IMAGERIE DE L'ARTHROSE

IMAGERIE DE L'ARTHROSE

JJ RAILHAC, G. RICHARDI, N. SANS, D. FOURCADE, JL PAUL Hôpital Purpan - Toulouse

Par sa fréquence, son retentissement socio-économique et les problèmes thérapeutiques qu'elle pose, l'arthrose domine la pathologie articulaire. Une des grandes caractéristiques de cette affection est le manque de parallélisme fréquent entre la symptomatologie fonctionnelle et les lésions anatomiques. Génaralement des signes radiologiques très évocateurs sont présents dès les premières manifestations cliniques, mais si les premières radiographies sont normales ou sub-normales, de difficiles problèmes de diagnostic peuvent se poser. Tous les auteurs sont aujourd'hui d'accord sur la nécessité d'un dépistage précoce de l'arthrose ou des états "pré-arthrosiques" en raison des possibilités de l'orthopédie et des espoirs apportés par de nouveaux médicaments dits "chondroprotecteurs". Dans ce dépistage précoce, l'imagerie avec l'arthrographie mais aussi maintenant le scanner, l'arthroscanner et l'IRM occupe une place de premier plan.

1. RAPPELS ANATOMO-CLINIQUES

Dans l'apparition de l'arthrose plusieurs facteurs favorisants sont avancés : des facteurs génétiques, l'âge, l'obésité... et surtout des facteurs mécaniques comme l'hyper-sollicitation fonctionnelle, des vices architecturaux congénitaux ou acquis et des anomalies de l'os sous-chondral.

Macroscopiquement le cartilage touché présente au début un ramollissement et une surface dépolie ; puis apparaissent des fibrillations profondes et superficielles, des ulcérations pouvant aller jusqu'à la mise à nu de l'os sous-chondral. Sur le plan histochimique le cartilage pathologique est hyperhydraté avec une diminution des protéoglycans. Il faut bien distinguer l'arthrose maladie (primitive ou secondaire) du "viellissement physiologique" du cartilage qui est polyarticulaire, asymptomatique et se traduit par de simples fibrillations superficielles avec cartilage dur, déshydraté et riche en protéoglycans.

L'évolution de l'arthrose est extrêmement capricieuse. Lors des poussées elle se traduit par des douleurs mécaniques diminuant au repos et une impotence fonctionnelle très variable. L'état général est toujours bien conservé. L'examen clinique recherche une limitation des mouvements, une déformation et un épanchement. Les épanchements sont de type mécanique avec un liquide articulaire visqueux, transparent et de couleur jaune clair ; l'analyse révèle moins de 1000 cellules par mm3 à prédominance de mononucléaires et une faible quantité de protéines (inférieure à 35 g/ l).

Deux formes cliniques doivent être bien connues :

- les chondropathies post-contusives avec leurs problèmes médico-légaux

- les arthroses destructrices rapides (chondrolyse isolée sans ostéophytose entraînant un pincement de l'interligne articulaire supérieur à 2 mm/an pour Lequesne)

2. LES MOYENS D'EXPLORATION

2.1. La radiologie conventionnelle

Les améliorations techniques sont incessantes et portent sur tous les éléments de la chaîne radiologique : nouveaux couples écrans-films, numérisation de l'image, plaques photosensibles. En pathologie articulaire une grande étape a été franchie il y a plusieurs années avec la description d'incidences spécifiques en charge ou en stress et la généralisation des tables télécommandées avec amplificateur de brillance qui permettent la réalisation d'incidence parfaite. Sur les clichés obtenus plusieurs éléments doivent être recherchés en répondant à des questions.

2.1.1. Première question : Existe-t-il des signes d'arthrose ou de pré-arthrose ?

Le syndrome radiologique d'arthrose, en dehors de signe d'épanchement intra-articulaire, comprend 4 signes en rapport avec des lésions anatomiques profondes et qui peuvent être isolés ou associés:

1 - le pincement de l'interligne articulaire, généralement asymétrique, localisé, traduit la diminution d'épaisseur et la détérioration des cartilages. Il faut apprécier son siége, son importance et le caractère global ou partiel de cette anomalie. Nous rappellerons que dans les formes typiques d'arthrose, la diminution annuelle d'épaisseur du cartilage est estimée à 0,25 mm/an.

2 - l'ostéocondensation épiphysaire intéresse la lame osseuse sous-chondrale et les travées de l'os spongieux sous jascent. Liée à des excés de contrainte mécanique, son maximum d'intensité s'observe en regard des altérations cartilagineuses qu'elle "montre du doigt".

3 - des géodes épiphysaires appelées parfois d'"hyperpression", de taille variable, arrondies ou ovalaires, siégent souvent dans les zones ostéocondensées de l'os sous-chondral ; elles correspondent pour la plupart des auteurs à des nécroses osseuses par ischémie ou à des kystes synoviaux secondaires à des fissures cartilagineuses. Le contenu de ces géodes est fibreux, liquidien ou mucoïde. Deux formes particulières sont à signaler : les géodes isolées et les macrogéodes.

4 - l"ostéophytose marginale intéresse les zones de décharge épiphysaire et principalement les régions chondropériostées d'attache et de traction capsulo-ligamentaire. Des facteurs multiples, notamment mécaniques sont à l'origine de l'ostéogénèse locale. A côté des ostéophytes "périphériques" produits par une ossification périostée on peut retrouver des ostéophytes "centraux" correspondants à une ossification du cartilage restant (colonisation du cartilage par des bourgeons osseux). Pour certains auteurs la taille des ostéophytes serait inversement proportionnelle à la rapidité de destruction des cartilages.

Ces quatre signes élémentaires d'arthrose s'associent plus ou moins mais ne sont jamais pathognomoniques de l'affection. S'ils sont isolés ou absents des problèmes de diagnostic se posent. Il faut alors rechercher d'autres critères de la maladie surtout cliniques et biologiques ou recourir à d'autres examens. Néanmoins avant d'avoir épuisé les possibilités de la radiologie conventionnelle plusieurs questions doivent être posées :

- les clichés sont-ils de qualité suffisante et surtout les interlignes articulaires ont-ils été bien dégagés, au besoin sous amplificateur de brillance ?

- pour les articulations des membres inférieurs et pour le rachis les clichés ont-ils été réalisés en charge, en position debout ? Dans d'autres cas ne doit-on pas recourir à des clichés en stress ?

- toutes les portions de l'articulation ont-elles été examinées ? En effet, un interligne articulaire radiologique ne représente qu'une partie des cartilages. Une étude complète nécessite plusieurs incidences ou des clichés dans différentes positions de l'articulation, (Exemples : la radiographie du genou de face en légère flexion et en charge dans l'arthrose fémoro-tibiale, le cliché en faux profil de Lequesne de hanche dans la coxarthrose).

- connait-on bien les limites du normal et du pathologique pour chaque articulaiton en fonction de l'âge, de la race et du morphotype du sujet examiné ? Pour éviter toute erreur d'interprétation, des clichés comparatifs de l'articulation contro-latérale sont souvent souhaitables voir impératives.

2.1.2. 2ème question : Retrouve-t-on sur les radiographies des facteurs étiologiques d'arthrose ?

Dans l'arthrose la radiologie conventionnelle sert aussi et ceci est fondamental à rechercher des étiologies. Ces causes sont locales (malformations épiphysaires, séquelles traumatiques....), régionales (anamalies de la statique du rachis, anomalie rotationnelles des membres....) ou générales (chondro-calcinose artic laire diffuse....). Cette recherche peut donc conduire à la réalisation de bilans radiologiques très précis, (coxométrie, télémétrie des membres inférieurs, radiographies d'autres sites...).

2.1.3. 3ème question : L'arthrose est-elle compliquée ?

Que l'arthrose soit primitive ou secondaire il faut toujours rechercher d'éventuelles complications : subluxation, dislocation articulaire, ostéochondromatose synoviale secondaire, d'une ostéophytose agressive (par exemple : volumineuse ostéophytose postérieure sur le rachis cervical). Ne relève-t-on pas aussi sur les radiographies des signes d'hydarthrose, des images aériques intra-articulaires ou intra-discales, des kystes para-articulaires.

2.2. L'échographie

Cette technique qui connaît un développement intéressant dans l'étude des parties molles des membres a peu d'indications en pathologie articulaire et dans l'arthrose. L'analyse des cartilages n'est possible que dans les zones découvertes c'est-à-dire lorsqu'il n'y a aucun interposition osseuse entre le transducteur et le cartilage examiné. A l'état normal, la hauteur du cartilage qui est transsonore s'assimile à l'espace situé entre deux bandes hyper-échogènes, grossièrement parallèles, la plus superficielle correspondant à la capsule et la plus profonde à la corticale épiphysaire.

L'étude du cartilage par échographie reste donc très partielle ; par contre, sans préjuger de l'étiologie, un diagnostic échographique d'hydarthrose est facilement réalisé (zone anéchogène bien limitée). Cet apport diagnostique est intéressant dans les cas d'articulations profondes peu accessibles à la palpation.

2.3. La tomodensitométrie

Dès son apparition, le scanner a révolutionné le radio-diagnostic. Dans l'étude des articulations, il apporte la "3ème dimension" sous la forme de vues en coupes axiales impossibles à obtenir par les techniques conventionnelles.S'il ne permet pas une étude satisfaisante des cartilages, il précise par contre fort bien les contours des disques inter-vertébraux, la présence d'air ou de calcifications et surtout renseigne sur l'état de l'os sous-chondral et les rapports articulaires.

Sur les images obtenues on retrouve les différents éléments du "syndrome radiologique d'arthrose" et on peut même dans certains cas les dépister. Différentes mesures de densité, de surface, de distance sont aisément réalisables. En plus de l'apport dans le diagnostic de l'arthrose le scanner joue un rôle dans la recherche de certaines étiologies (dysplasies, malpositions articulaires, anomalies rotationnelles ....) ; de même certaines conséquences de l'arthrose sont bien analysées (par exemple : retentissement de certains ostéophytes vertébraux sur le contenu du canal rachidien et des trous de conjugaison). Toutefois, dans l'arthrose cet examen ne devient vraiment complet qu'après opacification de l'espace articulaire (arthro-scanner) ou du disque inter-vertébral (disco-scanner).

2.4. L'arthrographie et l'arthroscanner

L'arthrographie est la "vraie radiographie" de l'articulation. En moulant des structures non spontanément radio-visibles, le produit de contraste renseigne sur l'état des principaux constituants (cartilage d'encroûtement, fibro-cartilages, membrane synoviale, chambre articulaire). Pour l'étude des cartilages ce sont les techniques opaque et en double contraste qui se révèlent les plus performantres, l'arthrographie opaque ayant l'avantage de sa simplicité. Couplée à des coupes scanographiques en fin d'examen l'exploration devient très performante et très sensible permettant une meilleure visualisation des anomalies et une approche tridimensionnelle. Actuellement la généralisation des scanners à balayage spiralé avec acquisition volumique permet des reconstructions multiplanaires de grande valeur pour le diagnostic et le bilan d'extension.

Le syndrome arthrographique ou arthroscanographique d'arthrose comprend 4 types d'anomalies plus ou moins associées :

1 - un épanchement en règle mécanique est souvent retiré après l'abord de l'articulation, son analyse en laboratoire est souhaitable.

2 - des images d'addition à la surface des cartilages sont en rapport avec une "chondropathie ouverte" : contours cartilagineux flous, fissures uniques ou multiples (fibrillations en "chair de crabe" de l'arthroscopie), ulcérations pouvant aller jusqu'à la mise à nu de l'os sous-chondral. A l'opposé, certaines modifications du cartilage ne sont pas visualisées en particulier les fissures parallèles à la surface sans ouverture intra-articulaire.

3 - les anomalies de la hauteur des cartilages vont d'un simple amincissement à l'abrasion complète. Ces variations progressives ou brutales se traduisent aussi par des irrégularités et un élargissement de l'interligne opaque, d'apprécier l'épaisseur relative des cartilages qui s'affrontent doit toujours être appréciée. Les "chondropathies fermées" par simple ramollissement du cartilage (appelées pour certains chondromalacies), ne se traduisent que par un amincissement plus ou moins focalisé.

4 - des modifications de la membrane synoviale et de la cavité articulaire sont fréquemment observées. Les irrégularités de la surface de la membrane synoviale pouvant aller jusqu'à un aspect lacunaire traduisent des empreintes de nodules graisseux ou des altérations de la membrane synoviale elle même (synoviale irritative, scléro-dégénérative ou de résorbtion que certains ont appelé "synovite poubelle", chondromatose synoviale).

Dans l'arthrose on n'observe jamais de drainage lymphatique. Des défects intra-articulaires, de taille variable, arrondis ou ovalaires peuvent être en rapport avec des débris cartilagineux ou ostéo-cartilagineux, une chondromatose ou une ostéo-chondromatose synoviale mais aussi de simples dépôts fibrineux (grains riziformes) liés à des épanchements chroniques.

L'exploration arthrographique et arthroscanographique permet enfin de dépister des lésions associées qui peuvent être la cause de l'arthrose (rupture de la coiffe des rotateurs pour l'épaule, lésions méniscales, chondromatose synoviale...)

2.5. L'imagerie par résonance magnétique (IRM)

L'étude du cartilage par IRM est encore en cours d'évaluation. Cette exploration nécessite bien sûr des images de grande qualité ce qui favorise l'emploi d'antennes de surface adaptées et l'optimisation des séquences d'acquisition favorisant un bon contraste entre le cartilage, le liquide synovial et l'os sous-chondral. L'arthro-IRM peut être utile avec plusieurs possibilités : arthro-IRM directe (injection intra-articulaire de GADOLINIUM dilué, pour l'instant interdite en France, injection de solution saline ou examen après arthrographie opaque) ou IRM différée 20 à 30 mn après injection IV de GADOLINIUM et mobilisation de l'articulation.

Sur les séquences d'écho de Spin pondérées en T1 le cartilage normal se traduit par un signal intermédiaire ou un léger hyper-signal parfois silhouetté par une mince pellicule de liquide synovial gris ou noir. Sur les séquences d'écho de Spin pondérées en T2 le cartilage devient hypo-signalant

Dans les meilleurs des cas on peut distinguer un aspect bi-lamellaire du cartilage lié aux différentes obliquités des fibres des couches superficielles (hyper-signal relatif en rapport avec l'obliquité) et profonde (hypo-signal relatif lié à la verticalité des fibres).

Dans les chondropathies l'étude du cartilage par IRM sera souvent facilité par l'existence d'une hydarthrose. Les séquences d'écho de Spin T1 ou en densité de proton malgré leur très bonne résolution spatiale, sous-estiment généralement les lésions cartilagineuses. Les séquences d'écho de Spin T2 (connues pour leur effet arthrographique : liquide synovial hyper-signalant sur le 2ème écho) surestiment les chondropathies en repérant mal les limites du cartilage avec les structures adjacentes, mais ces séquences permettent de différencier l'oedème de l'ostéo-sclérose de l'os sous-chondral. Les séquences en écho de gradient donnent des contrastes variables en fonction des constantes utilisées. Les séquences optimales sont obtenues pour des bascules de 30deg. faisant apparaître le cartilage en hyper-signal. La plupart des travaux actuels montrent la supériorité des techniques de HFS (hybrid fat suppression) pour l'étude du cartilage. Bien que la résolution spatiale de type de ces images ne soit pas très bonne tous les éléments intéressant l'arthrose sont parfaitement étudiés. Malgré l'amélioration incessante de l'IRM certains artefacts peuvent être gênants pour le diagnostic : effet de volume partiel, déplacement chimique, phénomène de l'angle magique...

3. CONCLUSION

Dans le diagnostic précoce de l'arthrose nous disposons aujourd'hui d'un véritable "arsenal" d'imagerie complété au besoin par des examens comme l'arthroscopie. L'utilisation de ces moyens doit se faire avec discernement. Si la radiologie ne saisit pas les premières modifications biochimiques du cartilage (espoir avec l'IRM) elle apporte par contre, de façon précoce beaucoup d'informations et permet le dépistage de nombreux états "pré-arthrosiques". Il faut toutefois se méfier de l'imagerie à outrance car dans l'arthrose deux notions doivent être bien soulignées : l'absence de parallélisme anatomo-clinique et l'évolution très capricieuse.

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