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IMAGERIE OSTEO-ARTICULAIRE : vers plus de physiologie

Mis à jour le 13/08/2010 par SFR

Jean-Luc Drapé, Henri Guerini, Céline Duffaut-Andreux
Service de Radiologie B, CHU Cochin APHP, Université Paris V

Cette année les thèmes émergents ont été l'imagerie fonctionnelle et toujours plus d'anatomie avec une imagerie de plus en plus fine. Les nouveautés concernaient essentiellement l'IRM avec les premières études comparatives 1,5 – 3T ainsi que la cohorte annuelle de nouvelles séquences. Plusieurs travaux discutaient la nouvelle place de la TDM à multidétection dans la prise en charge de certaines pathologies. Enfin de nombreuses équipes ont présenté leur expérience en radiologie interventionnelle.


A. LES THEMES EMERGENTS

1. L'IMAGERIE FONCTIONNELLE
D'année en année nous voyons les tentatives d'une approche plus fonctionnelle de l'appareil locomoteur en complément de l'étude purement morphologique. Les dernières avancées techniques autorisent par exemple l'étude paramétrique de la vascularisation, l'imagerie de diffusion ou l'analyse spectroscopique. La décomposition du mouvement est l'autre versant fonctionnel proposé par certaines équipes.

1.1. Etude paramétrique de la vascularisation
La distinction entre les malformations vasculaires périphériques de haut et bas débit, dont la prise en charge est différente, est possible grâce à l'injection dynamique de gadolinium [167MKp]. La mise en évidence de flux rapides par vide de signal vasculaire sur les images d'IRM standard ne détecte que 50% des malformations à flux rapides. Avec un échantillonnage temporel élevé de 5 secondes pendant 2 minutes il est possible de détecter toutes les malformations à flux rapide par un rehaussement maximal précoce (moins de 30 secondes après le début de son rehaussement). Ce signe se révèle également assez spécifique (89%). Dans les tumeurs ostéo-articulaires, la mesure quantitative du flux vasculaire est possible grâce aux acquisitions parallèles (SENSE) [1527]. Il est possible d'obtenir un nombre élevé de coupes (80) toutes les 1,6 secondes pendant 2 minutes après injection de gadolinium. Une image paramétrique du flux vasculaire est calculée par analyse de déconvolution et montre une diminution du flux au centre de tumeurs, pas toujours détecté sur l'IRM standard. Des modifications de flux sont relevées sous chimiothérapie et permettent une meilleure appréciation de la nécrose tumorale qu'avec l'IRM standard. Cette étude de la perfusion tumorale des sarcomes de parties molles est également accessible par écho Doppler [409]. L'utilisation de produit de contraste (Levovist, Schering) et d'un logiciel d'étude de perfusion (Dynamic Flow, Toshiba) sont nécessaires et permettent la détection précoce des mauvais répondeurs après perfusion isolée du membre de hautes doses de TNFa. L'écho Doppler avec contraste I.V. Est également proposé pour la détection de modèles animaux d'arthrites infra-cliniques [387 MKe]. La sensibilité pour la détection des flux lents synoviaux se révèle supérieure que celle du Doppler simple. L'intensité et la dynamique du rehaussement synovial permet d'évaluer la réponse au traitement des polyarthrites rhumatoïdes [308 MKe].

La diffusion intra-articulaire du gadolinium à partir de la vascularisation synoviale a déjà été proposée pour les arthrographies indirectes. Un exemple cette année nous est proposé au sujet des conflits antéro-externes de la cheville [525]. Les séquences 3D FSPGR ont une précision diagnostique de 86%, supérieure à celle de l'IRM standard.

1.2. L'imagerie de diffusion
Les applications de l'imagerie de diffusion en ostéo-articulaire restent restreintes. Nous retrouvons des travaux sur les tassements vertébraux. Une valeur du b entre 200 et 400 sec/mm2 est recommandée pour différencier les tassements vertébraux bénins et malins [172 MKp]. Plusieurs équipes proposent plutôt d'utiliser l'imagerie en phase avec les séquences d'écho de gradient [174 MKp, 341 MKe]. Cette séquence serait sensible à la destruction plus importante des travées osseuses dans les tassements métastatiques (signal plus intense que dans les tassements ostéoporotiques). La valeur de l'ADC peut également aider à différencier des lésions osseuses bénignes de tumeurs malignes à signal élevé en imagerie T2 et faiblement rehaussées après injection de gadolinium, comme les chondrosarcomes [170 MKp].
La structure interne du cartilage peut être mise en évidence par l'imagerie des tenseurs de diffusion [404]. Cette imagerie in vitro démontre les propriétés d'anisotropie de certaines couches du cartilage due à l'organisation du réseau des fibres de collagène.

1.3. La spectroscopie
L'emploi de la spectroscopie en ostéo-articulaire reste l'apanage de centres spécialisés dans l'imagerie du muscle. Le métabolisme lipidique du muscle peut être ainsi estimé [1193]. Plusieurs travaux proposent également d'utiliser cette technique dans la caractérisation tumorale. La mise en évidence de métabolites hydrosolubles de la choline par spectroscopie du proton serait un argument supplémentaire en faveur de la malignité d'une tumeur osseuse ou des tissus mous [1529]. La spectroscopie pourrait également aider à distinguer les liposarcomes bien différenciés des lipomes [350 MKe].

1.4. Le mouvement
Le mouvement est également étudié au quotidien par échographie dans les pathologies musculo-tendineuses. Il est dommage de voir encore des présentations n'intégrant pas cette donnée comme dans l'échographie des doigts à ressaut [410]. Cette année de nombreux travaux d'IRM se sont intéressés à l'imagerie du mouvement. Ces études nécessitent le plus souvent des unités IRM à configuration ouverte permettant le jeu articulaire et la mise en charge. Ce type d'appareil est malheureusement trop rare en France.
Ainsi l'instabilité d'une fissure méniscale du genou peut être révélée par la mobilisation de l'articulation [733]. Les déplacements des ménisques de sujets asymptomatiques sont également être mis en évidence et restent inférieurs à 3 mm [735]. Une véritable ciné-IRM du genou en temps réel peut être obtenue avec une séquence spiral SSFP [174]. Une acquisition de 10 images par seconde peut être atteinte avec cette technique. Au niveau de la cheville, une équipe propose un support cinétique motorisé compatible avec l'IRM pour une étude optimale des tendons sur l'ensemble de leur trajet [1371]. Trois positionnements différents sont au moins nécessaires.
La mobilisation articulaire peut également être utile pour révéler un conflit intermittent, comme le conflit fémoro-acétabulaire. L'imagerie statique de l'IRM standard peut révéler des signes indirects que sont les fissures labrales, une chondropathie acétabulaire antéro-supérieure et une dysplasie de la hanche [1535, 1539]. Mais une visualisation directe du conflit serait préférable en position de stress. Il est possible d'avoir des mouvements de flexion-extension de la hanche en arthroscanner avec une étude du labrum [1534].
A l'épaule, la réalisation de séquences d'arthro-IRM en rotation interne (adduction internal rotation, ADIR) améliore la détection des ALPSA (anterior labroligamentous periosteal sleeve avulsion) [198]. La rotation interne de l'épaule permet en effet de distendre et remplir le recessus capsulaire antérieur et démontre un enroulement du labrum glénoïdien antérieur et le déplacement médial du ligament gléno-huméral inférieur.
La mobilisation articulaire peut aussi être mise à profit pour avoir une imagerie musculaire après effort. Cette composante de stress est essentielle pour mettre en évidence un syndrome de loge chronique [1195]. Les coupes axiales en STIR après effort sont les seules à révéler des anomalies de signal musculaire par rapport aux autres pondérations ou à l'imagerie avant effort.


2. TOUJOURS PLUS D'ANATOMIE
L'émergence d'une imagerie dite en « haute résolution » permet de découvrir une autre anatomie. De plus en plus précise, elle met en évidence de très petites structures autrefois inaccessibles sauf par la dissection.
La confrontation cadavérique est source de plusieurs posters et communications. Par exemple l'arthro-IRM qui permet par distension de découvrir le recessus du LCP [738]. Il faut le reconnaître pour ne pas le confondre un kyste de la tente des croisés. Si cette étude cadavérique n'a pas abouti pour l'instant à une étude clinique objective, d'autres confrontations permettent de mieux comprendre certaines pathologies. On peut citer par exemple une étude en IRM concernant l'articulation métatarso-phalangienne et la plaque plantaire impliquée dans les syndromes du 2ème rayon [163 MKp]. On découvre également l'imagerie ligamentaire de certaines articulations peu connues en IRM comme l'articulation trapézo-métacarpienne [153 MKp].
Pour améliorer l'image, certains auteurs se sont intéressés aux petites antennes de surfaces (« microcoils ») afin d'augmenter la résolution spatiale. L'utilisation d'antennes de surfaces de 23 mm de diamètre permet d'obtenir des images d'excellente qualité mais avec de très petits champs. Un bel exemple est donné par l'imagerie du complexe triangulaire au poignet, avec la possibilité d'analyse de très petites structures comme les ligaments radio-ulnaire ou ulno-triquetral [306 MKe]. On peut également étudier le cartilage au plus près comme celui de la cheville et cela sans injection intra-articulaire [153MKp].
L'échographie « haute résolution » est également à l'honneur avec des performances n'ayant parfois rien à envier à l'IRM. C'est le cas pour le tunnel tarsien dont l'anatomie échographique est mal connue mais pourtant simple et facile d'accès [412]. L'utilisation du Doppler permet de faciliter l'analyse des vaisseaux et nerfs impliqués dans les syndromes canalaires [383MKe]. L'échographie des poulies digitales a une résolution suffisante pour mettre en évidence les lésions nodulaires responsables des doigts à ressauts [410]. L'échographie des ligaments extrinsèques du poignet reste encore d'emploi difficile en raison de la complexité anatomique et bénéficierait de l'établissement de protocoles de déroulement de l'examen [380MKe]. Ils permettraient, en particulier au niveau du poignet, d'utiliser efficacement cet outil pour la mise en évidence des fractures occultes souvent associées aux lésions ligamentaire. L'apport de l'échographie post-traumatique immédiate du poignet est encore évoquée par une communication se basant sur les signes échographiques habituels que sont l'hématome péri cortical, la visibilité directe du trait de fracture, l'épanchement articulaire. On peut ainsi mettre en évidence des fractures (scaphoïde, capitatum) mais aussi des lésions ligamentaires (scapho-lunaire) ou tendineuses (ECU) [411].
L'arthroscopie virtuelle permet également de découvrir une anatomie très utile à nos collègues chirurgiens. La technique se simplifie grâce aux nouvelles consoles de post-traitement. L'arthroscanner semble, dans ce domaine, très supérieur à l'arthro-IRM [1367]. On découvre par exemple l'anatomie des attaches méniscales postérieures et leurs lésions jusqu'alors relativement méconnues [376 MKe]. On peut également étudier le labrum glénoïdien [1368].


B. LES NOUVEAUTES LES PLUS IMPORTANTES

1. L'IRM 3T
Peu de travaux sur l'apport de l'IRM 3T en application ostéo-articulaire. Il manque encore la disponibilité d'antennes adaptées pour exploiter au mieux les nouvelles plates-formes. Cependant quelques résultats préliminaires ont été exposés au niveau du genou [401 MKe] et du poignet [1374]. Au niveau du genou, le gain en signal par rapport à 1,5T est au moins de 50%. Les temps de relaxations calculés sont modifiés, surtout pour le T1. Une résolution spatiale plus élevée est possible à 3T en augmentant le TR pour tenir compte de l'augmentation du T1 et acquérir des coupes plus fines qu'à 1,5T [1372]. L'artefact de décalage chimique est accru mais peut être compensé par une augmentation de la bande passante [401 MKe]. La visibilité du cartilage et des structures ligamentaires du carpe serait plus précise à 3T comparée au 1,5T. Le cartilage peut être exploré avec des séquences 3D FSE pratiquement isotropes (épaisseur de coupe de 0,5 mm) [400]. Le rapport signal sur bruit se révèle deux fois supérieur à celui des séquences 3D FSPGR. L'emploi de TE aussi court que 4,3 msec réduit les artefacts de flou inhérents à ce type de séquence. L'utilisation de présaturation de la graisse est très fréquente en imagerie ostéo-articulaire mais est plus sensible aux hétérogénéités de champ à 3T. Aussi au niveau du genou et de la cheville, il est possible de substituer cette présaturation par une technique de type « Dixon » plus robuste. Elle peut être associée à une séquence 3D-SSFP (FIESTA) [1373]. La spectroscopie bénéficie également du passage au 3T. Le spectre musculaire est modifié par rapport à 1,5T avec des effets de susceptibilité plus accentués et une évaluation quantitative plus précise des lipides intra-cellulaires musculaires [1193].

2. Les nouvelles séquences IRM
De nouvelles séquences ou des améliorations de séquences existantes ont été présentées. L'imagerie de l'épaule est souvent perturbée par les artefacts de respiration. La technique d'acquisition parallèle type SENSE ou SMASH accélère la rapidité d'acquisition en imagerie T2 et diminue ces artefacts au niveau de l'épaule [1375]. Elle peut être étendue à d'autres articulations sans perte de qualité sensible [397 MKe]. Cette technique est d'ailleurs testée actuellement avec des antennes en réseau phasé plus complexe comportant 32 éléments [172]. Il est également possible d'accroître la rapidité d'acquisition par des acquisitions radiale d'échoplanar (REPI) tout en conservant une résolution spatiale élevée (CHRA ou central high-resolution area). Ce type de séquence est particulièrement conçu pour disposer d'une résolution temporelle élevée.
Les acquisitions 3D à pondération T2, type SSFP ou TrueFISP sont actuellement d'excellente qualité mais sont perturbées par un signal persistant élevé de la graisse. Une technique rapide de séparation eau-graisse (PS-SSFP ou phase-sensitive SSFP) permet un balayage du genou en 3 minutes [176]. Le TE très court de cette séquence entraîne l'apparition d'un signal au niveau des ménisques et des ligaments.
Certaines équipes explorent l'apport des séquences à TE ultra-court, 50 à 100 fois plus courts que les TE standard. Les tissus à T2 court, comme la corticale osseuse, les ménisques et les tendons, ne donnent pas de signal en routine. Avec un TE de moins de 0,08 msec il est possible de recueillir un signal au niveau de ces éléments du genou [1059, 1369]. La soustraction entre les échos tardifs et l'écho le plus précoce augmente le contraste et permet de distinguer par exemple la zone rouge de la zone blanche des ménisques ou des couches du cartilage. Un rehaussement après injection de gadolinium peut être détecté. Une nouvelle sémiologie doit être décrite au niveau du genou avec ce type de séquence. La captation du gadolinium en intraosseux a été confirmée par spectroscopie sur des pièces de tête fémorale [1351]. Ce passage est variable selon le type de contraste employé. La concentration en Omniscan est 2,5 à 4 fois plus élevée que celle du ProHance.

3. PET
Un seul travail sur le PET en ostéo-articulaire au sujet du bilan des myélomes multiples [1528]. Le FDG PET apparaît capable de détecter l'infiltration médullaire et semble plus intéressante que l'IRM ou la TDM pour déterminer la réponse thérapeutique bien que la série se résume à 4 cas. Les faux négatifs du FDG PET semblent être dus au défaut de résolution spatiale en cas de lésions de petite taille.


C. REFLEXIONS

Comme chaque année les travaux basés sur l'IRM ont été majoritaires. Bien qu'il existe une percée de l'IRM 3T et un volonté commerciale afin de proposer cette configuration comme appareil « généraliste », le gain diagnostique en ostéo-articulaire n'est pas encore prouvé. Les présentations utilisant les IRM bas champs étaient très rares cette année.

La TDM cherche sa place depuis l'apparition des multidétecteurs. Elle voie ses indications confortées en traumatologie d'année en année avec une tentative de substitution des radiographies standard. La mise en place de protocoles est très utile pour la prise en charge du polytraumatisé et la qualité et la rapidité des reformatages à partir d'un scanner thoraco-abdomino-pelvien permet de supprimer les radiographies standard du rachis thoraco-lombaire [728, 721, 722]. L'irradiation et le temps d'examen sont réduits par rapport aux radiographies. De même, les clichés dynamiques classiquement réalisés pour l'étude de la stabilité du rachis cervical après un traumatisme peuvent être remplacés par la TDM en multidétection [727]. La TDM peut être suffisante pour éliminer une lésion instable si l'alignement cervical est conservé et s'il n'y a pas d'anomalies des parties molles [723]. L'indication d'une IRM cervicale complémentaire ne semble pas nécessaire dans ces conditions, d'autant plus que la sensibilité et la valeur prédictive positive des anomalies de signal ligamentaire sont faibles [725]. Le remplacement des radiographies par la TDM peut également s'opérer dans le bilan d'extension des myélomes multiples. Une véritable TDM corps entier de type « scintigraphique » apparaît supérieure au classique bilan radiographique pour une irradiation équivalente et un temps d'examen bien plus court [527]. Cette approche doit être mise en compétition avec l'IRM du squelette complet avec antenne corps [528]. La TDM corps entier est également proposée pour le dépistage des métastases osseuses avec une sensibilité de 86% [1530]. Les localisations de la paroi thoracique et du bassin sont les plus difficiles à mettre en évidence.
Le post-traitement 3D en « volume rendering » à partir des données TDM est actuellement rapide et d'excellente qualité. Il est peut être proposé pour une utilisation en routine au niveau du poignet [403 MKe], de la cheville et du pied [404 MKe] en particulier avec les TDM l6 canaux [406 MKe]. Les données volumiques peuvent aussi être exploitées pour l'arthroscopie virtuelle [1367, 374 MKe]. Les angioscanners périphériques sont également bénéficiaires de la multidétection et peuvent s'intégrer dans une démarche orthopédique [400 MKe].

L'imagerie de l'ostéoporose reste le parent pauvre des travaux des équipes françaises, traduisant leur faible investissement dans ce domaine. Pourtant deux sessions complètes dédiées à cette thématique étaient proposées. La plupart des communications ont porté sur l'imagerie haute résolution de la micro-architecture de l'os trabéculaire. Cette approche reste une voie de recherche, qu'elle se fasse par TDM [849, 1054, 1055, 1057] ou IRM [847, 850, 1058, 1060].

Enfin la radiologie interventionnelle reste toujours une part importante de la radiologie ostéo-articulaire. Elle va des gestes quotidiens, comme les infiltrations, aux gestes lourds comme la vertébrectomie sous guidage laser [182 MKp]. De manière étonnante, la réponse aux infiltrations intra-articulaires de corticoïde est rarement évaluée, aussi plusieurs présentations ont tenté de le faire. Une série prospective a d'ailleurs montré dans la coxarthrose l'absence d'effet antalgique à court terme [1537]. Par contre l'arthrodistension de l'épaule gelée post-traumatique se révèle efficace d'abord sur la douleur puis sur le handicap entre 3 et 6 mois [198 MKp]. Les techniques de ponction ont été revisitées et affinées, comme les infiltrations vertébrales épidurales [367 MKe], dont les indications se sont accrues depuis l'indisponibilité de la papaïne, les infiltrations des tendons de la cheville [368 MKe], du long fléchisseur de l'hallux [371 MKe], de l'articulation sous-talienne [188 MKp] et des articulations scapulo-thoraciques [195 MKp]. L'infiltration sous échoguidage se révèle utile et plus efficace pour les névromes de Morton [415] alors qu'elle semble aléatoire pour les infiltrations des articulations sacro-iliaques [414].

Des techniques peu diffusées en France étaient également présentées, comme la lithotripsie extra-corporelle. Elle est proposée dans le traitement des tendinites calcifiantes ou aponévrotiques. Les indications évaluées cette année étaient les tendinopathies calcifiantes de l'épaule, l'épicondylite au coude et l'aponévrosite plantaire. Les hautes énergies semblent plus efficaces à l'épaule [1068]. Au coude, la réponse clinique n'est bonne que dans 54% des cas avec souvent une fragmentation et une réduction de taille des calcifications [158 MKp]. Dans l'aponévrosite plantaire, un suivi IRM a montré l'absence de modifications de l'épaississement aponévrotique mais une réaction œdémateuse étendue précoce et résolutive tardivement chez les bons répondeurs [522].

Pour les pathologies tumorales, plusieurs traitements le plus souvent palliatifs ont été évalués. La thermoablation par laser sous contrôle IRM permet une ablation complète de 56% des tumeurs osseuses traitées [179 MKp]. La chimiothérapie percutanée d'une suspension de lipiodol-epirubicine se révèle efficace sur les métastases osseuses des hépatocarcinomes en cas de bonne rétention de la suspension dans 46% des cas. L'ablation par radiofréquence sous contrôle TDM des métastases osseuses du bassin donne de bons résultats antalgiques, mais rarement une réossification (22%) [1071]. Peu de nouveautés pour la vertébroplastie étaient rapportées. Certaines équipes recommandent l'embolisation veineuse préalable en cas de drainage veineux direct [180 MKp]. Nous savions que la quantité de ciment injectée n'influençait pas l'efficacité du geste, mais il semble également que le volume vertébral n'ait pas d'influence [177 MKp].


REFERENCES

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