Méthode d'évaluation fonctionnelle de la gonarthrose par étude de la pseudo-cinématique d'accroupissement

Résumé

Une discordance existe dans la littérature au sujet de l'utilisation des évidences radiographiques de la gonarthrose pour l’évaluation de la pathologie. En effet, les études qui se sont intéressées à la corrélation existant entre grades radiologiques de la gonarthrose et scores fonctionnels obtenus par questionnaire auto-administré par les patients se sont soldées de conclusions très variables : alors que pour certains, la gonarthrose avancée est synonyme de perte de function importante, d’autres ne trouvent aucun lien entre les deux observations. À la lumière de ces résultats, le diagnostic radiologique seul ne permettait donc pas d’expliquer la fonction du genou. Une mesure quantitative de la fonction articulaire peut être considérée en complément. Plusieurs méthodes d’analyse de la cinématique 3D de l’articulation fémoro-tibiale par imagerie médicale existent. Toutefois, aucune ne permet d’évaluer le genou en charge par le biais d’une mesure fiable (répétabilité et précision) tout en réduisant le préjudice subi par le sujet (exposition à des radiations ionisantes, protocole invasif). L’objectif principal de cette thèse est donc de développer et de valider une méthode d’analyse de la cinématique 3D du genou en charge répondant à ces problématiques. Ensuite, il s’agit de vérifier si l’évaluation radiologique de la gonarthrose enrichie d’une mesure cinématique 3D au genou est plus fortement corrélée au score fonctionnel. Dans la première partie du travail, une méthode de calcul de la pseudo-cinématique fémorotibiale a été développée. Cinq flexions du genou ont été imagées avec le système radiographique biplan basse dose EOS® (0, 15, 30, 45 et 70°) ; la paire de radiographie en extension totale a permis la reconstruction 3D du fémur, du tibia et du péroné. Après la segmentation des contours osseux sur l’ensemble des radiographies, un recalage 2D/3D intrinsèque basé sur l’iterative closest point a permis d’extraire la position relative du tibia par rapport au fémur, d’un angle de flexion au suivant. L’introduction d’un recalage pondéré graduel et du recalage du corps rigide tibia/péroné a permis de diminuer considérablement les erreurs d’estimation des rotations axiales. À l’issue d’études de validation sur dix sujets, l’erreur de mesure moyenne associée à la répétabilité et à la précision est inférieure à 0.4mm et 0.5° et celle due à la sensibilité de la méthode à la reconstruction 3D inférieure à 1.7mm et 1.4°. L’étude de l’adduction (ADD) pseudo-cinématique par analyse de regroupement a permis d’isoler ce paramètre comme un indice radiographique fonctionnel de la gonarthrose : tandis que les asymptomatiques se trouvaient en ADD modérée (<5°) ou en abduction (ABD), les sujets gonarthrosiques tendaient à être en ADD sévère supérieure à 5° (14 patients atteints d’arthrose du compartiment interne du genou, 14 sujets asymptomatiques). En considérant que l’ADD du genou est un facteur de risque pour l’apparition et la progression de la gonarthrose, il a été possible de calculer des grades Kellgren-Lawrence composites pour 28 sujets. Les grades Kellgren-Lawrence originaux ont ainsi été augmentés par l’ADD sévère, diminués par l’ABD. La corrélation des scores fonctionnels KOOS (Knee Ostearthritis Outcome Score) avec ces grades composites s’est révélée légèrement mais non statistiquement supérieure à celle avec les grades Kellgren-Lawrence originels. Dans une dernière partie, le screw-home mechanism pseudo-cinématique a été évalué (7 patients atteints d’arthrose du compartiment interne du genou, 5 sujets asymptomatiques). Alors que les tibias asymptomatiques se trouvaient en rotation externe (9° en moyenne), les tibias arthrosiques se trouvaient en rotation externe plus faible (0-5°). Pour un sujet asymptomatique, un faible ratio des pentes sagittales des plateaux tibiaux et une faible pente sagittale du plateau tibial médial ont été mis en lien à la rotation tibiale interne et des résultats suggéraient l’implication des pentes coronales des plateaux tibiaux sur la rotation externe du tibia. À l’issue de ces travaux de doctorat, une solution technique a été fournie pour l’évaluation précise et répétable de la pseudo-cinématique 3D du genou asymptomatique et gonarthrosique à l’aide du système EOS®. De plus, l’adduction a été isolée comme marqueur fonctionnel radiologique de la gonarthrose et a permis de confirmer l’intérêt à compléter l’évaluation radiologique de la gonarthrose par une telle mesure. L’analyse de la morphologique du genou associée à celle de la fonction a en outre révélé des pistes vers une meilleure comprehension de l’articulation, une évaluation plus complète de la pathologie et plus représentative de la perception qu’en a le sujet atteint.

Date	24 juil. 2017
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Jacques A. de Guise (Directeur(-trice)) & Nicola Hagemeister (Codirecteur(-trice))