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Grâce à un appareil d'IRM à très haut champ (7 tesla) installé sur le site hospitalier du CRMBM-CEMEREM, à Marseille, l'architecture 3D des muscles de la jambe a pu être caractérisée avec précision et reproductibilité. Les résultats, obtenus par une technique d'imagerie du tenseur de diffusion, sont publiés dans la revue Radiology.
© CRMBM
Exemple de données obtenues pour l'évaluation de la diffusivité (carte de diffusivité [λ1, λ2 et λ3], diffusivité moyenne [MD] et anisotropie fractionnelle [FA]) et de l'architecture (longueur de fibre traquée [LF] et angle de pennation [θ]) à partir de la tractographie des fibres musculaires des différents muscles de la jambe.
La perte de force musculaire chez des patients est liée à un changement du volume du muscle, mais aussi à l'architecture musculaire. L'imagerie par résonance magnétique (IRM) permet de mesurer le volume du muscle, tandis que la méthode de référence pour déterminer l'architecture est jusqu'ici l'échographie, mais localement et seulement en 2D. Les expérimentations menées au Centre de résonance magnétique biologique et médicale (CRMBM, CNRS/AMU), qui héberge sur son site hospitalier le Centre d'exploration métabolique par résonance magnétique (CEMEREM) de Marseille - équipé d'un appareil d'IRM à très haut champ (1) (7 tesla) - ont mis en évidence l'architecture 3D sur la globalité du volume de l'ensemble des muscles de la jambe chez des volontaires sains.
Pour caractériser l'architecture des muscles, les chercheurs ont utilisé la technique d'imagerie de tenseur de diffusion, qui permet de suivre la diffusion des molécules d'eau dans le muscle. L'orientation prédominante de cette diffusion donne indirectement, grâce à des algorithmes de tractographie, un modèle de l'organisation du muscle à partir duquel peuvent être quantifiées les longueurs et orientations des fibres musculaires. Les avantages de l'IRM à très haut champ sont d'améliorer la résolution spatiale et la reproductibilité des mesures. La reproductibilité a pu être démontrée par des expérimentations sur les muscles de la jambe de huit volontaires (quatre hommes et quatre femmes). Les chercheurs ont aussi mis en évidence, avec vingt autres volontaires, les différences d'architecture au sein des muscles (par exemple, entre les insertions musculaires et le ventre du muscle). Peu de différences ont été constatées entre les volontaires hommes et femmes. Le calcul de la surface de section transversale physiologique musculaire, à partir de ces mesures, a montré une bonne corrélation avec la capacité de production de force maximale volontaire.
L'ensemble de ces résultats permettent d'envisager de futures applications dans le sport (suivi d'entraînement, récupération après blessure), mais aussi dans le domaine clinique, pour des patients atteints de maladies neuromusculaires.
Note:
(1) Un appareil d'IRM à très haut champ (7 tesla) est installé sur le site hospitalier du CRMBM-CEMEREM depuis 2014. Cet appareil a été financé par le programme Equipex 2011 (projet 7T-AMI), à travers un partenariat formel (accord de Consortium) entre AMU, le CNRS, l'AP-HM et Siemens Healthcare.
Pour en savoir plus:
Lire: Un nouvel équipement d'imagerie pour l'homme inauguré à Marseille
Références publication:
Diffusion Properties and 3D Architecture of Human Lower Leg Muscles Assessed with Ultra-High-Field-Strength Diffusion-Tensor MR Imaging and Tractography: Reproducibility and Sensitivity to Sex Difference and Intramuscular Variability,
A. Fouré; A. C. Ogier; A. Le Troter; C. Vilmen; T. Feiweier; M. Guye; J. Gondin; P. Besson; D. Bendahan.
Radiology (janvier 2018)
https://doi.org/10.1148/radiol.2017171330
Contact chercheur:
- Alexandre Fouré - CRMBM
- David Bendahan - CRMBM
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