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Imagerie en pathologie ostéo-articulaire


Généralités : L'approche diagnostique est statistique, utilisant de nombreux éléments pour aboutir à une probabilité. Avant 5 ans une tumeur maligne est presque toujours une métastase de neuroblastome, entre 5 et 15 ans un ostéosarcome ou un sarcome d'Ewing, après 40 ans une métastase ou un myélome.
Les signes cliniques sont peu variés : le plus souvent douleur et tuméfaction. La fièvre oriente vers une infection, mais peut se voir dans un sarcome d'Ewing ou rarement une tumeur bénigne. Le bilan biologique est habituellement normal. Le nombre de lésions sera apprécié éventuellement par la scintigraphie osseuse. Les métastases, plus rarement les ostéosarcomes multifocaux et les sarcomes d'Ewing métastatiques d'emblée entraînent de multiples hyperfixations.
 
Radiologiquement on étudie l'axe de la tumeur dans l'os, au besoin sur des clichés centrés avec incidences multiples, sa taille (la majorité des tumeurs malignes a plus de 6 cm de diamètre au moment de sa découverte), la matrice. Les limites de la lésion, plus ou moins nettes et entourées d'une ostéocondensation, donnent une idée de son agressivité, de même que la destruction de la corticale : soufflée, limitée par une apposition périostée fine, elle traduit une évolution lente. Le périoste qui est agressé quand la tumeur dépasse la corticale, réagit en fabriquant des appositions. Elles sont typiquement longitudinales et épaisses dans les tumeurs bénignes, pluri-lamellaires ou perpendiculaires à l'axe de l'os dans les lésions agressives. L'extension dans les parties molles est également un bon élément d'agressivité.
Une grande partie de ces éléments est disponible sur de simples clichés standards bien centrés, complétés si besoin par des incidences multiples.
La première étape indispensable est de faire le diagnostic des lésions certainement bénignes sur les signes cliniques et radiologiques, et pour lesquelles on pourra se passer de biopsie : lacune fibreuse corticale, fibrome non ossifiant, desmoïde périosté, dysplasie fibreuse, ostéochondrome, chondrome, kyste osseux simple, angiomes vertébraux..
Dans d'autres cas l'ensemble des arguments est en faveur d'une lésion maligne. Il faut alors réaliser le bilan d'extension, et surtout l'IRM, avant la biopsie.
Enfin certains diagnostics sont difficiles. Les problèmes peuvent être liés à la localisation de l'os, mal étudié sur les clichés standards (os plats et courts, notamment le bassin, le sacrum, le sternum, les vertèbres). Parfois l'étude de la matrice tumorale peut apporter des éléments indispensables au diagnostic. Il peut s'agir d'eau à l'intérieur d'un kyste, de petites calcifications permettant d'affirmer une tumeur cartilagineuse, d'une matrice ostéoïde. Dans tous ces cas, l'étape utile est le scanner. L'étude axiale et le contraste élevé donnent une sémiologie originale : ainsi peut-on voir une petite lyse de la corticale, une discrète atteinte des parties molles, une fine apposition périostée périphérique. De même peut-on distinguer les lésions à évolution lente qui repoussent et soufflent la corticale en périphérie, et les lésions plus agressives qui traversent la corticale. Le scanner peut montrer la tumeur de part et d'autre de la corticale non encore détruite (sarcomes d'Ewing ou ostéosarcomes). Le scanner mesure l'épaisseur de la coiffe non calcifiée d'une tumeur cartilagineuse (> 3 cm dans les chondrosarcomes). Des valeurs d'atténuation liquidiennes (0 à 20 unités Hounsfield) sont un argument pour un kyste osseux essentiel ou anévrysmal, si structures solides (30 à 60 unités Hounsfield) : lésion cellulaire non calcifiée. Une différenciation myxoïde conduit à des valeurs d'atténuation plus basses, pouvant poser des problèmes diagnostiques. Des valeurs d'atténuation supérieures à 90 unités Hounsfield témoignent d'une calcification, même en l'absence de structures calcifiées visibles. Les structures graisseuses sont de même facilement reconnues. Le scanner est donc la deuxième étape si les clichés standards ne suffisent pas.
Le bilan d'extension locorégionale repose sur l'IRM. L'extension diaphysaire d'une tumeur osseuse métaphysaire est précisée sur les coupes en T1 (donne le niveau de résection osseuse dans les tumeurs malignes, et la taille de la prothèse), idem pour l'extension vers la métaphyse et le cartilage de croissance d'une tumeur diaphysaire et l'extension d'une tumeur périostéeL'extension vers la moelle osseuse de certaines tumeurs périostées semble un facteur important, lié à la survenue de métastases. Les skip-lésions(petites métastases séparées de la tumeur principale par du tissu sain), sont également aisément détectées, ainsi que l'extension vers la peau, le tissu sous-cutané, les parties molles.
L'extension intra-articulaireest une des grandes limites de toutes les méthodes d'imagerie : les lésions qui restent loin à distance de l'articulation, ou qui l'envahissent sont diagnostiquées aisément. Par contre quand la tumeur affleure l'articulation, il n'est pas possible de dire si une résection en bloc de la lésion sera chirurgicalement possible. D'autres limites sont la mauvaise détection de très petites lésions, la possible surévaluation du volume tumoral sur des séquences à pondération T2, en raison de l'œdème péritumoral.
Bilan d'extension à distance : La détection d'autres lésions osseuses, particulièrement de métastases, repose sur la scintigraphie ; la détection de métastases pulmonaires sur le cliché standard et le scanner thoracique.
Imagerie en pathologie ostéo-articulaire
La radiologie conventionnelle permet de diagnostiquer la quasi-totalité des affections ostéo-articulaires. L’analyse des clichés, rigoureuse doit étudier l’os (ostéocondensation, déminéralisation, apposition périostée, syndrome tumoral ou dysplasique), les articulations (érosion, pincement, chondrocalcinose, désaxation, épanchement), les parties molles (recherche de calcifications extra-articulaires). Pour être analysés, les clichés devront montrer aussi bien la structure osseuse que les parties molles. L’examen sera réalisé en au moins deux incidences orthogonales. Dans les arthropathies, on examinera avec attention les zones d’insertion de la synoviale et l’os sous-chondral au niveau desquels les lésions peuvent être minimes dans les arthropathies débutantes. Les clichés réalisés en position de contrainte (debout) permettront d’étudier au mieux les éventuels pincements articulaires.
Le scanner permet de préciser une lésion osseuse et de différencier les structures liquidiennes de densité Hounsfield 10, des densités musculaires (50), des densités tendineuses (70), des densités graisseuses négatives. La comparaison des densités du tissu spongieux des vertèbres et de tubes contenant des équivalents calciques de concentrations diverses permettra de quantifier une ostéoporose. La réalisation de coupes avec injection de contraste visualise des processus hypervascularisés. En pratique rhumatologique, le scanner standard a surtout un intérêt dans la recherche de hernie discale.
La scintigraphie au technétium, est de grande sensibilité pour rechercher un foyer inflammatoire (algodystrophie) ou tumoral, voire traumatique (hyperfixation) et même pour rechercher une nécrose avant l’apparition des signes radiologiques (hypofixation). L’intérêt actuel de la scintigraphie est qu’elle permet une étude globale du squelette en un seul examen.
L’IRM est performante en pathologie de l’appareil locomoteur. D’importants contrastes permettent d’analyser parfaitement les structures osseuses, les muscles, les ligaments, les disques, les ménisques. Les variations de signal sont généralement manifestes dans les processus inflammatoires, infectieux, tumoraux, traumatiques. L’injection de gadolinium peut donner un peu de spécificité à cette exploration dont la sensibilité est extrêmement élevée. Un autre intérêt de l’IRM est de permettre une analyse longitudinale des structures que l’on désire analyser.
L’arthrographie est un examen permettant, après une injection intra-articulaire de produit de contraste, d’analyser la cavité articulaire : cartilages, ménisques, dégâts ligamentaires, corps étrangers. Son intérêt a diminué avec l’IRM, et ses indications ne persistent encore que par les insuffisances de résolution de l’IRM et le manque de disponibilité des machines. Une indication reste cependant la recherche de distension capsulaire mise en évidence grâce à l’injection du produit de contraste. Dans un grand nombre de cas, on associe l’arthrographie à un examen scanographique : l’arthroscanner. La discographie n’est qu’une arthrographie particulière puisqu’elle consiste à opacifier le nucleus et à juger de sa dégénérescence ou d’une hernie dans l’anulus. Le discoscanner augmente sa performance.
La myélographie et la saccoradiculographie sont des examens qui, par une opacification du LCR, permettent d’avoir une image en négatif de la moelle et des racines. Leur intérêt tend à disparaître avec l’IRM, cependant l’avantage de la saccoradiculographie est de pouvoir être réalisée debout, ce qui permet parfois d’objectiver une lésion visible dans cette seule position de contrainte discale.
Les ostéoscléroses peuvent être diffuses ou localisées. L’ostéosclérose de la maladie de Paget peut être focale, unique ou multiple, ou diffuse. L’os pagetique a une trame épaissie, remaniée donnant un aspect ouaté à la structure. Par ailleurs, l’os est déformé et agrandi même si ses contours restent réguliers.
Les lésions focales ostéocondensantes peuvent se voir dans des affections aussi diverses que des îlots condensants bénins, des tumeurs osseuses (ostéomes), des nécroses épiphysaires, ou des infarctus osseux diaphyso-métaphysaires. La connaissance de ces aspects radiologiques suffit généralement à la reconnaissance de l’affection en cause.
Les lésions ostéocondensantes diffuses sont rares, il peut s’agir de maladies congénitales comme l’ostéopétrose, ou acquises comme les intoxications aux métaux lourds (notamment le fluor).
Les réactions périostées : L’élévation du périoste quelle qu’en soit la cause, est suivie par l’élaboration d’une couche d’os immature par les ostéoblastes périostés. Cette ostéogenèse périostée accompagne de nombreuses affections malignes et bénignes mais elle peut être idiopathique. L’aspect parallèle ou perpendiculaire à la corticale de l’ostéogenèse périostée ne préjuge en règle pas de l’étiologie. La rupture de la réaction périostée sous forme d’un éperon de Codmann a par contre la valeur d’une rupture de corticale et doit faire évoquer une lésion maligne. Une réaction périostée localisée peut être le seul signe visible d’une fracture parcellaire ou d’une ostéomyélite. Dans les processus tumoraux, la rupture du périoste permet souvent d’évoquer l’envahissement des parties molles par le processus malin.
Les rhumatismes peuvent s’accompagner d’apposition périostée au voisinage des articulations atteintes. Les appositions périostées généralisées peuvent se voir dans diverses affections dont les leucémies qu’elles peuvent révéler. Il peut s’agir aussi d’un syndrome paranéoplasique comme dans l’ostéoarthropathie hypertrophiante pneumique (en imagerie aspect de périostite en bulbe d’oignon, symétrique, des diaphyses et des insertions des tendons et ligaments). Chez le nourrisson, elle se voit dans l’hyperostose corticale infantile ou maladie de Caffey (2) (hyperirritabilité, masse douloureuse, inflammatoire, des tissus mous, masses dures symétriques des os, parfois patients fébriles, l’imagerie montre un épaississement diffus, symétrique cortical de plusieurs os (surtout mandibules, clavicule, côtes). Mutations du gène de collagène type 1 (COL1A) en 17q21, chevauchement avec le syndrome de Ehlers-Danlos. Il en existe une variante létale in utero. Maladie autosomique dominante, possibilité de fièvre, leucocytose, VS accélérée et augmentation des phosphatases alcalines, l’atteinte des os est souvent séquentielle parfois symétrique.
Imagerie : l’hyperostose devient très dense, +/- résorption médullaire avec canal médullaire élargi avec déformation allongement du membre, ponts osseux et asymétrie faciale.
Histologie : au début inflammation des tisuus mous péri-osseux avec micro-abcès, puis ossification périostée parallèle au grand axe osseux
Les lésions focales peuvent être tumorales, infectieuses ou dysplasiques. Le contexte clinique permet généralement de suspecter la nature infectieuse d’une lésion osseuse localisée. Par contre, l’aspect radiologique intervient grandement dans le diagnostic de bénignité ou de malignité des lésions focales. Lorsque la lésion focale est multiple, il faut la considérer comme maligne jusqu’à preuve du contraire.
Une tumeur maligne ou infectieuse est de croissance rapide (lente si tumeur bénigne ou dysplasie). Une tumeur bien limitée avec éventuellement une sclérose périphérique évoque la bénignité au contraire d’une tumeur mal limitée avec rupture de corticale et apposition périostée évoque la malignité.
L’âge du patient, la localisation dans l’os (métaphyse, diaphyse, corticale...), ou sur le squelette (fémur, rachis....), son aspect lytique ou condensant, permettent, en croisant les diagnostics possibles pour chacun de ces items, d’approcher le diagnostic de la lésion.
Le diagnostic d’extension locale de ces tumeurs repose sur l’IRM et le scanner.
Un cas particulier de lésions focales est représenté par les lacunes épiphysaires bien limitées présentes sur les épiphyses des deux segments d’une articulation et appelées géodes. Elles sont présentes dans les lésions articulaires et leur aspect peut orienter vers la nature de l’atteinte. De ce point de vue, il est important de les localiser par rapport à l’insertion synoviale et on distingue les géodes au voisinage de l’insertion synoviale dites péri-articulaires (arthrite inflammatoire comme la polyarthrite rhumatoïde), les géodes sous-chondrales (arthropathie mécanique comme l’arthrose ou les arthropathies microcristallines) et les géodes extra-articulaires (par dépôts comme la goutte). Il est à noter que les géodes péri et extra-articulaires sont souvent ouvertes vers l’extérieur et peuvent conduire à des érosions importantes des articulations.
Les calcifications des parties molles regroupent de multiples entités. Les calcifications intra-articulaires sont reconnaissables par leur situation sur un cliché de face et de profil. Il peut s’agir de corps étrangers ronds ou ovalaires qui ont été produits anormalement par la synoviale pathologique (ostéochondromatose), il peut aussi s’agir de calcifications linéaires des cartilages dans certaines arthropathies microcristallines (chondrocalcinose). L’arthrographie ou l’arthroscanner peuvent permettre de localiser précisément les ostéochondromes d’autant que certains d’entre eux peuvent n’être pas encore calcifiés et donc ne pas être visibles sur les clichés radiologiques.
Les calcifications péri-articulaires intéressent généralement les tendons. Les plus fréquentes sont les calcifications arrondies que l’on rencontre surtout dans le tendon du sus-épineux dans les tendinopathies à dépôts d’hydroxyapatite. D’autres calcifications péri-articulaires sont particulièrement intéressantes sur le plan sémiologique, il s’agit des syndesmophytes et ossifications paravertébrales que l’on voit dans les rhumatismes axiaux comme la spondylarthrite ankylosante ou le psoriasis.
Les lésions élémentaires des arthropathies permettent de différencier les arthrites inflammatoires et infectieuses, des arthropathies microcristallines, et des arthropathies dégénératives ou arthrose. L’arthrite se caractérise par une déminéralisation péri-articulaire, un épaississement des parties molles, un épanchement intra-articulaire, une désaxation, des géodes péri-articulaires, un pincement uniforme et éventuellement une réaction périostée. L’arthropathie microcristalline ou métabolique s’accompagne de géodes sous-chondrales, d’un pincement uniforme et d’une chondrocalcinose (visible seulement si l’articulation n’est pas trop détruite). Dans l’arthrose, on observe des géodes sous-chondrales, mais aussi un pincement localisé et des scléroses sous-chondrales et des ostéophytes.
Le diagnostic étiologique d’une arthrite nécessite de connaître d’autres éléments, notamment ceux relatifs à la localisation des articulations atteintes. S’il s’agit d’une mono-arthrite, on devra évoquer une étiologie infectieuse. Si l’atteinte est poly-articulaire, il s’agit en règle d’un rhumatisme. Il faudra alors savoir si l’atteinte intéresse les petites ou les grosses articulations, d’une manière symétrique ou non, si elle intéresse le rachis, s’il existe des calcifications péri-articulaires, etc... Ainsi on pourra souvent différencier une polyarthrite rhumatoïde, d’un psoriasis ou d’une sclérodermie.
Les anomalies de l’espace intervertébral
L’espace intervertébral est une articulation non cartilagineuse qui mérite une analyse particulière du fait de la richesse de la pathologie et des particularités sémiologiques à ce niveau. Il faut cependant savoir qu’on incrimine trop souvent ces articulations dans les affections rachidiennes en oubliant les articulations vertébrales postérieures.
La spondylodiscite regroupe des signes radiologiques évocateurs qui sont le pincement discal électif, les érosions des plateaux vertébraux, un éventuel abcès des parties molles pouvant se traduire par un fuseau sur la radiographie du rachis dorsal. Le scanner retrouve en plus une hypodensité du disque (50 UH). La scintigraphie permet souvent d’évoquer le diagnostic en montrant un foyer d’hyperfixation qui peut précéder les signes radiologiques. L’IRM a aussi l’avantage de donner des signes très précoces et relativement spécifiques ; il s’agit d’un hyposignal vertébral et discal en T1 qui se transforme en hypersignal en T2.
La hernie discale responsable de sciatique commune ne présente pas de signes radiologiques sur les radiographies standards ; on peut cependant y observer un bâillement discal unilatéral du côté de la douleur correspondant à une attitude antalgique. La hernie discale a surtout une traduction au scanner puisque la hernie du disque se traduit par une image de débord postérieur dysharmonieux de densité 70 UH. L’IRM permet en séquence T2 de retrouver, sous forme d’hypersignal, le fragment de disque hernié qui est bordé en arrière par l’hyposignal du ligament vertébral qui cependant peut parfois être rompu. Ces deux examens se font en position couché ce qui n’est pas propice à faire sortir le fragment de nucleus. Ceci fait que la saccoradiculographie réalisée debout peut parfois être indiquée pour montrer la compression d’une gaine radiculaire alors que les examens en coupe sont négatifs.
La maladie de Scheuermann
Les discopathies dégénératives ou discarthrose sont dues à une dégénérescence du nucleus qui s'est asséché. En IRM, le disque pincé ne présente plus d'hypersignal en séquence pondérée T2. Radiologiquement, les deux signes les plus caractéristiques sont le pincement et l'ostéophytose. L'ostéophyte est une excroissance marginale qui présente une corticale densifiée mais aussi souvent une structure interne spongieuse ; parfois les ostéophytes se faisant face fusionnent. Sur le scanner, on observe un débord discal postérieur différenciable d'une hernie dans la mesure où il est harmonieux et correspond non pas à un fragment nucléaire mais à l'annulus replié en raison de l'affaissement discal.
L'hyperostose rachidienne engainante encore appelée maladie de Forestier est un diagnostic différentiel de la discarthrose. Dans cette affection, si on observe une ostéophytose profuse, il n'existe pas de pincement discal. Les ponts ostéophytiques sont généralement développés en pont seulement du côté droit et en avant du rachis.
La spondylarthrite ankylosante, le psoriasis et le syndrome de Reiter sont des rhumatismes à expression rachidienne dominante. Au niveau du rachis, ils s'expriment surtout par des signes péri-articulaires : les syndesmophytes sont bien différenciables des ostéophytes parce que plus fins, plus verticaux et sans structure spongieuse ; on peut aussi les différencier des ossifications ligamentaires paradiscales qui sont plus à distance mais qui s'observent aussi dans ces maladies. Les rhumatismes axiaux donnent également d'autres signes comme les érosions articulaires au niveau du pied des sacro-iliaques bien visibles en radio standard et au scanner et des vertèbres d'aspect carré bien visibles sur les clichés de profil.
 
 
 (2) Klein MJ, Bonar SF, Freemont T, Vinh T, Lopez-Ben, Siegel H et al. Non-neoplastic diseases of bones and joints. American registry of pathology, Armed forces institute of pathology, 2011.


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