ÉTunE PRÉLIMINAIRE EN IRM

J. Neuroradiol.,2004,3 1, l3l-131
@Masson,Paris,2004
Article original
EVOLUTION COMPARATIVE
DE LA VOUTE CRANIENNE
^
ET DU PARENCHYME CÉNÉBRAL AVEC T'ÂCE:
ÉTunE PRÉLIMINAIRE EN IRM
F. DURAND-DUBIEF(4), C. PACHAI(s), M. CUCHBR41(6),
F. COTTON $,2,3),^I.EUVRARD(2),
F. RAMIREZROZZT(7), A. SONMARTIN(2), A.M. GUIHARD-COSTA(/), VA TRAN MINH('r,
B. vALLEE (8),l.c. ppgplp1r11 (:'r)
(1) Laboratoire d'Anatomie de I'UFR Laennec, rue Guillaume Paradin,69312 Lyon Cedex 08.
(2) Servicede radiologie, IRM, Centre Hospitalier Lyon Sud, Chemin Grand Revoyet,69495 Pierre Bénite Cedex'
(3) CREATIS, INSA - 502, 69621 Villeurbanne Cedex.
(4) Service de Neurologie, Ilnité 101-102 - Hôpital Neurologique et Neurochirurgical Pierre Wertheimer, 59 Boulevard Pinel, 69677
Bron Cedex.
(5) THERALYS, Bioparc,60 avenue Rockefeller,69008 Lyon.
(6) Servicede Bio-statistique, 162 avenue Lacassagne,BP 3041,69394 Lyon Cedex 03.
(7) UPR 2147 du CNRS,Dynamique de l'évolution humaine- Individus, Populatiorn, Espèces,44rue de I'amiral Mouchez,75014 Paris.
(8) Servicede Neurochirurgie, Hôpital Neurologique et Neurochirurgical Pierre Wertheimer,59 Boulevard Pinel,69677 Bron Cedex.
(9) Servicede Radiologie, Hôpital Neurologique et Neurochirurgical Pierre Wertheimer, 59 Boulevard Pinel, 69677 Bron Cedex.
RÉsuuÉ
Objectifs: connaître l'évolution et la variabilité des dimensionsde la voûte crâniennede I'adulte, en fonction de l'âge.
Déteririner de façon comparativel'évolution du parenchymecérébral en mesurantla largeur maximale du V3 dansle plan
axial transverseCA-CP.
Matériels et méthodes: analysetransversaleprospective d'une population témoin caucasiennede 126 patients (20 à
80 ans), sansanomalie à I'IRM cérébraleet sansantécédentsneuropsychiatriques.
Paramètres étudiés: voûte crânienne (longueur maximale de la voûte : Glabelle-Opisthocrânion,largeur maximale
Eurion-Eurion, hauteur Basion-Vertex),élargissementmaximal du V3 dans le plan CA-CP.
Résultats: la voûte est de dimensionsstablesdans toutes les tranchesd'âge, quelque soit la mesureeffectuéeet le sexe.
La variabilité interindividuelle des dimensionsde la voûte est faible (< 1 cm quelque soit la mesure).Les dimensionsde la
voûte sont plus importantes chez I'homme que la femme, mais cette différence n'apparaît plus significativeaprèsnormalisation avec la taillé. Comparativement,on observe,avec l'âge, un élargissementconstantavec une tendanceexponentielle
de la largeurmaximaledu V 3.
Conclusion: Ces résultatsindiquent une stabilité des dimensionsde la voûte avecl'âge de 20 à 80 ans,comparativement
à I'atrophie du parenchymecéré6ral. La faible variabilité de la voûte crânienne et la stabilité de ses dimensionsdans le
temps sbnt des paramèties à prendre en compte pour la segmentationet la normalisation des structurescérébrales.
cérébral.
vieillissement
voûte,neuro-anatomie,
Mots-clés
: IRM. crâniométrie,
Suruulnv
Correlation between cranial vault size and brain size over time: preliminary MRI evaluation
of an adult population during the agingprocesswith brain
Objectives:to correlatechangesof cranial vault measurements
size using the maximum width of the third ventriclein the axial AC-PC planeMateriats and methods:prospectivestudy of 126 adult subjects(range:20to 80 years)with normal brain MRI and without
Maxihistory of neuropsychiatricàisorder.Measuiementsincluded:uanial vault (Maximum length:Glabella-Opis^thocranion,
and maximum width of the third ventricle
mum"width: "riyôn-euryon, and maximum height: Basion-Vertex)measurements
in the AC-PC plane.
Results:,oult meaturrments(length,width, high) weresimilar for everyagegroup, irrespectiveof gender.The variability
werelargerf9r men, but th.is
betuebnindividuali waslow (<lcm). Cranial vault measurements
of cranial vault measurements
ias not signiftcantwhenadjustedfor body heightComparatively,a gradual wideningof the third ventricle,with an exponential
behavior,was observedwith advancingage.
are stableover time (between20-80years)comparatively
Conclusion: our resultsindicatethat cranial vault measurements
and their stability over time should be
to brain atrophy with advancingage.The low variability of cranial vault measurements
parenchymal
structures.
of
brain
normalization
segmentation
and
during
into
account
taken
Key words: MRI, craniometry, skull, neuroanatomy, aging-
INTRODUCTION
Depuis la nuit destemps,I'Homme s'estintéressé
au poids du cerveau,sesdimensionset son évoluTirés à part : F. CorroN, à I'adresse (2) ci-dessus.
e-mail [email protected]
tion. Les méthodesd'analysescérébralespost-mortem indtisent une variabilité dans les mesures du
parenchyme cérébral: volume considéré,leptornéningesen place ou non, ventriculesouvert ou non,
cerveaufrais ou formolé, causedu décès,ædèmeet
artéfactsliés au délai entre le décèset l'autopsie.
L'imageriepar résonancemagnétique(IRM) s'impose
132
F. COTTON et al.
donc naturellementpour étudier in vivo les compartiments et les volumes cérébraux dans des conditions normaleset pathologiques
f7,9,32,55]. Avec
l'âge, les espacessub-arachnoïdienset le système
ventriculaire augmentent alors que le parenchyme
s'atrophie[9,12-14,].6,18,31,33,35,36, 43, 45, 50,
53, 54].L'analysetemporellede la voûte en IRM est
mal connue.Les dimensionsde la voûte sont-elles
indépendantesde l'âge ? Si oui, peut on normaliser le parenchyme cérébralpar rapport à la voûte
crânienne et ainsi déterminer des indices ou des
ratiospermettantd'objectiverI'atrophie,physiologique dans le cadre du vieillissementcérébral normal, ou pathologiquedansde nombreuxprocessus
dégénératifs,vasculaireou inflammatoire ? La voûte
crânienne est étudiée en IRM, en considérant
4 dimensionsutiliséesen craniométrieclassique,et
en sefocalisantsur une populationtémoin adulte,en
tenant compte du sexe,de l'âge et de la taille des
sujets.Parallèlement,plusieursindicesparenchymateux ont été mesurésdont la largeur maximale du
troisièmeventriculedans le plan bi-commissuralde
Talairach[51].
MATÉRIELS ET MÉTHODES
Population
Il s'agit d'une étude prospectivetransversaleen
IRM cérébrale. La population considéréeest de
de 20 à 80 ans (61 femmeset
126patientscaucasiens
65 hommes,âge moyen de 48 ans). Pour avoir des
donnéesles plus homogènespossibles,nous avons
sélectionnerune vingtaine de sujet par tranche d'âge
de 10 ans (groupesde 2I + 4,6 sujets,minimum 15,
maximum 29). Nous avons inclus les sujets sans
d'antécédentsneuro-psychiatriquesavec une IRM
cérébraleconsidéréecomme normale. Nous avons
exclu les IRM cérébralesdemandéesdans le cadre
d'un bilan de démence.Les sujetsprésentantun processusexpansif intracrânien, tumoral ou autre, une
hydrocéphalieou une atrophie majeurepar rapport
à l'âge, ainsi que les sujetsavecsur I'IRM une infiltration médullaireosseusede la voûte (appréciéesur
la séquenceSETI), ont également été exclus de
l'étude.Pour chaquesujetsnousavonsrecueillil'âge,
le sexe,la taille et le poids.
Protocole d'examen
L'étude a été réalisée sur un appareil à haut
champ, Intera 1,5T [Philips Medical System,Eindhoven,Hollande].Pour chaquesujet,une séquences
SE T1 sagittalen coupesde 5 mm, TSE T2 axialeen
coupesde 5 mm et 3D Echo de gradientT1 sanset
pour certains après injection de 2 cdkg de gadolinium-DTPA [Dotarem, laboratoire Guerbet, Aulnay
sous Bois, France] ont été acquises.Les séquences
3D ont été acquisesâvec un voxel isotropique de
0,9mm pour pouvoir d'une part reconstruire les
acquisitions sans déformation dans les trois plans
(sagittal,coronal et axial) et d'autre part pour optimiser le post-traitement, afin de quantifier automatiquement les structurescérébralesselon un système
Markovien [34].
Paramètres étudiées
Pour tracer les distances sélectionnéespour
l'étude, il faut connaître la définition précise des
points de crâniométrie.Parmi les points impairs et
médiaux, la Glabelle (glabella) correspond au point
le plus antérieurde I'os frontal dansla plan sagittal,
située entre les 2 arcades sourcilières.Le point
Bregma (du grec humecter,à causede la fontanelle
qui s'y trouve chezle fætus),se situe à l'intersection
des suturescoronaleet sagittale(et métopique),ou
point le plus médian de la suture coronale.Le vertex, situé plus en arrière du point Bregma,se définit
comme le point le plus cranial de la voûte dans le
plan sagittal.Le point Lambda se situe à I'intersection des suturessagittaleet lambdoïde.L'Opisthocrânion (opistocranion)correspond au point le plus
dorsaldu crâne.Le Basion(base)est le point le plus
antérieur du trou occipital, à I'intersection de la
table interne et externe.
Parmi les points pairs et latéraux utilisés dans
notre étude, I'Eurion se défini comme le point le
plus saillant du pariétal. La largueur Eurion-Eurion
prise perpendiculairementau plan sagittal correspondant à la largueur maximaleneurale.L'analyse
des points de crâniométrie est détaillée dans une
étude préalable[10].
Voûte
Toutesles dimensionssont calculéesà partir de la
table externede I'os, qui est bien identifiée par son
Sur la coupesagittale
asignalsur toute les séquences.
médianede I'encéphaleen pondérationT1 : mesure
de la Longueur maximale antéro-postérieurGlade la Hauteur Vertex-Basion
belle-Opisthocrânion,
et de la Longueur antéro-postérieurdu trou occipital: distance Basion-Opisthion(figure1c). Sur la
coupe axiale transverse,situéeun peu au dessusdu
plan CA-CP, mesurede la largeurmaximaleEurionEurion. La distanceEurion-Eurion peut-être estimée sur les coupes axiales transversesT2, ou T1
reconstruitesà partir des acquisitions3D millimétriques.Nous avonsdéfini un indice, aprèsdiscussion
avecles anthropologueset d'aprèsles donnéesde la
littérature [11] prenant en compte les 3 dimensions
de la voûte crânienneet définit comme suit: (Longueur Glabelle-Opisthocrânion+Largeur EurionEurion + Hauteur Basion-Vertex)divisépar 3.
Parenchyme
La largeur maximale du troisième ventricule a été
mesurée sur les coupes natives de 0,9mm de la
séquence3D, coupes acquisesdans le plan axial
transverse CA-CP (figure lb) défini préalablement
sur la coupesagittalemédianepassantpar la fissure
longitudinale du cerveau (Fissureinterhémisphérique) et les structuresmédianescomme le système
infundibulo-hypophysaire,le corps calleux ou I'adhérence inter-thalamique. Pour certaines acquisitions
où le plan CA-CP ne semblait pas correct, nous
avons reconstruit la coupe axiale transverse de
0,9mm passantpar la ligne bi commissurale,unissant le bord supérieur de la commissureantérieure
au bord supérieurde l'abouchementde I'aqueducde
Sylvius dans le troisième ventricule. Une fois la
coupe passantpar le plan CA-CP sélectionnée,la
VOUTE CRANIENNE - PARENCHYME CEREBRAL
133
alb
FIc. 1. - a) Coupe sagittalemédiane de l'encéphaleen pondération SE T1, en coupe de 5 mm d'épaisseur: mesuresdes dimensions Glabelle-Opisthocrânion, Basion-Vertex, (Basion-Bregma) et distance antéropostérieure du foramen Magnum (BasionOpisthion). b) acquisition 3DFFE dans le plan axial transverse passant par le plan CA-CP chez un sujet jeune, en coupe de 0,9 mm
d'épaisseur: mesure de la largeur maximale du V3 dans Ie plan CA-CP. La largeur maximale Eurion-Eurion est mesurée un peu
au dessusdu plan CA-CP.
B a : B a s i o n ;B r : B r e g m a ; G : G l a b e l l e ; O p : O p i s t h i o n ; O C : O p i s t h o c r â n i o n ; V : V e r t e x ; C A : C o m m i s s u r e B l a n c h e A n t é rieure; CP: CommissureBlanche Postérieure; LMaxV3 : Maximale du V3.
Flc. 1. - a) Midline sagittal T1 weighted MR image, slice thickness of 5 mm: measuresof Glabella-Opisthocranion, Basion-Vertex, Basion-Bregma and Basion-Opisthion dimensions. b) 3DFFE acquisition in axial transverseAC-PC plane in a young patient,
slice thickness of 0.9mm:measureof the maximum third ventricle width. The maximum Euryon-Euryon width is measured a .few
sliceshigher rhan the AC-PC plane".
Ba: Basion; Br: Bregma; G: Glabella; Op: Opisthion; OC: Opisthocranion; V: Vertex; CA: Anterior Commissure; CP: Posterior
Commissure; LMaxV3: Maximum third ventricle width.
largeur du V3 à été mesuréesur I'image agrandie,
afin d'être le plus précis possible.La mesure a été
prise au niveau de la plus grande largeur appréciée
visuellementsur I'image agrandie(sur la figure 18,
la largeur maximale est située à la postérieuredu
V3, souventla largeur maximaleest plus antérieure,
en avant de la zone de rétrécissementcrée par les
massesthalamiques).
Nous avonségalementnormaliséla largeur du V3
par rapport à la largeur de la voûte (largeur maximale Eurion-Eurion).
La variabilitéintra observateurde la mesurede la
largeur maximale du V3 dans le plan CA-CP est
égale à 2,5 o/o,et la variabilité inter observateurà
5,2 o/".
Outils statistiques
Des statistiquesdescriptives(moyenne,déviation
standard) ont été utilisées.Le ccefficientde variabilité (intra et inter-observateur)a été estimé en divisant la déviation standard par la moyenne des
différencesentre I'observation1 et l'observation2.
Pour évaluer les facteurspouvant intervenir dans les
dimensionsde la voûte et du parenchyme,nous
avonsutiliséune analysepar régressionlinéairemultimodalesousSPSS(âge,sexe,taille, poids).Le cæfficient de corrélation de Pearson et des tests de
Studentont ésalementété réalisés.
Nous avons retenu comme significatives, les
valeursde p <0,05.
RÉSULTATS
Voûte crânienne
Dans la population de 126 patients, la distance
Glabelle-Opisthocrânion est mesurée à 182,5
+'1,9 mm (177,7+ 6,3 F, 186,9+ 6,8 H), la distance
Eurion-Eurionà 143 +6,5mm (140,8t6F;145
+ 6,4H),la hauteur Basion-Vertexà 138,9+ 6,3mm
(136,I +5,5 F; 141.,4+ 5,9H), la distanceBasionOpisthionà 35,4+ 3,6mm (34,2+ 3 F,36,6 + 3,7H).
L'homme a des dimensionsde voûte (longueur,largeur et hauteur), supérieuresà la femme. Après
ajustementavec la taille, cette différence n'apparaît
plus significative.L'indice de la voûte est corrélé de
façon linéaire à la taille du sujet (r = 0,64,coefficient
de corrélation de Pearson)(figure2). La moyenne
de l'indice de la voûte, les 2 sexesconfondus,est
calculée à 155.8mm. avec une déviation standard
faible de 4,9 mm. Il y a une différence entre l'indice
de la voûte de I'homme et celui de la femme (p
< 0,001,Test de Student bilatéral). La moyenne de
l'indice de la voûte de I'homme est de L57,8 +
3,6mm, celle de la femme de 151,6+ 3,9mm.
Il n'y a aucunedifférence entre les distancesde la
voûte à 20 ans, 40,60 ou 80 ans,homme ou femme
V O U T E C R Â N I E N NE -
P A R E N C H Y ME C E R E B R A L
IJJ
alb
desdimenFrr;.l. * a) Coupc sagittalemédianede I'encéphaleen pondérationSE Tl. en coupede -5mm d'épaisseur:mesures
du foramen Magnum (BasionBasion-Vertex.(Basi<ln-Bregma)
et distanceantéropostérieure
sions Glabelle-Opisthocrânion.
Opisthion).b) acquisition3DFFE dansle plan axial transversepassantpar le plan CA-CP chezun sujetjeune,en coupede 0.9 mm
d'épaisseur: mesurede la largeurmaximaledu V3 dansle plan CA-CP. La largeurmaximaleEurion-Eurionest mesuréeun peu
a u d e s s u sd u p l a n C A - C P .
Ba:Basion;Br:Bregma;G:Glabelle:Op:Opisthion;OC:OpisthocrânionlV:VertexlCA:CommissureBlancheAnté
rieure : CP : CommissureBlanchePostérieure: LMaxV3 : Maximaledu V3.
Ftc;. l. - a) Midline sagittul Tl weightedMR itnuge,slice thicknesso.f5 mnt: me(tsureso.f Glubellu-Opisthocranion,Basion-Verte.r,Basiotr-Bregnruntd Busion-Opisthiondinrensiorts.b1 -IDFFE ocquisitionin u.rial transverseAC-PC plane in o vo.ulg patient,
slice thicknessof'|.9mnt:meuurrc of'the nurtirrrutn thinl ventriclewidth. The morinumr Euryon-Euryon width is measureda .few
sliceshig,herthan thc AC-PC plutte.
Btt: Bttsion: Br: Breg,nru;G: Glubello: Op: Opisthion; OC: Opisthocranion: V: Verte"r;CA: Anterior Commissure; CP: Posterior
Comnrissure:LMulV-l: Mo-rinrumthinl ventriclewidth.
largeurdu V3 à été mesuréesur I'imageagrandie,
afin d'être le plus précispossible.La mesurea été
prise au niveaude la plus grandelargeurappréciée
visuellementsur I'imageagrandie(sur la figure 1B,
la largeur maximaleest situéeà la postérieuredu
V3, souventla largeurmaximaleest plus antérieure,
en avant de la zone de rétrécissement
crée par les
massesthalamiques).
Nousavonségalementnormaliséla largeurdu V3
par rapport à la largeurde la voûte (largeurmaximale Eurion-Eurion).
de la mesurede la
La variabilitéintra observateur
largeur maximaledu V3 dans le plan CA-CP est
égaleà 2,5 "/", et la variabilitéinter observateurà
5.2 "/".
Outils statistiques
(moyenne,déviation
Des statistiques
descriptives
standard)ont été utilisées.Le cæfficientde variabilité (intra et inter-observateur)
a été estiméen divisant la déviation standard par la moyenne des
différencesentre I'observationI et I'observation2.
Pour évaluerlesfacteurspouvantintervenirdansles
dimensionsde la voûte et du parenchyme,nous
linéairemulavonsutiliséune analysepar régression
timodalesousSPSS(âge,sexe,taille.poids).Le cæfficient de corrélationde Pearsonet des tests de
Studentont ésalementété réalisés.
Nous avons retenu comme sisnificatives.les
valeursdep<0,05.
RÉSULTATS
Voûte crânienne
Dans la populationde 126 patients,la distance
Glabelle-Opisthocrânionest mesurée à 182,5
+ 7 , 9 m m ( 1 7 7 , 7+ 6 , 3 F , 1 8 6 . 9t 6 , 8 H ) , l a d i s t a n c e
Eurion-Eurionà 143 + 6,5mm (140,8t 6 F; 145
à 138,9+ 6,3mm
i 6,4H), la hauteurBasion-Vertex
( 1 3 6 , 1t 5 , 5 F l l 4 l , 4 t 5 , 9 H ) , l a d i s t a n c e
BasionOpisthionà 35,4t 3,6mm (34,2x.3 F, 36,6+ 3,7 H).
L'homme a desdimensionsde voûte (longueur,largeur et hauteur),supérieuresà la femme. Après
ajustementavecla taille,cettedifférencen'apparaît
plus significative.
L'indicede la voûte est corréléde
façonlinéaireà la taille du sujet(r = 0,64,coefficient
de corrélation de Pearson)(.figure2). La moyenne
de I'indice de la voûte, les 2 sexesconfondus,est
calculéeà 155.8mm, avec une déviationstandard
faible de 4,9mm. Il y a une différenceentre I'indice
de la voûte de I'homme et celui de la femme (p
< 0,001,Test de Studentbilatéral).La moyennede
I'indice de la voûte de I'homme est de 157.8t
3,6mm, cellede la femmede 151,6+ 3,9mm.
de la
Il n'y a aucunedifférenceentrelesdistances
voûte à 20 ans.40, 60 ou 80 ans,hommeou femme
134
F. COTTON et al.
Dimensions de la voute en fonction de la taille du sujet
Dimensions de la yotte en fonction de l'âge
Taille du sujet (mm)
Frc.2.- Corrélation entre l'indice de la voûte crânienne,
défini par la somme des 3 dimensions (longueur, hauteur, largeur) divisée par 3, et la taille du sujet. L'indice de la voûte
ôrânienne augmente de façon linéaire avec la taille du sujet.
Ftc.2.-Correlation between the cranial vault index (sum
of 3 dimensions of the cranial vault divided by 3) and body
ieight. The Cranial vault index increases linearly with body
height.
(figure3). Même si il s'agitd'une étudetransversale,
c'est notion est fondamentalepour la normalisation
de structuresqui sont évolutivesavecl'âge commele
parenchyme cérébtal
Largueur du V3
Le calcul de la largeur maximale du V3 dans le
plan CA-CP, normaliséou non par rapport à la largeur maximaleEurion-Eurion,montre une augmentation à tendance exponentiellede cette distance
avec l'âge (figure 4a) avecun coefficient de corrélation mesuréà0,79.L'élargissementdu V3 augmente
dès l'âge de 20 ans avec une tendance à l'accélération après 70 ans (figure 4a). La mesure de la
moyenne de la largeur maximale du V3 dans le plan
CA-CP par tranched'âgede 10 ans,montre une augmentation linéaire et continue avecun coefficient de
corrélationproche de 1.
DISCUSSION
Pour normaliser la quantification du parenchyme
cérébralde I'adulte,dansune tranched'âge donnée,
il nous a sembléintéressantde connaîtrel'évolution
et la variabilité de la voûte crânienneen fonction de
l'âge. Notre hypothèseinitiale était la stabilité des
différentesdimensionsde la voûte crânienne,quelque soit l'âge adulte. Le volume du parenchyme
cérébraldépendégalementdu sexe[13,55], du poids
et de la taille du sujet [12]. Plusieursétudesretrouvent un gain de 2-4 glcm de taille sans différence
significativepour le poids du corps [6, 18, 35, 47]'
Pour cette raison, nous avons étudié l'évolution de
différentes mesuresde la voûte crânienne en IRM,
dans une population témoin, en tenant compte de
du poids
l'âge,du sexe,de la taille et accessoirement
des sujets.
La taille du sujet diminue avec l'âge, en relation
notamment avec I'ostéoporose.On estime que la
FIc. 3. - Dimensions de la voûte en fonction de l'âge. La
voûte apparaît stable chez l'adulte de 20 à 80 ans. L'analyse
par régiéssion linéaire multimodale, tenant compte du sexe,
de h laille et du poids, ne montre pas de différence des
dimensions de la voûte en fonction de l'âge. G-O : distance
Glabele-Opisthocrâne; B-V: distance Basion-Vertex ; E-E :
distance Eurion-Eurion ; TO : Distance anléro-postérieure du
Trou Occipital.
FIc.3. - Cranial vault dimensions versus age. The cranial
vault dimensions are the same between 20 and 80 years old'
IJsing a multiple linear regression analysis with gender, body,
height and body weight, no significant difference in cranial
vault dimensions versus age is demonstrated. G-O: GlabellaOpisthocranion length; B-V: Basion-Vertex high; E-E: EurionEurion width; TO: Foramen Magnum length.
diminution totale de la taille après 75 ans par rapport à la taille maximum des adultesjeunes reste
néanmoinsdiscrète,estiméeà3 "/" [IZ]. Les effetsde
l'âge sur la voûte de l'adulte,analyséspar desétudes
transversales post-mortem,sorrtcontradictoires,avec
pour certainsauteurs une augmentationsignificative
[19] ou non significative[37] de la longueur,hauteur
Basion-Bregmaet de la largeur avec l'âge, pour
d'autres une diminution non significative de ces
dimensions[8, 30] pour d'autres une augmentation
seulementchez les hommes l42l ott seulementchez
les femmes [271.L'étude de Susanneet al., portant
sur 838 crânessecs,ne montre pas de différencedu
volume de la boite crânienneavec l'âge [49]. Les
étudeslongitudinalesradiologiques,sont également
sujettes à controverses.L'apposition externe en
fonction de l'âge a été notée par plusieursauteurs,
soit par céphalométrie[26], soit par radiographies
latérales 123, 24) D'autres études longitudinales
contestentcesrésultats[52].
Dans notre étude, qui est une analysetransversale,les dimensions(longueur,largueur et hauteur)
de la voûte, apparaissentparfaitementstablesdans
le temps (figure 2) chez I'homme et chez la femme
(analysepar régressionlinéaire multimodaletenant
compte de I'interaction de I'ensembledes paramètres). La variabilitéinterindividuelledes mesuresde
la voûte est faible puisque quelque soit la mesure
effectuée,les déviations standard restent toujours
inférieures à 1cm. Ces résultats sont concordants
avec les donnéesde la littérature [5, 17, 21',46]. Le
calcul de I'indice de la voûte (sommedes 3 dimensions de la voûte divisée par 3), est un paramètre
intéressant.Il est fortement corrélé à la taille du
sujet et peut être mesurémanuellement.La variabi-
VOUTE CRANI ENNE - PARENCHYME CÉRÉBRAL
Moyennede la largeur naximale du V3 dansle plan CA-CP
par tranche dragesde 10 ans
Largeur maximale du V3 en fonction de l'âge
I-*g"* -*i-"r" auv, = t,onio,r-"i" a"r"o"to-, i ,,noui
I
F'.ee
I
I ,,
Legeur maximale du V3 = 1,6903e
r = 0,78
> 1 2
135
J
i
p!
u
>---+a':
8
-P----T',
a
r
{
11'
I
l
L
I
Fl
0
19
29
39
49
59
69
19
a9
Age (années)
20-30ms
31-40ans
41-50ms
51-60ans
Tratrche de l0 ans d'âge
61-70ms
7l-80 ùs
alb
Frc. 4. - Évolution de la largeur maximale du V3 dans le plan CA-CP en fonction de I'Qee Les figures montrent une très bonne
.o.iélution entre l,élargiss"."it du V3 et l'âge du sujet. a) nuage de points (n = 126). b)- Moyenne des largeurs maximales.du V3
au
puitiutr.tr" d'age de 1ô ans. Les barres vertiéales coirespondenl auxàéviations standard, les valeurs indiquées corresp^on9,ant
=
nombre de sujels par tranche d'age. Il s'agit d'une courbe linéaire avec un coefficient de corrélation proche de 1 (r 0'99).
Ftc. 4. - Maximum third ventricular width in the AC-PC plane versus age. High correlation coefficient is demonstrated betvveen
V3 width and age. a) Fitting of the 126 values. The correlatiôn coefficient ii highey with an expo.nentialcurve. b) Average of ,maxï
mum width o7ïS p'er decaâe."Averagesand standard deviaîions arb plotted oi a linear scale, with a correlation coefficient close to
I (r=.99).
lité de cet indice est encore plus faible entre 2 et
2,5 o/oen fonction du sexe(déviationsstandardinférieures à 4 millimètrespour l'indice de la voûte de
I'homme et celui de la femme). Ce résultat suggère
que ces3 dimensionsinteragissentensembleen relation probablementavec l'évolution de la fermeture
des sutures crâniennes,pouvant expliquer qu'une
augmentationde la longueur Glabelle-Opisthocrânion s'accompagned'une diminution de la largeur
Eurion-Eurion et vice et versa.D'après les données
de Bruner et al., sur des crânessecsprovenantde la
collection du début du 20esiècledu muséed'anthropologie < GiuseppeSergi>, l'indice de la voûte (que
nous avons calculé à partir des tables, en utilisant
pour la hauteur la distanceBasion-Bregmaqui est
proche de la distance Basion-Vertex) est de
145,76mm chez la femme (n = 87) et de 153,56mm
chezI'homme (n = 55) [5]. Dans l'étude de GonzalezJosé sur une série de 277 crânessecsprovenant de
plusieursrégions du monde, I'indice est de L50,25
+ 5,245mm (hommes (n = 156): 152,931+ 4,39;
femmes(n = 121): L46,794+ 4,12) [17]. Les valeurs
de I'indice sont discrètementplus petites que nos
résultats,probablementen relation avecl'effet séculaire et à un moindre degré en relation avec la
formule utilisée pour évaluer le volume de la boite
crânienne (= Racine cubique (G-O*B-V*E-E).
Lorsque nous refaisons les calculs avec cette formule, I'indice de la voûte quelquesoit le sexeest de
+3,54 chezla femme et
150,40+ 3,93mm, de 1.56,43
de 153,51+ 4,83chezI'homme.L'analysepar régression linéairemultimodaledémontreque la voûte est
stableavecl'âge, et de très faible variabilité dansla
population caucasienneaprès ajustement avec la
taille et le sexe.Cette faible variabilité des populations humaines modernes a été soulignée par
Howells l22l et Relethford [38].
Ce premier résultat est fondamentalsi I'on souhaite normaliser le parenchyme cérébral,qui évolue
et s'atrophieavec l'âge 19,12-1'4,16, 1'8,31',33, 35,
36, 43, 45, 50, 53, 54),même si I'atrophie n'apparaît
pas inévitable chezcertain sujets[7] ou pour certaines
régionsanatomiques.C'est pour cela d'ailleurs que
de nombreuxauteurss'intéressentau <<Brain Parenchymal Fraction > qui correspond au volume cérébral divisé par I'espaceintracrânien.Ce paramètre
dansla scléroseen plaques
est utilisé essentiellement
le
pour mettre en évidence processusneurodégénératif 12,3,20,25,4If,
L'étude simple,manuelle,avecou sansnormalisation par rapport à la largeur de la voûte, de la largeur maximale du V3 dans le plan CA-CP en
fonction de l'âge, objective clairement l'élargissement de ce dernier, témoin de I'atrophie physiologique du parenchyme cérébral (figure4), plus
précisémentdes noyaux médiaux des thalamus.Du
point de vue ontogénétique,les thalamussedéveloppent aux dépensdesparoislatéralesdu diencéphale,
àplatissant la lumière du troisième ventricule [28].
L'élargissementdu V3 serait en relation avec une
expansionex vecuo par rétrécissementde certaines
structures périventriculaires comme les thalamus et
les noyaux caudés 14, 291.Nous avons choisi de
mesurerla largeur du troisièmeventriculecar l'élargissementdes ventriculesavecl'âge seraitbeaucoup
plus sensible que I'atrophie du parenchyme avec
l'àge 17,39,40,48]. Dans l'étude longitudinalede
Resnicket al.,l'augmentationmoyennedu volume des
o/olan
ventricules est de 1 526mm3pai an soit de 3,8
est
une
du
V3
[39]. La mesure de l'élargissement
est
utilisée
qui
ses
défauts,
malgré
mesure simple,
pour étudier l'atrophie, dans la scléroseen plaque
par exemple.
Le plan CA-CP, décrit par Jean Talairach en
1957,a été choisi car il est largementutilisé en pratique quotidienne[51]. La Variabilité intra observateur et inter observateurde la largeur maximale du
V3, qui est une limite certainepour certainsauteurs
[2], peut être amélioréepar la mesuresur une coupe
en haute résolution, agrandie et centrée sur le V3,
dans un plan parfaitement identifiable comme le
plan CA-CP. Dans le vieillissementcérébralnormal,
posrla perte de parenchymede I'adulte (études
"l'"/"
par an
mortem et IRM) est estimée à moins de
136
F. COTTON et al.
f9,13,50], avecdesvaleursstablesjusqu'à 40-50ans
pour certains auteurs 112, 471 et une accélération
chez les sujetsâgés[18] ce qui pourrait expliquerla
tendanceexponentiellede la courbe. Cette diminution du parenchymeest variableégalementselonles
régions analysées,de 0,23 o/opar an pour les hémisphèrescérébraux,0,55y" par an pour les lobesfrontaux, de 0,28% par an pour les lobestemporaux[7].
Les outils de quantification cérébrale,nombreux,
semi-automatiques ou idéalement complètement
automatisés,sont probablementplus précis et surtout plus objectifs et reproductibles pour apprécier
I'atrophie du parenchymecérébral avec l'âge. La
reproductibilitédesmesuresdoit être <0,5 "/" si I'on
veut différencierI'atrophie physiologiquede I'atrophie dansle cadrede processusdégénératifs.
L'absence d'évolution de la voûte et la faible
variabilitésexuelleinterindividuellede I'indice de la
voûte, sont desparamètresfondamentauxpour normaliseret évaluerl'atrophie cérébrale.
CONCLUSION
Les dimensionsde la voûte crânienne(hauteur,
largeur et hauteur) sont stablesdans le temps. La
variabilité interindividuelledes mensurationset de
I'indice de la voûte chez l'Homme moderne caucasien est très faible. Ces résultatssuggèrentla possibilité de normaliser le parenchymecérébral, qui
diminue avecl'âge,par rapport à la voûte crânienne,
structurenon évolutive avec l'âge, dont les dimensionssont stablesde 20 à 80 ans.
RrrrasncleunNts: Nous tenons à remercier le laboratoire
d'Anatomie de I'UFR Laennec, le personnel paramédical de
I'IRM du Centre Hospitalier Lyon Sud, les ingénieursbio-médicaux de CREATIS et THERALYS, et l'équipe de Biostatisticiens
du Docteur Michel Cucherat.
Ce travail a pu être réalisédansle cadre d'une conventionde coopération pour partenariat scientifiqueet clinique entre les Hospices Civils de Lyon et la sociétéPhilips France.
nÉrÉnpNces
[1] Asnrox EA, TerenesHl C, Brnc MJ, Gooolrl,q.NA, TorTERMANS, Exnolrr.r S. Accuracy and reproducibility of manual and semiautomatedquantification of MS lesions by
MRL I Magn ResonImaging 2003; 17 :300-308.
[2] BeNrrrcr RH, WsrNsrocr-GuttueN B, FrsurraaN I,
Ssenve J, Tro.c CW, BersHt R. Predictionof neuropsychological impairment in multiple sclerosis: comparison of
conventionalmagneticresonanceimaging measuresof atrophy and lesionburden.Arch Neurol2004;61:226-230.
[3] BnnrraEl-RA, Snenlae J, Troe CW, Pur-r SR, BAKSHIR.
A semiautomatedmeasureof whole-brain atrophy in multiple sclerosis.
J Neurol Sci2003;208:57-65.
[4] BnlNrveN SD, Senwan M, LEvrN HS, Monrus HH. Quantitative indexes of computed tomography in dementia and
normal aging.Radiology 7981'; 138: 89-92.
[5] BruNrn E, MeNzr G, Ansuace JL. Encephalizationand allometric trajectoriesin the genusHomo: evidencefrom the
Neandertal and modern lineages.Proc Natl Acad Sci USA
2003: 100: 15335-15340.
[6] CrmzeNowsr.q G, Br,sENA. Weight of the brain and body
height in man between the ages of 20 and 89 years. Folia
Morphol (Warsz) \973 : 32 : 397-406.
[7] CorEEv CE, WTLKINsoNWE, PARASnosIA, Soeov SA,
LI el a/. QuantitativecerebralanaRJ, PATTERsoN
Sur-uv.q.N
study using
tomy of the aginghuman brain : a cross-sectional
magneticresonanceimaging.Neurology 1992; 42 : 527-536.
[8] CooN CS.The Mountainsof Giants,Papersof the Peabody
Museum of American Archeology and Ethnology, Harvard
University, 1950,Volume 23, 3. PeabodyMuseum, Harvard
Cambridge.
University.
[9] CouncnesNn E, CHtsur.lHJ, TowNseNnJ, Cowt-psA, CovwcroN J, Eca nsB et al. A. Normal brain developmentand
aging: quantitativeanalysisat in vivo MR imagingin healthy
volunteers.Radiology 2000; 216 : 672-682.
FR, VALLÉEB, PacHeI C, HERMIERM,
[10] CorroN F,Roz
JC.CranialSuturesandcranioGurnno-Cosre AM, Fnolvrnrvr
metricpointsdetectedon MRI, SurgRadiol Anat2ffi4 Oct29.
[11] Dennocu JN, Mosrrrlar.rNJE. Canonical and principle
componentsof shape.Biometrika1985;72 :241-252.
[12] DrreneN AS. Changesin brain weights during the span of
human life : relation of brain weights to body heights and
body weights.Ann Neurol 1978;4:345-356.
[13] Dounr-n KL, Helltoev GM, Knrl JJ, Henesrv JA,
Cut-I-sNK, BRooKs WS et aL Topography of brain atrophy
during normal aging and Alzheimer's disease.Neurobiol
Aging 1996: 17 : 513-521.
[14] Dnevrn BP. Imaging of the aging brain. Part I. Normal findings.Radiology 1988; 166 : 785-796.
E, RUDICKRA, SIMoNJH, Currsn G, Beten M,
Frsuln
[15]
Lnn JC et al. Eight-year follow-up study of brain atrophy in
patientswith MS. Neurology2002;59 : L412-1'420.
I, Mr,lelaet E, CooPERG. The asses[16] GoruonrJM, STEINER
sment of chansesin brain volume usinq combined linear
measurements."ACT-scatrstttdy.Neuroràdiotogy 1984; 26 :
27-24.
[17] GoNzArnz-JosÉR, RAMiREzRozzt F, SaRDIM, MARTiNEZABADiASN, HenNÂNnBzM,. Puccnnnr-lI HM. A functional-cranial approach to the influence of economic strategy
on skull morphology.American Journal of PhysicalAnthtopology.IN PRESS
U, SrneuvFJoRDJV, MoNnos G.
[18] HO KC, RonssrraaNN
Analysis of brain weight. I. Adult brain weight in relation to
.
sex,race, and age.Arch Pathol Lab Med 1980; 104 : 635-639
[19] HooroN EA, Duprnruls CW. Age changesand selective
survivalin Irish males.AmericanAssociationof PhysicalAnthropologists,I95 ; 2 : l.
[20] Honsrru-r MA, RovARIs M, RoccA MA, Rosst P,
BeNnnrct RH, FIr-ppt M et al. Whole-brain atrophy in multiple sclerosismeasuredby two segmentationprocessesfrom
I Neurol Sci2003;216 :169-177.
variousMRI sequences.
[21] HowErrs WW. The cranial vault : factors of size and shape.
Am J Phys Anthropol L957; 15 :19-48.
[22] Hownus WW. Skull Shapesand the Map: Craniometric
Analysesin the Dispersionof Modern Homo. Papersof the
PeabodyMuseum of Archaeology and Ethnology Harvard
University, 1989, Volume 79. Peabody Museum, Harvard
Cambridge.
University.
[23] IsneEI-H. Continuing growth in the human cranial skeleton.
Arch Oral Biol L968;13 :133-137.
[24] Isnanr H. Continuing growth in sellaturcica with âge.Am J
RoentgenolRadium Ther Nucl Med. 1970; 108: 5L6-527.
[25] Kassurer J, Tuuau H, Ecrnn D, KuRr A, Luoolpu AC,
FD. Age-relatedbrain parenchymalfraction is siJuENGLINc
gnificantly decreasedin young multiple sclerosispatients: a
quantitativeMRI study.Neuroreport2003;14:427-430.
[26] KENonrcr GS, RIsrNcEnHL. Changesin the anteroposterior
dimensionsof the human male skull during the third and
fourth decadeofhfe. Anat Rec 1967;159: 77-81'.
[27] Lasrnr GW. The agefactor in bodily measurementsof adult
male and female Mexicans.Hum Biol 1953:25 : 50-63.
[28] Lezonraes G. Le systèmenerveuxcentrâl : description,systématisation,exploration,ParisEds Masson,1967,p.192.
[29] Lruav M. Asymmetries of the brains and skulls of nonhuman primates. In S.D. Glick (Ed.). Cerebral Lateralization
in NonhumanSpecies.1985,pp. 233-245.New York: AcademicPress
VOUTE CRÂNIENNE - PARENCHYME CÉRÉBRAL
[30] Menourn P, Cnllrle MC. L'évolution des caractèresmorphologiquesen fonction de l'âge chez2009Françaisde 20 à
91.ans.Bull Mém.SocAnthropologie Paris 196L;2 : L-78.
[31] MensHaI-l J. On the relations between the Weight of the
Brain and its Parts and the Stature and Massof the Body in
Man, J. of Anat and Physiol1'892;26:445-489.
[32] Marsuver M, KrrrNrs R, MoRocz IA, LoRENzoAV, SeNnon T, Amnnr MS et al. Age-relatedchangesin intracranial
by magnetic
compartmentvolumesin normal adults assessed
resonanceimaging.J Neurosurg1996;84 :982-991,.
[33] Mrr-r-nr AK, ALsroN RL, Consnu-ts JA. Variation with age
in the volumesof grey and white matter in the cerebral hemispheresof man : measurementswith an image analyser.
-132.
N europ athoI App I N eur obioI 1,980: 6 : 1,19
[34] Pecuer C,ZwuYM, Gnrlreuo J, Hnnnrnn M, DnourcNYBaorN A, Bouonee A et al. Apyramidal approachfor automatic sesmentation of multiole sclerosislesions in brain
MRJ. Comput Med Imaging Graph 1998:22 :399-408.
[35] PerrnNnrRc, H., & Vorcr, J. Brain weight of the Danes:
Forensicmaterial.Acta Anatomica1964:56 :297-307.
[36] Prerrenaauv A, Marn,tr-oN DH, Sur-uveN EV, Reuss
JM, Zrpunsrv RB, Lrv KO. A quantitative magnetic resonance imaging study of changesin brain morphology from
infancy to late adulthood.Arch Neurol 1,994; 51 : 874-887.
[37] PrrrzNrn W. Social-anthropologischeStudien. I. Der einfluss des lebensaltersauf die anthropogischencharaktereZ. Morph Anthrop 1899: 1 :325.
[38] Rer-rrnrono JH (1994)CraniometricVariation Among Modern Human Populations.Am J Phys Anthropol 95 :53-62.
[39] RrsNrcr SM, GoLDszALAF, Devarzros C, et al. One-year
age changesin MRI brain volumes in older adtlts. Cereb
Cortex 2000; 10: 464-472.
[40] ResNrcr SM, PnervrDL, KRAUr MA, ZoNoEnueN AB, DevATZIKosC. Longitudinal magneticresonanceimaging studies of older adults : a shrinking brain. J Neurosci2003;23 :
3295-3307.
[41] Ruorcr RA, FrsuenE, Lee JC, SIvoN J, Jecoss L. Use of
the brain parenchymalfraction to measurewhole brain atrophy in relapsing-remittingMS. Multiple SclerosisCollaborative ResearchGrotp. Neurology 1999; 53:1'698-1704.
[42] SeI-rEnK. Die Fehmaraner- DeutscheRassenkde1930;4:
1
[43] Scrurll RI, Fnosr C, JeNrrNs R, WurrwnI-r- JL, Rosson
MN, Fox NC. A longitudinal study of brain volume changes
in normal aging using serial registeredmagnetic resonance
imaging.Arch Neurol 2003; 60 : 989-994.
I37
[44] SueN ZY,Yun GH, Ltu JZ. Automated histogram-based
brain segmentationin T1-weighted three-dimensionalmagnetic resonancehead images.Neuroimage2002; 17 : 15871598.
Scnw,lnrz
M, Cnr,esnv H, Gn.q.ovCL, Delno JM, Fruor[45]
HA, CurrEn NR eral. CornputedtomographicanaRrcKSoN
lysis of brain morphometricsin 30 healthy men, aged 21 to
81 years.Ann Neurol 1985; 17 : 146-157.
[46] SrursoN E, Henneberg M. Variation in soft-tissuethicknesseson the human face and their relation to craniometric dimensions.Am J PhysAnthropol 118:121-133.
[47] Srur-rnnuo K. Variations in the sizeof the human brain. Influence of age, sex, body length, body massindex, alcoholism, Alzheimer changes,and cerebral atherosclerosis.Acta
Neurol ScandSuppl L985: 102 : l-94.
E, SweN
A, ADALsTEINssoN
[48] Sulr-rveN EV, PFETERBAUM
GE, Clnrrrpl-t-rD. Differential râtesof regionalbrain change
in callosal and ventricular size; a 4-year longitudinal MRI
study of elderly men. Cereb Cortex 2002; 12 : 438-445
[49] SuslNNe C, Guroorrt A, HAUSPIER. Âge changesof skull
Anthropol Anl L985;43 :31'-36.
dimensions.
[50] SvnNNrnnolru L, BosrnorraK, JuNcnrnn B. Changesin weight and compositionsof major membranecomponentsof human brain during the span of adult human life of Swedes.
Acta Neuropathol 1997; 94 : 345-352.
[51] Tar-ernecu J, Devro M, TounNoux P, Connsnon H, KvasINAT T. Atlas d'Anatomie stéréotaxique.Masson, Paris,
1957.J. Talairach,M. David, P. Tournoux, H. Corredor, and
T. Kvasina.Atlas d'Anatomie Stéréotaxique.Masson et Cie,
Paris, 1957using as landmarks the Ca-Cp line as proposed
by Talairachand al.
[52] Ter-lcnnN A. Neurocranial morphology and ageing-a longitudinal roentgencephalometricstudy of adult Finnish women.Am I PhysAnthropoll9T4;41:285-293.
BE, BLEssEDG, Rorn M. Observationson the
[53] Torr.rr-rNsoN
brains of non-dementedold people. I Neurol Sci 1968: 7 :
33L-356.
[54] Zrlrl.renveN RD, FlelnNc CA, LEs BC, Senr-Lours LA,
Drcr MD. Periventricularhyperintensityas seenby magneAJR AmJ Roen'
tic resonance: prevalenceand significance.
tgenol 1986; 146 : 443-450.
[55] Xu J, KosevesHr S,Yelrecucnr S, Iutrle K, OKADAK, YAMASHITAK. Gender effects on age-relatedchangesin brain
structure.AJNR Am J Neuroradiol2000;21: 112-11'8.
[56] Zrulomov R, LoCATELLIL, Srwel B, B*.q.rrNeA, Gnop A,
NesuEI-r-rD et al. Normahzedregionalbrain atrophy measurementsin multiple sclerosis.Neuroradiology2003;45 :793798.