COM M EN T EVALU ER LA QU ALI T E OSSEU SE ET QU EL I N T ERET EN PRAT I QU ?
Kar i ne Br i ot H ôpi tal Cochi n Par i s
D EN SI T OM ET RI E OSSEU SE
Détecteur s
Détecteur s
Sour ce à r ayons X
Sour ce à r ayons X
L unar i DXA
H ol ogi c Del phi
D EN SI T OM ET RI E OSSEU SE
D I AGN OST I C D E L ’OST EOPOROSE T ≤ -1 : ostéopéni e T ≤ -2,5 : ostéopor ose
OM S, 1997
I N CI D EN CE ET PREVALEN CE FRAT U RAI RE EN FON CT I ON D E LA BM D
149 524 femmes ménopausées nonostéoporotiques d’âge moyen 64,5 ± 9,3 ans [50 104] Suivi 1 an (80%) – DXA périphérique (The NORA Cohort) Siris ES, Arch Intern Med 2004;164:110812
RI SQU E AT T RI BU ABLE
• T < -2,5 et fr actur e
10 à 44 % (15 %) Stone et a l J BM R 2003
• Tabac et cancer du poumon
80 % D a mber et a l Br J Ca ncer 1986
• H TA, chol estér ol et mal adi es CV
10 à 35 % H e et a l Ar ch i nter n M ed 2001
OUTIL FRAX
En cour s de va l i da ti on
RESI ST AN CE OSSEU SE Matériau:
Structure:
• Minéral
• Géométrie
• Microarchitecture
•Collagène •Microfissures?
Remodel age osseux
QUELS PARAMETRES GEOMETRIQUES? Bi en connu pour l es os tubul a i r es
• 1. Taille: résistance à la compression • 2. Diamètre ou surface de section • 3. Distribution de la masse osseuse • 4. Epaisseur de la corticale • 5. Angle (hanche)
GEOMETRIE ET BIOMECANIQUE Orientatio n
Diamètr e M ass 1
Bending Strength
1
INFLUENCE DE LA GEOMETRIE SUR LA RESISTANCE
Orientatio n
Diamètr e Mass 1
Bending Strength
1
INFLUENCE DE LA GEOMETRIE SUR LA RESISTANCE
Orientatio n
Diamètr e Mass 1
Bending Strength
1
INFLUENCE DE LA GEOMETRIE SUR LA RESISTANCE
Orientatio n
Diamètr e Mass 1
Bending Strength
8
INFLUENCE DE LA GEOMETRIE SUR LA RESISTANCE
Orientatio n
Diamètr e Mass 1
Bending Strength
8
INFLUENCE DE LA GEOMETRIE SUR LA RESISTANCE
Orientatio n
Masse osseuse identique mais distribution différente de la masse osseuse
Diamètr e
Bending Strength 1
Bending Strength 8
REPART I T I ON D E LA M ASSE OSSEU SE M OM EN T D ’I N ERT I E CSM I = π /4 (r 4 outer – r 4 i nner )
Sur face (cm²) CSM I (cm 4) Rési stance
2,77 0,61 100%
2,77 1,06 149%
2,77 1,54 193%
GEOM ET RI E D U FEM U R ET FRACT U RE D E L’ESF
Fa ul kner , J BM R 1993
RADIOGRAPHIE STANDARD
Pul l ki nen et al , 2004
IP STRUCTURAL ANALYSIS = HSA
HIP STRUCTURAL ANALYSIS = HS
REDICTION DU RISQUE DE FRACTUR PAR L’EPAISSEUR CORTICALE Cohor te SOF; 7474 femmes de pl us de 65 a ns sui vi es 13 a ns
Ka ptoge et a l , J BM R 2009
DIMINUTION DE L’EPAISSEUR CORTICALE
M a yhew M et a l . La ncet 2005
SCANNER 3D Eval uati on de l a densi té osseuse (tr abécul ai r e et cor ti cal e) et de l a géométr i e Trabéculaire 1 1 2 3
2 3 Cortical e
4
4
Hanch e
Rachis
3D –pQCT EN HAUTE RESOLUTION
Xtr eme CT (Sca nco, Zur i ch)
EPAISSEUR CORTICALE ET RISQUE DE FRACTURE
Epa i sseur cor ti ca l e mesur ée a u poi gnet et a u ti bi a pa r pQCT (Sca nco)
Sor nay Rendu E et al . J BM R 2007
3D-XA
Vue l a tér a l e
Vue a ntér opostér i eur e Kol ta et col l , Osteopor os I nt 2008
3D-XA
RESI ST AN CE OSSEU SE Matériau:
Structure:
• Minéral
• Géométrie
• Microarchitecture
•Collagène •Microfissures?
Remodel age osseux
I M PORT AN CE D ES CON N ECT I ON S
I M PORT AN CE D ES CON N ECT I ON S
OS T RABECU LAI RE ET CORT I CAL Os tr a bécul a i r e -N ombr e de tr a vées -Epa i sseur des tr a vées -Espa ce entr e l es tr a vées
-Connecti vi té du r ésea u tr a bécul a i
Os cor ti ca l - Epa i sseur • Por osi té
Bi opsi e cr ête i l i aque
M OD I FI CAT I ON S D E L’ARCH I T ECT U RE T RABECU LAI RE EN 1 AN Chez des femmes r écemment ménopausées, 12 pai r es de bi opsi es
% de va r i a ti on vs va l eur i ni ti a l e
* p<0.05 vs va l eur i ni ti a l e
+
*
* * Vol .osseux DMO l omba i r e tr a bécul a i r e
N br e de tr a vées
Sépa r a ti on Vol ume étoi l e tr a bécul a i r (por osi té) e
Dufr esne et al , 2003
SCAN N ER A RESOLU T I ON CLI N I QU E Résol uti on: ~200mm / pi xel
IRRADIATION
Cortet, JBMR, 1994 Cortet, Osteoporosis Int, 1999,2002 Sandor, CTI, 1992
3D –pQCT EN HAUTE RESOLUTION Xt r eme CT , Scanco
~ Taille du voxel80 µm 3 ~ 3 min/scan, < 4 µSv Radius distal et tibia
Reproductibilité: densité: 0.7 1.5% * µ-architecture: 1.5 4.4% * * Boutroy et al. J Clin Endocrinol Metab. 2005; 90:650815
3D –pQCT - M I CROARCH I T ECT U RE D ensi tés
M i cr oa r chi tectur e Ra di us
T i bi a
DTrab
D Cor t D 100 Xtr eme CT (Sca nco, Zur i ch)
T ibia
Radius
Préménopause
Ostéopénie
Ostéoporose
Ostéoporose sévère
Boutroy et al. J Clin Endocrinol Metab. 2005; 90:650815
Di scr i mi nati on of des femmes ostéopéni ques avec et sans fr actur e par H R-pQCT
% Difference
30%
26%*
20% F em Spi ne N eck 10% BM D BM D
13%* BV/T V
T bN
T bT h
0% -0.3% 0.4%
T bSp
T bSpSD
-5%
-10%
-9%* -12%* * p < 0.05
Boutroy et al. J Clin Endocrinol Metab. 2005; 90:650815
M OD I FI CAT I ON S D E LA M I CROARCH I T ECT U RE ET PRESEN CE D E FRACT U RE Epa i sseur cor ti ca l e et mi cr oa r chi tectur e mesur ée a u poi gnet et a u ti bi a pa r pQCT (Sca nco)
Sor nay Rendu E et al . J BM R 2007
M I CROARCH I T ECT U RE D E L’OS CORT I CAL
Contrôl e
Fracture du col fémoral
Bell et al 2000; Jordan et al, 2000
I N FLU EN CE D E L’AGE SU R L’OS CORT I CAL 20 ans
75 ans
Cooper et al , Bone 2006
AN ALYSE D E T EXT U RE
BM A TM , D3A M edi cal Systems
Si te web : www.d3a-medi cal .com
AN ALYSE D E T EXT U RE
Témoin : Hmean = 0.788
Ostéoporose : Hmean = 0.444 Benhamou C.L.et al., 2001, JBMR, 16 : 697704
Ana l ys e fr a cta l D ensi té élev é
Tscore < 2.5 SD + Hmean
Tscore < 2.5 SD + Hmean bas
Tscore ≥ 2.5 SD+ Hmean élev 2.5 SD Tscore ≥ as + Hmean b é
Tscore < 2.5 SD
Tscore ≥ 2.5 SD
H mean bas élev é
H mean
APPORT D U PARAM ET RE H
14
12
10
8
6
4
2
0
Ana l yse fr a cta l e+densi té Benhamou C.L.et al., 2001, JBMR, 16 : 697704
T r a becul a r Bone Scor e
D’apr ès D.H ans 2)Achi tectur e tr abécul ai r e « tr ouée »
1)Achi tectur e tr abécul ai r e dense: -ni veaux gr i s en gr ande quanti té
-ni veaux gr i s en fai bl e quanti té TBS haut
-de fai bl e ampl i tude
-de gr ande ampl i tude
-for te pente var i ogr amme
-fai bl e pente var i ogr amme
TBS=pente à l ’or i gi ne
TBS bas
RESI ST AN CE OSSEU SE Matériau:
Structure
• Minéral
• Géométrie
• Microarchitecture
•Collagène
RELAT I ON M I N ERALCOLLAGEN E
Collagèn e Minéral
Landis et al, 1996
EXEM PLES CLI N I QU ES
Ostéomal aci e
Ostéogénèse i mpar fai te
REM OD ELAGE OSSEU X ET M I N ERALI SAT I ON
B
A
Meunier and Boivin, 1997
PAS D ’EVALU AT I ON N ON I N 2VASI VE D E LA M I N ERALI SAT I ON
RESI ST AN CE OSSEU SE Matériau:
Structure:
• Minéral
• Géométrie
• Microarchitecture
•Collagène
•Microfissures?
M I CROT RAU M AT I SM E/M I CROFRACT U R E D AN S L’OS CORT I CAL ET T RABECU LAI RE
Sha ffl er , 2003
FREQU EN CE D ES M I CROCRACKS mi cr oscopi e l aser a
Artefact liébà la moelle
Microcrack
Chapurlat R et al., Lyon, France, 1053, actualisé
RESI ST AN CE OSSEU SE Structure: • Géométrie
• Microarchitecture
Matériau: • Minéral
•Collagène •Microfissures?
Remodel age osseux
M ARQU EU RS D U REM OD ELAGE FORM ATI ON • Ostéocal ci ne • total e • décar boxyl ée • Phosphatases al cal i nes • total es • osseuses • Pr opepti des du col l agène I
RESORPTI ON • H ydr oxypr ol i ne, H ydr oxyl ysi ne • Phosphatase aci de tar tr ate-r ési stante • Si al opr otei ne • Pyr i di nol i ne (PYR) Deoxypyr i di nol i ne (D-Pyr ) NTX CTX CTX-M M P
VARI ABI LI T E D ES M ARQU EU RS Les pa r a mètr es à vér i fi er
Les pa r a mètr es à contr ôl er • J eûne • Age • I nsuffi sance r énal e (30ml / mn)• Cycl e nycthémér al • Cycl e menstr uel , sai sons ? • I nsuffi sance hépati que • Sexe • Fr actur e r écente • Gr ossesse et l actati on • Contr acepti fs • I mmobi l i sati on • Tr ai tements
RESORPT I ON ET D EN SI T E BASSE RR 5 4 3 2 1
BM D
CTX
BM D + CTX Gar ner o et al , 1996
RI SQU E FRACT U RAI RE CH EZ LES FEM M ES OST EOPEN I QU ES • 671 femmes (62 ans) • 322 ostéopéni ques • 76 fr actur es (48 % du total )
• 2,5 < T < -2
H R = 2,5 (1,3-4,6)
• PAO
H R = 2,2 (1,4-3,8)
• ATCD de
H R = 2,2 (1,2-4,3)
• fr actur e
Sor na y-Rendu et a l , J BM R 2005
RI SQU E D E FRACT U RE ET AGE D U COLLAGEN E Cohor te pr ospecti ve PERF N=1534 15 Remodelage osseux et âge du collagène osseux
Probabilité ans de fracture à 10 ans 60
Âge du collagène osseux
2,0
40
Fracture prévalente DMO basse
RR
Probabilité (%)
Sérum CTX
Résorption CTX sérique
Âge du collagène ααCTX/ββCTX
1,5
DMO normale
20
1,0 0 55
60
65 Âge (années)
70
1
75
Bas
2
3
4 Élevé
1 Bas
2
3
4 Quartiles Élevé
ASBMR 2006 - D’après Byrjalsen I et al., Herlev, Danemark, 1199
CON CLU SI ON S
•
L a densi tométr i e est l ’examen cl é
•
L es pr ogr ès sont en cour s... géométr i e osseuse anal yse de textur e pQCT
……
D EN SI T OM ET RI E OSSEU SE
BM A
BM A TM , D3A M edi cal Systems
Si te web : www.d3a-medi cal .com
3D –pQCT EN HAUTE RESOLUTION
Xtr eme CT (Sca nco, Zur i ch)
IMPLICATIONS et CONCLUSIONS EVALUATION DU RISQUE FRACTURAIRE • Mesure de la densité osseuse
• Antécédent personnel de fracture • Facteurs de risque cliniques
+ • Paramètres de macroarchitecture
•MAIS LEQUEL?
M OD ELI SAT I ON EN ELEM EN T S FI N I S
M OD ELES EN ELEM EN T S FI N I S AVAN T
18moi s de tér i pa r a ti de
Keaveny TM , J BM R 2007