# Étude de la dynamique des neurofluides dans le contexte d'Anomalies de Chiari symptomatiques et non symptomatiques

Pauline Carlier

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Pauline Carlier. Étude de la dynamique des neurofluides dans le contexte d'Anomalies de Chiari symptomatiques et non symptomatiques. Chirurgie. 2024. dumas-04907603

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UNIVERSITE DE PICARDIE JULES VERNE

FACULTE DE MEDECINE AMIENS

# Étude de la dynamique des neurofluides dans le contexte d'Anomalies de Chiari symptomatiques et non symptomatiques

THÈSE POUR LE DOCTORAT EN MÉDECINE

(DIPLOME D'ÉTAT)

SPÉCIALITÉ NEUROCHIRURGIE

PRÉSENTÉE ET SOUTENUE PUBLIQUEMENT

LE 19 NOVEMBRE 2024

PAR

PAULINE CARLIER

Président du jury : Professeur Johann PELTIER

Directeur de thèse : Docteur Cyrille CAPEL

Membres du jury :
Professeur Michel LEFRANC
Professeur Jean-Marc CONSTANS
Docteur Olivier BALEDENT

<figure><img src="image_2.png" /></figure>
Remerciements :

Monsieur le Professeur Johann PELTIER

Professeur des Universités (Anatomie) – Praticien Hospitalier

Chef du service de Neurochirurgie

Cher Professeur,

Merci beaucoup d'avoir accepté de présider cette thèse qui, je l'espère, sera à la hauteur de vos attentes.

Je vous remercie pour votre accueil au sein de votre service, service dans lequel j'ai la chance de progresser et d'apprendre tous les jours, c'est un honneur de faire partie de votre équipe.

Je vous remercie pour votre patience même en pleine nuit sur les gardes pour me laisser opérer.

Je vous remercie pour votre enseignement et votre accessibilité, c'est toujours un plaisir de travailler au bloc opératoire avec vous et d'écouter la playlist des années 80 lors des fermetures.

J'espère un jour savoir opérer aussi bien que vous.

<figure><img src="image_3.png" /></figure>
Monsieur le Docteur Cyrille CAPEL

Praticien Hospitalier

Service de Neurochirurgie

Cher Cyrille,

Merci de m'avoir donné envie de faire cette spécialité lors de ma première année de médecine,
je n'oublierai jamais le tout premier bloc auquel j'ai assisté de toute ma vie,

Merci de m'avoir encadrée pour le master 2 et de poursuivre cet accompagnement pour la thèse
de médecine, et j'espère poursuivre ces travaux à l'avenir avec vous. Sans vous, je n'en serais
pas là.

Merci pour la patience dont vous faites preuve, et merci de croire en moi bien plus que je ne
crois en moi-même.

Merci pour toutes les opportunités que vous m'offrez.

<figure><img src="image_4.png" /></figure>
Monsieur le Professeur Michel LEFRANC

Professeur des Universités – Praticien Hospitalier

Directeur du GRECO (groupement de recherche et d'études en chirurgie robotisée)

UPJV

Service de Neurochirurgie

Cher Professeur,

Merci d'avoir accepté de faire partie de ce jury, j'espère que ce travail est à la hauteur de vos attentes.

Je vous remercie pour votre gentillesse et votre patience en toutes circonstances, c'est un honneur de travailler avec vous.

Merci infiniment pour toutes les opportunités que vous m'offrez au cours de mon internat.

Merci de me proposer des sujets d'études qui me permettent de participer à des congrès ce sont des expériences inoubliables et je vous en suis reconnaissante.

<figure><img src="image_5.png" /></figure>
Monsieur le Professeur Jean-Marc CONSTANS

Professeur des Universités – Praticien Hospitalier

Service de radiologie

Cher Professeur,

Vous me faites l'immense honneur de participer à ce jury de thèse et je vous en remercie.
J'espère qu'il sera à la hauteur de vos attentes.

Merci pour votre gentillesse et votre disponibilité qui permettent la collaboration entre la neurochirurgie et la radiologie et je vous en remercie.

<figure><img src="image_6.png" /></figure>
Monsieur le Docteur Olivier BALEDENT

Maître de Conférences des Universités – Praticien Hospitalier

Responsable de l'unité de traitement de l'image

Médecine nucléaire et traitement de l'image

Cher Docteur,

Merci d'avoir accepté de faire partie de mon jury de thèse,

Merci beaucoup pour votre accueil au sein de l'institut Faire Face.

Merci pour votre disponibilité, et pour vos conseils, vos remarques sont toujours constructives et permettent d'améliorer ma démarche scientifique.

Merci infiniment pour votre aide dans ce travail notamment pour récupérer les données, sans vous ce travail n'aurait pas pu aboutir.

<figure><img src="image_7.png" /></figure>
Au **Docteur FICHTEN**, merci beaucoup pour votre pédagogie au quotidien. Vos conseils sont toujours avisés que ce soit dans la réflexion médicale ou dans les techniques chirurgicales. Grâce à votre enseignement et votre rigueur, je progresse et j'apprends tous les jours.

Au **Docteur CHENIN**, merci beaucoup pour ton enseignement au quotidien. Merci beaucoup pour ta patience au bloc opératoire notamment sur les gardes quand tu me laisses opérer. C'est toujours un plaisir de travailler avec toi.

Au **Docteur DESENCCLOS**, merci de m'apprendre que la neurochirurgie ce n'est pas que le bloc opératoire mais c'est aussi l'écoute du patient dans sa globalité. Merci de m'enseigner la rigueur dans la prise en charge des patients.

A **Pierre-Henri**, merci beaucoup d'être toujours présent pour moi, même dans mes moments de doutes. Tu arrives toujours à me rassurer. Tu m'as tellement appris et tu es tellement patient, je te vois comme mon grand frère de la neurochirurgie et j'espère pouvoir continuer à travailler avec toi à l'avenir.

A **Meshal**, merci pour ta disponibilité et ta gentillesse. Merci pour ta disponibilité et ta patience, merci pour toutes les explications que tu as pu me donner depuis le début de mon internat, tu m'as beaucoup appris.

A **Romaric**, merci pour ton accueil et ta gentillesse dès mes débuts dans le service. On forme un binôme de choc et j'espère que notre collaboration n'est pas terminée.

A **Marc**, qui construit des maisons sur des maisons, merci pour ta bonne humeur, avec toi impossible de passer une journée sans rigoler.

Aux **co-internes**, merci pour votre aide au quotidien.

A l'équipe de bloc opératoire, je ne peux pas tous vous citer et pourtant vous le méritez tous. Merci infiniment pour votre accueil et votre soutien. Grâce à vous je me suis sentie très vite chez moi et c'est un plaisir de travailler avec vous. Vous m'apprenez tellement et toujours dans la bonne humeur. Vous croyez en moi et pour cela je vous en remercie.

A l'équipe de neurochirurgie A et B, merci à tous pour votre accueil depuis que je suis bébé neurochirurgien. Grâce à votre gentillesse et votre soutien je n'ai pas la sensation de venir travailler le matin, c'est toujours la bonne humeur et je suis contente de faire partie de votre équipe. Merci infiniment sans vous je n'en serais pas là. Vous croyez en moi et me permettez de progresser et pour cela, je vous remercie.

<figure><img src="image_8.png" /></figure>
Aux **superbes secrétaires de neurochirurgie**, vous êtes incroyables. Merci beaucoup pour votre aide et votre disponibilité, toujours attentives à mes besoins et prêtes à m'aider, merci infiniment.

A l'équipe de neurologie, Docteur Tir, Mickael, Lydie et Constance, merci pour votre accueil pendant ce semestre. J'ai beaucoup appris à vos côtés et ce fut un plaisir de travailler avec vous. Ce semestre m'a permis d'améliorer mes connaissances de neurochirurgie fonctionnelle, merci encore.

A l'équipe de neurophysiologie clinique, Professeur Szurhaj, Bertille, Carole, Valentine, l'équipe de techniciennes, merci infiniment pour votre gentillesse, je me suis sentie accueillie et ce fut un plaisir d'apprendre à vos côtés. J'ai beaucoup progressé en neurochirurgie fonctionnelle grâce à vous.

***

### A ma famille,

Merci à mes parents, toujours présents pour moi, merci pour votre soutien tous les jours. J'espère vous rendre fiers. Sans vous, je n'aurais jamais réussi à en arriver là aujourd'hui. Tout ce que j'accomplis c'est grâce à vous. Je ne vous remercierai jamais assez.

Merci Foufy de toujours me soutenir et de toujours croire en moi. Notre complicité est magique et j'espère qu'elle durera toute notre vie. Je t'aime fort. Une pensée pour Boudinot que l'on aime tant.

A ma famille, merci beaucoup pour votre soutien et votre présence dans ma vie. Je sais que je peux toujours compter sur vous. Merci pour tous les moments passés ensemble.

***

### A mes amis,

Cher Papi, j'ai commencé médecine avec toi et ce fut un plaisir de t'aider à attraper le sel sur les plateaux repas. Cette rencontre fut mémorable et c'est un plaisir de connaître le futur meilleur neurologue.

Orel et Roro, le binôme de choc, merci pour tous ces bons moments qu'on passe ensemble, j'espère que ça ne s'arrêtera jamais, je vous adore. Merci de continuer à accepter toutes mes demandes de scanners vous êtes les meilleurs.
Ma petite **Sarou**, tu es aussi petite que je suis grande et c'est certainement ce qui nous rapproche. Merci pour tous les sushis de Sarou sans Sarou. J'espère continuer longtemps nos sessions commérages qui sont indispensables à notre vie.

**Valou** la voix de la raison, le doyen de notre groupe, merci pour tous ces bons moments passés ensemble et pour toutes ces soirées inoubliables. **Line**, la meilleure des pédiatres, on dirait que t'as toujours fait partie de la team, ne change rien.

**Crespin**, grand sportif avant d'être médecin, merci pour tous ces apéros inoubliables qu'on a pu organiser, c'était la belle époque et je suis contente qu'on puisse garder contact malgré la distance.

**Gaétan**, toi que j'ai connu si raisonnable, futur grand PU-PH d'anatomie, merci pour toutes ces soirées et tous les bons moments qu'on a pu partager.

**BnB** merci à toutes ces soirées passées chez vous ce fut un plaisir d'être votre voisine. Bienvenue petite Eline, bon courage pour tous nous supporter.

**Marine**, merci pour toutes ces soirées potins, elles sont indispensables à notre réussite. Contente de te supporter depuis le lycée tu deviendras un grand médecin.

**Jéjé** le « Dee-Jay », contente de t'avoir rencontré pendant ce stage de neurologie, on a tellement rigolé. Ravie d'avoir cherché les pointes-ondes avec toi.

**Alexia**, quelle belle rencontre, merci pour ton soutien et ta gentillesse.

Merci **Damien, Margaux, Alexis, Léa** et à tous ceux que je n'ai pas cité parce que malheureusement le nombre de pages est limité. J'ai fait tellement de belles rencontres pendant ces études de médecine, je ne vous oublierai jamais, je suis contente que vous fassiez partie de ma vie.

***
# Table des matières

<table><tr><td>Remerciements</td><td>3</td></tr><tr><td>Glossaire</td><td>13</td></tr><tr><td>I. Introduction</td><td>15</td></tr><tr><td>A. Généralités à propos de l'anomalie d'Arnold Chiari</td><td>15</td></tr><tr><td>B. Symptomatologie et traitement de l'anomalie d'Arnold Chiari</td><td>17</td></tr><tr><td>C. Hydrodynamique et Hémodynamique intracraniennes en situation physiologique</td><td>18</td></tr><tr><td>D. Physiopathologie de l'hémodynamique et hydrodynamique craniospinale dans l'anomalie d'Arnold Chiari</td><td>23</td></tr><tr><td>E. Comparaison des patients symptomatiques et asymptomatiques</td><td>24</td></tr><tr><td>F. Hypothèses de travail</td><td>25</td></tr><tr><td>G. Objectifs</td><td>25</td></tr><tr><td>II. Matériel et méthode</td><td>27</td></tr><tr><td>A. Population</td><td>27</td></tr><tr><td>B. Acquisition des séquences en IRM par contraste de phase</td><td>28</td></tr><tr><td>C. Analyse des séquences en IRM par contraste de phase</td><td>30</td></tr><tr><td>D. Statistiques</td><td>33</td></tr><tr><td>III. Résultats</td><td>35</td></tr><tr><td>A. Comparaison des données hydrodynamiques entre les deux groupes de patients</td><td>35</td></tr><tr><td>B. Analyse hydrodynamique craniospinale intra-groupes</td><td>35</td></tr><tr><td>B.1. Patients ayant une AC symptomatique</td><td>35</td></tr><tr><td>B.2. Patients ayant une AC asymptomatique</td><td>36</td></tr><tr><td>B.3. Analyse des corrélations hydrodynamiques intra-groupes</td><td>38</td></tr><tr><td>C. Interactions hémohydrodynamiques craniospinales</td><td>41</td></tr><tr><td>IV. Discussion</td><td>43</td></tr><tr><td>A. Comparaisons entre les deux groupes de patients</td><td>43</td></tr><tr><td>B. Comparaison de la dynamique du LCS au sein de chaque groupe</td><td>44</td></tr><tr><td>C. Corrélations du LCS</td><td>45</td></tr><tr><td>D. Corrélations du VO du LCS par rapport au VO<sub>vase</sub></td><td>46</td></tr><tr><td>E. Limites de l'étude</td><td>47</td></tr><tr><td>F. Perspectives</td><td>48</td></tr><tr><td>V. Conclusion</td><td>49</td></tr><tr><td>Bibliographie</td><td>51</td></tr><tr><td>Résumé</td><td>55</td></tr></table>
AC : Anomalie d'Arnold Chiari

LCS : Liquide cérébrospinal

FM : Foramen Magnum

PIC : Pression intracrânienne

IRMCP : Imagerie par Résonnance Magnétique par Contraste de Phase

IRM : Imagerie par Résonnance Magnétique

ESA : Espaces sous arachnoïdiens

CHU : Centre Hospitalo-Universitaire

CPP : Citernes pré pontiques

VO : Volume oscillatoire

VO$_{C2C3}$ : Volume oscillatoire du LCS au niveau cervical

VO$_{CPP}$ : Volume oscillatoire du LCS au niveau des citernes pré pontiques

VO$_{tronc}$ : Volume oscillatoire du LCS au niveau du tronc cérébral

VO$_{FM}$ : Volume oscillatoire du LCS au niveau du foramen Magnum

VO$_{vasc}$ : Volume oscillatoire vasculaire intracrânien

CC : cycle cardiaque

<figure><img src="image_9.png" /></figure>
# I. Introduction :

## A. Généralités à propos de l'anomalie d'Arnold Chiari

La notion de malformation d'Arnold Chiari est décrite pour la première fois à la fin du XIXème siècle par Hans Chiari à partir d'une autopsie d'une patiente révélant un allongement des amygdales cérébelleuses s'étendant dans le canal spinal. (1) Cette définition a évolué au cours des siècles notamment en raison de l'apparition de l'imagerie. (1) Aujourd'hui, la malformation d'Arnold Chiari est définie radiologiquement par une ptose des tonsilles cérébelleuses de plus de 5 mm chez l'adulte (2) en dessous de la ligne de MacRae correspondant à la ligne joignant le bord inférieur du clivus au bord postérieur du foramen magnum (Figure 1).

<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>Figure 1 : Imagerie par résonnance magnétique en séquence T1 en coupe sagittale d'un patient permettant d'objectiver une malformation d'Arnold Chiari. La ligne de MacRae est ici représentée en pointillés. La flèche désigne la ptose des tonsilles cérébelleuses ici supérieure à 5mm permettant de poser le diagnostic de malformation d'Arnold Chiari.</figcaption></figure>

La malformation d'Arnold Chiari est divisée en quatre types distincts. (3) Le premier est défini par une descente isolée des tonsilles cérébelleuses en dessous de la ligne de Mac Rae. Il est associé dans 50 à 76% des cas à une syringomyélie. (3) Le type II correspond à une descente du vermis cérébelleux, du quatrième ventricule et du bulbe en dessous de cette ligne. Il peut être associé à une hydrocéphalie ou une myélo-méningocèle. Les deux autres types sont diagnostiqués en anténatal et correspondent à des formes létales.

<figure><img src="image_11.png" /></figure>
La malformation d'Arnold Chiari de type I est la forme la plus fréquente. (3) Cependant, il s'agit d'une pathologie orpheline (Orphacode : 268882) dont la prévalence demeure inconnue notamment en raison de la fréquente absence de symptômes chez les patients. Certaines études menées sur des séries de patients asymptomatiques ayant bénéficié d'une imagerie cérébrale dans le cadre d'autres indications (traumatisme crânien, migraine avec ou sans aura, ...) observent une incidence entre 1 et 2 %. (4,5)

La physiopathologie des Malformations d'Arnold Chiari reste à ce jour incomprise. Hans Chiari a émis l'hypothèse que le degré de descente des amygdales pouvait notamment dépendre de la sévérité de l'hydrocéphalie. (1) Il retenait également la responsabilité possible d'une croissance insuffisante du crâne. (1) Bien que ces notions aient été étudiées à de nombreuses reprises aux cours des années, l'origine de la malformation d'Arnold Chiari reste débattue et deux théories proches de celles émises par Hans Chiari coexistent, se basant sur une conception de développement embryonnaire ou néonatal. Un éventuel développement post natal est aussi à prendre en compte. (6,7) La première repose sur une origine embryologique : un sous-développement du mésoderme conduirait à une fosse postérieure trop étroite. (6) La seconde théorie repose sur l'hydrodynamique du liquide cérébrospinal (LCS) : cette entité proviendrait d'un défaut de circulation du LCS. Gardner et al décrivent l'effet Bering correspondant à une pulsatilité des plexus choroïdes sous l'impulsion systolique entrainant des pulsations sur les structures environnantes. (8) Cependant, la piste d'anomalie du développement embryonnaire est fortement remise en cause dans les Malformations d'Arnold Chiari de type I, contrairement aux autres types. Devant l'absence de preuve formelle en faveur d'une pathologie congénitale et la forte probabilité d'une pathologie acquise, Fric et Eide proposent donc le nom de syndrome de Chiari. (7) La malformation d'Arnold Chiari de type I correspond donc à une entité pouvant rester asymptomatique et rester sans impact pour le patient. Ainsi dans notre manuscrit nous utiliserons plutôt le terme d'anomalie d'Arnold Chiari de type I (AC) puisqu'il s'agit d'une anomalie de la position des tonsilles cérébelleuses pouvant ne pas avoir d'impact clinique pour le patient et donc l'origine reste inconnue. Le terme d'anomalie de Chiari ne concerne que les type I, les autres types sont quant à eux d'origine malformative.

Jusqu'alors, la pathogénèse des symptômes de l'AC reste inconnue. (9) Diverses études mettent en évidence l'absence de corrélation entre le degré de ptose des amygdales cérébelleuses et la symptomatologie des patients. (10,11) La morphologie de la fosse postérieure ne semble donc pas permettre une compréhension de la présence ou de l'absence des symptômes chez les patients. C'est pourquoi les études actuelles s'intéressent davantage à la dynamique du LCS

<figure><img src="image_12.png" /></figure>
qu'à la morphologie de la fosse postérieure. Haughton et al s'appuient sur le fait que tout
processus qui limite la circulation du flux de LCS au sein du foramen magnum (FM) est plus
susceptible d'augmenter la vitesse d'écoulement du LCS que de diminuer le volume
d'écoulement du fluide. (12) Ainsi, ils observent dans leur étude que les patients
symptomatiques semblent présenter une vitesse d'écoulement plus élevée du LCS en regard du
FM que les patients asymptomatiques. Ces résultats accentuent l'hypothèse selon laquelle la
dynamique altérée du LCS semble contribuer à la pathogénèse des manifestations cliniques
chez les patients ayant une AC. (12) Ceci pourrait être en lien avec la théorie hydrodynamique
du développement de la AC. (13) Étudier la dynamique des neurofluides pourrait donc
permettre de mieux comprendre la pathogénèse de la AC et par conséquent de mieux
comprendre la physiopathologie de cette entité. (13)

B. Symptomatologie et traitement de l'anomalie d'Arnold
Chiari

L'AC est couramment découverte de manière fortuite au décours d'une imagerie cérébrale
réalisée dans un contexte particulier tel qu'un traumatisme crânien. En raison d'une part de la
fréquente absence de symptômes et d'autre part de l'origine parfois non malformative mais
secondaire à une autre pathologie (ptose induite par une hypertension intracrânienne par
exemple) de nombreux cliniciens souhaitent bannir le terme de « malformation de Chiari » en
faveur du terme « syndrome de Chiari ». (7)

Lorsque l'AC est symptomatique, la présentation clinique est diverse et aspécifique. (14) Les
céphalées peuvent se manifester sous diverses formes mais les céphalées occipitales irradiant
vers le vertex représentent le symptôme le plus fréquent (81%). (10) Les patients rapportent
fréquemment des troubles visuels notamment à type de phosphènes, photophobie, diplopie ou
nystagmus. Les symptômes peuvent être objectifs ou subjectifs. (10) Il est à noter la présence
fréquente de troubles de la sphère oto-rhino-laryngologique notamment à type de vertiges ou
de sensation d'instabilité. Des troubles de la déglutition sont parfois décrits. (10) Les patients
peuvent également rapporter des troubles du sommeil notamment en lien avec un syndrome
d'apnée du sommeil. (10) Des symptômes peuvent être en lien avec une atteinte des voies
longues principalement dans le cadre d'une syringomyélie. (10) D'autres symptômes
aspécifiques peuvent être mis en évidence tels qu'une asthénie, des troubles mnésiques ou des
nausées avec ou sans vomissement. (10)

<figure><img src="image_13.png" /></figure>
La prise en charge de l'AC lorsqu'elle est symptomatique repose sur la chirurgie de décompression osseuse avec ou sans plastie de dure-mère associée. (11) Le choix de la méthode n'est pas clairement codifié, des études montrent un taux de complications plus élevé en cas de plastie de dure-mère mais un risque de récidive symptomatique plus faible et une meilleure efficacité chez les patients porteurs d'une syringomyélie. (15) La chirurgie de l'AC comporte un taux de complications relativement élevé. Klekamp et al rapportent 21,8% de complications post-opératoires, dont une morbidité permanente de 3.2% et une mortalité de 1.3%. (14,16) Parmi les complications, Zhao et al font une revue systématique de la littérature qui permet d'objectiver : des fuites de LCS dans près de 20% des cas, un syndrome cérébelleux (0.41%), une compression du tronc cérébral (0.41%), un risque hémorragique évalué à 1,64% des cas et un retard de cicatrisation dans 4.10% des cas. (17) Ces complications sont rapportées sans prendre en compte ka technique chirurgicale utilisée. (17) Dans leur série de cas, il est à noter un taux de 0.97% de décès post opératoires principalement en lien avec des hémorragies, ou des infections post opératoires. (17)

Le traitement des AC présente donc un risque non négligeable de complications. L'indication chirurgicale peut s'avérer difficile à poser notamment chez les patients ayant peu de symptômes. Or, l'alternative médicale correspond à un traitement symptomatique ne permettant qu'une amélioration transitoire des plaintes des patients. (14) L'enjeu diagnostic est extrêmement important. De plus, le caractère non spécifique de la symptomatologie rend l'indication chirurgicale difficile à poser.

### C. Hydrodynamique et Hémodynamique intracraniennes en situation physiologique

L'espace intracrânien est partagé par le parenchyme cérébral et trois neurofluides : le sang artériel, le sang veineux et le liquide cérébrospinal (LCS). La boîte crânienne est communément décrite comme un espace fermé et inextensible. La doctrine de Monroe-Kellie stipule que le volume intracrânien doit rester constant au cours du temps sous peine de voir la pression intracrânienne (PIC) augmenter en raison de l'absence d'expansion possible de la boîte crânienne. (18) Dans ce contexte, le volume parenchymateux, le volume artériel, le volume veineux et le volume de LCS se compensent au long cours afin de maintenir la PIC dans les normes. (19) Les déséquilibres des entrées artérielles et de l'écoulement veineux affectent de manière considérable la PIC. Des études ont mis en évidence le rôle majeur de l'écoulement

<figure><img src="image_14.png" /></figure>
veineux qui peut être modifié par une origine intracrânienne mais également par une origine extracrânienne (une pression intra abdominale élevée augmente la PIC par exemple) il est donc important de ne pas méconnaître un dysfonctionnement de la dynamique veineuse lorsque qu'il existe une augmentation de la PIC. (18) Physiologiquement, si le compartiment parenchymateux voit son volume augmenter, il existe dans un premier temps la mise en place de mécanismes de régulation permettant de préserver la PIC. Ces mécanismes sont en lien avec la diminution de volume d'un ou plusieurs neurofluides. Ce système de compensation peut parfois être surpassé. La chasse de LCS et de volume veineux devient donc insuffisante. Dans ce contexte, la PIC connaît une augmentation exponentielle pouvant engager le pronostic vital du patient. Ce système décrit correspond à une homéostasie évoluant au long cours. (Figure 2)

<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>Figure 2 : A) Illustration de la théorie de Monroe-Kellie. La présence d'un processus expansif (tumeur, hémtome intracranien...) augmente le volume du compartiment parenchymateux intracrânien. Une chasse de LCS et/ou de sang veineux est donc mise en place afin de maintenir l'équilibre de la pression intracrânienne par compensation de l'augmentation du volume d'un des compartiments. D'après Wilson, JCBFM, 2016 (18)</figcaption></figure>

Certains scientifiques ont décrit une dynamique des compartiments intracraniens similaire à celle décrite ci-dessus mais à une échelle de temps réduite : celle du temps cardiaque. C'est le cas de Greitz et al en 1992 qui, en reprenant la doctrine de Monroe Kellie, ont décrit un dynamisme des neurofluides à l'échelle du cycle cardiaque. (20) Lors de la systole cardiaque, il existe une augmentation brutale du débit sanguin cérébral artériel augmentant donc le volume

<figure><img src="image_16.png" /></figure>
sanguin artériel intracrânien. Cette augmentation de volume est compensée par une augmentation du débit sanguin veineux pour maintenir la PIC dans les normes. Cette entrée et cette sortie ne sont pas synchronisées au cours du cycle cardiaque. Le LCS présente une viscosité faible et proche de celle de l'eau alors que le sang présente une viscosité plus élevée. Il existe donc une chasse rapide de LCS vers les espaces sous arachnoïdiens péri-médullaires permettant d'équilibrer les entrées et sorties vasculaires au cours d'un cycle cardiaque. (21) (Figure 3) Néanmoins, en 1992, il n'existait pas d'outils permettant de synchroniser les analyses des différents neurofluides. Le premier logiciel permettant cela a été développé au CHU d'Amiens par le Dr Balédent. (22) Ceci a permis de quantifier chaque compartiment de manière indépendante mais également d'observer leurs interactions temporelles de manière quantitative. Il a été alors décrit que le volume intracrânien n'était pas constant au cours du cycle cardiaque et qu'il existait une variation du volume intracrânien d'environ 0,3mL. (23) La loi de Monro Kellie ne semble pas applicable à l'échelle du rythme cardiaque.

<figure><img src="image_17.png" /><figcaption>Figure 3 : Représentation schématique de la dynamique des neurofluides au cours d'un cycle cardiaque. A) Représentation de ces échanges chez un patient sain. B) Représentation des échanges précédents chez un patient atteint d'une AC. Les tonsilles cérébelleuses ici représentées en violet réduisent la surface d'écoulement du LCS, augmentant la résistance à l'écoulement du LCS vers les espaces périmédullaires lors de la systole cardiaque en réponse à l'entrée de volume artériel en intracrânien.</figcaption></figure>

L'Imagerie par résonnance magnétique par contraste de phase (IRMCP) est la seule technique d'imagerie non invasive actuellement disponible permettant d'étudier la dynamique des
neurofluides au cours du cycle cardiaque. (24) Grâce à une Imagerie par résonnance magnétique (IRM) conventionnelle, des acquisitions sont réalisées en différents plans de coupes prédéfinis permettant d'étudier la vitesse de circulation de chaque neurofluide indépendamment au cours d'un cycle cardiaque. Une reconstruction de la courbe de vitesse voxel par voxel est réalisée pour chaque neurofluide. (25) A partir de ces analyses, il est possible de déterminer le volume de neurofluide passant par le plan prédéfini au cours d'un cycle cardiaque. (Figure 4)

<figure><img src="image_18.png" /></figure>

Figure 4 : Courbes de variation de débit au cours d'un cycle cardiaque obtenues pour chaque neurofluide grâce au logiciel Flow. A) Étude de la variation de débit artériel intracrânien d'une part et veineux intracrânien d'autre part au cours d'un cycle cardiaque. La courbe de débit artériel intracrânien correspond à la somme des débits mesurés au sein des deux carotides internes et du tronc basilaire. La courbe de débit veineux intracrânien correspond à la somme du débit veineux au sein du sinus sagittal supérieur et du sinus droit. B) Étude de la variation de débit du LCS au cours d'un cycle cardiaque en regard de la coupe passant par C2C3.
A partir de l'analyse du débit du veineux et artériel intracraniens, il est possible de déterminer, en faisant la somme des deux courbes représentées en figure 4a, le débit artérioveineux au cours d'un cycle cardiaque en intracrânien (figure 5). Comme décrit précédemment, à partir de l'analyse de l'IRMCP il est possible d'objectiver les variations de débit artérioveineux intracraniennes d'une part et du LCS d'autre part qui sont en opposition de phase tout au long du cycle cardiaque puisque la chasse de LCS permet de compenser rapidement l'entrée artérielle lors de la systole cardiaque (figure 5). Diverses études ont permis de démontrer la reproductibilité des données obtenues avec l'IRMCP. (25)

<figure><img src="image_19.png" /></figure>

Figure 5 : Représentation de la dynamique générale des neurofluides au cours d'un cycle cardiaque. A) Représentation de la courbe de débit artérioveineux au cours d'un cycle cardiaque correspondant à la somme de la courbe de débit artériel et la courbe de débit veineux au cours d'un cycle cardiaque B) Représentation de la courbe de débit artérioveineux intracrânien et de la courbe de débit du LCS cervical au cours d'un cycle cardiaque. On observe une opposition de phase entre le débit de LCS et le débit artérioveineux. Ceci démontre la chasse de LCS rapide vers les espaces périmédullaires rachidiens lors de la systole cardiaque en compensation de l'entrée rapide d'un volume artériel intracrânien.
D. Physiopathologie de l'hémodynamique et hydrodynamique
craniospinale dans l'anomalie d'Arnold Chiari

Dans l'AC, la ptose des tonsilles cérébelleuses engendre un rétrécissement de la surface d'écoulement du LCS au sein du plan du foramen magnum. (Figure 3) Ceci limite la chasse de LCS vers les espaces sous-arachnoïdiens (ESA) périmédullaires lors de la systole cardiaque. Des études ont démontré que cette sténose impacte la circulation des neurofluides dans l'AC. (26) Des études ont mesuré les vitesses du flux de LCS au cours d'un cycle cardiaque autour de la jonction craniospinale à l'aide de l'IRMCP. (27,28) Les vitesses maximales de LCS mesurées au sein de l'ESA antérieur au niveau du foramen Magnum sont diminuées chez les patients atteints d'une AC. (27) D'autres études ont mis en évidence des vitesses de LCS réduites au niveau cervical. (28) Shaffer et al ont observé un débit maximal systolique du LCS au niveau cervical plus élevé chez les volontaires sains que chez les patients ayant une AC. (13) Cependant, le volume de LCS déplacé au cours d'un cycle cardiaque à ce niveau est similaire entre les deux groupes. Cela signifie que l'augmentation de la résistance due à la descente des amygdales cérébelleuses peut affecter l'amplitude de la vitesse tout au long du cycle cardiaque sans impacter le débit de la même façon. (13) Une normalisation des vitesses d'écoulement du LCS est mise en évidence en post-opératoire. Il n'y a cependant pas de corrélation entre cette normalisation et la régression des symptômes dans les suites de la prise en charge. (13) Des études menées sur des patients témoins ont mis en évidence une absence de pulsatilité de la moelle allongée et des tonsilles cérébelleuses. Ainsi, le volume de LCS qui compense l'entrée de volume artériel en intracrânien lors de la systole cardiaque passe par le foramen magnum puis dans les espaces cervicaux périmédullaires sans obstacle et sans limitation de son passage.

(29) Comme précisé précédemment, dans la CMI, la réduction du plan de section transversal du foramen magnum représente une limitation du passage du volume de LCS vers les espaces cervicaux. Ce phénomène entraine une augmentation de la résistance à l'écoulement du LCS au niveau de cette surface. Il existe des altérations barométriques entre les espaces sous-arachnoïdiens intracrânien et extracrânien afin de préserver la pulsatilité du LCS nécessaire à l'homéostasie du système craniospinal. (30) Cette altération barométrique provoque un mouvement de pulsatilité à la fois des tonsilles cérébelleuses et de la moelle allongée lors du cycle cardiaque. (31) Cette pulsatilité peut être observée notamment en per opératoire notamment avec l'échographie per opératoire : on observe alors lors de la systole cardiaque un mouvement de descente des tonsilles et de la moelle allongée et leur ascension lors de la diastole cardiaque. (31) Cette pulsatilité tonsillaire permettrait de compenser une altération de
l'écoulement du LCS au niveau du trou occipital. (Figure 6) Le traitement chirurgical, décompression osseuse associée plus ou moins à une plastie de dure-mère, permettrait de diminuer la résistance à l'écoulement du LCS entre les ESA intracrâniens et extracrâniens. Cela permettrait ainsi une restauration des conditions barométriques physiologiques de part et d'autre du foramen magnum. (30)

<figure><img src="image_20.png" /></figure>

Figure 6 : Représentation schématique de l'altération de la dynamique du LCS dans l'anomalie d'Arnold Chiari de part et d'autre du foramen magnum. En raison de la ptose des tonsilles cérébelleuses qui réduit la surface d'écoulement du LCS vers les espaces sous arachnoïdiens périmédullaires, il existe une altération de l'hydrodynamique locale en regard du foramen magnum. La pulsatilité du LCS dans les espaces sous arachnoïdiens intracrâniens (en blanc) est transmise à la fois à la moelle allongée et aux tonsilles cérébelleuses (en jaune) puis aux espaces sous arachnoïdiens périmédullaires (en orange).

## E. Comparaison des patients symptomatiques et asymptomatiques

Des différences sont donc mises en évidence entre les patients ayant une AC symptomatique et les sujets témoins mais des études supplémentaires sont nécessaires pour rechercher une relation de cause à effet entre les paramètres hydrodynamiques et les aspects cliniques. (13) Hofkes et al ont comparé les patients ayant une AC symptomatique et ceux ayant une AC asymptomatique. Sur l'IRMCP observée en coupe sagittale comme axiale, la circulation du LCS semble d'avantage altérée chez les patients symptomatiques au niveau cervical. (32) Cette différence d'altération a permis dans cette étude de classer les patients en deux groupes : AC

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symptomatique et AC asymptomatique en se basant sur l'observation de leur IRMCP cervicale. Une diminution du flux de LCS dans l'ESA postérieur et une hyperactivité du flux de LCS observées sont notamment des critères qui ont permis de dissocier les patients. L'accord entre les pairs qui ont participé à l'étude est de 63% pour les patients symptomatiques et 44% pour les patients asymptomatiques. Une altération du flux chez les patients symptomatiques est observée avec une sensibilité de 76%. Tandis qu'une circulation du LCS non altérée est observée chez les patients asymptomatiques avec une spécificité de 62%. (32) Bien qu'une différence ait été mise en évidence lors de cette étude, il s'agit d'une approche qualitative. Des études quantitatives complémentaires sont nécessaires afin de comparer les patients ayant une AC asymptomatique et ceux ayant une AC symptomatique.

## F. Hypothèses de travail

L'altération de la circulation des neurofluides chez les patients atteins d'une AC pourraient être à l'origine de la genèse de la symptomatologie. Comme précisé précédemment, dans l'AC, la perturbation de la dynamique du LCS est principalement localisée de part et d'autre du foramen Magnum. De plus, il existe une perturbation de la dynamique du LCS au niveau du Foramen Magnum entrainant une pulsatilité des structures passant par ce plan de coupe. Nous émettons l'hypothèse qu'une dynamique différente du tronc cérébral au niveau du foramen magnum et du LCS de part et d'autre de ce plan de coupe entre les patients symptomatiques et ceux asymptomatiques pourrait permettre de mieux comprendre la physiopathologie de l'AC et son évolution clinique.

## G. Objectifs

L'objectif principal est de comparer quantitativement la dynamique des neurofluides entre une population de patient ayant une AC symptomatique et une population de patients ayant une AC asymptomatique.

L'objectif secondaire est de rechercher une différence de transmission de la pulsatilité intracrânienne vers les ESA périmédullaires en étudiant la réponse du LCS aux variations de volumes vasculaires intracraniennes.

<figure><img src="image_22.png" /></figure>
## II. Matériel et méthode

### A. Population

93 patients majeurs pris en charge au CHU d'Amiens pour une AC entre 2016 et le mois de mai 2024 ont été rétrospectivement inclus dans le protocole d'étude. Les caractéristiques de la population sont résumées dans le tableau 1. Chaque patient a bénéficié d'une IRM morphologique afin de pouvoir poser le diagnostic d'AC. En pratique clinique, au centre-hospitalo-universitaire (CHU) d'Amiens, tout patient ayant une AC radiologique bénéficie en complément d'une IRMCP lors du diagnostic. Les patients inclus ont été partagés en deux groupes de patients distincts : d'une part les patients symptomatiques (68 patients) et d'autre part les patients asymptomatiques (25 patients).

Les patients sont considérés comme asymptomatiques lorsque l'AC est découverte de manière fortuite au décours d'une imagerie cérébrale réalisée pour rechercher toute autre cause (traumatisme crânien notamment). Sont également considérés comme asymptomatiques les patients ayant des symptômes causés par un diagnostic différentiel déterminé (tel que des migraines étiquetées par un neurologue et soulagées par le traitement spécifique de ce diagnostic).

Les patients sont considérés comme symptomatiques lors qu'ils rapportent des symptômes en consultation de neurochirurgie pouvant être rattachés à l'AC sans autre diagnostic évident pouvant les expliquer. Des bilans complémentaires sont demandés par le neurochirurgien si un doute persiste lors du suivi quant à l'origine de la symptomatologie. Les symptômes pris en compte sont les céphalées (61 patients), les torticolis (16 patients), les atteintes médullaires telles que les paresthésies (25 patients), le syndrome d'apnée du sommeil objectivé par une polysomnographie (24 patients), les sensations vertigineuses subjectives rapportées par le patient (16 patients), un nystagmus (11 patients), les acouphènes (3 patients), les troubles de déglutition (18 patients). Parmi les patients symptomatiques, 25 ont été opérés par décompression seule ou associée à une plastie de dure-mère. Ils ont tous rapportés une amélioration au moins partielle de leur symptomatologie en post opératoire.

Les patients ayant une cause secondaire de ptose des tonsilles cérébelleuses, telle qu'une hypertension intracrânienne, ont été exclus de l'étude.

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<table><caption>Tableau 1 : Caractéristiques générales de la population. AC : Anomalie de Chiari.</caption><thead><tr><th></th><th>Patients AC<br>symptomatiques</th><th>Patients AC<br>asymptomatiques</th></tr></thead><tbody><tr><th scope="row">Nombre de patients</th><td>68</td><td>25</td></tr><tr><th scope="row">Sexe (homme/femme)</th><td>15/53</td><td>5/20</td></tr><tr><th scope="row">Age<br>(moyenne +/- écart type)</th><td>41.72 +/- 13.58</td><td>37.16 +/- 13.83</td></tr></tbody></table>

## B. Acquisition des séquences en IRM par contraste de phase

Chaque patient a bénéficié de séquences d'IRMCP complémentaires aux séquences d'IRM morphologiques au cours du diagnostic de l'AC. Cet examen fait partie intégrante de la démarche diagnostique dans notre centre. Il est ainsi réalisé en routine clinique.

L'acquisition de chaque plan de coupe dure 1 minute. Les caractéristiques des acquisitions en IRMCP sont résumées dans le tableau 2. Un monitorage du rythme cardiaque périphérique était mis en place afin de synchroniser les acquisitions IRM au rythme cardiaque. Afin d'assurer une synchronisation optimale, 32 phases ont été enregistrées pour reproduire un cycle cardiaque moyen.

<table><caption>Tableau 2 : Paramètres d'acquisition d'IRM par contraste de phase. FOV : field of view, TE : temps d'écho, TR : temps de répétition.</caption><thead><tr><th></th><th>IRMCP</th></tr></thead><tbody><tr><th scope="row">FOV (cm²)</th><td>14x14 or 16x16</td></tr><tr><th scope="row">Résolution (mm²)</th><td>0.6x0.6</td></tr><tr><th scope="row">Thickness (mm²)</th><td>2</td></tr><tr><th scope="row">Flip Angle (degree)</th><td>30</td></tr><tr><th scope="row">SENSE</th><td>1.5</td></tr><tr><th scope="row">TE (ms)</th><td>Minimum</td></tr><tr><th scope="row">TR (ms)</th><td>Minimum</td></tr><tr><th scope="row">Number of images</th><td>32</td></tr><tr><th scope="row">Acquisition time (s)</th><td>50 - 115</td></tr><tr><th scope="row">Number of images per cycle</th><td>32</td></tr></tbody></table>
Sur L'IRM morphologique ont été prédéfinis des plans passant en regard de zones d'intérêt. Dans l'objectif d'étudier la différence de dynamisme du LCS de part et d'autre du foramen magnum nous avons étudié le plan passant par les citernes prépontiques (CPP), le plan de coupe passant par le FM, et le plan de coupe passant par C2-C3. Les acquisitions d'IRMCP ont ensuite été réalisées en suivant ces plans. (Figure 7) L'acquisition est réalisée tout au long du cycle cardiaque permettant de dissocier la phase de systole avec un flux de LCS noir descendant vers les ESA périmédullaires en compensation de l'entrée du volume artérielle en intracrânien et la phase de diastole avec cette fois un flux de LCS blanc ascendant vers l'espace intracrânien en réponse avec la sortie du volume veineux équivalent au volume artériel précédemment entré. Par ailleurs en regard du plan de coupe du foramen Magnum, on observe également une pulsatilité du LCS mais aussi en partie des structures passant par ce foramen à savoir le tronc cérébral et les amygdales, aspect décrit dans la littérature comme expliqué en introduction. (30)

<figure><img src="image_24.png" /><figcaption>Figure 7 : Représentation des différents plans de coupes étudiés passant perpendiculairement à la circulation du LCS sur une IRM en coupe sagittale d'un patient ayant un diagnostic d'AC. A droite sont représentées les acquisitions obtenues en IRMCP des plans de coupes représentés. On observe une pulsatilité du LCS en regard des citernes prépontiques et de C2C3 entre la phase de systole avec un flux descendant apparaissant noir et la diastole avec un flux ascendant blanc. De la même façon, en regard du foramen magnum, on observe la pulsatilité du LCS mais également dans une certaine mesure une pulsatilité du tronc cérébral et de l'amygdale cérébelleuse. (CPP : citernes pré pontiques, FM : foramen Magnum)</figcaption></figure>
C. Analyse des séquences en IRM par contraste de phase

Les séquences d'IRMCP ont été analysées grâce au logiciel Flow développé au sein du CHU Amiens-Picardie. Sur chacune des coupes prédéfinies, une segmentation semi-automatique de la région d'intérêt où circule le neurofluide étudié est réalisée. (Figure 8)

<figure><img src="image_25.png" /></figure>

Figure 8 : Représentation des différentes étapes à partir de l'acquisition de l'imagerie en IRMCP jusqu'à l'obtention du volume oscillatoire du neurofluide étudié passant par le plan de coupe d'intérêt. Un plan de coupe est sélectionné à partir de l'IRM morphologique (ici C2C3). A l'aide d'un appareil IRM conventionnel, obtention des coupes en IRMCP passant par le plan de coupe C2C3. Les images sont ensuite traitées à l'aide du logiciel Flow. Une segmentation semi-automatique de la zone d'intérêt est réalisée permettant de sélectionner l'intégralité des voxels où circule le LCS en C2C3. Le logiciel réalise une première sélection qui est manuellement peaufinée. Le logiciel calcule à partir de cette sélection la courbe de débit du LCS passant par la coupe C2C3 au cours d'un cycle cardiaque. Intégration de cette courbe de débit afin d'obtenir le volume oscillatoire du LCS passant par C2C3 au cours d'un cycle cardiaque correspondant à la zone hachurée du graphique.
Chaque acquisition comporte 32 phases représentant 32 instants au cours d'un cycle cardiaque. Chaque voxel présente une intensité de signal qui varie au cours du cycle cardiaque. Cette intensité de signal caractérise la vitesse d'écoulement du fluide étudié et sa direction. En cas d'hyposignal, cela signe une direction d'écoulement craniocaudal. En cas d'hypersignal, cela signe une direction d'écoulement caudocranial.

Après la segmentation semi-automatique, nous connaissons pour chacune des 32 phases la vitesse d'écoulement moyen dans la région d'intérêt et la surface de cette région. En multipliant la vitesse de circulation du neurofluide par la surface du compartiment au cours du cycle cardiaque, le débit a pu être calculé. Nous obtenons par la suite une courbe démontrant les variations de débit du neurofluide étudié passant par la zone segmentée au cours d'un cycle cardiaque. (Figure 8)

Le logiciel intègre la valeur absolue des aires positives et négatives sous la courbe du débit du neurofluide au cours d'un cycle cardiaque. Le Volume oscillatoire (VO) du neurofluide (ou stroke volume en anglais) étudié correspond à la moyenne des valeurs absolues des deux volumes calculés. (Figure 8) (33)

Le processus est répété de manière identique pour chaque coupe acquise en IRMCP et pour chaque neurofluide étudié.

Ainsi, le VO du LCS au niveau cervical (VOC2C3), au niveau des citernes prépontiques (VOCPP), ainsi qu'au niveau du foramen Magnum (VOFM) et le volume oscillatoire du tronc cérébral (VOtronc) ont pu être mesurés.

Le VO du compartiment vasculaire intracrânien (VOvasc) a été mesuré sur des coupes d'IRMCP intracraniennes permettant de mesurer les entrées artérielles et les sorties veineuses au sein de la boîte crânienne. La coupe d'IRMCP prend donc en compte d'une part le tronc basilaire et les deux artères carotides internes pour le versant artériel entrant, d'autre part elle prend en compte le sinus droit et le sinus sagittal supérieur correspondant aux sorties veineuses. (Figure 9) Or, ces sinus ne drainent pas tout le système veineux. Il existe des veines périphériques, telles que la veine faciale ou les veines épidurales qui sont également impliquées dans le drainage veineux intracrânien. Comme expliqué plus haut, le volume artériel entrant est compensé par un volume veineux équivalent. Un facteur de correction veineuse appelé α est donc calculé, égal à : (moyenne du débit sanguin artériel) / (la moyenne du débit sanguin mesuré). Lorsque ce facteur α est égal à 1, le drainage veineux est exclusivement jugulaire. Lors que le facteur est supérieur à 1, il démontre l'importance des voies de drainage veineux accessoires. Le VOvasc

<figure><img src="image_26.png" /></figure>
est donc calculé comme le volume oscillatoire artérioveineux intracrânien par intégration de la courbe de débit artérioveineuse au cours d'un cycle cardiaque en prenant en compte le débit artériel entrant et le débit veineux corrigé sortant.

<figure><img src="image_27.png" /></figure>

Figure 9 : Représentation du plan de coupe intracrânien permettant d'étudier les entrées artérielles et sorties veineuses associée à la coupe correspondante à gauche en IRMCP permettant de mesurer le Volume oscillatoire vasculaire intracrânien au cours d'un cycle cardiaque. Le volume de sang veineux correspond à la somme des volumes passant par le sinus droit et le sinus sagittal supérieur. Le volume de sang artériel correspond à la somme du volume passant au sein des deux carotides internes et du tronc basilaire. On observe le flux artériel entrant caudocranial en hypersignal et le flux veineux sortant, craniocaudal en hyposignal.

En résumé, les différents paramètres étudiés sont :

- VO CPP : Volume oscillatoire du LCS passant en regard des citernes prépontiques au cours d'un cycle cardiaque.

- VO FM : Volume oscillatoire du LCS passant en regard du Foramen Magnum au cours d'un cycle cardiaque.

- VO tronc : Volume oscillatoire du tronc cérébral qui oscille à travers le plan du Foramen Magnum au cours d'un cycle cardiaque.

- VO FM + tronc : Somme du Volume oscillatoire du LCS au cours d'un cycle cardiaque passant au niveau du Foramen Magnum et du volume oscillatoire du tronc cérébral au cours d'un cycle cardiaque, permettant de prendre en compte l'ensemble des oscillations en regard de la ptose des amygdales cérébelleuses.

- VO vasc : Volume oscillatoire artérioveineux intracrânien au cours d'un cycle cardiaque prenant à la fois en compte l'oscillation artérielle et veineuse corrigée comme expliqué ci-dessus.
D. Statistiques

Les analyses statistiques ont été réalisées à l'aide de la plateforme Jamovi.

Le test de Shapiro Wilk a été appliqué sur les données des deux groupes, et celles-ci ne suivent pas une loi normale des tests non paramétriques ont donc été utilisés pour analyser les données.

Le test U de Mann-Whitney a été appliqué pour comparer les données entre le groupe de patients AC symptomatiques et le groupe de patients AC asymptomatiques.

Le test des rangs signés de Wilcoxon a été appliqué pour comparer la distribution des données au sein du groupe AC asymptomatiques celles-ci étant appariées. La même méthode a été utilisée pour comparer les données au sein du groupe de patients AC symptomatiques. Dans les deux cas un test unilatéral a été appliqué, l'hypothèse alternative est que la valeur H1 est supérieure à la valeur H2.

Une analyse des corrélations a été réalisée entre les données des deux groupes. Le test de Spearman a été appliqué puisque la distribution ne suit pas une loi normale.

Les données sont considérées comme statistiquement significatives pour un $p \le 0,05$.
# III. Résultats

## A. Comparaison des données hydrodynamiques entre les deux groupes de patients

Les VO du LCS passant par les différentes zones d'intérêt ont été comparés entre le groupe de patients ayant une AC symptomatique et le groupe de patients ayant une AC asymptomatique. Les VO du LCS passant en regard des citernes prépontiques, du Foramen Magnum, du tronc cérébral, du niveau cervical C2C3 ne sont pas statistiquement différents entre les deux groupes de patients. (Tableau 3) La somme du VO du LCS passant par le foramen Magnum et le tronc cérébral a également été comparée entre les deux groupes de patients sus-cités. Il n'y a pas de différence statistiquement significative mise en évidence entre les deux groupes (p>0.5). (Tableau 3)

<table><thead><tr><td>Volume oscillatoire (µL/CC)</td><td>AC symptomatique Moyenne +/- écart type</td><td>AC asymptomatique Moyenne +/- écart type</td><td>U</td><td>p</td></tr></thead><tbody><tr><td>VO<sub>cpp</sub></td><td>396 +/- 195</td><td>374 +/- 191</td><td>698</td><td>0.658</td></tr><tr><td>VO<sub>FM</sub></td><td>473 +/- 222</td><td>482 +/- 271</td><td>389</td><td>0.869</td></tr><tr><td>VO<sub>tronc</sub></td><td>211 +/- 145</td><td>149 +/- 121</td><td>301</td><td>0.117</td></tr><tr><td>VO<sub>C2C3</sub></td><td>585 +/- 195</td><td>539 +/- 223</td><td>702</td><td>0.201</td></tr><tr><td>VO<sub>FM+tronc</sub></td><td>695 +/- 243</td><td>651 +/- 221</td><td>304</td><td>0.492</td></tr></tbody></table>

Tableau 3 : Comparaison des Volumes oscillatoires du LCS passant en regard des différents plans de coupe étudiés entre les patients ayant une AC symptomatique d'une part et une AC asymptomatique d'autre part. Un test U de Mann Whitney est appliqué pour chaque valeur. Les valeurs sont statistiquement significatives pour un $p \le 0.05$. VO : Volume oscillatoire en µL/CC, CPP : citernes pré pontiques, FM : foramen Magnum, CC : cycle cardiaque.

## B. Analyse hydrodynamique craniospinale intra-groupes

### B.1. Patients ayant une AC symptomatique

Les volumes oscillatoires du LCS autour de la ptose des amygdales cérébelleuses ont été comparés au sein du groupe de patient ayant une AC symptomatique.

Le VO du LCS passant par les citernes pré pontiques est statistiquement supérieur au VO<sub>tronc</sub> (p < 0.05). (Tableau 4) Le VO<sub>FM</sub> est statistiquement supérieur au VO<sub>CPP</sub> et au VO<sub>tronc</sub> (p < 0.05).
Le VO<sub>C2C3</sub> est statistiquement supérieur au VO du LCS au niveau des CPP, du FM et du tronc cérébral (p < 0.05). (Tableau 4) La somme des VO du LCS au niveau du FM et du tronc cérébral est statistiquement supérieure à l'ensemble des plans de coupe étudiés c'est-à-dire à la fois le VO du LCS au niveau de CPP et de C2C3, ainsi que du tronc et du FM pris isolément. (p < 0.001). (Tableau 4)

<table><thead><tr><th>H1<br>(µL/CC)</th><th>H2<br>(µL/CC)</th><th>W</th><th>p</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="4">VO<sub>CPP</sub></td><td>VO<sub>FM</sub></td><td>224.5</td><td>0.999</td></tr><tr><td>VO<sub>tronc</sub></td><td>957.5</td><td><strong>&lt;.001</strong></td></tr><tr><td>VO<sub>C2C3</sub></td><td>84.5</td><td>1.000</td></tr><tr><td>VO<sub>FM + tronc</sub></td><td>43.0</td><td>1.000</td></tr><tr><td rowspan="4">VO<sub>C2C3</sub></td><td>VO<sub>CPP</sub></td><td>1806.5</td><td><strong>&lt;.001</strong></td></tr><tr><td>VO<sub>FM</sub></td><td>1045.5</td><td><strong>&lt;.001</strong></td></tr><tr><td>VO<sub>tronc</sub></td><td>1307.5</td><td><strong>&lt;.001</strong></td></tr><tr><td>VO<sub>FM + tronc</sub></td><td>250.0</td><td>0.999</td></tr><tr><td rowspan="4">VO<sub>tronc</sub></td><td>VO<sub>CPP</sub></td><td>170.5</td><td>1.000</td></tr><tr><td>VO<sub>FM</sub></td><td>86.0</td><td>1.000</td></tr><tr><td>VO<sub>C2C3</sub></td><td>18.5</td><td>1.000</td></tr><tr><td>VO<sub>FM + tronc</sub></td><td>0.0</td><td>1.000</td></tr><tr><td rowspan="4">VO<sub>FM</sub></td><td>VO<sub>CPP</sub></td><td>765.5</td><td><strong>&lt;.001</strong></td></tr><tr><td>VO<sub>tronc</sub></td><td>949.0</td><td><strong>&lt;.001</strong></td></tr><tr><td>VO<sub>C2C3</sub></td><td>229.5</td><td>1.000</td></tr><tr><td>VO<sub>FM + tronc</sub></td><td>0.0</td><td>1.000</td></tr><tr><td rowspan="4">VO<sub>FM + tronc</sub></td><td>VO<sub>CPP</sub></td><td>860.0</td><td><strong>&lt;.001</strong></td></tr><tr><td>VO<sub>FM</sub></td><td>1035.0</td><td><strong>&lt;.001</strong></td></tr><tr><td>VO<sub>tronc</sub></td><td>1035.0</td><td><strong>&lt;.001</strong></td></tr><tr><td>VO<sub>C2C3</sub></td><td>831.0</td><td><strong>&lt;.001</strong></td></tr></tbody></table>

Tableau 4 : Comparaison des volumes oscillatoires du LCS passant par les différents plans de coupes étudiés chez les patients ayant une AC symptomatique. Le test des rangs signés de Wilcoxon est appliqué avec une hypothèse unilatérale, valeur H1 > H2. La valeur statistique est notée *W*, les valeurs sont statistiquement significatives pour un *p* ≤ 0.05. *VO* : Volume Oscillatoire en µL/CC, *CPP* : citernes pré pontiques, *FM* : Foramen Magnum, *CC* : cycle cardiaque.

## B.2. Patients ayant une AC asymptomatique

Les volumes oscillatoires du LCS ont ensuite été comparé au niveau des mêmes zones d'intérêts que précédemment, chez les patients ayant une AC asymptomatique. (Tableau 5)
Le VO CPP est statistiquement supérieur au VO tronc (p = 0.005). Le volume oscillatoire du LCS au niveau cervical C2C3 est statistiquement supérieur au VO du LCS passant en regard des CPP, du FM et du tronc (p < 0.05). Aucune supériorité statistique n'est mise en évidence concernant le VO du tronc cérébral. Le volume oscillatoire du FM est statistiquement supérieur au VO CPP et au VO tronc. La somme du VO du LCS passant au niveau du FM et du tronc cérébral est statistiquement supérieure aux VO du LCS cervical C2C3 et du LCS des CPP. Elle est également supérieure au VO du tronc et du FM analysés isolément. (Tableau 5)

<table><thead><tr><th>H1<br>(µL/CC)</th><th>H2<br>(µL/CC)</th><th>W</th><th>p</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="4">VO CPP</td><td>VO FM</td><td>1.00</td><td>1.000</td></tr><tr><td>VO tronc</td><td>117.00</td><td><strong>0.005</strong></td></tr><tr><td>VO C2C3</td><td>11.00</td><td>1.000</td></tr><tr><td>VO FM + tronc</td><td>0.00</td><td>1.000</td></tr><tr><td rowspan="4">VO C2C3</td><td>VO CPP</td><td>289.00</td><td><strong>&lt;.001</strong></td></tr><tr><td>VO FM</td><td>105.50</td><td><strong>0.028</strong></td></tr><tr><td>VO tronc</td><td>136.00</td><td><strong>&lt;.001</strong></td></tr><tr><td>VO FM + tronc</td><td>18.50</td><td>0.991</td></tr><tr><td rowspan="4">VO tronc</td><td>VO CPP</td><td>19.00</td><td>0.996</td></tr><tr><td>VO FM</td><td>9.00</td><td>0.997</td></tr><tr><td>VO C2C3</td><td>0.00</td><td>1.000</td></tr><tr><td>VO FM + tronc</td><td>0.00</td><td>1.000</td></tr><tr><td rowspan="4">VO FM</td><td>VO CPP</td><td>119.00</td><td><strong>&lt;.001</strong></td></tr><tr><td>VO tronc</td><td>96.00</td><td><strong>0.003</strong></td></tr><tr><td>VO C2C3</td><td>30.50</td><td>0.975</td></tr><tr><td>VO FM + tronc</td><td>0.00</td><td>1.000</td></tr><tr><td rowspan="4">VO FM + tronc</td><td>VO CPP</td><td>120.00</td><td><strong>&lt;.001</strong></td></tr><tr><td>VO FM</td><td>105.00</td><td><strong>&lt;.001</strong></td></tr><tr><td>VO tronc</td><td>105.00</td><td><strong>&lt;.001</strong></td></tr><tr><td>VO C2C3</td><td>101.50</td><td><strong>0.010</strong></td></tr></tbody></table>

Tableau 5 : Comparaison des volumes oscillatoires du LCS passant par les différents plans de coupes étudiés chez les patients ayant une AC asymptomatique. Le test des rangs signées de Wilcoxon est appliqué avec une hypothèse unilatérale, valeur H1 > H2. Les valeurs sont statistiquement significatives pour un p ≤ 0.05. VO : Volume Oscillatoire en µL/CC, CPP : citernes pré pontiques, FM : Foramen Magnum CC : cycle cardiaque.
## B.3. Analyse des corrélations hydrodynamiques intra-groupes

Les corrélations des différents volumes oscillatoires du LCS ont été analysées au sein du groupe de patients ayant une AC symptomatique puis au sein du groupe de patients ayant une AC asymptomatique. Les différentes données sont résumées dans le tableau 6.

Au sein des deux groupes de patients, le volume oscillatoire des citernes pré pontiques est positivement corrélé au volume oscillatoire du LCS au niveau cervical, au niveau du foramen Magnum et au niveau de la somme du FM et du tronc (p < 0.05). On observe également dans chaque groupe une corrélation statistiquement positive entre le volume oscillatoire du LCS au niveau du foramen Magnum et le volume oscillatoire du LCS en C2C3 et de la somme du FM et du tronc (p < 0.05). Le volume oscillatoire du LCS au niveau cervical est également significativement corrélé positivement à la somme des volumes oscillatoires du tronc cérébral et du foramen Magnum (p < 0.05). Cette analyse est observée chez les deux groupes de patients. (Tableau 6)

Il n'y a pas de corrélation statistiquement significative entre les volumes oscillatoires du tronc et du foramen Magnum, du tronc et de la somme des volumes oscillatoire du foramen Magnum et du tronc, du tronc et du LCS cervical en C2C3. Il n'y a pas de corrélation statistiquement significative entre le volume oscillatoire du tronc et celui du LCS des citernes pré pontiques. Ces analyses sont objectivées dans les deux groupes de patients. (Tableau 6)

<table><thead><tr><th rowspan="2">VO (µL/CC)</th><th colspan="3">Patients AC symptomatique</th><th colspan="3">Patients AC asymptomatique</th></tr><tr><th>Rho</th><th>p</th><th>Graphique</th><th>Rho</th><th>p</th><th>Graphique</th></tr></thead><tbody><tr><td>CPP vs C2C3</td><td>0.58</td><td>&lt;0.001</td><td></td><td>0.74</td><td>&lt;0.001</td><td></td></tr><tr><td>CPP vs tronc</td><td>-0.25</td><td>0.096</td><td></td><td>-0.49</td><td>0.054</td><td></td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_28.png" /></figure>
<table><thead><tr><th rowspan="2">VO (µL/CC)</th><th colspan="3">Patients AC symptomatique</th><th colspan="3">Patients AC asymptomatique</th></tr><tr><th>Rho</th><th>p</th><th>Graphique</th><th>Rho</th><th>p</th><th>Graphique</th></tr></thead><tbody><tr><td>CPP vs FM</td><td>0.43</td><td><strong>0.003</strong></td><td>VO FM<br>VO CPP</td><td>0.92</td><td><strong>&lt;0.001</strong></td><td>VO FM<br>VO CPP</td></tr><tr><td>CPP vs FM+trone</td><td>0.35</td><td><strong>0.022</strong></td><td>VO FM+trone<br>VO CPP</td><td>0.79</td><td><strong>&lt;0.001</strong></td><td>VO FM+trone<br>VO CPP</td></tr><tr><td>Trone vs FM</td><td>-0.22</td><td>0.143</td><td>VO trone<br>VO FM</td><td>-0.51</td><td>0.054</td><td>VO trone<br>VO FM</td></tr><tr><td>Trone vs FM+trone</td><td>0.25</td><td>0.097</td><td>VO FM+trone<br>VO trone</td><td>-0.16</td><td>0.576</td><td>VO FM+trone<br>VO trone</td></tr><tr><td>Trone vs C2C3</td><td>-0.11</td><td>0.429</td><td>VO trone<br>VO C2C3</td><td>-0.11</td><td>0.697</td><td>VO trone<br>VO C2C3</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_29.png" /></figure>

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<figure><img src="image_38.png" /></figure>
<table><thead><tr><th rowspan="2">VO (µL/CC)</th><th colspan="3">Patients AC symptomatique</th><th colspan="3">Patients AC asymptomatique</th></tr><tr><th>Rho</th><th>p</th><th>Graphique</th><th>Rho</th><th>p</th><th>Graphique</th></tr></thead><tbody><tr><td>FM vs FM+trone</td><td>0.85</td><td>&lt;0.001</td><td></td><td>0.89</td><td>&lt;0.001</td><td></td></tr><tr><td>FM vs C2C3</td><td>0.57</td><td>&lt;0.001</td><td></td><td>0.77</td><td>&lt;0.001</td><td></td></tr><tr><td>C2C3 vs FM+trone</td><td>0.60</td><td>&lt;0.001</td><td></td><td>0.83</td><td>&lt;0.001</td><td></td></tr></tbody></table>

Tableau 6 : Analyse des corrélations du LCS chez les patients ayant une Anomalie de Chiari symptomatique et ceux ayant une anomalie de Chiari asymptomatique. VO : Volume oscillatoire en µL/CC, AC : Anomalie de Chiari, CPP : citernes pré pontiques, FM : Foramen Magnum, CC : cycle cardiaque. Les données sont statistiquement significatives pour un p ≤ 0.05.
C. Interactions hémohydrodynamiques craniospinales

Les corrélations entre le VO du LCS passant par les plans de coupes d'intérêts et le VO vasculaire intracrânien ont été analysées chez les patients ayant une AC symptomatique et ceux ayant une AC asymptomatique. Les résultats sont présentés dans le tableau 6. Il existe une corrélation positive statistiquement significative du VO du LCS passant par C2C3 par rapport au VO<sub>vasc</sub>, la fois chez les patients AC symptomatiques et ceux asymptomatiques (p<0.05).

Il existe une corrélation positive statistiquement significative du VO du LCS passant par les citernes prépontiques et le Foramen Magnum par rapport au VO<sub>vasc</sub> chez les patients ayant une AC symptomatique (p < 0.05). Ces corrélations ne sont pas observées chez les patients ayant une AC asymptomatique. (Tableau 7) De même, la somme des volumes oscillatoires du tronc cérébral et du Foramen Magnum est positivement corrélée au VO vasculaire intracrânien chez les patients symptomatiques, tandis que cette corrélation n'est pas statistiquement significative chez les patients asymptomatiques.

<table><thead><tr><th>VO<sub>vasc</sub> (µL/CC)</th><th>Spearman</th><th>VO<sub>CPP</sub></th><th>VO<sub>FM</sub></th><th>VO<sub>tronce</sub></th><th>VO<sub>FM+tronce</sub></th><th>VO<sub>C2C3</sub></th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="2">AC symptomatique</td><td>Rho</td><td>0.501</td><td>0.318</td><td>-0.156</td><td>0.314</td><td>0.578</td></tr><tr><td>p</td><td><strong>&lt; 0.001</strong></td><td><strong>0.03</strong></td><td>0.30</td><td><strong>0.04</strong></td><td><strong>&lt; 0.001</strong></td></tr><tr><td rowspan="2">AC asymptomatique</td><td>Rho</td><td>0.346</td><td>0.152</td><td>-0.180</td><td>0.261</td><td>0.434</td></tr><tr><td>p</td><td>0.10</td><td>0.58</td><td>0.51</td><td>0.35</td><td><strong>0.03</strong></td></tr></tbody></table>

Tableau 7 : Analyse de la corrélation du VO du LCS en regard des différents plans de coupes d'intérêts par rapport au volume oscillatoire vasculaire intracrânien chez les patients ayant une anomalie de Chiari symptomatique et asymptomatique. AC : anomalie de Chiari, VO : Volume Oscillatoire en µL/CC. CPP : citernes prépontiques, FM : Foramen Magnum, VO<sub>vasc</sub> : volume oscillatoire vasculaire intracrânien. Les résultats sont statistiquement significatifs pour un p ≤ 0.05.
# IV. Discussion

L'objectif de cette étude était de comparer la dynamique du LCS de part et d'autre de la ptose des amygdales cérébelleuses entre les patients symptomatiques et ceux asymptomatiques. L'objectif secondaire était également de comparer le dynamisme de la transmission de la pulsatilité du LCS entre l'espace intracrânien et l'espace extracrânien en réponse avec le compartiment artérioveineux qui varie au cours du cycle cardiaque. Ces objectifs ont pour but de mieux comprendre la genèse de la symptomatologie dans l'AC.

Les résultats de cette étude ne mettent pas en évidence de différence statistiquement significative sur le plan de la dynamique du LCS entre les deux groupes de patients. Néanmoins, les interactions hémo-hydrodynamiques sont différentes en fonction du caractère symptomatique ou asymptomatique.

## A. Comparaisons entre les deux groupes de patients

Notre étude portait initialement sur la comparaison du fonctionnement hydrodynamique entre les patients ayant une AC symptomatique et les patients ayant une AC asymptomatique dans le but de mieux comprendre la genèse de la symptomatologie dans ce contexte.

Il n'y a pas de différence mise en évidence entre les deux groupes de patients lorsqu'on compare indépendamment chaque Volume oscillatoire du LCS. La symptomatologie clinique des patients ne semble donc pas liée à une différence de dynamique du LCS lorsqu'il est étudié seul.

Tel que mentionné plus haut, la pulsatilité du LCS est transmise entre les espaces sous-arachnoïdiens intracraniens vers les espaces périmédullaires cervicaux en passant par le foramen Magnum, lieu même où la ptose des amygdales cérébelleuses réduit la surface d'écoulement du LCS. Il est important d'analyser les interactions entre les différents compartiments de LCS (ESA intracraniens, FM et ESA cervicaux).

Dans nos populations, nous n'avons pas trouvé de diminution de la dynamique du LCS mesurée au niveau cervical supérieur par rapport à une population témoin issue de la littérature (23). Nous expliquons cela par le fait que la pulsatilité retrouvée au niveau cervical ne provient donc pas directement des flux restreints de LCS au niveau du foramen magnum mais également d'une

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pulsatilité supplémentaire anormale de la moelle allongée et des tonsilles cérébelleuses (29) à travers le foramen magnum. Ces structures parenchymateuses ont présenté des mouvements synchronisés et dans le même ordre que l'amplitude de pulsatilité du LCS mesurée au niveau cervical. La « compliance mobile » nécessaire à l'homéostasie des flux vasculaires intracraniens, la moelle allongée et les tonsilles cérébelleuses contribuent à la régulation de la pression intracrânienne. Ces mouvements anormaux non physiologiques des tissus parenchymateux peuvent entraîner des contraintes mécaniques et devenir symptomatiques.

## B. Comparaison de la dynamique du LCS au sein de chaque groupe

Notre analyse intra groupe permet de comparer les volumes oscillatoires du LCS entre les différents compartiments hydrodynamiques autour du foramen magnum. Cela permet ainsi de comprendre la transmission de la pulsatilité du LCS entre les ESA intracraniens et cervicaux et ainsi que la pulsatilité du LCS et des tonsilles au niveau du FM.

Les analyses intra groupes ont permis d'observer un schéma de transmission identique entre les deux groupes de patients. En effet, au sein des deux groupes de patients, le volume oscillatoire du LCS augmente entre l'espace intracrânien, et le foramen Magnum, puis augmente encore au niveau cervical. On a donc une augmentation de la pulsatilité du LCS de l'espace intracrânien vers l'espace extracrânien, ceci permettant de palier l'augmentation de la résistance à l'écoulement du LCS dans l'AC en raison de la restriction de surface du foramen Magnum par la ptose des tonsilles cérébelleuses. Ce schéma est identique entre les deux groupes de patients.

Il est à noter que le volume oscillatoire du tronc cérébral est le plus faible des volumes oscillatoires étudiés. Néanmoins, ce VO est complémentaire de la pulsatilité du LCS au niveau du FM. Ainsi, la pulsatilité globale des éléments du foramen Magnum (tonsilles + LCS) est supérieure à la fois à l'étage intracrânien et l'étage extracrânien. Il semble donc que la pulsatilité du tronc cérébral observée dans l'AC permette de majorer la pulsatilité du LCS au niveau de l'emplacement de la ptose des tonsilles pour palier l'augmentation de la résistance à l'écoulement du LCS à cet endroit. La présence d'une pulsatilité des tonsilles associée à la pulsatilité du LCS est un mécanisme de compensation.

Ce schéma est observé dans le groupe AC symptomatique et dans celui AC asymptomatique.

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C. Corrélations du LCS

Nous avons observé une variation de la pulsatilité en fonction du compartiment étudié. Une analyse de corrélations de la pulsatilité entre les différents compartiments permet de comprendre les interactions entre ces compartiments et de déterminer si leurs comportements dynamiques sont liés. Dans notre analyse de corrélations des paramètres hydrodynamiques, nous avons pu observer qu'il existait une corrélation positive de la pulsatilité des différents compartiments. Seule la pulsatilité des tonsilles ne présente pas de corrélation avec les autres compartiments. Cela montre les interactions entre les différents compartiments et par conséquent l'efficience de la transmission de la pulsatilité que nous observons. Ces interactions sont résumées dans la figure ci-dessous. (Figure 10)

<figure><img src="image_41.png" /></figure>

Figure 10 : Représentation schématique des interactions du LCS mises en évidence dans l'étude. Les corrélations significatives sont représentées par les flèches bleues et oranges et le signe positif. Les doubles flèches blanches représentent les différents plans étudiés : le LCS des citernes prépontiques au niveau intracrânien, le LCS et le tronc cérébral au niveau du Foramen Magnum, et le LCS cervical au niveau C2C3. Il existe une corrélation positive entre le LCS intracrânien et le LCS du foramen Magnum, ainsi qu'entre le LCS du foramen Magnum et le LCS cervical traduisant une transmission de la pulsatilité du LCS de l'espace intracrânien à l'espace extracrânien. Il existe également une corrélation positive entre l'espace intracrânien et la somme de la pulsatilité du LCS du foramen Magnum et celle du tronc cérébral (symbolisé par l'encadrement orangé). Cette corrélation est également retrouvée entre cette somme et l'espace extracrânien. Il existe donc également à ce niveau cette transmission de la pulsatilité du LCS. Ce fonctionnement semble identique entre les patients symptomatiques et ceux asymptomatiques.

<figure><img src="image_42.png" /></figure>
L'analyse des paramètres hydrodynamiques n'est pas discriminante du contexte symptomatique des patients présentant une AC. La transmission de la pulsatilité du LCS entre l'espace intracrânien et extracrânien semble identique entre les deux groupes de patients.

L'hydrodynamique est un phénomène passif et répondant à des contraintes barométriques secondaires aux variations de volume vasculaire. En effet, au cours d'un cycle cardiaque, il existe des modifications du volume vasculaire intracrânien devant la désynchronisation de la systole artérielle et de la systole veineuse. Cette variation de volume vasculaire intracrânien est variable. Il faut analyser les paramètres hydrodynamiques en fonction de l'origine de cette pulsatilité et donc en fonction de la pulsatilité vasculaire.

## D. Corrélations du VO du LCS par rapport au VO<sub>vasc</sub>

L'étude des corrélations entre le VO du LCS par rapport au VO vasculaire intracrânien a permis de mettre en évidence une réponse positive du LCS aux variations artérioveineuses intracraniennes chez les patients ayant une AC symptomatique. Ces réponses ne sont pas observées chez les patients ayant une AC asymptomatique notamment au niveau des citernes prépontiques et du foramen Magnum.

Chez les patients symptomatiques, il existe une corrélation positive entre la pulsatilité vasculaire et les différents paramètres hydrodynamiques étudiés. L'hydrodynamique dépend donc de la pulsatilité vasculaire chez ces patients.

Chez les patients asymptomatiques, ces réponses du LCS par rapport aux variations artérioveineuses intracraniennes ne sont pas observées. Il semble donc exister un autre système permettant de répondre aux variations artérioveineuses intracraniennes. Il semble que les patients ayant une AC symptomatique majorent la contribution du LCS pour compenser les variations de volume artérioveineux au cours du cycle cardiaque, mécanisme qui n'est pas mis en évidence chez les patients asymptomatiques.

En 2000, Pinna et al (34) ont utilisé l'IRMCP chez des patients présentant une AC afin d'étudier l'impact de la durée des phases systoliques et diastoliques des oscillations de LCS sur la genèse d'une cavité syringomyélique. Cette étude n'a rapporté que cette notion de temps sans quantifier la pulsatilité de LCS et n'a pas étudié l'hémodynamique craniospinale. Il existait une augmentation de la durée de la phase systolique de la dynamique du LCS chez les patients présentant un syrinx. Cette notion temporelle nous permet d'approcher l'impact vasculaire dans

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les AC. Il semble donc exister un impact de l'hémodynamique sur la globalité du système craniospinal chez les patients présentant une AC.

Dans l'AC, la dynamique du LCS est altérée par la ptose des amygdales cérébelleuses qui réduit la surface d'écoulement du LCS et augmente donc la résistance à l'écoulement de ce neurofluide vers les espaces périmédullaires. Les patients symptomatiques semblent utiliser la dynamique du LCS afin de compenser les variations de volumes artérioveineux au cours d'un cycle cardiaque. Or, la dynamique du LCS est altérée, ce système déséquilibré pourrait expliquer la genèse d'une symptomatologie chez ces patients. Tandis que chez les patients asymptomatiques, nous ne retrouvons pas cette réponse du LCS aux variations vasculaires intracraniennes. Comme la dynamique du LCS est altérée par la ptose des amygdales cérébelleuses, il semblerait que les patients asymptomatiques mettent en place des systèmes secondaires différents pour maintenir l'équilibre de la dynamique des neurofluides au cours du cycle cardiaque permettent de palier l'augmentation de la résistance à l'écoulement du LCS. D'autres moyens de compensation aux contraintes vasculaires sont potentiellement présents chez les patients asymptomatiques.

Le lien entre altération hémodynamique et altération hydrodynamique (drainage veineux) a déjà été établit dans de nombreuses pathologies (hypertension intracrânienne « idiopathique », hydrocéphalie chronique)(35-39). Une perturbation de ce drainage veineux n'a pas été exploré dans les AC mais pourrait permettre une approche différente vers une nouvelle compréhension physiopathologique.

## E. Limites de l'étude

Dans cette étude, les patients sont déclarés symptomatiques de l'AC lors de la consultation avec le neurochirurgien. Le neurochirurgien lors de l'interrogatoire liste les plaintes du patient qui sont communément décrites dans l'AC. Une minorité de patients ont été opérés parmi les patients symptomatiques inclus en raison notamment de l'inclusion récente de certains patients. Les patients opérés inclus ont tous déclaré une amélioration partielle ou complète de leur symptomatologie permettant d'affirmer l'imputabilité de la symptomatologie à l'AC.

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Le recueil des symptômes des patients ne repose pas sur des questionnaires systématiques lors de la consultation, aussi il n'existe pas de recueil exhaustif des plaintes pour chaque patient dans ce travail.

Le groupe de patients ayant un AC asymptomatique représente un effectif beaucoup plus faible que le groupe de patients ayant une AC symptomatique. Les absences de corrélations statistiquement significatives peuvent notamment s'expliquer par un manque de puissance dans le groupe de patients asymptomatiques. Il semble nécessaire de poursuivre le recrutement de patients dans une prochaine étude afin de confirmer ou d'infirmer ces résultats.

Notre analyse comprend une analyse des variations de volume au cours d'un cycle cardiaque et ne prend pas en compte la répartition temporelle de la systole de chaque compartiment. En effet, 2 compartiments présentant une pulsatilité globale donnée sur un cycle cardiaque peuvent avoir un effet synergique lorsqu'ils sont en phase ou au contraire antagoniste lorsqu'ils sont en opposition de phase. Il faut tenir compte de ces paramètres et intégrer une analyse temporelle à notre étude.

Nous nous sommes intéressés dans cette étude à la réponse du LCS par rapport aux mouvements artérioveineux intracraniens. Or, il est possible d'étudier la dynamique artérioveineuse extracrânienne grâce à une acquisition en IRMCP cervicale permettant d'étudier les entrées artérielles par les carotides et les sorties veineuses par les veines jugulaires. Il semble dans un second temps intéressant d'étudier si nous retrouvons les mêmes relations entre le LCS et la dynamique artérioveineuse extracrânienne.

Dans cette étude, lors des différentes acquisitions en IRMCP, la synchronisation avec la fois la respiration et le rythme cardiaque n'est pas prise en compte. Un logiciel est développé au CHU d'Amiens afin de pouvoir mettre cette technique en place.

## F. Perspectives

Cette étude est une étude ayant permis la mise en place d'un protocole de recherche ayant débuté récemment au CHU Amiens-Picardie (AOL 2023, HYDRI-C; Emergence 2023; NEUROFLUX-C). Dans le cadre de ce protocole, nous répondrons aux différentes limites discutées précédemment.

Dans une prochaine étude nous ajouterons l'analyse de la relation entre l'hydrodynamique et le compartiment vasculaire extracrânien.

<figure><img src="image_45.png" /></figure>
V. Conclusion

L'étude de la dynamique des neurofluides par des méthodes de mesure quantitatives peut
permettre de mieux comprendre l'impact de la ptose des tonsilles cérébelleuses sur les
altérations de la dynamique du LCS dans l'anomalie de Chiari. L'analyse de la dynamique des
neurofluides par IRM par contraste de phase est une technique permettant une compréhension
de l'homéostasie volumétrique, reflet de l'homéostasie barométrique. Des études
complémentaires permettront d'approcher les mécanismes physiopathologiques des AC en
particulier des interactions hémo-hydrodynamiques qui présentent une altération différente en
fonction du contexte symptomatique du patient.
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<figure><img src="image_48.png" /></figure>
**Introduction** : L'Anomalie d'Arnold Chiari est une entité définie radiologiquement par la ptose des amygdales cérébelleuses en dessous du plan du Foramen Magnum. La physiopathologie de cette anomalie reste mal comprise. La présence ou l'absence de symptômes chez certains patients reste inexpliquée. La dynamique des neurofluides au cours du cycle cardiaque est altérée chez les patients ayant une anomalie de Chiari. L'étude quantitative de cette dynamique pourrait permettre de mettre en évidence des différences entre les patients symptomatiques et ceux asymptomatiques pour mieux comprendre la genèse des symptômes.

**Matériel et méthode** : 68 patients symptomatiques et 25 asymptomatiques ont été rétrospectivement inclus. Chaque patient a bénéficié d'une IRM par contraste de phase permettant d'étudier le volume oscillatoire du LCS passant par les citernes prépontiques, le foramen Magnum et le niveau cervical C2C3. Le volume oscillatoire du tronc cérébral est également mesuré ainsi que le volume oscillatoire artérioveineux intracrânien.

**Résultats** : Il n'y a pas de différence statiquement significative mesurée entre les volumes oscillatoires du LCS des patients symptomatiques et ceux asymptomatiques. De même, les schémas de transmission de la pulsatilité du LCS observés sont identiques entre les deux groupes de patients. Chez les patients symptomatiques, une corrélation statistiquement significative est observée entre le volume oscillatoire des citernes prépontiques et le volume oscillatoire vasculaire intracrânien (rho = 0.501, p<0.05), le volume oscillatoire du LCS du foramen Magnum et le volume oscillatoire vasculaire intracrânien (rho = 0.318, p<0.05), la somme des volumes oscillatoires du foramen Magnum et du tronc et le volume oscillatoire vasculaire intracrânien (rho = 0.314, p<0.05). Ces corrélations ne sont pas statistiquement significatives chez les patients asymptomatiques.

**Conclusion** : L'analyse quantitative de la dynamique des neurofluides semble permettre de mettre en évidence des différences entre les patients symptomatiques et ceux non symptomatiques. Ainsi, elle permet de mieux comprendre la physiopathologie de l'anomalie d'Arnold Chiari.

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