L’intérêt de l’imagerie dynamique 4-Dimensions dans la prise en charge chirurgicale des instabilités scapho-lunaires

Value of kinematic four-dimensional imaging in the surgical management of scapholunate instabilities

• Auteur / Autrice : Lionel Athlani
• Direction : Pedro Augusto Gondim Teixeira
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 26/03/2021
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale BioSE - Biologie, Santé, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Imagerie adaptative diagnostique et interventionnelle (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Didier Mainard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pedro Augusto Gondim Teixeira, Isabelle Auquit-Auckbur, Jean-Yves Beaulieu, Gilles Dautel, Marie Faruch-Bilfeld
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Isabelle Auquit-Auckbur, Jean-Yves Beaulieu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie quadridimensionnelle

Imagerie pour le diagnostic

Imagerie

Poignet

Ligamentoplastie

Ligament scapholunaire

Articulation radio-carpienne

Mots clés libres

Carpe

Instabilité scapho-lunaire

Ligamentoplastie

Poignet

Scanner dynamique quatre dimensions

Carpus

Four-dimensional computed tomography

Ligamentoplasty

Scapholunate instability

Wrist

Résumé

L'instabilité scapho-lunaire est difficile à diagnostiquer et à traiter. En l’absence de traitement, elle évolue vers l'arthrose du poignet. Au stade statique, le diagnostic est évident lorsqu'une analyse radiographique minutieuse est effectuée, mais le choix du traitement chirurgical n'est pas aussi simple. Au stade dynamique, le diagnostic est plus difficile à poser sur la base unique de méthodes d'imagerie statiques (radiographies, tomodensitométrie ou IRM), ce qui justifie qu'une arthroscopie exploratoire puisse être nécessaire avant le traitement chirurgical. Bien qu'il s'agisse d'une procédure invasive, l'arthroscopie est considérée par de nombreuses équipes chirurgicales comme le gold standard pour explorer l'espace articulaire scapho-lunaire. L'imagerie dynamique, telle que le scanner dynamique quatre dimensions (4DCT), peut analyser les modifications des espaces articulaires du carpe lors des mouvements du poignet. Au vu des résultats de notre étude prospective, le 4DCT est apparu comme un outil pertinent multiparamétrique quantitatif et reproductible pour le diagnostic et le pronostic de l'instabilité scapho-lunaire suspectée, y compris pour les patients présentant des résultats radiographiques douteux. Les valeurs anormales des paramètres cinématiques semblent indiquer des changements biomécaniques significatifs dans les poignets dissociés. De plus, l'analyse 4DCT a démontré une correspondance avec l'analyse dynamique arthroscopique de l'espace articulaire scapho-lunaire. Plusieurs techniques de ligamentoplastie ont été décrites pour traiter l'instabilité scapho-lunaire réductible, chronique et sans lésions chondrales. Leur objectif commun est de corriger les anomalies radiologiques afin de prévenir des risques d'arthrose. Ces procédures ont servi de base à plusieurs études cliniques, et si ces dernières partagent de bons résultats cliniques similaires, l'aspect radiographique est très variable, où la récidive des anomalies radiologiques est fréquente. Ainsi, nous avons mis au point la ligamentoplastie scapho-lunaire et inter-carpienne (SLIC) qui utilise un transplant libre de Palmaris Longus pour reconstruire le complexe scapho-lunaire. Avec un suivi à court et moyen terme, nous rapportons des résultats cliniques et radiologiques satisfaisants, et aucun cas d’arthrose. Dans une étude cadavérique, nous avons évalué en 4DCT cette ligamentoplastie et fourni des preuves supplémentaires de son efficacité dans la réduction de l'instabilité scapho-lunaire et la restauration de la stabilité articulaire de ce couple. Enfin, nous avons conçu un dispositif de guidage des mouvements du poignet, afin d'augmenter la reproductibilité et l'homogénéité du mouvement lors de l’acquisition d'imageries dynamiques.

Scapholunate instability is challenging to diagnose and to treat. If left untreated, it contributes to the development of wrist osteoarthritis. In the static stage, diagnosis is obvious when a careful radiographic analysis is performed, but the choice of surgical treatment is not as straightforward. In the dynamic stage, diagnosis is harder to make solely based on static imaging methods (radiographs, CT or MR arthrogram), which means exploratory arthroscopy may be required prior to surgical treatment. Despite it is an invasive procedure, arthroscopy is considered by many surgical teams, as the gold standard to explore the scapholunate joint space. Dynamic imaging, such as the four-dimensional computed tomography (4DCT), can analyze changes in the carpal joint spaces during wrist movements. Given our prospective study’s findings, 4DCT appeared as a quantitative multiparametric and reproductible relevant tool for the diagnosis and prognosis of suspected scapholunate instability, including for patients with questionable radiography findings. Abnormal kinematic parameters values seem to be indicative of significant biomechanical changes in the dissociated wrists. Moreover, 4DCT analysis demonstrated correspondence with the arthroscopic dynamic analysis of the scapholunate joint space. Several ligamentoplasty techniques have been described to treat chronic reducible scapholunate instability without chondral lesions. Their common objective is to correct radiological anomalies in order to prevent risk of osteoarthritis. These procedures have served as the basis for several clinical studies and while all the latter share similar good clinical results, the radiographic aspect varies widely, with frequently the recurrence of radiological anomalies. Thus, we described the scapholunate intercarpal ligamentoplasty (SLIC) which uses a free Palmaris Longus graft to reconstruct the scapholunate complex. At short to mid-term follow-up, we report satisfactory clinical and radiological results, and no osteoarthritis wrist case. In a cadaver study, we reported the 4DCT evaluation of that ligamentoplasty and provided additional evidence of its effectiveness in reducing scapholunate instability and restoring scapholunate joint stability. Finally, we designed a device for guiding wrist movements in order to increase the reproducibility and homogeneity of the movement during dynamic imaging acquisition.