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Posté par Isabelle le Lundi 12/02/2018 à 12:00
L'architecture des muscles explorée par IRM à très haut champ
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 (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un produit, d'une information), voire...), 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 (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous identiques sans...) [MD] et anisotropie (L'anisotropie (contraire d'isotropie) est la propriété d'être dépendant de la direction. Quelque chose d'anisotrope pourra présenter différentes caractéristiques selon la...) fractionnelle [FA]) et de l’architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) (longueur de fibre (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement...) traquée [LF] et angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.) de pennation [θ]) à partir de la tractographie des fibres musculaires des différents muscles de la jambe.

La perte de force musculaire (La force musculaire est la capacité d'un muscle d'exercer une force contre une résistance. Afin de l'apprécier, il faut aussi considérer l'endurance musculaire.) chez des patients est liée à un changement du volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) du muscle (Les muscles sont une forme contractile des tissus des animaux. Ils forment l'un des quatre types majeurs de tissus, les autres étant le tissu épithélial, le tissu conjonctif, le tissu nerveux. Ce tissu forme, avec...), 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 (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) métabolique par résonance magnétique (CEMEREM) de Marseille - équipé d’un appareil d'IRM à très haut champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) (1) (7 tesla) - ont mis en évidence l'architecture 3D sur la globalité du volume de l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être...) 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 (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) dans le muscle. L'orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil à l'équinoxe) et des points cardinaux (nord de la...) prédominante de cette diffusion donne indirectement, grâce à des algorithmes de tractographie, un modèle de l'organisation (Une organisation est) 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 (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un...) 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 (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa...) de section transversale physiologique musculaire, à partir de ces mesures, a montré une bonne corrélation avec la capacité de production de force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu...) 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 (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).), l’AP-HM et Siemens Healthcare.


Pour en savoir plus:
Lire: Un nouvel équipement d'imagerie pour l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est...) 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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Source: CNRS-INSIS