Aspects méthodologiques et utilité clinique de la séquence de tenseur de diffusion en IRM à la phase aigüe de l'accident vasculaire cérébral

Predicting motor, language, and global outcome after ischemic stroke is a major research concern. While initial impairment, age, and lesion volume have proven indicators of future outcome, the preservation of major white matter structures also play a role in these outcome domains. Diffusion tensor imaging (DTI) is sensitive to acute ischemic damage and can evaluate the integrity of important white matter bundles. Using a large cohort of patients who underwent a DTI protocol at 24 hours post-stroke and a clinical evaluation 3 months afterwards, the current thesis sought to (1) investigate spatial normalization strategies to optimally analyze imaging data, (2) establish which DTI parameter best predicts global outcome, and (3) determine if DTI can provide independent biomarkers of motor and language outcome. The major findings of the current thesis were: (1) fiber orientation distribution (FOD)-based spatial normalization performed similarly to scalar normalization for acute stroke data but yielded stronger anatomo-clinical correlations in subacute-chronic stroke patients, (2) axial diffusivity (AD) in the corona radiata highly contributes to the prediction of autonomy in patients, and (3) the AD of the corticospinal tract and arcuate fasciculus are independent markers of motor and aphasia outcome, respectively. These results support the use of AD for quantifying early brain damage in important white matter structures, such as the corona radiata, corticospinal tract, and arcuate fasciculus. These markers could be used for patient information, as surrogates of neuroprotective therapies at the hyperacute stage, or as stratification means for rehabilitative therapies.Prédire la récupération après un Accident Vasculaire Cérébral (AVC) est un défi de la recherche. En plus de la valeur prédictive de la sévérité initiale d’un déficit, de l’âge et du volume de l’infarctus, les faisceaux de substance blanche jouent aussi un rôle pour chacune de ces fonctions. L’imagerie par tenseur de diffusion (DTI) peut quantifier l’intégrité de la substance blanche. Les travaux de cette thèse reposent sur une cohorte de patients thrombolysés ayant eu une IRM à 24 heures post-AVC. Les objectifs sont de (1) investiguer les stratégies de normalisation spatiale afin de mieux traiter les données, (2) établir quel paramètre du modèle DTI prédit le mieux la récupération globale, et (3) déterminer si le DTI peut fournir des biomarqueurs de la récupération de la motricité et du langage. Les résultats majeurs de cette thèse sont les suivants : (1) la normalisation basée sur les cartes de distribution d’orientation de fibres donnent des résultats similaires à la normalisation basée sur les cartes scalaires au stade aigu, mais fournit de meilleures corrélations anatomo-cliniques au stade subaigu-chronique, (2) la diffusivité axiale (AD) de la couronne rayonnante contribue à la prédiction de l’autonomie d’un patient et (3) l’AD du faisceau corticospinal et arqué constitue des biomarqueurs de la récupération de la motricité et de l’aphasie. Ces travaux mettent en avant l’usage de l’AD pour la quantification de la sévérité de l’ischémie aigüe dans la substance blanche. Ces marqueurs pourraient servir à informer les patients, à monitorer l’efficacité de thérapies neuroprotectrices au stade aigu ou bien à stratifier les patients pour des essais cliniques