Dans cet article de blog, nous examinons de plus près les causes des douleurs au genou pendant l’exercice, comment elles peuvent être diagnostiquées avec une IRM et les principes et avantages de la technologie IRM.
Signaux de douleur du genou, révélés par une IRM
Je faisais de l'exercice lorsque la semelle de ma chaussure s'est coincée dans l'herbe et mon genou a cessé de suivre mon corps. J'ai ressenti une douleur passagère, mais je n'y ai pas prêté attention. Le lendemain, mon genou était enflé et je ne pouvais plus plier la jambe, mais le médecin m'a dit que c'était une entorse et qu'il fallait que je me repose quelques jours. Après deux jours de compresses, j'ai pu courir, m'arrêter, m'asseoir et me relever sans trop de difficulté. Cependant, lors d'entraînements intenses, j'avais parfois l'impression que mon genou me lâchait, et ces jours-là, il gonflait. Je faisais une pause et j'attendais que ça aille mieux, mais je me rendais de plus en plus compte que ça ne fonctionnait pas. Finalement, après un an de procrastination, j'ai consulté un médecin, qui m'a recommandé une imagerie par résonance magnétique (IRM).
En attendant mon tour dans la salle d'attente, j'étais envahi par l'anxiété, me demandant si mon genou avait un problème grave. Même pendant que le médecin m'expliquait la procédure, je ne pouvais m'empêcher de penser que cela pouvait être grave. Je suis entré dans la salle d'examen, j'ai enlevé ma ceinture, ma montre et mes autres objets métalliques, et je me suis allongé sur la table d'examen avec des bouchons d'oreilles. Après 30 minutes passées allongé sur le tapis roulant, dans un couloir circulaire étroit et claustrophobe, à écouter les coups sourds de la machine, la prise de vue était terminée. La série de photos que le médecin m'a montrée ensuite était comme des tranches de viande pressée à partir de ma jambe. Alors que je souriais à l'idée d'être ainsi fait d'os et de chair, que la machine me connaissait mieux que moi-même, le médecin a pointé un point flou sur l'image et m'a dit :
« Votre ligament croisé antérieur est presque déchiré. »
En entendant ces mots, j'ai eu le vertige. En tant que sportif, cette nouvelle a été un choc. Il m'a expliqué les options de traitement, mais je me disais déjà que je ne pourrais peut-être plus pratiquer les sports que j'apprécie habituellement.
Le phénomène de résonance magnétique nucléaire
Les appareils d'imagerie par résonance magnétique comme celui-ci nous permettent de voir l'intérieur du corps et jouent un rôle important dans la détection non seulement de lésions internes peu symptomatiques, mais aussi dans la localisation et la malignité de diverses tumeurs. Comment est-ce possible ? La réponse réside dans le phénomène de résonance magnétique nucléaire.
La matière est composée d'atomes qui peuvent être divisés en noyaux et en électrons. Le noyau et les électrons tournent chacun et ont un moment cinétique, que nous appelons spin. Tout comme il y a des pôles nord et sud sur la Terre en rotation, les noyaux et les électrons avec spin ont également des pôles N et S. Ainsi, avec un peu d'exagération, nous pourrions dire que notre corps est en réalité constitué d'innombrables aimants. Mais notre corps ne fonctionne pas comme un aimant. Les axes de rotation des innombrables noyaux atomiques et « aimants » électroniques sont alignés dans des directions différentes de sorte que la somme de leurs propriétés magnétiques est nulle. Ce n'est que lorsqu'un champ magnétique puissant est appliqué de l'extérieur dans une certaine direction que les axes de rotation des noyaux et des électrons tournent pour faire face à la même direction, comme une boussole. Mais même après l'alignement, l'axe de rotation vacille avec une certaine périodicité, comme l'axe d'une toupie tournant autour d'un cône à mesure que sa vitesse diminue. Ce mouvement stupéfiant d'un objet en rotation lorsqu'il tourne sur son axe est appelé précession et peut être observé non seulement dans la rotation des noyaux atomiques ou des électrons, mais également dans des phénomènes physiques allant des toupies aux planètes.
Il est à noter que la fréquence de spin (vitesse de spin) d'un noyau atomique dans un champ magnétique est uniquement déterminée par la force du champ magnétique et le type d'atome, et que lorsque des ondes électromagnétiques de même fréquence que la fréquence de spin sont émises de l’extérieur, les ondes électromagnétiques sont absorbées par le matériau, provoquant un phénomène appelé résonance.
En 1945, l'Américain Edward Purcell, qui découvrit ce phénomène, jeta les bases de l'analyse par résonance magnétique nucléaire, une expérience consistant à bombarder un échantillon placé dans un champ magnétique avec des ondes électromagnétiques de différentes fréquences afin de déterminer la fréquence de rotation de l'échantillon et donc les atomes qui le composent. Ses travaux lui valurent le prix Nobel en 1953. Cependant, les premières méthodes de résonance magnétique nucléaire étaient trop peu sensibles pour déterminer la position des atomes, ce qui limitait leur polyvalence. Le chimiste suisse Richard Ernst développa l'analyse par résonance magnétique nucléaire à haute résolution en deux et trois dimensions, ouvrant la voie au développement des appareils d'imagerie par résonance magnétique (IRM). Ernst reçut le prix Nobel de chimie en 1991 pour ses travaux.
Atomes d'hydrogène et imagerie par résonance magnétique
L'hydrogène est un excellent atome pour l'analyse par résonance magnétique nucléaire. Avec un numéro atomique de 1, l’hydrogène ne possède qu’un seul électron, qui n’est souvent pas entièrement le sien en raison d’une liaison covalente ou d’une ionisation. Cela facilite l’application de l’analyse par résonance magnétique nucléaire au noyau d’un atome, ce qui présente l’avantage d’une faible erreur et d’une sensibilité élevée. De plus, en tant que membre de l'eau (H20), qui représente 70 % de notre corps, il a une large plage de distribution et un grand nombre.
Comment un appareil d'imagerie par résonance magnétique (IRM) obtient-il des informations sur l'intérieur du corps humain à partir de l'hydrogène ? Dans le passage circulaire d'un appareil d'imagerie par résonance magnétique, le corps humain est soumis à un champ magnétique de taille uniforme, ce qui provoque l'alignement des atomes d'hydrogène dans la direction du champ magnétique et un mouvement de lavage. Cependant, toutes les parties du corps ne subissent pas le même niveau d'alignement et de nettoyage.
Dans les organes à forte concentration d’eau, comme le cerveau, les noyaux d’hydrogène sont plus alignés. En revanche, les organes aériens, tels que les poumons, possèdent relativement moins de noyaux d’hydrogène alignés. La répartition des noyaux d’hydrogène dans les organes, ainsi que dans les os et les ligaments, peut être altérée par un traumatisme physique. Les caractéristiques spécifiques aux cellules doivent également être prises en compte. Une cellule normale et une cellule tumorale sont susceptibles d’avoir une répartition différente des noyaux d’hydrogène.
Par conséquent, lorsque des ondes électromagnétiques bombardent le corps humain dans un champ magnétique uniforme, la quantité d’ondes électromagnétiques absorbées sous forme d’énergie varie selon que l’organe, le squelette, le ligament/tendon ou la cellule est malade ou non. Les appareils d'imagerie par résonance magnétique utilisent des capteurs pour mesurer la quantité d'énergie absorbée et libérée par différentes parties du corps. Sur cette base, il crée une image de l’intérieur du corps.
Avantages et inconvénients de l'imagerie par résonance magnétique
Quiconque a déjà subi une radiographie ou une tomodensitométrie (TDM) dans un hôpital a vu les avertissements de zone de danger radiologique peints devant la pièce. Mais avec l’imagerie par résonance magnétique, qui utilise des champs magnétiques et des ondes électromagnétiques, vous n’avez pas du tout à vous soucier des radiations. En particulier, les ondes électromagnétiques utilisées dans l’analyse par résonance magnétique nucléaire des noyaux d’hydrogène se situent dans la gamme de fréquences des ondes radio (RF) que nous utilisons pour la radio, la télévision et les téléphones portables.
Les résultats sont également excellents. Les rayons X ne fournissent que des informations floues sur une seule coupe transversale, et la tomodensitométrie (TDM) ne permet de prendre que des images en coupe transversale, tandis que l'IRM fournit des informations tridimensionnelles, permettant ainsi de réaliser des coupes dans toutes les directions pour des résultats haute résolution. L'inconvénient est que cet équipement est coûteux, bruyant et nécessite un séjour prolongé dans un espace confiné. Les patients porteurs de matériaux métalliques, comme les cœurs artificiels, ne doivent pas être examinés en raison du risque de distorsion du champ magnétique ou d'induction électromagnétique.
Depuis ses débuts, l’imagerie par résonance magnétique nous a permis de voir l’intérieur du corps et a contribué au diagnostic précoce de nombreuses maladies. Comme le dit le proverbe, on peut voir à travers l'eau de dix façons, mais on ne peut pas voir à travers les gens, et maintenant il semble être plus facile que jamais de voir à travers les gens. Mais bon sang, l’imagerie par résonance magnétique est probablement l’une des rares inventions humaines où seuls les bons se démarquent.
