Imagerie Ostéoarticulaire

Imagerie Ostéoarticulaire
Mis à jour le 13/08/2010 par SFR
Imagerie Ostéoarticulaire
Stéphane Carre (1), Jean - Denis Larédo (2)
(1) Service d'Imagerie Médicale, Hôpital Raymond Poincaré, Garches
(2) Service d'Imagerie Médicale, Hôpital Lariboisière, Paris
L'imagerie ostéoarticulaire au RSNA 2006, c'est en chiffres :
- 18 Séances de communications scientifiques
- 26 séances éducatives de mise au point en imagerie ostéoarticulaire
- 2 séances plénières
- 570 posters électroniques
Des séquences IRM qui pourraient s'avérer intéressantes en pratique courante …
• L'utilisation des séquences isotropiques 3D écho de gradient rapide en coupes fines (0,4 mm) à 3
Tesla, pourrait se substituer aux traditionnelles séquences en pondération T1 pour l'étude
arthrographique de l'épaule (1). Ces séquences permettent d'obtenir des reconstructions MPR d'une
résolution spatiale satisfaisante avec un rapport signal/bruit suffisant. En outre, le gain de temps n'est
pas négligeable puisqu'elles durent moins de 3 minutes.
Enfin, une comparaison à des résultats arthroscopiques montre qu'elles détectent :
- 100 % des ruptures partielles ou complètes de la coiffe des rotateurs.
- 90 % des SLAP lésions
- 89 % des lésions du labrum antérieur
- 86 % des lésions du labrum postérieur
• La séquence 3D isovoxel TrueFISP avec excitation sélective de l'eau (taille du voxel : 0,6 mm) pourrait
également se substituer aux protocoles standard d'étude du genou (2). Cette séquence permet d'obtenir
des reconstructions MPR satisfaisantes avec un gain de temps non négligeable (3 min 11). Elles donnent
dans une comparaison à l'arthroscopie des performances diagnostiques excellentes quant à :
- la détection des lésions cartilagineuses (sensibilité : 69 % ; spécificité : 89 %)
- la rupture des ligaments du pivot central (sensibilité : 100 % ; spécificité : 100 %)
- la détection de lésions méniscales internes (sensibilité : 100 % ; spécificité : 82 %)
- la détection des lésions méniscales externes (sensibilité : 67 % ; spécificité : 88 %)
• Les séquences ultrarapides écho de gradient - Spin - Echo « GRASE » permettent de réaliser une
cartographie T2 du cartilage d'encroûtement articulaire fémoro - patellaire tout à fait satisfaisante (3). La
gradation des lésions cartilagineuses est corrélée aux résultats arthroscopiques (Rhô2= 0,89 ; intervalle
de confiance à 95 % : 0,61 - 0,97) avec des résultats tout à fait similaires à ceux des séquences TSE T2
habituelles (Rhô2 = 0,84 ; intervalle de confiance à 95 % : 0,49 - 0,96).
• Les séquences à TE ultra court ( « ultrashort TE » - UTE) se révèlent sensibles (sensibilité : 67 %) et
spécifiques (spécificité : 94 %) pour l'évaluation des lésions cartilagineuses de la couche profonde du
cartilage, comparativement aux résultats histologiques (4) alors que les séquences T2 classiques sont
très limitées par les grandes disparités de temps de relaxation T2 entre la couche profonde et la couche
superficielle.
• Les séquences isotropiques 3D FSE xeta ( « Extended Echo Train Acquisition » ) à 3 Tesla paraissent
prometteuses pour l'étude de la cheville (5). Elles permettent d'obtenir des reconstructions dans les 3
plans de l'espace avec une résolution spatiale et un rapport signal/bruit satisfaisant. Elles permettent
de réaliser des coupes plus fines (0,6 mm) sans augmenter le flou des bords ( « Bluring » ). Elles
apportent donc des images de haute résolution pour l'étude du cartilage d'encroûtement talo - crural et
sous - talien postérieur ainsi qu'une étude détaillée des structures tendino - ligamentaires de la cheville.
• Une étude propose une nouvelle technique dite « SWIFT » ( 6) qui permet d'obtenir une imagerie fine
des structures à très court TE (corticale osseuse, tendon, ligament et cartilage par exemple). Cette
technique d'imagerie présente en outre l'avantage d'être rapide.
L'IRM de diffusion : de nouveaux champs d'application très prometteurs en ostéoarticulaire …
L'imagerie de diffusion corps entier pourrait être une alternative satisfaisante à la scintigraphie osseuse
pour la détection des localisations secondaires (7, 8).
• L'IRM de diffusion corps entier à 1,5 Tesla, en inversion - récupération avec reconstructions MIP, produit
des images 3D très proches de la scintigraphie (7). Elle serait supérieure à la scintigraphie Technétium
pour la détection des métastases osseuses (étude sur 17 cancers du sein, 9 cancers de prostate, 1
cancer du poumon, 1 cancer de la thyroïde, 1 hystiocytome fibreux malin, 1 sarcome d'Ewing). Elle
permet en outre d'éliminer un certain nombre de faux positifs de la scintigraphie quand elle est couplée
à une imagerie T1 et/ou T2 corps entier.
• Une autre étude présente l'IRM de diffusion corps entier comme une technique ayant une meilleure
sensibilité et spécificité que la scintigraphie osseuse pour détecter des localisations secondaires

osseuses (8) (sensibilité du DIW BS - MRI = 100 % vs 71 % pour la scintigraphie ; spécificité DIW BS -
MRI = 90 % vs 80 % pour la scintigraphie). L'imagerie de diffusion corps entier permettrait en outre de
détecter des métastases extra - osseuses (hépatiques, ganglionnaires … ) dans 40 % des cas.
• L'imagerie de diffusion peut également permettre d'apporter des arguments supplémentaires pour
différencier, si besoin était, un chordome d'un chondrosarcome (9). La mesure de l'ADC en cas de
chondrosarcome est plus élevée (2,15 x 10 - 3 mm2/s en moyenne avec des valeurs allant de 1,4 à 2,6)
qu'en cas de chordome (1,21 x 10 - 3 mm2/s en moyenne avec des valeurs allant de 0,5 à 1,5).
L'IRM dynamique après injection de gadolinium participe à la caractérisation tumorale
• L'étude dynamique de la prise de contraste des tumeurs musculo - squelettiques ( « DCE perfusion MR
Imaging » ) peut contribuer à différencier une tumeur bénigne d'une tumeur maligne (10).
- Un profil de prise de contraste caractérisé par une prise de contraste rapide et précoce suivi d'un
lavage relativement rapide du produit de contraste doit faire évoquer en priorité une tumeur maligne,
avec une sensibilité et une spécificité de respectivement 96 et 72 %.
- Une pente de prise de contraste maximale (Signal final - Signal initial x 100/ signal de base initial)
supérieure ou égale à 40 %/mn est très évocatrice d'une tumeur maligne avec une sensibilité et une
spécificité de respectivement 83 et 89 %.
- L'étude dynamique de la prise de contraste des tumeurs musculo - squelettiques permet en outre
d'évaluer plus précisément la réponse tumorale au traitement (changement de profil de courbe et
diminution de la pente de prise de contraste maximale) avec une excellente corrélation histologique.
• L'IRM dynamique après injection de Gadolinium pourrait être également utile pour différencier un
tassement bénin d'un tassement malin (11).
- Une courbe intensité/temps en forme de « V inversé » , avec un prise de contraste rapide et un lavage
( « wash - out » ) précoce est très évocatrice d'un tassement malin, métastatique ou lymphomateux.
- Un prise de contraste rapide suivie d'une phase d'équilibre serait hautement prédictive (86,5 %) d'un
myélome multiple …
• L'étude dynamique de la prise de contraste en cas d'œdème osseux répond parfaitement au modèle
pharmacocinétique connu ( « Brix Model » ) et se caractérise par une pente de prise de contraste initiale
( « wash - in » ) augmentée et une pente d'élimination (wash - out) diminuée probablement en raison d'une
vasoconstriction locale (12). Ces études vont dans le sens d'une meilleure compréhension des
modifications physiopathologiques que l'on pourrait observer :
- en cas d'ostéo - arthropathie inflammatoire, d'arthrite rhumatoïde …
- en cas d'œdème péri - tumoral …
- ou d'ostéonécrose …
Les produits de contraste en IRM : peu de nouveautés …
• Une étude évalue les produits de contraste ferreux super - paramagnétiques (SPIO) à 1,5 Tesla (13) et
conclut à une différence significative des valeurs de prise de contraste relatives (signal post injection (à
3 heures) – signal pré - injection x 100/ signal pré - injection) entre moelle osseuse normale (50 %),
métastases (17 %) et ostéomyélite (36 %). Cette étude propose d'utiliser les agents de contraste SPIO
pour différencier une atteinte métastatique d'une atteinte infectieuse.
• Les agents de contraste USPIO (SHU555C) trouveront peut - être une application dans les arthropathies
(14). La prise de contraste de la synoviale avec les agents USPIO est plus marquée, plus progressive et
plus durable qu'avec le gadolinium.
L'IRM corps entier nous invite à reconsidérer nos pratiques …
• En dehors des applications de l'IRM corps entier couplée à l'imagerie de diffusion dans la recherche de
localisations secondaires (7,8), l'IRM corps entier est aussi une méthode plus sensible et plus spécifique
que les radiographies standard pour détecter des lésions osseuses myélomateuses (15).
• L'IRM corps entier apparaît également comme une modalité efficace pour le « Staging » des myélomes
multiples (16). La réalisation d'une IRM corps entier à la place des radiographies standard classiques
préconisées dans la classification de Salmon et Durie, a un impact direct sur :
- Le « staging » des patients :
- 65,8 % des patients ont changé de stade avec l'IRM,
- 12 % des patients sont classés dans un stade supérieur par l'IRM,
- 36,5 % des patients sont classés dans un stade inférieur par l'IRM,
- L'IRM permet de mettre en évidence des masses myélomateuses des parties molles.
- La prise en charge thérapeutique :
- 3 patients ont changé de stade et ont nécessité ainsi un traitement différent (7,3 %),
- 8 patients ont changé de stade et n'ont pas nécessité de traitement (19,5 %).
L'arthro-IRM mise en défaut dans l'étude du poignet …
• L'arthrographie MR à 1,5 Tesla paraît moins performante que l'arthro - scanner pour la détection (17) :
- des lésions du ligament scapho - lunaire (sensibilité de 68 à 77 % ; spécificité de 87 %). Ces résultats
sont à confronter à ceux de l'arthroscanner (sensibilité de 95 % et spécificité de 96 à 100 %).
- des lésions du ligament luno - triquétral (sensibilité de 50 à 60% et spécificité de 94 à 97 %). Ces
résultats sont à confronter à ceux de l'arthroscanner : sensibilité de 90 à 100% et spécificité de 94 à
100 %.
- Des lésions du TFCC - fibrocartilages triangulaires du carpe - ( sensibilité de 82 % et spécificité de 100
%). Ces résultats sont à confronter aux résultats de l'arthroscanner (sensibilité de 100 % et spécificité
de 100 %).
- Les anomalies cartilagineuses (sensibilité de 30 à 40 % et spécificité de 100 %). Ces résultats sont à
confronter aux résultats de l'arthroscanner (sensibilité de 100 % et spécificité de 100 %).
Mais cette étude nous rappelle que la visualisation des structures intra - articulaires (épaule, hanche et

poignet) à 1,5 Tesla dépend du temps écoulé entre l'injection du produit de contraste et l'acquisition
des images (18).
L'arthrographie MR de l'épaule et de la hanche doit être réalisée dans les 90 minutes.
L'arthrographie MR du poignet doit être réalisée dans les 45 minutes.
Anatomie : devons nous ré -apprendre à interpréter les IRM du genou ?
• Le complexe myotendineux poplité constitue une unité fonctionnelle importante dans la stabilité du
point d'angle postéro - externe (19). Les trois fascicules poplitéo - méniscaux seraient atteints dans 25 %
des cas de rupture du LCAE. L'équipe de Resnick décrit, à partir des résultats d'une étude cadavérique,
l'existence de 3 fascicules distincts (Fig. 1) :
- le fascicule antéro - inférieur (A), d'épaisseur variable, constitue le plancher du hiatus poplité, et se
termine par une attache commune avec le ligament fibulo - poplité sur la fibula. Il est identifié dans des
100 % des cas,
- le fascicule postéro - supérieur (B), d'épaisseur variable, constituant le toit du hiatus poplité. Il est
aussi identifié dans 100 % des cas,
- le fascicule postéro - inférieur (C), d'épaisseur constante, qui correspondant à une extension vers le
haut de fibres issues de la jonction myotendineuse, vient s'attacher à la face inféro - médiale du
ménisque latéral. Il est identifié dans 100 % des cas.
Fig. 1 : Corne postérieure du ménisque externe, tendon poplité et fascicules ménisco - poplités antéro -
inférieur (A), postéro - supérieur (B), et postéro - inférieur (C).
• Nous devons reconsidérer l'anatomie du ligament croisé postérieur (20). L'équipe de Resnick nous
propose à partir d'une étude cadavérique à 1,5 Tesla, une lecture zonale du ligament croisé postérieur :
4 régions sont regroupées au sein de 2 unités fonctionnelles tout à fait distinctes :
- unité fonctionnelle postéro - latérale (10 à 15 % du ligament) tendue en extension et en flexion.
- fibres obliques (région 1)
- fibres longitudinales (région 2)
- unité fonctionnelle antéro - médiale (85 à 90 % du ligament) relâchée en extension et tendue en flexion
- fibres centrales (région 3)
- fibres antérieures (région 4).
• De nombreuses variantes anatomiques peuvent favoriser la survenue des conflits avec les tendons
péroniers. Une étude donne l'incidence de ces différentes variantes au sein d'une population volontaire
et symptomatique (21) :
- peronus quartus : 17 %
- tubercule péronier : 55 % dont 90 % de taille inférieure ou égale à 4,6 mm (médiane : 2,9 mm)
- éminence rétro - cochléaire : 100 % dont 90 % de taille inférieure à 4,6 mm avec une taille médiane
chez l'homme (3,4 mm) comparativement supérieure à celle de la femme (2,5 mm).
- La gouttière rétro - maléollaire peut être concave (28 %), convexe (18 %) ou plate (43 %).
• L'IRM de genou peut montrer la présence d'un chef accessoire du gastrocnémien qui peut expliquer un
syndrome de l'artère poplitée piégée. Cette variante est présente dans 2 % des cas environ. Dans la
grande majorité des cas, le tendon naît de l'extrémité distale du fémur, chemine latéralement en regard
de l'articulation pour rejoindre le chef latéral du gastrocnémien (22). Dans ce cas, les vaisseaux se
trouvent piégés entre le chef accessoire et le chef médial …
Quelques signes intéressants a évaluer en pratique IRM courante : ouvrons l' œ il !
• Il ne faut plus négliger la graisse de Hoffa (23) ! Les observations arthroscopiques invitent à
considérer une nouvelle entité clinico - radiologique. Il s'agit d'une hypertrophie synoviale focale de la
graisse de Hoffa qui s'observe plus particulièrement en regard de la corne antérieure du ménisque
médial et qui s'organise autour d'une bande fibreuse bien visible sur les séquences en pondération T1.
Dorénavant, il faudra penser à la graisse de Hoffa devant toute gonalgie antérieure inexpliquée à la
recherche d'un conflit antérieur.
• En cas de pied plat acquis par atteinte du tendon tibial postérieur, le « spring ligament » , situé à la
face profonde du tibial postérieur peut être lésé. Une étude (24) montre que le « spring ligament » ,
structure qui soutient l'arche interne du pied, peut être atteint isolément par un autre mécanisme,
notamment chez les sujets jeunes. Son atteinte prédomine alors à sa partie supéro - médiale et
s'accompagne d'une atteinte du ligament deltoïde dans la majorité des cas.
• L'atrophie et la dégénérescence graisseuse isolée de l'abducteur Digit Quinti (25) du pied pourraient
être observées dans 5 % des IRM de routine du pied (6 % pour les femmes et 3% pour les hommes). Ce
signe doit faire suspecter un conflit avec le nerf calcanéen inférieur (nerf de Baxter). Son conflit serait à
l'origine de 20 % des douleurs plantaires du pied. Son diagnostic clinique restant par ailleurs très

difficile. Aux radiologues d'être vigilants …
• Il faut apprendre à suspecter une lésion de l'appareil ligamentaire extrinsèque du carpe devant des
oedèmes osseux de localisation très précise en regard des zones d'insertion et/ou de réflexion
ligamentaire (26) …
• Attention quant à l'interprétation des anomalies de signal de la moelle osseuse du pied et de la
cheville (27) ! Une étude montre que des anomalies de signal de type oedémateux sont fréquemment
observées dans la moelle osseuse de sujets asymptomatiques (36 %). Elles sont en général de petite
taille (inférieure à 1,5 cm) et de faible intensité.
Nous noterons que l'étude met par ailleurs en évidence chez ces volontaires sains :
- un aspect d'ostéonécrose dans 26 % des cas
- une arthropathie avec œdème osseux et kystes sous - chondraux chez 40 % des sujets âgés de plus de
50 ans.
- des géodes isolées dans 5 % des cas.
Quelques techniques innovantes en imagerie ostéo - articulaire
• L'IRM haute résolution à 3 Tesla donne une étude très fine des articulations interphalangiennes
proximales (28) de la main en cas d'atteinte rhumatismale avec une meilleure détection de l'œdème
osseux, de la prise de contraste synoviale et une meilleure visualisation des érosions. Celles - ci siègent
dans 88 % des cas en regard de l'insertion du ligament collatéral …
• Une étude biomécanique du rachis lombaire sur une machine IRM ouverte où le patient peut être placé
en position verticale du type de celle présentée à l'exposition technique (Fonar Bright multipositions
MRI) montre que la position assise à 135° génère moins de contraintes biomécaniques sur le rachis
lombaire que la position assise à 90° de flexion (29) . À 135° de flexion, le disque intervertébral
présente un contenu en eau significativement plus important qu'à 90° de flexion (30).
• L'élasto - sonographie fait son apparition dans l'arsenal des méthodes d'imagerie en ostéoarticulaire
(31). Il s'agit probablement d'une technique complémentaire des ultrasons classiques. Elle permettrait
grâce à son codage couleur de détecter avec une bonne sensibilité des altérations intra - tendineuses
fines au sein des tendons superficiels comme le tendon achilléen.
Interprétation des radiographies de cheville en pathologie traumatique courante (32)
• Les fractures du processus latéral du talus ne sont pas rares. Elles seraient présentes dans environ
8,8 % des radiographies de cheville post - traumatiques. La majorité des fractures sont extra - articulaires
(63 %), elles passent souvent inaperçues lors du bilan initial (16 % environ) mais cela n'a pas
d'incidence sur la prise en charge puisqu'elles sont traitées de manière conservatrice. Les fractures
articulaires représentent tout de même 37 % des fractures du processus latéral (3,2 % des chevilles
traumatisées). Elles passent très souvent inaperçues lors du bilan radiologique initial (30 % environ),
expliquant l'existence de douleurs chroniques de la cheville et une décompensation arthrosique
prématurée (32).
La radiologie interventionnelle évalue ses pratiques
• Les injections intradiscales de corticoïdes sont plus efficaces sur les lombalgies (jugées sur une EVA,
échelle visuelle analogique) quand il existe des anomalies de signal des plateaux vertébraux avec
œdème (Modic I) exclusif ou prédominant qu'en cas de prédominance d'un signal graisseux (33).
• La dissectomie percutanée au laser multidiode sous contrôle radioscopique et/ou TDM a donné
d'excellents résultats dans une étude ouverte portant sur un grand nombre de sujets (n = 842) avec un
suivi sur plus de 21 mois (34). Le laser donne un taux de bonnes réponses de 91 % selon les critères de
Mac Nab. Les complications restent mineures (2 % environ). En règle générale, il s'agit de simples
céphalées ; dans de rares cas, il s'agit de spondylite aseptique (0,5 %).
• La fuite de ciment au sein du disque intervertébral adjacent à la vertèbre traitée par cimentoplastie
est relativement fréquente (24 %) (35). Il semble possible de prédire sur l'IRM pré - opératoire la
survenue d'une fuite intradiscale de ciment. Il existe en effet une relation statistiquement significative
entre la fuite de ciment et l'observation :
- d'un defect cortical de la vertèbre traitée.
- d'un hypersignal anormal du disque intervertébral adjacent.
- l'absence de « cleft » .
Mais l'âge, le sexe, la localisation de la vertèbre traitée et l'angle de cyphose localisé ne sont pas des
facteurs prédictifs de fuite. L'IRM pré - opératoire est déjà indispensable pour détecter l'œdème osseux
en faveur d'une fracture récente déterminant ainsi la vertèbre à traiter. L'IRM pourrait aussi servir à
prédire un risque de fuite de ciment. On pourrait alors être amené à modifier la procédure :
- changer le positionnement des aiguilles
- utiliser la technique de kyphoplastie pour minimiser le risque de fuite
- ou utiliser un ciment à prise rapide.
• Une étude s'est attachée à étudier les bénéfices à long terme de la kyphoplastie (36). Cette technique
est très efficace pour réduire significativement et immédiatement la douleur ressentie par le patient en
cas de fracture récente confirmée par la présence d'un œdème osseux sur l'IRM pré - opératoire.
Les résultats immédiats de la kyphoplastie sur la douleur sont moins spectaculaires en cas de fracture
récente sans œdème vertébral sur l'IRM pré - opératoire. Malgré tout, les bénéfices à 12 mois sont
superposables les deux groupes (50 % environ de réponse).
• La répartition du ciment au sein de la vertèbre traitée par vertébroplastie (37) n'a pas d'influence sur
la réponse initiale. En revanche, elle pourrait avoir une incidence sur le risque d'apparition d'une
nouvelle fracture. Selon la répartition du ciment, ce risque varie de 26,5 à 50 % à un recul moyen de
19,5 mois. Une répartition compacte en boule ou en fente est associée à une fréquence de nouvelles

fractures de 50 % contre seulement 26,5 % quand le ciment se répartit entre les travées osseuses avec
un « aspect spongieux » .
• Une équipe japonaise (38) a effectué chez les patients ostéoporotiques des vertébroplasties
prophylactiques des vertèbres situées juste au dessus du tassement ou des vertèbres situées entre
deux tassements afin de prévenir d'autres tassements vertébraux adjacents à une vertèbre déjà
traitée : 5 % de ces sujets ont fait une nouvelle fracture dans les 3 mois contre 22,4 % dans un groupe
de patients où la vertébroplastie était limitée aux vertèbres fracturées.
• Dans le cas de patients symptomatiques présentant un rachis tumoral avec atteinte du mur postérieur
et pour lequel le traitement médical (radiothérapie ou chimiothérapie) a échoué, la vertébroplastie
combinée à la radiofréquence est pratiquée par certaines équipes (39). La douleur est réduite ainsi que
l'utilisation des analgésiques.
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