L’IRM de diffusion et de perfusion, est aujourd’hui largement utilisée pour évaluer la physiopathologie du parenchyme cérébral ischémique aigu. La présence d’un « mismatch », (zone d’hypoperfusion plus étendue que l’anomalie en diffusion), est supposée refléter la présence de tissu pénombral. Peu d’études existent sur la relation quantitative entre les modifications de la perfusion et de la diffusion dans l’AVC aigu. Selon le concept expérimental de pénombre, la valeur du coefficient apparent de diffusion (ADC) ne serait modifiée que lorsque l’hypoperfusion atteint un certain seuil. Notre but était de tester cette hypothèse chez l’homme.

Méthode : Sept patients admis pour un accident vasculaire cérébral ischémique (AVCi) carotidien, ont été explorés en IRM, entre 4 et 10 heures après le début des signes. La zone de mismatch était définie à partir de l’analyse conjointe des cartographies de diffusion et de temps de transit moyen (TTMr). Des régions d’intérêt circulaires (ROIS), étaient positionnées respectivement, au sein de l’anomalie en diffusion (D), au sein du mismatch (M) et au niveau du cortex normal (N) ; des ROIS controlatérales étaient positionnées en zone miroir, afin de calculer, les ratios d’ADC et de DSCr entre hémisphère ischémié et hémisphère sain.

Résultats : Comme attendu, il existait une diminution très significative de l’ADC et du DSC dans la zone de diffusion restreinte. Dans la zone de mismatch, le DSC était modérément mais significativement diminué, alors que l’ADC était quasiment inchangé. Le seuil de diminution d’ADC correspond à un ratio de DSCr autour de 0,5.

Conclusion : Ces résultats documentent une relation non linéaire entre ADC et DSC chez l’homme, en accord avec le concept de pénombre. La baisse d’ADC survient au-delà de 50 % d’hypoperfusion.

MR-based diffusion- and perfusion-weighted imaging (DWI/PWI) has become the standard imaging technique to assess the individual brain pathophysiological status in acute ischemic stroke. The finding of a “mismatch” with larger PWI than DWI abnormality is thought to reflect the presence of tissue at-risk of infarction, i.e., penumbra. However, there has been no detailed study of the quantitative relationships between perfusion and diffusion changes in stroke patients. According to the experimental concept of penumbra, the ADC would be expected to remain unchanged despite decreasing perfusion until a critical threshold is reached. We have tested this hypothesis directly in man.

Methods: DWI/PWI was performed in 7 patients with MCA territory stroke within 4-10 hrs from onset. Mismatch was defined on diffusion and rMTT maps, and circular ROIs were positioned within the ADC lesion (D), the mismatch area (M), and the normal appearing cortex (N); mirror ROIs were also obtained, and affected/unaffected ratios for ADC and rCBF were computed for each ROI.

Results: The mean (±1SD) ADC ratios were 0.60±0.09, 0.95±0.10 and 1.02±0.04 in L, M and N, respectively; the corresponding rCBF ratios were 0.32±0.12, 0.75±0.14 and 0.97±0.09, respectively. The relationship was non-linear, with the rCBF but not the ADC ratio for M being significantly lower (p≪0.01) than that for N. A threshold for decline in ADC was apparent around 0.50 rCBF ratio.

Comment: These results directly document in man that the ADC declines only after hypoperfusion has reached a certain degree (about 50%), consistent with the concept of the ischaemic penumbra.