Évaluation des mesures échographiques transorbitaires du diamètre du nerf optique dans le contexte du volume cérébral global et régional dans la sclérose en plaques

May 09, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 5578 (2023) Citer cet article

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L'échographie transorbitale (TOS) pourrait être une méthode rapide et pratique pour détecter l'atrophie du nerf optique, fournissant éventuellement un marqueur qui pourrait refléter d'autres marqueurs structurels quantitatifs de la sclérose en plaques (SEP). Ici, nous évaluons l'utilité du TOS en tant qu'outil complémentaire pour évaluer l'atrophie du nerf optique et étudions comment les mesures dérivées du TOS correspondent aux marqueurs cérébraux volumétriques dans la SEP. Nous avons recruté 25 témoins sains (HC) et 45 patients atteints de SEP récurrente-rémittente et effectué un examen échographique en mode B du nerf optique. Les patients ont également subi des IRM pour obtenir des images pondérées en T1, FLAIR et STIR. Les diamètres du nerf optique (OND) ont été comparés entre les patients HC, MS avec et sans antécédent de névrite optique (non-ON) à l'aide d'un modèle ANOVA à effets mixtes. La relation entre l'OND moyen intra-sujet et les mesures volumétriques cérébrales globales et régionales a été étudiée à l'aide du FSL SIENAX, de la morphométrie à base de voxel et du FSL FIRST. L'OND était significativement différent entre HC-MS (HC = 3,2 ± 0,4 mm, MS = 3 ± 0,4 mm ; p < 0,019) et nous avons trouvé une corrélation significative entre l'OND moyen et le cerveau entier normalisé (β = 0,42, p < 0,005), la matière grise (β = 0,33, p < 0,035), la substance blanche (β = 0,38, p < 0,012) et le ventr volume de liquide céphalo-rachidien articulaire (β = − 0,36, p < 0,021) dans le groupe SEP. Les antécédents d'ON n'ont eu aucun impact sur l'association entre l'OND et les données volumétriques. En conclusion, l'OND est un marqueur de substitution prometteur dans la SEP, qui peut être mesuré simplement et de manière fiable à l'aide du TOS, et ses mesures dérivées correspondent aux mesures volumétriques cérébrales. Il devrait être davantage exploré dans des études plus larges et longitudinales.

La sclérose en plaques (SEP) est une maladie inflammatoire chronique auto-immune du système nerveux central (SNC). Elle se caractérise par des épisodes aigus de démyélinisation et une perte axonale chronique pouvant entraîner un déficit neurologique et cognitif irréversible1. La voie visuelle, en particulier le nerf optique, est non seulement fréquemment impliquée dans la maladie, mais est également l'un des premiers sites de développement de l'inflammation2. Les symptômes de l'inflammation du nerf optique (névrite optique (ON)) peuvent inclure des mouvements oculaires douloureux, suivis d'un dysfonctionnement visuel unilatéral2. Le pronostic est souvent favorable même sans traitement3,4. La névrite optique serait la première manifestation de la maladie chez environ un tiers des patients et environ 70 % des patients présentent des symptômes d'ON5,6,7. De plus, une étude prospective à long terme a montré que 74 % des femmes et 34 % des hommes qui avaient été précédemment touchés par l'ON auront reçu un diagnostic de SEP dans les 15 ans8. De plus, il a été démontré que la fonction du nerf optique est altérée même en l'absence de névrite optique chez les patients atteints de SEP9.

Le diagnostic de la sclérose en plaques repose sur ses caractéristiques cliniques et la confirmation de sa dissémination dans le temps (DIT) et dans l'espace (DIS). D'un point de vue radiologique, le DIS peut être mis en évidence par des lésions dans certaines localisations prédéterminées (périventriculaire, (juxta)corticale, infratentorielle, rachidienne). Ces dernières années, il y a eu un débat en cours sur la question de savoir si les lésions du nerf optique contribueraient au critère DIS. Alors que les critères MAGNIMS de 201610 suggéraient d'inclure les lésions du nerf optique dans les critères DIS, la révision de 2017 des critères de McDonald11 n'a pas pris en compte les lésions du nerf optique de dysfonctionnement pour DIS en raison de l'insuffisance des preuves à l'appui. Le consensus MAGNIMS 202112 suggère également de n'utiliser l'IRM dédiée du nerf optique qu'optionnellement dans le bilan diagnostique.

Le choix de la modalité de détection des anomalies structurelles associées au nerf optique fait débat, il existe plusieurs candidats. La tomographie par cohérence optique (OCT) est une méthode basée sur l'interférométrie qui utilise une lumière infrarouge à faible cohérence pour représenter des objets diffusant la lumière en haute résolution en deux dimensions. Il a une reproductibilité élevée intra- et inter-observateur13,14, et il est largement utilisé dans l'examen de la voie visuelle antérieure. L'OCT s'est avéré fiable pour détecter l'atrophie des fibres rétiniennes, qui est bien corrélée avec la perte axonale15, l'atrophie cérébrale16,17,18 ainsi que le degré d'invalidité17,19,20,21 et la déficience visuelle22,23,24 chez les patients atteints de SEP15,20,25,26,27,28,29. De plus, des études antérieures ont montré qu'il existe une corrélation étroite entre l'épaisseur de la couche de fibres nerveuses rétiniennes (RNFL) et le diamètre du nerf optique, ce qui suggère qu'en mesurant l'OND, on peut également évaluer indirectement la perte axonale30,31.

L'échographie transorbitaire (TOS) est une technique de chevet prometteuse et non invasive pour examiner le nerf optique. Les mesures échographiques du diamètre de la gaine du nerf optique (ONSD) sont bien corrélées avec les mesures IRM prises à la même distance de la papille optique (3 et 5 mm)32. De plus, le TOS a une fiabilité intra- et inter-observateur élevée, tout en étant une méthode peu coûteuse qui peut être facilement maîtrisée par tout clinicien33,34. Son utilisation est largement répandue dans l'évaluation de l'hypertension intracrânienne par la mesure du diamètre de la gaine du nerf optique (ONSD), pour laquelle elle s'est avérée utile35,36,37. Le TOS s'est également avéré viable dans le diagnostic de la SEP : en mesurant le diamètre du nerf optique (OND) ou le diamètre de la gaine du nerf optique (ONSD), une atrophie38,39,40 ou une inflammation41 du nerf peut être révélée, ce qui peut être une première manifestation de la maladie.

Des études antérieures ont montré que l'inflammation du système visuel antérieur atteint également le système postérieur via une dégénérescence axonale trans-synaptique rétrograde42,43. Selon cela, en théorie, il est possible d'identifier des biomarqueurs parmi les structures visuelles antérieures, tels que le diamètre du nerf optique (OND), qui peut être facilement mesuré par échographie, qui représentent d'autres marqueurs quantitatifs globaux, tels que l'atrophie cérébrale et les volumes régionaux de matière grise. La preuve de cette théorie signifierait qu'en mesurant le diamètre du nerf optique, on pourrait également évaluer indirectement les paramètres cérébraux globaux. Les études qui étudient cette association entre les paramètres du nerf optique et les marqueurs conventionnels liés à la SEP rapportent des résultats contradictoires et sont peu nombreuses, se concentrant principalement sur la relation entre le diamètre de la gaine du nerf optique, les paramètres de la maladie et la structure cérébrale altérée39. Le diamètre du nerf optique nu, cependant, pourrait être plus représentatif de la perte axonale, il pourrait donc refléter plus précisément les altérations structurelles du cerveau15.

Il n'est pas clair si les modifications structurelles du nerf optique se traduisent par une atrophie cérébrale ou si elles se développent indépendamment les unes des autres en raison de la nature diffuse de la SEP. Étant donné que l'atrophie cérébrale globale et les altérations structurelles du nerf optique apparaissent au début de la maladie2 et se poursuivent tout au long de l'évolution de la maladie, nous émettons l'hypothèse que l'OND est en corrélation avec les volumes cérébraux globaux et régionaux. Dans cette étude transversale, nous examinons d'abord si l'OND diffère entre les patients atteints de SEP et les individus en bonne santé. Ensuite, la relation entre l'OND et les marqueurs IRM structurels globaux et régionaux chez les patients atteints de SEP est également examinée. Enfin, nous évaluons comment la survenue antérieure de névrite optique influence la corrélation entre l'OND et les marqueurs IRM structurels susmentionnés.

Nous avons recruté 45 patients âgés de 18 à 50 ans diagnostiqués avec une sclérose en plaques récurrente-rémittente (SEP-RR) selon les critères de McDonald 2005, 2010 ou 2017 selon le moment de leur diagnostic11,44,45. Tous ont été enrôlés à la Clinique externe de sclérose en plaques du Département de neurologie de l'Université de Szeged. Les patients atteints de SEP-RR n'ont été inclus que s'ils n'avaient pas eu de rechute pendant trois mois avant le moment de l'examen et s'ils avaient reçu un traitement modificateur de la maladie. Parmi les critères d'exclusion des patients figuraient les affections ophtalmologiques actuelles (par exemple, le glaucome), les maladies neurologiques autres que la SEP-RR, ainsi que toute maladie psychiatrique et le diabète ou l'hypertension non traités. Comme groupe témoin, nous avons recruté 25 volontaires sains appariés selon l'âge et le sexe. Les critères d'exclusion pour les témoins étaient toute maladie neurologique, psychiatrique ou ophtalmologique, ainsi que le diabète ou l'hypertension non traités. Les patients atteints de SEP-RR ont subi un examen neurologique pour déterminer leur degré d'invalidité selon l'échelle EDSS (Expanded Disability Status Scale)46. Les données démographiques détaillées des participants sont décrites dans le tableau 1.

Tous les participants ont fourni leur consentement éclairé écrit conformément à la Déclaration d'Helsinki et le Comité régional et institutionnel d'éthique de la recherche biomédicale humaine de l'Université de Szeged, Szeged, Hongrie a approuvé tous les protocoles expérimentaux (000002/2016/OTIG). Toutes les recherches ont été effectuées conformément aux directives et réglementations en vigueur.

La mesure par ultrasons en mode B a été effectuée sur le site de l'examen ambulatoire à l'aide du transducteur linéaire de 12 MHz d'un système d'échographie GE Logiq P9. Le transducteur a été placé horizontalement sur la paupière du patient, avec une lubrification appropriée appliquée. L'indice mécanique a été ramené en dessous de 0,4 et la durée de l'examen a été limitée à un maximum de 3 min par œil pour éviter les dommages thermiques. Un balayage prudent de l'orbite a été effectué dans le plan horizontal pour identifier le nerf optique et la partie qui semblait la plus large lors de l'évaluation visuelle a été utilisée pour la mesure. Les mesures ont été prises à une distance de 3 mm du disque optique en ligne avec l'axe longitudinal comme décrit dans les études précédentes37,38,47. La zone hypoéchogène interne dans la section longitudinale a été identifiée comme le nerf optique et la zone hyperéchogène externe comme la gaine du nerf optique. Nous avons mesuré le diamètre de la zone hypoéchogène interne (Fig. 1). L'écart de temps moyen entre la dernière occurrence documentée de névrite optique et l'échographie transorbitaire était de 40 ± 37,141 mois pour les patients ON.

Exemple de mesure du diamètre du nerf optique par échographie transorbitaire. Les diamètres du nerf optique ont été mesurés à une distance de 3 mm derrière le disque optique dans une vue longitudinale du nerf.

Les patients ont subi des mesures IRM sur un scanner 3T GE MR750W Discovery (GE, Milwaukee, États-Unis) au Département de radiologie de l'Université de Szeged. Pour chaque patient, les images suivantes ont été acquises conformément à nos récentes recommandations48,49. Images 3D axial fast spoiled gradient echo (FSPGR) pondérées en T1 (TR = 450 ms, TE = 4,2 ms, FOV = 256 mm, épaisseur de coupe 1 mm, angle de retournement 12), images 2D spin-echo (SE) pondérées en T1 (TR = 500 ms, TE = 4,2 s, FOV = 240 mm, épaisseur de coupe 1,4 mm, angle de retournement 73), Récupération d'inversion atténuée par le fluide sagittal 3D (FLAIR) (TR = 6,7 ms, TI = 1,8 ms, FOV = 250 ms, épaisseur de coupe 1,4 mm) et images de récupération 3D à double inversion (DIR) (TR = 7000 ms, TE = 90 ms, TI = 546 ms, TI2 = 2900 ms, FOV = 250 mm, épaisseur de coupe 1,4 mm), séquences axiales 2D pondérées en T2 et en densité de protons (PD) double écho de spin rapide (TR = 3000 ms, TE = Min Full, TE2 = 102 ms, FOV = 240 mm, angle de bascule 125, épaisseur de coupe 3,0 mm) et images coronales 2D de récupération par inversion tau courte (STIR) sur le nerf optique et le chiasma (TR = 3000 ms, TE = 42 ms, TI = 185 ms, FOV = 240 mm, angle de bascule 111). Toutes les images IRM ont été évaluées par un seul neuroradiologue (ZTK) pour réduire la variabilité inter-juges50. Nous avons utilisé des séquences pondérées 3D T1 pour les analyses volumétriques, FLAIR sagittal pour détecter les lésions périventriculaires et juxtacorticales perpendiculaires au corps calleux, et la séquence DIR 3D pour détecter les lésions (juxta-)corticales. Les images coronales STIR ont été utilisées pour identifier les lésions du nerf optique, mais toutes les autres séquences ont été mises à disposition en cas de doute. L'écart de temps médian entre les mesures IRM et TOS était de 139 ± 77 jours.

Après la procédure d'imagerie, nous avons classé les paramètres oculaires des patients atteints de SEP en groupes selon la présence de lésions du nerf optique à l'IRM et les antécédents de névrite optique. Les antécédents médicaux, les données fonctionnelles (VEP et/ou acuité visuelle) et structurelles (IRM) ont été extraits rétrospectivement des dossiers médicaux pour déterminer les antécédents de névrite optique. La classification détaillée est présentée dans le tableau 2.

Pour effectuer l'analyse de volumétrie cérébrale, nous avons utilisé la bibliothèque de logiciels FMRIB (FSL v5.0.1051). Les estimations transversales des volumes de tissu cérébral global et partiel, normalisées pour la taille de la tête individuelle, ont été acquises à l'aide du FSL SIENAX52,53. Au cours de cette analyse, des images crâniennes et non cérébrales sont extraites et un enregistrement affine appliqué à l'espace standard MNI152 a lieu pour déterminer le facteur d'échelle volumétrique utilisé dans l'étape de normalisation. Enfin, une segmentation par type de tissu est effectuée pour obtenir des estimations séparées pour la matière grise (GM), la matière grise corticale (ou périphérique) (pGM), la matière blanche (WM) et le volume de LCR ventriculaire (vCSF)54. À partir des images T2 FLAIR, des masques de lésions binaires ont été créés manuellement à l'aide de FSLeyes55, qui ont ensuite été examinés indépendamment par deux neuroradiologues expérimentés (et aveugles). Étant donné que les lésions peuvent influencer la segmentation et, par conséquent, l'estimation du volume, l'outil lesion_filling56 de FSL a été utilisé avant l'analyse. Les données volumétriques des structures sous-corticales ont été estimées à l'aide de FSL FIRST, un outil de segmentation et d'enregistrement basé sur un modèle, qui utilise des modèles de forme déformables basés sur des données d'entraînement précédentes pour obtenir un ajustement de forme optimal pour une gamme de structures sous-corticales53 ; ici, nous nous sommes concentrés sur les thalami compte tenu de leur structure fréquemment altérée et de leur pertinence pour les processus pathologiques liés à la SEP décrits dans des études précédentes57. Les données volumétriques des structures sous-corticales ont également été normalisées pour la taille de la tête individuelle par multiplication avec le facteur d'échelle volumétrique obtenu lors de l'analyse SIENAX. Pour étudier la relation entre les mesures volumétriques corticales et sous-corticales et l'OND moyen, nous avons calculé la corrélation partielle de Pearson, en corrigeant l'âge et le sexe, qui auraient une influence sur les volumes de structure corticale et sous-corticale58,59. De plus, nous avons utilisé des tests T d'échantillons indépendants de Student pour évaluer les différences de mesures volumétriques entre les patients atteints de SEP ON et non ON.

Les associations entre l'OND moyenne et la densité de matière grise corticale régionale ont été étudiées avec un protocole optimisé de morphométrie à base de voxels (VBM)60, en utilisant la mise en œuvre FSL61. Les images pondérées en T1 ont été extraites du cerveau et segmentées en matière grise, puis normalisées dans l'espace MNI152 à l'aide d'un enregistrement non linéaire avec FNIRT pour créer un modèle spécifique à l'étude. Les images individuelles ont ensuite été enregistrées sur ce modèle et lissées à l'aide d'un noyau gaussien isotrope avec un sigma de 3 mm. Le lesion_filling de FSL a été appliqué avant l'analyse. Dans l'analyse statistique, nous avons également appliqué un masque GM standard à la sortie de VBM pour minimiser l'inclusion de toute différence d'intensité possible de la matière blanche. L'inférence statistique a été réalisée à l'aide d'une approche basée sur un modèle linéaire général (GLM) mise en œuvre dans la randomisation de FSL, avec une amélioration des clusters sans seuil pour tenir compte de l'interdépendance spatiale et corriger les comparaisons multiples en contrôlant l'erreur familiale62. Nous avons évalué les conceptions suivantes dans le cadre GLM : corrélation entre les mesures OND moyennes et voxelwise dans l'ensemble du groupe MS ; différence de la pente de régression entre les mesures OND moyennes et voxelwise chez les patients ON et non ON (interaction covariable continue). Nous avons inclus l'âge, le sexe et le temps entre les examens IRM et les mesures TOS comme régresseurs de nuisance. Pour les analyses VBM, nous avons également testé des conceptions qui incluaient en outre le facteur d'échelle volumétrique conformément aux études précédentes42,43.

L'analyse statistique a été effectuée à l'aide de RStudio version 1.263. Les packages car64 et lme465 ont été utilisés pour l'évaluation statistique et la construction de modèles. ggplot266 a été utilisé pour la visualisation. Pour évaluer la corrélation entre le diamètre du nerf optique et les paramètres cliniques et volumétriques, un modèle linéaire à effets mixtes a été utilisé. Dans le modèle, le sujet était l'effet aléatoire et les groupes (HC-MS, ON–non-ON), l'âge, le sexe, le volume normalisé du cerveau et des lésions et le nombre de lésions étaient traités comme des effets fixes distincts. L'ANOVA a été calculée à partir du modèle pour évaluer la variabilité entre les groupes. Les yeux des patients ont été inspectés indépendamment car une moyenne des deux yeux pourrait être trompeuse et la différence au sein d'un même patient - concernant la latéralité et l'implication dans la névrite optique - est négligeable selon des études antérieures39,67. Cependant, puisque nous avons utilisé l'OND moyen comme variable indépendante dans l'analyse IRM, nous avons également testé si l'OND moyen différait entre le groupe HC et le groupe MS regroupé, et les patients avec et sans antécédents d'ON en utilisant des tests T d'échantillons indépendants. Le seuil de signification a été fixé à α = 0,05. Nous avons également évalué si la durée de la maladie, l'EDSS et le volume total de la lésion étaient en corrélation avec l'OND moyen. Aucune correction statistique pour les comparaisons multiples n'a été effectuée.

Les patients avec (n = 23) et sans antécédent de névrite optique (n = 22) ne différaient pas en termes de durée de la maladie, de charge lésionnelle (test t de Student ; p < 0,26 et p < 0,23) ou d'EDSS (test U de Mann–Whitney ; p < 0,8). Les participants en bonne santé (n = 25) ne différaient pas du groupe SEP (n = 45) en termes d'âge (test t de Student ; p < 0,3) et de sexe (test exact de Fisher ; p < 0,2). Il n'y avait pas non plus de différence d'âge (test t de Student ; p < 0,825) et de répartition par sexe (test exact de Fisher ; p < 0,212) entre les groupes ON (n = 23) et NON (n = 22). Bien qu'elle n'ait pas été testée formellement au moment du TOS, l'acuité visuelle des patients a été recueillie rétrospectivement à partir de leurs dossiers cliniques et tous les patients avaient une acuité visuelle de 1 ou corrigée à 1.

Le diamètre du nerf optique (OND) chez les patients atteints de SEP était significativement plus petit que celui des témoins sains (HC = 3,174 ± 0,376 mm, n = 50 ; MS = 2,974 ± 0,407 mm, n = 90 ; p < 0,0178) (Fig. 2a). Il n'y avait pas de différence significative d'OND entre les groupes ON et NON (ON = 3,113 ± 0,422 mm, n = 31 ; NON = 2,901 ± 0,384 mm, n = 59 ; p < 0,089) (Fig. 2b). Nous n'avons trouvé aucune différence significative entre les diamètres des nerfs optiques qui avaient des lésions détectables par IRM (2,99 ± 0,482 mm, n = 31) et ceux qui n'en avaient pas (2,959 ± 0,372 mm, n = 59) (Fig. 2c). L'OND moyenne était également plus petite dans le groupe MS regroupé (n = 45) par rapport à l'HC (n = 25 ; p < 0,022) mais ne différait pas entre les patients avec (n = 23) et sans antécédent d'ON (n = 22).

Différence d'OND entre les groupes. (a) Différence de diamètre entre les groupes HC et MS. Le diamètre du nerf optique chez les patients atteints de SEP était significativement plus petit que celui des témoins sains (HC = 3,174 ± 0,376 mm, n = 50 ; MS = 2,968 ± 0,406 mm, n = 90 ; p < 0,0178). (b) Différence de diamètre entre les groupes HC, ON et NON. Les diamètres des groupes ON-NON ne différaient pas significativement (ON = 3,113 ± 0,422 mm, n = 31 ; NON = 2,901 ± 0,384 mm, n = 59 ; p < 0,089). ( c ) Différence de diamètre entre les nerfs optiques qui avaient des lésions détectables par IRM en leur sein (lésion positive, n = 31) et ceux qui n'en avaient pas (lésion négative, n = 59). Nous n'avons trouvé aucune différence significative entre les deux groupes.

Ni la durée de la maladie (groupe ON : R = 0,06, p < 0,75, n = 31 ; groupe non ON : R = 0,065, p < 0,062, n = 59), ni les scores EDSS (groupe ON : R = 0,15, p < 0,42, n = 31 ; groupe non ON : R = 0,015, p < 0,91, n = 59) n'ont montré de corrélation significative avec le diamètre du nerf optique dans l'un ou l'autre groupe en considérant les yeux individuellement, ou lorsque l'OND moyen a été utilisé (groupe ON : n = 23 ; groupe NON : n = 22).

Notre analyse a montré que l'OND individuel dans le groupe SEP (n = 90) était significativement corrélé avec le volume cérébral total normalisé (β = 0,279 ; p < 0,007), et au sein des patients, le groupe NON (n = 59) présentait une corrélation significative (β = 0,359 ; p < 0,009), après correction pour l'âge, le sexe, la taille de la tête (c'est-à-dire le facteur d'échelle), la durée de la maladie, l'EDSS et le volume de la lésion. Nous avons également trouvé une corrélation significative entre l'OND moyen et le volume cérébral total normalisé (β = 0,421, p < 0,005), le volume GM (β = 0,326, p < 0,035), le volume WM (β = 0,379, p < 0,012) et le volume vCSF (β = -0,357, p < 0,021) dans le groupe MS regroupé (n = 45), corrigé pour l'âge, le sexe et le temps entre les mesures TOS et IRM. La corrélation est restée significative pour le volume du cerveau entier et de la matière grise lorsque l'OND moyen a été normalisé pour la taille de la tête avec le facteur d'échelle volumétrique (volume cérébral total : β = 0,32, p < 0,039 ; volume GM : β = 0,322, p < 0,038). Nous avons constaté que le volume de la lésion n'était pas significativement corrélé au diamètre du nerf optique. En revanche, le nombre de lésions dans le groupe NON (n = 59) était bien corrélé avec OND (β = –0,412 ; p < 0,002). Aucune corrélation significative n'a été révélée entre les volumes de structure sous-corticale OND.

Nous n'avons trouvé aucune corrélation entre l'OND moyen et la densité de matière grise régionale dans l'analyse VBM (R = 0,14, p < 0,36).

Nous n'avons trouvé aucune interaction entre les différences moyennes entre les groupes OND et ON-NON (n = 23 et n = 22 respectivement) dans l'analyse VBM, ce qui signifie qu'il n'y avait aucune différence en ce qui concerne les pentes de régression régionales de changement de matière grise-OND entre les patients ON et NON MS. En ce qui concerne les volumes cérébraux globaux, l'association entre l'OND moyen et les paramètres dérivés de SIENAX a conservé une signification statistique lorsque nous avons également corrigé les antécédents d'ON ; en fait, la corrélation est devenue plus forte (NBV : β = 0,47, p < 0,002 ; GM : β = 0,392, p < 0,011 ; WM : β = 0,449, p < 0,003 ; vCSF : β = − 0,36, p < 0,021).

Dans notre étude, nous avons montré que le diamètre du nerf optique (OND) était plus faible chez les patients atteints de SEP-RR par rapport à la population saine, et que le diamètre du nerf optique était bien corrélé aux mesures d'atrophie cérébrale. Aucune corrélation n'a été trouvée entre l'OND et les volumes régionaux de matière grise.

Au fil des ans, de nombreux biomarqueurs ont été évalués pour déterminer ceux qui pourraient aider au processus de diagnostic de la SEP ou prédire de manière fiable divers aspects de celle-ci, tels que la réponse au traitement, la progression et le pronostic. La perte axonale est l'un des facteurs les plus importants qui contribuent à l'invalidité irréversible dans la SEP, donc s'il était possible de l'évaluer, elle pourrait devenir un nouveau biomarqueur utile de la SEP19. Des études fournissent des preuves de la dégénérescence axonale trans-synaptique dans la voie visuelle des patients atteints de SEP42,43, suggérant qu'en théorie, la perte axonale et d'autres paramètres cérébraux globaux pourraient être indirectement estimés en examinant le système visuel antérieur. Cependant, la méthode d'examen optimale des structures optiques est un sujet de débat.

Alors que l'OCT est une méthode plus précise qui permet de bien différencier les différentes couches de la rétine, l'échographie transorbitale (TOS) n'est capable que d'estimer grossièrement l'intégrité de ces couches, car elle ne peut les examiner que dans leur ensemble. Malgré cela, l'échographie présente toujours des avantages, notamment sa faible exigence de compétences, sa grande accessibilité et sa grande fiabilité intra- et interobservateur31,35,38,39,67. De plus, c'est aussi une méthode viable pour évaluer l'état du nerf optique dans l'inflammation aiguë ainsi que dans l'atrophie chronique40,41,68,69,70,71.

Dans notre étude, nous avons utilisé l'échographie en mode B pour étudier la variation du diamètre du nerf optique dans les groupes MS et HC et avons trouvé des diamètres significativement plus petits dans le groupe MS, ce qui soutient la viabilité de l'OND en tant que marqueur complémentaire de la progression de la maladie dans la SEP. Cela confirme les résultats d'études récentes31,39,40, dans lesquelles les auteurs ont également constaté que le diamètre était plus petit dans la SEP en utilisant des mesures TOS. Nous avons pris nos mesures en coupe longitudinale et non en coupe, car selon une précédente étude38, la mesure en coupe est non seulement peu fiable, mais aussi difficile à réaliser correctement. D'autres études ont montré qu'il n'y a pas de différence significative entre les valeurs mesurées à 3 mm et à 5 mm dans la SEP. Dans notre cas, les mesures ont été prises à 3 mm derrière la papille. Sur la base de notre examen IRM, le groupe avec des lésions présentes dans le nerf optique (groupe avec lésion) n'a pas différé de manière significative du groupe sans lésion (groupe sans lésion). Cela pourrait être attribué à la sous-estimation des lésions du nerf optique, qui est en partie due à la résolution spatiale relativement faible de la séquence utilisée dans l'imagerie du nerf.

Nous avons constaté que le diamètre moyen du nerf optique (OND) est en corrélation avec les données volumétriques du cerveau dans notre échantillon. À notre connaissance, cela n'a pas été étudié auparavant; plusieurs études ont examiné les associations entre le diamètre de la gaine du nerf optique (ONSD) et les volumes cérébraux totaux/partiels, qui sont des mesures importantes dans le suivi de la SEP selon l'évaluation clinique de « aucune preuve d'activité de la maladie » (NEDA-4)72. Cependant, nous n'avons pas trouvé de corrélation entre l'ONSD et les données volumétriques. Cela pourrait indiquer que l'OND nu reflète plus précisément la perte de volume cérébral. Cela suggère également que la mesure échographique du diamètre du nerf optique pourrait augmenter les techniques de surveillance actuelles basées sur l'IRM. Nous n'avons pas pu reproduire les descriptions précédentes de la dégénérescence trans-synaptique bidirectionnelle dans la voie visuelle42,43 ; cela suggère que l'association entre le volume cérébral global et partiel et l'OND pourrait être attribuée à la nature diffuse de la maladie plutôt qu'à des altérations spécifiques au système visuel. Une autre explication possible est que les patients de notre étude étaient aux premiers stades de la maladie et que la dégénérescence trans-synaptique ne pouvait pas atteindre des niveaux détectables. L'une de ces études a également rapporté que l'épaisseur du cortex visuel n'était corrélée qu'avec les altérations du système visuel antérieur chez les patients ayant des antécédents de névrite optique43. Nous avons directement étudié l'effet de l'ON précédent sur l'association diamètre du nerf optique-volume cérébral. Il n'y avait aucune différence dans les pentes de régression dans les analyses régionales et la corrélation entre l'OND et les volumes cérébraux globaux est restée significative lorsque nous avons corrigé les antécédents de névrite optique (ON). Ces résultats indiquent que les antécédents d'ON ont peu ou pas d'influence sur l'association entre l'OND moyen et les mesures volumétriques cérébrales.

L'absence de corrélation entre l'OND et d'autres paramètres de la maladie (durée de la maladie, EDSS) était un résultat inattendu, puisque des études antérieures15,31,38,39 ont montré une corrélation inverse entre ces valeurs, ce qui est prévisible puisque l'atrophie est continue au cours de la maladie. Les résultats sont toutefois contradictoires : une étude n'a rapporté aucune association entre l'OND et la durée de la maladie, mais a montré que l'OND et l'EDSS sont corrélés47.

Avec notre approche TOS standardisée, nous n'avons examiné que la partie la plus antérieure des nerfs optiques. Cependant, les lésions de SEP sont plus fréquentes dans la partie antérieure du nerf optique que dans la partie postérieure73, ce qui pourrait influencer nos mesures de diamètre du nerf optique.

Notre étude n'est pas sans limites. Les patients inclus dans notre étude étant en bon état clinique, nos analyses se sont concentrées sur le bas de l'échelle EDSS. L'inclusion proportionnelle d'autres parties de l'échelle pourrait permettre de trouver une corrélation entre les données cliniques et le diamètre du nerf optique. Les mesures échographiques ont été prises au moment des visites ambulatoires, lorsque tous les patients inclus étaient asymptomatiques depuis au moins 3 mois. Dans le cas de patients ayant des antécédents positifs d'ON, cela indique qu'au moins 3 mois se sont écoulés entre la présentation initiale de la névrite optique et la mesure échographique. De plus, l'atrophie focale du nerf optique n'a pas été étudiée sur les IRM, ce qui pourrait également influencer nos résultats. Une autre limite est que bien que nous ayons recueilli des données rétrospectives concernant l'acuité visuelle, celle-ci n'a pas été mesurée lors de la visite ambulatoire, avant la mesure échographique. Cela pourrait être amélioré dans une étude future, dans laquelle une évaluation fonctionnelle du système visuel est effectuée (comme l'acuité visuelle et les potentiels évoqués visuels) parallèlement à l'évaluation structurelle. De plus, l'intervalle de temps entre les symptômes de la névrite optique et les mesures échographiques était relativement long et présentait une grande variabilité, ce qui pouvait encore gêner l'interprétation de nos résultats. Comme mentionné précédemment, l'amélioration de la résolution des séquences d'imagerie utilisées pour visualiser les lésions du nerf optique pourrait produire un nombre de lésions plus précis dans le nerf et donc une corrélation plus authentique avec d'autres mesures. D'autres limites incluent le nombre relativement faible de participants et la conception transversale de notre étude. Celles-ci peuvent être améliorées à l'avenir par des études plus larges et longitudinales.

En conclusion, nos résultats confirment les résultats d'études antérieures selon lesquelles l'échographie transorbitaire est une méthode d'examen paraclinique valide capable de détecter l'atrophie du nerf optique dans les premiers stades de la SEP. Nous rapportons également une association entre le diamètre moyen du nerf optique et les données volumétriques cérébrales, qui, combinées aux résultats d'études précédentes, suggèrent qu'en mesurant l'OND, on peut estimer indirectement la perte axonale et l'atrophie cérébrale, faisant ainsi de l'OND un biomarqueur possible de l'activité de la maladie, et TOS une méthode d'examen au chevet viable et accessible supplémentaire.

Les ensembles de données analysés et le code utilisé au cours de l'étude actuelle ne sont pas accessibles au public car ils contiennent des informations personnelles sur les participants à l'étude ; mais ils sont disponibles auprès de l'auteur correspondant sur demande raisonnable.

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Département de radiologie, Centre clinique Albert Szent-Györgyi, Université de Szeged, Szeged, Hongrie

István Antal Szabolcs, Dániel Veréb, András Király, Eszter Tóth, Krisztián Kocsis & Tamás Kincses Zsigmond

Département de psychiatrie, Centre clinique Albert Szent-Györgyi, Université de Szeged, Szeged, Hongrie

Balint Kinces

Institut de radiologie diagnostique et interventionnelle et de neuroradiologie, Hôpital universitaire d'Essen, Essen, Allemagne

Balint Kinces

Département de neurologie, Centre clinique Albert Szent-Györgyi, Université de Szeged, Szeged, Hongrie

Bence Bozsik, Péter Faragó, Nikoletta Szabó, Krisztina Bencsik, Péter Klivényi & Zsigmond Tamás Kincses

Département de neurobiologie, sciences des soins et société, Karolinska Institutet, Stockholm, Suède

Daniel Moineau

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Tous les auteurs ont contribué au concept et à la conception de l'étude. SIA : préparation du matériel, collecte et analyse des données, visualisation, préparation du projet original. BK : collecte et analyse des données, version préliminaire originale de la révision. DV : conceptualisation, collecte et analyse de données, méthodologie, révision et édition du projet original. AK : conceptualisation, supervision, collecte de données, administration de projet. ET : conceptualisation, enquête, révision du projet original. BB : enquête, conceptualisation, révision du projet original. PF : conceptualisation, acquisition de financement, révision du projet initial. NS : conceptualisation, révision du projet initial, supervision. KK : conceptualisation, collecte et analyse de données, supervision, administration de projet. KB : conceptualisation, encadrement, ressources. PK : conceptualisation, supervision, ressources. ZTK : supervision, conceptualisation, acquisition de financement, ressources, révision et édition du projet original.

Correspondance avec Zsigmond Tamás Kincses.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Antal, SI, Kincses, B., Veréb, D. et al. Évaluation des mesures échographiques transorbitaires du diamètre du nerf optique dans le contexte du volume cérébral global et régional dans la sclérose en plaques. Sci Rep 13, 5578 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-31706-5

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Reçu : 05 août 2022

Accepté : 16 mars 2023

Publié: 05 avril 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-023-31706-5

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