– Cortex associatifs

• MMN : mémoire sensorielle pré-attentionnelle• P300 : composante attentionnelle

• A la recherche d’une signature de la conscience : intérêt des explorations fonctionnellespour distinguer l’état végétatif et l’état pauci-relationnel.

• Le pronostic– PEAp anormaux : mauvais pronostic– Abolition bilatérale des N20 après un coma d’origine anoxique, => E.V. ou DC– Composantes cognitives présentes : bon pronostic d’éveil– TC

• Pronostic fonctionnel multifactoriel• Risque d’erreur important à l’échelle individuelle