The pathophysiology of the clinical manifestations in normal pressure hydrocephalus (NPH) remains obscure. Ventricular dilatation could generate forces on the paracentral fibers of the corona radiata (CR), hence interfering with their function and producing the classical clinical triad. The analysis of the regional displacement and deformation of the white matter bundles, forming the corona radiata and internal capsule, may clarify the relationship between ventricular dilatation and clinical manifestations in NPH.

An experimental finite element (FE) analysis was used to simulate ventricular dilatation in 3 dimensions (3D) and to calculate the strain and deformation on the surrounding parenchyma. Magnetic resonance diffusion tensor imaging-based white matter tractography was then applied to retrieve the displacement and deformation exerted along various fiber bundles of the corona radiata and internal capsule. Anterior and posterior limb displacements and elongations were compared using a paired samples t-test.

The internal capsule, hence the corona radiata, of each cerebral hemisphere was segmented into anterior and posterior limbs. Mean displacements and elongations were calculated for each limb. Mean displacement was significantly larger in the anterior limb whereas mean deformation was larger in the posterior limb (P<0.01).

The present simulation demonstrates that ventricular dilatation does not have a homogeneous effect on the periventricular fibre tracts, with a particular load on the corticospinal tract. The affection of this tract remains thereby a potential factor in the generation of the NPH gait disorders.

La physiopathologie des manifestations cliniques dans l’hydrocéphalie à pression normale reste obscure. La dilatation ventriculaire pourrait générer des forces sur les fibres paracentrales de la corona radiata et interférer par-là avec leur fonction, ce qui pourrait expliquer la triade clinique classique. L’analyse du déplacement et de la déformation régionale des faisceaux de substance blanche constituant la corona radiata et la capsule interne pourrait aider à clarifier la relation entre la dilatation ventriculaire et les manifestations cliniques de la maladie.

Un modèle expérimental en éléments finis a été utilisé pour simuler la dilatation ventriculaire en trois dimensions et calculer la contrainte et la déformation subies par le parenchyme environnant. Une tractographie de ces faisceaux, basée sur une imagerie par tenseur de diffusion, fut ensuite fusionnée sur ce modèle afin de retrouver le déplacement et la déformation subis par les divers faisceaux de fibres de la corona radiata et la capsule interne. Les déplacements et les élongations des bras antérieurs et postérieurs ont été comparés en utilisant un test-t sur échantillons appariés.

La capsule interne, et par là la corona radiata, de chaque hémisphère a été segmentée en bras antérieur et postérieur. Les déplacements et les déformations moyens ont été calculés pour chaque bras. Le déplacement moyen était significativement plus grand dans le bras antérieur alors que la déformation moyenne était significativement plus grande dans le bras postérieur (p<0,01).

La présente simulation démontre que la dilatation ventriculaire n’a pas un effet homogène sur les faisceaux périventriculaires de substance blanche, avec une déformation particulière du faisceau corticospinal. L’affection de ce faisceau reste donc un facteur potentiel dans la génération des troubles de la marche de l’hydrocéphalie à pression normale.