La micro-tomodensitométrie (micro-CT) offre une imagerie tridimensionnelle à haute résolution des structures embryonnaires, surmontant les limites de l’autopsie standard en cas de perte précoce de grossesse.

Évaluer la faisabilité et la pertinence de l’imagerie par micro-CT dans l’étude anatomique d’un embryon humain issu d’une grossesse extra-utérine.

Après une salpingectomie réalisée par cœlioscopie, un embryon bien conservé de 8mm a été prélevé, fixé au formaldéhyde et immergé dans un bain de contraste à base d’iode avant d’être imagé par micro-CT avec une résolution isotropique de 12μm.

L’embryon, classé au stade Carnegie 15, a été examiné en détail. La micro-CT a permis une visualisation 3D non destructive de multiples structures internes, incluant les poumons, le cœur, le foie, la rate, le tube neural et les structures craniofaciales.

La micro-CT est un outil prometteur pour l’étude du développement humain précoce à partir de spécimens issus de grossesses extra-utérines. Elle permet une analyse morphologique détaillée aux stades très précoces, améliore la compréhension de l’embryogenèse et peut compléter les examens post-mortem de routine.

Micro-computed tomography (micro-CT) offers high-resolution, three-dimensional imaging of embryonic structures, overcoming limitations of standard autopsy in early loss of pregnancy.

To assess the feasibility and relevance of micro-CT imaging in the anatomical study of a human embryo obtained from ectopic pregnancy.

Following laparoscopic salpingectomy, a well-preserved 8mm embryo was extracted, fixed in formaldehyde, and stained with iodine-based contrast before being imaged using micro-CT at 12μm isotropic resolution.

The embryo, classified as Carnegie stage 15, was examined in detail. Micro-CT allowed non-destructive 3D visualization of multiple internal structures, including lungs, heart, liver, spleen, neural tube, and craniofacial features.

Micro-CT is a promising tool for studying early human development using specimens from ectopic pregnancies. It enables detailed morphological analysis at very early stages, enhances understanding of embryogenesis, and may complement routine postmortem examinations.

# Introduction

Historiquement, l’étude du développement embryonnaire humain s’est principalement appuyée sur l’histologie standard [1]. Par ailleurs, l’imagerie post-mortem, dans le contexte d’interruption médicale ou spontanée de grossesse, a progressivement évolué, mettant en évidence les limites de l’imagerie conventionnelle pour les plus petits spécimens [2], pour lesquels l’examen foetopathologique demeure difficile en raison de la microdissection (petite taille des spécimens) et de la macération [3].

La micro-imagerie, comprenant la micro-tomodensitométrie et l’IRM haut champ, est caractérisée par une résolution isotropique inférieure à 100 microns et s’est imposée comme un complément précieux à cette approche invasive [4,5]. Le principe de la micro-tomodensitométrie (micro-CT en anglais) repose sur la mesure de l’absorption des rayons X par les tissus du spécimen : chaque faisceau de rayons X traversant l’échantillon est atténué de manière spécifique selon la densité des structures rencontrées. Ces variations d’absorption sont ensuite converties, par reconstruction informatique, en niveaux de gris pour générer des images. La micro-CT, contrairement au scanner conventionnel, se distingue notamment par l’utilisation d’un pas de rotation angulaire très fin, permettant un grand nombre de projections sur 360°, contribuant à obtenir une résolution isotropique très élevée. Le temps de réalisation des acquisitions dépend notamment de la taille du spécimen, et peut varier de quelques minutes à plusieurs heures. Ainsi, dans une étude récente [6], des acquisitions micro-CT ont été réalisées sur des spécimens à 8 semaines d’aménorrhées (SA), avec une tension de 49 à 70kV et un courant de 167 à 487μA ; chaque acquisition comportait une rotation complète sur 360° avec un pas angulaire de 0,2 à 0,3°, pour une durée moyenne d’environ 30minutes et une résolution isotropique comprise entre 9 et 36μm. Simcock et al. [4,7] ont également établi un protocole de micro-CT pour des fœtus plus volumineux, de moins de 24 SA (en moyenne 16-18 SA), en tenant compte de leur degré de macération, avec un temps moyen d’acquisition d’environ 2h40, pour une résolution comprise entre 12 et 63μm.

Par ailleurs, le prix d’achat d’un microtomographe est d’environ 350 000 euros, limitant son accessibilité. De plus, cette technique nécessite l’utilisation de bains de contraste composés d’un mélange équimolaire de Lugol et d’iodure de potassium, durant 3 à 19jours [4], afin de permettre un examen anatomique détaillé. Malgré la rétraction tissulaire induite par ces bains, des études ont démontré une bonne comparabilité entre micro-CT et histologie standard [6].

La micro-CT permet donc une étude tridimensionnelle et peu invasive du développement et de l’anatomie embryonnaire [8]. Cependant, cela suppose la collecte de spécimens intacts, généralement obtenus lors d’interruptions volontaires de grossesse (IVG) en recherche [6].

Les stades embryonnaires peuvent être catégorisés selon la classification de Carnegie [9], basée sur des critères morphologiques standardisés, largement utilisée comme référence pour décrire le développement embryonnaire et permettant de classifier précisément un embryon, indépendamment de son âge gestationnel. Les premiers stades embryonnaires (Carnegie<19) ne peuvent pas être aisément obtenus lors d’IVG et donc étudiés par cette méthode.

Une grossesse extra-utérine est définie comme une grossesse s’implantant en dehors de la cavité utérine, la majorité étant ampullaires [10]. Les recommandations relatives à la prise en charge de ces grossesses extra-utérines [11] ont été actualisées, rendant possible la collecte chirurgicale de spécimens de moins d'un centimètre et donc leur étude anatomique fine.

Ce rapport de cas illustre l’application de la micro-CT à un embryon humain obtenu lors d’une salpingectomie pour grossesse extra-utérine.

# Matériel et méthodes

Une patiente s’est présentée aux urgences gynécologiques avec des douleurs pelviennes et un test de grossesse positif. Une échographie transvaginale a révélé une grossesse extra-utérine localisée dans la trompe gauche, avec un embryon mesurant environ 8mm de longueur cranio-caudale (LCC) et présentant une activité cardiaque. Une salpingectomie par cœlioscopie a été réalisée.

Immédiatement après son extraction, la trompe a été fixée dans du formol à 4 % afin d’assurer une conservation tissulaire optimale. Après 48heures de fixation, l’embryon (Fig. 1A) a été extrait par dissection fine, puis soumis à une fixation supplémentaire de 72heures. Pour améliorer le contraste tissulaire en vue de la micro-CT, l’embryon a été immergé dans un bain de contraste formolé composé d’un mélange équimolaire de Lugol et d’iodure de potassium pendant 48heures.

L’acquisition micro-CT a été réalisée avec le microtomographe RX Skyscan 1276 (Bruker®), avec une résolution voxel de 12μm, générant des données tridimensionnelles isotropes très fines (Fig. 2
                     ). Le voltage était de 82kV avec un courant de 100μA et un filtre « Al 0,5mm » était appliqué. L’acquisition était réalisée à 360° avec un pas de rotation de 0,2° sur une durée totale de 13minutes.

Les piles d’images issues de la micro-CT, au format « .tif », étaient d’abord reconstruites et optimisées avec le logiciel NRecon®, puis visualisées via CTVox®. Après une transformation de la pile d’images grâce à un code réalisé sous Matlab® en fichiers « DICOM compatibles », les données étaient visualisées et post-traitées dans le logiciel Myrian®. Il s’agit d’un logiciel d’imagerie médicale permettant non seulement de réaliser une étude anatomique fine 2D et 3D, mais aussi une analyse biométrique, surfacique et volumétrique, par segmentation manuelle de structures anatomiques d’intérêt.

En raison de la faible dimension transversale de l’embryon, le plan sagittal s’est avéré être le plus informatif. En effet, les caractéristiques de conservation du spécimen et du bain rendent les plans coronaux et axiaux peu exploitables.

# Résultats

L’examen externe a révélé un embryon avec une LCC de 8mm, un poids estimé à 10mg, et les caractéristiques morphologiques suivantes : membres supérieurs allongés avec ébauches digitales, vésicules cristalliniennes visibles et développement des cavités nasales (voir Fig. 1A-B). L’absence de pigmentation rétinienne, associée à la morphologie des membres inférieurs qui n’avaient pas encore adopté une apparence « en palette », a permis d’exclure le stade de Carnegie 16. Sur la base de ces critères [9], l’embryon a donc été classé au stade 15 (correspondant à environ 33–36jours de développement).

Les images obtenues ont permis la visualisation d’un large éventail de structures anatomiques avec une précision remarquable (Fig. 2). Les vésicules cérébrales secondaires, le rachis, les poumons et leurs structures internes, le cœur embryonnaire, les ébauches du foie, de la rate et du tube digestif, l’ébauche de la langue et le stomodeum, les vésicules cristalliniennes et la morphologie faciale globale ont notamment pu être identifiés. De nombreuses mesures d’intérêt pouvaient être réalisées, comme celle de la distance inter-orbitaire, s’élevant à 810μm, ou de la flèche hépatique, mesurée à 1,5mm. À titre d’exemples, le plus grand diamètre oculaire était de 460μm et sa plus grande surface était mesurée à 0,19mm2 ; le volume hépatique, obtenu par segmentation manuelle, était estimé à 1,6mm3.

Dans ce cas, la micro-CT confirme le stade Carnegie 15 en visualisant les cavités nasales, difficilement observables lors de l’examen externe de l’embryon, y compris sous loupe.

Comparée aux atlas histologiques classiques [12], la micro-CT a offert un niveau de détails internes supérieur, permettant la confirmation de l’attribution du stade de Carnegie, voir son reclassement en ajoutant ou précisant des informations précieuses.

# Discussion

Cette étude de cas illustre le potentiel de la micro-CT pour faire progresser l’exploration du développement humain précoce grâce à l’analyse d’un spécimen infracentimétrique bien préservé obtenu par salpingectomie. Les avantages de cette méthode de collecte incluent une fixation rapide, une macération minimale et le respect de l’intégrité du spécimen, conditions rarement réunies lors de fausses couches ou d’IVG [3].

La micro-CT présente des atouts pratiques, tels qu’un temps d’acquisition rapide et un coût relativement abordable [4,13]. Cependant, cet examen n’est pas accessible en pratique clinique courante : la disponibilité des microtomographes est limitée à quelques centres de recherche, notamment du fait du coût de ces appareils.

Par ailleurs, l’étude récente de Ibarra Vilar et al. 
                     [14] a montré qu’en comparaison avec l’IRM haute résolution à 9,4 Tesla, un plus grand nombre de structures anatomiques étaient visualisées en micro-CT (90,2 % contre 83,3 %), confirmant sa supériorité en termes de résolution et de finesse anatomique dans les stades précoces de développement [13,14], et justifiant notre choix. Cette technologie n’est pas limitée aux grossesses extra-utérines : elle offre une opportunité d’explorer des embryons issus de pertes de grossesses précoces, qu’il s’agisse d’évaluer un développement normal, de rechercher des malformations congénitales ou de mieux les caractériser, en complément de l’histologie et des données génétiques, dans une perspective d’investigation post-mortem plus large [7].

À notre connaissance, un seul cas comparable a été rapporté à ce jour. Ce cas, publié en 2020 [15], portait sur l’imagerie micro-CT d’un embryon de 3mm encore inclus dans la trompe de Fallope, sans dissection préalable de l’embryon lui-même. Les autres publications disponibles utilisant la micro-CT se sont principalement focalisées sur l’évaluation structurelle de la trompe de Fallope plutôt que sur le développement embryonnaire [16,17]. Cela souligne la nouveauté et l’intérêt de l’approche actuelle.

Par ailleurs, la haute résolution spatiale offerte par la micro-CT peut permettre de revisiter le système classique de stadification de Carnegie. Par exemple, il est possible de visualiser les fosses nasales ou les vésicules cérébrales et ainsi de mieux classer le spécimen. De plus, comme démontré précédemment, de nombreuses mesures peuvent également être réalisées, offrant des perspectives intéressantes en recherche.

Cependant, la mise en œuvre pratique de la micro-CT dans un contexte post-mortem se heurte à plusieurs contraintes. L’optimisation du contraste impose une immersion prolongée des spécimens dans des bains iodés sur plusieurs jours, ce qui peut retarder la restitution du corps et impacter le déroulement des obsèques et du processus de deuil parental. Ainsi, Simcock et al. mentionnent trois jours nécessaires pour le post-traitement, incluant notamment le retrait de l’agent de contraste par thiosulfate de sodium [4]. Par ailleurs, la coloration brunâtre induite sur les téguments doit être expliquée aux familles souhaitant voir leur enfant. À ces contraintes s’ajoutent des considérations logistiques, notamment le stockage des corps en armoire ventilée pendant la durée des bains, ainsi que la nécessité de ressources humaines formées : l’interprétation des images exige en effet une double compétence en imagerie et en pathologie [4].

De plus, il convient de replacer cette technique dans le contexte des pratiques françaises actuelles, où l’exploration post-mortem repose encore principalement sur l’examen foetopathologique conventionnel, comprenant un examen externe, un examen autopsique interne macroscopique et histologique, des radiographies standards, un examen placentaire, d’éventuelles études infectieuses ou génétiques et parfois un scanner ou une IRM post-mortem dans certaines situations spécifiques [3].

Enfin, une étude réalisée sur des spécimens à 8 SA a déjà montré une forte concordance entre l’histologie et la micro-imagerie [6]. Dans le domaine de la fœtopathologie, ainsi qu’en recherche, la micro-CT pourrait constituer un complément précieux à cette analyse histologique standard. Cette technique permet une évaluation tridimensionnelle détaillée et reproductible tout en restant peu invasive. Elle peut par ailleurs précéder l’examen histologique standard, qui pourra être réalisé secondairement, permettant une véritable complémentarité entre cette imagerie haute résolution et l’examen anatomo-pathologique [6].

La micro-CT s’impose donc de plus en plus comme un outil innovant pour l’exploration post-mortem des spécimens humains de petite taille. Elle est particulièrement utile lorsque l’examen foetopathologique conventionnel est rendu difficile [4,5] : pour les petits spécimens (nécessitant une dissection minutieuse sous loupe, souvent délicate) et pour les plus macérés ; cette macération étant associée à une lyse viscérale souvent importante, qui peut compromettre l’interprétation histologique [3]. De plus, associée à l’examen externe, aux radiographies standards et à l’étude placentaire, la micro-CT pourrait orienter la décision du fœtopathologiste quant à la nécessité d’une autopsie complète invasive ou à la réalisation de biopsies ciblées, en concertation avec radiologues, pathologistes, généticiens et bien sûr, avec les parents. Cette technique peut, plus largement, constituer une alternative en cas de refus parental d’autopsie invasive, ce qui est le cas dans environ 50 % des cas en France [18]. Néanmoins, l’examen fœtopathologique demeure le gold standard pour la détection des lésions macroscopiques et microscopiques (parfois très focales, pouvant passer inaperçues sur des biopsies non ciblées) et l’interprétation fine de leurs mécanismes (clastique, vasculaire, inflammatoire, etc.), d’où l’importance de corréler systématiquement les données cliniques obstétricales, radiologiques, anatomopathologiques et génétiques [3,5].

Cette approche n’a donc pas vocation à remplacer l’histologie standard, mais à la compléter, s’intégrant dans une démarche globale de l’examen foetopathologique [7] : la micro-CT offre ainsi une cartographie tridimensionnelle globale de l’anatomie du spécimen, permettant de cibler d’éventuelles zones d’intérêt à biopsier pour optimiser l’échantillonnage. La micro-CT préserve par ailleurs l’intégrité des spécimens et rend possible une double lecture, qui accroît la fiabilité diagnostique. Dans ce contexte, cette approche ouvre la perspective d’un véritable diagnostic post-mortem moins invasif, particulièrement pertinent pour les spécimens précoces ou fragiles [4,5,7].

En pratique, cette méthode ouvre la voie à de futures recherches sur les pertes précoces de grossesses (grossesses extra-utérines [10], fausses couches répétées inexpliquées [19]), fournissant de potentielles informations sur leurs causes et orientant la prise en charge des couples concernés. Une publication de 2021 soulignait d’ailleurs l’urgence de renforcer les investigations des pertes de grossesse précoces, encore largement sous-évaluées et peu explorées, afin d’améliorer notre compréhension des mécanismes de ces événements [20]. Cette technique de micro-CT apparaîtrait alors comme un complément au bilan déjà recommandé [19]. Par ailleurs, dans le cadre des morts fœtales, l’examen anatomo-pathologique du placenta reste indispensable [3].

Ces innovations nécessitent toutefois une amélioration de l’accès aux plateformes de micro-imagerie et le développement de protocoles automatisés pour les acquisitions et le post-traitement, possiblement renforcés par l’intelligence artificielle. La création d’un atlas morphologique de référence sera également une étape essentielle pour étendre l’applicabilité de cette technologie innovante.

En conclusion, l’imagerie micro-CT de spécimens issus de grossesses extra-utérines et plus largement de petits spécimens humains, est une approche prometteuse pour la recherche et l’investigation clinique, notamment dans le cadre des pertes de grossesses précoces. Elle permet une étude anatomique détaillée et peu invasive d’embryons humains intacts à des stades initiaux de développement, enrichissant ainsi notre compréhension de la morphogenèse et améliorant l’approche diagnostique dans les examens post-mortem précoces.

# Financement

Cette recherche n’a bénéficié d’aucune subvention spécifique d’un organisme de financement public, commercial ou à but non-lucratif.

# Approbation éthique

Le projet de recherche dont cette étude fait partie a été validé par l’agence de la biomédecine. Les normes éthiques ont été respectées.

Le consentement libre et éclairé, ainsi que l’accord écrit de la donneuse, ont été obtenus.

Les auteurs remercient le Dr Noémie Ranisavljevic pour sa participation à la collecte du spécimen, ainsi que la patiente.