Le principe de l'ostéodensitométrie

1. Module de:
Ostéodensitométrie Physique appliquée
Technologie / Techniques.
Présenté par: M.Zitouni Akram
Manipulateur en imagerie
médicale de santé publique
REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR
ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
Institut National de Formation Supérieure Paramédicale
d'Ain Defla
(Khemis-Miliana)

2. La définissons:
• La densitométrie osseuse correspond à
l'ensemble des techniques d'imagerie médicale
utilisées pour mesurer la densité minérale
osseuse, notamment celle du calcium présent
dans l'os. Cette mesure permet d'évaluer la santé
osseuse d'un patient et de diagnostiquer ou
surveiller les conditions affectant la densité
osseuse, telles que l'ostéoporose.

3. Le principe de l’ostéodensitométrie:
• Le principe de l'ostéodensitométrie repose sur
l'utilisation des rayons X ou des ondes sonores
pour mesurer la densité minérale osseuse DMO,
l’atténuation de ces derniers permet de mesure
le contenu minérale de l’os .

4. L’ anatomie de tissu osseux

5. Architecture générale des os:
• Presque tous les os de l'organisme peuvent être
classés en quatre types principaux selon leur
forme
• - les os longs.
• - les os courts.
• - les os plats.
• - les os irréguliers.

6. Architecture générale des os:

7. Le tissu osseux:
• Le tissu osseux est le principal composant du
squelette d’un adulte, il supporte les parties
molles et protège les organes vitaux comme ceux
du crâne et de la cavité thoracique, il héberge
aussi la moelle osseuse. L’os sert aussi de
réservoir de calcium, de phosphate et d’autres
ions.
• Il est divisé en deux types:
Tissu osseux réticulaire.
Tissu osseux lamellaire:1- l’os spongieux.
2- l’os compact.

10. Le tissu osseux compact.

11. Composition de de tissu osseux:
• Une matrice extracellulaire (MEC) minéralisée qui
confère au tissu osseux sa rigidité et sa solidité
(substance fondamentale).
• Des cellules osseuses (cellules bordantes, osteoblastes,
osteocytes, osteoclastes).

12. La matrice extracellulaire :
Elle est constituee d'une partie organique, d'une partie minerale et de
l'eau (le tissu le moins hydratee de l’organisme).
Partie organique30%: Egalement appelée osteoide avant sa
mineralisation, la matrice organique est faite de :
Collagene tres abondant 90 a 95%.
Glycoproteines non collagenes 10%.
Partie minerale70%: La matrice minerale est responsable de
la solidité et la rigidite de l'os, les mineraux se fixent sur la trame
proteique de l'osteoide.
Les minéraux les plus importants sont :
• le calcium • le phosphore • le sodium • le Potassium • le Magnesium

13. les cellules osseuses:

14. les cellules osseuses:
1- Cellules bordantes: appeler aussi ostéogénique c’est la
cellule souche de tissu osseux lorsqu‘elle est divisé devenir
une osteoblaste actif.
2- Ostéoblastes: interviennent dans l'élaboration de la matrice
organique et dans sa minéralisation. La présence de récepteurs pour
certaines hormones et vitamines à la surface des ostéoblastes a été
décrite, ces molécules régulent leurs activités. Une fois que
l'ostéoblaste est complètement enfoui dans la matrice minéralisée,
elle se transforme en ostéocyte.
3- Osteocytes: sont capables de mobiliser les minéraux à la
surface de la lacune. Cette capacité représente une quantité
importante de sels minéraux rapidement échangeables."

15. les cellules osseuses:
4- Osteoclastes:
Tout au long de la vie adulte, l'os subit un processus
continu de remodelage interne et de renouvellement qui
comprend l'élimination de la substance fondamentale et
son remplacement par l'os récemment déposé. Dans ce
processus, les agents de résorption osseuse sont les
ostéoclastes, qui occupent des cavités superficielles sur la
surface osseuse appelées lacunes de Howship.

16. les cellules osseuses:

17. Les indications de l’ostéodensitométrie:
• Les indications de DMO c’est le diagnostiquer ou
la surveiller des conditions qui affectent la
densité osseuse. Mais les indications les plus
courantes pour l'ostéodensitométrie sont les
suivantes :

18. Les indications de l’ostéodensitométrie:
1-Pour diagnostiquer ou Surveiller une maladies qui
affectent la densité osseuse:
a)L'ostéoporose : c'est une maladie courante qui affecte
principalement les femmes ménopausées et les
personnes âgées. L'ostéoporose se caractérise par une
perte de densité minérale osseuse et une détérioration de
la microarchitecture osseuse, ce qui augmente le risque
de fractures.

19. Les indications de l’ostéodensitométrie:
b)L'ostéomalacie:c'est une maladie qui se caractérise par une
faible densité minérale osseuse causée par une carence en
vitamine D.
c)L'hyperparathyroïdie: c'est une maladie qui affecte les glandes
parathyroïdes et peut entraîner une perte de densité osseuse.
La sécrétion de parathormone (PTH) causer une
augmentation de la production de calcium dans le sang.
d) La maladie de Paget : c'est une maladie qui affecte le
renouvellement osseux et entraîne une croissance osseuse
anormale. Les os peuvent devenir plus grands et plus épais,
mais aussi plus fragiles et plus susceptibles de se briser.
e) La maladie de Cushing : c'est une maladie qui affecte la
production de cortisol dans le corps et peut entraîner une
perte de densité osseuse et une augmentation du risque de
fractures.

20. Les indications de l’ostéodensitométrie:
L'ostéomalacie
La maladie de Paget

21. Les indications de l’ostéodensitométrie:
2-Pour évaluer l'effet de certains médicaments :
certains médicaments, tels que les corticostéroïdes,
peuvent avoir un impact négatif sur la densité minérale
osseuse et augmenter le risque de fractures.

22. Les indications de l’ostéodensitométrie:
3-Pour évaluer la santé osseuse chez les personnes
atteintes de maladies chroniques :
certaines maladies chroniques, telles que la maladie de
Crohn, la colite ulcéreuse, l'insuffisance rénale chronique
et le diabète, peuvent affecter la santé osseuse et
augmenter le risque de fractures.

23. Les indications de l’ostéodensitométrie:
4-Pour évaluer la santé osseuse chez les personnes
atteintes de troubles alimentaires :
les personnes atteintes de troubles alimentaires, tels que
l'anorexie ou la boulimie, peuvent avoir une faible
densité minérale osseuse et un risque accru de fractures.

24. Les indications de l’ostéodensitométrie:
• En résumé, l'ostéodensitométrie est un examen
important pour évaluer la densité minérale
osseuse et évaluer le risque de fractures chez
différentes populations, ce qui lui confère une
grande importance dans le domaine de la
médecine.

25. Ostéodensitométrie par
d’absorptiométrie biphotonique
DXA
( dual X ray attenuation)

26. L’appareillage:

27. L’appareillage

28. le principe physique de DXA
Cette technique est la technique de référence. Elle repose
sur la mesure de l’absorption d’un faisceau de photons X.
Cette absorption dépend de l’énergie d’émission, de la
nature et de l’épaisseur du milieu traversé.
La loi générale de l’absorption est I = Ioe-μX .
Io :est l’énergie initiale émise.
I: l’énergie résiduelle.
μ : le coefficient d’atténuation.
X: l’inconnue, est l’épaisseur du tissu.
Chaque tissu traversé est caractérisé par un coefficient d’atténuation
μ et, si l’on assimile le corps humain à deux compartiments
(1 = os, 2 = parties molles).

29. le principe physique de DXA
alors I = Ioe-μ1d1 - μ2d2 où d est la masse surfacique. Une telle
équation peut être résolue en considérant constante l’épaisseur des
parties molles (principe de l’absorptiométrie mono-énergétique),
Les coefficients μ sont connus et exprimés à partir de références
l’hydroxyapatite pour l’os, et une composition moyenne standard
de tissus maigre et gras pour les parties molles.
L’utilisation de deux énergies incidentes (basse et haute)
constituant ainsi un système de deux équations à deux inconnues:
c’est le principe de l’absorptiométrie biphotonique.
Le terme d est exprimé en g/cm2; il est en pratique appelé
« densité ». C’est le résultat fourni par les examens
d’absorptiométrie biphotonique DXA.

30. le principe physique de DXA

31. Sites de mesure de la DMO:
Généralement la mesure de la DMO est réalisée
au niveau de la hanche et le la colonne vertébral.
C’est au niveau de col fémoral que la composante
corticale de l’os est la plus importante alors
qu’au niveau vertébral la composante
trabéculaire domine.
C’est pourquoi il est nécessaire d’effectuer
l’etude au niveau de deux sites au moins.
On peut aussi opérer au niveau de l’avent bras
au site proximal (composante corticale) et
distale ( composante trabéculaire).

32. Les empêchements :
il existe des empêchements à cette procédure. Voici
quelques exemples :
1-Grossesse : Les femmes enceintes ne devraient pas subir
une DXA car les rayons X.
2-Implants métalliques : Les implants métalliques peuvent
interférer avec la qualité de l'image et fausser les
résultats de la DMO.
3-Radiothérapie récente : Si le malade subi une
radiothérapie récemment sur la partie a examine, cela
peut affecter la qualité de l'image de la DXA.
4-Autres facteurs qui peuvent affecter la qualité de l'image : Si le
malade récemment subi une intervention chirurgicale,
ou si il a des fractures récentes ou des anomalies de la
colonne vertébrale, cela peut affecter la qualité de
l'image de la DXA.

33. Préparation du patient:
En principe il n’est pas prévu de préparation
particulière du patient avant l’examen mais
certaines conditions doivent être remplies :
- Faire retirer tous les éléments absorbant qui se
trouver dans le champ de mesure ( bijoux, boutons,
fermeture a glissière).
- Tout examen nécessitant l’administration d’un
produit de contraste ne devra pas avoir lieu avant la
mesure de DMO. Un délai de 2 à 3 jours paraît
raisonnable. De même, pour la scintigraphie, il est
nécessaire d’attendre l’élimination du marqueur
dans un délai est d’environ 2 à 3 jours mais peut être
plus long pour certains éléments
radiopharmaceutiques.

34. Déroulement de examen

35. Le site de rachis lombaire:
• Le rachis lombaire c’est un élément porteur de
squelette axial, est en effet composé pour une
part importante d’os trabéculaire, composante
osseuse a renouvellement rapide.
• Le patient est installé en décubitus dorsal, les
jambes surélevées par un coussin pour
compenser la lordose lombaire la plus possible.

36. Le site de rachis lombaire:
• La mesure est souvent pratiquée sure les
vertèbre L2 a L4 pour que la zone de balayage
n’empiéte pas sur les dernières cotes et les crêtes
iliaques. mais elle peut aussi se faire de L1 de L4
pour obtenir une information sur une zone plus
importante de rachis.
• La prise en compte de l’arthrose rachidienne
aussi que les zone de calcifications
extra-rachidiennes constitue des limitations
majeures de cet examen et elle peut en effet
conduire a une mesure faussement élevée.

37. Nb: l’acquisition en incidence latirale a été développée pour tenter
de resoudre ces artefacte de mesure

38. Le site de la hanche
• Le col fémoral est un os cortical qu’il porte tout la
partie supérieur de corps humain. De plus, il a été
bien démontré que la valeur de la densité minéral
osseuse du col fémoral est le meilleure paramètre
pour estimer le risque fracturaire a ce niveau.
• La patient est installé en décubitus dorsal
• Les membres inférieur dans le plan de la table
d’examen et en abduction.
• Une légère rotation interne permet de compenser
l’antéversion du col fémoral et le met dans un plan
perpendiculaire au faisceau de rx.

39. Le site de la hanche
• L’acquistion se fait sur la zone qui englobe la tète
fémoral et va 10 a 15 mm au-dessous du petit
trochanter.
• Trois zone d’analyse sont habituellement définies:
• 1er celle de dol fémoral est la plus intéressant, car la
plus sensible et la plus reproductible du être
fracturer.
• 2eme zone de mesure délimite région du grand
trochanter
• 3eme zone est placée de façon automatique ou
manuellement dans la région de plus faible densité.
C’est la zone triangulaire, la mesure dans cette
région particulière a souvent peu d’intérêt.

40. Le site de la hanche
NB: les 2 cols, dont la géométrie n’est pas strictement symétrique ces
différences peuvent atteindre 10%.
Comme on ne peut pas savoir, a priori quel cote présent la densité la plus
faible, il faut prendre soin de toujours mesurer la même hanche

41. L’ostéodensitomètrie du corps entier
• Examen apporte en effet de nombreux
renseignements aussi bien sur le compartiment
corporelle en masse maigre/grasse. Aussi qui sa
indication majore en ostéodensitomètrie
pédiatrique.
• Le patient est installé en décubitus dorsal, les
membres supérieurs alignés le long du corps et les
mains a plat en pronation.
• Les membres inférieures alignée dans l’axe du corps
et mis en rotation interne de 10 a 20 pour bien
dégager les cols fémorales et les péronés.
• La zone de balayage et de la tête, le tronc, les
membre jusqu'à les calcanéum.

42. L’ostéodensitomètrie du corps entier

43. D’autres sites pour l’ostéodensitomètrie
• D’autres sites come le piogent, la main, la cheville et le
calcanéum peuvent être étudiée pour suivi de maladie
telle que l'hyperparathyroïdie et l’évolution normal de la
croissance .
• Le calcanéum est un os porteur très riche en os
trabéculaire est également mesuré.

44. 3D-DXA

45. Fiabilité des mesures
• Exactitude : elle s’exprime par rapport à une
valeur de référence théorique et permet de
comparer les résultats obtenus avec des
appareillages différents. Compte tenu de la
difficulté d’apprécier ce critère, il est
recommandé d’utiliser le même type d’appareil
pour suivre un patient.

46. Fiabilité des mesures
• Précision : l’incertitude est représentée par
l’écart-type calculé à partir d’un certain nombre
de mesures successives effectuées avec le même
appareil. Le coefficient de variation est
généralement de 1 à 2 %, meilleur pour les
mesures au niveau lombaire qu’au niveau du col
fémoral. Il serait souhaitable qu’un contrôle de
la qualité des résultats soit établi, notamment
concernant la reproductibilité des mesures.

47. Évaluation de l’irradiation
• Elle varie d’un appareil à l’autre et en fonction
du site de mesure. La dose efficace se situe entre
0,5 et 4 millisieverts (mSv). Cette dose peut être
comparée à l’irradiation naturelle qui varie en
France entre 2,5 et 5,5 mSv, mais avec un débit
de dose beaucoup plus faible. Les doses en
radiodiagnostic (délivrées avec des débits de
dose plus élevés que les examens de mesure de la
DMO) s’échelonnent entre 0,5 mS (radiographie
thoracique) et 30 mSv (scanographie).

48. Analyse et interprétation des résultats
• L'analyse des résultats de DMO implique
généralement la comparaison de la densité
minérale osseuse d'un patient à une norme
établie pour son âge et son sexe. Les résultats
sont souvent présentés sous forme de T-score et
de Z-score.

49. T-score
• le T-score, il est nécessaire de connaître la DMO
moyenne d'un adulte jeune et en bonne santé. Il
est calculé en utilisant la formule suivante :

50. T-score

51. Z-score
Le Z-score compare la densité minérale osseuse du patient à la
densité minérale osseuse moyenne pour les personnes de même
âge et de même sexe.
Il s’agit de :
Z-score= ( la DMO correspondant au patient - la valeur de DMO moyenne )*σ
de la distribution de la population de référence
La valeur de référence est donnée en fonction de l’âge du sujet et
la distribution de la population de référence est supposée
identique à tous les âges, ce qui est approximativement exact.
Un Z-score d’un patient qui est inférieur à -2,0 peut indiquer a
leur maladie ou un autre problème de santé.

52. quantitative computerized
tomodensitometry ou QCT
• La tomodensitométrie quantitative (QCT) est
une technique médicale qui mesure la densité
minérale osseuse (DMO) à l'aide d'un scanner de
tomodensitométrie (CT) à rayons X avec une
norme d'étalonnage pour convertir les unités
Hounsfield (HU) de l'image CT en valeurs de
densité minérale osseuse.

53. quantitative computerized
tomodensitometry ou QCT
• En général, des fantômes solides placés dans un
tampon sous le patient lors de l'acquisition
d'images CT sont utilisés pour l'étalonnage. Ces
fantômes contiennent des matériaux qui
représentent un certain nombre de densités
minérales osseuses équivalentes différentes.

54. quantitative computerized
tomodensitometry ou QCT

55. quantitative computerized
tomodensitometry ou QCT
• Au niveau de la colonne vertébrale: le QCT est
utilisé pour mesurer la densité minérale osseuse
de l'os intérieur spongieux uniquement,
séparément de l'os cortical dense qui forme les
parois extérieures des vertèbres.

56. quantitative computerized
tomodensitometry ou QCT
• Au niveau de la hanche: Cliniquement, le QCT
est utilisé au niveau de la hanche pour produire
des mesures de la DMO par des mesures comme
de DXA.

57. quantitative computerized
tomodensitometry ou QCT
Les avantages:
Le QCT permet des mesures de la DMO de la
colonne vertébrale chez les patients atteints de
scoliose, qui ne peuvent généralement pas être
mesurées à l'aide de l'absorptiométrie à rayons X à
double énergie (DXA). De plus, le QCT peut éviter
les mesures de DMO artificiellement élevées qui
peuvent confondre les résultats de la DXA chez les
patients arthritiques, les patients obèses, qui
souffrent de rétrécissement de l'espace discal ou de
maladies dégénératives de la colonne vertébrale, de
calcification aortique ou ostéophytes.

58. Évaluation de l’irradiation
• Les protocoles d'analyse QCT sont à faible dose
que la ct standard et peuvent limiter la quantité
d'exposition aux rayonnements entre 0.3 et 1.5
mSv Ceci est comparable à l’éxaman de
l’ensemble de la colonne vertébral et
généralement nettement inférieur à un examen
CT standard. L'examen de QCT peut être
effectué sans nécessiter d'acquisition d'image
supplémentaire ni de dose de rayonnement
conséquente pour le patient.

59. Ostéodensitométrie utilisant les ultrasons
• Ces méthodes se prêtent bien au dépistage car les
différents matériels proposés sont beaucoup moins
coûteux et encombrants que les appareils
d’absorptiométrie biphotonique. Le principe en est
basé sur les modifications de la transmission des
ultrasons par l’os minéralisé. La mesure s’effectue
généralement au niveau du calcanéum ou des
phalanges.
• Selon les appareils, on apprécie l’atténuation de
l’intensité de l’onde ultrasonore ou la vitesse de
propagation des ultrasons. Certains matériels
permettent d’ailleurs de coupler les deux mesures.

60. Ostéodensitométrie utilisant les ultrasons