Mise au point de méthodes innovantes d'échographie quantitative de très haute résolution du cartilage articulaire : applications à l'évaluation de thérapeutiques

par Britta Jaffré

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Pascal Laugier.

Soutenue en 2003

à Paris 11, Orsay .


  • Résumé

    OBJECTIF: Les méthodes d'imagerie courantes ne permettent pas un diagnostic précoce de pathologies articulaires dégénératives avant l'irréversibilité des lésions. Notre équipe a montré l'utilité de l'échographie quantitative à 50 MHz (résolution: 25 mM) pour détecter des lésions précoces du cartilage de rat lors d'un modèle d'arthrose. La rétro diffusion ultrasonore semble sensible à l'organisation du réseau collagénique mais pas au contenu en protéoglycanes. L'objectif du présent travail était la mise au point de méthodes d'imagerie ultrasonore de haute résolution pour la caractérisation du cartilage et de l'os sous-chondral et leur application à l'évaluation de thérapeutiques. MATERIEL ET METHODES : Nous avons étudié les effets sur le cartilage articulaire et l'os sous-chondral de rat d'un modèle d'arthrite et de traitements thérapeutiques par échographie quantitative à 50 MHz et par microscopie acoustique à balayage (MAB, 100-400 MHz). Nous avons également appliqué l'échographie à 50 MHz à la caractérisation du cartilage arthrosique humain. Nos résultats ont été comparés à ceux obtenus par des méthodes de référence (histologie, biochimie et microradiographie). RESULTATS : Les ultrasons à 50 MHz s'avèrent sensibles aux effets de l'arthrite et des anti-inflammatoires sur le cartilage et l'os de rat et aux variations de l'organisation collagénique suivant la localisation sur le plateau tibial humain. La MAB permet de visualiser les modifications du cartilage calcifié et de l'os au cours de la maturation et d'un modèle d' arthrite et semble révéler chez le rat mature une différence de minéralisation entre ces deux tissus. CONCLUSION: Ces travaux montrent l'intérêt de l'échographie quantitative à 50 MHz pour la caractérisation du cartilage pathologique humain et animal et de son suivi sous thérapeutiques. La MAB quantitative apparaît comme une technique prometteuse pour étudier les variations de densité et/ou d'élasticité des tissus minéralisés.


  • Résumé

    PURPOSE: Current imaging modalities do not allow early diagnosis of degenerative joint disease before irreversible damage occurs. Our group bas shown that 50 MHz ultrasonography (25 mM resolution) is able to detect early cartilage lesions induced by an experimental model of osteoarthritis in rats. Backscatter seems sensitive to collagen network organization but not to proteoglycan content. The purpose of the current work was the development of high-resolution ultrasound imaging techniques to characterize cartilage and subchondral bone and their application to the evaluation of therapeutics. MATERIALS AND METHODS: We have studied the effects on rat cartilage and bone of a model of arthritis and of anti-inflammatory drugs by 50 MHz quantitative ultrasonography and scanning acoustic microscopy (SAM, 100-400 MHz). We have also used 50 MHz ultrasonography to characterize human osteoarthritic cartilage. Our results were compared to reference techniques such as histology, biochemistry and microradiography. RESULTS: 50 MHz ultrasound is sensitive to the effects of arthritis and anti-inflammatory drugs on rat cartilage and bone and to the reorganization of the collagen network related to the localization on the human tibial plateau. SAM allows visualization of the changes of calcified cartilage and bone during maturation and induced by a model of arthritis and appears to reveal a difference in the degree of mineralization between these two tissues. CONCLUSION: Our results show the value of 50 MHz quantitative ultrasonography for the characterization of human and animal cartilage in different pathological stages and its follow-up during therapeutic treatment. Quantitative SAM appears to be a promising technique to study the changes in density and/or elasticity of mineralised tissues.

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Informations

  • Détails : 204 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.193-204.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2003)239
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