SÉMIOLOGIE RADIOLOGIQUE DE L'APPAREIL OSTÉO-ARTICULAIRE

R. DUVAUFERRIER

Hôpital Sud - RENNES

Ce cours élémentaire de sémiologie radiologique ostéo-articulaire a pour objectif de permettre à l'étudiant de quatrième année de reconnaître les signes fondamentaux de l'imagerie de l'appareil locomoteur et de lui indiquer également les grands cadres pathologiques dans lesquels peuvent s'observer ces signes élémentaires. Bien entendu, cet exposé ne peut être exhaustif et il peut utilement être complété par deux ouvrages :

"Radiologie ostéo-articulaire" de P. Renton dans la collection d'imagerie radiologique chez Masson (1991) qui permettra à l'étudiant d'affiner ses connaissances sémiologiques et de retrouver une iconographie complète concernant les thèmes abordés dans le cours.

"Guide du diagnostic différentiel en radiologie" de S. Chapman et R. Nakielny chez Vigot (1989) qui lui permettra de retrouver toutes les gammes de diagnostics concernant un signe ou un groupe de signes lui montrant ainsi tout l'intérêt d'une lecture soigneuse des clichés avec un vocabulaire simple mais précis.

Nous envisagerons successivement les principaux examens en imagerie ostéo-articulaire, les ostéopénies, les ostéoscléroses, les réactions périostées, les lésions focales, les calcifications des parties molles, les lésions articulaires des arthropathies périphériques, les anomalies de l'espace vertébral.

1 LES DIFFÉRENTS EXAMENS RADIOLOGIQUES EN PATHOLOGIE OSTÉO-ARTICULAIRE

La radiologie conventionnelle est toujours d'actualité. Elle permet de diagnostiquer la presque totalité des affections ostéo-articulaires. L'analyse des clichés doit être rigoureuse et doit étudier l'os (ostéocondensation, déminéralisation, apposition périostée, syndrome tumoral ou dysplasique), les articulations (érosion, pincement, chondrocalcinose, désaxation, épanchement), les parties molles (recherche de calcifications extra-articulaires). Pour être analysés, les clichés devront montrer aussi bien la structure osseuse que les parties molles. L'examen sera réalisé en au moins deux incidences orthogonales. Dans les arthropathies, on examinera avec attention les zones d'insertion de la synoviale et l'os sous-chondral au niveau desquels les lésions peuvent être minimes dans les arthropathies débutantes. Les clichés réalisés en position de contrainte (debout) permettront d'étudier au mieux les éventuels pincements articulaires.

Le scanner permettra dans bien des cas de préciser une lésion osseuse mieux que ne le faisait autrefois la tomographie. Le scanner permettra aussi de différencier les structures liquidiennes de densité Hounsfield 10, des densités musculaires (50), des densités tendineuses (70), des densités graisseuses négatives. La comparaison des densités du tissu spongieux des vertèbres et de tubes contenant des équivalents calciques de concentrations diverses permettra de quantifier une ostéoporose. La réalisation de coupes avec injection de contraste permettra de mettre en évidence des processus hypervascularisés. En pratique rhumatologique, le scanner standard a surtout un intérêt dans la recherche de hernie discale.

La scintigraphie a un intérêt non négligeable en pathologie ostéo-articulaire. Réalisée au technetium, sa sensibilité est très grande pour rechercher un foyer inflammatoire ou tumoral, voire traumatique (hyperfixation) et même pour rechercher une nécrose avant l'apparition des signes radiologiques (hypofixation). Utilisée souvent pour authentifier une plainte alors que les signes radiologiques sont absents, on peut penser que dans l'avenir cette technique sera remplacée par l'IRM qui partage sa grande sensibilité mais qui a en plus des performances "anatomiques" nettement supérieures. L'intérêt actuel de la scintigraphie est qu'elle permet une étude globale du squelette en un seul examen.

L'IRM est un examen extrêmement performant en pathologie de l'appareil locomoteur. D'importants contrastes permettent d'analyser parfaitement les structures osseuses, les muscles, les ligaments, les disques, les ménisques. Les variations de signal sont généralement manifestes dans les processus inflammatoires, infectieux, tumoraux, traumatiques. L'injection de gadolinium peut donner un peu de spécificité à cette exploration dont la sensibilité est extrêmement élevée. Un autre intérêt de l'IRM est de permettre une analyse longitudinale des structures que l'on désire analyser.

L'arthrographie est un examen permettant, après une injection intra-articulaire de produit de contraste, d'analyser la cavité articulaire : cartilages, ménisques, dégâts ligamentaires, corps étrangers. Son intérêt a diminué avec l'IRM, et ses indications ne persistent encore que par les insuffisances de résolution de l'IRM et le manque de disponibilité des machines. Une indication reste cependant la recherche de distension capsulaire mise en évidence grâce à l'injection du produit de contraste. Dans un grand nombre de cas, on associe l'arthrographie à un examen scanographique : l'arthroscanner. La discographie n'est qu'une arthrographie particulière puisqu'elle consiste à opacifier le nucléus et à juger de sa dégénérescence ou d'une hernie dans l'anulus. Le discoscanner augmente sa performance.

La myélographie et la saccoradiculographie sont des examens qui, par une opacification du LCR, permettent d'avoir une image en négatif de la moelle et des racines. Leur intérêt tend à disparaitre avec l'IRM, cependant l'avantage de la saccoradiculographie est de pouvoir être réalisée debout, ce qui permet parfois d'objectiver une lésion visible dans cette seule position de contrainte discale.

A tous ces examens diagnostiques, on doit rajouter les ponctions réalisées sous contrôle radiologique, échographique ou scanographique. Dans un grand nombre de cas, ces gestes de radiologie interventionnelle donnent une preuve bactériologique ou anatomopathologique.

2 LES OSTÉOPÉNIES

Le terme d'ostéopénie est le plus adéquat pour identifier la déminéralisation osseuse. En effet, il ne préjuge pas de la nature de la déminéralisation qui peut être une ostéoporose (diminution quantitative, sans modification qualitative de l'os), une ostéomalacie (apparition dans l'os de tissu ostéoïde non calcifié), une hyperparathyroïdie (hyper-résorption osseuse) ou une infiltration médullaire diffuse.

Les aspects les plus fréquents d'ostéopénie sont cependant l'ostéoporose et l'infiltration médullaire diffuse dans les processsus tumoraux notamment hématologiques. Ces aspects peuvent être localisés ou généralisés.

L'ostéoporose se traduit par une hypertransparence de l'os, ce qui est difficile à apprécier en cas d'ostéoporose généralisée compte tenu de la variabilité de ce paramètre en fonction des constantes radiologiques. Des critères plus objectifs peuvent être retenus comme l'apauvrissement de la trame dans l'os spongieux et l'amincissement des corticales diaphysaires. Des critères quantitatifs peuvent être recherchés avec la mesure des densités de l'os spongieux vertébral au scanner (ostéodensitométrie). Parfois, l'ostéoporose ne se diagnostique qu'en présence d'une complication comme une fracture de col fémoral, une fracture du poignet, un tassement vertébral.

Des ostéoporoses régionales (un col fémoral, un poignet...) peuvent se voir dans une maladie spécifique qui s'appelle l'algodystrophie. D'un point de vue radiologique, cette déminéralisation ressemble à ce que l'on peut observer dans les immobilisations prolongées. Cette déminéralisation très intense peut être hétérogène et apparaître mouchetée.

Figure 1 : Les ostéopénies.

Des ostéoporoses peuvent être localisées aux épiphyses et aux métaphyses des articulations, c'est ce que l'on observe dans les arthites inflammatoires et infectieuses. Il s'agit là d'un signe très précoce de ces affections.

L'ostéoporose généralisée s'observe chez le vieillard qui présente souvent une diminution globale de l'épaisseur de toutes ses corticales (avec des fractures en conséquence). On en observe aussi une forme chez la femme en période de ménopause qui a la particularité de toucher surtout l'os spongieux des vertèbres (avec des tassements en conséquence).

Figure 2 : Les conséquences des ostéopénies généralisées.

L'infiltration médullaire diffuse donne des signes radiologiques assez voisins de l'ostéoporose et un des objectifs de l'analyse radiologique sera de rechercher des signes en faveur d'une cause tumorale d'ostéopénie. Au niveau de l'os cortical, on recherchera des érosions de la face médullaire de la corticale ou des lacunes de celle-ci. Au niveau vertébral plusieurs signes peuvent faire évoquer une tumeur devant un tassement, notamment une corticale effacée ou une atteinte de l'arc postérieur.

Des signes spécifiques existent dans les autres formes d'ostéopénie. Dans l'ostéomalacie, on peut observer des stries de Looser-Milkmann, dans l'hyperparathyroïdie on observe des résorptions sous-périostées. L'étude de ces signes sort cependant d'un cours de sémiologie élémentaire et ceux-ci ne sont indiqués que pour mémoire.

3 LES OSTÉOSCLÉROSES

Les ostéoscléroses peuvent être diffuses ou localisées. Elles sont de diagnostic plus facile que les ostéoporoses.

Il est pratique d'isoler une ostéoslérose qui s'accompagne d'une hypertrophie osseuse : la maladie de Paget dans sa phase d'état. L'ostéosclérose de la maladie de Paget peut être focale, unique ou multiple, ou diffuse. L'os pagetique a une trame épaissie, remaniée donnant un aspect ouaté à la structure. Par ailleurs, l'os est déformé et agrandi même si ses contours restent réguliers.

Figure 3 : Les ostéoscléroses localisées.

Les ostéoscléroses sans hypertrophie osseuse font craindre des métastases ostéocondensantes qui elles aussi peuvent être uniques ou multiples, voire diffuses. La radio ou le scanner peuvent parfois permettre de retrouver une lyse corticale ou une apposition périostée associée qui confirme le diagnostic.

Les lésions focales ostéocondensantes peuvent se voir dans des affections aussi diverses que des îlots condensants bénins, des tumeurs osseuses (ostéomes), des nécroses épiphysaires, ou des infarctus osseux diaphyso-métaphysaires. La connaissance de ces aspects radiologiques suffit généralement à la reconnaissance de l'affection en cause.

Les lésions ostéocondensantes diffuses sont rares, il peut s'agir de maladies congénitales comme l'ostéopétrose, ou aquises comme les intoxications aux métaux lourds (notamment le fluor).

4 LES RÉACTIONS PÉRIOSTÉES

"L'élévation du périoste quelle qu'en soit la cause, est suivie par l'élaboration d'une couche d'os immature par les ostéoblastes périostés. Cette ostéogénèse périostée accompagne de nombreuses affections malignes et bénignes mais elle peut être idiopathique."

L'aspect parallèle ou perpendiculaire à la corticale de l'ostéogénèse périostée ne préjuge en règle pas de l'étiologie. La rupture de la réaction périostée sous forme d'un éperon de Codmann a par contre la valeur d'une rupture de corticale et doit faire évoquer une lésion maligne.

Une réaction périostée localisée peut être le seul signe visible d'une fracture parcellaire ou d'une ostéomyélite.

Dans les processus tumoraux, la rupture du périoste permet souvent d'évoquer l'envahissement des parties molles par le processus malin.

Les rhumatismes peuvent s'accompagner d'apposition périostée au voisinage des articulations atteintes.

Les appositions périostées généralisées peuvent se voir dans diverses affections dont les leucémies qu'elles peuvent révéler. Il peut s'agir aussi d'un syndrome paranéoplasique comme dans l'ostéoarthropathie hypertrophiante pneumique. Chez le nourrisson, elle se voit dans l'hyperostose corticale infantile ou maladie de Caffey.

Figure 4 : Les appositions périostées.

5 LES LÉSIONS FOCALES

Les lésions focales peuvent être tumorales, infectieuses ou dysplasiques. Le contexte clinique permet généralement de suspecter la nature infectieuse d'une lésion osseuse localisée. Par contre, l'aspect radiologique intervient grandement dans le diagnostic de bénignité ou de malignité des lésions focales.

En règle générale, lorsque la lésion focale est multiple, il faut la considérer comme maligne jusqu'à preuve du contraire.

Figure 5 : Les lésions focales.

Les lésions focales uniques doivent conduire à une analyse soigneuse afin d'identifier leur caractère bénin ou malin. En règle générale, une tumeur maligne ou infectieuse sera de croissance rapide et une tumeur bénigne ou une dysplasie sera de croissance lente. La possession de clichés successifs est rarement obtenue, par contre l'aspect radiologique de la lésion sur un seul cliché est souvent suffisant pour connaître le potentiel évolutif de la tumeur. Une tumeur bien limitée avec éventuellement une sclérose périphérique évoque la bénignité au contraire d'une tumeur mal limitée avec rupture de corticale et apposition périostée qui évoque d'emblée la malignité.

Outre l'aspect de la zone transitionnelle, l'atteinte de la corticale et du périoste, d'autres éléments permettent d'aller plus loin dans le diagnostic précis des lésions focales osseuses. Il s'agit notamment de l'âge du patient, de la localisation dans l'os (métaphyse, diaphyse, corticale...), de sa localisation sur le squelette (fémur, rachis....), de son aspect intrinsèque (lytique, condensant...). Ces différents éléments permettent, en croisant les gammes de diagnostics possibles pour chacun de ces items, de prétendre approcher le diagnostic de nature de la lésion.

Tableau 1 : Les questions à se poser devant une lésion osseuse focale.

Le diagnostic d'extension locale de ces tumeurs repose sur l'analyse de l'IRM et du scanner.

Un cas particulier de lésions focales est représenté par les lacunes épiphysaires bien limitées présentes sur les épiphyses des deux segments d'une articulation et appelées géodes. Elles sont présentes dans les lésions articulaires et leur aspect peut orienter vers la nature de l'atteinte. De ce point de vue, il est important de les localiser par rapport à l'insertion synoviale et on distingue les géodes au voisinage de l'insertion synoviale dites péri-articulaires (arthrite inflammatoire comme la polyarthrite rhumatoïde), les géodes sous-chondrales (arthropathie mécanique comme l'arthrose ou les arthropathies microcristallines) et les géodes extra-articulaires (par dépôts comme la goutte). Il est à noter que les géodes péri et extra-articulaires sont souvent ouvertes vers l'extérieur et peuvent conduire à des érosions importantes des articulations.

6 LES CALCIFICATIONS DES PARTIES MOLLES

Les calcifications des parties molles regroupent de multiples entités. Il peut s'agir de calcifications à distance des articulations comme les calcifications musculaires de la myosite ossifiante ou les calcifications de parasites enkystés. Nous nous limiterons ici à l'étude des calcifications intra et péri-articulaires qui ont plus d'intérêt sémiologique compte tenu de leur fréquence et de leur signification.

Figure 6 : Les calcifications des parties molles.

Les calcifications intra-articulaires sont aisément reconnaissables par leur situation sur un cliché de face et de profil. Il peut s'agir de corps étrangers ronds ou ovalaires qui ont été produits anormalement par la synoviale pathologique (ostéochondromatose), il peut aussi s'agir de calcifications linéaires des cartilages dans certaines arthropathies microcristallines (chondrocalcinose). L'arthrographie ou l'arthroscanner peuvent permettre de localiser précisément les ostéochondromes d'autant que certains d'entre eux peuvent n'être pas encore calcifiés et donc ne pas être visibles sur les clichés radiologiques.

Les calcifications péri-articulaires intéressent généralement les tendons. Les plus fréquentes sont les calcifications arrondies que l'on rencontre surtout dans le tendon du sus-épineux dans les tendinopathies à dépôts d'hydroxyapatite. D'autres calcifications péri-articulaires sont particulièrement intéressantes sur le plan sémiologique, il s'agit des syndesmophytes et ossifications paravertébrales que l'on voit dans les rhumatismes axiaux comme la spondylarthrite ankylosante ou le psoriasis.

7 LES LÉSIONS ARTICULAIRES DES ARTHROPATHIES PÉRIPHÉRIQUES

Les lésions élémentaires des arthropathies permettent de différencier les arthrites inflammatoires et infectieuses, des arthropathies microcristallines, et des arthropathies dégénératives ou arthrose. L'arthrite se caractérise par une déminéralisation péri-articulaire, un épaississement des parties molles, un épanchement intra-articulaire, une désaxation, des géodes péri-articulaires, un pincement uniforme et éventuellement une réaction périostée. L'arthropathie microcristalline ou métabolique s'accompagne de géodes sous-chondrales, d'un pincement uniforme et d'une chondrocalcinose (visible seulement si l'articulation n'est pas trop détruite). Dans l'arthrose, on observe des géodes sous-chondrales, mais aussi un pincement localisé et des scléroses sous-chondrales et des ostéophytes.

Le diagnostic étiologique d'une arthrite nécessite de connaitre d'autres éléments, notamment ceux relatifs à la localisation des articulations atteintes. S'il s'agit d'une monoarthrite, on devra évoquer une étiologie infectieuse. Si l'atteinte est polyarticulaire, il s'agit en règle d'un rhumatisme. Il faudra alors savoir si l'atteinte intéresse les petites ou les grosses articulations, d'une manière symétrique ou non, si elle intéresse le rachis, s'il existe des calcifications péri-articulaires, etc... Ainsi on pourra souvent différencier une polyarthrite rhumatoïde, d'un psoriasis ou d'une sclérodermie.

Tableau 2 : Les questions à se poser devant une arthropathie existante ou supposée.

Figure 7 : Les arthropathies périphériques.

8 LES ANOMALIES DE L'ESPACE INTERVERTÉBRAL

L'espace intervertébral est une articulation non cartilagineuse qui mérite une analyse particulière du fait de la richesse de la pathologie et des particularités sémiologiques à ce niveau. Il faut cependant savoir qu'on incrimine trop souvent ces articulations dans les affections rachidiennes en oubliant les articulations vertébrales postérieures.

La spondylodiscite regroupe des signes radiologiques évocateurs qui sont le pincement discal électif, les érosions des plateaux vertébraux, un éventuel abcès des parties molles pouvant se traduire par un fuseau sur la radiographie du rachis dorsal. Le scanner retrouve en plus une hypodensité du disque (50 UH). La scintigraphie permet souvent d'évoquer le diagnostic en montrant un foyer d'hyperfixation qui peut précéder les signes radiologiques. L'IRM a aussi l'avantage de donner des signes très précoces et relativement spécifiques ; il s'agit d'un hyposignal vertébral et discal en T1 qui se transforme en hypersignal en T2.

La hernie discale responsable de sciatique commune ne présente pas de signes radiologiques sur les radiographies standards ; on peut cependant y observer un baîllement discal unilatéral du côté de la douleur correspondant à une attitude antalgique. La hernie discale a surtout une traduction au scanner puisque la hernie du disque se traduit par une image de débord postérieur dysharmonieux de densité 70 UH. L'IRM permet en séquence T2 de retrouver, sous forme d'hypersignal, le fragment de disque hernié qui est bordé en arrière par l'hyposignal du ligament vertébral qui cependant peut parfois être rompu. Ces deux examens se font en position couché ce qui n'est pas propice à faire sortir le fragment de nucléus. Ceci fait que la saccoradiculographie réalisée debout peut parfois être indiquée pour montrer la compression d'une gaine radiculaire alors que les examens en coupe sont négatifs.

La maladie de Scheuermann encore appelée dystrophie rachidienne de croissance est souvent visible par ses séquelles à l'âge adulte. La reconnaissance des images séquellaires sans aucune conséquence pathologique est importante de façon à ne pas faire errer le diagnostic. On peut ainsi observer des hernies intraspongieuses bien bordées par de la corticale vertébrale, souvent se faisant face en miroir ; ces hernies intraspongieuses ne s'accompagnent d'aucun pincement discal. On peut aussi observer des séquelles au niveau du listel vertébral qui peut avoir disparu mais aussi s'être densifié et hypertrophié donnant parfois un aspect de vertèbre en console.

Les discopathies dégénératives ou discarthrose sont dues à une dégénérescence du nucléus qui s'est asséché. En IRM, le disque pincé ne présente plus d'hypersignal en séquence pondérée T2. Radiologiquement, les deux signes les plus caractéristiques sont le pincement et l'ostéophytose. L'ostéophyte est une excroissance marginale qui présente une corticale densifiée mais aussi souvent une structure interne spongieuse ; parfois les ostéophytes se faisant face fusionnent. Sur le scanner, on observe un débord discal postérieur différenciable d'une hernie dans la mesure où il est harmonieux et correspond non pas à un fragment nucléaire mais à l'annulus replié en raison de l'affaissement discal.

L'hyperostose rachidienne engainante encore appelée maladie de Forestier est un diagnostic différentiel de la discarthrose. Dans cette affection, si on observe une ostéophytose profuse, il n'existe pas de pincement discal. Les ponts ostéophytiques sont généralement développés en pont seulement du côté droit et en avant du rachis.

La spondylarthrite ankylosante, le psoriasis et le syndrome de Reiter sont des rhumatismes à expression rachidienne dominante. Au niveau du rachis, ils s'expriment surtout par des signes péri-articulaires : les syndesmophytes sont bien différenciables des ostéophytes parce que plus fins, plus verticaux et sans structure spongieuse ; on peut aussi les différencier des ossifications ligamentaires paradiscales qui sont plus à distance mais qui s'observent aussi dans ces maladies. Les rhumatismes axiaux donnent également d'autres signes comme les érosions articulaires au niveau du pied des sacro-iliaques bien visibles en radio standard et au scanner et des vertèbres d'aspect carré bien visibles sur les clichés de profil.

Figure 8 : Lésions de l'espace intervertébral.