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Pourquoi ça craque ? Le phénomène de cavitation articulaire observé pour la première fois sur I.R.M.

Kawchuk, G. N., Fryer, J., Jaremko, J. L., Zeng, H., Rowe, L., Thompson, R. (2015). Real-Time Visualization of Joint Cavitation. PLoS ONE, 10(4), e0119470

Le bruit articulaire (ou audible) associé parfois à une manipulation vertébrale a longtemps été attribué à un phénomène de cavitation avec la formation et l’éclatement d’une bulle de gaz apparaissant lors de la séparation des surfaces articulaires. 

Les auteurs de l’étude présentent une nouvelle visualisation de ce phénomène sur I.R.M dynamique.

Dans cette étude, dix articulations métacarpo-phalangiennes ont été étudiées associées à un phénomène de traction axiale afin de reproduire le phénomène étudié. Avant et après traction, des enregistrements sur I.R.M. en séquence T1 ont été effectués. 

Au cours de la traction, des images en résonance magnétique ont été obtenues jusqu'à ce que le bruit articulaire se produise.

Méthodologie :
Dix articulations métacarpo-phalangiennes d’un seul participant ont été étudiées lors de deux sessions d’évaluation. La main du patient a été installée selon le modèle ci-dessous.

Durant l’acquisition de l’image, une traction axiale est effectuée manuellement par l’examinateur jusqu’à obtention d’un audible. Sur les 10 articulations, la traction a stoppé immédiatement après l’audible pour les 5 premières et a continué pendant cinq secondes pour les 5 dernières.

Analyse des images : 
L’espace entre les deux surfaces articulaires a été mesuré avant la traction, immédiatement après l’audible et après l’arrêt des forces de traction. En complément, l’intensité du signal a été évaluée au sein de l’articulation à l’endroit d’apparition du phénomène de cavitation ainsi que dans le reste de l’articulation où ce phénomène n’était pas attendu. Les images ont ensuite été analysées par deux radiologues.

Résultats :
Les images statiques ont montré des articulations métacarpo-phalangiennes normales sans apparence de cavité gazeuse au sein de l’articulation avant le phénomène de traction axiale. Suite à l’apparition de l’audible, un hyposignal a été observé au sein de l’articulation (flèche jaune).

Les images dynamiques ont montré une suite d’éléments associés au phénomène de cavitation. Ce phénomène peut être observé sur les quatre séquences ci-dessous représentant le phénomène de traction de l’articulation métacarpo-phalangienne du quatrième doigt droit.

  • Séquence A : articulation au repos
  • Séquence B : avant la fissuration
  • Séquence C : après la fissuration
  • Séquence D : après libération des forces de traction axiale

Discussion:

Il s’agit de la première utilisation d’une I.R.M. dynamique afin de visualiser le phénomène de cavitation articulaire. L’étude a montré une concordance avec les connaissances précédentes associées à ce phénomène : faible séparation des surfaces articulaires dans la phase de repos et séparation rapide des surfaces articulaires associées à un audible articulaire lors de la traction. L’I.R.M. a montré la formation d’une cavité au moment de la séparation articulaire rapide et persistant après la production de l’audible.

 

Un hyposignal a été observé sur l’I.R.M. supportant la présence d’une cavité pleine d’air dans l’espace intra-articulaire. L'augmentation progressive de l'intensité du signal dans la même région juste avant l’audible est évocateur de l'accumulation de liquide au cours de cette phase de traction.

Les résultats apportent la preuve expérimentale que l’audible est associé à un phénomène de cavitation plutôt que par l’éclatement d’une bulle préexistante. Ces observations sont cohérentes avec le processus de « tribonucleation » dans le lequel deux surfaces opposées résistent à leur séparation jusqu’à un point critique où la séparation rapide entraine la formation d’une cavité gazeuse disparaissant immédiatement. La baisse de la pression du liquide synovial permet au gaz de sortir de la solution expliquant l’aspect « d’espace noir » créé dans l’articulation. La cavité persiste après la production de l’audible et ne disparait pas avec l’arrêt des forces de traction mais lors de l’audible. 

Certaines limites sont observées concernant la visualisation de l’articulation sur l’I.R.M. : incapacité de visualiser l’articulation dans son intégralité, impossibilité de visualiser la réaction des autres articulations au phénomène de traction, impossibilité d’observer le devenir du phénomène de cavitation au sein d’autres articulations.

Les forces de traction n’ont pas été mesurées dans cette expérience. Il n’est donc pas possible de savoir si la même force de traction est nécessaire pour chacun des doigts.

L’étude n’a porté que sur un seul participant dont les critères d’inclusion et d’exclusion ne sont pas définis.

Cette étude ne renseigne pas sur l’ampleur de l’audible perçu lors de la traction de l’articulation et lié à la formation de la cavité intra-articulaire. 

L’I.R.M. a également montré un phénomène nouveau précédent le phénomène de cavitation : l’apparition d’un hypersignal dans l’espace intra-articulaire. Il n’y a pas d’explication directe de cette visualisation qui nécessite des investigations complémentaires dans le futur. Des modifications dans l’organisation du liquide dans l’articulation sont suspectées pouvant résulter d’une fuite du liquide hors du cartilage articulaire avec l’augmentation de la pression intra-articulaire. Ce signe pourrait être le signe de santé du cartilage.

 

Fabrice Mallard DC