Le clinicien dans une équipe de recherche en imagerie Lionel THIVARD PHC-Neurologue Pôle Maladies du Système Nerveux, Hôpital Salpêtrière CR-ICM UMR S-975, Paris

Place des cliniciens dans l’équipe « NEMESIS » Plateau technique Eric BARDINET, CENIR, CNRS Antoine DUCORPS, MEG, CNRS Denis SCHWARTZ, MEG, INSERM Romain VALABREGUE, CENIR, INSERM Traitement du signal/méthodologie Mario CHAVEZ, CNRS Olivier COLLIOT, CNRS Jacques MARTINERIE,CNRS Marie CHUPIN, CNRS Neurologues Claude ADAM, AP-HP Sophie DUPONT, AP-HP/UPMC Yves SAMSON AP-HP/UPMC Lionel THIVARD, AP-HP Biomedical Engineering Neuroradiologues Didier DORMONT, AP-HP/UPMC Damien GALANAUD, AP-HP/UPMC Dominique HASBOUN AP-HP/UPMC

Intégration des médecins dans l’équipe de recherche Choix des directeurs d’unité (L Garnero) Collaboration forte et ancienne Neurovasculaire (Y Samson) Epilepsie (1998) Prédiction des crises en EEG Détection des pointes en MEG Mesure automatique du volume de l’hippocampe (SACHA) Plateau technique de neuro-imagerie (CENIR) Centre MEG/EEG IRM 3T Siemens

Formation médicale Concours de l’internat (1993) Inscription à la Faculté de Médecine Pitié-Salpêtrière (1994-1998) DES de Neurologie (1998) Chef de Clinique-Assistant, Service de Soins de Suites et Réadaptation neurologique du Pr Baulac (1999-2001) Orientation prise en charge des patients épileptiques (filière chirurgicale: rôle majeur de l’IRM)

Formation scientifique DEA de Neurosciences (1997) Etude des activations auditives en PET scan au SHFJ, CEA (Y Samson) Thèse de neurosciences de l’Université Paris VI (2001-2006) Apport de l’imagerie du tenseur de diffusion dans l’épilepsie chirurgicale (S Lehéricy) Service de Neuroradiologie de la Salpêtrière Financement: activité clinique à mi-temps

Réorganisation structurelle et fonctionnelle induite par l’épilepsie temporale médiale Etude en IRM fonctionnelle de la réorganisation du langage (Neuroimage 2005a): intérêt clinique pour le remplacement du test de Wada

Réorganisation structurelle et fonctionnelle induite par l’épilepsie temporale médiale Etude en IRM du tenseur de diffusion de la réorganisation structurelle (Neuroimage 2005b): intérêt physiopathologique MD augmentée FA diminuée

Localisation de la zone épileptogène dans les épilepsies partielles pharmacorésistantes Détection de la zone épileptogène en imagerie du tenseur de diffusion (Brain 2006) Intérêt dans le bilan chirurgical pour améliorer l’implantation d’électrodes Augmentation de la diffusivité corrélant avec l’activité intercritique en SEEG

Imagerie de diffusion pour l’étude de la physiopathologie de la sclérose latérale amyotrophique (SLA) Patients vs controls Corrélation avec score moteur FA diminuée FA diminuée Diminution de l’anisotropie dans le faisceau corticospinal Corrélée à la sévérité du score moteur dans le cortex prémoteur ventral, l’insula, le corps calleux (JNNP 2007)

Poste clinique type PH Clinique Contraintes d’activité, Commissions, Codage PMSI Activité d’enseignement Activité de recherche Post-thèse Moins de disponibilité Nouveaux protocoles (Promotion, CPP) Evolution des techniques Thèse Disponibilité Manips en cours Autonome pour analyses

Intérêt pour le clinicien Expertise méthodologique: Le clinicien dans une équipe de recherche en imagerie Chacun y trouve son compte Intérêt pour le clinicien Expertise méthodologique: Acquisition des données (DTI, spectroscopie, IRMf, etc…) Nouvelles techniques d’analyse, nouveaux logiciels Environnement multidisciplinaire, enrichissant Encadrement d’étudiants, travail en équipe Financement des projets, du matériel, support Intérêt pour l’équipe Recherche clinique: sélection des patients Problématique clinique pertinente: besoins diagnostiques ou thérapeutiques Investigateur principal médecin

Connectivité structurelle et fonctionnelle en IRM et EEG/MEG Hors SEEG = méthodes NON-INVASIVES d’étude de la connectivité Guye et al., Cur Op Neurol 2008 Organisation des régions cérébrales entre elles en terme de réseau Mesures de corrélation temporelle du signal IRMf : bonne résolution spatiale MEG: bonne résolution temporelle

Théorie des graphes et « small world networks » Inconvénients des méthodes précédentes: ROI préalables, hypothèses fortes sur l’organisation du réseau Limites; Hypothèses sur les régions (anatomiques, données IRMf, ….); Hypothèses sur les interactions: type de corrélation (partielle vs maximale), liens Avantage de cette méthode théorie des graphes = pas d’ a priori sur le réseau, en terme de régions Donc idéal pour maladies neurologiques « diffuses » telles MA, SEP ou épilepsie soit EGI, soit cryptogénique Rappel étude de Mario sur EGI dans topo juste avant Bullmore et Sporns, Nature Reviews Neuroscience 2009 Nœuds = capteurs MEG ou régions cérébrales (parcellisation) Liens = mesures de cohérence spectrale, connections DTI, épaisseurs corticales Matrice de corrélation entre régions (seuil statistique)

Hagmann et al. Plos Biology 2008 5 volontaires sains, DSI, Q-space, 129 directions, rs-IRMf, 66 ROI

5 volontaires, 66 ROI (Freesurfer), rs-fMRI 2009 5 volontaires, 66 ROI (Freesurfer), rs-fMRI Figure 2. Structural connectivity, functional connectivity, and measurement of lesion effects. (A) Top: Intact ‘‘unlesioned’’ structural connectivity (SC). Bottom: lesioned SC. The lesion shown here is L194 and the lesioned portion of the matrix is indicated in light yellow. (B) Top: Unlesioned functional connectivity (FC) matrix, obtained after averaging BOLD cross-correlations from 5 simulation runs. Bottom: lesioned FC matrix (L194), averaged over 5 runs. (C) z-score matrix after subtraction of normalized cross-correlations. (D) Cumulative distribution of z-scores of functional connections after subtraction of lesioned (L194) from unlesioned FC (blue dots) and after subtraction of two sets of 5 unlesioned runs (black dots). The dashed line marks z = 3.3, and the number of functional connections at this threshold was taken as one measure of lesion impact. doi:10.1371/journal.pcbi.1000408.g002 Connectivité fonctionnelle perturbée (rouge = affaiblie, bleu = renforcée)

Conclusion Le clinicien PH ne peut plus travailler seul en imagerie (MCU-PH?) Manque de temps et de compétences Intégration dans une équipe de recherche est indispensable Apport mutuel enrichissant