Apports physiopathologiques de l’étude de la perfusion de la moëlle osseuse par IRM

Assessment of bone marrow perfusion with dynamic contrast enhancement MRI

• Auteur / Autrice : Jean-François Budzik
• Direction : Anne Cotten
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Radiologie et imagerie médecine
• Date : Soutenance le 06/05/2015
• Etablissement(s) : Lille 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Marrow Adiposity & Bone Lab (Boulogne-sur-mer, Pas-de-Calais) - Physiopathologie des Maladies Osseuses et Inflammatoires

Mots clés

Mots clés contrôlés

vascularisation

Moelle osseuse

Imagerie de perfusion

Dissertations universitaires

Imagerie par résonance magnétique

Moelle osseuse

Imagerie par résonance magnétique

Mots clés libres

IRM

Perfusion

Moëlle osseuse

Vascularisation

Dynamic contrast enhanced MRI

Perfusion

Bone marrow

Vascularization

Résumé

Les propriétés microvasculaires de la moëlle osseuse (MO) sont mal connues chez l’être humain. L’IRM de perfusion en permet une évaluation quantitative non invasive. La hanche a été choisie, car elle est la cible de pathologies fréquentes et handicapantes, qu’il est nécessaire de diagnostiquer plus précocement telle la coxarthrose. Nous avons d’abord implémenté une séquence IRM volumique à voxels isotropiques, avec une couverture large et une résolution spatiale élevée. Celle-ci a ensuite permis l’étude d’une série de 60 patients âgés de 18 à 60 ans, sans antécédent de pathologie osseuse et présentant une MO d’aspect normal en IRM. Les paramètres de perfusion semi-quantitatifs et pharmacocinétiques ont été mesurés dans 15 régions d’intérêt chez chaque patient. Tous les paramètres de perfusion diffèrent entre les zones de MO rouge et de MO jaune. La perfusion est différente entre les MO acétabulaire (squelette axial) et fémorale intertrochantérienne (squelette appendiculaire). Plusieurs paramètres sont corrélés de manière négative à l’âge. Plusieurs paramètres sont différents entre les hommes et les femmes. La perfusion de la tête fémorale est hétérogène, probablement en raison de l’exposition aux contraintes mécaniques. Les paramètres Ktrans, Kep et TTP sont corrélés à l’indice de masse corporelle, ce qui suggère que l’obésité influence le métabolisme de la MO. Enfin, le tabagisme et l’hypercholestérolémie ont une incidence sur ces mêmes paramètres dans certaines zones. Ils pourraient donc être le reflet d’altérations de la microvascularisation osseuse. Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives de recherche sur la physiologie et la pathologie de la MO.

Bone Marrow (BM) microvascular properties are insufficently known in humans. Dynamic-Contrast Enhanced (DCE) MRI allows its non-invasive quantitative assessment. We concentrated on the hip because this joint is frequently affected by debilitating pathologies such as osteoarthritis. Their early diagnosis is a current medical challenge. We implemented a 3D DCE-MRI sequence with isotropic voxels, high spatial resolution and a large coverage. It was used in a study of 60 patients aged 18 to 60, with no previous history of bone disease and with normal-appearing BM on MR images. Semi-quantitative and pharmacokinetic parameters were measured in 15 regions of interest in each patient. All the parameters were different between red and yellow BM. Perfusion was different between acetabular (axial skeleton) and femoral intertrochanteric (appendicular skeleton) BMs. Several parameters were negatively correlated with age. Perfusion was different in men and women. The femoral head perfusion was heterogeneous, likely because of mechanical load exposure. Ktrans, Kep and TTP were correlated with body mass index. This suggests that obesity influences BM metabolism. Smoking and hypercholesterolemia influenced these same parameters in several zones. We hypothesized that these parameters might reflect BM microvascular aletrations. Our results open new research perspectives both in the physiology and pathology of BM.