IRM DES LIGAMENTS CROISES
X. Demondion(1,2)
(1) Service de Radiologie et Imagerie Musculosquelettique
Centre de Consultation et d’Imagerie de l’Appareil Locomoteur, CHRU de Lille (2) Laboratoire d’Anatomie, Faculté de Médecine de Lille
I. Ligament croisé antérieur (LCA)
I.1. RAPPEL ANATOMIQUE ET FONCTIONNEL
Le ligament croisé antérieur est une structure intra-articulaire extra-synoviale. Il mesure 31 à 38 mm de longueur et présente une largeur de 10 à 12 mm [12]. Le ligament croisé antérieur est plus large chez l’homme que chez la femme. Il s'étend et s'évase de la partie postérieure de la face médiale du condyle latéral à l'aire intercondylaire antérieure du tibia, juste en avant et en dehors de l'épine tibiale médiale. Il est oblique en bas, en avant et en dedans. En extension, il est légèrement plus vertical (10°) qu e la ligne de Blumensaat (schématisant en radiographie le toit de la fosse intercondylaire) [1,18].
L’insertion du ligament croisé antérieur au niveau de l’aire intercondylaire antérieure du tibia apparaît moindre en surface que l’insertion au niveau de la fosse intercondylaire du fémur.
Ceci explique la prédominance des lésions au niveau de la partie proximale de ce ligament.
Il se compose de fascicules que l'on divise en deux faisceaux anatomofonctionnels (Figs 1- 2) :
- le faisceau antéromédial, le plus long et volumineux : son insertion tibiale est la plus antérieure et médiale, son insertion fémorale la plus postérieure et haute. Il serait le premier faisceau sollicité pour limiter la translation tibiale antérieure en début de flexion. C'est le faisceau le plus souvent lésé dans la pathologie traumatique;
- le faisceau postérolatéral, le plus vertical : il serait souvent épargné dans les ruptures partielles;
Figure 1 : dissection montrant le faisceau antéro-médial (AM) et le faisceau postéro- latéral (PL) du ligament croisé antérieur.
Figure 2 : coupe IRM frontale en double obliquité montrant les faisceaux antéro- médial et postéro-latéral du ligament croisé
Le faisceau antéromédial s’enroule autour du faisceau postérolatéral.
Le LCA est richement innervé. Sa vascularisation provient de l'artère poplitée par l'artère moyenne du genou.
Le ligament croisé antérieur présente une tension maximale de ces fibres en extension et à 90° de flexion. La tension des fibres est maximale sur le faisceau antéro-médial.
A 45° de flexion, le ligament croisé antérieur appa raît légèrement relâché.
I.2. IRM
L’IRM est l'imagerie de choix pour la recherche d'une rupture du ligament croisé antérieur (sensibilité et spécificité de plus de 90 %), avec des performances qui varient selon le délai par rapport au traumatisme (distinction difficile entre lésions complètes et incomplètes au stade aigu, entre ligament intact et cicatriciel plus tardivement). L'exploration repose sur des coupes sagittales (Fig 3), au mieux dans l'axe du ligament croisé antérieur (parallèles au bord médial du condyle fémoral latéral sur le scout axial, dans le plan du ligament sur le scout frontal) et sur des coupes frontales et axiales [21]. Des coupes frontales obliques (parallèles à la ligne de Blumensaat) sont rarement nécessaires (doute entre rupture
complète et partielle, ou entre rupture partielle et aspect normal). L'épaisseur des coupes ne doit pas dépasser 3 mm; la pondération est une densité protonique (DP) ou un T2.
Aspect normal
Sur les coupes sagittales, quand le genou est en extension la partie antérieure du ligament croisé antérieur vient au contact du plafond de la fosse intercondylaire rendant difficile l’analyse de cette partie proximale. Ceci est particulièrement important étant donné que le faisceau antéro-médial le plus souvent lésé est situé à la partie antérieure de ce ligament.
L’analyse de l’attache fémorale du ligament croisé antérieur peut apparaître difficile en raison d’un volume partiel avec la surface médiale du condyle fémoral latéral. Un hypersignal au sein du ligament croisé antérieur peut-être objectivé en raison d’un effet d’angle magique.
Il apparaît préférable d’analyser les ligaments croisés en légère flexion (15°) [18].
En effet lorsque le genou est en légère flexion, le ligament croisé antérieur s’écarte du
plafond de la fosse intercondylaire rendant donc facile l’analyse dans cette région. De même, l’insertion proximale fémorale du ligament croisé antérieur apparaît plus facile à réaliser [18].
Cette légère flexion du genou n’affecte pas l’analyse du ligament croisé postérieur ou des ménisques.
Figure 3 : ligament croisé antérieur normal en coupe anatomique sagittale (a), en coupe IRM sagittale pondération T1(b) et T2 Fat Sat (c).
Sur les coupes transversales, il peut présenter diverses formes (ovale, elliptique, « U » ouvert vers l'arrière).
Sur les coupes sagittales, la partie antérieure du ligament croisé antérieur apparait de signal hypointense sur toutes les séquences. Cette partie correspond aux fibres du faisceau antéro- médial.
La partie moyenne et postérieure des ligaments croisés antérieurs peuvent présenter un hypersignal modéré dû à la présence de graisse entre les fibres des ligaments croisés.
Le ligament croisé antérieur, d’une façon générale, apparaît plus hyper-intense que le ligament croisé postérieur.
Signes directs de rupture
Les ruptures sont le plus souvent des désinsertions fémorales. Elles surviennent plus rarement en plein corps ou à l'insertion tibiale.
- une absence de visualisation du ligament croisé antérieur. À distance du traumatisme, la fosse intercondylaire est remplie de graisse bien visible en T1 (signe de la fosse
intercondylaire vide sur les coupes frontales);
- une interruption complète du ligament croisé antérieur, le plus souvent à sa partie proximale, souvent associée à un comblement de la fosse intercondylaire par l'hématome au stade aigu. L'interruption peut être difficile à objectiver sur les coupes sagittales (à cause de l'effet de volume partiel sur le condyle médial) et il importe de bien analyser l'insertion condylienne sur les coupes axiales et frontales. À la phase chronique, elle est plus
facilement objectivée. La mise en nourrice du ligament croisé antérieur sur le ligament croisé postérieur constitue une évolution possible. Cependant un ligament croisé antérieur mis en
« nourrice » n’apparaît que peu fonctionnel. Parfois, un contingent ligamentaire bascule en avant dans la fosse intercondylaire en « battant de cloche » et peut être responsable de blocages [10,23] ;
- une désorganisation du ligament croisé antérieur : à la phase aiguë, le ligament croisé antérieur peut être épaissi de façon focale ou globale, avec un signal intermédiaire ou intense en densité de proton et en T2 [20]. À distance du traumatisme, l'épaississement devient moins évident. Les extrémités peuvent se rétracter, avec apparition d'une solution de continuité ayant un signal de type liquidien. Une cicatrice fibreuse hypointense peut
cependant donner une fausse impression de ligament croisé antérieur normal. Ces lésions traumatiques du ligament croisé antérieur doivent être différenciées d'un kyste mucoïde du ligament qui s'observe en dehors d'un contexte traumatique : infiltration hyperintense en T2 du ligament, avec dissociation mais continuité des fibres.
- une horizontalisation du fragment distal du ligament croisé antérieur (Fig 4) : elle est bien objectivée sur les coupes sagittales : divergence de plus de 15° par rapport au toit de la fosse intercondylaire, angulation inférieure à 45° par rapport au plateau tibial. Au maximum, le fragment ligamentaire distal repose sur le plateau tibial [7,16].
Figure 4 : rupture complète du ligament croisé antérieur. Le ligament est couché dans
l’échancrure intercondylienne. L’angle du ligament avec l’horizontale est inférieur à 45 degrés.
Signes indirects de rupture
On peut observer :
- un épanchement intra-articulaire, non spécifique;
- des contusion-impactions osseuses («bone bruises») : de siège essentiellement sous- chondral, elles sont secondaires à l'impaction du fémur contre le plateau tibial lors de la rupture du ligament croisé antérieur [9]. Elles se traduisent par des anomalies de signal non spécifiques (hyposignal Tl, hypersignal en T2). Leur spécificité, dans le diagnostic de rupture du ligament croisé antérieur, oscille entre 97 et 100 % chez l'adulte, mais elle ne serait que de 72 % avant soudure du cartilage de croissance, probablement en raison d'une plus grande laxité ligamentaire de l’enfant et de l’adolescent [24] :
- compartiment latéral : les contusions osseuses y sont fréquentes (80 % des cas). Elles siègent habituellement au tiers moyen du condyle fémoral (plus ou moins décalées en arrière du sillon condylotrochléen selon le degré de flexion du genou lors de l'entorse) et à la partie postérieure du plateau tibial (Fig 5) [9]. Une localisation fémorotibiale antérieure « en miroir » est possible en cas de traumatisme en hyperextension [26]
- compartiment médial : les contusions osseuses sont moins fréquentes et habituellement associées à une atteinte du compartiment latéral. Elles s'expliquent le plus souvent par un mécanisme de «contre coup». La contusion tibiale du bord postérieur du plateau tibial médial peut également correspondre à l'avulsion exceptionnelle de l'insertion tibiale du tendon direct du muscle semi-membraneux, qu'il importe d'étudier avec soin sur les coupes transversales [4]. La contusion du condyle fémoral médial est rare et postérieure.
Habituellement de petite taille, elle est grave car elle s'accompagne souvent d'une avulsion du cartilage articulaire ;
Figure 5 : contusions osseuses du condyle fémoral latéral et du rebord postérieur du plateau tibial latéral, signes indirects d’une lésion du ligament croisé antérieur.
-des avulsions osseuses : c'est l'œdème associé qui attire l'attention sur ces lésions, le fragment osseux étant souvent mieux analysé sur les radiographies. Il s'agit essentiellement de l'avulsion de l'insertion tibiale du ligament croisé antérieur, de l'insertion capsulaire tibiale latérale (fracture de Segond) (Fig 6), de l'insertion sur l'extrémité proximale de la fibula des ligaments postérolatéraux [20] ;
- un tiroir tibial antérieur qui peut se traduire par :
- une augmentation de la distance entre le bord postérieur du plateau tibial latéral et la tangente au bord postérieur du condyle fémoral latéral (> 7 mm) Ce signe, très spécifique, n'est que peu sensible [26],
- une découverture de la corne postérieure du ménisque latéral (la tangente au bord postérieur du plateau tibial latéral coupe la corne postérieure du ménisque) [2,15]. On note, par ailleurs, la présence de liquide articulaire en arrière du plateau tibial témoignant du décollement capsulaire postérieur associé. Rappelons que la découverture de la corne postérieure du ménisque latéral peut également être secondaire à l'impaction du rebord postérieur du plateau tibial latéral,
- l'aspect détendu du ligament croisé postérieur qui se verticalise et prend une forme en S (Fig 7) [15]. Dans le plan frontal, cet aspect se manifeste par la visibilité, sur une même coupe, d'un trop long segment du ligament croisé postérieur [20].
Figure 6 : hypersignal de la partie latérale du plateau tibial latéral sur les coupes IRM frontale (a) et axiale (b) en pondération T2 Fat Sat, en rapport avec une fracture de Segond (flèche) (c).
A B C
Figure 7 : un ligament croisé postérieur présentant une angulation de moins de 105 degrés est un signe indirect de rupture du ligament croisé antérieur.
Cas particuliers
Les ruptures partielles
II s'agit d'un groupe hétérogène de lésions plus ou moins importantes dont le pronostic est variable. Leur fréquence (10-35 % des lésions du LCA) est d'appréciation difficile car l'arthroscopie peut être à l'origine de faux positifs (ligament en nourrice) et de faux négatifs (rupture de quelques fibres sans traduction arthroscopique). La discordance des signes cliniques (tiroir antérieur modéré avec arrêt dur) est un élément évocateur [13]. En IRM, elles peuvent se traduire par de discrètes anomalies de signal au sein d'un ligament dont la majorité des fibres demeurent visibles et dont l'axe demeure normal (Fig 8). Elles affectent préférentiellement le faisceau antéromédial dont l'insertion tibiale est la plus antérieure et médiale, et l'insertion fémorale la plus postérieure et haute. Elles sont, en fait, souvent impossibles à différencier des ruptures complètes au stade aigu où le ligament est noyé dans l'œdème. Des coupes frontales orientées dans l'axe peuvent alors être utiles. Les contusions osseuses seraient moins fréquentes en cas de rupture partielle [4,5,17,27].
Les fractures avulsions de l’éminence intercondylaire
Ces fractures surviennent préférentiellement chez les sujets immatures. Ces fractures avulsions sont classées selon la classification de Meyers-McKeever. En cas de fracture – avulsion déplacée (type3 et ou 4), il existe une indication chirurgicale.
Figure 8 : rupture partielle (flèche) d’un ligament croisé antérieur. La lésion est identifiable dans le plan sagittal (a) et axial (b).
A B
II. ligament croise postérieur (LCP)
II.1 RAPPEL ANATOMIQUE ET FONCTIONNEL
Le ligament croisé postérieur est également intra-articulaire extrasynovial. II est plus long (38mm en moyenne), plus épais (13 mm en moyenne) et plus résistant que le ligament croisé antérieur dont il est parfois séparé par une bourse séreuse. Il s'étend de l'aire intercondylaire postérieure du tibia à la face latérale du condyle fémoral médial. On soulignera que l’aire intercondylaire postérieure du tibia où il prend insertion est un « pan- coupé », situé 1cm au dessous de la surface articulaire des plateaux tibiaux (Fig 9).
On lui distingue schématiquement deux contingents fonctionnels. Les fibres antérolatérales (les plus nombreuses), recrutées à partir de 30° de flexion, sont tendues de façon maximale à 70°-90° de flexion; les fibres postéromédiales so nt en revanche tendues en extension et en flexion complète [1].
Les deux faisceaux ligamentaires du ligament croisé postérieur sont cependant actuellement impossibles à différencier en IRM. Le ligament croisé postérieur (LCP) est croisé en arrière par le ligament de Wrisberg (ligament méniscofémoral postérieur) (Fig 9), tendu en extension, et en avant par le ligament de Humphrey (ligament méniscofémoral antérieur), tendu en flexion [8]. Ces ligaments méniscofémoraux s’étendent depuis la face latérale du condyle fémoral médial à la corne postérieure du ménisque latéral.
Le ligament croisé postérieur est un frein au tiroir tibial postérieur à pratiquement tous les degrés de flexion du genou, ce qui implique la nécessité théorique de réparation de ses deux faisceaux.
Figure 9 : ligament croisé postérieur normal (étoile) vue sur une dissection en vue postérieure (a) et sur une coupe IRM frontale. Noter le ligament méniscofémoral postérieur (têtes de flèche).
B A
II.2 IRM
Les lésions du ligament croisé postérieur sont moins fréquentes que les lésions du ligament croisé antérieur.
Les lésions de ce ligament nécessitent des forces importantes le plus souvent rencontrées dans les accidents de la voie publique. Les lésions isolées du ligament croisé postérieur sont encore beaucoup plus rare.
Signes directs de rupture
Le ligament croisé postérieur se rompt, dans plus de deux tiers des cas, dans son tiers moyen, rarement à son insertion distale. La présence d'une solution de continuité complète est rare. Plus souvent, on objective un épaississement global ou segmentaire du ligament croisé postérieur, des anomalies de ses contours (qui deviennent mal définis) et un hypersignal ligamentaire relatif en Tl, parfois en T2, segmentaire ou global (Fig 10). Le diagnostic différentiel entre rupture partielle et complète est très aléatoire, même si certains auteurs ont rapporté que l'existence de lésions associées (LCM, ménisque, LCA) était en faveur du diagnostic de rupture complète du ligament croisé postérieur [19]. Les coupes en flexion, qui tendent le LCP, peuvent en revanche aider à les différencier. Plus rarement, une désinsertion du ligament croisé postérieur est observée.
À distance du traumatisme, le ligament croisé postérieur peut paraître intact (fibrose cicatricielle) (50 % des cas) ou aminci [22].
Figure 10 : rupture complète du ligament croisé postérieur traduite par un aspect détendu des fibres et un hypersignal.
Noter le ligament méniscofémoral antérieur (flèche).
Signes indirects de rupture
II s'agit de l'avulsion osseuse de l'aire intercondylaire postérieure, en général mal visible en IRM (bien visible au scanner) (Fig 11). Les fractures avulsions de l’aire intercondylaire postérieure surviennent préférentiellement chez les sujets âgés. Les contusions osseuses contrairement à celles accompagnant les lésions du ligament croisé antérieur, n'auraient pas de localisation préférentielle, bien que plus fréquemment retrouvées à la partie antérieure des plateaux tibiaux et du condyle fémoral latéral (Fig 12) [6,14]. On signalera également la possibilité d'un tiroir postérieur spontané [25].
Figure 11 : coupe IRM sagittale en pondération T2 Fat Sat montrant fracture avulsion à l’insertion tibiale du ligament croisé postérieur.
Figure 12 : contusions de la partie moyenne du condyle fémoral latéral et de la partie antérieure du plateau tibial traduisant un mécanisme
d’hyperextension. Ces hypersignaux sont des signes indirects de lésion du ligament croisé postérieur.
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