JFR 2008 - De l'anthropologie virtuelle

JFR 2008 - De l'anthropologie virtuelle
Mis à jour le 13/08/2010 par SFR
F Dedouit
1 , 2, 3, N Telmon2, 3, J Braga 3
, F Joffre
1
, H Rousseau
1
, D Rouge2, 3, E Crubezy
3
Issu du quotidien des JFR'08 - Lundi 27 Octobre
La séance dédiée à l'imagerie anthropologique du Lundi 27 octobre 2008 sera animée par le Pr Yves
Coppens. Il est actuellement l'un des plus grands spécialistes français de l'évolution humaine. En 1974,
il met à jour un fossile relativement complet d'Australopithecus afarensis, surnommé « Lucy » . Yves
Coppens est nommé directeur et professeur au Muséum pour 3 ans en 1980, ainsi que directeur d'étude
à l'École pratique des hautes études. Il est élu à la chaire de paléontologie et préhistoire au Collège de
France en 1983. En 2006, il est nommé au Haut Conseil de la science et de la technologie. Aujourd'hui,
Yves Coppens est présent dans de nombreuses instances nationales et internationales gérant les
disciplines de sa compétence. Il dirige en outre un laboratoire associé au CNRS, le Centre de Recherches
Anthropologiques - Musée de l'Homme. Il est membre de l'Académie des sciences, de l'Académie de
médecine, de l'Académie des Sciences d'Outremer et de l'Academia Europaea, membre associé de
l'Académie royale des sciences, des lettres et des beaux - arts de Belgique, correspondant de l'Académie
royale de Médecine de Belgique, Honorary fellow du Royal Anthropological Institute of Great Britain and
Ireland, Foreign associate de la Royal Society d'Afrique du Sud et docteur honoris causa des universités
de Bologne, de Liège, de Mons et de Chicago.
L'utilisation des techniques d'imagerie en coupe en anthropologie est une nouvelle voie d'application de
l'imagerie que la communauté radiologique se doit de connaître, de développer et d'ajouter aux
multiples palettes de son activité. Les applications anthropologiques principalement de la
tomodensitométrie multicoupe sont multiples.
Le concept d'anthropologie virtuelle, rejoint celui de l'autopsie virtuelle. Les techniques d'imagerie en
coupe sont en effet de plus en plus utilisées en pratique routinière en thanatologie pour l'étude des
cadavres, une meilleure compréhension et un meilleur diagnostic des causes de la mort. De façon
complémentaire, l'étude anthropologique en tomodensitométrie peut être effectuée en complément
d'une étude à visée autopsique, notamment sur des individus non identifiés. La tomodensitométrie
permet la mise en évidence d'antécédents personnels du cadavre, la plupart du temps chirurgicaux
(prothèse orthopédique, pace maker, dispositif intra utérin, …). Elle peut également, tout comme les
radiographies standard, être utilisée dans un but comparatif entre des examens ante et post mortem.
Ceci peut permettre une identification comparative positive, la plupart du temps par une superposition
parfaite des deux études concernant des particularités anatomiques du sujet, le plus souvent osseuses
(lombalisation et sacralisation vertébrales, lyse isthmique, calcifications ligamentaires, calcifications
cartilagineuses costales, antécédents fracturaires, particularités concernant l'os trabéculaire, …). Une
étude anthropologique peut également être effectuée sous la forme d'une véritable étude squelettique
virtuelle du cadavre à partir de critères dérivant de l'anthropologie physique osseuse. Il est ainsi
possible de déterminer l'affinité populationnelle (ethnie), le sexe et surtout l'âge d'un individu en
transposant des méthodes ostéoscopiques et ostéométriques traditionnellement effectuées sur os secs.
Ainsi dans une problématique de détermination de l'âge, l'analyse de l'extrémité interne des clavicules,
de l'extrémité sternale de la quatrième côte droite, de la surface articulaire de la symphyse pubienne
sera privilégiée. L'un des challenges de la potentialité de la tomodensitométrie en anthropologie qui a
déjà été démontré est, à côté de la vérification de la bonne transposabilité des méthodes réalisées sur
os secs en tomodensitométrie, celle de la recherche de nouveaux critères tomodensitométriques propres
(notamment concernant l'évaluation de l'âge d'un individu). Ces techniques sont donc utilisables sur des
cadavres complets ou non, bien conservés ou non.
Tout comme en autopsie virtuelle, la réalisation d'examens en coupe à visée anthropologique présente
de nombreux avantages. Les images sont stockables, interprétables et ré interprétables a posteriori, les
images transférables par le biais d'internet ou l'envoi de supports (CD - Rom, DVD). Il est également un
autre avantage qui peut permettre de valider complètement l'adage radiologique du « couper fin et
reconstruire dans tous les plans » du fait de l'absence de problème relatif à l'irradiation du sujet étudié
ou du segment anatomique étudié. Le caractère non invasif de la technique revêt également tout son
intérêt dans le cas d'étude de pièces rares voire exceptionnelles, que cela soit au niveau archéologique
ou anthropologique. Concernant l'étude de cadavres non squelettiques comportant encore des parties
molles, la tomodensitométrie présente l'avantage d'éviter une préparation et un nettoyage long et
fastidieux des pièces osseuses à étudier qui peut parfois aboutir à la dégradation accidentelle de ces
dernières. Ainsi, l'étude de restes contemporains, fossiles, humains ou non est possible sans risque de
dégradation physique de la pièce. De plus, les reconstructions effectuées peuvent être, si elles sont
rassemblées sur un site internet un véritable musée virtuel ou une véritable ostéothèque virtuelle.
Ceci est particulièrement vrai pour l'étude de momies, qu'elles soient artificielles ou naturelles. Les
législations internationales et nationales rendent maintenant difficile, voire impossible le transport et le
voyage de momies ou de pièces osseuses à travers le monde. Ces dernières restent confinées la plupart
du temps dans leur pays de découverte ou le musée dans lequel elles séjournent depuis des années
(voir des siècles…), importée par leur découvreur à une époque où la législation ne s'y opposait pas.
L'analyse anthropologique présente l'avantage de pouvoir être effectuée à distance à la fois dans le
temps et dans l'espace, si les acquisitions radiologiques ont été effectuées sur place comme c'est le cas

la plupart du temps. Il est important d'indiquer qu'il est possible d'effectuer les examens
tomodensitométriques dans le pays d'origine de la momie ou de la pièce, que cela soit en Chine ou dans
des contrées difficilement accessible telles que la Sibérie ! De plus, l'amélioration et l'innovation
technologique en matière d'appareil de tomodensitométrie mobile, transportable au plus près du site de
découverte ou de fouille présente un avantage concret et considérable.
L'étude des momies est probablement le plus bel exemple de réussite en matière d'apports de
l'imagerie en anthropologie. En effet, il est en une acquisition possible d'effectuer une étude autopsique
virtuelle, mais également une étude anthropologique exhaustive qui sera adaptée en fonction de l'état
de conservation de la momie. De façon traditionnelle l'affinité populationnelle peut être faite sur des
critères scopiques mais également craniométriques. La détermination du sexe pourra être effectuée de
façon préférentielle par l'analyse du crâne et du bassin. L'estimation de l'âge pourra être faite en
utilisant les régions d'études décrites plus haut. Il est également possible d'estimer la stature de
l'individu à partir de l'adaptation de tables disponibles pour chaque grand groupe populationnel. Une
étude paléo pathologique pourra également être réalisée, à la recherche de traumatismes, de
pathologies infectieuses, tumorales, inflammatoires, nutritionnelles. Ceci est un point d'examen
fondamental car il présente un intérêt sur la connaissance du mode de vie de ces populations passées.
Toutes ces études sur momies pourront être effectuées sans détérioration de ces dernières et
permettra, sans qu'elles soient détériorées, d'améliorer considérablement les connaissances sur leur
mode de vie et parfois la façon dont le sujet étudié est décédé. Certains auteurs ont également décrits
la pratique de prélèvements ou de biopsies ciblées sous contrôle tomodensitométrique sur des momies.
Ceci est également important car les prélèvements effectués de façon peu invasive évitent un véritable
dépeçage des momies tel qu'il a été effectué pendant des décennies. Ces prélèvements permettent par
exemple, après analyses à visée génétique, histologique ou micro - biologique, la détermination du sexe
de la momie et peuvent apporter la preuve d'affections et d'infections qu'a pu rencontrer l'individu au
cours de sa vie. Elles peuvent également être intéressantes dans le cadre de diagnostic de pathologies
pré existantes, d'états morbides, véritables reflets de l'état sanitaire de la population et de l'époque
auxquelles l'individu étudié appartenait.
Les innovations technologiques informatiques jouent également un rôle important en terme
d'exploitation des images obtenues. A côté des traditionnelles reconstructions en deux et en trois
dimensions, des outils informatiques et des logiciels permettent une analyse des pièces osseuses
étudiées. Il est ainsi possible de segmenter une pièce osseuse, de reconstruire virtuellement une pièce
osseuse multi fragmentée pour obtenir une reconstruction ad integrum de la pièce, tel que cela peut
être fait lors de la reconstitution d'un puzzle. Des comparaisons de pièces osseuses sont également
possibles par des recalages rigides ou non, après avoir apposé des points de repères sur les surfaces à
étudier. Ceci est particulièrement utile dans l'étude crânienne et la différentiation possible entre des
crânes modernes et fossiles.
A côté de techniques traditionnelles tomodensitométriques, le micro - scanner trouve également de
nombreuses applications en anthropologie. L'étude de fragments osseux ou de dents qu'ils soient
contemporains ou fossiles est possible, avec une définition spatiale supérieure aux appareils utilisés en
radiologie clinique. Les épaisseurs de coupe atteignent en effet au maximum les 40 µ m.
Il apparaît très important que les équipes de radiologie s'organisent de façon à initier cette activité,
ceci, bien évidemment avec le matériel et les structures existantes. Sans obligatoirement aller jusqu'à
l'option d'appareillages dédiés, il faut que le parc d'imagerie lourde soit suffisant pour pouvoir ouvrir des
plages horaires accessibles à ce type d'activité. Il est également important qu'au sein d'une équipe de
radiologie, un ou plusieurs radiologues aient une formation en médecine légale et / ou en anthropologie
de façon à faire l'interface nécessaire entre les différentes spécialités. Il apparaît en effet indispensable
que les radiologues effectuant des examens tomodensitométriques en coupe à visée anthropologique
aient connaissance et sachent reconnaître, lorsque cela est possible, les phénomènes taphonomiques
inhérents à l'évolution du cadavre et du squelette.
Les perspectives d'avenir se calquent sur l'évolution technologique des techniques d'imagerie en coupe.
On peut enfin imaginer que toutes les possibilités technologiques dont nous disposons favorisent, outre
l'essor des indications de l'imagerie médico - judiciaire, le développement d'une imagerie anthropologique
nouvelle.
1. Service de Radiologie
CHU Rangueil - Larrey, Toulouse,
2. Service de Médecine Légale
CHU Rangueil - Larrey, Toulouse
3. Unité d'imagerie anthropologique, FRE 2960
Université Paul Sabatier, Toulouse
Fig. 1 : Reconstruction tomodensitométrique tri dimensionnelle en mode
VRT : visualisation de l'extrémité céphalique, du voile la recouvrant ainsi
que des bijoux, notamment les boucles d'oreille d'une momie naturelle
Fig. 2 : Reconstruction tomodensitométrique tri dimensionnelle en mode
VRT, vue de face : mise en évidence de plusieurs caractères
d'identification dentaire, notamment une dent incluse, des dents

sibérienne de 300 ans environ.
manquantes, et la présence de matériel de comblement dentaire, sur un
sujet contemporain.
Fig. 3 : Reconstruction tomodensitométrique tri dimensionnelle en mode
VRT, vue latérale gauche : mise en évidence d'un défect osseux avec une
fracture radiaire associée (origine traumatique ?) d'une calotte crânienne
d'Homo sapiens archaïque (entre -100 000 et -50 000 ans).