Soutenance de thèse de FARAH Kaissar


Titre de thèse

Nouvelles approches quantitatives en IRM pour la myélopathie cervicale dégénérative.

New quantitative MRI approaches for degenerative cervical myelopathy.

Date

18 December 2025 à 14h00

Adresse

Faculté des Sciences Médicales et Paramédicales Campus Timone, 27 Boulevard Jean Moulin, 13005 Marseille, CERIMED

Ecole doctorale

Recherches Biomédicales

Specialité

RECHERCHES BIOMEDICALES Neurologie, imagerie et santé mentale

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots clés

myelopathie cervicale dégénérative,perfusion,T1MP2RAGE,IRM quantitative,DCE-GRASP,mJOA

Keywords

myelopathy,perfusion,T!MP2RAGE,quantitative MRI,DCE-GRASP,mJOA

Jury

Jury de thèse
Qualité Nom Etablissement
Directrice de recherche Mme CALLOT Virginie CNRS, CEMEREM, CRMBM, AMU
Professeur des universités - praticien hospitalier M. AMELOT Aymeric Université et CHRU Tours, Hôpital de Bretonneau
Professeure des universités Mme SEIF Maryam University of Zurich Spinal Cord Injury Center, Research
Professeur des universités - praticien hospitalier M. ASSAKER Richard Université et CHRU de Lille
Professeur des universités - praticien hospitalier M. FUENTES Stéphane AMU, APHM CHU Timone
Ingénieur de recherche M. TROALEN Thomas Siemens Healthineers

Résumé de la thèse

Contexte : La myélopathie cervicale dégénérative (MCD) est la principale cause de dysfonctionnement de la moelle spinale (MS) chez les adultes et sa prévalence augmente avec le vieillissement de la population. Malgré les progrès réalisés dans le domaine du diagnostic et de la prise en charge, l'évolution naturelle de la MCD reste mal comprise, et la prise de décision clinique est compliquée par le manque de biomarqueurs fiables permettant de prédire la détérioration neurologique ou les résultats chirurgicaux. L'IRM conventionnelle est largement utilisée pour caractériser la compression médullaire, mais sa sensibilité et sa spécificité pour détecter les altérations microstructurelles et fonctionnelles sont limitées.
L'IRM quantitative (IRMq), en revanche, offre la possibilité d'évaluer l'intégrité axonale, la démyélinisation, l'atrophie et la perfusion, fournissant ainsi de nouvelles informations sur la physiopathologie et le pronostic de la MCD.
Ce travail de thèse s'est intéressé au rôle de 2 techniques avancées d'IRM quantitative dans l'évaluation de la MCD, avec pour objectifs principaux :
1) Explorer l'utilité des cartographies T1 dérivées de la séquence MP2RAGE (Magnetization Prepared 2 Rapid Acquisition Gradients Echoes) comme biomarqueur des modifications microstructurelles de la MS.
2) Évaluer la faisabilité et les avantages cliniques potentiels de la technique DCE-GRASP (dynamic contrast-enhanced golden-angle radial sparse parallel) pour évaluer la perfusion de la MS chez les patients atteints de MCD. Cet objectif a conjointement fait l'objet d'une revue de la littérature sur les techniques IRM utilisées pour étudier la perfusion de la MS chez l'être humain.
Méthodologie : Un protocole de recherche clinique multi paramétrique a été mis en place sur une IRM à 3T. Une cohorte de patients atteints de MCD a été examinée en pré et postopératoire à 3 mois avec les techniques MP2RAGE et DCE-GRASP. La corrélation entre les paramètres d'IRMq et les scores cliniques a été évaluée, en s'intéressant à leur valeur prédictive chez les patients opérés.
Résultats : Ce travail démontre la possibilité d'intégrer l'IRMq dans l'évaluation clinique de la MCD. La cartographie T1-MP2RAGE a montré une altération focale et diffuse de la MS cervicale, corrélée aux scores cliniques, en faisant une technique prometteuse pour prédire l'évolution postopératoire. La revue systématique a mis en évidence une hétérogénéité significative dans les techniques d'imagerie de perfusion, soulignant la nécessité de protocoles standardisés et la mise en place de techniques permettant d'explorer la MS cervicale dans son intégralité. L'IRM DCE-GRASP a fourni des informations précieuses sur la perfusion de la MS et suggère que les modifications cliniques chez les patients atteints de MCD ne sont pas nécessairement corrélées aux modifications postopératoires de la perfusion. Deux types de mécanismes physiopathologiques compensatoires ont été avancés en fonction de la récupération neurologique. Ces résultats ont mis en évidence la complexité de la maladie et du processus de récupération.
Conclusion : En combinant l'imagerie structurelle, microstructurale et de perfusion, l'IRMq apparaît comme un outil prometteur pour affiner le diagnostic et la prise en charge de la MCD. Les résultats de cette thèse fournissent des preuves préliminaires que les techniques avancées d'IRMq peuvent non seulement améliorer la compréhension de la physiopathologie, mais aussi contribuer à l'élaboration de biomarqueurs objectifs qui guident des stratégies de traitement personnalisées. Ces travaux soutiennent l'intérêt de l'intégration de l'IRMq dans la recherche clinique et ouvrent la voie à des essais prospectifs évaluant son rôle dans la prise de décision chirurgicale, y compris les interventions préventives chez les patients paucisymptomatiques.


Thesis resume

dysfunction in adults and is increasing in prevalence with the aging population. Despite advances in diagnosis and management, the natural history of DCM remains incompletely understood, and clinical decision-making is challenged by the lack of reliable biomarkers that predict neurological deterioration or surgical outcomes especially in mild cases. Conventional MRI is widely used to characterize cord compression and related changes, but its sensitivity and specificity for detecting microstructural and functional alterations are limited. Quantitative MRI (qMRI), by contrast, offers the potential to assess axonal integrity, demyelination, atrophy, and perfusion, thereby providing new insights into DCM pathophysiology and prognosis. This thesis focused specifically on the role of two advanced qMRI techniques in the assessment of DCM, with the main objectives of:
1. Exploring the usefulness of T1 maps derived from the MP2RAGE (Magnetization Prepared 2 Rapid Acquisition Gradients Echoes) sequence as a biomarker of microstructural changes in the spinal cord.
2. Evaluate the feasibility and potential clinical benefits of the DCE-GRASP (dynamic contrast-enhanced golden-angle radial sparse parallel) technique for assessing spinal cord perfusion in patients with DCM. This objective was also the subject of a literature review on MRI techniques used to study spinal cord perfusion in humans.
Methods: A multi-parameter clinical research protocol was implemented on a 3T MRI scanner. A cohort of patients with DCM was examined pre- and 3 months postoperatively using MP2RAGE and DCE-GRASP techniques. The correlation between qMRI parameters and clinical scores was evaluated, focusing on their predictive value in patients who underwent surgery.
Results: This study demonstrates the possibility of integrating qMRI into the clinical evaluation of DCM. T1-MP2RAGE mapping showed focal and diffuse alteration of the cervical spinal cord, correlated with clinical scores, making it a promising technique for predicting postoperative outcomes. The systematic review highlighted significant heterogeneity in perfusion imaging techniques, emphasizing the need for standardized protocols and the implementation of techniques that allow the entire cervical spinal cord to be explored. DCE-GRASP MRI provided valuable information on spinal cord perfusion and suggests that clinical changes in patients with DCM are not necessarily correlated with postoperative changes in perfusion. Two types of compensatory pathophysiological mechanisms have been proposed based on neurological recovery. These findings highlight the complexity of the disease and the recovery process.
Conclusion: By combining structural, microstructural, and perfusion imaging, qMRI appears to be a promising tool for refining the diagnosis and management of DCM. The results of this thesis provide preliminary evidence that advanced qMRI techniques can not only improve understanding of pathophysiology but also contribute to the development of objective biomarkers that guide personalized treatment strategies. This work supports the value of integrating qMRI into clinical research and paves the way for prospective trials evaluating its role in surgical decision-making, including preventive interventions in paucisymptomatic patients.