Imagerie du Cartilège

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Imagerie du Cartilège

  1. 1. IMAGERIE DU CARTILAGE Dr Sébastien CHOMEL Dr Carole LAPRA Infirmerie Protestante Clinique Saint Charles Séminaire Vendredi 6 Janvier 2012Pas de conflit d’intérêt
  2. 2. Imagerie du cartilage/pourquoi? Prévalence des lésions chondrales et de la dégénerescence du cartilage Amélioration de la détection des lésions chondrales stade I-II Modèle de développement actuel = cartilage genou (le plus épais) Evaluation pré et post-thérapeutique (chirurgicale ou médicale) des lésions ostéo-chondrales o Champs d’application multiples ( traumatique, dégénérative, inflammatoire et autres o Intérêts dans le suivi et le développement des techniques de réparation chirurgicale du cartilage altéré • Bilan lésionnel précis (situation, volume) • Contrôle de l’intégration des greffons et de l’efficacité thérapeutique de nouvelles molécules chondroprotectrices Développement d’une imagerie spécifique du cartilage IRM +++
  3. 3. Imagerie du cartilage/ Comment? Développement permanent des constructeurs o Nouvelles machines o Nouvelles antennes o Nouvelles séquencesRéseau antennes 15 canaux genou
  4. 4. Qu’attendre des séquences du cartilage?o L’idéal • Temps d’examen acceptable • Résolution en contraste pertinente • Résolution spatiale élevée • Segmentation, volumétrie, affichage 3Do Actuellement • Approche « anatomique et morphologique » quantitative de l’épaisseur • Imagerie de surface (Arthro-TDM ou Arthro-IRM) • Imagerie chondrale et sous-chondrale (IRM +++, TDM +)o Le futur • Evaluer les qualités biomécaniques du cartilage • Modifications ultra-structurales (altération collagène) • Modifications biochimiques (déplétion protéoglycanes, augmentation contenu en eau) • Discriminer les lésions des couches superficielles des profondeso Le but • Visualisation directe de l’aspect multi-lamellaire du cartilage hyalin en s’approchant de son aspect histologique • Détection de pathologie chondrale avant les anomalies morphologiques irréversibles
  5. 5. Etat de l’art / Imagerie Rx standards  IRM  TDM  Non invasive  Arthro-TDM  Non irradiante  IRM  Sans injection intra-articulaire  Arthro-IRM  Analyse globale (ménisco- ligamentaire, synoviale)  Analyse quantitative chondrale ○ Epaisseur ○ Signal (chondral et sous-chondral) IRM standard IRM Nouvelles applications ou Analyse quantitative et qualitative Arthro-IRM
  6. 6. IRM standard/Séquences du cartilage? 3D DESS WE (3D double écho stationnaire) DP Fat Sat cartilage seule structure en hypersignal isosignal < liquide synovial (séquence longue 5-7 minutes, très T2TSE ou FSE sensible aux artefacts de sensibilté Cartilage hyposignal magnétique et métallique) T1 SE, TSE 3D T1 EG (FSPGR) anatomique, haute résolution, signal intermédiaire du cartilage, faible contrastecartilage – liquide synovial) Arthro-IRM T1 Fat Sat cartilage en hypersignal Contraste en hypersignal
  7. 7. IRM standard/cartilage pathologique Méniscectomie médiale à 1 anChondrolyse rapide fémoro-tibiale médiale stade IV Languette méniscale médialeModifications en miroir des lames sous-chondrales Synovite hypertrophique
  8. 8. IRM standard/cartilage pathologique Cartilage fémoro-patellaire pathologique Chondropathie patellaire fissuraire stade II à IIIChondropathie profonde zone portante condylienne médiale stade III Cartilage fémoro-patellaire pathologique Ulcérations trochléennes focales stade III à IV Ulcération patellaire focale stade III à IV
  9. 9. IRM standard/cartilage pathologique Cartilage fémoro-patellaire pathologique Lésions trochléennes focales Amincissement chondral patellaire régulier Stades ?Chondropathie patellaire, couche profonde Stade ?
  10. 10. Améliorations récentes (1)  Approche ultra-structurale  Augmentation résolution spatiale  Striations radiaires, aspect multicouches  Augmentation intensité du champ magnétique ○ 1,5 T = majorité des imageurs ○ 3 T = quelques centres ○ 6 à 7 T = expérimentation 2010 20101995 Routine clinique Expérimental EG T2 TRA DP FS TSE TRA DP FS TSE TRA 0.1x0.1x3mm à 7T 5mm à 1 T 3mm à 1.5 T Image SIEMENS
  11. 11. Améliorations récentes (2) Augmentation résolution spatiale Nouvelles séquences ○ T 2 TSE ou FSE 3D à angles de refocalisation variable ○ Acquisition isotropique infra-millimétrique ○ Plus de volume partiel ○ V voxel 0.6 x 0.6 x 0.6 mm3, T Acq 6 à 8 minutes à 1.5 T ○ Impossible sur les séquences plus anciennes ou temps d’examen trop long (1 heure!!) ○ TSE à couverture radiale (Syngo BLADE Siemens) ○ Diminution des artefacts de mouvementsCoupe sagittale 2D, 3 mm Syngo SPACE 3DImage SIEMENS Image SIEMENS
  12. 12. Améliorations récentes (3) Augmentation résolution spatiale  Séquence 3D type DESS  Volumétrie (calcul global ou compartimental)  Mesures quantitatives en ml  Segmentation automatique non disponible  Attention pas d’analyse ménisco-ligamentaire
  13. 13. Perspectives Approche ultra-structurale  Augmentation résolution spatiale o Volumétrie 3D  Augmentation intensité du champ magnétique ○ 6 à 7 T = expérimentation Imagerie du rat 7T Coupe sagittale haute résolution volumique Segmentation manuelle (palette graphique et stylet) Reconstruction et représentation 3D Compartiments fémoro-tibiaux Imagerie du rat 7T Image CNRS Nancy-Lyon
  14. 14. Cartilage / perspectives Image SIEMENS 7T Aspect multi-couches Confrontation IRM haute résolutionCouche superficielle linéaire, dense, surface lisse et imperméableFibres collagènes parallèles à la surface, H+ immobilesZone transitionnelle, disposition en arche, H+ mobilesZone radiaire, disposition verticale, fibres collagènes perpendiculaires à la surface, GAG +++, peu d’H+Cartilage profond calcifié et lame osseuse sous-chondrale, pas d’H+
  15. 15. Axes de développement Micro-imagerie du cartilage  Détection lésionnelle Grade I, précision des limites lésionnelles  Approche biochimique et moléculaire  Marquage du taux de GAG (glycoamynocglycanes) • d GEMRIC (delayed Gd MRI of cartilage) • T1 Rhô  Approche biomécanique (état du collagène)  Cartographie T2, appréciation et analyse des mouvements de l’eau extra-cellulaire et de sa distribution avec les fibres de collagène  Cartographie (mapping) avec échelle colorimétrique  T2, T2*, T1
  16. 16. Perspectives (1) Approche biochimique et moléculaire  d GEMRIC (delayed Gd MRI of cartilage)  Zone 3 riche en GAG chargées négativement  Le Gadopentate de diméglumine(Gd) est chargé négativement,  Pas de pénétration normale du Gd dans le cartilage  Augmentation de la fixation du Gd si déplétion des GAG (cartilage lésé)  SI fixation Gd augmente, index T1 cartilage diminue CARTOGRAPHIE T1 du Cartilage Injection Double dose Gd IV + Déambulation 10 min IRM réalisé 60 à 90 mn après Contrainte de temps +++ 3DEGT1 utilisation clinique possible Williams A and all; Glycosaminoglycan distribution in cartilage as determined by delayed gadolinium-enhanced MRI of cartilage (dGEMRIC):potential clinical applications ,AJR 2004;182:167-172 Etude chondrale sur rupture du LCA
  17. 17. Perspectives (2) Approche biomécanique (état du collagène)  Cartographie (mapping), échelle colorimétrique  MapIt Siemens  Cartigram Ge Cartilage trochléen lésé  T1,T2, T2* Cartigram Ge  Cartographie T2, analyse indirecte de la matrice extra-cellulaire en étudiant les mouvements de l’eau, les types de collagène et le taux de GAG  Etude ciblée limitée à quelques coupes pour le momentLésions chondrales trochléennes MapIt Siemens Cartilage trochléen sain Cartilage fémoro-tibial sain
  18. 18. Perspectives (2)  Cartographie T2,, T2,* Compartiment médial stade IV Modification de signal compartiment latéral avant anomalie morphologique Cartilage fémoro-tibial sain Fissure osseuse pure sous-chondrale condylienne Pas de fissuration chondrale
  19. 19. Perspectives (3)  T1 Rhô (sensible à l’agitation macro-moléculaire) T2 FS TSE TRA T1 FS TSE TRA Cartographie T1 surperposée sur T1 GRE WE  Imagerie du sodium (Na 23) FusionAnatomie T2 Map T1 Rhô Map Imagerie du sodium
  20. 20. Conclusion IMAGERIE MODERNE DU CARTILAGE  IRM INCONTOURNABLE o Développement permanent (imageurs, antennes, séquences) • Meilleure résolution spatiale et en contraste o Approche globale articulaire o Approche de plus en plus spécifique du cartilage o Evolution d’une imagerie anatomique et morphologique (épaisseur et volume) vers une imagerie de la physiologie articulaire (approche biochimique et moléculaire, GAG, ultra-structure du collagène) o Le futur, Imagerie fondamentale non clinique • Spectroscopie • Séquence UTE • Imagerie H+, Na 23 (concentration dans protéoglycanes)  COMPREHENSION SI COLLABORATION AVEC CLINICIENS ET CHIRURGIENS  PB : EXAMEN LONG ET PARC D’ IRM SATURE et HETEROGENE
  21. 21. MERCI DE VOTRE ATTENTION BONNE ANNEE 2012 Séminaire Vendredi 6 Janvier 2012

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