MRI Study of the Articular Ageing-Process at 1.5 and 7 Teslas : Volumetric and Mapping approaches
Etude IRM du vieillissement articulaire à 1.5 et 7 Teslas : Approches volumiques et cartographiques
Résumé
Osteoarthritis (OA) is a common disease observed in elderly population and characterized by a progressive destruction of cartilaginous tissue. The clinical diagnosis of this disease is realized by conventional radiography. This method allows visualizing bone modifications related to OA disease (cysts, subchondral bone thickening, and osteophytes) but is unable to assess directly cartilage structure. Due to its high spatial resolution and high contrast between tissues, Magnetic Resonance Imaging (MRI) is able to visualize the cartilage structure and to differentiate it from adjacent structures (bone, synovial tissue, menisci, and synovial fluid). We have employed MRI potentialities at high magnetic field (7 Teslas) to follow, in vivo, cartilage modifications in the rat femoro-tibial articulation. This methodology was used to evaluate normal cartilage ageing-process and to assess an experimental OA model (anterior cruciate ligament transaction). These works showed an age-related cartilage volumetric and thickness decrease, as well as femoral cartilage damages and tibial cartilage oedema in OA knees. In a second part of our work, we applied T2 mapping and volumetric techniques (at 1.5 T) to determine variations which occur in the elderly human patellar cartilage. Results demonstrated the capacity of T2 mapping to early detect matricial modifications before any cartilage volumetric impact can be found. At least, our last study, always at 1.5 T, focused on the synovial membrane volume and inflammatory activity by taking into account a human population suffering from knee OA.
L'arthrose est une maladie commune observée dans les populations vieillissantes caractérisée par une affection dégénérative du cartilage articulaire. Le diagnostic clinique de la maladie repose sur la radiographie conventionnelle. Cette technique permet de mettre en évidence les modifications de l'os liées à l'arthrose (géodes, condensation de l'os sous-chondral, et ostéophytes) mais n'offre pas une vision directe du cartilage. Grâce à sa résolution spatiale et son contraste tissulaire élevé, l'IRM individualise le cartilage et le différencie des structures adjacentes (os, tissu synovial, ménisques et liquide synovial). Nous avons mis à profit les potentialités de l'IRM à haut champ (7 Teslas) pour suivre, in vivo, les modifications du cartilage de l'articulation fémoro-tibiale chez le rat, au cours du processus de maturation/vieillissement ainsi que dans un modèle d'arthrose expérimentale (section du ligament croisé antérieur). Ces travaux ont montré une diminution du volume et des épaisseurs cartilagineuses liée à l'âge, tout comme des pertes chondrales fémorales et un oedème du cartilage tibial dans le genou arthrosique. Dans une seconde partie, nous avons appliqué les méthodes de cartographie T2 et de mesures volumiques (à 1,5 T) afin de déterminer les variations survenant au sein du cartilage rotulien humain vieillissant. Ces travaux attestent de la capacité de la cartographie T2 à détecter des modifications matricielles avant l'apparition de réelles pertes chondrales. Enfin, notre dernière étude, toujours à 1,5 T, concerne la quantification du volume et de l'activité de la membrane synoviale inflammatoire dans une cohorte de patients souffrant de gonarthrose.
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