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. A ce jour, seules l’IRM et la tomographie X sont des modalités tri-dimensionnelles (3D). Au niveau osseux, l’IRM permet surtout de visualiser l’existence d’un œdème sous chondral. L’arthroscanner 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 par rapport au scanner classique. La nouvelle génération de détecteurs améliore la résolution et le rapport signal sur bruit permettant une meilleure visualisation de la structure osseuse. Nous proposons le développement de biomarqueurs d’analyse morphologique quantitative des géodes de l’os sous chondral.

Nous avons utilisé pour ce projet un prototype (Philips Healthcare, Haifa) situé au CERMEP, Lyon. Il s’agit d’un appareil clinique doté d’un tube à rayons X classique et d’un détecteur à conversion directe de photons résolutif en énergie et qui permet l’obtention de voxels isotropes de 250×250×250 microns. L’acquisition dure quelques minutes. Cet appareil permet d’obtenir 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 tout en gardant une qualité suffisante pour l’examen de l’os. Pour ce faire, nous avons étudié 2 spécimens de genoux arthrosiques avec présence d’ostéophytes et de géodes sous chondrales. Pour la segmentation des géodes sous chondrales, nous avons utilisé le logiciel AVIZO 9,0 avec une méthode semi-automatique, l’initialisation est réalisée par l’opérateur, ensuite une croissance de régions permet de détecter le volume à l’intérieur de la cavité. Les paramètres mesurés sont le nombre de géodes et leurs volumes (mm³). Nous avons analysé le compartiment fémoro-patellaire en séparant la partie médiale et latérale pour chacune des pièces osseuses (les volumes<1,5mm³ ont été retirés de l’analyse).

Pour le compartiment fémoro-médial, les volumes médians (VM) étaient de 48 et 11,8 mm³ pour le genou 1 (G1) et genou 2 (G2), pour le compartiment fémoro-latéral, les VM étaient de 101,5 et 4,1 mm³, respectivement. Pour le compartiment patello-médial, les VM étaient de 2,7 et 9,4 mm³, respectivement, pour le compartiment patello-latéral, les VM étaient de 2,1 et 1,8 mm³, respectivement. Nous avons examiné la répartition en taille des géodes sous chondrales pour chacun des compartiments et à titre d’exemple, nous présentons la répartition des compartiments fémoro-latéraux. Pour les tailles de 1,5-3 mm³, il y avait 1 géode G1 et 8 géodes G2, pour une taille de 3-20 mm³ 14 géodes G2, pour une taille de 20-40 mm³ 2 géodes G1 et G2, pour une taille >50mm³ 2 géodes G1 et 1 géode G2.

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.