Caractérisation non invasive de l’élasticité musculaire chez le patient Infirme Moteur Cérébral avec une technique d’élastographie par résonance magnétique (ERM)

Par Sabine Bensamoun

Financement en 2007

Montant : 12 000€
  • La spasticité (raideur musculaire) accompagne souvent la paralysie cérébrale
  • Une nouvelle technique d’imagerie, non invasive, a été développée sous le nom d’Elastographie par résonance magnétique (ERM). Elle permet de caractériser l’élasticité du tissu musculaire et de mesurer les propriétés mécaniques des muscles
  • Cette mesure objective de la raideur des muscles donnera aux cliniciens des mesures quantitatives directement corrélées à l’anatomie des tissus mous via les images IRM et permettra un suivi de l’effet des traitements et des thérapies et une évaluation des thérapeutiques mises en œuvre.
Mouvement et posture

L'équipe

Sabine BENSAMOUN

Ce projet de recherche a été mené par Mme Sabine BENSAMOUN (Laboratoire de Biomécanique et Génie Biomédical, UMR CNRS 6600, Université de Compiègne) sous la direction de Mme Catherine MARQUE, en collaboration avec Mr Fabrice CHARLEUX (Département de Radiologie, CIMA, Compiègne) et Dr Donatien GOURAUD (centre CRF Bois Larris).

Contexte

La spasticité (raideur musculaire) accompagne souvent la paralysie cérébrale et les groupes musculaires des membres inférieurs (muscles ischio-jambiers et triceps) sont les plus fréquemment atteints.

De nombreuses méthodes d’imagerie diagnostique conventionnelles telles que le scanner, l’échographie, et l'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) fournissent des informations utiles sur l’anatomie des tissus mous mais ne permettent pas de mesurer leur raideur. Seule la palpation, pour le moment, est un outil clinique efficace pour estimer la raideur musculaire. En vue de développer une méthode pour imager quantitativement la raideur des muscles, une nouvelle technique d’imagerie, non invasive, a été développée sous le nom d’Elastographie par résonance magnétique (ERM).

La technique ERM utilise la technologie de l’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) et pourra ainsi être un examen complémentaire ou alternatif, notamment lorsqu’une IRM est prescrite.

Objectifs et Méthodologie

L’objectif de ce projet était de caractériser l’élasticité du tissu musculaire en utilisant l’Elastographie par Résonance Magnétique (ERM) et de mesurer les propriétés mécaniques des muscles du mollet (triceps et ischio-jambier) chez des sujets sains et des sujets  atteints de Paralysie Cérébrale. Afin d’évaluer l’élasticité des muscles des jambes, les sujets sont allongés sur un dispositif mécanique, équipé d’un support plantaire, disposé à l’intérieur d’une machine IRM. L’ERM consiste à utiliser un tube en silicone qui est attaché autour du groupe musculaire à étudier. Le tube est ensuite soumis à une pression d’air, entraînant une vibration de celui-ci et la propagation d’ondes au sein des muscles. La séquence d’acquisition IRM utilisée est capable de suivre le mouvement des ondes à l’intérieur du tissu mou. La longueur des ondes se propageant dans les muscles sera manuellement mesurée et l’élasticité musculaire peut alors être calculée.

Résultats d'avancement

Au cours d’une première étape menée chez des sujets en bonne santé (enfants et jeunes adultes), il a été montré que l’ERM permet de détecter les modifications des propriétés mécaniques des muscles.

Au cours d’une deuxième étape, l’adaptation du dispositif ergométrique aux enfants avec PC et l’amélioration des séquences d'acquisition des données en IRM et ERM a été réalisée ce qui devrait permettre de passer à la 3° phase du projet d’analyse de l’élasticité musculaire chez les  patients avec paralysie cérébrale. 

Perspectives

Il est important pour les cliniciens d’avoir des moyens objectifs d’évaluation de la raideur des muscles. La technique ERM permet de caractériser les propriétés mécaniques des muscles et donc d’aboutir à :

  • des mesures quantitatives fournies aux cliniciens et qui seront directement corrélées à l’anatomie des tissus mous via les images IRM.
  • un suivi de l’effet des traitements et des thérapies.
  • une évaluation des thérapeutiques mises en œuvre.
  • une amélioration de notre compréhension des changements de raideur ou propriétés mécaniques afin de mettre en place des traitements personnalisés.
  • une amélioration de notre connaissance sur la pathogénie de certaines maladies

Pour aller plus loin

Comment se déroule un examen ERM ?

"Le sujet est allongé sur la table d’une machine IRM et des vibrateurs acoustiques (tube ou de forme circulaire) sont utilisés afin de générer une petite vibration qui va se propager à l’intérieur des tissus mous (muscle ou organe). La propagation de ces ondes, à l’intérieur des tissus biologique, est visualisée sur la console de l’IRM qui en plus de l’image anatomique du tissu va en acquérir une deuxième appelée image "phase", reflétant le déplacement des ondes à l’intérieur du muscle ou de l’organe. Sachant que la vitesse de déplacement d’une onde (ou sa longueur d’onde : λ) augmente avec le niveau de dureté du milieu, l’analyse de la vitesse de propagation des ondes au sein des tissus permettra de quantifier la raideur du foie ou encore les propriétés mécaniques du muscle dans un état relâché et contracté." (S Bensamoun)