Les modalités d’imagerie qui aident à mieux comprendre le processus arthrosique sont la radiographie, l’IRM, la tomographie X, les ultrasons, la DXA et le TEP. À ce jour, seuls l’IRM et la tomographie sont des modalités tri-dimensionnelles (3D). L’analyse du cartilage sous forme de cartographie 3D ont été largement développé en IRM avec des applications in vivo réservées à la recherche clinique. L’arthroscanner permet de visualiser la surface du cartilage et la présence de calcifications mais est très peu utilisé en pratique clinique. La tomographie spectrale à comptage de photons est une nouvelle technologie qui est l’extension en multi-énergie de la tomographie à double énergie qui a montré son utilité pour la détection des cristaux d’urate de sodium. L’accès à des images mono-énergétiques permet d’améliorer le contraste des tissus mous habituellement non visibles en scanner classique en particulier le cartilage et le ménisque. Nous proposons dans ce travail le développement de biomarqueurs à type d’analyse morphologique quantitative du cartilage.

Nous avons utilisé un prototype (Philips Healthcare, Haifa) situé au CERMEP, Lyon, il s’agit appareil clinique doté d’un tube à rayons X classique et d’un détecteur à conversion directe de photons résolutif en énergie qui permet l’obtention de voxels isotropes de 250×250×250 microns. L’acquisition dure quelques minutes. Cet appareil permet de récupérer une série d’images mono-énergétiques de 30 keV à 120 keV, nous avons sélectionné les images à 60 keV qui offraient le meilleur contraste pour la visualisation du cartilage. Pour ce faire, nous avons étudié 24 spécimens de genoux (15 normaux et 9 arthrosiques avec présence d’ostéophytes), 5 hommes (âge moyen : 75,6±14,3 ans), 17 femmes (87,7±9,7 ans). Nous avons analysé le tibia et le fémur séparément des compartiments fémoro-tibial médial et latéral. Nous avons utilisé le logiciel itk-SNAP 3,8.0 selon un processus semi-automatique avec segmentation manuelle et interpolation. Le paramètre mesuré est l’épaisseur moyenne du cartilage en mm par la méthode 3D des sphères.

Les épaisseurs moyennes (ep_moys) du tibia latéral étaient de 2,82±0,44 pour les normaux (Nx) versus 1,96±0,94mm pour les arthrosiques (OA), au tibia médial, les ep_moys étaient de 2,14±0,36 Nx versus 1,95±0,5mm OA. Au fémur latéral, les ep_moys étaient de 1,74±0,34 Nx versus 1,32±0,5mm OA et au fémur médial les ep_moys étaient de 1,35±0,3 Nx versus 1,28±0,7mm OA. La différence a été évalué à l’aide du test t et les différences étaient significatives au compartiment latéral pour le tibia (p=0,002), fémoral (p=0,01), la différence n’était pas significative au tibia médial et limite au niveau du fémur médial (p=0,04).

Le scanner spectral à comptage de photons est un nouvel outil qui permettra d’analyser sur la même image des paramètres quantitatifs 3D du cartilage et de l’os sous chondral pour améliorer la compréhension du phénomène arthrosique et mieux suivre l’évolution naturelle ou sous l’effet des traitements.