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Sémiologie des métastases osseuses en radiologie conventionnelle
Synthèse General review
Volume 100 • N◦ 11 • novembre 2013 John Libbey Eurotext
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Sémiologie des métastases osseuses en radiologie conventionnelle Imaging of bone metastases Nicolas Amoretti1 , Juliette Thariat2 , Yasir Nouri1 , Pauline Foti1 , Olivier Hericord1 , Sandy Stolear1 , Lucia Coco1 , Olivier Hauger1 , Laurent Huwart1 , Pascal Boileau1 1
Article rec¸u le 23 juin 2013, accepté le 29 aoˆut 2013 Tirés à part : J. Thariat
CHU de Nice, hôpital l’Archet, service de radiologie ostéo-articulaire diagnostique et interventionnelle, 2, route de Saint-Antoine-de-Ginestière, 06200 Nice, France 2 Centre Lacassagne, service de radiothérapie, 227, avenue de la Lanterne, 06200 Nice, France
Pour citer cet article : Amoretti N, Thariat J, Nouri Y, Foti P, Hericord O, Stolear S, Coco L, Hauger O, Huwart L, Boileau P. Sémiologie des métastases osseuses en radiologie conventionnelle. Bull Cancer 2013 ; 100 : 1109-14. doi : 10.1684/bdc.2013.1833.
Résumé. Les lésions osseuses métastatiques sont révélatrices de 25 % des cancers et les métastases osseuses sont fréquentes dans l’évolution d’un cancer. Le rachis puis les os longs proximaux sont les plus touchés. La sémiologie radiologique élémentaire est donc importante à connaître pour faire le diagnostic de métastase(s) osseuse(s), notamment dans les situations dans lesquelles le contexte clinique n’est pas évocateur ou la métastase osseuse inaugurale, voire isolée, d’autant plus si le siège de la lésion est périphérique. Les signes de malignité sont directement corrélés à l’agressivité tumorale au niveau de la corticale osseuse et du périoste. Les critères de Lodwick sont utiles pour le diagnostic de malignité et d’agressivité tumorale lors du diagnostic initial sur les radiographies standard, qui ont toute leur importance dans le contexte des métastases osseuses. Le scanner est nécessaire pour confirmer la malignité d’une lésion osseuse. L’IRM est complémentaire du scanner notamment pour l’examen de la médullaire et des extensions tumorales. Mots clés : métastases osseuses, radiologie, scanner, IRM
doi : 10.1684/bdc.2013.1833
Introduction L’os est le troisième site métastatique le plus fréquent après le poumon et le foie. En prenant en compte l’ensemble des tumeurs primitives, de 20 à 70 % des patients ont des métastases osseuses. Les lésions osseuses métastatiques sont révélatrices de 25 % des cancers. Le siège le plus fréquent est le rachis. Les cancers les plus ostéophiles sont les cancers du sein, de la prostate, du poumon, du rein et de la thyroïde. Les métastases osseuses affectent les stades avancés des cancers du sein et de la prostate dans 70 % des cas, ainsi que les Bull Cancer vol. 100 • N◦ 11 • novembre 2013
Abstract. Bone metastases are detected at initial diagnosis of cancer in 25% of cases and bone metastases are common in the course of a majority of cancer types. The spine and proximal long bones are the most affected sites. Knowledge of the basic radiological semiology is important to make the proper diagnosis of metastasis(s) bone(s), especially in situations in which the clinical context is not suggestive of metastases (such as cases where bone metastases are inaugural or cases of peripheral solitary metastasis). Tumor aggressiveness can be assessed at the level of the cortical bone and periosteum. Lodwick criteria are useful for the diagnosis of malignancy and tumor aggressiveness at initial diagnosis on plain radiographs, which are very important in the context of bone metastases. A CT scanner is required to confirm the malignancy of a bone lesion. MRI is complementary to the scanner including for the assessment of bone marrow involvement and tumor extensions. Key words: bone metastases, imaging, CT scanner, MRI
cancers du poumon (30-65 %), de la thyroïde (47 %) et du rein (30 %) [1, 2]. Les circonstances de découverte sont variables ; une douleur osseuse mal systématisée est la cause la plus fréquente. La connaissance des indications, techniques et limites de la radiologie conventionnelle est primordiale dans la démarche diagnostique des lésions métastatiques. La sémiologie de base des lésions osseuses en radiologie conventionnelle, scanographie et par résonnance magnétique doit être connue de tout praticien prenant en charge ces patients. L’évolution de l’imagerie en
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N. Amoretti, et al.
coupe scanographique ou par résonnance magnétique augmente sans cesse la sensibilité et la spécificité de ces examens. Le rôle de l’imagerie est multiple : déterminer le type de lésion en fonction de la sémiologie, en particulier analyser l’agressivité tumorale permettant d’évoquer une lésion maligne. L’ensemble des examens permet de comptabiliser le nombre de lésions à traiter et à suivre. Indépendamment de cet exposé, le rôle du radiologue est d’identifier la lésion primitive lorsque la métastase est révélatrice d’un cancer et bien sûr de faire un bilan lésionnel à la recherche d’autres localisations. Désormais, la biopsie scanoguidée est la procédure de référence en termes de ratio bénéfice/risque pour déterminer histologiquement la lésion métastatique. Enfin, le rôle de l’imagerie est de surveiller l’ensemble de l’évolution tumorale et métastatique sous traitement. L’objectif de cet article est de connaître les grands axes des aspects radiologiques des métastases osseuses et de comprendre la sémiologie de base en fonction de la pathogénie, de présenter les principaux outils disponibles en imagerie que sont la radiologie conventionnelle (radiographies standards), le scanner et l’imagerie par résonnance magnétique (IRM).
Radiographies standards La radiographie standard est souvent la première étape dans la démarche diagnostique d’une tumeur osseuse [3]. Cet examen présente l’avantage d’être disponible rapidement et de fac¸on ubiquitaire peu couteux et relativement spécifique dans certains cas. L’inconvénient en est une relative faible sensibilité et le caractère segmentaire de l’étude. L’analyse d’une lésion osseuse doit être rigoureuse et méthodique. On distingue trois types de réactions osseuses : lytique, condensante ou mixte. La réaction ostéolytique, visible en radiographie, est la résultante d’une stimulation ostéoclastique par des médiateurs chimiques et du contraste avec l’os sain adjacent à la tumeur. Les critères de description des lésions ostéolytiques tumorales ont été établis en 1964 par Lodwick [1, 4] et font toujours référence en 2013 (figure 1). Le type I de la classification de Lodwick correspond à des ostéolyses géographiques. Le type IA est constitué d’une ostéolyse avec une condensation de ses contours témoignant d’un processus à évolution lente puisque l’os adjacent parvient à contenir la lésion, la réaction ostéoblastique étant plus rapide que l’évolution tumorale. Cette sémiologie est en générale en faveur d’une lésion bénigne. Le type IB correspond à une ostéolyse à contours nets mais non condensés, l’évolution de cette lésion est plus rapide puisque l’os ne peut se reconstruire autour de la tumeur. Le type IC comporte des lacunes aux bords mal visualisables et correspond à des lésions très agressives malignes ou infectieuses. Le type II de la classification de Lodwick est constitué de lésions
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multiples lacunaires millimétriques confluentes témoignant d’un processus malin. Le type III est une ostéolyse perméative, c’est-à-dire constituée de nombreux petits trous creusant la corticale. En utilisant cette classification de Lodwick, le pourcentage de lésion maligne (en éliminant les lésions ayant une sémiologie radiologique pathognomonique et les infections) est de 6 % pour le type IA, 48 % pour le type IB, 36 % pour le type IC, 97 % pour le type II et 100 % pour le type III. Les types II et III sont des lésions malignes jusqu’à preuve du contraire. Les lésions condensantes rentrent dans le cadre des lésions métastatiques secondaires à un processus de réaction ostéoblastique se retrouvent en général dans les métastases de cancer prostatique, carcinoïde bronchique, mammaire ou digestif. La condensation est plus ou moins nette et peut s’étendre aux parties molles adjacentes. L’aspect peut aller d’une condensation mouchetée étendue à l’ensemble du corps vertébral à des vertèbres ivoires en passant par de simples zones de condensations nodulaires. Les diagnostics différentiels sont multiples avec notamment les îlots condensant bénins, les lymphomes et certaines lésions dégénératives simples. La prise en charge d’une lésion ostéocondensante est toujours délicate dans le cadre du bilan de néoplasie. Une confrontation avec une IRM, une scintigraphie et histologique par biopsie scanoguidée est souvent nécessaire. Les lésions mixtes condensantes et lytiques anarchiques avec réactions périostées adjacentes témoignent de processus agressifs néoplasiques ou infectieux. Les néoplasies réalisant ce type de réaction sont le plus souvent mammaires, pulmonaires, utérines, ovariennes ou digestives. L’analyse du périoste est très importante pour l’identification de l’agressivité tumorale [5]. L’agression périostée provoque une réaction ostéoblastique pouvant prendre différents aspects selon l’évolutivité de la lésion : – un simple épaississement localisé du périoste peut apparaître et témoigne en général d’une lésion bénigne ou d’un hématome ; – dans certains cas, l’endoste est érodé et peut réaliser un aspect soufflé de la corticale, l’épaisseur du périoste dépend de l’activité tumorale, plus la lésion est agressive, plus fine est son épaisseur ; – la présence de fines lamelles au niveau de la corticale témoigne d’un processus très évolutif, le périoste n’a pas le temps de se souder à la corticale et réalise un aspect en « bulbe d’oignon » ; – lorsque la lésion est extrêmement évolutive, le périoste peut être soulevé et pénétré par la métastase, les capillaires perpendiculaires à la corticale vont se calcifier et donner un aspect en « poils de brosse » et correspond toujours à un processus malin (en dehors d’un processus infectieux) ; – un autre élément sémiologique témoignant de l’agressivité tumorale est la présence d’un épaississement du périoste rompu par la tumeur pouvant être Bull Cancer vol. 100 • N◦ 11 • novembre 2013
Sémiologie des métastases osseuses en radiologie conventionnelle
A
B
IA
IB
IC
II
II
III
III
C
D
A
B
C
Figure 1. A) Classification de Lodwick. B) Métastase perméative. C) Réaction périostée. D). Aspect en feu d’herbe.
associé à des calcifications spiculées. Un aspect triangulaire rattaché à la corticale réalise se que l’on appelle l’« Éperon de Codman » (figure 2). L’ensemble de ces éléments radiologiques simples permet souvent de distinguer une lésion bénigne d’une lésion maligne. L’analyse des parties molles adjacentes est aussi très importante mais est moins pertinente en radiographies standards. L’imagerie en coupe est un complément d’examen indispensable. La présence d’une fracture vertébrale isolée est fréquemment un mode de révélation de métastase. La radiographie standard est en première ligne diagnostique et les critères sémiologiques de lésions malignes doivent être connus. Des faisceaux d’arguments Bull Cancer vol. 100 • N◦ 11 • novembre 2013
doivent faire évoquer le diagnostic de métastase rachidienne et entreprendre une exploration plus complète. La différenciation fracture bénigne/fracture maligne peut être prise en défaut en radiographie standard et certains faisceaux d’arguments sémiologiques permettent de rétablir le diagnostic (tableau 1). En faveur d’une fracture tassement bénigne, on notera la présence d’une déminéralisation osseuse diffuse, homogène travéculaire ou corticale témoignant d’une ostéopénie pouvant expliquer la présence d’une fracture vertébrale. Les zones de pressions étant plus importantes au niveau de la charnière dorsolombaire et au niveau lombaire, les fractures sont plus fréquentes dans ces régions. L’analyse des radiographies de face et
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N. Amoretti, et al.
lée en dehors des zones de contraintes maximales en particulier au-dessus de la septième dorsale doit faire évoquer une lésion métastatique rachidienne. La vertèbre fracturée présente des anomalies de densité lytiques, condensantes ou mixtes. La présence d’une fracture asymétrique sur les clichés de face est un élément suspect car cet élément correspond à un envahissement latéral de la lésion et donc une fragilité prédominant sur la zone tumorale. Un épaississement important des parties molles paravertébrales, asymétrique, visible sur les clichés de face, témoigne de l’envahissement des structures adjacentes. La connaissance de ces signes radiologiques imposera la demande d’explorations par imagerie en coupe : scanner avec et sans injection de produit de contraste et IRM. Ces deux examens donnent des informations différentes sur les caractéristiques tumorales et sont complémentaires (figure 3).
Scanner sans et avec injection de produit de contraste
Figure 2. Éperon ou triangle de Codman.
de profil montre une déformation symétrique à la fois dans le plan antéropostérieur que sagittal : la fragilité osseuse est globale au niveau du corps vertébral ostéopénique. La présence d’un vide gazeux intrasomatique est très en faveur d’une lésion fracturaire ostéoporotique. L’analyse de la corticale vertébrale fracturée ne montre pas de lyse ou d’effacement, de même l’arc postérieur vertébral est respecté et l’analyse des pédicules visualise parfaitement des corticales bilatérales et symétriques. Un recul corticospongieux postérosupérieur ou postéro-inférieur du mur postérieur est fréquent. En revanche, un bombement global est suspect. La présence d’un épaississement des parties molles en particulier au niveau de la jonction dorsolombaire peut témoigner d’un hématome. Cet épaississement reste minime et symétrique dans la plupart des cas. En faveur d’une fracture tassement d’origine maligne, l’analyse de l’ensemble de la trame osseuse de l’ensemble du rachis ne montre pas d’élément en faveur d’une ostéopénie. La découverte d’une fracture iso-
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La réalisation d’un scanner sur la lésion suspecte est impérative pour confirmer la sémiologie radiologique maligne. L’examen est réalisé sans et avec injection de produit de contraste pour mieux visualiser les éventuelles calcifications sans injection et l’hypervascularisation tumorale. Cette hypervascularisation permettra aussi de proposer un geste de radiologie interventionnelle par embolisation préopératoire. La sémiologie scanographique est identique à la radiographie standard, la sensibilité et la spécificité est bien meilleure [2]. L’analyse de la sclérose péritumorale est mieux visible, de même que l’atteinte corticale et la présence d’une réaction périostée (plus sensible). Le scanner est supérieur pour l’analyse osseuse mais aussi pour la visualisation de la masse tumorale et de l’envahissement des structures adjacentes. L’ensemble des signes radiologiques est strictement superposable à la radiographie standard, l’aspect d’ostéolyse « mité » de type II de la classification de Lodwick et l’aspect de lyse « perméative » de type III (sans délimitation précise entre le territoire d’ostéolyse et le territoire sain) est bien mieux visible par le scanner. Le scanner permet de déterminer si la lésion est tissulaire ou graisseuse, la prise de contraste étant très évocatrice de lésion maligne évolutive. On notera en faveur d’une fracture bénigne la visibilité du trait de fracture au sein du corps vertébral, bien linéaire et sans lyse ni masse adjacente. La présence d’une fente gazeuse ou d’un vide intrasomatique est très en faveur d’une fracture ostéoporotique. Un épaississement des parties molles adjacentes à la fracture vertébrale peut être individualisé mais doit rester inférieur à 8 mm et être symétrique. Cet épaississement correspond à un saignement localisé Bull Cancer vol. 100 • N◦ 11 • novembre 2013
Sémiologie des métastases osseuses en radiologie conventionnelle Tableau 1. Éléments sémiologiques osseux pour le diagnostic différentiel entre lésion osseuse bénigne ou maligne. En faveur d’une fracture bénigne Sémiologie radiologique standard Fractures multiples Localisation : lombaire et charnière dorsolombaire Déminéralisation homogène de l’ensemble des structures osseuses Présence de déformation concave de profil et symétrique de face Corticale fracturée non effacée Respect de l’arc postérieur Sémiologie en TDM Fracture antérieure sans lyse corticale Visibilité du trait de fracture au sein du corps vertébral Vide intrasomatique (fente gazeuse) Épaississement des parties molles < 8 mm Sémiologie en IRM Hyposignal T1 respectant une partie du corps vertébral Prise de contraste avec homogénéisation du signal Hypersignal T2 sous le plateau fracturé
A
En faveur d’une fracture maligne Sémiologie radiologique standard Fracture unique Fracture au-dessus de la 7e dorsale Présence d’ostéolyse ou condensation Déformation angulaire et asymétrique Corticale lysée et effacée Ostéolyse de l’arc post Sémiologie en TDM Lyse corticale et atteinte pédiculaire
Masse tissulaire des parties molles, atteinte épidurale Sémiologie en IRM Hyposignal T1 diffus avec hyposignal pédiculaire Prise de contraste hétérogène, en motte Hypersignal diffus hétérogène en T2
B
Figure 3. Ostéolyse avec tassement vertébral malin secondaire en scanner (A) et en imagerie par résonnance magnétique (IRM) (B).
au niveau paravertébral [6]. Cet examen permet aussi un bilan lésionnel à la recherche d’une lésion primitive en cas de découverte isolée de la métastase et aussi la recherche d’autres localisations. Le scanner permet la réalisation précise d’une biopsie scanoguidée sous anesthésie locale avec un ratio bénéfice/risque particulièrement performant [7]. La biopsie peut se réaliser sur la métastase osseuse ou sur une lésion plus accessible au niveau des parties molles ou au niveau viscéral. En résumé le scanner avec et sans injection de produit de contraste présente de nombreux avantages : accessible, permet de confirmer la sémiologie maligne de la Bull Cancer vol. 100 • N◦ 11 • novembre 2013
lésion osseuse, guide la biopsie et permet localiser la lésion primitive en cas de découverte fortuite ainsi que les métastases viscérales.
L’imagerie par résonnance magnétique La demande d’IRM d’une métastase osseuse doit être motivée sur l’ordonnance notamment quant au degré d’urgence en cas de douleurs neurologiques par envahissement et/ou compression. L’IRM impose une réalisation rigoureuse et reproductible intra- et inter-observateur. L’analyse IRM reste segmentaire,
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N. Amoretti, et al.
c’est-à-dire localisée sur la région d’intérêt. Le bilan d’extension osseuse et viscérale à distance n’est pas réalisé par cet examen. Les séquences d’IRM doivent comporter au moins deux plans orthogonaux en séquences pondérées en T1 avec et sans injection de gadolinium et des séquences en saturation de graisse en pondération T2 augmentant la sensibilité de l’examen. L’analyse tumorale permet de distinguer l’œdème périlésionnel sur les séquences en saturation de graisse et d’orienter vers une lésion agressive [8]. La définition anatomique est différente de celle du scanner et demeure complémentaire. L’analyse de la sclérose osseuse et de la réaction périostée est paradoxalement moins évidente en hyposignal T1 et hyposignal T2. En revanche, l’œdème périlésionnel et l’envahissement des parties molles sont mieux visualisés (hyposignal T1, hypersignal T2, hypersignal en saturation de graisse). La sémiologie radiologique de base peut être adaptée à l’IRM, on notera des faisceaux d’arguments supplémentaires. En faveur d’une lésion bénigne au niveau vertébral, la sémiologie IRM montre un hyposignal T1 du corps vertébral respectant en général l’arc postérieur. La prise de contraste globale de la vertèbre réalise une homogénéisation du signal. En séquences pondérées en T2, on peut noter un hypersignal linéaire témoignant du plateau vertébral fracturé. En faveur d’une lésion maligne, on note un hyposignal T1 de la vertèbre atteignant les pédicules, les lames et les épineuses. La prise de contraste est hétérogène, en motte et s’étend en dehors du corps vertébral envahissant les parties molles. L’atteinte du mur postérieur avec envahissement épidural permet de mieux visualiser un risque de compression médullaire. L’IRM est l’examen de choix pour le bilan rachidien et préopératoire.
Conclusion La sémiologie radiologique élémentaire est importante pour faire le diagnostic de métastase(s) osseuse(s), notamment dans les situations dans lesquelles le contexte clinique n’est pas évocateur. Les signes de
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malignité sont directement corrélés à l’agressivité tumorale au niveau de la corticale osseuse et du périoste. Les critères de Lodwick sont utiles pour le diagnostic de malignité et d’agressivité tumorale lors du diagnostic initial sur les radiographies standard, qui ont toute leur importance dans le contexte des métastases osseuses. Le scanner est nécessaire pour confirmer la malignité d’une lésion osseuse. L’IRM est complémentaire du scanner notamment pour l’examen de la médullaire et des extensions tumorales. C’est souvent un faisceau d’arguments qui permet un diagnostic de quasi-certitude (tableau 1), celui nécessitant parfois une preuve histologique complémentaire. En pratique, une lésion secondaire est détectée par la radiographie standard ou le scanner dans le cadre d’une découverte fortuite ou dans le cadre d’un suivi, dans un second temps l’IRM affinera la suspicion diagnostique. L’imagerie fonctionnelle est abordée dans un autre article du Bulletin de Cancer. La réponse des métastases aux traitements du cancer a des spécificités qui sont détaillées dans l’article de Feydy [9]. Lien d’intérêt : les auteurs déclarent n’avoir aucun lien d’intérêt en rapport avec l’article.
Références 1. Lodwick GS. A probabilistic approach to the diagnosis of bone tumors. Radiol Clin North Am 1965 ; 3 : 487-97. 2. Rosenthal DI. Computed tomography of orthopedic neoplasms. Orthop Clin North Am 1985 ; 16 : 461-70. 3. Peh WC. Screening for bone metastases. Am J Orthop 2000 ; 29 : 405. 4. Lodwick GS. Reactive response to local injury in bone. Radiol Clin North Am 1964 ; 2 : 209-19. 5. Johnson LC, Vinh TN, Sweet DE. Bone tumor dynamics: an orthopedic pathology perspective. Semin Musculoskelet Radiol 2000 ; 4 : 1-15. 6. Laredo JD, Lakhdari K, Bellaïche L, Hamze B, Janklewicz P, Tubiana JM. Acute vertebral collapse: CT findings in benign and malignant nontraumatic cases. Radiology 1995 ; 194 : 41-8. 7. Huang AJ, Halpern EF, Rosenthal DI. Incidence of delayed complications following percutaneous CT-guided biopsy of bone and soft tissue lesions of the spine and extremities: a 2-year prospective study and analysis of risk factors. Skeletal Radiol 2013 ; 42 : 61-8. 8. Cuénod CA, Laredo JD, Chevret S, et al. Acute vertebral collapse due to osteoporosis or malignancy: appearance on unenhanced and gadolinium-enhanced MR images. Radiology 1996 ; 199 : 541-9. 9. Feydy. Bull Cancer 2013 ; 100 : 1125-34.
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Sémiologie des métastases osseuses en radiologie conventionnelle Imaging of bone metastases Nicolas Amoretti1 , Juliette Thariat2 , Yasir Nouri1 , Pauline Foti1 , Olivier Hericord1 , Sandy Stolear1 , Lucia Coco1 , Olivier Hauger1 , Laurent Huwart1 , Pascal Boileau1 1
Article rec¸u le 23 juin 2013, accepté le 29 aoˆut 2013 Tirés à part : J. Thariat
CHU de Nice, hôpital l’Archet, service de radiologie ostéo-articulaire diagnostique et interventionnelle, 2, route de Saint-Antoine-de-Ginestière, 06200 Nice, France 2 Centre Lacassagne, service de radiothérapie, 227, avenue de la Lanterne, 06200 Nice, France
Pour citer cet article : Amoretti N, Thariat J, Nouri Y, Foti P, Hericord O, Stolear S, Coco L, Hauger O, Huwart L, Boileau P. Sémiologie des métastases osseuses en radiologie conventionnelle. Bull Cancer 2013 ; 100 : 1109-14. doi : 10.1684/bdc.2013.1833.
Résumé. Les lésions osseuses métastatiques sont révélatrices de 25 % des cancers et les métastases osseuses sont fréquentes dans l’évolution d’un cancer. Le rachis puis les os longs proximaux sont les plus touchés. La sémiologie radiologique élémentaire est donc importante à connaître pour faire le diagnostic de métastase(s) osseuse(s), notamment dans les situations dans lesquelles le contexte clinique n’est pas évocateur ou la métastase osseuse inaugurale, voire isolée, d’autant plus si le siège de la lésion est périphérique. Les signes de malignité sont directement corrélés à l’agressivité tumorale au niveau de la corticale osseuse et du périoste. Les critères de Lodwick sont utiles pour le diagnostic de malignité et d’agressivité tumorale lors du diagnostic initial sur les radiographies standard, qui ont toute leur importance dans le contexte des métastases osseuses. Le scanner est nécessaire pour confirmer la malignité d’une lésion osseuse. L’IRM est complémentaire du scanner notamment pour l’examen de la médullaire et des extensions tumorales. Mots clés : métastases osseuses, radiologie, scanner, IRM
doi : 10.1684/bdc.2013.1833
Introduction L’os est le troisième site métastatique le plus fréquent après le poumon et le foie. En prenant en compte l’ensemble des tumeurs primitives, de 20 à 70 % des patients ont des métastases osseuses. Les lésions osseuses métastatiques sont révélatrices de 25 % des cancers. Le siège le plus fréquent est le rachis. Les cancers les plus ostéophiles sont les cancers du sein, de la prostate, du poumon, du rein et de la thyroïde. Les métastases osseuses affectent les stades avancés des cancers du sein et de la prostate dans 70 % des cas, ainsi que les Bull Cancer vol. 100 • N◦ 11 • novembre 2013
Abstract. Bone metastases are detected at initial diagnosis of cancer in 25% of cases and bone metastases are common in the course of a majority of cancer types. The spine and proximal long bones are the most affected sites. Knowledge of the basic radiological semiology is important to make the proper diagnosis of metastasis(s) bone(s), especially in situations in which the clinical context is not suggestive of metastases (such as cases where bone metastases are inaugural or cases of peripheral solitary metastasis). Tumor aggressiveness can be assessed at the level of the cortical bone and periosteum. Lodwick criteria are useful for the diagnosis of malignancy and tumor aggressiveness at initial diagnosis on plain radiographs, which are very important in the context of bone metastases. A CT scanner is required to confirm the malignancy of a bone lesion. MRI is complementary to the scanner including for the assessment of bone marrow involvement and tumor extensions. Key words: bone metastases, imaging, CT scanner, MRI
cancers du poumon (30-65 %), de la thyroïde (47 %) et du rein (30 %) [1, 2]. Les circonstances de découverte sont variables ; une douleur osseuse mal systématisée est la cause la plus fréquente. La connaissance des indications, techniques et limites de la radiologie conventionnelle est primordiale dans la démarche diagnostique des lésions métastatiques. La sémiologie de base des lésions osseuses en radiologie conventionnelle, scanographie et par résonnance magnétique doit être connue de tout praticien prenant en charge ces patients. L’évolution de l’imagerie en
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coupe scanographique ou par résonnance magnétique augmente sans cesse la sensibilité et la spécificité de ces examens. Le rôle de l’imagerie est multiple : déterminer le type de lésion en fonction de la sémiologie, en particulier analyser l’agressivité tumorale permettant d’évoquer une lésion maligne. L’ensemble des examens permet de comptabiliser le nombre de lésions à traiter et à suivre. Indépendamment de cet exposé, le rôle du radiologue est d’identifier la lésion primitive lorsque la métastase est révélatrice d’un cancer et bien sûr de faire un bilan lésionnel à la recherche d’autres localisations. Désormais, la biopsie scanoguidée est la procédure de référence en termes de ratio bénéfice/risque pour déterminer histologiquement la lésion métastatique. Enfin, le rôle de l’imagerie est de surveiller l’ensemble de l’évolution tumorale et métastatique sous traitement. L’objectif de cet article est de connaître les grands axes des aspects radiologiques des métastases osseuses et de comprendre la sémiologie de base en fonction de la pathogénie, de présenter les principaux outils disponibles en imagerie que sont la radiologie conventionnelle (radiographies standards), le scanner et l’imagerie par résonnance magnétique (IRM).
Radiographies standards La radiographie standard est souvent la première étape dans la démarche diagnostique d’une tumeur osseuse [3]. Cet examen présente l’avantage d’être disponible rapidement et de fac¸on ubiquitaire peu couteux et relativement spécifique dans certains cas. L’inconvénient en est une relative faible sensibilité et le caractère segmentaire de l’étude. L’analyse d’une lésion osseuse doit être rigoureuse et méthodique. On distingue trois types de réactions osseuses : lytique, condensante ou mixte. La réaction ostéolytique, visible en radiographie, est la résultante d’une stimulation ostéoclastique par des médiateurs chimiques et du contraste avec l’os sain adjacent à la tumeur. Les critères de description des lésions ostéolytiques tumorales ont été établis en 1964 par Lodwick [1, 4] et font toujours référence en 2013 (figure 1). Le type I de la classification de Lodwick correspond à des ostéolyses géographiques. Le type IA est constitué d’une ostéolyse avec une condensation de ses contours témoignant d’un processus à évolution lente puisque l’os adjacent parvient à contenir la lésion, la réaction ostéoblastique étant plus rapide que l’évolution tumorale. Cette sémiologie est en générale en faveur d’une lésion bénigne. Le type IB correspond à une ostéolyse à contours nets mais non condensés, l’évolution de cette lésion est plus rapide puisque l’os ne peut se reconstruire autour de la tumeur. Le type IC comporte des lacunes aux bords mal visualisables et correspond à des lésions très agressives malignes ou infectieuses. Le type II de la classification de Lodwick est constitué de lésions
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multiples lacunaires millimétriques confluentes témoignant d’un processus malin. Le type III est une ostéolyse perméative, c’est-à-dire constituée de nombreux petits trous creusant la corticale. En utilisant cette classification de Lodwick, le pourcentage de lésion maligne (en éliminant les lésions ayant une sémiologie radiologique pathognomonique et les infections) est de 6 % pour le type IA, 48 % pour le type IB, 36 % pour le type IC, 97 % pour le type II et 100 % pour le type III. Les types II et III sont des lésions malignes jusqu’à preuve du contraire. Les lésions condensantes rentrent dans le cadre des lésions métastatiques secondaires à un processus de réaction ostéoblastique se retrouvent en général dans les métastases de cancer prostatique, carcinoïde bronchique, mammaire ou digestif. La condensation est plus ou moins nette et peut s’étendre aux parties molles adjacentes. L’aspect peut aller d’une condensation mouchetée étendue à l’ensemble du corps vertébral à des vertèbres ivoires en passant par de simples zones de condensations nodulaires. Les diagnostics différentiels sont multiples avec notamment les îlots condensant bénins, les lymphomes et certaines lésions dégénératives simples. La prise en charge d’une lésion ostéocondensante est toujours délicate dans le cadre du bilan de néoplasie. Une confrontation avec une IRM, une scintigraphie et histologique par biopsie scanoguidée est souvent nécessaire. Les lésions mixtes condensantes et lytiques anarchiques avec réactions périostées adjacentes témoignent de processus agressifs néoplasiques ou infectieux. Les néoplasies réalisant ce type de réaction sont le plus souvent mammaires, pulmonaires, utérines, ovariennes ou digestives. L’analyse du périoste est très importante pour l’identification de l’agressivité tumorale [5]. L’agression périostée provoque une réaction ostéoblastique pouvant prendre différents aspects selon l’évolutivité de la lésion : – un simple épaississement localisé du périoste peut apparaître et témoigne en général d’une lésion bénigne ou d’un hématome ; – dans certains cas, l’endoste est érodé et peut réaliser un aspect soufflé de la corticale, l’épaisseur du périoste dépend de l’activité tumorale, plus la lésion est agressive, plus fine est son épaisseur ; – la présence de fines lamelles au niveau de la corticale témoigne d’un processus très évolutif, le périoste n’a pas le temps de se souder à la corticale et réalise un aspect en « bulbe d’oignon » ; – lorsque la lésion est extrêmement évolutive, le périoste peut être soulevé et pénétré par la métastase, les capillaires perpendiculaires à la corticale vont se calcifier et donner un aspect en « poils de brosse » et correspond toujours à un processus malin (en dehors d’un processus infectieux) ; – un autre élément sémiologique témoignant de l’agressivité tumorale est la présence d’un épaississement du périoste rompu par la tumeur pouvant être Bull Cancer vol. 100 • N◦ 11 • novembre 2013
Sémiologie des métastases osseuses en radiologie conventionnelle
A
B
IA
IB
IC
II
II
III
III
C
D
A
B
C
Figure 1. A) Classification de Lodwick. B) Métastase perméative. C) Réaction périostée. D). Aspect en feu d’herbe.
associé à des calcifications spiculées. Un aspect triangulaire rattaché à la corticale réalise se que l’on appelle l’« Éperon de Codman » (figure 2). L’ensemble de ces éléments radiologiques simples permet souvent de distinguer une lésion bénigne d’une lésion maligne. L’analyse des parties molles adjacentes est aussi très importante mais est moins pertinente en radiographies standards. L’imagerie en coupe est un complément d’examen indispensable. La présence d’une fracture vertébrale isolée est fréquemment un mode de révélation de métastase. La radiographie standard est en première ligne diagnostique et les critères sémiologiques de lésions malignes doivent être connus. Des faisceaux d’arguments Bull Cancer vol. 100 • N◦ 11 • novembre 2013
doivent faire évoquer le diagnostic de métastase rachidienne et entreprendre une exploration plus complète. La différenciation fracture bénigne/fracture maligne peut être prise en défaut en radiographie standard et certains faisceaux d’arguments sémiologiques permettent de rétablir le diagnostic (tableau 1). En faveur d’une fracture tassement bénigne, on notera la présence d’une déminéralisation osseuse diffuse, homogène travéculaire ou corticale témoignant d’une ostéopénie pouvant expliquer la présence d’une fracture vertébrale. Les zones de pressions étant plus importantes au niveau de la charnière dorsolombaire et au niveau lombaire, les fractures sont plus fréquentes dans ces régions. L’analyse des radiographies de face et
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lée en dehors des zones de contraintes maximales en particulier au-dessus de la septième dorsale doit faire évoquer une lésion métastatique rachidienne. La vertèbre fracturée présente des anomalies de densité lytiques, condensantes ou mixtes. La présence d’une fracture asymétrique sur les clichés de face est un élément suspect car cet élément correspond à un envahissement latéral de la lésion et donc une fragilité prédominant sur la zone tumorale. Un épaississement important des parties molles paravertébrales, asymétrique, visible sur les clichés de face, témoigne de l’envahissement des structures adjacentes. La connaissance de ces signes radiologiques imposera la demande d’explorations par imagerie en coupe : scanner avec et sans injection de produit de contraste et IRM. Ces deux examens donnent des informations différentes sur les caractéristiques tumorales et sont complémentaires (figure 3).
Scanner sans et avec injection de produit de contraste
Figure 2. Éperon ou triangle de Codman.
de profil montre une déformation symétrique à la fois dans le plan antéropostérieur que sagittal : la fragilité osseuse est globale au niveau du corps vertébral ostéopénique. La présence d’un vide gazeux intrasomatique est très en faveur d’une lésion fracturaire ostéoporotique. L’analyse de la corticale vertébrale fracturée ne montre pas de lyse ou d’effacement, de même l’arc postérieur vertébral est respecté et l’analyse des pédicules visualise parfaitement des corticales bilatérales et symétriques. Un recul corticospongieux postérosupérieur ou postéro-inférieur du mur postérieur est fréquent. En revanche, un bombement global est suspect. La présence d’un épaississement des parties molles en particulier au niveau de la jonction dorsolombaire peut témoigner d’un hématome. Cet épaississement reste minime et symétrique dans la plupart des cas. En faveur d’une fracture tassement d’origine maligne, l’analyse de l’ensemble de la trame osseuse de l’ensemble du rachis ne montre pas d’élément en faveur d’une ostéopénie. La découverte d’une fracture iso-
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La réalisation d’un scanner sur la lésion suspecte est impérative pour confirmer la sémiologie radiologique maligne. L’examen est réalisé sans et avec injection de produit de contraste pour mieux visualiser les éventuelles calcifications sans injection et l’hypervascularisation tumorale. Cette hypervascularisation permettra aussi de proposer un geste de radiologie interventionnelle par embolisation préopératoire. La sémiologie scanographique est identique à la radiographie standard, la sensibilité et la spécificité est bien meilleure [2]. L’analyse de la sclérose péritumorale est mieux visible, de même que l’atteinte corticale et la présence d’une réaction périostée (plus sensible). Le scanner est supérieur pour l’analyse osseuse mais aussi pour la visualisation de la masse tumorale et de l’envahissement des structures adjacentes. L’ensemble des signes radiologiques est strictement superposable à la radiographie standard, l’aspect d’ostéolyse « mité » de type II de la classification de Lodwick et l’aspect de lyse « perméative » de type III (sans délimitation précise entre le territoire d’ostéolyse et le territoire sain) est bien mieux visible par le scanner. Le scanner permet de déterminer si la lésion est tissulaire ou graisseuse, la prise de contraste étant très évocatrice de lésion maligne évolutive. On notera en faveur d’une fracture bénigne la visibilité du trait de fracture au sein du corps vertébral, bien linéaire et sans lyse ni masse adjacente. La présence d’une fente gazeuse ou d’un vide intrasomatique est très en faveur d’une fracture ostéoporotique. Un épaississement des parties molles adjacentes à la fracture vertébrale peut être individualisé mais doit rester inférieur à 8 mm et être symétrique. Cet épaississement correspond à un saignement localisé Bull Cancer vol. 100 • N◦ 11 • novembre 2013
Sémiologie des métastases osseuses en radiologie conventionnelle Tableau 1. Éléments sémiologiques osseux pour le diagnostic différentiel entre lésion osseuse bénigne ou maligne. En faveur d’une fracture bénigne Sémiologie radiologique standard Fractures multiples Localisation : lombaire et charnière dorsolombaire Déminéralisation homogène de l’ensemble des structures osseuses Présence de déformation concave de profil et symétrique de face Corticale fracturée non effacée Respect de l’arc postérieur Sémiologie en TDM Fracture antérieure sans lyse corticale Visibilité du trait de fracture au sein du corps vertébral Vide intrasomatique (fente gazeuse) Épaississement des parties molles < 8 mm Sémiologie en IRM Hyposignal T1 respectant une partie du corps vertébral Prise de contraste avec homogénéisation du signal Hypersignal T2 sous le plateau fracturé
A
En faveur d’une fracture maligne Sémiologie radiologique standard Fracture unique Fracture au-dessus de la 7e dorsale Présence d’ostéolyse ou condensation Déformation angulaire et asymétrique Corticale lysée et effacée Ostéolyse de l’arc post Sémiologie en TDM Lyse corticale et atteinte pédiculaire
Masse tissulaire des parties molles, atteinte épidurale Sémiologie en IRM Hyposignal T1 diffus avec hyposignal pédiculaire Prise de contraste hétérogène, en motte Hypersignal diffus hétérogène en T2
B
Figure 3. Ostéolyse avec tassement vertébral malin secondaire en scanner (A) et en imagerie par résonnance magnétique (IRM) (B).
au niveau paravertébral [6]. Cet examen permet aussi un bilan lésionnel à la recherche d’une lésion primitive en cas de découverte isolée de la métastase et aussi la recherche d’autres localisations. Le scanner permet la réalisation précise d’une biopsie scanoguidée sous anesthésie locale avec un ratio bénéfice/risque particulièrement performant [7]. La biopsie peut se réaliser sur la métastase osseuse ou sur une lésion plus accessible au niveau des parties molles ou au niveau viscéral. En résumé le scanner avec et sans injection de produit de contraste présente de nombreux avantages : accessible, permet de confirmer la sémiologie maligne de la Bull Cancer vol. 100 • N◦ 11 • novembre 2013
lésion osseuse, guide la biopsie et permet localiser la lésion primitive en cas de découverte fortuite ainsi que les métastases viscérales.
L’imagerie par résonnance magnétique La demande d’IRM d’une métastase osseuse doit être motivée sur l’ordonnance notamment quant au degré d’urgence en cas de douleurs neurologiques par envahissement et/ou compression. L’IRM impose une réalisation rigoureuse et reproductible intra- et inter-observateur. L’analyse IRM reste segmentaire,
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c’est-à-dire localisée sur la région d’intérêt. Le bilan d’extension osseuse et viscérale à distance n’est pas réalisé par cet examen. Les séquences d’IRM doivent comporter au moins deux plans orthogonaux en séquences pondérées en T1 avec et sans injection de gadolinium et des séquences en saturation de graisse en pondération T2 augmentant la sensibilité de l’examen. L’analyse tumorale permet de distinguer l’œdème périlésionnel sur les séquences en saturation de graisse et d’orienter vers une lésion agressive [8]. La définition anatomique est différente de celle du scanner et demeure complémentaire. L’analyse de la sclérose osseuse et de la réaction périostée est paradoxalement moins évidente en hyposignal T1 et hyposignal T2. En revanche, l’œdème périlésionnel et l’envahissement des parties molles sont mieux visualisés (hyposignal T1, hypersignal T2, hypersignal en saturation de graisse). La sémiologie radiologique de base peut être adaptée à l’IRM, on notera des faisceaux d’arguments supplémentaires. En faveur d’une lésion bénigne au niveau vertébral, la sémiologie IRM montre un hyposignal T1 du corps vertébral respectant en général l’arc postérieur. La prise de contraste globale de la vertèbre réalise une homogénéisation du signal. En séquences pondérées en T2, on peut noter un hypersignal linéaire témoignant du plateau vertébral fracturé. En faveur d’une lésion maligne, on note un hyposignal T1 de la vertèbre atteignant les pédicules, les lames et les épineuses. La prise de contraste est hétérogène, en motte et s’étend en dehors du corps vertébral envahissant les parties molles. L’atteinte du mur postérieur avec envahissement épidural permet de mieux visualiser un risque de compression médullaire. L’IRM est l’examen de choix pour le bilan rachidien et préopératoire.
Conclusion La sémiologie radiologique élémentaire est importante pour faire le diagnostic de métastase(s) osseuse(s), notamment dans les situations dans lesquelles le contexte clinique n’est pas évocateur. Les signes de
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malignité sont directement corrélés à l’agressivité tumorale au niveau de la corticale osseuse et du périoste. Les critères de Lodwick sont utiles pour le diagnostic de malignité et d’agressivité tumorale lors du diagnostic initial sur les radiographies standard, qui ont toute leur importance dans le contexte des métastases osseuses. Le scanner est nécessaire pour confirmer la malignité d’une lésion osseuse. L’IRM est complémentaire du scanner notamment pour l’examen de la médullaire et des extensions tumorales. C’est souvent un faisceau d’arguments qui permet un diagnostic de quasi-certitude (tableau 1), celui nécessitant parfois une preuve histologique complémentaire. En pratique, une lésion secondaire est détectée par la radiographie standard ou le scanner dans le cadre d’une découverte fortuite ou dans le cadre d’un suivi, dans un second temps l’IRM affinera la suspicion diagnostique. L’imagerie fonctionnelle est abordée dans un autre article du Bulletin de Cancer. La réponse des métastases aux traitements du cancer a des spécificités qui sont détaillées dans l’article de Feydy [9]. Lien d’intérêt : les auteurs déclarent n’avoir aucun lien d’intérêt en rapport avec l’article.
Références 1. Lodwick GS. A probabilistic approach to the diagnosis of bone tumors. Radiol Clin North Am 1965 ; 3 : 487-97. 2. Rosenthal DI. Computed tomography of orthopedic neoplasms. Orthop Clin North Am 1985 ; 16 : 461-70. 3. Peh WC. Screening for bone metastases. Am J Orthop 2000 ; 29 : 405. 4. Lodwick GS. Reactive response to local injury in bone. Radiol Clin North Am 1964 ; 2 : 209-19. 5. Johnson LC, Vinh TN, Sweet DE. Bone tumor dynamics: an orthopedic pathology perspective. Semin Musculoskelet Radiol 2000 ; 4 : 1-15. 6. Laredo JD, Lakhdari K, Bellaïche L, Hamze B, Janklewicz P, Tubiana JM. Acute vertebral collapse: CT findings in benign and malignant nontraumatic cases. Radiology 1995 ; 194 : 41-8. 7. Huang AJ, Halpern EF, Rosenthal DI. Incidence of delayed complications following percutaneous CT-guided biopsy of bone and soft tissue lesions of the spine and extremities: a 2-year prospective study and analysis of risk factors. Skeletal Radiol 2013 ; 42 : 61-8. 8. Cuénod CA, Laredo JD, Chevret S, et al. Acute vertebral collapse due to osteoporosis or malignancy: appearance on unenhanced and gadolinium-enhanced MR images. Radiology 1996 ; 199 : 541-9. 9. Feydy. Bull Cancer 2013 ; 100 : 1125-34.
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