Auteur

Harold L. Rekate, MD

Division de chirurgie neurologique, Barrow Neurological Institute, St. Joseph’s Hospital and Medical Center, Phoenix, Arizona

Résumé

Décrite à l’origine au milieu des années 60, l’hydrocéphalie à pression normale (NPH) est une affection que l’on trouve principalement chez les patients âgés. L’élargissement des ventricules cérébraux entraîne une détérioration insidieuse de la démarche, du contrôle de la vessie et de la fonction cognitive sans signes manifestes d’augmentation de la pression intracrânienne. La cause de la maladie a fait l’objet de nombreuses spéculations et un consensus reste insaisissable. Cet article évalue les informations cliniques pertinentes et la science fondamentale pour développer une théorie unificatrice de la cause de NPH. Les résultats suggèrent qu’une augmentation de longue date et une compensation prolongée concomitante de la résistance à l’écoulement du liquide céphalo-rachidien de son point de production à ses points d’absorption peuvent être le mécanisme sous-jacent de la NPH. Le processus normal de vieillissement peut conduire à un ramollissement du cerveau ou à une diminution de la turgescence cérébrale, et cette condition chronique compensée entraîne probablement une décompensation et une détérioration symptomatique.

Mots clés: liquide céphalo-rachidien, démence, pression intracrânienne , modélisation mathématique, hydrocéphalie à pression normale, physiopathologie, pseudotumeur cérébrale

En 1965, Hakim et Adams ont initialement décrit l’hydrocéphalie à pression normale (NPH) comme une cause de démence pouvant être traitée chirurgicalement. Les patients âgés atteints de démence et de ventricules hypertrophiés sur pneumoencéphalogrammes ont été soumis à la mise en place de shunts ventriculo-auriculaires. Les performances cognitives de certains de ces patients se sont considérablement améliorées, mais la taille de leurs ventricules cérébraux n’a changé que dans quelques-uns. Dans ces premières études, aucun des patients n’a montré de signe d’augmentation de la pression intracrânienne (ICP), et le nom NPH a été inventé pour décrire cette condition. Depuis lors, un grand volume de littérature a tenté d’expliquer cette condition énigmatique et d’améliorer la capacité de sélectionner les patients à traiter. En appliquant les informations pertinentes obtenues à partir de la modélisation mathématique, de la recherche en sciences fondamentales et de la neurophysiologie, de la neuropathologie et de la neuroradiologie, cette revue propose une théorie unificatrice sur la ou les causes sous-jacentes de NPH.

Modélisation mathématique

En collaboration avec la faculté d’ingénierie de la Case Western Reserve University, Cleveland, Ohio, j’ai développé un modèle mathématique de la dynamique du liquide céphalo-rachidien (LCR) pour expliquer une variété de conditions énigmatiques liées au volume des ventricules cérébraux en fonction de la résistance à la sortie de CSF. Ce modèle utilisait des équations mathématiques dérivées des principes d’ingénierie de l’hydraulique et incorporait des méthodologies issues de l’ingénierie des systèmes et de la conception. A partir de ces équations, une simulation informatique a été développée pour décrire les changements dans les volumes des ventricules cérébraux en fonction de la pression et du débit du LCR. Ce travail a été soutenu par une subvention des National Institutes of Neurological Diseases and Stroke (R01-NS22901).
Décrire la réponse des ventricules cérébraux à une augmentation de la résistance à l’écoulement du LCR sans augmentation significative de l’ICP dans la condition de NPH et pour tenir compte de l’absence d’augmentation de la taille ventriculaire avec des augmentations de la résistance à l’écoulement et une augmentation de l’ICP dans la pseudotumeur cérébrale, il était nécessaire d’inclure un modificateur appelé «turgescence cérébrale» ou Kb. À l’origine, ce terme était conçu comme un constante pour le cerveau de chaque personne, et le terme Kb a été utilisé pour «constante cérébrale». Des études sur la pseudotumeur cérébrale, cependant, ont indiqué que la turgescence cérébrale n’est pas toujours une constante. Il peut s’agir plutôt d’une variable à évolution rapide qui dépend du volume veineux cérébral.

Dans le cas de la pseudotumeur cérébrale, les prédictions du modèle ont été validées en mesurant la pression dans les sinus veineux et la cause de la pseudotumeur cerebri a été identifié comme une augmentation de la pression des sinus sagittaux. En fait, deux formes différentes de cette condition ont été identifiées. Dans le cas plus courant de pseudotumeur cérébrale associée à l’obésité chez les jeunes femmes, l’augmentation de la pression dans le sinus sagittal reflétait une augmentation de la pression auriculaire droite, qui répondait à une perte de poids. Chez les patients non obèses de pseudotumeur cérébrale, des gradients ont été identifiés à travers les sinus veineux partiellement occlus, même chez les patients avec des études veinographiques par résonance magnétique (RM) normales. Par conséquent, dans ces cas, la pseudotumeur cérébrale résultait d’une augmentation de K et d’une diminution de l’absorption du LCR due à une pression élevée des sinus sagittaux transmise dans le parenchyme du cerveau.

NPH a été modélisé en faisant deux hypothèses. Premièrement, la turgescence cérébrale diminue suite au processus normal de vieillissement. Deuxièmement, comme suggéré par Di Rocco et ses collègues dans une étude discutée dans la section sur la pathologie de NPH, résistance à l’écoulement du LCR entre le sous-arachnoïdien spinal et le sous-arachnoïdien cortical les espaces doivent être augmentés. Des simulations informatiques de l’effet sur les volumes ventriculaires (Fig.1) et la pression (Fig.2) montrent une augmentation des volumes des ventricules cérébraux, en particulier les ventricules latéraux, et une très légère augmentation de l’ICP qui se stabilise rapidement avec le temps. Le modèle prédit avec succès le comportement du cerveau dans le cas de NPH. Le vieillissement n’est pas la seule condition qui conduit à une diminution de la turgescence cérébrale. La turgescence cérébrale diminue également après que le cerveau a été blessé par un accident vasculaire cérébral, un traumatisme (Fig. 3) et une radiothérapie. Le NPH dans de tels cas a une cause distincte et est distinct de NPH idiopathique dont la cause est inconnue.

À des fins d’illustration et d’étude, un blocage entre les espaces sous-arachnoïdiens spinaux et corticaux a été choisi pour la simulation informatique. Un résultat similaire est prédit si le point d’obstruction est situé à la sortie des foramens du quatrième ventricule ou à l’aqueduc de Sylvius. Chez les modèles animaux et chez les sujets humains, il est facile d’augmenter la turgescence cérébrale et ainsi de créer une pseudotumeur cérébrale en empêchant le retour veineux des veines jugulaires. La simulation de NPH, cependant, est plus difficile et prend beaucoup plus de temps. L’étude de NPH exige donc l’analyse d’exemples naturels de la condition. Le reste de cette revue analyse les informations cliniques et scientifiques de base disponibles car elles affectent le modèle décrit ici.

Modèles animaux

Depuis les premiers travaux de Dandy, l’hydrocéphalie chronique a été produite en une variété de modèles animaux. Il existe également un certain nombre d’exemples naturels d’hydrocéphalie congénitale chez les espèces consanguines de rats et de souris. Lorsque l’ICP est mesurée chez ces animaux pendant la phase chronique de l’hydrocéphalie, elle se situe généralement dans une plage normale. Dans un modèle canin, l’hydrocéphalie est produite par l’injection intracisternale d’une suspension d’argile appelée kaolin. Au cours des premiers jours suivant l’injection du kaolin, l’ICP augmente considérablement. Cependant, l’ICP revient rapidement à la normale avec l’expansion marquée des ventricules. Les ventricules du rat H-Tx naturel se dilatent. Ces rats échouent aux tests de labyrinthe sans signes manifestes d’augmentation de l’ICP, simulant ainsi le NPH. Parmi les rats dont les ventricules maintiennent la capacité de diminuer, leur fonction sur les tests moteurs s’améliore jusqu’à ce que leurs performances soient indiscernables de celles de leurs compagnons de portée non hydrocéphales.

Études pathologiques

L’aspect histologique des biopsies de les patients atteints de NPH ne présentent aucune différence significative par rapport aux échantillons post-mortem provenant de contrôles appariés à l’âge. À l’imagerie IRM et à l’examen pathologique, la vacuolisation périventriculaire semble être une découverte fortuite dont la gravité et l’étendue augmentent avec le vieillissement. Ces résultats reflètent la qualité spongieuse du cerveau au cours des dernières décennies de la vie. Cette qualité semblable à une éponge entraîne une diminution de la turgescence du cerveau avec l’âge.

Un certain nombre d’articles se sont concentrés sur les changements parenchymateux dans le cerveau des patients diagnostiqués avec NPH.Cependant, je n’ai trouvé qu’un seul article dans lequel le matériel post-mortem a été étudié pour tenter de déterminer le point d’obstruction à l’écoulement du LCR. Di Rocco et ses collègues ont étudié le cerveau de trois patients atteints de NPH. Ces échantillons ont révélé une fibrose leptoméningée significative, suggérant que le point d’obstruction pourrait être les citernes basales entre les espaces sous-arachnoïdiens spinaux et corticaux. Ces résultats sont cohérents avec l’association de NPH avec un traumatisme crânien ou une hémorragie sous-arachnoïdienne anévrismale.

En résumé, les résultats des études pathologiques disponibles sur le parenchyme du cerveau lui-même suggèrent seulement la présence des signes distinctifs de la sénescence. Il n’y a pas de résultats spécifiques pour NPH. Il y a une base pathologique à l’idée que, à mesure que nous vieillissons, notre cerveau devient plus mou. Enfin, la réactivité du shunt semble être associée à une fibrose et donc à une résistance accrue au flux de LCR dans les citernes basales.

Évaluation clinique

Un aperçu de l’origine de NPH peut souvent être obtenu à partir de l’histoire et du physique examen des patients affligés. Un nombre significatif mais inconnu de patients qui développent les résultats classiques de NPH tard dans la vie ont toujours été conscients que leur tête était plus grosse que la normale (Fig. 4). Vanneste et Hyman ont montré qu’une proportion significative de patients atteints de NPH présente une obstruction au niveau de l’aqueduc (hydrocéphalie non communicante). Cette découverte renforce l’argument selon lequel les patients atteints de NPH souffrent d’hydrocéphalie chronique compensée de longue date dont ils se décompensent ensuite à mesure qu’ils vieillissent.

Études physiologiques cliniques

La surveillance chronique de l’ICP révèle que NPH est en fait un abus de langage. Au cours de la surveillance ICP, les patients qui répondent finalement au shunt présentent des élévations intermittentes de l’ICP. Leurs enregistrements ICP de base sont normaux à normaux élevés. Ces patients ont également des ondes de plateau plus fréquentes et plus longues que les individus normaux ou que les patients qui ont une atrophie cérébrale. Ces études soutiennent l’affirmation selon laquelle ces patients ont une ICP plus élevée que la normale pour les patients du même âge ayant les mêmes propriétés viscoélastiques cérébrales.

Des études sur la perfusion qui mesurent la résistance à l’écoulement du LCR (Rout) sont supposées d’améliorer la précision diagnostique des examens cliniques et radiologiques de ces patients. Ces études impliquent la perfusion de LCR artificiel lors de l’enregistrement de l’ICP. Ce test peut être réalisé de différentes manières, mais 18 ml / mm Hg / min semble être un seuil de traitement établi. Les patients dont la Rout est inférieure à ce niveau sont moins susceptibles de répondre au traitement que les patients dont la Rout est supérieure à ce niveau. Ce test confirme la nature obstructive de NPH et que le point d’obstruction est distal par rapport à l’espace sous-arachnoïdien rachidien. Le point d’obstruction doit donc se situer entre les espaces sous-arachnoïdiens spinaux et corticaux, ou au niveau des villosités arachnoïdiennes. Ce test a également été préconisé pour distinguer l’hydrocéphalie « communicante » et « non communicante ». Les patients atteints de ce dernier sont des candidats potentiels pour une troisième ventriculostomie endoscopique.

Études radiographiques

Un grand nombre d’études radiographiques ont été censées aider à la sélection des patients pour un shunt dans le contexte de NPH. Il existe un accord général sur le fait qu’aucune de ces études à elle seule n’est suffisamment sensible ou spécifique pour permettre de prédire le résultat de la dérivation avec un niveau de confiance acceptable. Deux études, cependant, jettent un éclairage significatif sur les mécanismes physiopathologiques impliqués dans NPH. Le premier reflète que le degré de distension ventriculaire doit être significativement supérieur à la quantité de LCR dans les espaces sous-arachnoïdiens corticaux. Cette relation suggère que le cerveau a été poussé vers l’extérieur pour remplir le volume de l’espace sous-arachnoïdien. Cela implique qu’il existe une obstruction à l’écoulement du LCR entre le système ventriculaire et l’espace sous-arachnoïdien cortical.

Deuxièmement, pour beaucoup ans, la cisternographie de radionucléides a été recommandée pour le diagnostic de NPH. Divers traceurs liés aux protéines ont été utilisés, notamment RI131SA et indium-111.La technique est la même pour les deux traceurs. Une ponction lombaire est effectuée et le traceur est injecté dans l’espace sous-arachnoïdien rachidien. Des scans scintigraphiques sont obtenus à des intervalles de 3 heures à 72 heures après l’injection du traceur. Dans une étude positive (Fig. 5), le colorant se déplace rapidement dans le système ventriculaire, y reste pendant des périodes prolongées et disparaît lentement. Une étude négative suggère que le patient est peu susceptible de répondre au shunt. Dans ce cas, le colorant pénètre dans le ventricule assez rapidement et s’écoule rapidement dans l’espace sous-arachnoïdien cortical au-dessus de la convexité du cerveau, mais il disparaît en 48 à 72 heures. Un test positif implique qu’un blocage partiel de l’écoulement du LCR est présent entre les espaces sous-arachnoïdiens spinaux et corticaux. Cette étude est cohérente avec les résultats pathologiques de l’étude Di Rocco décrite précédemment. Ce test aide à éclairer la condition comme une forme d’obstruction à l’écoulement du LCR. Cependant, son utilisation a presque été abandonnée car elle ne semble pas améliorer la sélection des patients à traiter au-delà de celle fournie par la combinaison du tableau clinique du patient et des études d’imagerie.

Conclusion

Sur la base des études évoquées ci-dessus, NPH peut être compris comme un problème qui se produit en deux phases. Dans la première phase, une condition pathologique se développe qui altère l’absorption du LCR à un certain point entre son point d’origine dans le système ventriculaire et son point d’absorption au niveau des villosités arachnoïdiennes. Pendant cette phase, les ventricules peuvent ou non agrandir. Si la pathologie se développe avant la fusion des sutures crâniennes, une macrocéphalie significative peut en résulter. Le patient compense entièrement ce problème d’absorption du LCR et reste sans symptômes manifestes pendant une longue période, peut-être plusieurs décennies. Le point d’obstruction peut être au niveau de l’aqueduc de Sylvius, du foramen de sortie du quatrième ventricule, ou des citernes basales.

À un moment donné, les patients commencent à se détériorer. Chez les adultes jeunes ou d’âge moyen, la détérioration fait souvent suite à un traumatisme crânien mineur. Ces patients deviennent généralement symptomatiques avec une image mitigée de ICP élevé et les résultats caractéristiques de NPH. Dans ses adresses aux conventions de l’Association de l’hydrocéphalie, Williams a appelé cette condition SHYMA (hydrocéphalie symptomatique d’adultes jeunes et d’âge moyen; Williams MA, communication personnelle, 1999, 2001). Si la détérioration ne se produit pas à ce stade, les patients commenceront à montrer des signes subtils de détérioration lorsqu’ils atteindront la sénescence. Cette phase peut commencer dès 60 ans. Cette phase résulte de la nouvelle expansion des ventricules au fur et à mesure que le cerveau se ramollit, une partie inévitable du processus normal de vieillissement.

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