Role of 1H 3 Tesla MR spectroscopy in the comprehension of the physiopathology of hip bone marrow
Apport de la spectroscopie 1H par résonance magnétique (3 Tesla) à la compréhension de la physiopathologie de la moelle osseuse de la hanche
Résumé
Some bone alterations seem to be linked to medullary adiposity that could play a major role in the physiopathology of several disorders involving bone marrow. Although the mechanisms intervening between osteogenesis and adipogenesis are not completely understood, they could be responsible for modifications of bone marrow composition. Some recent studies have demonstrated that yellow bone marrow represents a specific fat tissue, different from white or brown adipose tissues.Moreover these studies suggested that yellow bone marrow could have a significant role in the pathogenesis of several bone marrow diseases, especially involving the hip.MRI spectroscopy permits a quantitative non-invasive evaluation of the fat content of bone marrow, completing the diagnostic findings obtained with traditional IRM examination. 3 T MRI enables an improvement of spectra quality with relatively short acquisition time and it is adequate to clinical practice.The value of this technique has been poorly evaluated at the hip and no reproducibility studies or no normal values have been determined or published so far.The goal of the present research was to assess the role of 1H MR spectroscopy in the quantitative evaluation of hip bone marrow.This aim of this research project was threefold.The first axis of research was oriented to set the spectroscopic technique and to evaluate its reproducibility in the evaluation of hip bone marrow using a 3 T magnet. To the best of our knowledge this had not been assessed earlier. We demonstrated that 1H 3 T MRI spectroscopy is a reliable technique that permits to obtain highly reproducible fat content values of the hip bone marrow. Moreover we proved that no statistical significant difference existed when comparing left and right fat content values in the same individual. The results of this work have been accepted for publication.On this basis we obtained, within the second axis of this research project, normal hip fat content values in healthy subjects taking into account the age and the gender. This study enables to dispose of normal reference values in order to assess pathological conditions of hip bone marrow.The third axis of this project is on going. It concerns the research and the identification of possible abnormal spectra of hip bone marrow in patients affected from femoral head osteonecrosis or anorexia nervosa. At this time point, the recruitment of patients with osteonecrosis is over and we dispose of some preliminary results. The recruitment of patients affected from anorexia nervosa is currently in course.
Des altérations intra-osseuses liées à l’adiposité médullaire et à ses répercussions sur l’inflammation peuvent jouer un rôle important dans la physiopathologie de certaines maladies de la moelle osseuse (MO). Ces altérations locales, actuellement mal connues, correspondent à une modification de la répartition des différents constituants du tissu osseux et impliquent des interactions entre ostéogenèse et adipogenèse. Des études récentes ont démontré que la MO jaune constitue un tissu adipeux spécifique, différent des tissus adipeux blanc ou brun. Ces études suggèrent qu’elle pourrait avoir un rôle dans la pathogénie d’un grand nombre de pathologies de la moelle osseuse, notamment à la hanche.La spectroscopie par IRM (IRMS) présente l’intérêt d’évaluer, de façon quantitative et non invasive, le contenu graisseux au sein de la MO jaune, en complément des informations diagnostiques obtenues avec séquences IRM conventionnelles. Grâce aux IRM 3T, une amélioration de la qualité spectrale avec des temps d’acquisition adaptés à la pratique clinique peut être espérée. Or, cette technique n’a quasiment pas été évaluée à la hanche et aucune évaluation de la reproductibilité ni aucunes valeurs normales n’ont été étudiées, validées et publiées à ce jour.Le but de ce travail de recherche a donc été d’établir le rôle de la spectroscopie 1H par IRM 3T dans l’évaluation quantitative de la moelle osseuse de la hanche.Notre travail s’est articulé autour de trois axes, donnant lieu au développement des 3 parties de cette thèse.La première étude a porté sur la mise au point de la technique spectroscopique à la hanche et sur l’évaluation de la reproductibilité de cette technique avec une machine IRM 3 Tesla, puisque cela n’avait pas été étudié.J’ai démontré que la spectroscopie 1H MR à 3 Tesla est une technique fiable, permettant l’obtention de valeurs de contenu graisseux hautement reproductibles au sein de la moelle osseuse de la hanche et qu’aucune différence statistiquement significative du contenu graisseux n’existait entre les deux hanches. Ce travail a été accepté pour publication.Sur cette base, nous avons établi, au cours de la 2ème étude, des valeurs de normalité du contenu graisseux du fémur proximal chez des sujets sains en tenant en compte de l’âge et du sexe de l’individu, étape indispensable pour disposer de données de référence lors de l’évaluation des conditions pathologiques affectant la moelle osseuse à la hanche. Ce travail est actuellement soumis à publication.La 3ème étude, en cours, porte sur la recherche et l’identification potentielle de spectres anormaux de la moelle osseuse de la hanche chez des patients présentant une ONTF ou souffrant d’anorexie mentale. A l’heure actuelle, le recrutement de patients porteurs d’une ONTF est presque terminé et nous disposons de quelques résultats préliminaires. Quant au recrutement des patients atteints d’anorexie mentale, il est actuellement en cours.
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Médecine humaine et pathologie| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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