Échographie à haute fréquence des branches du nerf digital et palmaire de la main dans les maladies nerveuses périphériques

Résumé

Le présent protocole décrit l’échographie neuromusculaire à haute fréquence des branches digitale et palmaire des nerfs médian et ulnaire, qui peut aider à localiser les maladies nerveuses périphériques et être adaptée pour évaluer les lésions nerveuses digitales.

Résumé

L’échographie des nerfs périphériques est une technique d’imagerie bien établie pour évaluer certaines pathologies des nerfs périphériques. Cependant, il existe une faible corrélation entre les anomalies échographiques des nerfs périphériques et les signes électrodiagnostiques ou cliniques de perte axonale. Il s’agit d’une limitation importante de l’échographie des nerfs périphériques, car de nombreuses maladies des nerfs périphériques rencontrées en milieu clinique sont liées à la perte axonale. De plus, les preuves cliniques et électrodiagnostiques de la perte axonale sont directement corrélées à l’invalidité dans toutes les maladies nerveuses périphériques. Cependant, en raison des effets de sol souvent rencontrés dans les études d’électrodiagnostic, ces corrélations, ainsi que les diagnostics définitifs, sont souvent difficiles. Ainsi, les techniques d’imagerie en corrélation avec la perte axonale sont essentielles pour étendre l’utilité de l’échographie des nerfs périphériques en tant que biomarqueur potentiel des maladies des nerfs périphériques. Grâce aux nouvelles avancées technologiques et aux capacités d’imagerie toujours croissantes des ultrasons à haute fréquence, les branches nerveuses palmaires et numériques de la main peuvent être imagées avec une résolution exceptionnellement élevée, même à l’aide d’appareils à ultrasons au point d’intervention. Leurs localisations anatomiques superficielles et distales sont idéales pour évaluer les polyneuropathies, car ces branches dégénèrent plus tôt lors de la perte axonale. Cependant, aucune étude n’a systématiquement évalué ces branches nerveuses pour déterminer si elles peuvent être mesurées de manière reproductible par échographie. Le protocole actuel a été adapté pour l’évaluation systématique des sections transversales des nerfs médian et ulnaire de la surface palmaire et des doigts de la main. Ce protocole fournit des données de référence pour un sous-ensemble de nerfs qui présentent des coefficients de corrélation intraclasse élevés entre trois échographistes distincts. Enfin, à titre de preuve de concept et pour démontrer les applications cliniques de ce protocole, des données représentatives provenant d’individus atteints de polyneuropathies héréditaires génétiquement confirmées sont comparées aux données normatives établies afin d’examiner les différences de zone transversale.

Introduction

L’expansion de l’échographie clinique pour évaluer les nerfs et les muscles périphériques a considérablement amélioré la capacité de diagnostiquer les troubles neuromusculaires¹. Au cours des deux dernières décennies, l’échographie est apparue comme un outil permettant d’imager directement les changements anatomiques du système neuromusculaire, qui sont en corrélation avec les processus pathologiques. L’échographie est le plus souvent associée à l’anamnèse et à l’examen cliniques pour fournir plus de détails ou étayer les études électrodiagnostiques, qui sont considérées comme un équivalent de référence pour diagnostiquer la maladie des nerfs périphériques². Dans certains cas de neuropathies focales telles que le syndrome du canal carpien, l’échographie peut être utilisée à la place des résultats d’électrodiagnostic avec une sensibilité et une spécificité élevées³. En raison de son faible coût, de sa capacité à être réalisée au chevet du patient et de ses propriétés non invasives, l’échographie est la modalité d’imagerie préférée du système neuromusculaire pour de nombreux cliniciens ^4,5.

L’échographie des nerfs périphériques s’est avérée inestimable pour la localisation des maladies des nerfs périphériques causées par des anomalies de la myéline, telles que les polyneuropathies immunitaires démyélinisantes chroniques (PIDC)^6,7 et la maladie de Charcot-Marie-Tooth de type 1A (CMT1A)^7,8. Dans ces maladies, l’élargissement de la section transversale focale ou diffuse des nerfs dans les membres supérieurs et inférieurs est bien décrite. Cependant, l’élargissement de la section transversale n’est pas spécifique aux maladies démyélinisantes, car il a également été décrit dans les polyneuropathies axonales, bien que peu^nombreuses. Cependant, l’élargissement de la section transversale dans les maladies axonales est nettement moins robuste et n’est pas uniforme dans tout le nerf. En raison de ces défis, l’utilité des ultrasons dans les neuropathies axonales est limitée.

La plupart des études d’échographie des nerfs périphériques se sont concentrées sur l’imagerie de positions nerveuses relativement proximales, principalement en raison de la taille plus grande des nerfs, ce qui rend l’identification plus simple. Cependant, les branches les plus distales des nerfs périphériques dégénèrent plus tôt à la manière de Wallérienne lors de la perte axonale dans les polyneuropathies ^9,10. En raison de leurs diamètres plus petits, la résolution de l’imagerie a été un facteur limitant pour l’imagerie reproductible de ces branches nerveuses. Récemment, la résolution des transducteurs s’est améliorée de manière durable grâce à des techniques de composition d’images plus rapides et plus transparentes. Aujourd’hui, les structures d’environ 500 μm peuvent être imagées régulièrement à l’aide d’échographies au point d’intervention, et les structures d’une taille aussi faible que 30 μm peuvent être imagées à l’aide de systèmes à ultra-haute fréquence¹¹. Ainsi, il est concevable que les branches nerveuses distales des pieds et des mains puissent être évaluées de manière fiable à l’aide d’une échographie au point d’intervention.

Les branches nerveuses palmaire et digitale de la main sont les branches les plus distales des nerfs médian, radial et ulnaire. Les branches palmaires transportent les nerfs moteurs (médian et ulnaire uniquement) vers les muscles interosseux, en plus des nerfs sensoriels digitaux¹². Dans les études sur cadavres, les branches palmaire et digitale mesurent entre 0,8 mm et 2,1 mm de diamètre¹³, ce qui est bien dans la plage de détection des transducteurs à ultrasons haute fréquence. De plus, leur emplacement superficiel permet l’imagerie à haute et ultra-haute fréquence en raison de la perte de fréquence minimale à travers les tissus conjonctifs ou les muscles. Cependant, aucune étude n’a établi de sections transversales normatives des branches du nerf digital ou palmaire de la main à l’aide d’ultrasons, qui sont nécessaires pour permettre des études cliniques et de recherche. Par conséquent, le présent protocole évalue les branches nerveuses palmaire et digitale en main.

Considérations techniques
Les principes de l’échographie neuromusculaire doivent être revus comme base avant de commencer ce protocole¹⁴. En outre, plusieurs considérations spécifiques ont été prises en compte pour le protocole actuel. Une sonde avec un faible encombrement et une fréquence supérieure à 15 MHz est recommandée, compte tenu des contours naturels de la main. Une sonde de 10 à 22 MHz, d’une empreinte de 8 mm x 13 mm (voir le tableau des matériaux), a été utilisée avec un système d’échographie numérique compatible.

Les considérations suivantes sont la profondeur d’imagerie et les zones focales. Dans toutes les études d’imagerie actuelles, les nerfs palmaire et digital avaient moins de 0,35 cm de profondeur. Ainsi, l’utilisation d’une profondeur constante de 1 cm est recommandée pour la reproductibilité. De plus, une meilleure imagerie peut être obtenue à cette profondeur en plaçant deux zones focales aux hauteurs maximales de l’appareil.

Il est fortement recommandé d’ajuster régulièrement l’image (fréquence, gain et cartes grises). Avec les tissus superficiels minimaux qui recouvrent et entourent les nerfs, les ajustements de ces paramètres pendant l’imagerie n’amélioreront pas la résolution ou la qualité de l’imagerie. Compte tenu du petit diamètre de ces nerfs, il est recommandé d’utiliser un logiciel d’analyse d’images secondaires tel que l’ImageJ^15,16 pour les mesures de section transversale.

Protocole

Toutes les expériences de cette étude ont été réalisées conformément aux comités d’examen institutionnels (IRB) de l’Université d’État de Wayne et du Detroit Medical Center dans le cadre d’un protocole approuvé pour l’histoire naturelle des personnes atteintes de neuropathies périphériques. Le consentement éclairé a été obtenu de tous les participants humains.

1. Configuration instrumentale

1. Entrez le nom du patient ou d’autres identificateurs nécessaires pour organiser les images capturées.
2. Désinfectez la sonde à ultrasons (voir le tableau des matériaux) et appliquez suffisamment de gel à ultrasons sur la tête de la sonde avant l’imagerie.
3. Réglez la fréquence de capture sur la fréquence la plus élevée autorisée par l’échographe qui ne nécessite pas de composition d’image ou de contraste supplémentaire.
   NOTA : Pour la présente étude, la bande de 20 MHz a été utilisée.
4. Réglez la profondeur totale de l’image ou de l’écran sur 1 cm, avec deux positions focales aussi superficielles que possible.
   REMARQUE : Ces emplacements de profondeur et de focale permettent d’imager toutes les divisions palmaires et digitales des nerfs médian et ulnaire de la main. Une fois déterminés selon la préférence de l’examinateur, un gain cohérent et une carte grise sont recommandés pour la reproductibilité des mesures.

2. Préparation du patient

REMARQUE : Le critère d’inclusion des patients pour la neuropathie périphérique héréditaire était une mutation confirmée dans un gène connu pour causer la neuropathie périphérique héréditaire (veuillez consulter la section des résultats représentatifs), sans critère d’exclusion. Pour les témoins, le critère d’inclusion était un résultat normal des tests d’électrodiagnostic des membres supérieurs. Les critères d’exclusion du contrôle comprenaient des antécédents ou un diagnostic actuel de diabète sucré, de dysfonctionnement thyroïdien, toute anomalie vitaminique connue, une chirurgie bariatrique antérieure, un syndrome métabolique, un indice de masse corporelle supérieur à 29, des antécédents de lésion nerveuse traumatique ou des antécédents de neuropathie périphérique à fibres grandes ou petites.

1. Placez le patient en position couchée, le coude étendu et le poignet supiné de telle sorte que la surface dorsale de l’avant-bras repose confortablement sur la table.
   REMARQUE : Avant de positionner, examinez la main et le bras qui seront évalués, car les plaies, les éruptions cutanées ou les irritations cutanées à proximité ou au-dessus des zones à imager sont des contre-indications relatives et peuvent empêcher l’imagerie par échographie.
2. Étendez le poignet et les métacarpiens du patient de manière à ce que les ongles entrent en contact avec la surface de la table. Laissez le pouce être légèrement adduit et fléchi pour plus de confort.

3. Examen échographique

REMARQUE : Il y a quatre branches palmaires communes du nerf médian et deux branches palmaires communes du nerf ulnaire¹³. Chaque doigt a une branche digitale médiale et latérale, les doigts 1 à 3 étant purement innervés médians et le chiffre 5 étant purement innervés ulnaires. Le doigt 4 est innervé à la fois par le nerf médian sur la surface latérale et le nerf ulnaire sur la surface médiale. Ce protocole se concentre sur l’imagerie du nerf palmaire commun médian au doigt 2, de la branche digitale latérale au doigt 2, de la branche palmaire commune ulnaire au doigt 5 et de la branche médiane au doigt 5.

1. Commencez par identifier la branche palmaire commune médiane du doigt 2 en utilisant le pli palmaire fléchisseur transversal latéral comme point de repère (figure 1).
   REMARQUE : La branche palmaire commune médiane du doigt 2 et la branche palmaire commune ulnaire du doigt 5 sont significativement plus grandes que les vaisseaux sanguins qui l’accompagnent par rapport aux nerfs digitaux. Ainsi, l’identification de ces nerfs en premier peut aider à l’identification dans des branches plus distales, qui sont plus similaires en section transversale aux vaisseaux sanguins.
2. Placez la sonde à proximité du pli palmaire fléchisseur radial (Figure 1).
   REMARQUE : Dans la présente étude, aucun individu n’ayant un pli palmaire fléchisseur radial n’a été rencontré. Cependant, dans le cas d’une absence de pli palmaire, placez le transducteur à 2 cm de la base du deuxième métacarpien.
3. Tenez le transducteur perpendiculairement au trajet prévu du nerf avec le moins de pression possible tout en assurant un contact complet avec le transducteur et la peau.
   REMARQUE : Étant donné l’emplacement superficiel des branches palmaire et digitale, elles sont sensibles aux distorsions de pression du transducteur.
4. Ajustez l’angle du transducteur de manière à identifier la plus petite section transversale avec un épineurium uniforme. Cette technique réduit la probabilité d’imagerie hors plan, ce qui peut altérer les résultats.
5. Optimisez l’image en effectuant de légers mouvements de va-et-vient du transducteur pour minimiser l’anisotropie du nerf.
   REMARQUE : L’anistrophie fait référence à la variance des formes d’onde ultrasonores réfléchies en fonction de l’angle du transducteur¹⁷. L’ajustement de l’angle d’onde transmise crée des formes d’onde réfléchissantes qui sont hors du plan et non reçues par le transducteur à ultrasons, ce qui entraîne une hypoéchogénicité (ou une augmentation du signal noir) d’une structure. Les nerfs ont une anisotropie relativement faible, ce qui signifie que des changements d’angle importants sont nécessaires pour créer une hypoéchogénicité du nerf. En comparaison, les muscles et les tendons ont une anisotropie relativement élevée. En effectuant de petits mouvements de va-et-vient avec le transducteur, les limites angulaires dans lesquelles l’anisotropie se produit peuvent aider à identifier le plan approprié pour l’imagerie nerveuse¹⁸.
6. Si possible, utilisez l’imagerie Doppler (PDI, voir la table des matériaux) pour identifier les vaisseaux sanguins à proximité (effectuez à tous les endroits).
7. Une fois optimisée, capturez l’image à cet endroit. Marquez le nerf dans le système d’échographie avant de l’enregistrer afin que le nerf puisse être localisé pour une mesure ultérieure. Étiquetez l’image avec le nom du nerf, l’emplacement et le côté.
8. Ensuite, imaginez la branche digitale latérale du doigt 2 au niveau de l’articulation métacarpo-phalangienne en avançant le transducteur distalement vers l’extrémité du doigt 2. Ensuite, arrêtez le transducteur juste distal et latéral au centre du pli fléchisseur de la deuxième articulation métacarpo-phalangienne.
9. Une fois optimisée, capturez l’image à cet endroit. Marquez le nerf dans le système d’échographie avant de l’enregistrer afin que le nerf puisse être localisé pour une mesure ultérieure. Étiquetez l’image avec le nom du nerf, l’emplacement et le côté.
10. Pour évaluer la présence de pathologies focales ou d’élargissements transversaux non uniformes des branches palmaires ou digitales au doigt 2, avancez le transducteur distalement vers l’extrémité du doigt 2.
    REMARQUE : Les nerfs digitaux peuvent être visualisés de manière adéquate dans un rayon de 1,5 à 2 cm proximal de l’articulation interphalangienne distale (DIP).
11. Ensuite, à partir du point le plus distal à partir duquel la branche peut être visualisée, suivez le nerf proximal jusqu’au nerf médian commun juste distal du canal carpien.
12. Ensuite, imagez la branche palmaire commune ulnaire au doigt 5 en identifiant le pli palmaire transversal ulnaire (Figure 1).
13. Placez le transducteur perpendiculairement à la trajectoire prévue du nerf et ajustez l’imagerie comme décrit aux étapes 3.3.-3.6.
14. Une fois optimisée, capturez l’image à cet endroit. Marquez le nerf dans le système d’échographie avant de l’enregistrer afin que le nerf puisse être localisé pour une mesure ultérieure. Étiquetez l’image avec le nom du nerf, l’emplacement et le côté.
15. Ensuite, imaginez la branche médiale au niveau de l’articulation métacarpo-phalangienne (MCP) en avançant le transducteur vers l’extrémité du chiffre 5, en s’arrêtant juste distal au pli fléchisseur du MCP.
16. Optimisez l’image comme mentionné précédemment dans les étapes 3.3.-3.6.
17. Une fois optimisée, capturez l’image à cet endroit. Marquez le nerf dans le système d’échographie avant de l’enregistrer afin que le nerf puisse être localisé pour une mesure ultérieure. Étiquetez l’image avec le nom du nerf, l’emplacement et le côté.
18. Évaluez les anomalies de la section transversale focale ou segmentaire le long du chiffre 5. En identifiant l’emplacement le plus distal, visualisez le nerf et balayez le balayage proximal vers le canal de Guyon.
    REMARQUE : Le canal de Guyon, également connu sous le nom de canal ulnaire ou tunnel, est situé sur la face médiale de la main/du poignet où passent le nerf ulnaire et l’artère. Les bords du canal de Guyon comprennent le ligament carpien superficiel en haut, le rétinaculum fléchisseur et les muscles hypothénars en bas, le ligament pisiforme et pisohamate médialement, et le crochet de hamate latéralement¹⁹.
19. Effectuez toutes les mesures des deux côtés.
    REMARQUE : Pour la présente étude, pour les personnes ayant un IMC inférieur à 33, l’imagerie de l’ensemble du trajet des nerfs médian et ulnaire dans le plexus brachial a été possible avec le transducteur utilisé ici. Bien que ce protocole ne se concentre que sur un nombre limité de nerfs, dans le cas de neuropathies focales ou traumatiques (pour lesquelles l’évaluation des nerfs n’est pas montrée dans ce protocole), il est recommandé d’utiliser les têtes distales des métacarpiens comme point de départ pour tracer et évaluer d’autres nerfs digitaux et palmaires.
20. Enregistrez toutes les images et exportez-les vers un périphérique de stockage de masse. Si vous utilisez ImageJ, exportez les images sous forme de fichiers .jpg.

4. Mesure de la section transversale

REMARQUE : ImageJ, un logiciel de traitement d’images open source (voir la Table des matériaux), a été utilisé pour la présente étude, et les étapes ci-dessous sont adaptées pour ce logiciel.

1. Ouvrez le logiciel ImageJ.
2. Sélectionnez Fichier dans l’interface du programme et cliquez sur Ouvrir. Naviguez jusqu’au répertoire où les images de l’échographie sont stockées.
3. Sélectionnez le .jpg associé au nerf à mesurer.
4. Réglez l’échelle de l’image en sélectionnant l’outil de ligne et en utilisant la barre d’échelle sur l’image échographique d’origine pour tracer une ligne droite de 1 cm. Cliquez sur Analyser et choisissez Set Scale (Définir l’échelle).
   REMARQUE : La distance en pixels est automatiquement calculée à partir de la ligne de 1 cm et est automatiquement renseignée dans la première case. Pour afficher les mesures en millimètres carrés (mm²), définissez la distance connue sur 10. Fermez la boîte de mise à l’échelle.
5. À l’aide de l’outil de sélection à main levée, tracez le contour du nerf à la limite de l’épineurium et des tissus environnants (figure 2, ligne jaune).
   REMARQUE : La fonction zoom peut être utilisée dans ImageJ pour déterminer les pixels exacts séparant l’épineurium des structures environnantes pour des mesures plus précises.
6. Mesurez l’aire de la section transversale en cliquant sur Analyser et en choisissant Mesurer.

Résultats

Pour les données normatives, 20 personnes ont été sélectionnées avec des résultats électrophysiologiques normaux, aucune plainte neurologique, des antécédents médicaux de diabète sucré ou de diabète sucré actuel, un dysfonctionnement thyroïdien, des anomalies vitaminiques, un syndrome métabolique, un syndrome du canal carpien ou cubital, une exposition à des chimiothérapies ou un traumatisme sévère de la main, et qui n’avaient pas été enceintes au cours de la dern...

Discussion

Le présent protocole décrit l’échographie à haute fréquence des branches nerveuses digitales et palmaires de la main. Cette étude a été conçue pour tester l’hypothèse selon laquelle l’élargissement de la section transversale dans les branches nerveuses distales est corrélé à la perte axonale. Des études multicentriques approfondies d’histoire naturelle d’individus atteints de différents sous-ensembles de maladies axonales seront nécessaires pour résoudre cette...

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
10-22mHz Transducer	General Electric Health Care	H48062AB	Small foot print transducer
ImageJ	NIH	N/A	https://imagej.nih.gov/ij/
Logiq eR8 Ultrasound Beam Former	General Electric Health Care	H48522AS	This is the beamformer and image processor which includes Power Doppler Imaging
Ultrasound Gel	Parker Labratories	44873	Standard ultrasonoic gel, non sterile