Imagerie moderne de la qualité osseuse JBPialat.ppt …pe.sfrnet.org/Data/ModuleConsultationPoster/pdf/2009/1/27c9acdf-e... · architecture dudu tissu tissu osseux,osseux, responsablesresponsables

Imagerie moderne deImagerie moderne dela qualité osseuse. Application à la qualité osseuse. Application à l’ostéoporosel’ostéoporose

Pialat JB Pialat JB 1,2,31,2,3, Boutroy S , Boutroy S 22, Vilayphiou N , Vilayphiou N 22, , Majumdar S Majumdar S 33, Link T , Link T 33, Chapurlat R , Chapurlat R 1,21,2

1 : Hospices Civils de Lyon2 : Laboratoire INSERM Unité 831, Institut Fédératif de recherche 62 Lyon-Est , Université Claude Bernard Lyon 13 : Musculoskeletal and Quantitative Imaging Research (MQIR), UCSF Department of Radiology & Biomedical Imaging

Rappel des Rappel des objectifsobjectifs

►► Comprendre l’importance des paramètres architecturaux Comprendre l’importance des paramètres architecturaux et microarchitecturaux dans la fragilité osseuseet microarchitecturaux dans la fragilité osseuseet microarchitecturaux dans la fragilité osseuse.et microarchitecturaux dans la fragilité osseuse.

►► Connaître les techniques d’imagerie permettant d’évaluer Connaître les techniques d’imagerie permettant d’évaluer la structure osseuse.la structure osseuse.

►► Maitriser leurs atouts et inconvénients pour envisager Maitriser leurs atouts et inconvénients pour envisager

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p gp gleurs futures applications cliniques. leurs futures applications cliniques.

IntroductionIntroduction►► L’ostéoporoseL’ostéoporose sese caractérisecaractérise parpar uneune perteperte osseuseosseuse quiqui comprometcompromet àà

termeterme l’intégritél’intégrité dede l’osl’os etet peutpeut entrainerentrainer desdes fracturesfractures.. LeurLeurfréquencefréquence etet leursleurs complicationscomplications enen fontfont unun enjeuenjeu dede santésanté publiquepubliquefréquencefréquence etet leursleurs complicationscomplications enen fontfont unun enjeuenjeu dede santésanté publiquepublique..

►► LesLes définitionsdéfinitions récentesrécentes [[11]] dede cettecette pathologiepathologie mettentmettent l’accentl’accent sursur leslesdeuxdeux élémentséléments principauxprincipaux influençantinfluençant lala soliditésolidité osseuseosseuse :: LaLa massemasseosseuseosseuse,, estiméeestimée parpar densitométriedensitométrie,, etet lala qualitéqualité osseuseosseuse,,dépendantdépendant dede lala structurestructure (matrice,(matrice, minéralisation)minéralisation) etet dedel’architecturel’architecture dede l’osl’os..

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►► L’enjeuL’enjeu dede l’imageriel’imagerie estest doncdonc lala caractérisationcaractérisation dede l’architecturel’architectureosseuseosseuse pourpour amélioreraméliorer l’évaluationl’évaluation dudu risquerisque fracturairefracturaire etet lelesuivisuivi thérapeutiquethérapeutique..

1.1. NIH Consensus, NIH Consensus, JAMA. 2001 Feb 14;285(6):785JAMA. 2001 Feb 14;285(6):785--9595

IntroductionIntroduction►► LesLes progrèsprogrès dede l’imageriel’imagerie permettentpermettent

pourpour certainescertaines techniquestechniques desdesrésolutionsrésolutions spatialesspatiales suffisantessuffisantes pourpourpp ppl’analysel’analyse inin vivovivo dede l’osl’os corticalcortical etetdede lala structurestructure trabéculairetrabéculaire..

►► LeLe traitementtraitement desdes imagesimages 33DD obtenuesobtenues permetpermetuneune estimationestimation quantitativequantitative dede lala structurestructureosseuse,osseuse, voirvoir mêmemême uneune évaluationévaluation desdes

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,, oopropriétéspropriétés mécaniquesmécaniques dede l’osl’os quiqui permettentpermettentd’allerd’aller plusplus loinloin queque lala simplesimple déductiondéductiondensitométriquedensitométrique..

PlanPlanOstéoporoseOstéoporoseRemodelage osseux Remodelage osseux –– Bilan osseux Bilan osseux –– Physiopathologie Physiopathologie -- Définition Définition Référence : Densité Minérale Osseuse Par Absorptiométrie biRéférence : Densité Minérale Osseuse Par Absorptiométrie bi--photoniquephotoniquepp p qp q

Qualité osseuse et ostéoporoseQualité osseuse et ostéoporoseLa qualité osseuse dans l’ostéoporoseLa qualité osseuse dans l’ostéoporoseMatrice et remodelage Matrice et remodelage –– Macrostructure Macrostructure –– MicrostructureMicrostructureImagerie de référence : Imagerie ex vivo a très haute résolutionImagerie de référence : Imagerie ex vivo a très haute résolution

Approches in vivo de la qualité osseuseApproches in vivo de la qualité osseuseUltrasonographie quantitativeUltrasonographie quantitative

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g p qg p qRadiographie et analyse de textureRadiographie et analyse de textureScanner quantitatif (QCT)Scanner quantitatif (QCT)Scanner périphérique à HauteScanner périphérique à Haute--Résolution (HRpQCT)Résolution (HRpQCT)IRMIRMAnalyse en éléments finisAnalyse en éléments finis

OstéoporoseOstéoporose

►► Remodelage osseuxRemodelage osseuxL’osL’os estest enen perpétuelperpétuel renouvellement,renouvellement, afinafin dede conserverconserver sesses propriétéspropriétés

mécaniquesmécaniques..CeCe turnturn--overover osseuxosseux résulterésulte d’und’un équilibreéquilibre subtilesubtile entreentre lesles activitésactivités

ostéoblastiquesostéoblastiques etet ostéoclastiques,ostéoclastiques, elleselles mêmemême dépendantesdépendantes dedemultiplesmultiples élémentséléments ::

-- AgeAgeF t hF t h

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-- Facteurs hormonauxFacteurs hormonaux-- Facteurs génétiquesFacteurs génétiques-- Apport calciquesApport calciques-- Sollicitations mécaniques …Sollicitations mécaniques …


►► Bilan osseuxBilan osseux

LorsLors dede lala croissance,croissance, lele bilanbilan entreentre formationformation etet résorptionrésorption osseuseosseuse estestpositif,positif, puispuis aprèsaprès unun picpic dede massemasse osseuseosseuse généralementgénéralement atteintatteint

autourautour dede 2020 àà 3535 ans,ans, lele bilanbilandevientdevient discrètementdiscrètement négatifnégatif avecavecuneune perteperte minéraleminérale osseuseosseuse enenrapportrapport avecavec uneune ostéogenèseostéogenèse nene Hommes

Masse osseuse

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compensantcompensant paspas touttout àà faitfait lala perteperteliélié àà l’activitél’activité ostéoclastiqueostéoclastique..

20 40 60 80 100

Femmes

Age


►► Physiopathologie :Physiopathologie :Exemple de l’ostéoporose postExemple de l’ostéoporose post--ménopausiqueménopausique

LorsLors dede lala ménopauseménopause,, lala carencecarence ostrogéniqueostrogénique prolongentprolongent lala duréeduréedede vievie desdes ostéoclastesostéoclastes etet réduitréduit cellecelle desdes ostéoblastes,ostéoblastes, rendantrendant lelebilanbilan osseuxosseux unun peupeu plusplus négatifnégatif..

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MaisMais lele facteurfacteur principalprincipal àà l’originel’origine dede lala perteperte osseuseosseuse estestl’augmentationl’augmentation dudu remodelageremodelage osseuxosseux dudu àà cettecette mêmemême carencecarenceoestrogénique,oestrogénique, enen amplifiantamplifiant l’effetl’effet dede lala balancebalance osseuseosseuse négativenégative ..


►► Définition : Définition : (adoptée par l’OMS, consensus de 1993, reprise (adoptée par l’OMS, consensus de 1993, reprise en 2006 dans la synthèse de l’HAS)en 2006 dans la synthèse de l’HAS)

L’ostéoporoseL’ostéoporose estest uneune maladiemaladie diffusediffuse dudu squelettesquelette caractériséecaractérisée parparuneune faiblefaible massemasse osseuseosseuse etet uneune détériorationdétérioration dede lala micromicro--architecturearchitecture dudu tissutissu osseux,osseux, responsablesresponsables d’uned’une fragilitéfragilité osseuseosseuse,,doncdonc d’uned’une augmentationaugmentation dudu risquerisque dede fracturefracture..

EtantEtant donnédonné lesles difficultésdifficultés àà l’époquel’époque pourpour étudierétudier lala microarchitecturemicroarchitecture

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osseuseosseuse inin vivo,vivo, lele diagnosticdiagnostic s’ests’est portéporté essentiellementessentiellement sursur lalaquantificationquantification dede lala massemasse osseuseosseuse enen mesurantmesurant lala densitédensitéminéraleminérale osseuseosseuse (DMO)(DMO)..

Bouillon R et al. Am J Med 1991;90:107Bouillon R et al. Am J Med 1991;90:107––1010


►► Définition ostéodensitométrique : Définition ostéodensitométrique : OMS 1994OMS 1994

FonctionFonction dudu TT--scorescore calculécalculé commecomme lala différencedifférence entreentre lala valeurvaleur dede lalaDMODMO observéeobservée etet mama DMODMO moyennemoyenne d’uned’une populationpopulation d’adultesd’adultes jeunesjeunesdudu mêmemême sexesexe ((2828 àà 3030 ans)ans) divisédivisé parpar l’écartl’écart--typetype dede cettecette mêmemêmepopulationpopulation ::

TT--score > score > --1 : densité osseuse normale1 : densité osseuse normale--2,5 < T2,5 < T--score ≤ score ≤ --1 : ostéopénie1 : ostéopénie

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,, ppTT--score ≤ score ≤ --2,5 : ostéoporose2,5 : ostéoporoseTT--score ≤ score ≤ --2,5 et fracture : ostéoporose sévère2,5 et fracture : ostéoporose sévère

Densitométrie par Absorption BiDensitométrie par Absorption Bi--Photonique (DXA): Le Gold StandardPhotonique (DXA): Le Gold Standard

►► AvantagesAvantages ::

TechniqueTechnique fiable,fiable, éprouvéeéprouvée

ContrôleContrôle qualitéqualité réglementéréglementé

AccessibleAccessible

CoutCout limitélimité

IrradiationIrradiation FaibleFaible

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ObtentionObtention directedirecte desdes résultatsrésultats


►► LimitesLimites ::

LesLes recommandationsrecommandations dede l’HASl’HAS 20062006 stipulentstipulent dede réaliserréaliser desdes mesuresmesures sursur auaumoinsmoins 22 sitessites pourpour lala définitiondéfinition dede l’ostéoporose,l’ostéoporose, dede préférencepréférencel’extrémitél’extrémité supérieuresupérieure dudu fémurfémur etet dudu rachisrachis..

MalgréMalgré desdes résultatsrésultats parfoisparfois discordantsdiscordants entreentre lesles sitessites (rachis,(rachis, fémur,fémur,radiusradius……),), chaquechaque sitesite estest prédictifprédictif enen termeterme dede risquerisque dede fracture,fracture, lele plusplusprédictifprédictif étantétant lala hanchehanche [[11]]..

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LeLe rachisrachis estest lele sitesite ouou ilil existeexiste lesles modificationsmodifications lesles plusplus rapidesrapides dededensitédensité osseuse,osseuse, maismais lala densitédensité peutpeut êtreêtre fausséefaussée parpar l’arthrosel’arthrose ouou leslesdéformationsdéformations vertébralesvertébrales..

1.1. Marshall et al. BMJ. 1996;312:1254Marshall et al. BMJ. 1996;312:1254––5959


►►LimitesLimites :: PrédictionPrédiction incomplèteincomplète dudu risquerisque fracturairefracturaire►►LimitesLimites :: PrédictionPrédiction incomplèteincomplète dudu risquerisque fracturairefracturaire

5050%% desdes patientespatientes présentantprésentant uneune fracturefracture sontsont auau dessusdessus dudu seuilseuildéfinidéfini parpar l’OMSl’OMS (patientes(patientes ostéopéniques)ostéopéniques) [[11,,22]] ..

DansDans lele suivisuivi thérapeutique,thérapeutique, lesles modificationsmodifications dede lala DensitéDensité MinéraleMinéraleOsseuseOsseuse (DMO)(DMO) mesuréesmesurées parpar DXADXA n’expliquentn’expliquent queque partiellementpartiellement lala

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OsseuseOsseuse (DMO)(DMO) mesuréesmesurées parpar DXADXA n expliquentn expliquent queque partiellementpartiellement laladiminutiondiminution risquerisque dede fracturefracture vertébralevertébrale [[33]] ..

1.1. Siris et al. JAMA 2001; 286:2815Siris et al. JAMA 2001; 286:2815––282228222.2. Schuit et al. Bone. 2004;34:195Schuit et al. Bone. 2004;34:195––2022023.3. Delmas et al. Bone. 2004; 34:599Delmas et al. Bone. 2004; 34:599––604604


►► LimitesLimites ::

PasPas d’évaluationd’évaluation dede lala qualitéqualité osseuseosseuseImagerieImagerie 22DD

RésolutionRésolution limitéelimitée

PasPas dede différenciationdifférenciation dede lala densitédensité corticalcortical ee etet trabéculairetrabéculaire

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Ostéoporose et Qualité osseuseOstéoporose et Qualité osseuse

►► La définition adoptée en lors du consensus de 2001 par le La définition adoptée en lors du consensus de 2001 par le NIH fait ressortir la notion de qualité osseuse :NIH fait ressortir la notion de qualité osseuse :

«« L’ostéoporoseL’ostéoporose estest uneune pathologiepathologie squelettiquesquelettique caractériséecaractérisée parpar uneunediminutiondiminution dede lala soliditésolidité osseuseosseuse quiqui augmenteaugmente lele risquerisque dede fracturefracture..LaLa soliditésolidité estest principalementprincipalement déterminéedéterminée parpar lala densitédensité osseuseosseuse etet lalaqualitéqualité osseuseosseuse.. …… LaLa qualitéqualité osseuseosseuse comprendcomprend l’architecturel’architecture,, leleremodelageremodelage,, l’accumulationl’accumulation desdes micromicro--traumatismestraumatismes (micro(micro--cracks)cracks) etet lala minéralisationminéralisation »»

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cracks)cracks) etet lala minéralisationminéralisation.. »»

NIH Consensus Development Panel on Osteoporosis NIH Consensus Development Panel on Osteoporosis Prevention, Diagnosis, and Therapy Prevention, Diagnosis, and Therapy JAMA. 2001 Feb 14;285(6):785JAMA. 2001 Feb 14;285(6):785--9595

Qualité osseuseQualité osseuse

►►Eléments de la qualité osseuseEléments de la qualité osseuse

LaLa compositioncomposition dede lala matricematrice collagéniquecollagénique etet lala qualitéqualité dede sasaminéralisationminéralisation nene sese prêtentprêtent paspas actuellementactuellement àà l’usagel’usage dede l’imageriel’imageriecliniqueclinique..

LeLe remodelageremodelage osseuxosseux quiqui permetpermet àà l’osl’os dede sese régénérerrégénérer pourpour élimineréliminerlesles micromicro--crackscracks accumulésaccumulés dansdans sasa structurestructure estest évaluéévalué parpar desdesmarqueursmarqueurs biologiquesbiologiques

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marqueursmarqueurs biologiquesbiologiques..

L’imagerieL’imagerie peutpeut parpar contrecontre caractérisercaractériser l’architecturel’architecture osseuseosseuse


►► MacroarchitectureMacroarchitectureL élé t i fl t l lidité d l’L élé t i fl t l lidité d l’Les éléments influant sur la solidité de l’osLes éléments influant sur la solidité de l’os

►► La géométrie de l’os :La géométrie de l’os :

Longueur, section, angulation, torsionLongueur, section, angulation, torsion

►► La répartition entre os cortical et spongieuxLa répartition entre os cortical et spongieux

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Plus d’os trabéculaire privilégie l’élasticité (vertèbres)Plus d’os trabéculaire privilégie l’élasticité (vertèbres)

Une corticale plus épaisse privilégie la rigidité (os longs)Une corticale plus épaisse privilégie la rigidité (os longs)

Qualité osseuseQualité osseuse►►MacroarchitectureMacroarchitecture

PrincipauxPrincipaux paramètresparamètres quantitatifsquantitatifs::

EpaisseurEpaisseur corticalecorticale

DiamètreDiamètre externeexterne dede l’osl’os (os(os long)long)

SurfaceSurface dede sectionsection minimaleminimale vertébralevertébrale

ouou dudu auau fémurfémur (col,(col, diaphysediaphyse proximale,proximale, interinter--trochantérique)trochantérique)

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MomentMoment polairepolaire d’inertied’inertie

MomentMoment d’inertied’inertie dede lala surfacesurface dede sectionsection

SectionSection modulusmodulus


►►MicroarchitectureMicroarchitectureAu niveau cortical :Au niveau cortical :

L’épaisseurL’épaisseur corticalecorticale diminue,diminue, partiellementpartiellement

compenséecompensée parpar desdes appositionsappositions périostéespériostéesentrainantentrainant uneune augmentationaugmentation dudu diamètrediamètre externeexterne..

Coupe axiale de 82 µm d’épaisseur dutibia distal par HRpQCT, Courtoisie de

Mr Andrew Burghardt

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LaLa porositéporosité corticalecorticale quiqui augmenteaugmente avecavec l’âgel’âge estestunun parametreparametre quiqui retentitretentit sursur lala soliditésolidité osseuseosseuse..

Currey et al. Biomech.1988;21:131Currey et al. Biomech.1988;21:131––99Cooper et al. Bone. 2007;40:957Cooper et al. Bone. 2007;40:957--65. 65.


►►MicroarchitectureMicroarchitectureAu niveau Trabéculaire :Au niveau Trabéculaire :Au niveau Trabéculaire :Au niveau Trabéculaire :

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L’osL’os trabéculairetrabéculaire estest constituéconstitué d’und’un maillagemaillage dede travéestravées dontdont l’épaisseurl’épaisseurestest dede l’ordrel’ordre dede 5050 àà 150150 µmµm,, avecavec unun espacementespacement entreentre lesles travéestravées dede500500 àà 10001000 µmµm..


►►MicroarchitectureMicroarchitectureééAu niveau Trabéculaire :Au niveau Trabéculaire :

ParamètresParamètres MorphologiquesMorphologiques

VolumeVolume minéralminéral osseuxosseux (BV/TV)(BV/TV)

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Il correspond au ratio entre volume

des travées et le volume total

(travées + espace inter-travées)





22








23








24








NombreNombre dede travéestravées (Tb(Tb..N)N)

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(( ))

EpaisseurEpaisseur desdes travéestravées (Tb(Tb..Th)Th)

EspacementEspacement entreentre lesles travéestravées (Td(Td..Sp)Sp)


►►MicroarchitectureMicroarchitectureAu niveau Trabéculaire :Au niveau Trabéculaire :Au niveau Trabéculaire :Au niveau Trabéculaire :

AuAu niveauniveau trabéculairetrabéculaire:: ParamètresParamètres géométriquesgéométriques

LeLe StructureStructure ModelModel IndexIndex (SMI)(SMI)

BaseBase sursur unun modèlemodèle décrivantdécrivant lesles travéestravées enen termeterme

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-- dede plaquesplaques


►►MicroarchitectureMicroarchitecturebé lbé lAu niveau Trabéculaire :Au niveau Trabéculaire :




27



-- dede poutrespoutres






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-- dede poutrespoutres SMI = Nb de plaques / Nb de poutres




LeLe StructuralStructural ModelModel IndexIndex (SMI)(SMI)

LeLe degrédegré d’anisotropied’anisotropie

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Evalue l’homogénéité de l’organisation des travées dans les différentes directions de l’espace

Qualité osseuseQualité osseuse►►MicroarchitectureMicroarchitecture

Au niveau Trabéculaire :Au niveau Trabéculaire :

LaLa perteperte osseuseosseuse entraineentraine essentiellementessentiellement::

-- LaLa diminutiondiminution dede l’épaisseurl’épaisseur desdes travéestravées,,

-- PuisPuis uneune réductionréduction dudu nombrenombre dede travéestravées..

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-- UneUne diminutiondiminution dede lala connectivitéconnectivité desdes travéestravées..

-- UneUne augmentationaugmentation dede l’hétérogénéitél’hétérogénéité dede lala distributiondistribution desdes travéestravées

Evaluation ex vivo de la Evaluation ex vivo de la microarchitecturemicroarchitecture

►► HistomorphométrieHistomorphométrieAnalyse histologique de référenceAnalyse histologique de référenceRésolution de l’ordre du micronRésolution de l’ordre du micronAnalyse micro architecturale 2DAnalyse micro architecturale 2DCaractérise le remodelage osseux Caractérise le remodelage osseux (Bone formation rate)(Bone formation rate)

►► Scanner SynchrotronScanner Synchrotron

Imagerie de référence en 3DImagerie de référence en 3D

Courtoisise du Dr Boivin

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Imagerie de référence en 3DImagerie de référence en 3DFaisceau monochromatique parallèleFaisceau monochromatique parallèleRésolution maximale < 1 Résolution maximale < 1 µmµm, très bonne qualité d’image, très bonne qualité d’imagePermet l’évaluation 3D des paramètres de structurePermet l’évaluation 3D des paramètres de structureNécessite une infrastructure très lourdeNécessite une infrastructure très lourdeAnalyse limitée à de petits volume (cmAnalyse limitée à de petits volume (cm33))

Evaluation ex vivo de la Evaluation ex vivo de la microarchitecturemicroarchitecture►►MicroscannerMicroscanner

Qualité inférieure au scanner synchrotronQualité inférieure au scanner synchrotron

(faisceau conique et polychromatique)(faisceau conique et polychromatique)

Résolution de quelques micronsRésolution de quelques microns

Utilisation plus aisée que le synchrotronUtilisation plus aisée que le synchrotron

Permet une évaluation des paramètres Permet une évaluation des paramètres

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architecturaux en 3Darchitecturaux en 3D

N’autorise que l’imagerie de fragments N’autorise que l’imagerie de fragments ou de petit animauxou de petit animaux

Evaluation in vivo de la Evaluation in vivo de la qualité osseusequalité osseuse►► Ultrasonographie quantitative (QUS)Ultrasonographie quantitative (QUS)

►► Techniques radiographiquesTechniques radiographiques

►► Techniques Tomodensitométriques :Techniques Tomodensitométriques :Scanner quantitatif (QCT)Scanner quantitatif (QCT)Scanner périphérique à haute résolutionScanner périphérique à haute résolution

►► Imagerie par Résonance Magnétique (IRM)Imagerie par Résonance Magnétique (IRM)

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g p g q ( )g p g q ( )

►► Evaluations des propriétés Biomécaniques : L’analyse en Evaluations des propriétés Biomécaniques : L’analyse en éléments finis (FEA)éléments finis (FEA)

Ultrasonographie Quantitative Ultrasonographie Quantitative (QUS)(QUS)►► PrincipePrincipeIl s’agit d’une analyse indirecte associant à la fois la densité et la qualitéIl s’agit d’une analyse indirecte associant à la fois la densité et la qualitéIl s agit d une analyse indirecte associant à la fois la densité et la qualité Il s agit d une analyse indirecte associant à la fois la densité et la qualité

osseuse.osseuse.

Les 2 éléments principalement étudiés sontLes 2 éléments principalement étudiés sont ::

La La vitesse ultrasonorevitesse ultrasonore (speed of sound SOS) exprimée en m/s.(speed of sound SOS) exprimée en m/s.Elle dépend de la densité, de la microarchitecture et de l’élasticité de l’os.Elle dépend de la densité, de la microarchitecture et de l’élasticité de l’os.

LaLa pente d’atténuation du faisceau ultrasonorepente d’atténuation du faisceau ultrasonore (Broadband(Broadband

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La La pente d’atténuation du faisceau ultrasonorepente d’atténuation du faisceau ultrasonore (Broadband (Broadband ultrasound attenuation BUA) exprimée en dB/MHz.ultrasound attenuation BUA) exprimée en dB/MHz.

Elle reflète la perte d’énergie acoustique liée aux propriétés et a la Elle reflète la perte d’énergie acoustique liée aux propriétés et a la quantité d’os traversé.quantité d’os traversé.

Ultrasonographie Quantitative Ultrasonographie Quantitative (QUS)(QUS)

►► IlIl existeexiste dede nombreuxnombreux modèlesmodèles dede matériels,matériels, lesles sitessites d’explorationsd’explorationsprincipauxprincipaux sontsont lele calcaneuscalcaneus etet lesles phalangesphalanges.. L’hétérogénéitéL’hétérogénéité desdesrésultatsrésultats aa étéété largementlargement discutéediscutée..

►► PourPour amélioreraméliorer lala reproductibilitéreproductibilité,, certainescertaines machinesmachines possèdentpossèdent uneuneimagerieimagerie sonographiquesonographique afinafin dede pouvoirpouvoir repositionnerrepositionner lala fenêtrefenêtred’étuded’étude..

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►► LaLa précisionprécision àà courtcourt termeterme desdes mesuresmesures estest discutéediscutée carcar elleelle peutpeutatteindreatteindre plusieursplusieurs foisfois lala variationvariation annuelleannuelle attendueattendue.. CeciCeci peutpeutinterférerinterférer avecavec lele suivisuivi dede patientspatients éventuelséventuels..

Ultrasonographie Quantitative Ultrasonographie Quantitative (QUS)(QUS)►► QUSQUS etet DMODMO ::

LesLes résultatsrésultats dede lala QUSQUS auau calcaneuscalcaneus apparaissentapparaissent corréléscorrélés àà ceuxceux dede lalaDMODMO obtenueobtenue parpar DXADXA..

IlIl apparaitapparait cependantcependant queque lesles mesuresmesures périphériquespériphériques dede QUSQUS nene sontsont paspassuffisantessuffisantes pourpour prédireprédire lala DMODMO dudu squelettesquelette axialaxial..

36Paggiozsi et al. J Clin Densitom 2005;8(4):436Paggiozsi et al. J Clin Densitom 2005;8(4):436––44.44.Vignolo et al. Ultrasound Med Biol 2006;32:1003Vignolo et al. Ultrasound Med Biol 2006;32:1003––10.10.

Ultrasonographie Quantitative Ultrasonographie Quantitative (QUS)(QUS)►► QUSQUS etet RisqueRisque fracturairefracturaire ::

PlusieursPlusieurs étudesétudes ontont prouvéesprouvées lala capacitécapacité dede lala QUSQUS àà prédireprédire lele risquerisque dedefracturefracture ::

FracturesFractures vertébralesvertébrales parpar QUSQUS dudu calcaneuscalcaneus [[11]],, desdes phalangesphalanges [[22]]

FracturesFractures dede lala hanchehanche parpar QUSQUS dudu calcaneuscalcaneus [[33]]

371.1. Hollaender et al. Hollaender et al. Ann Rheum Dis. 2009;68:391Ann Rheum Dis. 2009;68:391--6.6.2.2. Guglielmi et al. Calcif Tissue Int.2003;72(4):469Guglielmi et al. Calcif Tissue Int.2003;72(4):469––77.77.3.3. Hans et al. Lancet 1996;348:511Hans et al. Lancet 1996;348:511––44

Ultrasonographie Quantitative Ultrasonographie Quantitative (QUS)(QUS)►►ApplicationsApplications cliniquescliniques ??L’L’ InternationalInternational SocietySociety forfor ClinicalClinical DensitometryDensitometry (ISCD)(ISCD) s’ests’est positionnéepositionnée enen 20072007LL InternationalInternational SocietySociety forfor ClinicalClinical DensitometryDensitometry (ISCD)(ISCD) s ests est positionnéepositionnée enen 20072007

►► SeuleSeule sitesite validévalidé :: lele calcaneuscalcaneus

►► FacteurFacteur prédictifprédictif dudu risquerisque dede fracturefracture indépendantindépendant dede lala DMODMO (DXA)(DXA) ::ChezChez lala femmefemme ostéoporotique,ostéoporotique, fracturefracture globale,globale, vertébralevertébrale etet dede hanchehancheChezChez l’hommel’homme >>6565 ans,ans, fracturesfractures dede hanchehanche etet fracturesfractures nonnon--vertébralesvertébrales

►► QUSQUS ++ facteursfacteurs dede risquesrisques cliniquescliniques pourraientpourraient discriminerdiscriminer lesles patientspatients àà trèstrès faiblefaible risquerisquefracturairefracturaire quiqui n’auraientn’auraient paspas besoinbesoin d’autred’autre examenexamen

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fracturairefracturaire quiqui n’auraientn’auraient paspas besoinbesoin d’autred’autre examenexamen

►► PasPas enen DiagnosticDiagnostic saufsauf sisi DXADXA impossible,impossible, enen associationassociation avecavec lesles facteursfacteurs cliniquescliniques

►► PasPas d’indicationd’indication dansdans lele suivisuivi desdes patientspatients

Krieg MA et al. J Clin Densitom. 2008;11(1):163Krieg MA et al. J Clin Densitom. 2008;11(1):163--87.87.

Ultrasonographie Quantitative Ultrasonographie Quantitative (QUS)(QUS)►►ApplicationsApplications cliniquescliniques ??

L’HAS n’a émis aucune recommandation L’HAS n’a émis aucune recommandation

sur l’utilisation de la QUS dans la prise sur l’utilisation de la QUS dans la prise

en charge ou le suivi de l’ostéoporoseen charge ou le suivi de l’ostéoporose

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Imagerie RadiographiqueImagerie Radiographique

L’èreL’ère dudu numériquenumérique facilitefacilite lele traitementtraitement desdes imagesimagesradiographiqueradiographique

LL é l tié l ti dd i li l tt bb dd l’ dl’ d dd 5050 iiLaLa résolutionrésolution desdes pixelspixels estest bonnebonne dede l’ordrel’ordre dede 5050 micronsmicrons pourpourlesles radiographieradiographie aa hautehaute résolutionrésolution

MaisMais lele principeprincipe dede projectionprojection engendreengendre desdes superpositionssuperpositions nenepermettantpermettant paspas uneune analyseanalyse directedirecte dede l’architecturel’architecture..

DesDes techniquestechniques d’analysesd’analyses dede lala texturetexture dede l’imagel’image ontont étéétédéveloppéesdéveloppées dontdont desdes paramètresparamètres permettentpermettent dede discriminerdiscriminerpatientespatientes avecavec ouou sanssans fracturefracture dudu rachisrachis ouou dede lala hanchehanche..

40

pp

LaLa géométriegéométrie peutpeut aussiaussi êtreêtre estiméeestimée etet prédireprédire lele risquerisque dedefracturefracture dede hanchehanche..

Benhamou et al. J Bone Miner Res. 2001;16:697Benhamou et al. J Bone Miner Res. 2001;16:697--704704Lespessailles et al. Osteoporos Int. 2008;19:1019Lespessailles et al. Osteoporos Int. 2008;19:1019--28.28.

Imagerie Radiographique et Imagerie Radiographique et analyse de textureanalyse de texture

►►AvantagesAvantages ::AccessibilitéAccessibilitéPeuPeu couteuxcouteuxIrradiationIrradiation modéréemodéréePourraitPourrait s’associers’associer auxaux matérielmatériel dede densitométriedensitométrie (DXA)(DXA) ouou dederadiologieradiologie numériquenumérique [[11,,22]]

►►InconvénientsInconvénients ::

41

►►InconvénientsInconvénients ::ResteReste uneune méthodeméthode dede projectionprojection 22DD (superpositions)(superpositions)

1.1. Pothuaud et al. Bone. 2008 ;42:775Pothuaud et al. Bone. 2008 ;42:775--87.87.

2.2. Boehm et al. Osteoporos Int. 2009 ;20:323Boehm et al. Osteoporos Int. 2009 ;20:323--33.33.

Scanner Quantitatif (QCT)Scanner Quantitatif (QCT)

►► PrincipePrincipe

UtilisationUtilisation dede lala techniquetechnique tomodensitométriquetomodensitométrique pourpour obtenirobtenir sursur uneunecoupecoupe ouou unun volumevolume dede coupescoupes lala densitédensité enen fonctionfonction dede l’absorptionl’absorptiondudu faisceaufaisceau dede rayonsrayons XX..

NécessiteNécessite uneune calibrationcalibration parpar unun fantômefantômecontenantcontenant desdes cylindrescylindres d’hydroxyapatited’hydroxyapatitepourpour convertirconvertir atténuationatténuation enen densitédensité minéraleminérale

42

pourpour convertirconvertir atténuationatténuation enen densitédensité minéraleminérale..

LaLa densitédensité obtenueobtenue estest expriméeexpriméeenen massemasse parpar unitéunité dede volumevolume (mg/cm(mg/cm33))


►► Technique surtout développée pour la Technique surtout développée pour la caractérisation densitométriquecaractérisation densitométriqueqq

L’avantageL’avantage dede l’acquisitionl’acquisition enen coupecoupe estest lala distinctiondistinction possiblepossible entreentreosos corticalcortical etet osos trabéculairetrabéculaire..

CetteCette analyseanalyse peutpeut êtreêtre réaliséeréalisée enen 33DD sursur l’ensemblel’ensemble dudu volumevolumeosseux,osseux, majorantmajorant lala précisionprécision parpar rapportrapport aa l’évaluationl’évaluation enen coupecoupe..

43

LaLa densitédensité corticalecorticale restereste cependantcependant soussous estiméeestimée dudu faitfait dede lalaprésenceprésence dede volumevolume partielpartiel inhérentinhérent auau volumevolume dede coupecoupe etet aa lalarésolutionrésolution spatialespatiale..

Prevrhal et al. Phys Med Bio 1999;44:751Prevrhal et al. Phys Med Bio 1999;44:751––64.64.


►► Architecture osseuseArchitecture osseuseAnalyse de l’os trabéculaireAnalyse de l’os trabéculaire

LaLa résolutionrésolution maximalemaximale nene peutpeut descendredescendre soussous lesles 300300 µmµm.. ElleElle nenepermetpermet paspas uneune analyseanalyse directedirecte dede lala trabéculationtrabéculation osseuseosseuse ((5050--150150µm)µm)..

Cependant,Cependant, desdes analysesanalyses dede texturestextures ouou desdes analysesanalyses statistiquesstatistiques sursur lalarépartitionsrépartitions desdes niveauxniveaux dede grisgris desdes pixelspixels ouou sursur uneune imageimage binariséesbinariséespeuventpeuvent aideraider àà obtenirobtenir desdes paramètresparamètres “apparents”“apparents”..

44

CeciCeci restereste dudu domainedomaine dede lala rechercherecherche avecavec peupeu d’étudesd’études cliniquescliniques [[11]] ..

1.1. Ito et al. Calcif Tissue Int. 1997 Mar;60(3):240Ito et al. Calcif Tissue Int. 1997 Mar;60(3):240--4.4.


►► AnalyseAnalyse LaLa géométriegéométrie osseuseosseuse

CaractérisationCaractérisation possiblepossible dudu multiplesmultiplesCaractérisationCaractérisation possiblepossible dudu multiplesmultiplesparamètresparamètres géométriques,géométriques, maismais peupeu dedelogocielslogociels commerciauxcommerciaux quiqui intègrentintègrent cescescalculscalculs

UneUne associationassociation indépendanteindépendante dede lala DMODMO aa étéétéretrouvéeretrouvée avecavec lele risquerisque dede fracturefracture dede lalahanchehanche [[11]] Détermination de la surface de

45

hanchehanche [[ ]] ..UnUn modèlemodèle associantassociant densitométriedensitométrie etet

géométriegéométrie permetpermet dede mieuxmieux déterminerdéterminer lele lalaforceforce dede rupturerupture dudu colcol fémoralfémoral [[22]] ..

Détermination de la surface de section minimale au col fémoral (AX). Courtoisie du Dr T Lang, MQIR,UCSF.

1.1. Cheng et al. Bone. 2007;40:169Cheng et al. Bone. 2007;40:169--74.74.2.2. Bousson et al. Osteoporos Int. 2006;17:855Bousson et al. Osteoporos Int. 2006;17:855--64. 64.


►► Avantages :Avantages :Utilisation des machines cliniques disponibleUtilisation des machines cliniques disponibleDifférenciation de la densité corticale et trabéculaireDifférenciation de la densité corticale et trabéculaireDétermination de paramètres géométriquesDétermination de paramètres géométriquesPossibilité d’évaluer le squelette axialPossibilité d’évaluer le squelette axial

►► Inconvénients :Inconvénients :IrradiationIrradiation

46

Pas d’analyse directe de la microarchitecture (résolution)Pas d’analyse directe de la microarchitecture (résolution)Eléments de géométrie osseuse encore peu intégrés au logiciels Eléments de géométrie osseuse encore peu intégrés au logiciels commerciaux disponibles.commerciaux disponibles.

Scanner Périphérique à haute Scanner Périphérique à haute Résolution (HRpQCT)Résolution (HRpQCT)

►► PrincipePrincipe

SystèmeSystème tomodensitométriquetomodensitométrique séquentielséquentiel multidetecteursmultidetecteurs hautehauterésolutionrésolution avecavec uneune acquisitionacquisition sursur 270270 degrésdegrés.. LaLa tailletaille d’uned’uneacquisitionacquisition estest dede 99 mmmm parpar rotationrotation..

LesLes voxelsvoxels ontont uneune tailletaille isotropiqueisotropique dede 8282 µmµm pourpour lesles acquisitionsacquisitions ininvivovivo..

L’acquisitionL’acquisition n’estn’est possiblepossible auau niveauniveau desdes extrémitésextrémités :: TibiaTibia etet radiusradius

47

qq ppdistaldistal..

L’irradiationL’irradiation estest limitéelimitée avecavec uneune dosedose efficaceefficace corpscorps entierentier dedel’ordrel’ordre dede 33 µSvµSv pourpour unun pourpour uneune acquisitionacquisition auau radiusradius distaldistal..


►► EvaluationEvaluation dede lala densitédensité osseuseosseuse

CommeComme lele QCT,QCT, l’imageriel’imagerie enen coupecoupepermetpermet uneune distinctiondistinction entreentre ososcorticalcortical etet osos trabéculairetrabéculaire,, avecavec uneuneprécisionprécision meilleuremeilleure queque pourpour lele QCTQCT dudufaitfait dede lala meilleuremeilleure résolutionrésolution spatialespatiale..

48

MaisMais paspas dede mesuremesure possiblepossible auauniveauniveau dudu squelettesquelette axialaxial


►► ArchitectureArchitecture osseuseosseuseLaLa corticalecorticale

LaLa résolutionrésolution spatialespatiale permetpermet uneune estimationestimation plusplus fiablefiable dede lalagéométriegéométrie corticalecorticale ::

►►EpaisseurEpaisseur

►►PérimètrePérimètre

49

►►PérimètrePérimètre

►►AireAire corticalecorticale


►► ArchitectureArchitecture osseuseosseuseééL’osL’os TrabéculaireTrabéculaire

LaLa tailletaille dudu voxelvoxel estest procheproche dede l’épaisseurl’épaisseur d’uned’une travéetravée.. ElleElle permetpermettouttout dede mêmemême uneune analyseanalyse correctecorrecte dede lala trabéculationtrabéculation osseuse,osseuse, âpresâpresbinarisationbinarisation dede l’imagel’image..

Des études ex vivo ont montré de bonnes Des études ex vivo ont montré de bonnes

501.1. MacNeil et al. Med Eng Phys. 2008 ;30:792MacNeil et al. Med Eng Phys. 2008 ;30:792--9.9.

corrélation entre les paramètres obtenus en corrélation entre les paramètres obtenus en HRpQCT et en micro CT HRpQCT et en micro CT [1][1] ..


►► ApplicationApplication cliniqueclinique ??

CetteCette techniquetechnique permetpermet dede discriminerdiscriminer dansdans desdes étudesétudestransversalestransversales lesles patientespatientes ayantayant présentéesprésentées ouou nonnon uneunefracturefracture [[11,,22]] ..

L’évolutionL’évolution desdes paramètresparamètres géométriquesgéométriques déterminéesdéterminées parpar HRpQCTHRpQCTestest actuellementactuellement évaluéévalué dansdans desdes étudesétudes thérapeutiquesthérapeutiques

51

estest actuellementactuellement évaluéévalué dansdans desdes étudesétudes thérapeutiquesthérapeutiques..

1.1. Boutroy et al. J Clin Endocrinol Metab. 2005;90:6508Boutroy et al. J Clin Endocrinol Metab. 2005;90:6508--15.15.2.2. SornaySornay--Rendu et al. J Bone Miner Res. 2007;22:425Rendu et al. J Bone Miner Res. 2007;22:425--33. 33.

Scanner Périphérique à haute Scanner Périphérique à haute Résolution (HRpQCT)Résolution (HRpQCT)►►AvantagesAvantages ::

TechniqueTechnique peupeu irradianteirradiante

MeilleureMeilleure RésolutionRésolution spatialespatiale actuellementactuellement inin vivovivo

EvaluationEvaluation densitométriquedensitométrique etet micromicro architecturalearchitecturale

►► InconvénientsInconvénients

52

EvaluationEvaluation cliniqueclinique enen courscours

PasPas d’acquisitiond’acquisition possiblepossible dudu squelettesquelette axialaxial

Imagerie par Résonance Imagerie par Résonance Magnétique (IRM)Magnétique (IRM)

►►LaLa microarchitecturemicroarchitectureLL RéRé bé l ibé l iLeLe RéseauRéseau trabéculairetrabéculaire ::

►► SéquencesSéquences baséesbasées sursur uneune pondérationpondération TT22 rapide,rapide, échoécho dede Gradient,Gradient,InitialementInitialement utiliséeutilisée pourpour l’imageriel’imagerie cardiaquecardiaque

►► BonBon contrastecontraste entreentre moellemoelle osseuseosseuse etet osos trabéculairetrabéculaire

Ré l tiRé l ti l il i btbt dd l’ dl’ d dd 150150 àà 200200

Courtoisie du Dr Krug

53

►► RésolutionRésolution planaireplanaire obtenueobtenue dede l’ordrel’ordre dede 150150 àà 200200 µmµm pourpour uneuneépaisseurépaisseur dede coupecoupe dede l’ordrel’ordre dede 500500 µm,µm, pourpour unun tempstemps d’acquisitiond’acquisitiond’und’un peupeu plusplus dede 1010 minutesminutes


►►LaLa microarchitecturemicroarchitecture osseuseosseuseLL RéRé bé l ibé l iLeLe RéseauRéseau trabéculairetrabéculaire ::

L’analyseL’analyse dede l’architecturel’architecture trabéculairetrabéculairen’estn’est paspas uneune techniquetechnique nouvellenouvelle [[11]] ,,

LesLes performancesperformances accruesaccrues desdes imageursimageurs

54

pp ggrécentsrécents améliorentaméliorent lala qualitéqualité desdes imagesimagesobtenuesobtenues [[22]] ..

1.1. Jara et al. Magn Reson Med. 1993 ;29:528Jara et al. Magn Reson Med. 1993 ;29:528--39.39.2.2. Bauer et al. J Magn Reson Imaging. 2009;29:132Bauer et al. J Magn Reson Imaging. 2009;29:132--40.40.

Courtoisie du Dr Krug. Acquisition sur IRM 3T, Resolution 235x235x 500µm


►►LaLa microarchitecturemicroarchitecture osseuseosseuseéé bé lbé lLeLe RéseauRéseau trabéculairetrabéculaire ::

LesLes étudesétudes réaliséesréalisées exex vivovivo etet inin vivovivo montrentmontrent lala reproductibilitéreproductibilité desdesparamètresparamètres architecturauxarchitecturaux trabéculairestrabéculaires..

etet lala forteforte corrélationcorrélation desdes résultatsrésultats avecavec ceuxceux obtenusobtenus parpar desdes techniquestechniquesd’imageried’imagerie dede plusplus hautehaute précisionprécision ::

EtudesEtudes exex vivovivo IRMIRM etet microCTmicroCT [[11]]

55

EtudesEtudes exex vivovivo IRMIRM etet microCTmicroCT

EtudesEtudes inin vivovivo entreentre IRMIRM etet HRHR--pQCTpQCT [[22,,33]]

1.1. KrugKrug etet alal.. MagnMagn ResonReson ImagingImaging.. 20072007;;2525::392392--88..2.2. KazakiaKazakia etet alal.. JJ BoneBone MinerMiner ResRes.. 20082008;;2323::463463--7474..3.3. KrugKrug etet alal.. OsteoporosOsteoporos IntInt.. 20082008;;1919::653653--6161..


►►LaLa microarchitecturemicroarchitecture osseuseosseuseéé bé lbé lLeLe RéseauRéseau trabéculairetrabéculaire ::

DesDes étudesétudes cliniquescliniques réaliséesréalisées enen estimantestimant lala trabéculationtrabéculation parpar IRMIRM ontontétéété réaliséesréalisées enen montrantmontrant desdes différencesdifférences significativessignificatives ::

ChezChez desdes patientspatients hypogonadiqueshypogonadiques traitestraites parpar testosteronetestosterone [[11]]

DansDans lele traitementtraitement parpar calcitoninecalcitonine [[22]]

56

DansDans lele traitementtraitement parpar calcitoninecalcitonine [[ ]]

DansDans lele traitementtraitement parpar oestradioloestradiol [[33]]

1.1. BenitoBenito etet alal.. JJ BoneBone MinerMiner ResRes.. 20052005;;2020::17851785--9191..2.2. ChesnutChesnut etet alal.. JJ BoneBone MinerMiner ResRes.. 20052005;;2020::15481548--6161..3.3. WehrliWehrli etet alal.. JJ BoneBone MinerMiner ResRes.. 20082008;;2323::730730--4040..

Imagerie par Résonance Imagerie par Résonance Magnétique (IRM)Magnétique (IRM)►► LaLa microarchitecturemicroarchitecture osseuseosseuse

LaLa corticalecorticale osseuseosseuse

MalgréMalgré sasa faiblefaible proportionproportion enen protons,protons, lala corticalecorticale osseuseosseuse engendreengendre touttout dedemêmemême unun signalsignal quiqui peutpeut êtreêtre analyseanalyse enen utilisantutilisant desdes tempstemps d’échod’écho ultraultra--courtscourts (UTE)(UTE)..

IlIl estest possiblepossible alorsalors d’obtenird’obtenir desdes imagesimages dede l’architecturel’architecture corticalecorticale..

57

ResteReste dudu domainedomaine dede lala recherche,recherche, paspas d’étuded’étude cliniqueclinique réaliséeréalisée..

Techawiboonwong et al. Radiology. 2008;248:824Techawiboonwong et al. Radiology. 2008;248:824--33.33.


AutresAutres applicationsapplications►► LaLa spectroscopiespectroscopie dede lala moellemoelle osseuseosseuse [[11]] ::

L’ostéoporoseL’ostéoporose estest associéeassociée àà uneune augmentationaugmentation dudu contenucontenu enengraissegraisse dede lala moellemoelle osseuseosseuse..

LesLes lipideslipides saturéssaturés augmententaugmentent parpar rapportrapport auxaux lipideslipidesinsaturésinsaturés..

►► LaLa perfusionperfusion dede lala moellemoelle osseuseosseuse [[22]] ::

58

►► LaLa perfusionperfusion dede lala moellemoelle osseuseosseuse [[22]] ::

L’augmentationL’augmentation dede lala composantecomposante graisseusegraisseuse médullairemédullaires’accompagnes’accompagne d’uned’une réductionréduction dede lala perfusionperfusion..

1.1. Yeung et al. J Magn Reson Imaging. 2005;22:279Yeung et al. J Magn Reson Imaging. 2005;22:279--85.85.

2.2. Griffith et al. J Bone Miner Res. 2008;23:1068Griffith et al. J Bone Miner Res. 2008;23:1068--75.75.

Courtoisie du Dr Li, USCF


►►AvantagesAvantagesImagerieImagerie nonnon irradianteirradianteUtilisationUtilisation dede scannerscanner cliniquecliniqueAnalyseAnalyse desdes segmentssegments osseuxosseux périphériquespériphériques validée,validée,AcquisitionAcquisition bientôtbientôt possiblepossible àà lala hanchehanche ??IntérêtIntérêt dede lala perfusion,perfusion, spectroscopiespectroscopie dede lala moellemoelle osseuseosseuse ??

►►InconvénientsInconvénients

59

►►InconvénientsInconvénients(Accessibilité)(Accessibilité)TempsTemps d’acquisitiond’acquisition dépendantdépendant dede lala performanceperformance dede lala machinemachineArtefactsArtefacts dede mouvementsmouvementsPasPas dede mesuremesure dede densitométriedensitométrie

Analyse en Éléments finisAnalyse en Éléments finis►► Technique utilisée en ingénierie pour modéliser les déformations Technique utilisée en ingénierie pour modéliser les déformations

complexes (aviation, industrie des matériaux…).complexes (aviation, industrie des matériaux…).

►► Modèle qui simule les forces appliquées et observe les déformations de Modèle qui simule les forces appliquées et observe les déformations de la structure osseuse.la structure osseuse.

►►PermetPermet dede déterminerdéterminer desdes propriétéspropriétés dedel’osl’os étudieétudie (( rigidité,rigidité, répartitionrépartition desdescontraintescontraintes entreentre osos corticalcortical etett bé l it bé l i ))

60

trabéculairetrabéculaire…… ))

►► EstimeEstime lala chargecharge quiqui selonselon certainescertainesconditionsconditions entraineraentrainera lala rupturerupture dede l’osl’os(compression,(compression, torsiontorsion……))..

Analyse en Éléments finisAnalyse en Éléments finis►►Applicable aux différents niveaux de résolutionApplicable aux différents niveaux de résolution(Les puissances de calculs nécessaires sont fonction de la résolution)(Les puissances de calculs nécessaires sont fonction de la résolution)

►► Sur des images scannographiques ou IRMSur des images scannographiques ou IRM

Pour le scanner, les propriété des pixels peuvent être tirée de la Pour le scanner, les propriété des pixels peuvent être tirée de la densitométriedensitométrie

►► QCT (nécessite un fantôme de calibration)QCT (nécessite un fantôme de calibration)

►► HRpQCTHRpQCT

►► Micro CTMicro CT

61

►► Micro CTMicro CT

Pour l’IRM, les différents pixels osseux ont des propriétés identiquesPour l’IRM, les différents pixels osseux ont des propriétés identiques

►► Sur des images radiographiques après modélisationSur des images radiographiques après modélisation

Analyse en Éléments finisAnalyse en Éléments finis

►►ApplicationApplication cliniqueclinique ??

é dé d ll é lé l dd ll►► LesLes étudesétudes comparantcomparant lesles résultatsrésultats dede simulationsimulation parpar FEAFEA sursur imagesimagesdede différentesdifférentes résolutionsrésolutions avecavec desdes teststests mécaniquesmécaniques montrentmontrent dedebonnesbonnes corrélationscorrélations [[11]] ..

►► LaLa FEAFEA aa permispermis dede distinguerdistinguer lesles patientespatientes ayantayant ouou n’ayantn’ayant paspasprésenteprésente uneune fracturefracture parpar insuffisanceinsuffisance osseuseosseuse

dansdans desdes étudesétudes avecavec QCTQCT [[22]]

avecavec HRpQCTHRpQCT [[33]] ,,

62

avecavec HRpQCTHRpQCT ,,

►► ElleElle aa montrémontré uneune augmentationaugmentation dede lala résistancerésistance osseuseosseuse aprèsaprèstraitementtraitement parpar testostéronetestostérone dede patientspatients hypohypo gonadiquesgonadiques enen IRMIRM [[44]]

1.1. Keyak et al. J Biomech. 2000 ;33:209Keyak et al. J Biomech. 2000 ;33:209--14.14.2.2. Orwoll et al. J Bone Miner Res. 2009 ;24:475Orwoll et al. J Bone Miner Res. 2009 ;24:475--83.83.3.3. Boutroy et al. J Bone Miner Res. 2008 ;23:392Boutroy et al. J Bone Miner Res. 2008 ;23:392--9.9.4.4. Zhang et al. J Bone Miner Res. 2008 ;23:1426Zhang et al. J Bone Miner Res. 2008 ;23:1426--34. 34.

Analyse en Éléments finisAnalyse en Éléments finis

►►AvantagesAvantages

A li blA li bl ll diffé tdiffé t t h it h i àà diffé tdiffé t é l tié l ti►► ApplicableApplicable sursur lesles différentesdifférentes techniques,techniques, àà différentesdifférentes résolutionsrésolutions►► EstimationEstimation dede lala soliditésolidité osseuseosseuse►► RéalisableRéalisable sursur touttout sitesite osseux,osseux, axialaxial ouou périphériquepériphérique

►►InconvénientsInconvénients

►► PuissancePuissance dede calculcalcul adaptéeadaptée àà lala résolutionrésolution desdes imagesimages

63

►► PuissancePuissance dede calculcalcul adaptéeadaptée àà lala résolutionrésolution desdes imagesimages(minutes(minutes pourpour scannerscanner conventionnel,conventionnel, minutesminutes--heureheure pourpour HRpQCT)HRpQCT)►► TempsTemps operateuroperateur dede postpost traitementtraitement desdes imagesimages(Pas(Pas d’interfaced’interface conviviale)conviviale)

ConclusionConclusion

LeLe diagnosticdiagnostic dede l’ostéoporosel’ostéoporose restereste basébasé sursur lala densitométriedensitométrie

Pourtant,Pourtant, lesles techniquestechniques d’imageriesd’imageries modernesmodernes peuventpeuvent associerassocieraujourd’huiaujourd’hui uneune analyseanalyse dede l’architecturel’architecture osseuseosseuse,, etet réaliserréaliserdesdes teststests dede simulationsimulation sursur lesles imagesimages obtenuesobtenues parpar analyseanalyse enenélémentséléments finisfinis quiqui permettentpermettent d’évaluerd’évaluer directementdirectement lala soliditésoliditéosseuseosseuse..

LeurLeur bénéficebénéfice enen termeterme d’estimationd’estimation dudu risquerisque fracturairefracturaire etetd’outild’outil d’évaluationd’évaluation desdes thérapeutiquesthérapeutiques antianti ostéoporotiquesostéoporotiques

64

d outild outil d’évaluationd’évaluation desdes thérapeutiquesthérapeutiques antianti ostéoporotiquesostéoporotiquesestest dede plusplus enen plusplus mismis enen avantavant etet leurleur intégrationintégration dansdans laladémarchedémarche cliniqueclinique estest aujourd’huiaujourd’hui sérieusementsérieusement considéréconsidéré..

Documents

Imagerie moderne de la qualité osseuse JBPialat.ppt …pe.sfrnet.org/Data/ModuleConsultationPoster/pdf/2009/1/27c9acdf-e... · architecture dudu tissu tissu osseux,osseux, responsablesresponsables