Les ruptures du ligament croisé

antérieur « revisitées » en IRM

3.0 Tesla

A REGIS, R LOFFROY, B GUIU, N MEJEAN,N TRODI, D BEN SALEM, JM LERAIS,

JP CERCUEIL, D KRAUSE

Département de Radiologie et d’Imagerie Diagnostique et Thérapeutique,

DIJON-France

JFR 2007

Objectifs

• Analyse des lésions du LCA en IRM 3T par des séquences en haute résolution (coupes fines) et acquisitions 3D isotropiques.

• Démontrer l’intérêt, la fiabilité, la performance de l’IRM 3T dans les ruptures du croisé antérieur du sportif.

• Faire la part entre ruptures partielles et complètes.

• Etude détaillée des lésions associées.

Rappels Anatomiques : LCA

• Insertion fémorale : surface postéro médiale du condyle externe

• Insertion tibiale : surface pré spinale au contact de la corne antérieure du ménisque externe

• 3 faisceaux :

- antéro-interne (plus exposé aux traumatismes)

- postéro-externe (résiste dans les ruptures partielles)

- intermédiaire

Rappels anatomiques et physiologiques

• Le LCA : contrôle la stabilité antérieure du genou (frein au tiroir antérieur), frein à la rotation interne du tibia sous le fémur, frein de l’hyper extension

• Se rompt en premier lors de traumatismes violents postéro-antérieurs

• Les lésions associées : le compartiment latéral en premier lieu puis compartiment médial pour les traumatismes plus sévères

• Les deux compartiments fémoro-tibiaux peuvent-être lésés indépendamment l’un de l’autre.

Rappels anatomiques et physiologiques :

• Sports à risque :5 sports responsables de 90 % des ruptures du LCA :football, ski, rugby, basket-ball, judo.

• Mécanismes :- Valgus flexion rotation externe (VALFE )

=> atteinte du LLI, PAPI, LCA, ME- Varus flexion rotation interne (VARFI)

=> LCA, PAPE, LLE, ME, fracture de Second- Accidents en hyper-extension ou

rotation interne pied au sol

Rappels anatomiques et physiologiques

Les différents types de ruptures :

• Ruptures proximales postérieures

• Ruptures du tiers moyen

• Ruptures partielles ou incomplètes

• Étirement sans rupture visible.

Trois degrés de gravité de lésions ligamentaires :

• a : Ligament normal

• b : Ligament étiré avec foyers hémorragiques et micro ruptures (microscopiques)

• c : Ruptures visibles à l’œil nu et foyers hémorragiques àplusieurs niveaux (continuité préservée mais résistance amoindrie) : rupture partielle

• d : Entorse grave avec solution complète de continuité

Rappels anatomiques et physiologiques

Anatomie-IRM normale du genou ( à 3T) :

Ménisque

interne (CA)

Ménisque

interne (CP)

Ménisque

externe (CP)

Ménisque

externe (CA)

Ligament transverse

Séquences DP TSE FS sagittale et axiale transverse

Ménisques

Corne postérieure du MI Corne postérieure du ME

Tendon poplitéLCP

échancrure et LCA

Ligament menisco-fémoral

de Humphrey

Séquences DP TSE FS sagittale et coronale

Pivot central

Anatomie-IRM normale du genou ( à 3T) :

LCPLCA

Séquence DP TSE FS sagittale et axiale transverse

Anatomie-IRM normale du genou ( à 3T) :

Pivot central

LLI

LLE

Ligaments latéraux

Anatomie-IRM normale du genou (à 3T) :

Matériel et Méthode (1)

• 30 patients ( 23 H et 7 F, âge moyen : 30 ans) ont bénéficiéd’une IRM de genou dans les suites d’un traumatisme au cours d’activités sportives diverses avec cliniquement une impotence fonctionnelle et suspicion de lésion du pivot central.

• Toutes les explorations IRM ont été réalisées sur un appareil Siemens Magnetom TRIO ( aimant supra conducteur à haut champ de 3. 0 T) selon un protocole similaire.

• Utilisation d’une antenne de surface cylindrique adaptée au genou : amélioration du rapport signal/bruit et diminution du temps de l’examen.

• Tableau 1 : Une analyse détaillée des lésions du LCA est effectuée à l’aide de séquences DP FS TSE sagittal, coronal, transversal (durée brève, bon rapport S/B, contraste excellent) séquence DESS 3D (0,8mm d’épaisseur).

• Tableau 2 : détaille les critères retenus pour l’analyse du LCA.RC : ruptures complètes, RP : ruptures partielles.

• Tableau 3 : résume l’ensemble des lésions associées (œdème sous chondral, lésions méniscales, lésions cartilagineuses et ligaments latéraux).

Matériel et Méthode (2)

283039Nombre

coupes

2 min 483 min 323 min 36TA

0.8 x 0.8 x 0.8

mm

0.5 x 0.4 x 2.5

mm

0.6 x 0.6 x 2

mm

0.8 x 0.6 x 2

mmTaille

pixel

0.8 mm2.5 mm 2 mm 2 mmEpaisseur

coupe

200150180200FOV

(mm)

176 x 256288 x 384255 x 320230 x 230Matrice

999Facteur

turbo

199 191 191191 BP (KHz)

25150150150Angle

5, 48 403939TE (ms)

1734003560 5110TR (ms)

T2 EG 3D

DESS

DP TSE

FS

axial

DP TSE FS

coronal

DP TSE

FS Sagittaltableau 1

Résultats : tableau 2

I : intervention prévue.

Résultats : tableau 3

1 : ligament sous tension, bien identifiable

dans un plan sagittal.

2 : Œdème, hémorragie, hyper-signal

3 : Solution de continuité

4 : Concordance de l’analyse dans les 3 plans

5 : Sub-luxation antérieure du tibia

6 : LCP déformé, disharmonieux

RP : rupture partielle

RC : rupture complète

RCA : rupture complète ancienne.

Résultats :

Comment analyser les ruptures du LCA ?

A- Signes Directs

• Augmentation de volume (x4), œdème, sang, étirement, contusion

• Absence de reconnaissance d’un trajet de fibres sous tension = Avulsion, Arrachement, Rupture complète (RC : 23 cas)

• Solution de continuité complète (17 cas), localisée

• Concordance des 3 plans coronal, sagittal et axial

• Ruptures partielles (RP : 7 cas) si persistance ou non de fibresligamentaires sous tension

• 12 patients opérés et 4 interventions prévues (I : tableau 2) dans la série de 30 patients

B- Signes Indirects :

• Œdème osseux prédominant dans le compartiment externe : condyle externe (14 cas), plateau tibial externe (18 cas) / compartiment interne : plateau tibial interne (9 cas), condyle interne (9 cas)

• A noter, jamais de fracture vraies

• Les anomalies de morphologie du LCP : verticalisation àl’insertion tibiale, aspect en crosse de St Nicolas (11 cas )

• Lésions associées : MI (12), ME (10), LLI (4), LLE (2), hydarthrose (tous).

Résultats :

Comment analyser les ruptures du LCA ?

Résultats :

les différents types de lésions du LCA

Rupture Complète :

solution de continuité sur

l’insertion tibiale

Rupture Complète :

dilacération massive, œdème diffus

Pas de solution de continuité individualisable

Séquences DP TSE FS sagittale

Rupture partielle :

persistance de fibres sous tension mais ligament grêle

Séquences DP TSE FS sagittale et coronale

Résultats :

les différents types de lésions du LCA

Quelques fibres du LCA sont visibles ; importance des 3 plans pour une meilleure analyse

= > RP : ligament encore sous tension

Séquence DP TSE FS sagittale et axiale transverse

Résultats :

les différents types de lésions du LCA

Les lésions associées : ménisques

Luxation externe et fissure horizontale du ME

Séquences DP TSE FS coronale et T2 DESS 3D

Les lésions associées : ligaments latéraux

Contusion du LLI Contusion du LLE

Séquence DP TSE FS coronale

Les signes indirects : insuffisance du LCA

Sub-luxation antérieure du tibia

Corne postérieure du ME débordante

Verticalisation du LCP

LCP en crosse de St Nicolas

Séquences DP TSE FS sagittale

Les signes indirects : œdème osseux

Prédominance dans le compartiment externe

Séquence DP TSE FS coronale

Lésions cartilagineuses

3 exemples d’atteinte cartilagineuse en zone portante : condyle interne

Rôle de la séquence DESS, coupes fines de 0,8 mm

Cas 1 :

Rupture Partielle Opérée (1)

Séquences DP TSE FS coronale

Masse en hypersignal occupant l ’échancrure,

à ce stade imagerie plutôt en faveur d ’une rupture complète

Séquences DP TSE FS axiale

Persistance de fibres infiltrées par l‘œdème,

pas de solution de continuité nettement individualisable

Cas 1 :

Rupture Partielle Opérée (2)

Séquences DP TSE FS sagittale

On distingue des fibres oedématiées mais sous tension

Le CR opératoire révèle qu’il s’agissait d’une distension

complète du ligament sans véritable rupture

Cas 1 :

Rupture Partielle Opérée (3)

Cas 2 :Rupture Partielle Ancienne Opérée : Sagittal

Séquences DP TSE FS sagittale

Séquences DP TSE FS axiale

Cas 2 :

Rupture Partielle Ancienne Opérée : Axial

Discussion

Séquences DP TSE FS coronale

Cas 2 :

Rupture Partielle Ancienne Opérée : Coronal

Discussion

Séquences DP TSE FS axiale et sagittale

Cas 3 :

Rupture complète non opérée : suivi à 1 an (1)

2006 2007

LCA : aspect initial de dilacération et d’œdème diffus, le contrôle à 1 an retrouve un LCA

résiduel en nourrice (composante fibreuse cicatricielle)

Discussion

Séquences DP TSE FS axiale et sagittale

Cas 3 :

Rupture complète non opérée : suivi à 1 an (2)

2006 2007

LCP : aspect détendu et courbé,

angulation séquellaire

Discussion

Séquences DP TSE FS coronale

Cas 3 :

Rupture complète non opérée : suivi à 1 an (3)

2006 2007

Lésions associées :

- Disparition de l’œdème osseux,

- Persistance d’une hydarthrose minime,

- Cicatrisation de la contusion du LLI,

- Apparition d’ une fissuration longitudinale du ME

ME ME

Discussion

- Le diagnostic des ruptures du LCA est clinique :

Lachman - tiroir antérieur – ressaut

- Néanmoins, chez le jeune sportif l’imagerie et l’IRM ont une place prépondérante pour :

• Distinguer rupture complète/partielle,

• Confirmer les lésions associées,

• Apprécier la violence du mécanisme,

• Prévoir une CAT en fonction des motivations du sportif .

Apport de la 3T

Sémiologie très fine :

• Les différents types de ruptures complètes,• La concordance dans les 3 plans,• Bonne identification des ruptures partielles,• Analyse de toutes les structures,• Vérifier le cartilage dans son ensemble,• Renseigne sur la complexité des lésions associées

(ménisques, croisé postérieur, LLI…),• Donne une idée du risque dégénératif.

Discussion : analyse de la littérature

Les signes directs

- McCauley (1994) : sous-estimation des ruptures chroniques anciennes (le tissu fibreux peut remplacer et imiter le LCA).

- Robertson (1994) : description des signes directs en IRM, intérêt des plans axiales en plus du plan sagittal.

- Donell (2006) : IRM (1T) : difficultés pour différencier ruptures partielles et complètes.

- D.Klass (2007) : supériorité de la 3T en contraste pour les tissus mous.

- G.Craig (2005) : intérêt de la 3T en contraste pour les ruptures

complètes : Se 100%, Spe de 97,9%

Discussion : analyse de la littérature

Les signes indirects

Importance de l’œdème osseux caractéristique d’une atteinte sévère du LCA

- McCauley (1994) : absence de « bone bruise » dans les ruptures partielles

- Robertson (1994) : « bone bruise » : meilleur signe prédictif de rupture

- Costa-Paz (2001) : « bone bruise » diffus ou localisé => équivalent de microfractures trabéculaires

- V.Mandalia (2005) : l’œdème osseux est caractéristique des lésions des tissus mous, du croisé antérieur.

Synthèse

-L’IRM 3T n’apporte pas directement de sémiologie supplémentaire pour la rupture du LCA mais :

• Tous les signes indirects sont analysés de façon optimale (œdème, lésions associées).

• Il y a moins d’hésitations entre rupture complète et incomplète du fait de la finesse des coupes, de la concordance dans les 3 plans, du meilleur rapport S/B.

• Oedème osseux : excellent marqueur prédictif (mécanismes et sévérité lésionnelles).

• En conséquence : CAT optimisée en fonction de chaque cas particulier : chirurgie de reconstruction non obligatoire de manière systématique (sportifs avérés - haut niveau de compétition).

Bibliographie

1 - Hayes CW, Brigido MK, Jamadar DA et Al. Mechanism-based pattern approach to classification of complex injuries of the knee depicted at MR imaging. Radiographics, 2000 ; 20 : 121-134.

2 - Klass D, Toms AP, Greenwood R et al. MR imaging of the acute anterior cruciateligament injuries. The Knee, 2007 ; 14 : 339-347.

3 - Mandalia V, Fogg A.J.B, Chari R et al. Bone bruising of the knee. ClinicalRadiology, 2005 ; 60 : 627-636.

4 - Robertson PL, Scheitzer ME, Bartolozzi AR et al.Anterior Cruciate Ligament Tears : Evaluation of Multiple Signs with MR Imaging. Radiology, 1994 ; 193 : 829-834.

5 - Craig JG, Go L, Blechninger J et al. Three-tesla imaging of the knee : initiale expérience. Skeletal Radiology, 2005 ; 34 : 453-61.

6 - Graf BK, Cook DA, De Smet AA et al. " Bone bruise " on magnetic resonanceimaging evaluation of anterior cruciate ligament injuries.The American Journal of Sport médecine, 1993 ; 21 : 220-223.

7 - Donell ST, Marshall TJ, Darrah C et al. Cruciate ligament assessment in MRI scans : A pilot study of a static drawer technique.The Knee, 2006 ; 13 : 137-144.

8 - M Costa-Paz M, Muscolo D.L, Ayerza M. et al. Magnetic Resonance Imaging Follow-up Study of Bone Bruises Associated With Anterior Cruciate Ligament Ruptures.The Journal of Arthroscopic and Related Surgery, 2001; 17 : 445- 449.

9 - McCauley TR, Moses M, Kier R, et al. MR Diagnosis of Tears of Anterior CruciateLigament of the Knee : Importance of Ancillary Findings.AJR, 1994; 162 : 115-119.