Value of phase contrast magnetic resonance imaging for investigation of cerebral hydrodynamics

SummaryObjectivePhase Contrast Magnetic Resonance Imaging (PCMRI) is a noninvasive technique that can be used to quantify variations of flow during the cardiac cycle. PCMRI allows investigations of blood flow dynamics in the main arteries and veins of the brain but also the dynamics of cerebrospinal fluid. These cerebral flow investigations provide a description of the regulation mechanisms of intracranial pressure during the cardiac cycle. The objective of this paper is to describe the contribution of this technique in diseases related to disorders of cerebral hydrodynamics in the light of 5 clinical cases.MethodFlow measurements were performed using PCMRI sequences on a 1.5 Tesla MR imager in 4 patients with symptomatic ventricular dilation and 1 patient with a syringomyelic cavity.ResultsFlow quantification in these 5 patients, representative of the diseases mainly concerned by cerebral hydrodynamics, is useful to guide the indication for ventricular shunting in patients with hydrocephalus, to demonstrate obstruction of the cerebral aqueduct, to demonstrate recirculation of ventricular CSF after ventriculostomy and to characterize the dynamic features of CSF inside a spinal cavity.ConclusionPCMRI, now available to neurosurgeons, is complementary to morphological MR and provides quantitative information on cerebral hydrodynamics. This information is mainly used to confirm alteration of CSF flow in the cerebral and spinal compartments. PCMRI is also a functional tool to better understand the pathophysiology of hydrocephalus and syringomyelia.

RésuméObjectifl’imagerie par Résonance Magnétique en Contraste de Phase (IRM-CP) est une technique non invasive qui peut être employée pour mesurer les variations de débits durant le cycle cardiaque. L’IRM-CP permet d’étudier la dynamique des écoulements sanguins dans les principales artères et veines du cerveau, mais également celle du liquide cérébro-spinal. Ces études d’écoulements cérébraux fournissent une description des mécanismes régulant la pression intra-crânienne au cours du cycle cardiaque. L’objectif de cet article est de décrire, à partir de 5 cas cliniques, la contribution de l’IRM-CP dans les pathologies liées à une altération de l’hydrodynamique cérébrale.Méthodedes mesures de débits ont été effectuées en utilisant la séquence d’IRM-CP d’un imageur 1.5 Tesla sur 4 patients présentant une dilatation ventriculaire symptomatique et 1 patient présentant une cavité syringomyélique.Résultatsla caractérisation quantitative des écoulements dans ces 5 cas, représentatifs de pathologies en rapport avec une altération de l’hydrodynamique cérébrale, est utile pour orienter vers une indication de dérivation ventriculaire chez les patients hydrocéphales, pour mettre en évidence une obstruction de l’aqueduc du mésencéphale, pour montrer de nouveau une libre circulation du LCS après ventriculostomie et pour caractériser les écoulements du LCS à l’intérieur de la cavité spinale.Conclusionl’IRM-CP est complémentaire de l’IRM morphologique, elle fournit des informations quantitatives sur l’hydrodynamique cérébrale et trouve son application dans le domaine neurochirurgical. Principalement employée pour confirmer les altérations de la dynamique du LCS dans les compartiments cérébraux et spinaux, l’IRM-CP permet également de mieux comprendre la pathophysiologie des hydrocéphalies et des syringomyélies.