L’OSTÉONÉCROSE DE LA TÊTE FÉMORALE
V. Pansini
Radiologie et Imagerie Musculosquelettique, CCIAL, CHRU de Lille
DONNÉES GÉNÉRALES ET HISTOIRE NATURELLE
L’ostéonécrose aseptique de la tête fémorale (OTF) est une cause fréquente de douleurs invalidantes de la hanche et d’arthrose précoce et sévère, responsable de 10% des arthroplasties de hanche aux Etats-Unis (1).
L’incidence au Japon est de 2,51 cas/an pour 100.000 habitants, soit 3.200 cas/an pour 120 millions d’habitants (2).
L’ OTF est généralement bilatérale lors du diagnostic et intéresse préférentiellement l’homme de moins de 40 ans. Plusieurs facteurs de risque ont été incriminés, notamment les glucocorticoïdes et l’exogénose. Malgré le fait que la pathogénie reste incertaine, il semblerait que l’OTF soit liée à un dysfonctionnement du réseau vasculaire, favorisé par une augmentation du nombre et de la taille des adipocytes de la moelle osseuse (MO) jaune (3).
On peut segmenter l’histoire de l’OTF en quatre stades :
- le stade pré-nécrotique : les facteurs des risques créent une condition propice. C’est la phase accessible à la prévention secondaire, durant laquelle le radiologue n’a pas de rôle.
- le stade nécrotique avec une fenêtre de réversibilité très étroite. Malheureusement les patients sont encore asymptomatiques et ne bénéficient pas de bilan d’imagerie.
De plus, la sémiologie radiologique permettant de dépister la pathologie à ce stade n’a pas encore été bien établie. Elle relève du domaine de la recherche, notamment avec l’utilisation des techniques IRM évaluant les modifications qualitatives et quantitatives de la MO, par exemple en spectroscopie ou en perfusion.
- le stade de nécrose constituée. C’est à ce moment que le diagnostique est posé dans la grande majorité des cas. Un traitement conservateur peut être proposé pour empêcher l’apparition de la fracture sous chondrale.
- le stade de la fracture sous-chondrale favorise une coxarthrose secondaire presque inéluctable.
En effet, dans environ 50% des cas, l’OTF progresse jusqu’à l’impaction de la tête fémorale avec une destruction sévère de l’interligne articulaire dans les trois premières années suivant le diagnostic et le seul traitement alors envisageable est l’arthroplastie totale de hanche (4).
RÔLE DE L’IMAGERIE
L’IRM est plus sensible que le scanner ou la scintigraphie pour la détection précoce de l’OTF chez les patients présentant des radiographies normales, puisque sa sensibilité varie entre 88% et 100%, alors que celle de la scintigraphie est de 81% (5).
Une étude (6) a démontré que l’IRM permet le dépistage de 25% des ostéonécroses à leur phase pré-radiographique. Cependant, une autre étude (7) a rapporté que 88% des patients adressés pour suspicion d’OTF symptomatique avec des radiographies normales présentaient des signes IRM précoces en faveur de la pathologie.
Si le diagnostic IRM d’OTF pose rarement de problème, le choix du traitement reste néanmoins assez complexe pour les orthopédistes. La précocité du diagnostic est fondamentale dans la prise en charge thérapeutique car les traitements les moins invasifs ne sont proposés qu’aux stades les plus précoces de la maladie.
Il est donc évident qu’à l’heure actuelle, on ne demande plus simplement au radiologue de confirmer ou d’infirmer le diagnostique d’OTF en orientant le clinicien vers un diagnostic différentiel, mais surtout de savoir analyser finement les signes sémiologiques permettant d’évaluer précisément la sévérité de la pathologie.
Le but de cette présentation est de :
• décrire le protocole IRM
• rappeler les signes IRM permettant de poser le diagnostic
• rappeler les éléments clés à signaler dans le compte rendu, notamment pour le classement de la pathologie et pour sa prise en charge thérapeutique
PROTOCOLE D’EXAMEN IRM
Il est assez standardisé.
Il comporte au moins une séquence coronale T1.
La séquence sagittale T2 FS (ou STIR) sera utile pour évaluer la présence d’un épanchement intra-articulaire et pour rechercher une fracture par insuffisance osseuse, plus fréquente chez les sujets sous corticothérapie.
La séquence sagittale T1 doit être réalisée si l’on retrouve des signes compatibles avec une OTF sur la séquence coronale T1, afin de quantifier l’étendue de la zone nécrotique. Il est alors préférable de réaliser la séquence sagittale selon l’axe du col et non de manière stricte, ce qui implique la réalisation d’une séquence axiale T1 au préalable (également intéressante lorsqu’un forage ou une ostéotomie sont envisagés).
Ces séquences pourront bien sûr être remplacées par une séquence 3D.
L’injection de produit de contraste n’est pas indiquée, sauf en cas de doute avec une autre pathologie.
SÉMIOLOGIE IRM
Dans la majorité des cas, l’IRM révèle un aspect caractéristique commun à toutes les ostéonécroses.
On objective :
• Le liseré de démarcation, qui est le signe sémiologique majeur de l’OTF (spécificité proche de 100%, sensibilité de 80% à 90%). Il correspond au tissu conjonctif vasculaire délimitant la nécrose. Il s’agit d’une ligne ou fine bande sinueuse qui circonscrit la nécrose. Il est grossièrement concave vers le haut et ses extrémités se raccordent à la lame osseuse sous-chondrale. Il se rehausse après injection de gadolinium.
Liseré de démarcation avec aspect classique en hypo signal T1, hyper signal
T2 avec trajet concave vers le haut et extrémités se raccordant à la lame osseuse
sous-chondrale.
Coro
Son signal en T2 varie selon le degré de calcification, en hypersignal dans la phase initiale puis hypointense, parfois doublé d’une ligne hyperintense que l’on observe de moins en moins et qui correspondait à un artefact de déplacement chimique.
• La zone nécrotique est délimitée par le liseré. Elle est d’étendue variable et siège le plus souvent à la partie antéro-supérieure de la tête fémorale en zone de contrainte mécanique maximale. Le signal est initialement graisseux et devient progressivement hypointense en T1 et hypointense ou intermédiaire en T2 à cause du processus de fibrose. Les fractures sous-chondrales sont parfois identifiables au sein de la nécrose en T1 sous la forme de fines lignes hypointenses parallèles à la surface articulaire lorsque le signal de la nécrose est encore relativement de type graisseux, ou en T2 si elle contient du liquide synovial.
• L’œdème médullaire péri-lésionnel, d’étendue variable. Il se traduit par une plage hypointense en T1, hyperintense en T2 et se rehausse après injection de gadolinium. La présence de cet œdème est corrélée à celle des douleurs (8).
Elle incite à rechercher avec soin des fractures sous chondrales de la nécrose (9).
• L’épanchement intra-articulaire, fréquent, bien visible sur les séquences pondérées en T2. Son abondance est corrélée au stade de la nécrose mais pas à la présence de douleurs ou d’un œdème péri-nécrotique (10).
Il faudra aussi considérer :
• La topographie : Une nécrose de topographie antéro-supérieure, en zone de contrainte mécanique maximale, a un risque accru d’effondrement du contour céphalique alors que ce risque est très limité dans les nécroses inférieures, médiales ou centrales.
• L’étendue de l’ostéonécrose : La taille de la zone nécrotique est un facteur prédictif majeur de l’évolution de la pathologie et de l’efficacité de son traitement. Une nécrose peu étendue, même en zone portante, évolue exceptionnellement vers le collapsus de la tête fémorale. Il est difficile d’estimer la taille de la lésion en radiographie et les mesures diffèrent souvent de celles réalisées en IRM.
Plusieurs méthodes de calcul ont été proposées, certaines assez simples, basées sur
une quantification visuelle de la zone nécrotique, d’autres imposant l’utilisation de logiciels dédiés.
La méthode de Koo et Kim (11) est la plus utilisée. L’angle maximal de l’arc de la nécrose est mesuré sur les coupes frontales (A) et sagittales (B) passant par le centre de la tête
Ostéonécrose ancienne rétractée d'évolution
favorable.
Ostéonécrose sévère. L'angle de Koo est de 85%.
fémorale. L’indice d’extension de la nécrose est calculée comme (A/180) x (B/180) x 100.
Le risque d’impaction est nul pour un pourcentage de nécrose inférieur à 30%, il est de 50% entre 30 et 40% et de 100% au-delà (11).
• Le signal de la nécrose : Un signal du fragment nécrosé qui n’est plus parfaitement graisseux en hypersignal T1 témoigne d’une impaction imminente ou avéré.
• L’œdème de la tête fémorale : Il a été démontré récemment (9) que la présence d’un œdème osseux de la tête fémorale à proximité de la zone de nécrose, d’autant plus si il s’étend au col fémoral et à la région inter trochantérienne, est un signe indirect de fracture sous-chondrale, même si la fracture n’est pas visible directement à l’IRM.
RÉDACTION DU COMPTE-RENDU & VALORISATION CRITIQUE DES SIGNES SÉMIOLOGIQUES
Dans une étude récente (12) les radiologues ont répondu à un questionnaire intitulé
« comment les radiologues évaluent l’OTF ? ». Celle-ci a permis de mettre en évidence que seuls 55% des praticiens utilisent un système de classification et que très peu d’entre eux connaissent l’existence d’une classification tenant compte des données IRM.
Il est clair que pour pouvoir rédiger un compte-rendu complet, il est nécessaire de connaître les critères de classification utilisés pour l’OTF, en ayant une bonne connaissance des éléments qui font varier le stade de la maladie et sa prise en charge thérapeutique.
La classification de l’OTF proposée par l’ARCO (Association de Recherche sur la Circulation Osseuse) est largement utilisée par les cliniciens (13). Elle repose sur des critères cliniques et d’imagerie et oriente de manière cruciale la stratégie thérapeutique. Elle a l’avantage, par rapport à la classification de Ficat et Arlet, d’inclure non seulement les données radiographiques mais aussi celles de l’IRM, du scanner et de la scintigraphie.
Comme dans les autres classifications, la présence d’une fracture sous chondrale et/ou d’une perte de la sphéricité de la tête fémorale (stade 3 de la classification de Ficat et Arlet) est l’élément déterminant du pronostic. En effet, si cet élément est présent, la pathologie est classée au stade 3 selon l’ARCO et une arthroplastie de hanche ou une greffe osseuse peut être proposée.
Il est donc impératif à l’heure actuelle que figurent dans le compte rendu : - la description brève de la sémiologie de la nécrose ;
Ostéonécrose de la tête fémorale associée à un œdème osseux chez 2 patients différents (A et B). La fracture sous chondrale n'est pas visible en IRM mais elle est bien visible en
TDM (C et D).
- la topographie de la nécrose ;
- la quantification de son extension selon la méthode de Koo et Kim ; - la présence d’un épanchement et le signal de la zone nécrosée.
Mais surtout compte tenu de l’enjeu décrit ci-dessus, il faudra savoir rechercher soigneusement :
- les signes de fracture sous chondrale et /ou une perte de sphéricité de la tête fémorale (qui intervient plus tardivement) en sachant que la séquence sagittale T2FS est la plus sensible dans ce but ;
- la présence d’un œdème osseux péri-lésionnel, car désormais il doit être considéré comme un équivalent de fracture sous-chondrale.
Il est important d’analyser les clichés radiographiques avant la réalisation de l’IRM pour savoir reconnaître la présence d’un méplat ou d’une fracture sous-chondrale (aspect "en coquille d’œuf).
L’utilisation du scanner est peu courante. Cependant, il faut savoir que cette technique est la plus sensible pour détecter la fracture sous-chondrale et les modifications débutantes de la sphéricité de la tête fémorale.
Un examen scanographique pourra donc être proposé lors de la présence d’un œdème osseux peri-nécrotique de la tête fémorale sans fracture sous-chondrale visible en IRM.
BIBLIOGRAPHIE
1. Johnson AJ, Mont MA, Tsao AK, Jones LC. Treatment of femoral head osteonecrosis in the United States: 16-year analysis of the Nationwide Inpatient Sample.
Clin Orthop Relat Res. 2014 Feb;472(2):617-23.
2. Ikeuchi K, Hasegawa Y, Seki T, Takegami Y, Amano T, Ishiguro N.
Epidemiology of nontraumatic osteonecrosis of the femoral head in Japan.
Mod Rheumatol. 2014 Jul 18:1-4.
3. Tan G, Kang PD, Pei FX. Glucocorticoids affect the metabolism of bone marrow stromal cells and lead to osteonecrosis of the femoral head: a review.
Chin Med J (Engl). 2012 Jan;125(1):134
4. Watson RM, Roach NA, Dalinka MK (2004) Avascular necrosis and bone marrow edema syndrome. Radiol Clin North Am 42:207–219
5. Mitchell MD, Kundel HL, Steinberg ME, et al. Avascular necrosis of
the hip: comparison of MR, CT, and scintigraphy. AJR Am J Roentgenol 1986;147:67-71
6. Beltran J, Burk JM, Herman LJ, et al.Avascular necrosis of the femoral head:
early MRI detection and radiological correlation. Magn Reson Imaging 1987;5:431-42
7. Coleman B, Kressel H, Dalinka M, et al. Radiographically negative avascular necrosis: detection with MR imaging Radiology 1988;168:525-8
Fracture sous chondrale sur le faux
profil de Lequesne.
8. Ilida S, Harada Y, Shimizu K et al; correlation between bone marrow edema and collapse of the femoral head in steroid induced osteonecrosis AJR AM j Roentgenol 2000; 174: 735-743
9. Meier R, Kraus TM, Schaeffeler C, Torka S et al. Bone marrow oedema on MR imaging indicates ARCO stage 3 disease in patients with AVN of the femoral head. Eur Radiol. 2014 Sep;24(9):2271-8
10. Chan WP, Liu YJ, Huang GS et al. MRI of joint fluid in femoral head osteonecrosis. Skeletal Radiol 2002; 31:624-630
11. Koo KH, Kim R quantifying the extent of osteonecrosis of the femoral head: a new method using MRI. J Bone Joint Surg 1995;77: 875-80
12. Lee GC1, Khoury V, Steinberg D, Kim W, Dalinka M, Steinberg M. How do radiologists evaluate osteonecrosis? Skeletal Radiol. 2014 May;43(5):607-14
13. ARCO (Association Research Circulation Osseous) (1992) Committee on terminology and classification. ARCO News 4:41–46
