DENSITOMETRIE

F. SIMON

a) Absorptiométrie monophotonique :

b) Absorptiométrie biphotonique ou à double énergie :

c) Tomodensitométrie vertébrale :

La mesure de la densité osseuse est un élément important du diagnostic mais aussi de líévaluation du risque et du traitement de líostéoporose. Ces techniques se sont multipliées ces derniËres années et méritent díÍtre détaillées pour la pratique médicale courante (1).

La transparence radiologique des os, en particulier des corps vertébraux, augmente avec l’âge. Cette transparence radiologique du rachis est un reflet très imprécis de la masse osseuse. C’est donc un mauvais indicateur de densité osseuse qu’il faut abandonner. Seul l’existence d’un tassement vertébral fait la preuve d’une ostéoporose, maladie avérée et compliquée, ce qui est bien entendu trop tard pour la prévention. La comparaison de l’opacité radiologique de l’os avec celle d’index métalliques sur le même cliché a été employée mais est dépassée par les techniques nouvelles et n’est plus utilisée.

Elle est mesurée au niveau des index corticaux métacarpiens. Cet index diminue avec l’âge, en particulier chez la femme. La diminution des index corticaux de la diaphyse fémorale est moins nette et non significative. Cette mesure reste imprécise, variant entre les différents observateurs et dépendant aussi de la morphologie des sujets : il existe une corrélation entre la taille d’un sujet et de ses index métacarpiens. Seul l’index du col fémoral de SINGH pourrait jouer un rôle dans l’évaluation des fractures du col fémoral évaluant la macro-architecture de ce col fémoral.

Les principales méthodes utilisant les rayons X ou Gamma sont, d’une part les absorptiométries de simple et de double énergie, et d’autre part les tomodensitométries quantitatives. Ces techniques utilisent les rayons X ou Gamma, elles mesurent l’atténuation d’un rayonnement au travers de la partie du corps examiné. L’atténuation des rayons X est majoritairement en relation avec leur absorption, d’où l’emploi du terme absorptiométrie. La technique la plus usée actuellement est l’absorptiométrie d’un rayon X à double énergie (DXA ou DEXA) ; normalement une méthode densitométrique ou absorptiométrique mesure une masse osseuse rapportée à une surface de projection du corps, elle est exprimée en g/cm2, on l’appelle aussi d’une maniére un peu inexacte une densité minérale osseuse (DMO). Le contenu minéral osseux (CMO) est l’évaluation de la masse minérale globale de l’objet mesuré exprimé en grammes.

a) Absorptiométrie monophotonique (2) : (2) :

Elle se mesure au niveau de l’extrémité inférieure du radius : habituellement en distal métaphysaire elle mesure le tissu spongieux trabéculaire ; au niveau du radius distal diaphysaire on mesure l’os compact cortical. Cette méthode, utilisée depuis plus de vingt ans, est employée dans les grandes études épidémiologiques. Elle est remplacée actuellement par l’absorptiométrie biphotonique qui est plus fiable et reproductible et a l’avantage de mesurer sur plusieurs sites.

b) Absorptiométrie biphotonique ou à double énergie (1) (3) : (1) (3) :

Cette méthode est inspirée des techniques de scintigraphie, la double énergie permet d’évaluer l’absorption spécifiquement due à l’os en la différenciant de celle due aux parties molles. Les appareils actuels appelés DEXA (Dual Energy X Absorptiometry) utilisent le rayonnement émis par des tubes à rayons X.

Cet examen simple, non agressif, de courte durée, de 15 à 20 minutes environ n’entraîne qu’une irradiation modérée (comparable au dixiéme de la dose employée au cours d’une radiographie thoracique standard).

Les mesures se font au niveau de deux sites, lombaire de L1à L4 en antéro-postérieur et l’extrémité supérieure du fémur.

A la fin de l’examen une image est reconstituée et donne une représentation du site osseux et un chiffre en g/cm2 de la masse osseuse. On a proposé aussi des mesures du calcanéum et du poignet et "du corps entier" qui devraient être de plus en plus utilisées.

Il est important que la technique soit rigoureuse, que les mesures successives soient faites sur le même appareil. Enfin, les mesures doivent être étalonnées sur une population suffisante de sujets correspondants aux patients habituellement étudiés (par exemple ne pas utiliser des appareils étalonnés sur des malades vivants dans d’autres conditions climatiques ou diététiques).

Malgré son intérêt, cet examen n'est pas remboursé par la sécurité sociale.

Résultats :

De nombreuses études ont étudié les modifications de la perte osseuse avec l’âge. En France, on a constaté que le pic de masse osseuse était atteint dés vingt ans. Chez la femme, la perte osseuse commence quelques années avant la ménopause durant lesquelles le taux de perte osseuse est de 0,5 % par an. Elle atteint plus de 3 % par an en post-ménopause pendant 8 à 10 ans puis se ralentit et atteint 0,5 à 1 % les années suivantes. Ainsi la perte osseuse entre 30 et 80 ans est en moyenne de 47 % chez la femme, et de 14 % chez l’homme.

La mesure de la densité osseuse n’a pas d’intérêt pour le diagnostic de l’ostéoporose commune avec tassements vertébraux. Par contre, en l’absence de tassement, elle a pris une importance considérable pour le diagnostic d’ostéoporose et la surveillance des traitements.

Actuellement, dans la définition de l’OMS, la mesure de la densité osseuse joue un rôle capital puisqu’elle correspond à une diminution de la masse osseuse inférieure à - 2,5 déviations standard par rapport à la masse osseuse maximale de la population générale : ceci est dénommé le Tscore. Il existe des sources d’erreur : des calcifications aortiques et une arthrose inter-apophysaire postérieure augmentent le chiffre de la masse osseuse, c’est pour cette raison que des tentatives de mesure ont été faites sur le rachis lombaire de profil.

c) Tomodensitométrie vertébrale (4) : (4) :

Elle est faite habituellement par tomodensitométrie quantitative. La densité osseuse est mesurée dans la région centrale uniquement trabéculaire. Elle se fait à l’aide d’un fantôme de calibration. Elle permet donc une mesure de la densité minérale du tissu spongieux du corps vertébral. On lui reproche un manque d’exactitude liée à la présence de graisses intra-vertébrales ; enfin, la dose délivrée de rayons X est importante et son coût de 3 à 5 fois plus élevé que l'absorptiométrie.

Cette technique est donc peu employée en France.

4) Ultra-sons (5) :

Ils sont couramment utilisés dans l’industrie pour le contrôle de certains matériaux (ailes d’avions, rails de chemin de fer etc...), cette technique est appliquée actuellement à l’os. Elle est simple, non invasive, non irradiante et rapide. Les mesures se font au calcanéum. Il ne s’agit pas d’une échographie osseuse! On étudie deux paramètres dans l’os : la propagation des ultra-sons et leur atténuation. Leurs variations sont fonction de la densité osseuse, mais aussi de la résistance osseuse, ce qui est un avantage par rapport à l’absorptiométrie.

Il existe actuellement un grand nombre d’appareils proposés en cours de validation. Les études ont montré qu’il existait une corrélation statistiquement significative entre les paramétres ultra-sonores et la densité osseuse du calcanéum. Le problème en suspens est de savoir si à l’échelle individuelle ou dans une population donnée, elle peut remplacer l’absorptiométrie ; si cela était démontré, nous aurions à notre disposition un examen simple, non coûteux. Pour certains auteurs, mais cette notion n’est pas acceptée par tout le monde, elle pourrait remplacer l’absorptiométrie.

La mesure de la densité osseuse est un élément capital du diagnostic de l’ostéoporose puisqu’il fait partie de la définition de l’OMS. La technique la plus utilisée est l’absorptiométrie biphotonique (DEXA). Ces meilleures indications restent le risque d’ostéoporose au moment de la ménopause pour la décision d’un traitement préventif et la surveillance des traitements de l’ostéoporose.

1 - A.-M. LAVAL-JEANTET, "Mesures de densité et de masse osseuse : principes et techniques". In Maladies métaboliques osseuses de l'adulte, KUNTZ D. (Ed) Flammarion Médecine Sciences, Paris, 1996 : pp 85-98

2 - GARDSELL P, JOHNELL O, NILSSON BE, GULLBERG B. Predicting various fragility fractures in women by forearm bone densitometry. A follow-up study. Calcif Tissue Int, 1993, 52 : 348-353.

3 - NUTI R, MARTINI G. Measurements of bone mineral density by DXA total body absorptiometry in different skeletal sites in post-menopausal osteoporosis. Bone, 1992, 13 : 173-178.

4 - BERGOT C, LAVAL-JEANTET AM, LAVAL-JEANTET MH, KUNTZ D. Mesure de la densité osseuse vertébrale. Tomodensitométrie quantitative ou absorptiométrie biphotonique ? J Radiol, 1993, 74 : 195-204.

5 - SCHOTT AM, WEILL-ENGERER S, HANS D et al. Ultrasound discriminates patients with hip fracture equally well as dual energy X-ray absorptiometry and independently of bone mineral density. J Bone Miner Res, 1995, 10 : 243-249