F-20

F. PRINCIPALES PATHOLOGIES OSTEOARTICULAIRES ET MODALITES DE DIAGNOSTIC EN PEDIATRIE

F.1. Le tissu osseux

� Anatomie de l'os

Le système squelettique assure plusieurs fonctions dans le corps humain : soutien, protection, insertion des muscles…En tant qu'unité biologique de base, l'os a donc des fonctions vitales pour l'Homme. Il existe deux formes majeures d'os:

- l'os cortical, partie la plus externe de l'os. Il est très dur et constitue la paroi : on l'appelle os compact. La porosité est de 5 à 30 %.

- l'os spongieux, partie interne de l'os. Il est constitué de petites travées, il est nommé os

poreux ou os trabéculaire. La porosité est de 30 à 90 %. Les vertèbres sont riches en os spongieux.

La différence majeure entre les deux types d'os est essentiellement la porosité. L'os doit sa dureté et sa rigidité à la fraction minérale de ses constituants : ceci explique l'intérêt porté au contenu minéral de l'os, qui est un des paramètres les plus étudiés. On admet que l'os est constitué d'eau à 20 %, de matière organique à 35 % et de matière minérale à 45 %. Les os se présentent sous différentes formes:

- os courts (vertèbres) et os plats (côtes, omoplate, sternum), dont la structure est très

simple et formée d'une coque externe en os compact ce qui constitue une masse d'os spongieux.

- os longs (fémur, tibia, humérus, cubitus), dont la structure est beaucoup plus complexe,

avec un corps ou diaphyse et deux extrémités: les épiphyses. Les surfaces articulaires des os sont recouvertes d'une fine couche de cartilage : le cartilage articulaire. Le reste de l'os est, lui, recouvert d'une membrane fibreuse très adhérente, innervée et vascularisée: le périoste. Des trous nourriciers livrent un passage aux vaisseaux sanguins et aux nerfs qui se distribuent à l'intérieur de l'os à partir du périoste. Le fémur Sa diaphyse est généralement constituée de tissus osseux compacts et est entourée de périoste. Elle est creusée d'une cavité axiale: le canal médullaire, contenant la moelle. Les parties extrêmes ou épiphyses sont formées d'os spongieux. La diaphyse et les épiphyses sont séparées par la métaphyse. Le fibula (ou péroné) Il forme avec le tibia le squelette inférieur de la jambe. C'est un os long à 2 épiphyses et 1 diaphyse.

F-21

Cartilage articulaire

Os spongieux (renferme de la moelle rouge)

Endoste

Os cortical

Périoste

Canal médullaire (renferme de la moelle jaune)

Artère nourricière

Cartilage articulaire

Epiphyse proximale

Métaphyse

Diaphyse

Métaphyse

Epiphyse distale

Schéma d'un os long

� Architecture générale du tissu osseux infantile

Le squelette de l'enfant est constitué en grande partie d'os fibreux immature non lamellaire à disposition anarchique: c'est l'os tissé. Les os longs sont alors moins spongieux en limite du canal médullaire et la corticale de ces os sera considérée comme isotrope transverse voire isotrope, dans le plan de coupe perpendiculaire aux fibres de collagène.

L'os cortical est d'autant plus homogène qu'il est jeune. Il n'est pas cartilagineux et moins minéralisé et moins dense qu'un os d'adulte. La charge calcique croit avec l'ancienneté de l'os et chez l’adolescent, l'os immature est progressivement remplacé par un os lamellaire (ossification enchondrale), s'organisant en os compact et spongieux.

� Evolution dans le temps de la masse osseuse

La solidité des os est étroitement liée à l'importance de la masse osseuse. On distingue trois phases dans l'évolution de cette masse osseuse:

↔ phase d'acquisition osseuse, avant l'âge de 20 ans : la masse osseuse augmente progressivement, surtout au moment de l'adolescence, lors de la croissance du squelette. On distingue alors le capital osseux maximum, sous l'influence de facteurs génétiques, nutritionnels et mécaniques dont le déficit peut entraver le développement harmonieux du squelette.

↔ période de stabilisation relative, de 20 à 40 ans : cette phase est une phase de plateau: le capital osseux reste stable, le mécanisme de remodelage osseux est équilibré.

↔ période de perte osseuse, après 40 ans : les mécanismes de destruction sont prépondérants par rapport aux mécanismes de construction. La perte est lente et régulière chez l'homme, et rapide chez la femme après la ménopause à cause d'une carence en oestrogènes.

F-22

Périoste de l'enfant (d’après /10/)

Ossification endochondrale (d’après /9/)

La première phase d’ossification se situe au niveau de la diaphyse puis viennent les phases de vascularisation et de formation du périoste, la calcification de la matrice osseuse, la création de la cavité médullaire et enfin la

formation des épiphyses et de l’os trabéculaire.

F-23

Ostéologie fémorale générale (d’après /5/)

F-24

Ostéologie générale de la jambe

F-25

F.2. Les principales maladies osseuses chez l'enfant

� Principales infections ostéoarticulaires

Les infections des os et des articulations des enfants sont dues à la présence d'un germe pathogène dans le sang. Le germe se localise dans les lacs sanguins métaphysaires ou dans la synoviale des articulations, et se développe. La bactériémie est entretenue, ce qui est à l'origine de localisations multiples.

o Ostéomyélite aiguë

Cette pathologie correspond à une infection d'une métaphyse, presque toujours d'un os long, par un microbe (essentiellement le staphylocoque doré) venu par voie hématogène. Une grande partie des ostéomyélites se développe près du genou, c'est-à-dire proche des cartilages de croissance les plus fertiles. Elle se manifeste par une impotence du membre atteint et une forte fièvre. Le diagnostic est essentiellement clinique: seules la scintigraphie et une IRM peuvent intervenir dans les cas difficiles. Une telle infection peut entraîner une fragilité osseuse avec risque de fracture et troubles de consolidation, trouble de croissance en longueur ou déviation.

Ostéomyélite chronique Ostéomyélite d'une métaphyse

d'un fémur distal

o Ostéite

Cette infection (apparaissant aussi par un staphylocoque doré) est presque toujours subaiguë, et ces signes sont essentiellement locaux, se manifestant par une douleur plus ou moins importante. Le diagnostic sera clinique et biologique, accompagné d'une scintigraphie ou d'une IRM dans les cas difficiles.

o Arthrite

Il s'agit d'une infection avec présence de pus en intra-articulaire. Elle se traduit par une impotence, un gonflement de la région articulaire et des fortes douleurs, et affecte à 80 % la hanche et le genou.

Dans ce cas, l'examen biologique, effectué après l'examen clinique, par une recherche bactériologique, satisfait pour établir un diagnostic; le bilan d'imagerie, se limitant à une échographie (la radiographie n'apportant rien), recherche un décollement périosté des métaphyses voisines, synonyme d'un abcès périosté.

Dans le cas du nourrisson, on distingue l'ostéoarthrite : infection osseuse métaphysaire avec propagation du microbe vers l'articulation voisine. Le diagnostic clinique se substitue à l'échographie, qui met en évidence un épanchement, recherche un décollement périosté, et explore de nouvelles localisations. Les séquelles d'une telle infection peuvent être très graves : inégalité de longueur des

F-26

membres inférieurs, troubles de croissance ou destruction partielle ou totale de l'articulation avec luxation dont les traitements sont assez difficiles.

� Au niveau de la hanche

o Luxation congénitale de la hanche

La luxation congénitale de la hanche est une pathologie, acquise en fin de grossesse, relativement fréquente (6 à 20 % des naissances), due à des anomalies de positionnement de l'enfant en intra-utérin, exerçant des pressions sur le fémur fléchi luxant en arrière la hanche en arrière du cotyle.

Articulation de la hanche

Suite à un examen clinique, un bilan d'imagerie est indispensable. L'échographie est performante à la fin du premier mois de vie afin d'apporter des résultats sur l'état anatomique de la hanche, alors que la radiographie n'a d'intérêt qu'à partir du 4e mois, lors du développement des noyaux d'ossification fémoraux supérieurs : elle ne permet pas le dépistage des luxations de hanche en période néonatale. Une guérison parfaite de la hanche est possible dès lors que le diagnostic est posé suffisamment tôt.

(a) (b)

Luxation de la hanche

(a): hanche droite normale (b): hanche droite luxée: observez le non-creusement du cotyle du côté luxé

o Epiphysiologie fémorale supérieure

Cette pathologie se traduit par un glissement de la tête fémorale par rapport au col, et est observée chez les enfants âgés de 11 à 15 ans présentant des problèmes hormonaux ou mécaniques (on peut songer aux enfants trop grands ou trop lourds).

F-27

Epiphysiolyse de la hanche

5a: Radiographie du bassin de face chez un garçon de 13 ans ayant une boiterie du membre inférieur gauche depuis deux mois et des douleurs de la hanche. La tête fémorale est en varus, le col fémoral est déformé, le cartilage de croissance cervico-céphalique

est élargi. 5b: La radiographie de profil des hanches montre la bascule en arrière de la tête fémorale.

Se manifestant par une boiterie douloureuse située au niveau de la hanche, son diagnostic relève de la radiographie, essentiellement du bassin de face et des hanches de profil. Parmi les conséquences de l'épiphysiologie fémorale supérieure, nous distinguons un raidissement de l'articulation, une nécrose de la tête ou une arthrose de la hanche.

o Ostéochondrite primitive de la hanche

Affectant essentiellement les garçons âgés de 4 à 8 ans, cette pathologie est une atteinte dystrophique d'origine vasculaire. Elle se manifeste par une boiterie douloureuse, d'intensité variable, et à répétition. La radiographie de face et de profil des hanches est nécessaire au diagnostic, mais le recours à l'échographie est primordiale pour confirmer un épanchement intra-articulaire possible. La nécrose peut évoluer vers différents stades : densification, fragmentation et reconstruction. Les enfants doivent donc être continuellement surveillés.

Ostéochondrite primitive de la hanche

3a: Radiographie du bassin de face d'un garçon de 7 ans qui a une boiterie du membre inférieur gauche et un raidissement de la hanche gauche en adduction et en rotation interne. Le noyau céphalique gauche est au stade de nécrose, condensé et aplati. 3b:

La radiographie de la hanche de profil montre également le noyau plus petit et condensé.

� Diagnostic d'une boiterie

Une boiterie se définit par l'altération des éléments fondamentaux du pas, tels que la longueur et la durée, et le synchronisme du tronc et du bassin lors des mouvements des membres inférieurs : c'est une asymétrie de la marche, permettant de mettre en évidence diverses étiologies telles que la luxation congénitale de la hanche, l'arthrite infectieuse de la hanche, une synovite aiguë de la hanche, l'ostéochondrite primitive de la hanche ou encore l'épiphysiolyse de la hanche.

F-28

Boiterie ancienne d'un garçon de 6 ans

� Pathologies du genou

Les pathologies du genou, durant la croissance, sont relativement rares en comparaison avec les pathologies de la hanche ou du pied. Cependant, nous pouvons distinguer trois types de pathologies : - Chez le nourrisson, l'arthrite ou ostéoarthrite du genou : le gros genou du nourrisson infecté. Cliniquement, l'observation d'un choc rotulien induit une ponction qui, par la découverte de pus, confirmera le diagnostic. Etant données les séquelles importantes que peut entraîner cette pathologie, il est nécessaire de poser un diagnostic le plus rapidement. - Le genu recurvatum congénital : il s'agit d'une amplitude exagérée en extension du genou chez le nouveau-né. D'une simple augmentation de l'extension, l'exagération peut s'étendre jusqu'à une luxation complète antérieure du genou. Aucune étiologie de l'anomalie n'a été confirmée, mais il semblerait que cela serait du à une présentation en siège lors de la grossesse. Ceci permettrait d'expliquer l'association entre la présence de genu recurvatum et d'une luxation de la hanche. - Le genou mal formé : la malformation est soit isolée, affectant essentiellement les ménisques (signes méniscaux de blocages, de dérobement, de ressaut ou de limitation d'extension), soit intégrée à une malformation du membre, avec hypoplasie fémorale, hypoplasie du rayon péronier ou tibial, mais ceci est relativement rare. Après un examen clinique, souvent délicat étant donné la difficulté à localiser la douleur, le recours à l'imagerie est nécessaire : une simple radiographie peut suffire pour établir un diagnostic, mais il n'est pas à exclure l'utilisation de la scintigraphie, du scanner ou de l'IRM pour mettre en évidence une pathologie tumorale et infectieuse, ou des lésions osseuses. Par ailleurs, sachant qu'une douleur du genou peut se révéler être un signe de pathologie de la hanche, il est indispensable d'effectuer un examen d'imagerie de la hanche après celui du genou.

Ostéochondrite disséquante du genou

F-29

La flèche montre l'atteinte ostéochondrale visible sur la radiographie de face du genou au niveau du condyle interne.

� Le pied du nouveau-né et de l'enfant

Les anomalies du pied sont soient dues à des malpositions ou à des malformations.

Pied talus direct

Les malpositions sont fréquentes, mais guérissent rapidement sans laisser de séquelles : elles sont représentées par le pied talus direct, exagération de la flexion dorsale du pied (le dos du pied venant au contact de la face antérieur de la jambe), ou associé à un valgus, c'est-à-dire lorsque l'arrière pied s'écrase vers l'extérieur.

En ce qui concerne les malformations, nous distinguerons :

- le pied plat : défaut de creusement de l'arche interne par effondrement des structures osseuses articulaires capsulaires.

- le pied creux : à l'inverse du pied plat, il s'agit d'une exagération du creusement de l'arche interne.

(a) (b) (c)

(a) Pied normal (b) Pied plat (c) Pied creux

- le pied bot varus équin : affectant un cas pour cinq cent naissances, le pied prend la forme "d'un club de golf". Il s'agit d'une quadruple déformation:

a) la plante du pied regarde en arrière

F-30

b) l'avant pied est en adduction (dévié vers l'extérieur) et supination c) tout le pied est en équin d) l'arrière pied est en varus.

La manipulation du pied présente alors une raideur, ce qui conduit à une irréductibilité. On ne peut remettre, par manipulation, le pied en position normal. L'examen clinique s'attache à rechercher des malformations associées (genoux, hanches), mais n'est pas renforcé par un examen radiologique, puisque celui-ci n'objective pas sur les maquettes cartilagineuses peu ossifiées. Cette pathologie doit être prise en charge rapidement et nécessite une urgence thérapeutique souvent délicate et lourde.

Pieds bots varus équin

Pour l'examen du pied, l'imagerie est de pratique peu courante, n'étant demandée que pour confirmer un défaut morphologique ou juger de sa correction.

F.3. L'imagerie pédiatrique Suite à des plaintes d’un enfant et après un examen clinique, recherchant quelques signes que ce soit d'infection ou de douleur spécifique, le pédiatre propose selon le type de pathologie suspectée différentes modalités d'imagerie : radiographie par rayon X, imagerie par résonance magnétique, scintigraphie, absorptiométrie, et, de plus en plus souvent, l’ultrasonographie.

� Pourquoi avoir recours à de nouvelles technologies d'imagerie ?

La radiographie "conventionnelle" demeure une méthode de choix pour l'examen des os et des articulations, choisie préférentiellement par les pédiatres. Les appareillages et la technique générale d'examen des os et des articulations sont bien connus. De plus, il est toujours judicieux de disposer de films comparatifs, d'étudier l'os et les parties molles et d'utiliser chaque fois que possible le foyer le plus fin pour améliorer la résolution spatiale. Actuellement, la radiologie osseuse s'est développée par voie numérique : la digitalisation de l'image est rendue possible par l'utilisation d'un amplificateur de luminescence ou de plaques photostimulables à mémoire. Les avantages de ces procédés sont indéniables : gain en contraste, grande latitude d'exposition et possibilité de traitements d'image (partie molle ou os). Cependant, la résolution spatiale est encore moindre qu'en radiologie conventionnelle.

Dans bien des cas, la radiographie se révèle insuffisante au début de la maladie. En effet, soit elle n'apporte rien, cas de détection de l'arthrite, soit elle apparaît normal, cas de l'ostéomyélite, soit elle apporte un diagnostic devant être confirmé, cas de la pathologie du genou. Ceci s'explique par le fait que le squelette d'enfant est un organe de croissance contenant de multiples zones de croissances (épiphyses, physes, apophyses) cartilagineuses radio transparentes, et donc non analysables directement en imagerie par rayons X, c'est-à-dire par radiographie standard. Dans chaque cas, il est nécessaire et indispensable de compléter l'examen radiographique par une autre technique d'imagerie, permettant, suivant ces spécificités, de mettre en évidence des caractéristiques propres à la maladie osseuse.

F-31

Ces techniques d'imagerie sont l'absorptiométrie biphotonique à rayons X, la tomodensitométrie et l'IRM. Les ultrasons ne sont apparus que récemment grâce au perfectionnement important des appareils ultrasonores, mais sont en voie d'expansion. Ce sont ces quatre techniques que nous aborderons en détails.

� Absorptiométrie biphotonique à rayon X (Dual X-ray absorptiometry)

o Principe

L'absorptiométrie biphotonique à rayons X de faible intensité (DEXA) repose sur la mesure de l'atténuation d'un faisceau à rayons X à travers les tissus.

I = I0 e –u d

avec I : énergie résiduelle, I0 : énergie d'émission, u : coefficient d'absorption linéaire, d : épaisseur du tissu.

Le tissu sera assimilé à un milieu constitué de deux éléments : l'os et la partie molle.

En DEXA, on utilise deux énergies d'émission, à incidences différentes (I0 et I0'). On connaît les coefficients massiques d'atténuation dans l'os et les tissus mous. On peut alors résoudre notre problème par un système d'équations à deux inconnues.

o Utilisation

La DEXA permet essentiellement la mesure de la densité osseuse, et l'étude de la composition corporelle. La résistance mécanique de l'os dépend à 80 % de la masse osseuse et à 20 % de la microachitecture. La densitomètrie osseuse permet d'évaluer la masse osseuse et d'estimer le risque fracturaire. Chez l'enfant, l'acquisition de la masse osseuse se fait au cours de la croissance à des vitesses variables. Il paraît donc important d'avoir une estimation de la masse osseuse des enfants ayant des maladies potentiellement déminéralisantes afin de pouvoir prendre des mesures préventives. La DEXA constitue la méthode de référence dans ce domaine.

Elle est donc utilisée en ostéodensitomètrie, notamment pour ces performances en terme d'exactitude, de reproductibilité et de linéarité : elle teste la stabilité de l'exactitude de la mesure aux valeurs extrêmes, ce qui est essentiel en pédiatrie et néonatologie où le contenu minéral osseux mesuré est très petit.

Mais elle excelle aussi dans la détection précoce de l'ostéoporose, où la radiologie conventionnelle n'offre qu'un résultat tardif, sans quantification objective de l'ostéoporose. L'ostéoporose juvénile idiopathique est une forme rare de déminéralisation osseuse diffuse survenant chez l'enfant. La DEXA permet de déterminer le composant minéral de la vertèbre et donc de détecter précocement l'ostéoporose.

Absorptiométrie biphotonique à rayons X : vue d'une hanche gauche

La région triangulaire montre la densité minérale osseuse (BMD) du col du fémur.

F-32

o Avantages et inconvénients de la technique

Les avantages de la méthode sont intéressants : elle est peu irradiante, les performances en terme de précision et de reproductibilité sont bonnes. Actuellement, grâce à l'amélioration technique des machines, il a été possible d'obtenir deux notions essentielles en pédiatrie, une plus grande résolution spatiale (diminution de la taille en pixels) et une plus grande résolution temporelle (plus grande rapidité des examens). Il reste indispensable d'avoir des logiciels dédiés à l'enfant.

Cependant, elle présente une limite principale : son fonctionnement en deux dimensions, la valeur mesurée étant en partie dépendante de la taille de l'os.

o Conclusion

La DEXA est parfaitement adaptable à l'enfant, et même au tout petit enfant, en tenant compte des modifications technologiques.

� La tomodensitométrie par rayon X

o Principe

La tomodensitométrie permet de pallier l'inconvénient majeur de la radiographie classique. Le principe du scanner consiste à radiographier une partie anatomique non plus dans sa totalité, mais par tranches successives d'épaisseur déterminée, puis à reconstituer l'image par ordinateur, d'après la densité de rayons X absorbée par chaque point de la tranche anatomique. Elle permet une étude fine de la structure de l'os, surtout avec les scanners récents à haute résolution spatiale, une étude des parties molles péri articulaires et une étude du contenu articulaire. Sur les zones d'intérêt, l'étude doit se conduire en coupes fines (tous les 3 à 5 mm, en utilisant un filtre de résolution spatiale maximale). Des reconstructions dans tous les plans de l'espace sont possibles dans un temps bref avec les technologies modernes après un reformatage.

o Utilisation

La tomodensitométrie (scanner) consiste à réaliser des images en coupes fines d'une partie du corps à l'aide d'un tube à rayons X en rotation. L'image globale est ensuite reconstruite grâce à un système informatique puissant.

Nous pouvons noter l'utilisation de la tomodensitométrie lors de mesures de l'antétorsion fémorale chez l'enfant. Dans ce cas, elle permet une étude complète des torsions tibiale et fémorale, de la congruence de la hanche et de la stabilité rotulienne, et donne une mesure précise et relativement fiable. De plus, les clichés, que nous pouvons considérer comme de véritables coupes anatomiques, sont exploitables directement. Comparativement à la tomodensitométrie qui présente certains inconvénients, l'échographie est apparue fiable et précise, et, par son absence d'irradiation, elle tend à remplacer la tomodensitométrie pour l'évaluation des antétorsions excessives et le contrôle de leurs modifications évolutives au cours de la croissance.

o Inconvénients

Elle présente des inconvénients non négligeables:

� irradiante en cas d'examens répétitifs

� difficultés d'accès

� imprécision relative de la méthode, due au fait que l'enfant ne doit pas effectuer de mouvements pendant la durée de l'examen, ce qui induit des résultats peu reproductibles.

o Conclusion

La tomodensitométrie est relativement peu utilisée pour les petits os des enfants.

F-33

� Imagerie par Résonance Magnétique (IRM)

o Principe

L'IRM ou Imagerie par Résonance Magnétique Nucléaire est une technique basée sur le principe de la résonance des atomes de certaines molécules (en imagerie diagnostique : l'hydrogène) sous l'action de certaines ondes de radio-fréquences.

o Utilisation

Les indications de l'IRM sont multiples et ne cessent de se développer, et notamment dans l'exploration des articulations : épaules, coudes, poignets, hanches, genoux, cheville. Elle détecte précocement les anomalies de signal de l'os ou de l'articulation atteinte. Elle montre bien l'extension du foyer dans la médullaire de l'os, vers l'interligne articulaire et les collections liquidiennes, et permet une délimitation exacte du foyer infectieux dans l'os.

Nous distinguerons deux interventions importantes de l'IRM : pour la pathologie du genou, et pour le traitement des tumeurs malignes localisées des os longs.

En ce qui concerne le genou, la radiographie simple permet d'établir la majorité des diagnostics et le scanner, par une exploration en coupes du genou, peut mettre en évidence une lésion osseuse. L'IRM trouve sa place pour les parties molles, puisqu'elle est devenue performante au niveau du pivot central et du cartilage, dont on connaît l'abondance chez l'enfant.

Sarcome d'Ewing du tibia

7a: Cette jeune fille de 12 ans a une boiterie du tibia droit depuis plus de 6 mois. La radiographie de la jambe montre une condensation de la partie moyenne du tibia avec des appositions périostées. Le trou dans la corticale interne correspond à la

biopsie qui a permis de faire le diagnostic. 7b: L'IRM montre l'envahissement médullaire et des parties molles. C'est un argument de fortes suspicions de tumeur maligne qui impose une biopsie chirurgicale.

Dans le cas des tumeurs malignes, les ostéosarcomes et les tumeurs d'Ewing ( dont 40 % sont localisées au niveau du bassin et du fémur) représentent plus de 90 % des tumeurs osseuses malignes primitives de l'enfant. Le rôle de l'imagerie est d'évaluer précisément l'extension loco-régionale : l'IRM est considérée comme la méthode de choix pour l'appréciation de l'extension locale et l'évaluation sous traitement. Il s'agit de considérer l'IRM dite "dynamique"( basée sur l'étude de la distribution initiale des chélates du gadolinium après injection); cette imagerie paramétrique permettra, à l'aide des données morphologiques et des mesures quantitatives, d'obtenir une cartographie, à l'origine d'une analyse visuelle des territoires tumoraux viables. L'IRM dynamique peut alors être employée comme technique d'appoint pour l'évaluation de l'extension locale et de la réponse pour les formes inopérables.

F-34

o Avantages et inconvénients

L'IRM est non invasive, d'une totale innocuité (de la part de l'onde radio-fréquence) et parfaitement indolore pour le patient.

L'inconvénient majeur réside dans le fait que le patient doit respecter une stricte immobilité pendant toute la durée de l'examen (environ une quinzaine de minutes), ce qui est assez difficile lorsque l'on travaille avec des touts petits, et par ailleurs le fait d'être enfermé dans un tunnel peut parfois être difficile à supporter (nous pouvons penser aux claustrophobes). De plus, le coût de l'examen n'est pas négligeable.

o Conclusion

L'IRM est actuellement une des techniques d'imagerie la plus utilisée.

Les deux techniques d'imagerie, tomodensitométrie et IRM, sont certes intéressantes mais présentent quelques inconvénients indéniables: coût, irradiation, disponibilité, accessibilité, … Ceci peut laisser place à l'échographie.

� Echographie

o Intérêt de l'échographie en pédiatrie

L'échographie est devenue une part prépondérante de l'imagerie pédiatrique : elle permet une exploration satisfaisante, non invasive, de la plupart des structures anatomiques et constitue aujourd'hui, avec la radiologie conventionnelle, l'imagerie de base de la plupart des pathologies pédiatriques. En effet, l'imagerie pédiatrique se prête particulièrement bien à l'utilisation des ultrasons du fait de la petite taille des enfants, des faibles épaisseurs de tissus (parties molles et corticales) et interfaces à explorer, et de la pauvreté en graisse. De plus, nous savons que le squelette d'enfant présente de nombreuses zones cartilagineuses, "sensibles" aux ultrasons.

o Utilisation pédiatrique

L'échographie permet de mettre en évidence une pathologie de l'os précise : la lyse osseuse. Au niveau de la diaphyse, les ultrasons ne peuvent la pénétrer et elle n'est visible que sous la forme d'une ligne hyper-échogène, correspondant à la réflexion des échos sur la corticale externe. Si les ultrasons réussissent à pénétrer plus en profondeur, ceci est significatif de la pathologie.

Au niveau des épiphyses cartilagineuses, celles-ci apparaissent sous forme d'une structure arrondie, échogène et homogène. En fonction de l'âge de l'enfant, il y apparition en son centre d'une zone échogène, à cône d'ombre postérieur, correspondant à la zone d'ossification dont la croissance se fera de façon progressive et concentrique.

Au niveau du cartilage de croissance, celui-ci n'est pas dissociable chez le tout petit du cartilage épiphysaire, et lorsque l'enfant grandit, il apparaît sous la forme d'une bande hypo-échogène, intercalée entre la portion ossifiée de l'épiphyse et de la métaphyse.

L'échographie est indéniablement l'examen d'imagerie de référence dans le dépistage de la dysplasie de la hanche, notamment chez le nourrisson. La hanche constitue un des éléments de la station érigée de la marche bipède, c'est dire son importance. La morphologie définitive s'atteint progressivement par une transformation de la maquette cartilagineuse et la maturation osseuse.

F-35

Echographie d'un ostéosarcome avec décollement du périoste (APHM-Timone, Petit /2002/)

A : Délimitation d’un abcès B/C : Limite de la corticale osseuse - forte échogénicité de l’interface acoustique périoste/corticale, D : Rupture sur l’image de la zone corticale sans indication E : rupture de continuité dans l’image tissulaire du périoste liée à une

dégénérescence tissulaire

L'échographie devient une alternative en imagerie pédiatrique puisqu'elle permet de préciser les structures cartilagineuses, et ce grâce à un examen non traumatique et non irradiant. Quelque soit la forme, la taille ou l’épaisseur, l'os présente toujours une écho structure identique : point, ligne ou courbe hyper-échogène associé à une réflexion partielle ou totale des ultrasons. L’échographie permet ainsi au clinicien de vérifier/objectiver ses constatations cliniques ou faites avec d’autres modalités, et de réaliser un bilan morphologique de l'articulation, ainsi qu'une visualisation de l'intensité du déplacement :

↔ Dans le domaine de l'échographie de la hanche, chaque composant articulaire observe un comportement spécifique.

↔ Le ligament rond, du fait de sa composante fibreuse présente une écho structure dense.

↔ La composante fibro-cartilagineuse du limbus permet de comprendre son échogénicité élevée qui tranche avec la structure normalement hypo-échogène du cartilage hyalin (rebord cotyloïdien, tête fémorale, col, grand trochanter).

↔ La présence de nombreux points échogènes spécifiques dans le cartilage hyalin est très probablement en rapport avec la présence de logettes vasculaires.

↔ Recherche un décollement du périoste pour les infections ostéoarticulaires et dans le diagnostic de boiterie, en mettant en évidence un épanchement articulaire à l'origine d'une arthrite infectieuse de la hanche ou d'une synovite aiguë.

↔ …

Mais son rôle ne s'arrête pas là. En effet, l'échographie intervient à chacune des étapes essentielles de la gestion thérapeutique : indication de traitement, qualité de la réduction, appréciation des séquelles et mise en évidence d'une complication. Ceci offre la possibilité au clinicien d'affiner sa décision de traitement et de mieux cerner les indications thérapeutiques.

o Avantages et inconvénients

Elle est d'autant plus intéressante que les avantages fonctionnels qui lui sont associés sont favorables à une exploitation pédiatrique:

� absence de radiation, permettant de multiplier les interventions

� indolore

� disponibilité et portabilité (réalisable au lit du patient)

F-36

� un coût faible en comparaison des autres techniques d'imagerie.

L'extension aux autres pathologies ostéoarticulaires est limitée par différents facteurs :

� les fréquences d'émission utilisées en pratique médicale, trop élevées pour pénétrer la corticale osseuse, conduisant à une absence d'information sur la face profonde de cette corticale et sur le tissu osseux sous-jacent.

� La pratique de l'ultrasonographie osseuse pédiatrique repose sur un matériel standard plus ou moins adapté aux zones explorées, et sur des échographes n'offrant aucunes performances particulières pour ce type d'imagerie, que ce soit en terme de gain, d'amplification ou de sondes, ou en terme de résolution d'image.

� L'image obtenue est une image de contraste, sans indication paramétrique ou quantitative des parties sondées : c’est une image qualitative d'un milieu plus ou moins contrasté par rapport à un environnement ou d'étendue extrêmement faible, de manière à pouvoir négliger les diffusions multiples. L’information n’est pas encore quantitative (niveau de gris référencé à un paramètre acoustique du milieu, célérité des ultrasons, atténuation…).

� Problématique soulevée en imagerie osseuse

Pour l'image échographique, il s’agit de "reconstruire" les caractéristiques locales du milieu à partir de mesures acoustiques, le résultat se présentant sous forme de cartes paramétrées.

L'utilisation importante des ultrasons en imagerie médicale relève de la caractéristique principale des tissus biologiques, communément appelés tissus "mous" : ce sont des matériaux idéaux pour mettre en œuvre les méthodes linéaires de propagation d'ondes de cette nature. Dans ces cas là, l'onde traverse un milieu quasiment homogène et isotrope dont les caractéristiques acoustiques sont très proches de celle de l'eau.

Mais, si au contraire les contrastes sont plus forts ou les diffuseurs plus rapprochés (c'est le cas de la détection de tumeurs ou de la caractérisation des os en génie biomédical), les théories linéaires ne peuvent raisonnablement s'appliquer.

La prise en compte de certains phénomènes physiques, liés à la propagation des ondes lors de leur passage dans le milieu considéré, modifie les protocoles d'acquisitions des projections ultrasonores.

En somme, la complexité des interactions entre les ondes ultrasonores et les tissus implique qu’il faut réaliser des mesures de propagations et de diffraction d’ondes, au lieu de simples mesures de projections comme en imagerie classique. Il faut alors résoudre un problème inverse de diffraction d’ondes et utiliser les différences induites par l'inhomogénéité du milieu de propagation.

F-37

� Tableau récapitulatif

Techniques Pathologies

Radiographie conventionnelle

Dual X-ray absorptiométrie

IRM Echographie Tomographie ultrasonore

Infections ostéoarticulaires Ostéomyélite aiguë Ostéite Arthrite

- - oui oui

oui, en recherchant un décollement périosté

Rechercher un décollement périosté sur des os joints ?

Au niveau de la hanche Luxation congénitale Epiphysiologie fémorale supérieure Ostéochondrite primitive dysplasie de la hanche

à partir du 4ème mois du bassin de face et de la hanche de profil

- - Naissance ou à la fin du 1er mois pour confirmer un épanchement intra-articulaire possible examen d'imagerie de référence

Examen d'urgence ?

Boiterie - - - - - Pathologies du genou - - pathologie

tumorale et infectieuse, ou lésions osseuses

- Faciliter l'accès au membre considéré ?

Pied du nouveau né et de l'enfant Pied plat et pied creux Pied bot

- - - - Suivi de correction ?

Ostéodensitomètrie - oui - - -

Ostéoporose

-

détection précoce

- - Diagnostic de fractures et de fragilisation osseuse et suivi ?

Tumeurs malignes

- - appréciation de l'extension locale et l'évaluation sous traitement

- -

Le cancer des os et les problèmes des enfants paralytiques

suivi, mais peu fréquent dû à l'exposition aux rayons X

- - - Suivi fréquent ? Etude du remodelage osseux ?

F-38

Sources bibliographique et photographique

1- Orthopédie pédiatrique, Document de travail à l’intention des étudiants en deuxième cycle d’études médicales, Collège Hospitalier et Universitaire de Chirurgie Pédiatrique, Groupe d’Etude en Orthopédie Pédiatrique 1996

2- Baert A.L. and Sartor K., Emergency Pediatric Radiology, in Medical Radiology, Diagnostic Imaging, H.Carty (Ed.), Springer-Verlag 2002.

3- Dorgeret S., Hassan M., et Sebag G., Ostéodensitomètrie : pratique en pédiatrie, 2003

4- Séances thématiques Réunion de la SFIP, Saint Malo, France 2002,

5- Boutillier B., Outrequin G., Anatomie, www.anatomie-humaine.com/

6- Rand T., Ritschl P., Trattnig S., Breitenseher M., Imhof H. and Resnick D. Imaging of bone and soft tissue tumors. A case study approach. Springer-Verlag 2001.

7- Brasseur J.-L., Sémiologie échographique de l’appareil locomoteur, //naxos.biomedicale.univ-paris5.fr/diue/IMG/pdf/ea09.pdf

8- Polycopié d’anatomie pathologique, Hôpital Necker-Enfants malades, 1996 www.anapath.necker.fr

9- Enchondral ossification – Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Endochondral_ossification

10- http://www.univ-st-etienne.fr/facmed/finit/mhlafag/os/mhl1.html

F-39