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Article de méthode

Caractérisation tissulaire échographique du tendon d’Achille humain par quantification de la stabilité des modèles d’écho

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DOI :

10.3791/68543

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5 septembre 2025

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1Division of Physical Medicine and Rehabilitation, Department of Surgical Sciences, University of Turin, 2Polito (BIO) Med Lab, Biolab, Department of Electronics and Telecommunications, Politecnico di Torino

Dans cet article

Résumé

L’échographie est l’approche la plus couramment adoptée en milieu clinique pour l’évaluation de la taille et de la structure du tendon d’Achille. Afin d’élargir l’évaluation du tendon d’Achille de manière plus complète, l’approche de caractérisation tissulaire par ultrasons (UTC) a récemment été proposée et validée dans des études cliniques.

Résumé

L’évaluation de la taille et de la structure des tendons est couramment incluse dans la prise en charge clinique des athlètes en bonne santé et de différents types de patients afin de personnaliser leur entraînement ou leur rééducation. L’analyse quantitative de la structure du tendon d’Achille décrite ici peut être effectuée à l’aide d’un système récemment introduit qui est non invasif, relativement peu coûteux, portable, sans rayonnement et permet la collecte rapide de données précises et reproductibles. Il utilise une sonde à ultrasons standard qui est automatiquement déplacée par un trajectographe par pas précis de 0,2 mm sur la région d’intérêt pour collecter des images échographiques bidimensionnelles successives qui sont ensuite compilées en bloc de données tridimensionnel. La procédure de mesure est simple : un sujet peut être testé en 10 à 15 minutes et un rapport complet est généré automatiquement. La quantification de quatre types d’échos différents permet d’évaluer l’intégrité tissulaire : cette quantification peut être utile pour l’évaluation diagnostique et pronostique des patients atteints de tendinopathie d’Achille.

Introduction

Le tendon d’Achille est un site courant de tendinopathie, causant de la douleur, une déficience physique et une invalidité 1,2. La tendinopathie d’Achille est un trouble courant résultant d’une surutilisation, en particulier chez les athlètes, mais elle est également répandue chez les personnes sédentaires et les patients atteints de maladies rhumatologiques etendocriniennes3. Deux formes distinctes de tendinopathie d’Achille peuvent être diagnostiquées : la tendinopathie médiane qui affecte le tendon de 2 à 7 cm au-dessus de son insertion calcanéenne et la tendinopathie insertionnelle qui implique les 2 cm distaux du tendon proximal au calcanéum4. La tendinopathie d’Achille médiane est plus fréquemment observée que la tendinopathie insertionnelle 5,6, qui survient généralement chez les patients rhumatologiques7 et endocriniens8 et chez les patients atteints de déformation de Haglund9.

Parmi les tests diagnostiques pour l’évaluation du tendon d’Achille, l’échographie est actuellement l’approche la plus couramment adoptée, mais son utilisation dans la pratique clinique se limite généralement aux mesures quantitatives de la taille du tendon (c’est-à-dire l’épaisseur et la section transversale) et à l’évaluation qualitative de la structure du tendon10,11. De plus, l’échographie pose des problèmes tels que la variabilité inter/intra-opérateur et le manque de standardisation des protocoles d’acquisition12. Par conséquent, de nombreux défis se posent lorsqu’il s’agit de comparer ou d’analyser des données acquises avec différents appareils et avec différents protocoles d’acquisition.

La caractérisation tissulaire par ultrasons (UTC) est une nouvelle technique proposée pour quantifier l’intégrité structurelle du tendon et surmonter certaines limites de l’approche échographique conventionnelle13. Cette méthode permet de quantifier l’agencement ultra-structurel du tendon d’Achille en analysant la stabilité tridimensionnelle des motifs d’écho (intensité et distribution) dans des images échographiques transversales contiguës13. L’UTC fournit une évaluation quantitative de l’intégrité du tendon, exprimée en termes de quatre types d’écho différents. L’écho de type I reflète des faisceaux de tendons intacts et alignés ; l’écho de type II correspond à des faisceaux tendineux légèrement perturbés et ondulants ; l’écho de type III résulte principalement du tissu fibrillaire ; et l’échotype IV représente des zones composées principalement de matrice amorphe avec une perte marquée de fibrilles, d’éléments cellulaires ou d’accumulation de fluides13,14.

Des études récentes ont montré que l’UTC a une reproductibilité bonne à excellente 15,16,17,18 et peut être utilisé pour surveiller les modifications du tendon d’Achille chez les athlètes d’élite après des séances d’exercice uniques 19 et une charge d’exercice chronique20, chez les sujets sains21 et tendinopathiques22 après une thérapie par ondes de choc, et chez les patients atteints de tendinopathie médiane23,24. De plus, il a été démontré que l’UTC détecte et quantifie une légère désorganisation des tissus, là où les ultrasons conventionnels ne parviennent pas à détecter ces changements. En fait, Docking et coll.25 ont montré chez des patients atteints de tendinopathie unilatérale d’Achille (partie médiane ou insertionnelle) que les deux tendons étaient structurellement compromis, ce qui étaye la preuve de la nature bilatérale de la tendinopathie. Nous avons également constaté récemment, chez des patients atteints de rhumatisme psoriasique avec une tendinopathie insertionnelle, que l’analyse UTC était capable de détecter des altérations structurelles bilatérales du tendon même lorsque les symptômes étaient unilatéraux26. De manière cohérente, une revue systématique récente27 a conclu que l’UTC peut également fournir des informations pronostiques chez les patients atteints de tendinopathie d’Achille : la diminution des pourcentages d’écho de type I et II peut précéder et prédire l’apparition de symptômes cliniques. Le protocole suivant a pour but de décrire la procédure d’évaluation du tendon d’Achille par l’approche UTC.

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Protocole

Le protocole suit les directives d’intégrité scientifique de l’École polytechnique de Turin28. L’acquisition d’images échographiques a été réalisée dans le cadre d’une étude de recherche approuvée par le comité d’éthique local (« Comitato Etico Interaziendale » : protocole n. 0001612/30/12/2021), et les sujets étudiés ont donné leur consentement écrit (pour la participation à l’étude et la publication d’images anonymisées).

1. Préparation du système

REMARQUE : Le système est composé de quatre composants (voir tableau des matériaux) : Système intelligent avec le logiciel de scanner à ultrasons ; logiciels d’analyse ; sonde linéaire multifréquence (5-16 MHz) à réseau linéaire de 192 éléments couvrant une largeur d’image de 4 cm, avec une fréquence centrale nominale de 11 MHz ; Tracker : cadre (prémonté) et entretoise (prémonté).

  1. Préparation de la sonde
    REMARQUE : Le transducteur doit être monté sur le tracker en position transversale, qui est livré avec le cadre et l’entretoise montés en place (figure supplémentaire S1A).
    1. Libérez l’entretoise du tracker en dévissant les deux vis métalliques sous le tracker, puis couvrez la surface supérieure de l’entretoise avec une épaisse couche de gel acoustique. Remettez les deux composants ensemble.
    2. Dévissez les deux vis noires de la sangle du transducteur et la vis de blocage de la base du support du transducteur. Insérez le transducteur dans la base du support du transducteur et serrez la vis de blocage. Abaissez complètement la sangle sur le col du transducteur et fixez les deux vis.
    3. Retirez les deux vis noires qui maintiennent le support de sonde en place et ajustez la hauteur du support de transducteur de manière à ce qu’il se déplace (d’un demi-millimètre à un millimètre) à l’abri du cadre et de l’entretoise, en contact avec du gel acoustique.
    4. Connectez à la fois le tracker (avec le câble USB) et le transducteur au Smart System. Connectez la brique d’alimentation du système intelligent.
  2. Mise sous tension du système
    1. Allumez le système intelligent en appuyant sur le bouton d’alimentation situé sur le bord supérieur gauche de l’appareil, jusqu’à ce que la lumière bleue soit visible dans le bouton.
      REMARQUE : Quelques bips se feront entendre.
    2. Depuis le bureau, double-cliquez sur l’icône figure-protocol-1 du logiciel d’échographie, puis réduisez l’écran de l’échographie dans la barre d’outils du système intelligent.
    3. Allumez le tracker en appuyant sur le bouton ON/OFF .
      REMARQUE : Un double bip se fera entendre, confirmant la connexion du Smart System avec le tracker : le système est maintenant prêt pour l’acquisition de données.

2. Préparation du sujet

  1. Demandez au sujet de s’allonger dans une position couchée confortable, le pied nu détendu suspendu au-dessus du bout de la table.
  2. Recouvrez la peau de la partie distale de la jambe postérieure avec du gel acoustique, formant une couche épaisse pour assurer un contact optimal entre la peau et le transducteur.
  3. Dorsifléchir passivement la cheville du sujet (jusqu’à ce que la dorsiflexion maximale soit atteinte) en poussant le genou contre les têtes métatarsiennes du sujet (figure supplémentaire S1B).

3. Acquisition d’images

  1. Sur le système intelligent, double-cliquez sur l’icône figure-protocol-2du logiciel d’analyse . Cliquez sur le bouton figure-protocol-3 rouge (Acquisition) dans la barre d’outils supérieure. Dans le message Initialisation du traqueur OK, cliquez sur OK.
  2. Lorsque la fenêtre de contrôle d’acquisition s’affiche, cliquez sur START US pour afficher l’image de l’échographie à partir du logiciel d’échographie.
    REMARQUE : Utilisez les paramètres prédéfinis d’acquisition suivants : une profondeur de pénétration de 30 mm, 4 points focaux et la focalisation du faisceau central à 20 mm. Gardez les tailles de pixels latéraux et axiaux égales à 0,0925926 mm. Lors de l’acquisition, réglez la taille du pas (c’est-à-dire la distance entre une tranche et la suivante) à 0,2 mm.
  3. Cliquez sur ACQUISITION dans la fenêtre de contrôle d’acquisition. Lorsque le message Appuyez sur le bouton Démarrer du tracker pour démarrer l’acquisition s’affiche, cliquez sur OK.
  4. Placez le tracker sur la région calcanéenne perpendiculaire à l’axe long du tendon d’Achille.
    REMARQUE : Assurez-vous que le calcanéum est observé sur l’écran de l’échographe comme un point de repère osseux servant de point de référence.
  5. Appuyez sur le bouton START du tracker pour démarrer l’acquisition. Suivez l’ensemble de la procédure de balayage via l’écran du scanner à ultrasons du Smart System.
    REMARQUE : Le transducteur commence à se déplacer automatiquement le long du tracker sur toute la longueur du tendon, de distal à proximal. Une fois la position proximale atteinte, après quelques secondes d’arrêt, le transducteur revient à la position distale en capturant des images transversales en niveaux de gris du tendon (une image tous les 0,2 mm sur 12 cm, pour un total de 600 images, en 45 secondes environ).
  6. À la fin du cycle de collecte de données, cliquez sur OK dans la fenêtre de contrôle d’acquisition puis sur QUITTER.
  7. Cliquez sur la coupe transversale (en haut à gauche) de l’écran dans le menu du logiciel d’analyse pour rafraîchir l’écran et afficher les images acquises. Enregistrez les images dans le dossier approprié à l’aide de la ligne SAVE SCAN du menu déroulant FICHIER.

4. Analyse d’images

REMARQUE : Lancez l’analyse sur les images acquises ou ouvrez les images précédemment enregistrées en cliquant sur OUVRIR LE BALAYAGE dans le menu déroulant. L’ouverture du fichier prendra quelques secondes et les images s’ouvriront dans les quatre vues, qui peuvent être défilées pour une visualisation tomographique tridimensionnelle (figure supplémentaire S2).

  1. Contournage
    1. Sur le logiciel d’analyse, cliquez sur le figure-protocol-4 bouton de la barre d’outils supérieure, pour passer de l’ensemble des paramètres qualitatifs aux paramètres quantitatifs.
    2. Cliquez sur le figure-protocol-5 bouton de la barre d’outils supérieure pour définir les paramètres d’analyse : la fenêtre s’ouvre.
    3. Marquez PERSONNALISÉ 1 et réglez la fenêtre d’échantillonnage sur 25, enregistrez en cliquant sur le bouton ENREGISTRER TOUS LES PARAMÈTRES .
      REMARQUE : La fenêtre d’échantillon 25 est idéale pour dessiner des contours.
    4. Fermez la fenêtre et lancez l’analyse en cliquant sur le figure-protocol-6 bouton situé dans la barre d’outils supérieure.
    5. Appuyez sur figure-protocol-7 la barre d’outils supérieure pour sélectionner le mode de dessin/édition de contour et sélectionnez CONTOUR dans la fenêtre (Figure supplémentaire S3 et Figure supplémentaire S4). En partant du bord de l’os calcanéum (en glissant à travers les balayages dans le plan sagittal), déplacez le curseur et cliquez sur la souris à intervalles réguliers pour dessiner un contour autour du tendon dans la section transversale.
    6. Dessinez un contour toutes les 25 images, en vous déplaçant dans la section sagittale jusqu’à la position suivante, en passant du mode analyse au mode échographie.
    7. Lorsque tous les contours sont posés sur la zone d’intérêt, appuyez à nouveau sur le figure-protocol-8 bouton pour fermer la fenêtre.
    8. Enregistrez les contours en cliquant sur la ligne ENREGISTRER LE CONTOUR dans le menu déroulant FICHIER.
  2. Statistiques
    1. Sur le logiciel d’analyse, lancez une nouvelle analyse en cliquant sur le figure-protocol-9 bouton situé dans la barre d’outils supérieure.
      REMARQUE : figure-protocol-10 le bouton correspond à la fenêtre d’échantillonnage idéale pour l’analyse générale.
    2. Cliquez sur le figure-protocol-11 bouton de la barre d’outils supérieure pour afficher le graphique avec les données statistiques : une fenêtre s’ouvrira. Cliquez sur CONTOUR pour afficher le graphique statistique (figure supplémentaire S5) de tous les contours dessinés et interpolés.

5. Rapports

REMARQUE : Le programme est équipé d’une fonction de rapport. Pour préparer les données à la production de rapports, certaines étapes doivent être prises.

  1. Sur le logiciel d’analyse, sélectionnez les positions appropriées dans la section transversale sagittale et cliquez sur le bouton STAR dans la barre d’outils supérieure pour sélectionner les positions des images de référence.
  2. Cliquez sur le bouton de figure-protocol-12 la barre d’outils supérieure pour importer des images et des données statistiques dans un éditeur PDF. Modifiez le rapport, en saisissant les informations sur le patient, la date de l’évaluation, l’opérateur, les images de référence sélectionnées et l’interprétation des résultats dans les sections pertinentes (Dossier supplémentaire 1).

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Résultats

La figure 1 montre des images représentatives d’un tendon d’Achille normal. L’évaluation qualitative de la structure du tendon (dans les balayages longitudinaux et transversaux) a montré une échogénicité homogène et l’évaluation quantitative de la taille du tendon (la cible pour la mesure de l’épaisseur a été prise à la position #2 qui correspondait à la partie la plus épaisse du tendon dans la vue transversale) a documenté une épaisseur normale (4 mm).

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Discussion

La procédure présentée dans cet article peut être utilisée pour évaluer la taille et la structure du tendon d’Achille grâce à une solution disponible dans le commerce qui a été précédemment développée13,14 et validée dans les tendons sains et pathologiques 14,15,16,17,18

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Déclarations de divulgation

Les auteurs ne déclarent aucun conflit d’intérêts potentiel.

Remerciements

Les auteurs remercient Hans van Schie pour sa critique de la version finale du manuscrit. Cette étude a été soutenue par l’Université de Turin (Fondo per la Ricerca Locale - ex-60 %) et a été réalisée dans le cadre du projet « Quantitative Imaging of VAScular dysregulation as a funCtional basis for aUtoimmune disordErs and tumorS (AI-VASCUES) » financé par l’Union européenne - Next Generation EU dans le cadre du programme PRIN 2022 (D.D. 104 - 02/02/2022 Ministero dell’Università e della Ricerca). Ce manuscrit ne reflète que les points de vue et opinions des auteurs, et le Ministère ne peut être considéré comme responsable de ceux-ci.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
5 & ndash ; Sonde à réseau linéaire 16 MHz   ;Terason16L5« Transducteur » dans le manuscrit
Scanner à ultrasons uSmart 3200TTerasonTerason TAB3« Système intelligent » dans le manuscrit
Logiciels UTCUTC ImagingVersion 1.0.0« Logiciel d’analyse » dans le manuscrit
UTC TrackerUTC Imaging« Traceur » dans le manuscrit

Références

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Réimpressions et autorisations

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