Élastographie thyroïdienne

318 | La Lettre du Cancérologue • Vol. XX - n° 5 - mai 2011
DOSSIER THÉMATIQUE
Cancers de la thyroïde :
aspects innovants
1 © Correspondances en Métabolismes
Hormones Diabètes et Nutrition 2010;
XIV(7):202-8.
* Unité Thyroïde, service de radiologie
adulte Pr Hélénon, hôpital Necker,
Paris.
L
a prise en charge des nodules thyroïdiens a
considérablement évolué grâce aux progrès
de l’échographie, qui permettent une caractéri-
sation détaillée du nodule en mode B et en doppler.
Pris isolément, les signes de présomption de mali-
gnité sont insuffisamment discriminants, mais leur
association permet d’établir une valeur prédictive
positive (VPP) de malignité avec une spécificité et
une sensibilité élevées (1). Par ailleurs, l’échographie
guide l’aiguille de cytoponction, et la conjonction
des deux techniques offre au clinicien une identi-
fication de la nature du nodule dans la très grande
majorité des cas. Certaines tumeurs (en particulier
folliculaires) restent toutefois d’appréciation difficile.
Les progrès de l’imagerie ultrasonore sont consi-
dérables, et chaque année voit l’émergence de
nouvelles techniques qui nous donnent la possibilité
d’affiner notre étude. L’élastographie est l’une d’entre
elles. L’idée d’apprécier par imagerie ultrasonore
la déformabilité d’un tissu date de plus de 30 ans.
En 1983, A. Eisenscher (2) a décrit une technique
nommée échosismographie, qui utilisait le mode
TM. L’avènement du mode B a permis l’observa-
tion de la déformation des tissus (3, 4), mais il fallu
attendre 1991 pour que J. Ophir baptise la technique
du nom d’élastographie (5). Elle était initialement
dédiée au muscle et surtout au sein, les premières
études in vivo sur cet organe remontant au milieu
des années 1990 (6). En 2005, A. Lyshchik a été le
premier à publier une étude consacrée à l’élasto-
graphie thyroïdienne (7).
Pourquoi vouloir mesurer
la dureté d’un tissu ?
Avant tout, il faut revenir aux définitions :
➤ La dureté est la mesure de la capacité d’un maté-
riau à résister à une contrainte.
➤La rigidité décrit le degré de déformation élas-
tique du matériau sous cette contrainte.
➤ L’élasticité est la capacité du matériau
à reprendre sa forme initiale à l’arrêt de la
contrainte.
La découverte d’une structure dure dans un tissu
mou a toujours inspiré la suspicion. Avant l’ère de
l’échographie, seuls les nodules palpables étaient
localisés, et leur rigidité était appréciée en même
temps que celle du parenchyme. L’échographie nous
permet d’objectiver tous les nodules. L’élastographie,
en étudiant le couple déformation-dureté, a pour
objectif de passer de la subjectivité de la palpation
à l’objectivité de la mesure de la dureté.
À quoi est due la dureté du cancer ?
La plupart des tumeurs malignes se caractéri-
sent par la qualité de leur stroma anormalement
ferme (présence de collagène et de fibroblastes
activés) : c’est la transformation desmoplastique.
Ce stroma tumoral favorise la prolifération des
cellules malignes (et pourrait même l’initier) [8, 9].
En 2005, Lyshchik étudia ex vivo la dureté de la
thyroïde et de différentes tumeurs thyroïdiennes.
Il trouva une différence très significative entre le
cancer (63,3 ± 36,8 kilopascals [kPa]) et le tissu sain
(10 ± 4,2 kPa) [10].
Nodule dur = cancer ?
Les cancers papillaires sont le plus souvent durs à la
palpation. Les cancers folliculaires ne se caractéri-
sent généralement pas par leur dureté. Par ailleurs,
les kystes à colloïde très épais peuvent donner une
impression de dureté, ainsi que certaines tumeurs
fibreuses bénignes.
Élastographie thyroïdienne
Thyroid elastography
H. Monpeyssen, J.M. Correas, J. Tramalloni, S. Poirée, O. Hélénon*
1

Image 1. Élastographie statique (ES). Encodage couleur. À gauche, nodule mou (bénin).
À droite, nodule dur (cancer papillaire).
Figure 2. Contrainte appliquée par le transducteur
sur une colonne tissulaire avec nodule.
Compression Relaxation
Figure 1. Représentation du module de Young.
Module de Young
E = S/e
S : stress = contrainte = F/a
e : strain = déformation = δX/X
E : élasticité
Unité : kilopascal
Force F
Surface a
x
δx
F
La Lettre du Cancérologue • Vol. XX - n° 5 - mai 2011 | 319
Points forts
L’élastographie thyroïdienne s’est développée depuis 2005. Les premières études ont utilisé l’élastographie
statique (ES), fondée sur le module de Young. Elles ont montré que l’ES peut donner un ratio de rigidité
entre les nodules et le tissu avoisinant. Un ratio élevé est en faveur de la malignité. L’ES actuelle utilise
des logiciels de quantification et fournit des données plus précises. L’élastographie transitoire (ET) utilise
le module de cisaillement et donne la dureté des nodules en kilopascals (kPa). Cette technique, largement
éprouvée en pathologie mammaire, doit encore bénéficier d’études au niveau du nodule thyroïdien, en
particulier dans le cadre des tumeurs folliculaires. Les données de l’élastographie doivent s’intégrer dans
la caractérisation nodulaire classique, et non pas s’y substituer. Elles peuvent ainsi améliorer la valeur
prédictive positive de malignité de l’échographie. Cette notion a été retenue par la Société française
d’endocrinologie dans ses récentes Recommandations pour la prise en charge du nodule thyroïdien.
Mots-clés
Thyroïde
Élastographie
Cancer
Valeur prédictive
positive
Keywords
Thyroid
Elastography
Cancer
Predictive value
Comment évaluer la rigidité d’un tissu ?
Il suffi t de pouvoir :
➤
visualiser sa déformation, ce qui est possible
avec l’échographie (et l’IRM) : c’est l’élastographie
statique (encore appelée relative, de contrainte ou
de strain), qui utilise le module de Young (E) ;
➤mesurer sa capacité à modifi er la vitesse d’une
onde traversante : c’est l’élastographie transitoire
(ou ShearWaves), qui utilise le module de cisaille-
ment (µ).
Élastographie statique (ES)
La compression d’une colonne tissulaire va entraîner
la déformation (ou strain) des diverses zones qui la
constituent en fonction de leur dureté. L’intensité
de la compression rapportée à l’unité de surface est
appelée contrainte (ou stress). L’arrêt de la compres-
sion restaure l’état initial (relaxation). Le module de
Young (E), ou module rigidité-élasticité tissulaire,
traduit la relation existant entre la déformation
d’un solide (e) et la contrainte appliquée (S) : E = S/e
(fi gure 1). En échographie, cette compression peut
être générée par le transducteur sous l’impulsion de
l’opérateur ou par un battement artériel, la carotide
primitive pour ce qui concerne la thyroïde (l’impact
de la contrainte sur le module de Young étant alors
négligeable) [fi gure 2].
L’appréciation de la déformation peut se faire de
plusieurs manières :
➤par encodage couleur ou noir et blanc. Selon la
palette d’encodage, on décidera par exemple que
le tissu mou est vert et que le tissu dur est bleu
(image 1) ;
➤
par quantifi cation comparative : deux zones d’in-
térêt (Region Of Interest, ou ROI) sont dessinées sur
l’image de strain, l’une sur le nodule, l’autre sur le
tissu sain. Grâce à des algorithmes dédiés, la machine
calcule un ratio (image 2) ;

Image 2. Élastographie statique. Encodage noir et blanc. Quantifi cation comparative.
Élasticité du nodule supérieure à celle du tissu avoisinant : nodule mou (adénome colloïde).
Figure 3. Représentation de l’élastographie par ondes
de cisaillement.
Transducteur
Onde de compression
ultrasonore, ou Bulk wave
Ondes d’insonation
Nodule
Ondes de cisaillement, ou
ShearWaves
Force de radiation
acoustique
Image 3. Élastographie statique avec quantifi cation mesurée. Mise en place des deux
ROI. Courbe jaune = ROI dans tissu sain. Courbe rouge = ROI dans nodule.
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Élastographie thyroïdienne
DOSSIER THÉMATIQUE
Cancers de la thyroïde :
aspects innovants
➤ par quantifi cation analytique, réalisée en post-
processing, grâce à des logiciels de quantifi cation
(image 3).
Certains impératifs liés à la technique font que le
module de Young n’est pas totalement applicable
à l’élastographie relative :
évaluation insuffi sante de l’importance du position-
nement et la taille des ROI ;
➤
impact de la contrainte lors de la compression
manuelle ;
➤
subjectivité liée à l’appréciation visuelle dans les
techniques utilisant l’encodage couleur ;
➤
nature des plans superfi ciels et dureté du plan
postérieur.
De ce fait, les variations intra- et interopérateurs
restent importantes.
Élastographie transitoire (ET)
Trois ondes interviennent :
➤
L’onde initiale, ou onde de compression ultra-
sonore, est générée par la zone médiane de la sonde,
de façon rythmique (toutes les 2 secondes), sans
intervention de l’opérateur. C’est une onde extrê-
mement rapide (Bulk wave), qui crée un cône ultra-
sonore (cône de Mach).
➤
En un point de focalisation, cette onde va générer
une force de radiation acoustique à l’origine d’ondes
perpendiculaires qui vont cheminer tangentiellement
sur le plan cutané. Ce sont les ondes de cisaillement
ou ShearWaves (fi gure 3). Ces ondes, moins rapides
que l’onde initiale, voient leur vitesse augmenter
lorsqu’elles traversent une structure plus dure. Elle
ne se propage pas dans le milieu liquide.
➤
La troisième onde est le faisceau d’insonation
qui permet d’enregistrer cette variation de vitesse
et d’en déduire ainsi μ, le module de cisaillement
(shear modulus). Le module de Young E équivalant à
3 fois le module de cisaillement, on peut ainsi donner
une valeur de la dureté en kPa (fi gure 4, p. 323).

Figure 4. Calcul du module de Young à partir de la vitesse de l’onde de cisaillement.
E : module de Young
μ : module de cisaillement
p : masse volumique (1 000)
V : vitesse de l’onde de cisaillement
v : coeffi cient de Poisson (0,5)
E = 2 (1 + v) μ = 3 μ
V =
√
μ
p
Image 4. Élastographie transitoire (SuperSonic
Imagine) : adénome colloïde. Tumeur molle. Rigidité :
13 kPa : ratio : 0,7. Faible dispersion de l’écart type.
Image 5. Élastographie statique : exemples d’élastogrammes. Adénome colloïde : courbe
de moindre amplitude au niveau du nodule. Thyroïdite focale : les deux courbes sont iden-
tiques. Cancer : courbe nodulaire de très faible amplitude : nodule dur, peu déformable.
La Lettre du Cancérologue • Vol. XX - n° 5 - mai 2011 | 323
DOSSIER THÉMATIQUE
Les échographes conventionnels ne sont pas à
même d’enregistrer des fréquences dans la gamme
de valeurs concernées. Trois technologies permettent
cet enregistrement :
➤
La plateforme Aixplorer®, qui dispose d’un forma-
teur de faisceau permettant, à partir du signal de
radiofréquence, d’extraire plus de 5 000 images par
seconde et d’enregistrer ainsi les variations de célé-
rité de l’onde tangentielle (11). La valeur de dureté
des structures traversées par l’onde de cisaillement
est donnée en temps réel, en kPa (image 4).
➤
Le module ARFI® (Acoustic Radiation Force
Impulse) qui enregistre le déplacement tangentiel
à proximité de l’onde incidente (12). L’application
aux organes superfi ciels est en cours d’évaluation.
➤Le Fibroscan®, appareil sans imagerie, permet-
tant de mesurer la fi brose hépatique, non applicable
à la thyroïde (13).
Élastrographie appliquée
à la thyroïde
Depuis 2005, de nombreuses études ont été
publiées. Il faut noter qu’ elles utilisent en majorité
la technique d’ES. Quelques mois après son étude ex
vivo, Lyshchik a publié une étude in vivo (7). Ce fut
la première d’une série de cinq études réalisées en
élastographie statique avec compression manuelle.
Toutes sont parvenues aux mêmes conclusions, avec
une prévalence élevée des cancers dans les tumeurs
jugées dures et une prévalence élevée de tumeurs
bénignes dans celles, jugées molles (14). Les sensi-
bilités et spécifi cités étaient très élevées (97 % et
100 % dans l’étude de Rago et al. (15-17). Les études
ultérieures (18, 19) ont utilisé les battements de la
carotide comme facteur de contrainte. Là encore,
la dureté du nodule est corrélée au caractère malin.
Plusieurs équipes ont publié à leur tour des résultats
identiques (20, 21).
Une étude a été menée en technique de contrainte
manuelle avec analyse quantifi ée utilisant le logi-
ciel QLAB ™ (22). Les courbes de compression
recueillies dans les ROI montrent des différences
très nettes selon la nature des nodules (image 5).
Tous les cancers diagnostiqués en cytologie avec
confi rmation histologique (3 papillaires, 1 folliculaire,
1 médullaire) présentaient des indices de rigidité et
d’élasticité signifi cativement plus élevés que ceux
des tumeurs bénignes. En 2009, une première étude
réalisée en élastographie ShearWaves a retrouvé
cette dureté singulière des cancers papillaires avec
mesure objective exprimée en kPa.

Image 6. Élastographie
transitoire : cancer papil-
laire. Rigidité > 85 kPa.
Dispersion importante
de l’écart type (tumeur
hétérogène). Ratio > 6.
Image 7. Élastographie
transitoire : cancer papil-
laire. ROI plus petite =
écart type + faible.
Image 8. Élastographie
statique : ganglion sain
et métastase d’un cancer
papillaire.
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Élastographie thyroïdienne
DOSSIER THÉMATIQUE
Cancers de la thyroïde :
aspects innovants
État des lieux 2010
À ce jour, tous les constructeurs proposent une
élastographie statique sur leur plateforme, dès le
milieu de gamme. Il s’agit d’un matériel additionnel
(soft). Plusieurs d’entre eux proposent une quantifi-
cation comparative. L’élastographie transitoire est
disponible avec la plateforme Aixplorer
TM a
, qui a les
capacités des échographes classiques en imagerie
conventionnelle.
Conditions d’examen
L’ET fait partie de l’acte échographique conven-
tionnel. Chaque nodule caractérisé (et repéré sur
le schéma dédié) bénéficie de 2 recueils de données
élastographiques. L’examen est totalement indolore
pour le patient. Une très courte apnée peut lui être
demandée. Le temps-opérateur est donc majoré,
mais dans des proportions minimes (quelques
minutes.) Une étude différée est bien sûr nettement
plus chronophage. Aucune codification additionnelle
CCAM n’est prévue à ce jour.
Les acquis de l’élastographie
thyroïdienne sont importants
➤ Amélioration de la VPP de malignité donnée par
l’étude échographique conventionnelle. L’élasto-
graphie doit à ce titre être intégrée en tant qu’élé-
ment de la caractérisation échographique du nodule,
tel que l’a précisé la SFE dans son récent consensus
sur la prise en charge du nodule thyroïdien. En aucun
cas, elle ne saurait s’y substituer.
➤Aide dans la caractérisation de certaines struc-
tures :
– pseudonodules de thyroïdite ;
– kystes à contenu épais pouvant en imposer pour
un nodule solide hypoéchogène.
L’ES garde certaines limites
➤ Nécessité de comparaison à un tissu présumé
sain, dont on ne connaît pas la rigidité. Le problème
se pose en particulier en cas de nodule développé au
sein d’une thyropathie auto-immune (9).
➤ Comparaison impossible dans certains cas
(nodule totolobaire, nodule dans un reliquat de loge).
➤ Difficultés pour apprécier l’intensité de l’onde
de contrainte.
L’ET s’affranchit de ces limites en donnant des valeurs
objectives de la dureté tissulaire. Elles sont généra-