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Figure 1. Radiographie du genou droit en schuss (A)
et en extension (B) . L’alignement des bords doit
être respecté (C) .
BA
C
18 | La Lettre du Rhumatologue • Supplément 4 au no 370 - mars 2011
IMAGERIE
Imagerie de l’arthrose
Damien Loeuille*
* Service de rhumatologie, hôpital
Brabois, CHU de Nancy.
Ce que l’on savait
Place de l’imagerie
dans l’arthrose
et hiérarchisation des examens
Le bilan radiographique permet d’établir le dia-
gnostic d’arthrose, de classer les patients en fonc-
tion de la sévérité structurale (critères de Kellgren
et Lawrence) et demeure l’examen de référence
à effectuer en première intention quelle que soit
l’articulation examinée. À la hanche et au genou,
l’incidence et les conditions techniques ont été lar-
gement étudiées et, pour les autres articulations,
notamment portantes, la réalisation de clichés en
charge est indispensable. À l’exception de la main,
l’examen radiographique doit comporter des inci-
dences de face et de profi l.
Les autres techniques d’imagerie sont classique-
ment réalisées en seconde intention, dans le but
de confi rmer une atteinte structurale infraradio-
graphique, de préciser des lésions abarticulaires
articulaires ou osseuses et d’éliminer un autre
diagnostic.
L’IRM est la technique d’imagerie de choix pour l’éva-
luation des grosses articulations ou des articula-
tions profondes (épaule, genou, hanche et rachis).
En dehors de son accessibilité limitée et de son coût
élevé, elle permet une évaluation directe du tissu
cartilagineux et visualise l’hypersignal T2 de l’os,
l’épanchement articulaire et les structures abarticu-
laires. Pour les petites articulations, l’échographie est
l’examen de seconde intention. Il précise l’existence
de signes infl ammatoires (synovites, ténosynovites),
détermine la nature des tuméfactions périarticu-
laires (kyste, nodules) et élimine d’autres étiologies :
rhumatismes infl ammatoires et pathologies micro-
cristallines (goutte, chondrocalcinose).
Évaluation structurale
au cours de l’arthrose
Radiographie
La radiographie de bassin en rotation interne de 10°
des membres inférieurs et le faux profi l de Lequesne
constituent les examens de référence. Un cliché
centré de hanche ne se révèle pas supérieur à celui
du bassin de face, et ce, même pour une évaluation
structurale. Au genou, le bilan doit comporter des
incidences comparatives en charge de face, en exten-
sion et en schuss, de profi l, et une incidence fémoro-
patellaire de 60° (1). Les incidences en charge en
schuss avec fl uoroscopie sont actuellement recom-
mandées pour évaluer un effet structural des médi-
caments (2). Ces incidences doivent être réalisées
dans des conditions techniques optimales, supposant

La Lettre du Rhumatologue • Supplément 4 au no 370 - mars 2011 | 19
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que l’alignement des bords antérieur et postérieur
des plateaux tibiaux soit respecté (figure 1) [3].
◆Kellgren et Lawrence
L’évolution radiographique de la maladie arthrosique
s’étend sur plusieurs décennies. Le score de Kellgren
et Lawrence est le plus largement utilisé et s’applique
à de nombreuses articulations. C’est un score compo-
site qui permet de classer les sujets selon une variable
dichotomique, arthrosique ou non (4), et selon la
sévérité de la maladie. Ce score peut être utilisé pour
juger de l’aggravation de la maladie arthrosique et/ ou
déterminer le nombre de “progresseurs” dans une
population d’arthrosiques par le changement d’au
minimum un grade au cours d’une période de suivi.
Pour certaines articulations et notamment la main,
des scores plus spécifiques ont été proposés, qui
tiennent compte à la fois de la sévérité, mais égale-
ment de l’évolution de la maladie (5-7).
◆Chondrométrie
Cette technique est actuellement recommandée
par les autorités sanitaires et les sociétés savantes.
Sa simplicité et son excellente reproductibilité lui
permettent d’identifier un plus grand nombre de
patients “progresseurs” sur une période de 1 an que
l’utilisation d’un score composite semi-quantitatif
(Kellgren et Lawrence) [8]. La différence minimale
entre 2 clichés successifs jugée cliniquement perti-
nente a été calculée à 0,40 mm à la hanche (9). La
plus petite différence minimale détectable (SDD) a
été calculée à 0,64 mm sur une incidence en semi-
flexion et à 0,12 mm pour une technique automa-
tique réalisée à partir de clichés en schuss lyonnais
avec scopie. À la hanche, Maheu et al. ont montré
qu’une SDD au genou de 0,30 mm sur les incidences
de bassin et de 0,28 mm sur le cliché centré de la
hanche cible permet de classer les patients comme
“progresseurs” (10).
Évaluation structurale en IRM
◆Score semi-quantitatif : WORMS
Cette approche repose sur le WORMS-cartilage
(Whole-Organ Magnetic Resonance Imaging
Score) [11]. Est considéré comme “progresseur”
tout patient témoignant d’une aggravation de plus
de 1 point dans au moins 1 des 14 régions étudiées.
Ce score présente une excellente reproductibilité
interlecteur (coefficient intraclasse de corrélation
[ICC] = 0,99) ainsi qu’une bonne sensibilité au chan-
gement (12). Il permet de déterminer rapidement
(en moins de 15 minutes) les lésions articulaires
responsables de chondrolyse et d’évaluer l’efficacité
structurale des traitements dans la gonarthrose.
Étude volumique du cartilage
L’étude volumique fournit une valeur numérique
qui est peu représentative de l’état structural de
l’articulation. De multiples ajustements sur les para-
mètres anthro pométriques (poids, taille, surface du
plateau tibial, etc.) doivent être pratiqués et seule
l’évaluation du volume cartilagineux ou de l’épais-
seur moyenne du cartilage sur les zones portantes
est pertinente. L’approche volumique nécessite une
station de travail et un logiciel de traitement d’image
permettant une présegmentation automatique du
cartilage : elle doit être validée coupe par coupe par
l’opérateur. Le temps nécessaire à une évaluation
volumique complète du genou varie entre 1 heure
et 1 heure et demie. Les mesures volumiques sont
précises, avec une faible variabilité de la mesure
(CV = 6,53 %) [13]. En recherche clinique, la dif-
férence minimale décelable correspond à 2,8 fois
le coefficient de variation de la mesure. Ainsi, des
variations de volume de 4 % pour le cartilage patel-
laire, de 5 % pour le cartilage fémoral, de 8 % pour
le cartilage tibial interne et de 10 % pour le cartilage
tibial externe peuvent être considérées comme per-
tinentes à l’échelon individuel (14-16). Comme pour
le WORMS, l’étude volumique permet de déterminer
les facteurs de chondrolyse et d’évaluer l’efficacité
structurale des traitements dans la gonarthrose.
Médicament
chondromodulateur
Le ralentissement du processus de dégradation du
cartilage renvoie à la notion de structuromodulation,
qui se définit comme la capacité d’un traitement à
prévenir, à retarder, à stabiliser, voire à réparer les
lésions arthrosiques chez l’homme (17). Deux études
cliniques ont été réalisées à la hanche (insaponi-
fiables de soja et d’avocat et diacerhéine) [18, 19]
et 5 au genou (2 avec le sulfate de glucosamine,
1 avec le sulfate de chondroïtine [Chondrosulf®],
1 avec le risédronate et la dernière avec la doxycy-
line) [20-24]. En dehors de l’étude STOPP qui répond
sur le plan méthodologique aux recommandations
actuelles émises par les sociétés savantes, les autres
études montrent soit l’absence d’effet structuro-
modulateur, soit des limites méthodologiques qui
doivent pondérer certaines conclusions (25).

Figure 2. A. Radiographie de genou en schuss, normale. B. IRM du même genou montrant
une destruction cartilagineuse du compartiment externe, un œdème osseux condylien
et un épanchement. L’interligne articulaire est préservé grâce à l’intégrité méniscale.
BA
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Imagerie de l’arthrose
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L’arthrose digitale
Cette arthrose répond à une origine multifactorielle
avec un poids important des facteurs génétiques,
métaboliques et mécaniques. Les formes érosives
représentent entre 10 et 20 % des arthroses digitales
et se défi nissent par l’existence d’au moins 2 arti-
culations érodées à la radiographie. L’IRM haute
résolution (100 μm) a montré que les premières
étapes de la maladie débutaient par une atteinte
des structures ligamentaires (épaississement ou
rupture ligamentaires) et un hypersignal T2 de l’os
trabéculaire juxta-ligamentaire, suivis de lésions plus
classiques : amincissement du cartilage, ostéophyte,
synovite modérée et hypersignal T2 de l’os juxta-
articulaire. Ces anomalies font évoquer davantage
une maladie de type “enthésitique” (26). Cependant,
il est possible de différencier un doigt arthrosique,
qui présente des lésions infl ammatoires focales,
d’un doigt porteur d’un rhumatisme psoriasique,
qui présente une infl ammation intraligamentaire,
un œdème osseux et une atteinte de la racine de
l’ongle plus sévères et diffuses (27).
Gonarthrose et coxarthrose
Des progrès considérables ont été accomplis ces
dernières années grâce à l’IRM, qui a permis de
mieux défi nir les mécanismes qui aboutissent à la
destruction du cartilage en précisant les différentes
entités anatomiques incriminées et en déterminant
les facteurs pronostiques cliniques et structuraux.
Cette approche quasi “arthroscopique” de l’articula-
tion montre avec précision l’atteinte cartilagineuse,
l’épanchement articulaire, l’infl ammation synoviale
et les atteintes méniscales. Ainsi, dans la coxar-
throse à destruction rapide, l’atteinte articulaire
en IRM est associée à des lésions osseuses et à une
infl ammation articulaire majeure (épanchement et
synovite) [28].
Cartilage
◆Qu’apporte l’IRM par rapport à la radiographie
dans l’évaluation du cartilage ?
La radiographie montre certaines limites pour dia-
gnostiquer les formes débutantes d’arthrose et
évaluer la progression structurale sur une courte
période. À visée diagnostique, l’IRM montre,
dans 35 % des cas, l’existence de lésions focales
du cartilage alors que la radiographie est jugée
normale (29) [fi gure 2]. En termes de suivi, l’IRM
permet de dépister 3 fois plus de patients “progres-
seurs” que l’examen radiographique (30) et de pré-
ciser l’origine de la perte de l’interligne articulaire
au genou (origine méniscale ou cartilagineuse) [31].
◆Évaluation morphologique du cartilage en IRM
L’IRM permet une visualisation directe, tridimen-
sionnelle du cartilage, qui apparaît comme une fi ne
bande régulière en isosignal sur les séquences pon-
dérées T2, en hypersignal sur les séquences T1 en
écho de gradient, qui recouvre l’os sous- chondral
épi physaire. Les lésions peuvent être évaluées selon
leur profondeur, leur étendue et leur localisation.
Classiquement, les lésions sont gradées en lésions
structurales (grade 1) et en lésions morphologiques
(grades 2 à 4) [32].
◆Continuum entre lésion focale
et atteinte diffuse du cartilage
On sépare classiquement les lésions focales, souvent
post-traumatiques, de la maladie cartilagineuse, qui
se caractérise par une atteinte diffuse touchant un
ou plusieurs compartiments articulaires. Les lésions
focales du cartilage sont fréquentes : 33 % des
patients ayant des radiographies de genou jugées
normales en ont, avec une localisation préférentielle
dans le compartiment fémoro-tibial interne (33).
Ces lésions déstabilisent le cartilage avoisinant en
provoquant une diminution volumique par rapport
à une population normale sans lésion, ajustée sur
l’indice de masse corporelle (IMC) et les paramètres
anthropométriques (34).

Figure 3. L’hypersignal osseux en séquence T2
est associé à un processus d’ostéoformation dans
la gonarthrose (favorise également la formation
d’ ostéophytes).
La Lettre du Rhumatologue • Supplément 4 au no 370 - mars 2011 | 21
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Hypersignal T2 de l’os et arthrose
La traduction anatomo-pathologique de cette lésion
IRM correspond à un véritable œdème osseux histo-
logique dans seulement 4 % des cas ; mais l’aspect
histologique est le plus souvent celui d’un tissu osseux
normal (53 %), plus rarement celui d’une plage nécro-
tique (11 %), d’une zone fi brotique (4 %) ou d’une sclé-
rose des travées osseuses (8 %) [35]. Fréquemment
observé en IRM – 50 à 80 % des gonarthroses en pré-
sentent –, cet hypersignal T2 de l’os est situé préféren-
tiellement dans le compartiment de contrainte (36).
La fréquence de cet hypersignal T2 de l’os est directe-
ment corrélée à la sévérité de la gonarthrose (37, 38).
Des travaux récents ont montré une augmentation
du processus de remodelage osseux, notamment de
l’ostéo formation, ainsi que de la densité minérale
osseuse (fi gure 3) [39]. En revanche, aucune corré-
lation n’a jusqu’ici été mise en évidence entre cette
lésion de l’os trabéculaire et une fragilité osseuse (40).
Sur le plan clinique, cette lésion est associée aux mani-
festations douloureuses dans la gonarthrose, avec un
facteur de risque variant de 1,1 à 14,2 (41, 42).
Sur le plan structural, cette lésion joue un rôle délé-
tère pour le cartilage adjacent et favorise sa dispari-
tion avec un odds-ratio compris entre 2,8 et 5,6 (43).
Méniscopathie
La lésion méniscale non traumatique, encore appelée
“dégénérative”, survient sans traumatisme vrai ou
est décompensée au cours d’un traumatisme mineur
chez un individu de la cinquantaine. On parle ici de
“ménisque maladie” (1). La lésion méniscale dégéné-
rative primitive ou “maladie méniscale” est le prélude à
une arthrose secondaire ou évolue parallèlement à cette
dernière. Devant toute symptomatologie évocatrice de
lésion méniscale, il est donc indispensable de débuter
par un examen radiographique si le patient a plus de
40 ans. En présence d’une anomalie radiographique,
la gonalgie est, jusqu’à preuve clinique du contraire,
consécutive à la maladie arthrosique et non pas à la
lésion méniscale. En revanche, si le bilan radiographique
est normal, l’IRM, qui sera alors demandée, constitue
l’examen de référence. Compararativement à l’arthro-
scopie, l’IRM présente une excellente sensibilité (91 %),
une bonne spécifi cité (71 %) et d’excellentes valeurs
prédictives négative et positive. Au cours de la gon-
arthrose, l’objectif assigné à l’IRM est de préciser ce qui
fait mal dans un genou peu ou non arthrosique : la lésion
méniscale dégénérative, le cartilage usé (mise à nu de
l’os sous-chondral) ou l’infl ammation (1), et d’éviter
ainsi un geste chirurgical inutile. En effet, la prévalence
à l’IRM des hypersignaux méniscaux sans symptômes
est de 5 % avant 30 ans, de 15 % avant 45 ans et de
25 à 63 % après 65 ans. En cas d’arthrose et de dou-
leurs associées, la prévalence des lésions méniscales
augmente encore et atteint 91 % (1). L’IRM est donc
peu utile, car elle montre des lésions articulaires arthro-
siques algogènes (œdème osseux, lésions abarticulaires,
épanchement) et des lésions méniscales dégénératives
qui, dans la plupart des cas, se résolvent spontanément
de manière favorable en un peu moins de 1 an.
Ce que l’on a appris
Arthrose digitale
Évaluation radiographique
Les formes érosives se singularisent par un nombre
d’articulations douloureuses plus important, une
perte de la mobilité plus marquée et une perte fonc-
tionnelle ainsi qu’un a priori esthétique négatif et mal
vécu (fi gure 4). L’évaluation structurale de l’arthrose
digitale est en pleine restructuration. La classique éva-
luation selon Kellgren et Lawrence est actuellement
revisitée. Le poids de la composante ostéophytique
est plus important que celui du pincement articulaire,
ce qui facilite la lecture (44). D’autres approches
ont également vu le jour dans le but de mieux

Figure 4. Arthrose digitale érosive atteignant les interphalangiennes distales et épar-
gnant les interphalangiennes proximales et la colonne du pouce.
22 | La Lettre du Rhumatologue • Supplément 4 au no 370 - mars 2011
Imagerie de l’arthrose
IMAGERIE
appréhender un effet structuromodulateur (45). Ainsi,
G. Verbruggen et son équipe ont développé un score
radiographique reproductible, sensible au change-
ment, qui évalue 3 domaines : l’interligne articulaire,
la forme du plateau sous-chondral et l’aspect de l’os
sous-chondral. Chaque articulation est évaluée de 0
à 100 (100 représentant une articulation normale et 0
une articulation complètement détruite) pour chacun
de ces domaines, et le score total varie de 0 à 300.
Avec d’excellentes corrélations comprises entre 0,71
et 0,99, supérieures à celles observées avec le score
de Kellgren et Lawrence, la plus petite différence iden-
tifi able a été calculée à 40 points à 12 mois. La pro-
gression radiographique articulaire peut être défi nie
et la chronologie des événements qui conduisent à la
destruction articulaire puis à la reconstruction a pu
être identifi ée. Ainsi, à une phase quiescente, défi nie
par des changements structuraux mineurs, succèdent
une phase de chondrolyse articulaire, puis une phase
érosive. Cette dernière peut être suivie d’une phase
de reconstruction articulaire avec restitution quasi
ad integrum de l’articulation. L’ensemble de ces évé-
nements peut être observé sur une courte période
(30 mois). Ainsi, dans un essai clinique visant à évaluer
l’effet structural de l’adalimumab, Verbruggen et al.
montrent que, sur l’ensemble de la population, une
progression radiographique est observée dans 60 %
des cas avec leur méthode, contre seulement 33 %
avec le score de Kellgren et Lawrence.
Évaluation échographique
L’examen échographique est particulièrement perfor-
mant pour diagnostiquer ces formes érosives, avec
une excellente concordance avec la radiographie
(94 %). L’examen échographique se révèle 2 fois plus
sensible que la radiographie pour déceler la pré-
sence d’ostéophytes. Les articulations érosives ne se
révèlent pas plus infl ammatoires (synovite en mode
doppler B et synovite active en mode DP) que les
articulations arthrosiques classiques. En revanche,
lorsque l’articulation entre dans une phase érosive,
l’activité infl ammatoire semble plus intense (46).
Gonarthrose
Épanchement et chondrolyse
Si l’œdème osseux et les lésions méniscales sont bien
documentés comme facteurs prédictifs de lésions
structurales radiographiques, qu’en est-il des autres
lésions articulaires ? Dans ce travail réalisé à partir de
l’analyse de 177 patients inclus dans un essai sur la
gluco samine, les auteurs ont étudié les facteurs condui-
sant à une destruction articulaire visible à l’IRM à court
terme (6 mois). La perte cartilagineuse a été évaluée à
l’aide du WORMS-cartilage. Tout patient dont le score
est aggravé de 0,5 point pour l’une des 8 régions déter-
minées est considéré comme “progresseur”.
Les facteurs de progression pour l’articulation
fémoro-patellaire sont l’épanchement articulaire
et la présence préalable de lésions du cartilage ; pour
le compartiment fémoro-tibial, ce sont l’œdème
osseux, les luxations méniscales et l’existence pré-
alable de lésions cartilagineuses (47).
Chondrolyse et œdème osseux
◆Vitamine D et effet sur l’œdème osseux
L’hypersignal T2 de l’os joue un rôle prépondérant dans
l’aggravation de la destruction du cartilage. Le méca-
nisme de cette destruction passe par une altération de
la texture osseuse liée à un processus d’ostéoforma-
tion et par une probable modifi cation de la perfusion
vasculaire de l’os sous-chondral avec, comme consé-
quence, une réduction de l’ apport nutritif des couches
profondes du cartilage. En revanche, l’hypersignal T2
de l’os ne semble pas s’associer à une fragilité de l’os
ou à un défaut de sa minéralisation. Dans une étude
présentée cette année à l’ACR est évalué l’impact de
la correction d’un défi cit en vitamine D sur l’hyper-
signal T2 de l’os. Au cours d’un essai réalisé sur une