Le système EOS : des radiographies de tout le squelette en position debout il est le produit de la collaboration étroite de plusieurs disciplines (physique des rayonnements, biomécanique, radiologie et orthopédie de l’enfant) depuis plus de 20 ans.

Sa principale caractéristique est une réduction considérable des doses de rayons X (de 8 à 10 fois moins pour la radiologie bidimensionnelle, de 800 à 1 000 fois moins pour la radiologie tridimensionnelle) grâce à l’utilisation d’un détecteur gazeux des rayons X (prix Nobel de physique attribué à Georges Charpak en 1992).

Le système EOS permet l’étude du patient en position debout en obtenant des clichés simultanés de face et de profil, du sommet de la tête jusqu’à la plante des pieds. Cette acquisition “radiologique” permet ensuite d’obtenir des reconstructions 3D de tous les niveaux ostéo-articulaires.

Cette reconstruction est aussi précise que celle obtenue par tomodensitométrie conventionnelle. De plus, l’examen est effectué en position “fonctionnelle” debout ou assise, ce qui n’est possible actuellement par aucune autre méthode classique comme le scanner ou l’IRM.

La reconstruction 3D peut être obtenue dans des délais courts de l’ordre de 30 s pour un rachis complet. Ne faisant pas double emploi avec l’IRM, même si celle-ci évolue aussi vers la position debout, EOS permet des études de la pathologie ostéo-articulaire jusque là jamais réalisées (en particulier du rachis et des membres inférieurs) avec un examen d’ensemble de l’individu au lieu des segments fragmentés donnés jusqu’à présent par les moyens actuels, radiographies conventionnelles ou tomodensitométrie.

Principe de réalisation des radiographies par le système EOS

Les caractéristiques de cet instrument de radiologie sont fondées sur deux détecteurs linéaires de 45 cm de large permettant de transformer les photons X en électrons. Ces détecteurs sont disposés de manière orthogonale et unis de manière rigide l’un par rapport à l’autre, balayant verticalement sur une hauteur de 175 cm, de façon à permettre la prise de vue simultanée de face et de profil de toute la hauteur du squelette en position debout, avec une faible dose d’irradiation. Cette dose, vérifiée par dosimétrie, est de 8 à 10 fois moindre que pour une radiographie conventionnelle pour ces examens bidimensionnels. La durée du balayage est de l’ordre de 15 s pour un adulte et, bien sûr, décroît avec la taille de l’individu. L’immobilité requise pendant la durée du balayage est cependant une certaine limitation chez les tous jeunes enfants dont certains ne réalisent pas cette immobilité. Les clichés obtenus sont numériques, non distordus (puisque le rayon est toujours perpendiculaire à l’objet). Ils peuvent être traités numériquement pour avoir un effet d’agrandissement sur une articulation précise par exemple. Ces images sont stockées informatiquement avec facilité et peuvent être délivrées sur des films après un éventuel traitement de certaines zones en fonction de la pénétration des rayons. Cette étape évite la répétition des clichés et permet d’utiliser au maximum la même acquisition radiologique.

Des images dans toutes les dimensions

Grâce aux logiciels de reconstruction tridimensionnelle mis au point à l’école nationale supérieure des Arts et Métiers (ENSAM-ParisTech) en collaboration avec le laboratoire d’Ingénierie orthopédique de Montréal, une reconstruction 3D surfacique semi-automatique de toutes les pièces squelettiques peut être effectuée. La précision de ces reconstructions est tout à fait comparable à celles réalisées au moyen d’un scanner.

Par rapport au scanner, l’imagerie 3D EOS offre deux avantages considérables :

• la reconstruction tridimensionnelle s’obtient à partir des seuls clichés initiaux de face et de profil avec l’avantage d’une diminution considérable des doses d’irradiation (de l’ordre de 800 à 1 000 fois moins que les reconstructions 3D scanner) ;
• l’examen est réalisé en position debout, ce qui permet d’apprécier la réalité de l’appareil locomoteur en position “fonctionnelle” en tenant compte des contraintes liées à la gravité. Il s’agit en effet de données fort précieuses dans l’étude des déformations des membres et du tronc qui sont très souvent modifiées et aggravées en position debout.

Un outil de recherche au service des cliniciens

Le système EOS est actuellement accessible en pratique clinique quotidienne. Il reste cependant un outil de pointe, appelé à des développements constants et à une intense utilisation en recherche clinique et translationnelle.

Portés par le département hospitalo-universitaire “Maladies musculo-squelettiques et Innovations thérapeutiques” (DHUMAMUTH), plusieurs projets de recherche sont actuellement menés afin d’offrir toujours plus de portées cliniques à l’analyse des images EOS. Ainsi, l’analyse du couplage entre la morphologie de la cage thoracique et la fonction respiratoire “réelle” du patient est à l’étude, tout comme l’analyse radiologique de la colonne vertébrale et des hanches des enfants et adolescents polyhandicapés, au moyen d’un nouveau système permettant de réaliser l’acquisition des images EOS en position assise et non plus debout.