L’ostéoporose
vieillissement des femmes, du fait de la ménopause. D’une façon générale, la maladie est
caractérisée par une diminution de la quantité osseuse et une altération de la qualité osseuse. La
maladie conduit à une diminution de la capacité du squelette à résister à des contraintes
extérieures auxquelles il résistait auparavant, notamment lors de chutes. Cette fragilisation du
squelette est synonyme d’un risque de fracture plus élevé alors qu’elles peuvent être d’origine
faiblement traumatiques.
En France, parmi les 10,5 millions de femmes ménopausées, 40% d’entre elles sont ostéoporotiques
et une femme sur sept (soit 1,5 millions) a déjà présenté une complication fracturaire. Cependant,
seulement 800 000 femmes sont prises en charge sur le plan diagnostique et thérapeutique. On
considère aussi qu’un homme sur cinq est atteint par la maladie après l’âge de 50 ans.
La méthode de référence clinique pour diagnostiquer l’ostéoporose et évaluer le risque
fracturaire est l’ostéodensitométrie, qui mesure la densité minérale osseuse. L’Organisation
Mondiale de la Santé a fixé un seuil pour cet examen, au-delà duquel la perte osseuse est
caractéristique de la maladie. Cependant cette définition densitométrique de l’ostéoporose ne
permet d’identifier qu’une moitié des fractures incidentes, alors que l’autre moitié de ces fractures
surviendront chez des femmes ostéopéniques, dont la perte osseuse est intermédiaire. En effet, les
gains de densité minérale osseuse surfacique (DMOs) observés liés aux traitements antiostéoporotiques
n’expliquent qu’une modeste proportion de la réduction du risque de fracture
obtenue. Par ailleurs, la DMOs mesurée ne renseigne que sur un aspect de quantité osseuse, et ne
permet pas d’étudier des aspects de qualité telle que la microarchitecture osseuse, ou encore la
résultante globale de résistance de l’os. Il a ainsi été suggéré que les évaluations de la
microarchitecture osseuse et de la résistance osseuse pourraient améliorer la prédiction du risque
de fracture et la capacité à monitorer les réponses aux traitements.
Pendant longtemps, cette évaluation de la microarchitecture et de la résistance osseuse ne
pouvait être faite que par histomorphométrie ou par essai biomécanique pratiquée sur une biopsie
osseuse (hors nécropsie) prélevée au niveau des crêtes iliaques. Ce caractère invasif a fortement
limité l’étude de la microarchitecture osseuse sur des populations. Durant la dernière décennie, les
techniques d’imagerie 3D, comme l’imagerie par résonance magnétique (IRM) ou la tomographie à
rayons X (QCT), ont gagné en résolution et permettent d’étudier la microarchitecture osseuse de
façon non-invasive. De plus, il est aussi possible de simuler des essais biomécaniques sur les volumes
tridimensionnels capturés, à partir d’analyses en éléments finis. L’IRM a déjà été utilisée pour
étudier des sites périphériques ou même la hanche, et présente l’avantage d’être une technique
non irradiante. Ceci étant, la résolution en IRM est faible et atteint au mieux 150 à 200 μm dans le
plan, pour une épaisseur de coupe variant de 400 à 700 μm. Les techniques de QCT sont également
utilisées pour étudier le rachis lombaire, la hanche ou encore les sites périphériques. Des
développements dédiés à l’étude de sites périphériques (radius ou tibia distal) ont permis d’aboutir à un scanner périphérique à haute résolution (HR-pQCT, Xtreme CT, Scanco Medical AG) ayant une
résolution isotropique de 82 μm, permettant l’évaluation de la densité minérale osseuse
volumétrique dans différents compartiments osseux, de la microarchitecture de ces sites
périphériques ainsi que de la résistance osseuse.
Cette thèse s’inscrit dans la continuité de celle de Stéphanie Boutroy, qui a travaillé sur la
validation clinique de l’HR-pQCT par l’étude de la reproductibilité de l’appareil, des études de
comparaisons entre groupes ostéopéniques vs ostéoporotiques, femmes fracturées vs femmes non
fracturées, et une première étude de la faisabilité et la pertinence de l’utilisation clinique des
analyses en éléments finis.
Cette thèse a donc pour projet d’avancer plus loin dans l’usage clinique des analyses en éléments
finis, pratiquées sur les images d’HR-pQCT chez la femme dans un premier temps, et sans oublier
les hommes dans un second temps. Pour présenter ces résultats, ce manuscrit se décompose en 3
parties :
- La première partie consiste en une revue de la littérature, qui nous permettra d’introduire
les éléments fondamentaux que sont les aspects tissulaire et cellulaire de l’os, la
physiopathologie de l’ostéoporose et ses conséquences, les aspects biomécaniques du
squelette, et enfin les aspects technologiques liés à l’imagerie de l’os.
- Une seconde partie présentera les résultats obtenus au cours de la thèse qui viennent d’être
évoquées.
- Enfin, une troisième partie de conclusion générale sur l’ensemble des travaux de cette
thèse et de présentations des perspectives pour les études ultérieures.
