Thesis
Reference
Maladie de Moyamoya et chirurgies des anastomoses cérébro-vasculaires au Japon: recherche clinique
VUIGNIER, Sandra
Abstract
La maladie de Moyamoya est une maladie angiogénique rare et peu connue en Suisse. Elle est caractérisée par le rétrécissement ou l'occlusion des artères cervicales et cérébrales, plus particulièrement du segment supra-clinoïdien des artères carotides et de la partie initiale des artères cérébrales moyennes. Son nom provient du mot japonais moyamoya qui signifie volutes de fumée. Ce terme est utilisé pour décrire le développement des vaisseaux collatéraux compensatoires à la base du cerveau. Cette maladie est progressive et ne peut être traitée que par la chirurgie; traitement qui consiste à court-circuiter les vaisseaux obstrués en utilisant un vaisseau extra-crânien. D'une part il est important de connaître la maladie de Moyamoya car cette connaissance nous permet d'apprendre à la diagnostiquer et d'autre part les opérations d'anastomose cérébrale peuvent être appliquées à d'autres pathologies fréquentes en Suisse, telles que les ischémies, les tumeurs cérébrales et les anévrysmes géants.
VUIGNIER, Sandra. Maladie de Moyamoya et chirurgies des anastomoses
cérébro-vasculaires au Japon: recherche clinique . Thèse de doctorat : Univ. Genève, 2014, no. Méd. 10722
URN : urn:nbn:ch:unige-340419
DOI : 10.13097/archive-ouverte/unige:34041
Available at:
http://archive-ouverte.unige.ch/unige:34041
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Section de médecine clinique
Département des neurosciences fondamentales Service de recherche du Professeur Jozsef Zoltan Kiss
Thèse préparée sous la direction du Professeur Jozsef Zoltan Kiss
" Maladie de Moyamoya et chirurgies des anastomoses
c é r é bro - vasculaires au Japon – recherche clinique "
Thèse
présentée à la Faculté de Médecine de l'Université de Genève
pour obtenir le grade de Docteur en médecine par
Sandra Dani è le VUIGNIER
(Prénom(s) en minuscule(s) et nom en majuscules) de
Grimisuat (lieu d'origine)
Thèse n° 10722
Genève (lieu de publication)
2014 (année)
TABLE DES MATIÈRES:
REMERCIEMENTS ... 1
TABLE DES MATIÈRES ... 2
AVANT-PROPOS ... 2
PRÉSENTATION ... 2
POURQUOI CE SUJET ? ... 2
POURQUOI LES CHIRURGIES D'ANASTOMOSES CEREBRO-VASCULAIRES SONT FREQUENTES AU JAPON ET RELATIVEMENT PEU FREQUENTES EN SUISSE, L'HISTORIQUE ? ... 3
COMMUNICATIONS SCIENTIFIQUES ... 4
CHAPITRE I: INTRODUCTION : MALADIE DE MOYAMOYA ... 4
1.1.DÉFINITION ET DIAGNOSTIQUE ... 4
1.2. SYNDROME DE MOYAMOYA, MOYAMOYA UNILATERAL ET QUASI-MOYAMOYA ... 4
1.3. GRADES DE SUZUKI, MOYAMOYA ETHMOIDAL, BASAL ET VOUTE ... 4
1.4.INCIDENCE ET PRÉVALENCE ... 5
1.5.FORMES ISCHÉMIQUE VS HÉMORRAGIQUE ... 6
1.6.CAUSES ET PATHOGENÈSE ... 7
1.7.TRAITEMENTS CHIRURGICAUX ... 8
1.7.1. Revascularisation indirecte ... 9
1.7.2. Revascularisation directe : anastomose STA-MCA ... 9
1.7.3. Revascularisation indirecte vs directe : laquelle choisir ? ... 10
1.7.4. Complications post-opératoires ... 10
1.8.BUTS DE LA THÈSE – DISCUSSION GÉNÉRALE ... 11
CHAPITRE II : MES RÉSULTATS ... 11
2.1.MANUSCRIT I:IMPORTANCE D’UN DIAGNOSTIQUE PRÉCOCE ... 11
Headache attack in pediatric patient with Moyamoya disease – case report and review of the literature . 12 2.2.MANUSCRIT II:INVESTIGATIONS LORS DE MALADIE DE MOYAMOYA ... 16
Ivy sign, misery perfusion, and asymptomatic Moyamoya disease: FLAIR imaging and 15O-gas positon emission tomography ... 17
2.3.ANATOMIE SPÉCIFIQUE ET ABBREVIATIONS UTILISÉES POUR LA CHIRUGIE DES ANASTOMOSES CÉRÉBRO- VASCULAIRES ... 25
CHAPTITRE III : CONCLUSION ET PERSPECTIVES ... 27
3.1.CONCLUSION ... 27
REFERENCES ... 27
ANNEXES ... 28
MANUSCRIT III:MALADIES ISCHÉMIQUES ... 28
Double STA-MCA anastomosis for bilateral carotid occlusion – case report and literature review ... 28
Remerciements
Je souhaite remercier Dr Masazumi Fujii qui m’a permis de rejoindre l’université de Noyaga
et qui m’a recommandé afin d’obtenir la prestigieuse bourse Sugita. Merci au Professeur
Toshihiko Wakabayashi, chef du département de neurochirurgie de l’hôpital universitaire de
Nagoya pour sa bienvenue dans son département. Merci au Professeur Kenji Kanamura de
l’hôpital universitaire de Mie pour ses explications et son cas au sujet des anastomoses
cérébrales utilisées lors d’ischémie cérébrale et pour les excellents sushis que nous avons
mangés ensemble. Merci au Professeur Yoko Kata pour ses nombreuses explications et son
invitation à l’hôpital de Fujita. Merci au Professeur Satoshi Kuroda pour son agréable
bienvenue dans son département de neurochirurgie à Toyama, merci pour son sake et la bonne
nourriture que nous avons pu apprécier ensemble avec son équipe. Merci également pour son
cas au sujet de la jeune fille qui s’est présentée avec des céphalées. Merci au Professeur
Kiyohiro Houkin pour sa bienvenue dans son département de neurochirurgie et son agréable
prise en charge. De plus merci à toute l’équipe des hôpitaux de Nagoya University Graduate
School of Medicine et d’Hokkaido University Graduate School of Medicine pour leurs
disponibilités et leurs explications. Merci au Professeur Jozsef Zoltan Kiss, qui m’a permis de
réaliser cette thèse et sans lequel ce travail n’aurait pas obtenu ce niveau. Finallement merci à
ma famille pour leur support et à monsieur Paul Dudler pour son support financier. Merci au
Professeur Serge Livio Ferrari pour avoir lu mon texte et à l’Université de Genève qui m’a
tant appris.
Table des matières Avant-propos
Présentation
Lors de ma 6ème année de médecine, j’ai eu la chance d’avoir pu être acceptée pour un stage de 3 mois dans le départment de neurochirugie de l’université de Nara, Kashihara au Japon.
Durant cette période, j’ai realisé qu’au Japon, il y avait beaucoup plus de chirurgies cérébro- vasculaires qu’en Suisse. De telles interventions incluent les traitement pour les anévrysmes cérébraux, les malformations cérébro-vasculaires, les méningiomes hautement vascularisés et les pathologies cérébro-occlusives. Certaines de ces pathologies nécessitent des anastomoses cérébro-vasculaires. Une anastomose cérébro-vasculaire est une procédure chirurgicale réalisée dans le but de réstaurer et de revasculariser un flux sanguin au cerveau déprivé de son oxygène. Elle est l’équivalent cérébral du bypass coronarien réalisé au niveau du coeur. La chirurgie implique la connection d’un vaisseau extra-crânien à un vaisseau intra-crânien pour dévier le flux sanguin autour d’une artère qui est rétrécie, occluse ou endommagée. Lors de mon séjour au Japon (9 mois) je me suis intéressée aux anastomoses utilisées pour traiter la maladie de Moyamoya (MMD), une maladie cérébro-occlusive premièrement décrite par Suzuki et Takaku en 1969 au Japon. J’ai donc sélectionné ce sujet comme thèse universitaire M.D. Grâce à 3 différentes bourses (Swiss-Japanaese chamber of commerce, Hottinger bank et the prestigious Sugita’s scholarship) et à mon directeur de thèse, Professeur Jozsef Zoltan Kiss, j’ai pu compléter mon travail de thèse.
Pourquoi ce sujet ?
Lors de ma 3ème année de médecine, j’ai commencé à apprendre les neurosciences et
l’anatomie cérébrale. Professeur Jozsef Zoltan Kiss, responsable de l’unité Perception,
Emotion et Comportement pour les étudients de médecine à Genève, Professeur du
départment des neurosciences fondamentales à l’univerité de Genève et chercheur de
renommée mondiale, m’a beaucoup enseigné au sujet de l’anatomie cérébrale et m’a transmis
sa passion pour le cerveau. Plus tard, durant mes études, j’ai pu devenir monitrice pour les
laboratoires de neuroanatomie sous ses ordres et réaliser une présentation sur la plasticité
cérébrale et la réparation cérébrale lors d’une session au Neuroclub. Le Neuroclub est un club
fondé et dirigé par le Professeur Kiss en 1999 pour stimuler la curiosité des étudiants dans la
découverte des neurosciences. Concernant mon expérience clinique, j’ai commencé un
enseignement de neurochirurgie en Suisse et ensuite au Japon. C’est à Nara, Japon, que j’ai eu
ma première expérience avec les procédures de revascularisation cérébrale. De retour en
Suisse je n’ai plus plus que rarement revu cette procédure. J’ai donc tout naturellement decidé
de retourner au Japon pour en apprendre plus au sujet de cette technique, pour en apprendre la
technique et pour écrire une thèse M.D. à ce sujet en collaboration avec le Professeur Kiss, lui
qui a été le premier à m’apprendre au sujet de la réparation cérébrale et qui m’a encouragé
dans ce domaine. A Nagoya et à Sapporo j’ai pu assister plus de 30 interventions chirurgicales
qui concernaient les chirurgies des anastomoses cérébrales. La quasi-inexistance de ces
interventions en Suisse a attiré mon intérêt. Plus je m’intéressais et plus j’appréciais cette
technique et je voulais savoir si je pourrais un jour l’importer dans mon pays. Un aspect qui
m’a particulièrement plu dans ce type de chirurgies est la préservation du cerveau. On ne
détruit pas le cerveau comme on pourrait le faire lors d’une réséction de tumeur cérébrale
mais au contraire on préserve le cerveau en reconstuisant un flux sanguin. L’opération consiste à reconstruire un canal pour le sang. Pour faire de telles chirurgies on doit exceller dans les micro-sutures. Afin d’acquérir de bons résultats il est possible d’améliorer sa rapidité en s’exerçant avec un microscope de laboratoire. Les connaissances en anatomie des vaisseaux du cerveau et du cou sont bien entendu indispensables. Je pense pouvoir améliorer beaucoup mon habileté opératoire et mes connaissance grâce aux anastomoses cérébro- vasculaires. Dernièrement nous avons accueilli un patient avec la maladie de Moyamoya à l’hôpital et j’ai pu le prendre en charge.
Pourquoi les chirurgies d’anastomoses cérébro-vasculaires sont fréquentes au Japon et relativement peu fréquentes en Suisse, l’historique
La Suisse a historiquement joué un rôle important dans le développemnt des techniques de revascularisation cérébrales. Effectivement, la revascularisation avait été popularisée dans les années 60 et 70 par Yasargil et Donaghy. La première opération d’anastomose extra- intracrânienne (EC/IC) a été performée en 1967 par le Professeur Mahmut Gazi Yasargil, patron du service de neurochirurgie à Zürich, en Suisse. Assez naturellement cette technique a été vue avec un grand septicisme lors des premières années après son introduction. Ensuite les premiers résultats cliniques ont montré un succès surprenant, particulièrement dans les formes d’attaque ischémique transitoire. Au début ce succès a été accepeté comme un fait empirique.
Ensuite de nombreuses études ont été publiées à ce sujet. Toutes étaient écrites par des auteurs comme un rapport de congrès et étaient par conséquent répétitives. Pour les neurochirurgiens non encore familiers avec les problèmes associés avec ces techniques et avec les indications pour ces chirurgies il était donc difficile d’utiliser ces publications comme lignes directrices pour ces nouvelles opérations et de décider quelle étude était applicable à leur situation particulière.
C’est en 1985 que grâce à une étude randomisée internationale une directive a été essayée d’être proposée. Cette étude n’a pas réussi à démontrer un bénéfice pour les patients traités chirurgicallement comparé aux patients recevant un traitement médical seul. Par la suite, seul quelques articles ont publiés le potentiel bénéfice des anastomoses EC/IC chez des patients sélectionés et cette technique a connu une diminution extrême en Europe et aux USA [14].
Les neurochirurgiens japonais continuent à croire à la validité des chirurgies d’anastomoses et ont montrés que l’étude randomisée internationale n’a pas évalué la circulation cérébrale chez les patients souffrant de maladies artérielles occlusives.
En 2002 une étude japonaise sur les bypass EC/IC (JET Study) a conduit une seconde analyse
pour évaluer la validité du traitement chirurgical [10]. L’étude JET a étudié le flux cérébral
sanguin régional (rCBF) et la réserve vasculaire (VR) avant la chirurgie. Basé sur un examen
de la circulation cérébrale, les patients avec une ischémie cérébrale hémodynamiquement
sévère ont été assignés par randomisation à des groupes traités chirurgicalement ou
médicalement. L’incidence de récurrence d’accident vasculaire cérébral chez les patients
traités chirugicalement a été significativement plus basse que dans le groupe de patients traités
médicalement.
Communications scientifiques
Le contenu de cette thèse a été l’objet de communications scientifiques sous la forme d’une présentation orale powerpoint et d’une présentation orale par poster.
-présentation orale powerpoint : Moyamoya disease and cerebrovascular bypass surgeries in Japan, 08.05.2013, à l’université de Genève, Faculté de Médecine, Rue du Général- Dufour 24, 1211 Genève 4, Suisse, dans le cadre du Neuroclub.
-présentation orale par poster : Moyamoya disease and cerebrovascular bypass surgeries in Japan,.07.2013, à l’université d’Hokkaido, Furate Hall, alumni hall à Hokkaido University Graduate School of Medicine, N15 W7, Kita-ku, Sapporo 060-8638 Japon, lors du troisième congrès international contre la maladie de Moyamoya
Chapitre I: Introduction : Maladie de Moyamoya 1.1. Définition et diagnostique
La maladie de Moyamoya (MMD) est une maladie cérébro-vasculaire occlusive unique qui touche les deux artères carotides internes (ICAs). La compensation après l’occlusion résulte en un riche réseau de collatérales à la base du crâne. Le nom de Moyamoya signifie volutes de fumée en japonais et décrit l’apparence angiographique du réseau de vaisseaux fins qui se forme pour compenser le blocage artériel. La maladie a été décrite pour la première fois au Japon en 1955 par Takeushi et Shimizu après avoir rapporté un cas d’hypoplasie bilatérale des artères carotides internes mais fut seulement nommée Moyamoya pour la première fois par Suzuki et Takaku en 1969. Le diagnostique de la MMD se fait sur une angiographique cérérbrale qui montre 1) un flux diminué dans les ICAs, cérébrales moyennes (MCA) et cérébrales antérieures (ACA) et 2) un réseau de collatérales proéminant à la base du crâne [6]. Au niveau de l’image cérébrale par résonance magnétique (IRM) on peut noter une augmentation des flow voids sur les images de type T2 [1].
1.2. Syndrome de Moyamoya, Moyamoya unilatéral et quasi-Moyamoya
La nomenclature courante distingue entre la maladie de Moyamoya et le syndrome de Moyamoya.
Le syndrome de Moyamoya inclus la présentation angiographique de la maladie de Moyamoya associé avec un état pathologique connu comme par exemple la neurofibromatose, le syndrome de Down ou une irradiation cérébrale. Lorsque seulement un côté du cerveau est atteint par la maladie elle s’appelle alors Moyamoya unilatéral. Des études ont montés que jusqu’à 18% des patients atteint de la MMD peuvent se présenter avec une maladie unilatérale. L’histoire naturelle de la progression de ce type de maladie et sa réponse au traitement ne sont pas encore bien connues. Nous appelons quasi-Moyamoya quand les patients se présentent avec un désordre héréditaire ou acquis.
1.3. Grades de Suzuki, Moyamoya éthmoidal, basal et voûté
Il existe deux différentes manières de classifier la MMD. La première selon la sévérité de la
maladie; elle est basée sur les grades de Suzuki et la deuxième sur la localisation du réseau
vasculaire de suppléance de la base du crâne et des noyaux gris centraux, appelé éthmoidal, basal et voûté. La sévérité de la maladie de Moyamoya est classifiée en grades progressifs de un à six, originellement défini par Suzuki et Takaku en 1969. Le développement d’un réseau extensif de collatéral à la base du cerveau avec l’apparence classique d’une image en volutes de fumée est mieux visible durant les grades intermédiaires de Suzuki (Tab.1) (Fig.1).
Tab.1: Grades de Suzuki
Fig. 1: Dessin schématique montrant les six différents grades de Suzuki indiquant la sévérité de la maladie en ordre croissant.
Dès qu’une occlusion vasculaire se produit, elle tend à progresser. Il n’existe aucun traitement médicamenteux qui puisse inverser le processus d’occlusion. Dès qu’une attaque cérébrale ou un saignement s’est produit, le patient peut souffrir de déficit permanent. C’est donc important de traiter rapidement.
1.4. Incidence et prévalence
Malgré que la maladie de Moyamoya fut découverte, nommée et décrite au Japon, elle est
également diagnostiquée par des médecins de toute part du monde. Au Japon l’incidence totale est de 0.350 par 100,000 habitants. Des études aux Etats-Unis suggèrent une incidence de 0.086 par 100,000 habitants [13]. Une étude récente a rapporté une incidence d’environ un dixième en Europe par rapport à celle du Japon (Fig.2).
Fig. 2: Dessin schématique des incidences de la MMD au Japon, aux USA et en Europe
1.5. Formes ischémique vs hémorragique
La distribution de la MMD selon l’âge à partir duquel l’apparition des premiers symptômes commencent à se manifester forme deux pics caractéristiques, un chez les enfants et l’autre chez les adultes. Dans le groupe pédiatrique, le symptôme initial est principalement une ischémie cérébrale, tandis que dans le groupe adulte une hémorragie intracrânienne est la présentation initiale la plus fréquente. Une hémorragie cérébrale est reportée chez plus de 60% des adultes atteints de la MMD tandis qu’elle est de 10% chez les enfants. Le rapport homme : femme est de 1.8 : 1. Des études récentes ont suggéré que la MMD est plus fréquente que ce que l’on soupçonnait partout dans le monde et ont montré que son taux d’incidence augmente au cours des années, comme indiqué sur le troisième graphique qui suit (Fig.3a, b, c).
Fig. 3a: Figure du haut : pourcentage
de patients atteints de la MMD classé
par âge.
Fig. 3b: la distribution en deux pics de la maladie de MMD avec la distinction entre les hommes et les femmes.
Fig. 3c: taux d’incidence annuel de la MMD par groupe d’âge [9].
Différents symptômes possibles : Les patients atteints de la MMD se présentent avec des signes et des symptômes qui résultent des changements du flux au travers des deux ICAs. Ces signes et symptômes peuvent se présenter par une attaque cérébrale, une ischémie transitoire, une épilepsie, une céphalée et/ou encore des mouvements choréiformes. Smith E.R. et al. ont collecté 143 patients atteints de la MMD et les ont classés par leurs symptômes lors de la présentation initiale de la maladie [12] (Fig.4).
Fig. 4: Symptômes lors de la présentation initiale de la maladie chez 143 patients. Les symptômes totaux sont plus grands que le nombre de patients car quelques patients se sont présentés avec des symptômes multiples.
1.6. Causes et pathogenèse
La MMD a tout d’abord été décrite en 1957 comme une hypoplasie bilatérale des deux ICAs. Bien
que des nombreuses trouvailles génétiques et histologiques aient déjà été révélées, la cause exacte
et la pathogenèse de la MMD reste encore actuellement peu claire. Concernant la génétique la littérature récente suggère une pénétrance autosomique dominante avec un mode de transmission polygénique impliquant les chromosomes 3, 6, 8, 12 et 17 chez les patients atteints par la forme familiale de la maladie [2]. Concernant l’histopathologie les deux ICAs atteintes montrent un épaississement de leur intima et une atténuation de leur média (Fig.5).
Fig. 5: A : Photographie intra-opératoire d’une ICA chez un patient atteint de la MMD.
Diminution importante du diamètre externe de l’ICA, portion horizontale de l’artère cérébrale moyenne M1 et de l’artère cérébrale antérieure A1. B : Portion terminale de l’ICA, coloration hématoxyline éosine. Epaississement de l’intima, ondulation irrégulière de la lame élastique interne (IEL) et atténuation de la média. Agrandissement original x 100 [6].
Afin de compenser le rétrécissement des artères, le cerveau crée des collatérales pour pouvoir délivrer du sang riche en oxygène aux aires cérébrales où la perfusion se fait rare. Ces petits vaisseaux collatéraux, lorsqu’ils sont vus sur une angiographie, ont une apparence floue et vaporeuse semblables à des volutes de fumée. Plus fragiles que les vaisseaux sains, les collatérales appelées vaisseaux de Moyamoya peuvent se casser et saigner dans le cerveau, causant une hémorragie cérébrale. Actuellement les protéines majeures supposées créer un rôle actif dans cette pathogenèse incluent ces facteurs-ci : vascular endothelial growth factor (VEGF), basic fibroblast growth factor (bFGF), hepatocyte growth factor (HGF), transforming growth factor (TGF) et granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF). Il n’y a pas d’inflammation ni de pathologie athéromateuse impliquée dans la MMD.
Concernant les recherches en cours une injection de matériel immune-embolique dans l’artère carotide commune a été testée par de nombreuses équipes afin de créer un modèle animal pour mieux étudier les causes de la MMD. Kasai N. et al. en 1982 ont étudié cette technique sur des chiens, Suzuki J. et al. en 1987 sur des rats, Ezura M. et al. en 1992 sur des lapins and Kamata I. et al. en 2003 sur des chats. Toutes ces études expérimentales ont réussi à mettre en évidence les changements histologiques typiques vu dans l’IEL des artères affectées par la MMD. Ces trouvailles suggèrent que des facteurs immunologiques peuvent jouer un rôle dans la pathogenèse de la MMD. En 1997 Yamada H. et al. de l’université de Gifu au Japon ont reporté des changements de type moyamoya dans l’ICA chez des rats infectés par P. acnes suggérant que cette bactérie puisse également jouer un rôle dans la pathogenèse de la MMD. Cependant aucune étude n’a encore réussi à clarifier le développement des vaisseaux basaux collatéraux [4].
1.7. Traitements chirurgicaux
Les traitements médicaux n’ont pas réussi à prévenir la progression de la MMD. Le traitement de
base établi reste la chirurgie. Celle-ci vise à revasculariser le cerveau grâce à un court-circuitage
de l’aire cérébrale atteinte;; ce court-circuitage est amené par une artère du système artériel extra- crânien de manière indirecte et/ou directe.
1.7.1. Revascularisation indirecte
La revascularisation indirecte comprend de nombreuses techniques, telles que l’encéphalo-myo-synangiose (EMS), l’encéphalo-duro-synagiose (EDS), l’encéphalo-arterio- synangiose (EAS), l’encéphalo-duro-arterio-myo-synangiose (EDAMS), l’encéphalo-duro-arterio-synangiose (EDAS), la transplantation d’omentum et les trous de fraisage multiples [3]
(Fig.6).
Fig.6: Dessin schématique de la revascularisation indirecte lors de MMD utilisant l’EMS, l’EAS et l’EDS.
La technique EMS fut décrite en 1950 par Henschen et fut ensuite appliquée à la MMD par Karasawa dans les années 1970. Cette technique consiste à implanter le muscle temporal sur la face latérale du cerveau et à le suturer sur les bords de la dure-mère. Matsushima a souligné une nouvelle méthode, le EDAS. Cette procédure consiste à exposer l’artère
temporale superficielle (STA) puis à fraiser deux trous dans le crâne, un proximal et l’autre distal à la STA. Une craniotomie est effectuée le long du vaisseau STA et la dure-mère en-dessous est exposée et ouverte. L’aponévrose de l’artère est ensuite suturée aux bords de la dure-mère et le volet osseux est remis en place. Scott a modifié la procédure de l’EADS en ouvrant largement l’arachnoïde et en suturant directement l’adventice de la STA sur la pie-mère, dans un effort de promouvoir une exposition maximale à la surface cérébrale. Cette technique est appelée pial synangiosis. La procédure EDAMS est la combinaison de l’EDAS et de l’EMS [7, 16].
1.7.2 Revascularisation directe : anastomose STA-MCA
La revascularisation directe implique l’utilisation d’une branche de l’artère du scalp pour une anastomose directe à une branche d’une artère à la surface du cerveau. On connecte généralement la STA au segment M4 de l’artère cérébrale moyenne (MCA, M4). Le patient est positionné en décubitus dorsal avec la tête tournée latéralement (Fig.7, A). Une incision linéaire est faite le long de vaisseau STA, qui est ensuite méticuleusement disséqué (Fig.7, B). Le muscle temporal est ensuite élevé (Fig.7, C). Un volet osseux, centré sur la fissure sylvienne, est découpé (Fig.7, D).
La dure-mère est ouverte (Fig.7, E). Une fois que M4 est identifié l’arachnoïde est ouverte et un
petit segment (1.5-2 cm) de l’artère est disséqué librement (Fig.7, F). L’artère donneuse est ensuite
préparée en lui otant le tissu conjonctif adjacent et son adventice afin de la rendre la plus lisse
possible (Fig.7, G). Une solution de papavérine peut être placée sur la STA pour la dilater. Un clip
temporal est placé sur la portion proximale de la STA qui est ensuite coupé en forme de ‘’bouche
de poisson’’, forme qui permet d’augmenter la surface de l’anastomose (Fig.7, H). Ensuite les
bords de l’artère sont peints avec un colorant mauve pour faciliter l’identification de sa paroi
(Fig.7, I). Après avoir appliqué des clips atraumatiques aux extrémités de l’anastomose
l’artériotomie est réalisée. Ensuite l’anastomose est réalise avec du monofilament aussi fin que du 10-0 (Fig.7, J).
Fig.7: Anastomose STA-MCA lors d’une opération chez un patient souffrant de la MMD. Photos d’un patient traité à l’hôpital universitaire d’Hokkaido, 2012
1.7.3. Revascularisation indirecte vs directe : laquelle choisir ?
Une revascularisation efficace utilisant la voie indirecte et/ou directe permet de diminuer les vaisseaux de moyamoya chez les adultes. La revascularisation directe par une anastomose STA- MCA est une méthode indispensable pour obtenir une revascularisation efficace, surtout chez les adultes. Chez les enfants la revascularisation indirecte est 100% efficace, tandis que la revascularisation directe a échoué dans certains cas à cause des vaisseaux extraordinairement fins à cet âge-là (Fig.8).
Fig.8: Tableau comparatif montrant les effets après revascularisation par la voie directe (STA- MCA) et par la voie indirecte (EDAMS) chez les adultes et chez les enfants [3].
1.7.4. Complications post-opératoires
Aucune chirurgie n’est sans risque. Les complications générales de toute chirurgie incluent les
saignements, les infections, les caillots sanguins et les réactions à l’anesthésie. Les complications
spécifiques en relation avec les anastomoses cérébrales sont les attaques cérébrales, les épilepsies, l’occlusion de la greffe, le vrillage de la greffe, l’hyperperfusion, la nécrose cutanée et la réapparition de la maladie connue sous le nom de nouvelle attaque.
Fig.9: Pourcentage de patients ayant une hémorragie secondaire ou une attaque ischémique après un premier épisode hémorragique ou une attaque ischémique [3].
1.8. Buts de la thèse – discussion générale
Dans cette thèse une présentation complète de la MMD a été synthétisée. Dans la première partie, je décris la maladie par sa définition, son diagnostique, son incidence, sa cause et ses techniques chirurgicales. A ce stade c’est important d’être capable d’identifier la maladie et de savoir comment la traiter.
Dans la deuxième partie, je présente mes travaux. Le premier est au sujet de l’importance d’un diagnostique rapide chez les patients pédiatriques atteints de la MMD se présentant avec comme seul symptôme une céphalée. Comme la MMD est une maladie chronique et progressive je recommande un CT-scan cérébral de contrôle tous les 3 mois dans de tels situations (stade 1 de la maladie) afin de vérifier la progression de la maladie et d’éviter des complications irréversibles.
Mon second travail porte sur un signe radiologique récemment connu sous le nom de ‘’ivy sign’’.
Ce signe représente une intensité de haut signal leptoméningienne vu sur la séquence FLAIR d’une IRM cérébrale. Ce sont des lignes serpigineuses au niveau sous-arachnodien, qui sont dues au flux lent dans les vaisseaux collatéraux et qui ressemblent aux ramifications des branches de lierre (ivy signifiant lierre en anglais). La tomographies par émission de positrons (PET) cérébrale n’étant pas de règle utilisée en Suisse lors d’une recherche d’ischémie cérébrale il est important de savoir si nous pouvons détecter une perfusion de misère (‘’misery perfusion’’) sur une IRM, plus fréquemment disponible en Suisse. Mes résultats suggèrent que le signe nommé “ivy sign ” est fréquemment retrouvé chez les adultes atteints de la MMD et peut être un indicateur significatif d’une perfusion de misère.
Enfin il est également important de garder à l’esprit que les chirurgies des anastomoses cérébro- vasculaires ne se limitent pas au traitement des pathologies ischémiques rares comme la pathologie de Moyamoya mais peuvent aussi être réalisées pour traiter des pathologies cérébro- vasculaires fréquentes en Suisse, telles que les attaques cérébrales, les tumeurs cérébrales et les anévrysmes cérébraux et cervicaux. Pour illustrer cet important propos j’ai attaché en fin de thèse mon travail au sujet des anastomoses cérébro-vasculaires en présentant un de mes manuscrits au sujet d’un patient atteint d’ischémie cérébrale qui a nécessité une anastomose cérébro-vasculaire.
Chapitre II : Mes résultats
2.1. Manuscrit I: Importance d’un diagnostique précoce
Une seule céphalée est un symptôme fréquent qui peut se présenter chez un patients atteint de la MMD, surtout chez les enfants. Une récente revue a spéculé que la dilatation des vaisseaux méningés et des vaisseaux collatéraux leptoméningiens peut stimuler des nocicepteurs duraux [11]. Comme la MMD est une maladie progressive et aussi chronique il est important de faire un diagnostique précoce pour poursuivre une prise en charge appropriée. Cet article (non encore publié) illustre l’importance d’un diagnostique précoce.
Headache attack in pediatric patient with Moyamoya disease – case report and review of the literature
By Sandra VUIGNIER 1
; Kunikazu KUROSAKI, MD, PhD 2
; Hideo HAMADA, MD, PhD 2
; Ken MIYAJIMA, MD 2
; Naoya KUWAYAMA, MD, PhD 2
; Satoshi KURODA, MD, PhD 2
1) Department of Neurosciences, Geneva University, 24 Rue du Général-Dufour Geneva 4, 1211 Switzerland, 2) Department of Neurosurgery, Toyama University Hospital, Toyama, Japan, 3) Department of Neurosurgery, Kurobe City Hospital, Kurobe, Japan
Abstract
Background and importance – To reconsider the frequency to monitor pediatric patients with moyamoya disease (MMD) presenting with headache attacks and a normal physical examination.
Clinical presentation – Here we present a case of a 4-year-old female who presented with frequent right frontal headache attacks. She was diagnosed as unilateral MMD on the right side and was conservatively followed-up. One year later the frequency of headache gradually decreased, however, follow-up cerebral magnetic resonance imaging (MRI) study revealed that the disease stage markely progressed in the right side and cerebral infarction occured in the right temporal lobe with atrophy of the right frontal hemisphere. She underwent direct and indirect revascularization on the right side.
Conclusion – Aware of this case, we would like to review the literature and propose a new management to take care of pediatic patients with MMD whose presentation is only manifested by headache attacks by recommending a routine MR examination every 3 months when they are conservatively treated.
Keywords: Moyamoya disease; pediatric patient; headache; cererbral revascularization, natural history, cerebral infarction; disease progression; follow-up
Introduction
Moyamoya disease (MMD) is an uncommon cerebrovascular disease characterized by slowly progressive steno-occlusive changes in the terminal internal carotid arteries (ICA) and their main branches, which results in the formation of fine vascular networks at the base of the brain (moyamoya vessels) to compensate for the steno-occlusion. The hazy appearance of these hypertrophied collaterals on angiography ressembles a puff of smoke (moyamoya in Japanese);
thus Suzuki and Takaku named this novel disorder as moyamoya disease [1, 2]. MMD has two age
distribution peaks at around 5 and 40 years. Most pediatric patients exhibit transient ischemic
attacks (TIAs) or cererbral infarction. Headache and involuntary movements are also serious
symptoms associated with pediatric MMD. Although the disease is rare, it is an important cause of
ischemic stroke in children and recently it has become more widely recognized worldwide as a
cause of pediatric cerebrovascular events. Thus, MMD should be considered in any child who
presents with only headache attack.
In this report, we describe a pediatric patient who presented with headache due to MMD. During one year of follow-up, rapid disease progression caused cerebral infarction associated with intellectual maldevelopment.
Case report
A 4-years-old female presented to the hospital with frequent complaints of right frontal headache attacks. She complained of it when she waked up in the morning, and sometimes vomited.
Physical and neurological examinations revealed no definite abnormality. The related blood examinations such as erthyrocyte sedimentation, somatic antibody and leptospiral antibody were all negative ruling out any other underlying dieases. MR imaging (MRI) demonstrated no paroximal lesions, but MR angiography (MRA) showed significant stenosis at the terminal portions of the right ICA and moyamoya vessels at the base of the brain. There were no lesion in the left side (Fig. 1).
Fig. 1 : Radiological findings at initial diagnosis. A : No parenchymal lesion on T2-weighted MRI. B : MR angiography (MRA) showed a marked stenosis of the right internal carotid artery and middle cerebral artery associated with dilated moyamoya vessels (arrow).
Therefore, she was diagnosed as unilateral MMD. Except for the headache attacks, the patient was
asymptomatic, so follow-up MR examination was scheduled one year later by the doctor- in-
charge of the patient. One year later, she came back to the hospital for the follow-up. The
frequency of headache attacks gradually decreased, however, MRA revealed that the disease stage
on the right side markedly progressed from stage 2 to stage 4 on Suzuki’s grading. Right PCA was
also involved. MRI demonstrated that cerebral infarction occured in the right temporal lobe. There
were also cerebral atrophy in the right frontal lobe (Fig. 2).
Fig. 2 : Radiological findings one year after initial diagnosis. A : T2-weighted MRI showed cerebral infarction in the right temporal lobe (arrow) and cerebral atrophy in the right frontal lobe (arrowhead). B : MR angiography (MRA) showed a marked disease progression in the right carotid system (arrow). Occlusive lesion also developed in the right posterior cerebral artery (arrowhead).
123 I-IMP single photon emission CT showed a marked reduction of cerebral blood flow (CBF) in the right cerebral hemisphere. The intelligence quotient (IQ) was decreased. Therfore, she was referred to our hospital and underwent superficial temporal artery to middle cerebral artery (STA- MCA) anastomosis combined with pial synangiosis [3, 4].
After exploring the frontal and parietal branches of the right superficial temporal artery with a doppler, the skin incision is designed based in the course of the parietal branch of the STA. Both the frontal and parietal branches of STA were carefully dissected under surgical microscope. The temporal muscle and frontal pericranium were carefully dissected and the cranium is exposed.
Then, a fronto-temporal craniotomy was performed in a manner to leave the middle meningial artery (MMA) intact, as described recently. The dura mater was then opened. The frontal branch of STA were anastomosed to the prefrontal artery of MCA (0.8 mm in diameter). The temporary clamping time was 20 minutes. The patency of the STA- MCA anastomosis was confirmed, using near-infrared indocyanine green (ICG) videoangiography during surgery. Encephalo-duro-myo- arterio-pericranial synangiosis (EDMAPS) was then performed. She showed no neurological deficits after surgery, and SPECT performed just after surgery showed an increased CBF on the operated hemisphere. Postoperative course was uneventuful. She was discharged without any perioperative complications.
Discussion
Only a few previous reports indicate that headache is one of the initial symptom in pediatric patients with moyamoya disease[ 5-7]. Yamashiro et al. reported the clinical features of 10 Japanese children with moyamoya disease [6]. The most common initial manifestations were headache in four cases (40%), motor deficit and convulsion in 3 cases (30%). Battistella and Carollo described 34 Italian patients suffering from moyamoya disease. The early clinical symptoms consisted of TIA and/or stroke (44%), recurrent migraine-like headaches (20%), seizure (18%) and hemorrhage (3%) [8]. Matsushima et al. reported that about one-third of pediatric patients complained of headache at initial presentation. Headache significantly affected their actvity of daily life (ADL) in more than 60% of them. Majority of headache was localized in the frontal (40%) or temporal region (25%) [9]. Seol et al. also reported that headache was documented in 44 (21.6%) of 204 pediatric patients with MMD. They also described that clinical course of headache in pediatric MMD had the following features: 1) a coexisting stage of headache and TIA; 2) a second stage of headache only; and 3) a final stage of improvement or disappearance of headache [5]. In fact, the frequency of headache gradually decreased during one year in the present case. Very recently, Kawabori et al. also reported the incidence and clinical features of headache attack in pediatric MMD. Thus, headache attack was documented in 11 (38%) of 29 pediatric patients. Severe disabling headache often develops in the frontal or temporal region in the morning, but spontaneous resolve within 3 to 4 hours [7].
Underlying mechanisms of headache in pediatric MMD is still unclear. Headaches may arise from
hypoperfusion-induced activation of pain-sensitive structures such as both intracranial and extracranial vasculature, dura, orbital and nasal cavities. Concomitantly, other mechanisms such as dilatation of the meningeal collaterals stimulating dural nociceptors and ischemia-induced lowering of the migraine threschold have also been suggested [5]. Headache may develop as a symptom of TIA in MMD [7]. Thus, headache attack in pediatric MMD is closely related to more advanced disease stage, and also to the decrease in CBF and its cerebrovascular reactivity (CVR) to acetazolamide[7]. Therefore, in the pediatric cases of atypical attacks of migraine and/or absence of a family history of migraine, a detailed investigation should be performed to detect underlying vascular disease such as vascular malformation and MMD.
Furthermore, there are a limited number of studies that denote the effect of surgical therapy on headache in pediatric MMD. Matsushima et al. (2000) reported that headache improved or disappeared in about 75% of pediatric patients after encephalo-duro-arterio-synangiosis (EDAS) [9]. However, Seol et al. (2005) concluded that more than 60% of pediatric patients still complained of headache even after EDAS [5]. Therefore, the impact of EDAS on headache is still contraversial in pediatric MMD. On the other hands, very recent report has shown that STA-MCA anastomosis combined with EDMAPS markedly improves cerebral hemodynamics and resolves headache attack in all of 11 pediatric patients with MMD, suggesting the importance of surgical revascularization through a large craniotomy covering the frontal area. Therefore, surgical revascularization at initial presentation may possibly improve headache and prevent cerebral infarction in the present case, although it is still undertermined whether surgical revascularization should be indicated to pediatric patients with only headache attack due to MMD.
In the present case, disease stage markedly progressed during one year of follow-up, causing irreversible brain damage. MRI and MRA studies at outpatient clinic could accurately detect disease progression, suggesting the importance of continuous, regular imaging studies in the conservatively treated patients with MMD [10]. It is well known that functional and/or intellectual outcome are poor in pediatric MMD [11-13]. Furthermore, occlusive lesions in the carotid terminations commonly worsen in pediatric MMD [14, 15]. Therefore, the radiological course in the present case may be natural. However, there is still no guidelines to direct how conservatively treated pediatric patients with MMD should be managed, including the interval of these MR examinations. Aware of our case, we would like to propose MRI and MRA studies every 3 months for pediatric patients with MMD presenting with headache attacks at least during the first year after initial diagnosis, when they are conservatively treated. Surgical revascularization should promptly be indicated in the case that rapid disease progression in order to avoid overwhelming permanent neurological and cognitive deficits.
Conclusion
We describe a case of pediatric MMD that presented with headache attacks at initial presentation.
During one year of follow-up, a rapid disease progression caused cerebral infarction associated with a decrease in IQ. We are convinced that a closer radiological monitoring could prevent such situations from recurring. Based on our experience, we propose a new management protocol to take care of pediatric patient with MMD. When disease progression is noted, sufficient surgical therapy should promptly be indicated before cerebral infaction and/or permanent neurological sequelae develop.
References
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2.2. Manuscrit II : Investigations lors de maladie de Moyamoya
Les images angiographiques sont utiles pour le diagnostique de la MMD mais utilisées seules
comportent quelques limitations. Elles peuvent donner une idée de la sévérité de la maladie,
cependant on note souvent une disparité entre les images angiographiques et la sévérité clinique de
la maladie. Certains patients peuvent avoir les deux ICAs occlues avec des vaisseaux collatéraux
florides et rester asymptomatiques, d’autres avec une sténose angiographique minime ou une
maladie pré-occlusive peuvent exprimer des symptômes ischémiques sévères [8]. Il est donc
important d’évaluer également l’hémodynamisme cérébral des patients.
CLINICAL ARTICLE - VASCULAR
Ivy sign, misery perfusion, and asymptomatic moyamoya disease: FLAIR imaging and 15 O-gas positron emission tomography
Sandra Vuignier&Masaki Ito&Kota Kurisu&Ken Kazumata&
Naoki Nakayama&Hideo Shichinohe&Tohru Shiga&Jozsef Zoltan Kiss&
Nagara Tamaki&Kiyohiro Houkin
Received: 9 June 2013 /Accepted: 20 August 2013
#Springer-Verlag Wien 2013 Abstract
Background The prevalence of ivy sign on fluid-attenuated inversion recovery (FLAIR) imaging in patients with asymp- tomatic moyamoya disease is unclear. The aim of this study was to clarify the incidence of ivy sign in these patients, as well as the correlation between MRI and15O gas PET findings.
Methods A retrospective analysis including 16 consecutive patients with asymptomatic moyamoya disease enrolled be- tween 2001 and 2010 in a single center. FLAIR imaging at the initial visit was categorized as ivy sign present, negative, or equivocal. Hemodynamic and metabolic parameters were quantified in 11 of 16 patients by15O-gas positron emission tomography, and the relationship between ivy sign and15O-gas PET parameters was analyzed. Cerebrovascular events within the follow-up period (54±28 months) were also examined.
Results Five of 16 asymptomatic moyamoya patients (31.3 %) had positive ivy sign (6/30 hemispheres, 20 %). In15O-gas PET
examinations, 18 % of 22 hemispheres had elevated oxygen extraction fraction values that were significantly associated with positive ivy sign. Of these 16 asymptomatic moyamoya patients, six patients (37.5 %) underwent combined surgical revasculari- zation. In this series, no patients experienced ischemic stroke, but one had intraventricular bleeding 1 year after surgery.
Conclusions Ivy sign on FLAIR imaging is still not rare in patients with moyamoya disease, even when asymptomatic.
Although optimal management is still under debate, ivy sign may be an indicator of misery perfusion, and patients with asymptomatic moyamoya disease and ivy sign on FLAIR imaging will benefit from more careful follow-up.
Keywords Asymptomatic moyamoya disease . Fluid-attenuated inversion recovery . Ivy sign . PET
Introduction
Moyamoya disease is characterized by a progressive occlusion of the terminal portions of both internal carotid arteries with forma- tion of an abnormal collateral vascular network at the base of the brain [22]. Recent imaging research on moyamoya disease has focused on cerebral hemodynamics as predictors of cerebrovas- cular events and peri-operative complications in patients consid- ering revascularization [19]. Thus, there is growing evidence that enables us to assess cerebral hemodynamic status, such as with fluid-attenuated inversion-recovery (FLAIR) MR imaging [15],
15O-gas positron emission tomography (PET), and perfusion imaging, as well as cerebrovascular reactivity measured by arte- rial spin labeling and blood oxygen level-dependent MRI [17]. Of these, the ivy sign was first reported as a unique characteristic of the pial network observed in moyamoya disease on post-contrast T1-weighted MRI [18], and was also known to be demonstrated Sandra V and Masaki I contributed equally to the present manuscript.
S. Vuignier
:
M. Ito:
K. Kurisu:
K. Kazumata:
N. Nakayama:
H. Shichinohe
:
K. HoukinDepartment of Neurosurgery, Hokkaido University Graduate School of Medicine, North 15 West 7, Kita-ku, Sapporo 060-8638, Japan S. Vuignier
:
J. Z. KissDepartment of Neurosciences, Geneva University, 24 Rue du Général-Dufour, Geneva 4 1211, Switzerland
M. Ito (*)
Department of Neurosurgery, Otaru Municipal Medical Center, Nagahashi 3-11-1, Otaru 047-0036, Japan
e-mail: masakiitou-nsu@umin.ac.jp T. Shiga
:
N. TamakiDepartment of Nuclear Medicine, Hokkaido University Graduate School of Medicine, North 15 West 7, Kita-ku, Sapporo 060-8638, Japan
Acta Neurochir
DOI 10.1007/s00701-013-1860-4
on FLAIR images [15]. The ivy sign is useful as an indirect indicator of hemodynamic status of the leptomeningeal collateral pathways in moyamoya disease [9], but it is still unclear how frequently this sign is seen in asymptomatic moyamoya patients.
A recent multicenter, nationwide survey in Japan revealed that asymptomatic moyamoya disease was not rare, in addition to being associated with severely impaired cerebral hemodynamics in 10 % of involved hemispheres [12]. The present study exam- ines the incidence of ivy sign in patients with asymptomatic moyamoya disease. Our aim is to understand more thoroughly the incidence and importance of ivy sign in patients with asymp- tomatic moyamoya disease and to further study the correlation of this imaging change with a sophisticated isotopic assessment of cerebral blood flow and metabolism.
Patients and methods
Patients
This retrospective study included 22 (8.6 %) of 256 consecutive patients with moyamoya disease whom we treated between 1980 and 2011 at Hokkaido University Hospital. All of the 22 patients first visited us between 2001 and 2010, were Japanese adults, and met the criteria for asymptomatic moyamoya disease [12]. All were free from previous ischemic or hemorrhagic stroke episodes and without neurologic deficit. Of these 22 patients, FLAIR images at first visit were available for 16. Therefore, 16 patients of whom two had unilateral disease (total 30 hemispheres) were included in the analysis. Patient demographics and clinical data are shown in Table 1; four patients were male and 12 were female (mean age, 46.2±9.4 years). Fourteen the of 16 were considered as having definitive moyamoya disease. The rest were considered as probable cases, but not as quasi-moyamoya disease, because no underlying diseases were present, such as atherosclerosis, autoimmune disease, post-irradiation or other.
Clues to the diagnosis were as follows: other organ disease, history of tension-type headache, brain health check-up, screen- ing due to family history, and minor head trauma. Because there is no set guideline for management of asymptomatic moyamoya disease, decisions for surgical or nonsurgical management were made for individual patients based on radiological results includ- ing hemodynamic findings and other considerations. All patients were followed up with regular, repeat MRI/MRA examinations.
This study was approved by the institutional review board at Hokkaido University Hospital.
Radiological examinations
Of 16 patients, 12 underwent cerebral angiogram for the diag- nosis of moyamoya disease. The rest were diagnosed using MRI and MRA. Four patients chose not to have angiography. MRI and MRA were performed using a Siemens Magnetome
Symphony 1.5-T scanner (Siemens). FLAIR images were obtained with a fast inversion recovery sequence with a repetition time of 9,000 ms, an effective echo time of 114 ms, and an inversion time of 2,500 ms. Image thickness, gap, and matrix were 5.0 mm, 1.5 mm, and 256×192, respectively. Three- dimensional time of flight MRA was obtained with a repetition time of 26 ms, echo time of 7.15 ms, and flip angle 20°. Slice thickness, field of view, number of slices, and acquisition matrix were 0.7 mm, 210 mm, 180 images (without any spacing), and 512×187, respectively. No contrast agents were used.15O-gas PET was performed in 11 (69 %) patients at initial diagnosis, and cerebral blood flow (CBF), cerebral blood volume (CBV), cere- bral metabolic rate of oxygen (CMRO2), and oxygen extraction fraction (OEF) were determined as previously described [6,14].
Image analysis and clinical follow-up
The ivy sign on FLAIR imaging is defined by areas of increased signal intensity in the leptomeninges and perivascular spaces [15], but it has been termed and classified variably in various reports [1,5,9,11,16,23]. In the present study, three investiga- tors (SV, MI and KK) reviewed FLAIR images and ivy sign was defined in accordance with recent reports [9] as any area of continuous linear or punctate, high signal intensity along the cortical sulci and subarachnoid space. Investigators rated the ivy sign in each hemisphere by consensus as positive, negative, or equivocal (Figs.1,2and3). Equivocal ivy sign was defined as more subtly elevated signal intensity along the cortical sulci [9].
The disease stage was also evaluated by MRA staging [8]. Ten- millimeter-diameter circular regions of interest (ROIs) were drawn on ipsilateral regions where ivy sign was observed, except for in infarct areas, on15O-gas PET images from each of the 11 patients (22 hemispheres). Control PET values were obtained from normal volunteers: CBF, 44±4 mL/100 g/min; CBV, 3.4±
0.5 mL/100 g; CMRO2, 3.3±0.3 mL/100 g/min and OEF, 0.40±
0.05 (mean ± SD) [6]. Any values less than mean−2SD were considered decreased and those more than mean + 2SD were considered increased, as previously described [6].
Finally, all ischemic and hemorrhagic stroke events within the mean follow-up period of 54.3 months were recorded and precisely analyzed. In addition, we reviewed FLAIR images and determined the presence of ivy sign at the latest follow-up in each hemisphere.
Statistical analysis
Continuous variables were expressed as mean ± SD. Statistical analysis was performed using Chi-square or Fisher’s exact test for independent variables and one-way ANOVA followed by Bonferroni’s test for multiple comparisons as appropriate. Statis- tical significance was set atP<0.05 for Chi-square or Fisher’s exact test andP<0.01 for Bonferroni’s test. Statistical analysis was completed with Ekuseru-Toukei 2012® (Social Survey Re- search Information Co., Ltd., Tokyo, Japan).
Acta Neurochir
Results
Ivy sign in asymptomatic moyamoya disease
Examiners reported positive ivy sign on FLAIR images in five (31.3 %) of 16 asymptomatic patients (6/30 involved hemi- spheres [20 %]), equivocal ivy sign in 11 of 30 hemispheres (36.7 %), and negative ivy sign in five (31.3 %) patients (13/
30 involved hemispheres [43.3 %]) (Table 1). Positive or equivocal ivy signs were present in three anterior cerebral artery (ACA) regions, 17 middle cerebral artery (MCA) re- gions, and three posterior cerebral artery (PCA) regions. MRI detected cerebral infarct in five (16.7 %) of 30 involved hemispheres. There was no gross intracerebral hemorrhage, only cerebral microbleeds on T2*-weighted images. There were two of 30 hemispheres (6.7 %) with MRA grade 1
Fig. 1 A 47-year-old female with asymptomatic moyamoya disease and positive ivy sign. FLAIR images at initial diagnosis showed obvious linear or punctate high signal intensity along the cortical sulci and subarachnoid space within the bilateral ACA and MCA regions (a, arrows).15O- gas PET showed decreased CBF, increased CBV, and elevated OEF in the bilateral frontal lobes (b).
CMRO2was similar to controls (b). Scale bar=50 mm
Table 1 Summary of clinical data at initial diagnosis in 16 asymptomatic patients with moyamoya disease
Case Age, y Sex Clues to diagnosis MRA stage “Ivy sign”on FLAIR Cerebral infarct
Rt Lt Rt Lt Rt Lt
1 34 M Head trauma 2 2 Equivocal Negative None None
2 36 F Family history 2 2 Equivocal Negative None None
3 39 F Other organ disease 1 3 Positive Equivocal None None
4 46 F Family history 2 2 Negative Negative None None
5 50 F Other organ disease 3 3 Negative Negative Corona Radiata None
6 42 F Other organ disease 3 3 Equivocal Equivocal None None
7 46 F Brain health check 3 2 Negative Negative None None
8 50 M Brain health check 4 4 Positive Equivocal Striatum None
9 48 F Head trauma 3 2 Negative Equivocal None Subcortical
10 47 F Other organ disease 4 3 Positive Positive None None
11 35 F Brain health check - 2 - Positive None None
12 50 F Other organ disease 3 1 Negative Negative None None
13 66 F Brain health check 4 4 Negative Equivocal None Subcortical
14 58 M Other organ disease 4 2 Positive Equivocal None None
15 58 F Tension headache 2 – Negative – None None
16 34 M Family history 4 4 Equivocal Equivocal Subcortical None
Mmale,Ffemale,Rtright,Ltleft,FLAIRfluid attenuated inversion recovery Acta Neurochir
disease, 11 (36.7 %) with grade 2, nine (30 %) with grade 3, and eight (26.7 %) with grade 4. There were no significant correlations between ivy sign and cerebral infarct (3×2 con- tingency table,P=0.577), nor the MRA staging (3×4 contin- gency table,P=0.351).
Ivy sign and15O-gas PET parameters
The15O-gas PET parameters, including CBF, CBV, CMRO2, and OEF were quantitatively determined for a total of 88 ROIs in 22 involved hemispheres. As most ivy signs on FLAIR images in this study were observed in the ACA and MCA regions, most of the assigned ROIs in this study were located
within these areas. As shown in Table 2, when analyzed in relation to ivy sign in each hemisphere, OEF was significantly elevated in 4/5 hemispheres with positive ivy sign. On the other hand, OEF was similar to control values in one hemisphere with positive ivy sign, and in 17 hemispheres with equivocal or negative ivy sign. Thus, we estimated a rate of misery perfusion of 18 % among the hemispheres examined. There was signif- icant correlation between the presence of ivy sign and OEF elevation in cases included in this study (3×2 contingency table, P<0.001). Furthermore, CBV was significantly in- creased in 4/5 ivy sign-positive hemispheres and 8/9 equivocal hemispheres, while it remained close to controls in 7/8 ivy sign- negative hemispheres. Thus, there was also significant Fig. 2 A 42-year-old female with
asymptomatic moyamoya disease and equivocal ivy sign. FLAIR images at diagnosis showed more subtle punctate high signal intensity in the subarachnoid space within bilateral MCA regions (a, arrows).15O-gas PET showed increased CBV in bilateral frontal lobes (b). Scale bar=50 mm
Fig. 3 A 50-year-old female with asymptomatic moyamoya disease and negative ivy sign. There was no high signal intensity along the cortical sulci, but there was a lacunar infarct in the right corona radiata (a).15O-gas PET values were similar to controls (b). Scale bar=50 mm
Acta Neurochir
