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Journal de radiologie
Vol 91, N° 9-C2  - septembre 2010
pp. 950-968
Doi : JR-09-2010-91-9-C2-0221-0363-101019-201003021
le point sur…
Espaces rachidiens intracanalaires : de l’anatomie radiologique au diagnostic étiologique
 

N Holl [1], S Kremer [1], R Wolfram-Gabel [2], J-L Dietemann [1]
[1] Service de Radiologie 2, CHU de Strasbourg, Hôpital de Hautepierre, avenue Molière, 67098 Strasbourg, France.
[2] Institut d’Anatomie Normale, Université de Strasbourg

Tirés à part : N Holl

[3] 

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Les espaces rachidiens intracanalaires se divisent en espace épidural, sous-dural et sous-arachnoïdien. La découverte d’un processus intracanalaire nécessite sa localisation précise par rapport aux méninges. L’IRM est le meilleur outil pour reconnaître ces espaces. Sa réalisation nécessite l’acquisition de deux plans de coupe, le plus souvent axial et sagittal, et des deux pondérations T1 et T2. Des signes simples permettent alors de déterminer l’espace atteint : modification de la graisse épidurale, compression ou élargissement des espaces sous-arachnoïdiens. L’espace épidural, délimité en dedans par la dure-mère, est vasculo-graisseux. L’espace sous-dural est virtuel, situé entre la dure-mère et l’arachnoïde. Les espaces sous-arachnoïdiens contiennent le liquide cérébrospinal (LCS), la moelle épinière et les racines nerveuses. Un processus épidural ampute la graisse de l’espace épidural, refoule la dure-mère et amincit les espaces sous-arachnoïdiens. Un processus sous-arachnoïdien élargit les espaces sous-arachnoïdiens et respecte la graisse épidurale. Les pathologies épidurales principales sont tumorales et infectieuses. Elles peuvent être primitives ou secondaires à une atteinte rachidienne. La pathologie sous-arachnoïdienne regroupe les tumeurs primitives, les métastases lepto-méningées, les arachnoïdites et l’hémorragie méningée. Les tumeurs des gaines nerveuses et les méningiomes sont les plus fréquentes des tumeurs intradurales et extra-médullaires.

Abstract
The spinal canal: from imaging anatomy to diagnosis

The spinal canal is divided into epidural, subdural and subarachnoid spaces. Intraspinal processes should be correctly placed into their space of origin. MRI is the best imaging modality to achieve this task. Accurate determination of the space of origin routinely requires the acquisition of two different pulse sequences, typically T1W and T2W images, in two orthogonal planes, usually axial and sagittal. Simple imaging features can assist in determining the site of origin: changes to the epidural fat, compression or widening of subarachnoid spaces. The epidural space, bordered medially by dura, contains fat and vascular structures. The subdural space is a virtual space in between the dura and arachnoid membrane. The subarachnoid space is home to the CSF, spinal cord and nerve rootlets. An epidural process replaces the epidural fat, displaces the dura and narrows the subarachnoid space. A subarachnoid process widens the subarachnoid space and spares the epidural fat. Epidural processes usually are infectious or tumoral, either primary or secondary to spinal involvement. Subarachnoid processes include primary tumors, leptomeningeal metastases, arachnoiditis and hemorrhage. Nerve sheath tumors and meningiomas are the most frequent intradural extramedullary tumors.


Mots clés : Moelle , Rachis , IRM , Infection , Tumeur

Keywords: Cord , Spine , MRI , Infection , Tumor


Anatomie Radiologique [1], [2]  (+)
Analyse Sémiologique radiologique  (+)
Introduction

Les feuillets méningés délimitent différents espaces au sein du canal rachidien. Le diagnostic d’une pathologie atteignant ces espaces nécessite une bonne connaissance de leur anatomie et des signes sémiologiques propres à chaque compartiment. L’imagerie repose essentiellement sur l’IRM dont les données confrontées au contexte clinique et biologique permettent d’orienter le diagnostic étiologique. Les objectifs de cet exposé sont triples :

  • connaître l’anatomie des compartiments rachidiens intracanalaires ;
  • savoir réaliser un protocole d’exploration en IRM ;
  • connaître la sémiologie propre aux différents compartiments et les principales pathologies.

Anatomie Radiologique [1], [2]

Le canal rachidien se divise en quatre compartiments : épidural, sous-dural, sous-arachnoïdien et intramédullaire. Ces compartiments sont délimités par les feuillets méningés. De dehors en dedans, on distingue : la dure-mère ou pachyméninge (méninge dure), l’arachnoïde et la pie-mère qui constituent les leptoméninges (méninges molles).

1.Les méninges

La dure-mère vertébrale est un feuillet fibreux résistant, en continuité avec le feuillet interne de la dure-mère endocrânienne. Elle est séparée du périoste vertébral par l’espace épidural.

À son extrémité supérieure, la dure-mère a des attaches ostéopériostées sur le pourtour du foramen magnum et la face postérieure de l’axis, avec deux orifices latéraux pour la pénétration des artères vertébrales. En bas, le sac dural donne naissance au ligament coccygien qui entoure le filum terminal et s’insère sur la face postérieure du canal sacré entre S1 et S4. En IRM, la dure-mère est facilement repérée sur les coupes sagittales et axiales pondérées en T2 sous la forme d’un fin liseré de signal bas.

Les leptoméninges correspondent à l’ensemble arachnoïde et pie-mère et sont en continuité avec les leptoméninges endocrâniennes. Elles ne sont pas individualisables en IRM.

L’arachnoïde en constitue le feuillet externe adhérent à la dure-mère. Elle est formée de simples tractus fibreux qui prennent en dedans une structure alvéolaire et réticulaire contenant le liquide cérébro-spinal (LCS).

La pie-mère constitue le feuillet interne. Elle forme une lame porte vaisseau qui recouvre la surface de la moelle et des racines et s’insinue dans le sillon médian antérieur. Le ligament dentelé forme une cloison frontale festonnée tendue entre la moelle et la face profonde de la dure-mère. Il constitue une série d’arcades ajourées laissant passage aux émergences radiculaires.

2.Les compartiments intracanalaires
2.1.Le compartiment épidural

Le compartiment épidural est situé entre les parois osseuses et ligamentaires du canal rachidien et le sac dural.

Il s’étend du foramen magnum en haut à l’extrémité inférieure du canal vertébral en bas. C’est un espace fermé ne communiquant pas avec la boîte crânienne à part au niveau de la charnière crâniocervicale où l’espace épidural postérieur n’est pas fermé [3]. On différencie classiquement un compartiment épidural antérieur et un compartiment épidural postérieur et latéral. L’importance de l’espace épidural est modulée par les courbures rachidiennes : développement antérieur en cas de lordose cervicale et lombaire, développement postérieur en cas de cyphose thoracique.

Au sein d’un niveau vertébral, le compartiment épidural antérieur est plus développé à l’étage pédiculolamaire, alors que le compartiment épidural postérieur et latéral est plus développé à l’étage discal.

2.1.1.Le compartiment épidural antérieur

Le compartiment épidural antérieur est limité en avant par la face postérieure des corps vertébraux et en arrière par la face antérieure du fourreau dural.

En son sein, on retrouve le ligament longitudinal postérieur (LLP) qui est une bande fibreuse festonnée, tendue du foramen magnum jusqu’à la face postérieure du coccyx. Il apparaît étroit dans le plan frontal en regard des corps vertébraux (arcades concaves en dehors) et large dans le plan frontal en regard des disques (saillies).

Le LLP est fortement et directement adhérent à la face postérieure des disques. En revanche, au niveau du corps vertébral, il est adhérent au périoste par l’intermédiaire du septum médian qui est une structure fibreuse sagittale.

La présence du septum médian en regard des corps vertébraux induit une subdivision du compartiment épidural antérieur en deux sous-compartiments droit et gauche (fig. 1). Ceci est important en cas de processus pathologique épidural antérieur, où le septum médian va constituer une barrière anatomique à la migration droite-gauche [4] et induire une image bilobée de la lésion « en embrase de rideau » [5].

Le LLP et le septum médian peuvent être visualisés en IRM sur les coupes sagittales et axiales en pondération T2, sous la forme d’une bande de signal bas, notamment dans la région lombaire inférieure. Le septum médian peut également être visualisé au scanner au niveau lombaire sous la forme d’une bande isodense sagittale antérieure.

Il existe de plus des tractus fibreux, appelés ligaments de Hoffmann, reliant le sac dural à la face postérieure du LLP.

2.1.2.Le compartiment épidural postérieur et latéral

Le compartiment épidural postérieur est limité en avant par le sac dural et en arrière par les lames vertébrales et les ligaments jaunes.

Il est subdivisé en deux par une structure ligamentaire tendue entre la face postérieure du sac dural et la partie médiane interne de l’arc postérieur, la plica mediana dorsalis [6]. Cette cloison pourrait constituer une barrière à la bonne diffusion des produits lors d’injections épidurales. Elle n’est pas visible en IRM.

La partie latérale du compartiment communique avec le récessus latéral et le canal radiculaire et contient des structures nerveuses et des vaisseaux (artères et veines). L’espace épidural est en continuité à ce niveau avec les espaces graisseux paravertébraux, ce qui peut expliquer l’extension de processus pathologiques rétropéritonéaux, médiastinaux ou cervicaux vers le canal rachidien.

2.1.3.Le contenu de l’espace épidural

L’espace épidural renferme essentiellement de la graisse et des vaisseaux (veines et artères) destinés à la moelle, aux enveloppes méningées et aux corps vertébraux.

  • La graisse épidurale : au sein d’un étage vertébral, la graisse épidurale se localise principalement dans le compartiment épidural postérieur et latéral au niveau du disque intervertébral (fig. 2). Elle apparaît de signal hyperintense en IRM sur les séquences pondérées T1, et hypodense au scanner.

Son abondance est variable en fonction du niveau rachidien. À l’étage cervical, la graisse épidurale est abondante au niveau C1-C2, où elle se localise en antérolatéral, et peu abondante à l’étage cervical moyen et inférieur. Elle est abondante en thoracique au sein de l’espace épidural postérieur, et abondante en lombaire inférieur et en sacré dans l’espace épidural antérieur. La graisse peut être déplacée latéralement dans le canal en cas de scoliose et apparaît alors asymétrique sur les coupes axiales.

Lorsqu’elle est présente, elle permet de mouler les processus pathologiques, étant à l’origine du contraste dans l’espace épidural. C’est une graisse « semi-fluide », de structure différente de la graisse sous cutanée. À l’étage lombaire, elle joue un rôle de glissement entre la face postérieure du sac dural et la face antérieure de l’arc vertébral [7].

  • Les vaisseaux épiduraux : les vaisseaux épiduraux sont plus nombreux dans le compartiment épidural antérieur que dans le compartiment épidural postérieur. Parmi ces vaisseaux, on distingue des artères et des veines à destinée méningée, médullaire et vertébrale.

Les artères épidurales sont de petit calibre et non individualisables en imagerie sur les séquences standards.

Les veines sont de calibre plus important. Elles constituent le réseau de drainage veineux postérieur de l’organisme, parallèlement aux veines caves supérieure et inférieure, et peuvent servir de réseau de suppléance en raison des nombreuses anastomoses. Ainsi une thrombose cave se traduit par une dilatation des plexus veineux.

Les plexus veineux épiduraux sont constitués de plexus longitudinaux antérieurs et postérieurs. Les plexus longitudinaux antérieurs sont les plus développés et constituent de chaque côté deux plexus, l’un latéral l’autre médial. Les deux voies se rapprochent au niveau des pédicules et s’écartent au niveau des disques. Ces plexus sont reliés par des plexus transverses localisés à mi-hauteur du corps vertébral et situés entre le LLP et le corps vertébral. Les plexus transverses reçoivent le sang veineux corporéal par la veine basi-vertébrale. Les plexus antérolatéraux communiquent avec les plexus lombaires externes (veines lombaires et veines lombaires ascendantes) par les veines des foramens intervertébraux [8] ((fig. 3). Celles-ci peuvent être mises en évidences en IRM, sur des coupes sagittales et axiales en pondération T1, sous la forme de fines bandes de signal bas, moulées par la graisse épidurale hyperintense. L’injection de gadolinium et l’utilisation de séquences pondérées en T1 avec saturation de la graisse facilitent leur visualisation.

Avant l’avènement des scanners multidétecteurs, le rehaussement des plexus veineux épiduraux par l’injection d’iode était utilisé pour augmenter le contraste entre les disques intervertébraux et le sac dural à l’étage cervical, du fait de la faible quantité de graisse à ce niveau.

En cas de processus pathologique au sein de l’espace épidural (hernie discale), on peut observer une dilatation des plexus veineux épiduraux sus et sous-jacents à la hernie.

Les plexus veineux épiduraux sont impliqués dans l’extension des processus infectieux et tumoraux. Des cas de radiculalgies en rapport avec des thrombophlébites ou des varices épidurales ont été rapportés [9]. Les thrombophlébites peuvent également compromettre le drainage veineux médullaire.

2.2.L’espace sous-dural

L’espace sous dural est un espace virtuel situé entre la dure-mère et l’arachnoïde. Les injections sous-durales le confirment.

Les collections dites sous-durales seraient secondaires à la dilacération les fibres dure-mériennes les plus profondes et les plus lâches, créant un espace artificiel entre les couches externes de la dure-mère et l’arachnoïde [10].

2.3.L’espace sous-arachnoïdien

Les espaces sous-arachnoïdiens sont situés entre l’arachnoïde et la pie-mère et contiennent le liquide cérébrospinal. Ils sont en continuité avec les espaces sous arachnoïdiens intracrâniens et constituent une voie de dissémination des lésions tumorales et infectieuses.

Ces espaces sont plus ou moins cloisonnés par des tractus fibreux qui sont surtout présents chez le sujet jeune et involuent avec l’âge. La présence de ces cloisons induit des turbulences, responsables d’artéfacts de flux en IRM, visibles sous la forme d’un signal bas sur les séquences pondérées T2 en fast turbo spin echo (FSE). Les séquences T2 en écho de gradient (EG) permettent de s’en affranchir.

Les espaces sous-arachnoïdiens sont facilement mis en évidence en IRM en raison de leur signal élevé en T2, entre la moelle au centre et la dure-mère en périphérie. Les séquences 3D fortement pondérées T2 (type Fiesta et Ciss) permettent l’analyse des radicelles motrices et sensitives des nerfs au sein du LCS.

2.4.L’espace sous-pial

L’espace sous-pial est un espace virtuel entre la moelle et la pie-mère, en raison de la forte adhérence de la pie-mère à la moelle. Il est parcouru par les vaisseaux artériels et veineux à destinée médullaire.

Analyse Sémiologique radiologique
1.Technique [11], [12]

L’IRM est l’examen de choix pour l’étude des espaces périmédullaires.

L’exploration doit être orientée par la clinique : on commence l’examen par le niveau atteint (cervicothoracique ou thoracolombaire), en limitant le champ de vue (< 36 cm), afin d’optimiser le rapport signal sur bruit, mais on termine toujours par au moins une séquence sagittale (T2 ou T1 après injection de gadolinium) sur la portion rachidienne non explorée initialement, afin de ne pas méconnaître une lésion associée. On peut par ailleurs, dans certains cas, compléter l’examen par une exploration de l’encéphale qui permet de rechercher des lésions associées, et ainsi d’orienter le diagnostic étiologique.

L’exploration comporte systématiquement 2 plans de coupe (sagittal et axial) et 2 pondérations (T1 et T2), afin de localiser le processus pathologique entre les différents compartiments périmédullaires. En effet, les séquences T1 sont très utiles pour l’analyse de l’espace épidural qui contient essentiellement de la graisse hyperintense, alors que les séquences T2 seront très utiles pour le repérage de la dure-mère de signal bas, mais surtout des espaces sous-arachnoïdiens hyperintenses.

Ces séquences permettent également de déterminer l’extension transversale et en hauteur du processus pathologique. On peut compléter l’examen par une acquisition frontale, en cas de processus à extension foraminale ou périvertébrale.

Les séquences sagittales sont en écho de spin rapide, avec une épaisseur de coupe inférieure ou égale à 3 mm. Les séquences axiales T2 au niveau cervicothoracique sont en écho de gradient, afin de s’affranchir des artéfacts de flux de LCS, alors qu’au niveau lombaire, on préconise des séquences T2 en écho de spin rapide.

L’injection de gadolinium est systématique en cas de suspicion de lésion infectieuse ou tumorale. Pour l’étude de l’espace épidural et de l’ensemble disco-vertébral, on utilise des séquences T1 avec saturation du signal de la graisse, afin de mieux analyser les prises de contraste à ce niveau. Pour l’étude de la pathologie intradurale, on réalise des séquences T1 post-gadolinium sans saturation du signal de la graisse. On peut également compléter l’examen par des séquences T2 avec annulation du signal de la graisse (T2 Fat Sat ou mieux T2 STIR qui permet un effacement plus homogène du signal de la graisse), afin de mieux analyser l’espace épidural et les structures osseuses.

L’imagerie en séquence T2 3D haute résolution (Ciss, Fiesta) permet la visualisation précise de certaines structures anatomiques fines (racines, gaines radiculaires, vaisseaux pie-mériens, espace sous-arachnoïdien), ce qui facilite le diagnostic des malformations vasculaires périmédullaires, des lésions kystiques, des avulsions du plexus cervicobrachial, ou encore des tumeurs radiculaires [13], [14]. Ces séquences permettent une analyse en coupes inframillimétriques, ainsi que des reformations multiplanaires et de limiter l’utilisation d’explorations invasives, telles que la myélographie ou l’angiographie.

Les séquences de diffusion, bien que de réalisation délicate au niveau rachidien, du fait des effets de susceptibilité magnétique induits par l’os, de la petite taille des structures intracanalaires et les mouvements respiratoires, peuvent être un complément utile en cas de collections épidurales [15], [16].

L’angiographie par résonance magnétique permet une étude non invasive des vaisseaux à destinée médullaire. Les techniques d’acquisition rapide, l’injection de produit de contraste en bolus (ARM 3D injectée) rendent possibles la visualisation des artères et des veines normales. Ces séquences sont utilisées pour la localisation préopératoire de l’artère d’Adamkiewicz et le diagnostic de certaines malformations vasculaires médullaires [17]. Elles présentent un intérêt pour réaliser un premier bilan avant l’angiographie conventionnelle.

Actuellement, l’angioscanner est également une technique performante pour l’étude de la vascularisation normale et des malformations vasculaires [18].

On peut donc proposer comme protocole d’exploration IRM :

  • Coupes sagittales T1 et T2 en écho de spin rapide sur le niveau suspect cliniquement.
  • Coupes axiales T1 et T2 en EG (en cervicodorsal) ou en écho de spin rapide (en lombaire) sur la lésion.
  • ± coupes sagittales T2 STIR en cas de suspicion de lésion épidurale ou osseuse.
  • Injection de gadolinium (0,1 mmol/kg) en cas de découverte d’une lésion tumorale ou infectieuse.
  • Coupes sagittales et axiales T1 avec saturation de graisse après injection de gadolinium pour l’étude de la pathologie extradurale et sans saturation de graisse pour la pathologie intradurale.
  • ± coupes coronales T1 avec saturation de graisse après injection de gadolinium en cas d’extension foraminale et/ou périvertébrale.
  • Coupes sagittales T2 et/ou T1 avec ou sans saturation de graisse après injection de gadolinium sur le niveau adjacent.
  • Le scanner sera réalisé en deuxième intention pour l’analyse des structures osseuses et la recherche de calcifications au sein de certains processus expansifs.

2.Éléments sémiologiques permettant de déterminer le siège dans le canal

Après avoir défini le niveau d’atteinte (cervical, thoracique ou lombaire) et reconnu une lésion intracanalaire comme étant extra-médullaire, l’étape la plus importante de l’analyse sémiologique radiologique est de définir son siège dans les espaces intracanalaires. En effet, de cette analyse va découler une gamme diagnostique propre à chaque espace.

On s’attache dans un premier temps à reconnaître :

  • La dure-mère qui apparaît sous la forme d’une bande de signal bas en T2 sur les coupes axiales et sagittales.
  • La graisse épidurale hyperintense sur les coupes sagittales et axiales en T1.
  • Les espaces sous-arachnoïdiens hyperintenses en T2 autour de la moelle, sur les coupes axiales et sagittales.

On recherche ensuite les éléments sémiologiques propres à chaque espace :

  • Un processus épidural peut être de siège antérieur, postérolatéral ou circonférentiel, engainant le sac dural. Il induit des modifications de signal de la graisse épidurale et il est responsable d’un refoulement de la dure-mère et d’un amincissement des espaces sous-arachnoïdiens dans tous les plans. L’élargissement de l’espace graisseux épidural en regard des pôles supérieur et inférieur de la lésion (signe de la cupule ou « fat-cap sign ») confirme sa topographie extra-durale [19] ((fig. 4).
  • En cas d’extension d’une lésion tumorale ou infectieuse d’origine vertébrale vers le compartiment épidural antérieur, la lésion présente une forme bilobée caractéristique, « en embrase de rideau », du fait de la présence du septum médian qui cloisonne sagittalement le compartiment épidural antérieur [5] (fig. 5).
  • Un processus sous-dural respecte la graisse épidurale, avec une solution de continuité avec les structures osseuses. Il est limité par la dure-mère en dehors, et comprime les espaces sous-arachnoïdiens et la moelle en dedans. Il apparaît dans le plan axial sous la forme d’une lentille concave en dedans (croissant), et présente dans le plan sagittal des extrémités effilées.
  • Un processus sous-arachnoïdien induit des modifications du signal du LCS en pondération T1 et T2. Il peut être responsable d’un élargissement des espaces sous-arachnoïdiens et dans ce cas refoule la moelle en dedans et la dure-mère en dehors. En cas de processus infectieux ou tumoral, on peut noter des prises de contraste sous-arachnoïdiennes et pie-mériennes autour du cordon médullaire, pouvant s’étendre aux racines nerveuses et aux racines de la queue-de-cheval. Une lésion intradurale extra-médullaire présente des angles de raccordement aigus avec la moelle. Elle amincit la moelle dans un plan de coupe et l’élargit dans l’autre. Les petites tumeurs, l’inflammation et l’infection ne sont visibles que sur les examens après injection.
  • Il existe exceptionnellement des processus de topographie mixte, d’une part intramédullaire et sous-arachnoïdienne (neurinome, astrocytome, métastase, hémangioblastome), ou bien à la fois intradurale et extra-durale : fréquent pour les schwannomes et les neurofibromes, exceptionnels pour les méningiomes et les épendymomes de la queue-de-cheval.

Diagnostic étiologique
1.Les pathologies épidurales
1.1.La pathologie tumorale

Le compartiment épidural peut être le siège d’un envahissement par continuité de tumeurs vertébrales primitives [20] ou secondaires, ou des parties molles péri-rachidiennes. Ces dernières envahissent le canal rachidien par l’intermédiaire des foramens intervertébraux.

Les tumeurs vertébrales les plus fréquentes sont les métastases osseuses, en particulier du cancer bronchique, du rein, du sein ou de la prostate [11]. Mais on peut également rencontrer des pathologies hématologiques, telles que le myélome ou le lymphome qui peut être osseux ou atteindre les parties molles péri-rachidiennes [21]. Les tumeurs épidurales isolées (métastase, myélome, lymphome, angiolipome et myélolipome) sont exceptionnelles [22].

Cliniquement, l’atteinte épidurale peut se manifester par un syndrome de compression médullaire qui peut dans certains cas être révélateur du cancer [21].

La séquence T1 sans injection est la plus performante pour l’analyse de l’atteinte osseuse qui apparaît hypointense. Les coupes sagittales et axiales T2 montrent un effacement des espaces sous-arachnoïdiens et permettent d’apprécier la souffrance du cordon médullaire, se traduisant par un signal intramédullaire hyperintense.

Dans le plan transversal, l’atteinte épidurale peut être limitée à une portion du compartiment épidural, ou prendre un aspect en virole avec engainement du sac dural.

En l’absence de contre-indication, l’injection de gadolinium est utile, car elle permet de mieux délimiter l’extension exacte de l’infiltration épidurale souvent plus étendue que la zone de compression médullaire et de détecter d’éventuelles localisations secondaires sous-arachnoïdiennes. Devant la découverte en IRM de lésions évocatrices de métastases rachidiennes, la réalisation de quelques coupes coronales en IRM sur le thorax peut permettre d’identifier le cancer primitif.

L’analyse de l’atteinte osseuse peut orienter sur l’origine du processus tumoral. En cas de myélome multiple, le processus tumoral a un signal hyperintense prononcé en T2 et présente en son sein des travées corticales épaissies persistantes, réalisant l’aspect caractéristique de « mini brain » (fig. 6) [23].

1.2.L’hématome épidural [24]

Les hématomes épiduraux peuvent être d’origine traumatique (traumatisme rachidien ou iatrogène : ponction lombaire, rachianesthésie) ou plus rarement spontanée. Dans ce cas, le tableau clinique est souvent évocateur. Il s’agit d’un patient ayant des facteurs favorisants (troubles de la coagulation, hypertension artérielle, malformation vasculaire, tumeur) et qui présente, après un traumatisme mineur, des douleurs rachidiennes brutales et un déficit neurologique d’apparition et d’aggravation rapide. Les localisations les plus fréquentes de l’hématome épidural sont la jonction cervicothoracique et thoracolombaire.

En IRM, il se présente sous la forme d’une masse épidurale, plus fréquemment postérieure, en forme de lentille biconvexe, au contact direct des structures osseuses, qui ampute la graisse épidurale et refoule les espaces sous-arachnoïdiens (fig. 7).

Son signal varie en fonction du temps. En effet, le signal du sang varie en fonction du stade de dégradation de l’hémoglobine. À la phase précoce (< 72 heures), le sang apparaît isointense en T1, hyperintense en T2, puis hyperintense en T1, hypointense en T2, et plus tardivement hyperintense en T1 et en T2. Il est difficile de dater avec précision ces différentes phases et on l’est le plus souvent confronté à des stades intermédiaires. À la phase précoce, l’hématome apparaît hétérogène, hyperintense en T2, avec des zones hypointenses : cet aspect facilite sa reconnaissance. On peut par ailleurs acquérir des séquences T2 en écho de gradient qui, du fait des effets de susceptibilité magnétique induits par les produits de dégradation de l’hémoglobine, permettent d’assurer le diagnostic en montrant des zones hypointenses au sein de la lésion.

En cas de contre-indication à l’IRM, le scanner permet le diagnostic, l’hématome apparaissant spontanément hyperdense.

1.3.La pathologie infectieuse [25], [26]

La principale cause d’infection épidurale est l’extension intracanalaire d’une spondylodiscite. Plus rarement, elle peut résulter d’une contamination directe iatrogène. Elle peut également compliquer une septicémie, sans atteinte discovertébrale : cette forme survient chez des patients présentant des facteurs de risque (diabète, corticoïdes, alcoolisme, cancer, déficit immunitaire) et elle est de mauvais pronostic (20 % de mortalité).

Cliniquement, elle se manifeste par une fièvre et des douleurs rachidiennes, avec ou sans déficit neurologique. L’évolution peut être rapidement défavorable par un mécanisme de thrombophlébite épidurale responsable d’une ischémie médullaire d’origine veineuse et d’un déficit neurologique irréversible. C’est une grande urgence diagnostique et thérapeutique. Une prise en charge chirurgicale à visée décompressive est souvent nécessaire en complément de l’antibiothérapie [27].

En IRM, l’atteinte épidurale apparaît sous la forme d’une masse hypointense en T1, hyperintense en T2, effaçant la graisse épidurale, et responsable d’une empreinte sur le sac dural (fig. 8).Transversalement, elle peut être limitée à une portion de l’espace épidural ou prendre un aspect en virole engainant le sac dural.

L’injection de gadolinium, avec la réalisation de coupes sagittales et axiales T1 avec saturation de graisse, permet de mieux délimiter l’extension verticale et transversale de l’atteinte et d’évaluer les atteintes osseuses et des parties molles péri-vertébrales. Cette injection permet également de distinguer deux stades évolutifs : le stade de cellulite épidurale, où la prise de contraste est diffuse et homogène et le stade d’abcès collecté, où seule la paroi se rehausse autour d’une zone centrale liquidienne. La saturation du signal de la graisse peut créer de fausses images d’abcès par annulation du signal de la graisse épidurale, associée à des prises de contraste des veines épidurales.

La séquence de diffusion permet de conforter le diagnostic d’abcès à pyogène, en montrant une chute du coefficient de diffusion au sein de la zone centrale liquidienne [15].

La présentation radiologique des infiltrations carcinomateuses et des épidurites infectieuses, en particulier au stade de cellulite, est assez proche. Ce sont les atteintes osseuses qui permettent de les distinguer, avec des atteintes osseuses multiples dans les métastases qui respectent les disques intervertébraux, alors que dans l’infection, les disques sont également touchés, avec une atteinte osseuse en miroir de part et d’autre du disque.

1.4.L’hypotension intracrânienne

La découverte d’une collection épidurale, associée à des signes cliniques à type de céphalées orthostatiques, doit faire évoquer le diagnostic d’hypotension intracrânienne. L’hypotension intracrânienne est due à une basse pression du LCS, spontanée ou secondaire à un traumatisme, une ponction lombaire ou une intervention chirurgicale. Les signes typiques en imagerie à l’étage spinal sont des collections extra-durales et/ou sous-durales, la prise de contraste des pachyméninges, une distension des plexus veineux épiduraux (fig. 9) en cervical supérieur et à la jonction lombo-sacrée et une position basse des amygdales cérébelleuses [28], [29], [30]. Une prise de contraste des collections à la phase tardive a été décrite [31]. Le myélo-scanner peut permettre l’identification de la fuite de LCS et guider la réalisation d’un blood patch [32].

1.5.Les kystes arachnoïdiens extra-duraux

Les kystes arachnoïdiens extra-duraux – sans inclusion d’une racine nerveuse (type I) – sont retrouvés le plus fréquemment chez le sujet jeune à la partie moyenne ou inférieure du canal rachidien thoracique et sont étendus sur plusieurs niveaux vertébraux. Ils résultent d’un défect, probablement congénital, de la dure-mère à sa partie postérieure et sont révélés par des douleurs et/ou une compression nerveuse ou médullaire. Ils se présentent en IRM comme une structure extra-durale kystique, de même signal que le LCS, à la partie postérieure ou postérolatérale du canal rachidien, avec extension foraminale. Ces formations kystiques sont parfois multiples. Il existe souvent un élargissement du canal rachidien et des signes d’érosion osseuse au niveau de l’arc neural (lames, pédicules) [2].

1.6.La pathologie graisseuse [1], [33]

La lipomatose épidurale correspond à un dépôt excessif de graisse dans l’espace épidural.

C’est une pathologie rare. Cliniquement, elle peut être silencieuse ou se manifester par une compression médullaire ou radiculaire.

On distingue la lipomatose idiopathique et celle qui est secondaire à un excès de corticostéroïdes d’origine endogène, dans le cadre du syndrome de Cushing, ou exogène, en cas de corticothérapie prolongée. La plupart des cas de lipomatose secondaire surviennent simultanément dans la région lombaire et thoracique, alors que la lipomatose idiopathique intéresse plutôt l’étage lombaire [34]. La lipomatose idiopathique s’observe plus fréquemment chez le sujet obèse de sexe masculin.

En scanner ou en IRM, elle apparaît au niveau thoracique comme un épaississement de la graisse dans l’espace épidural postérieur, refoulant la moelle vers l’avant. En L3-L4 et L4-L5, la graisse est postérieure et le fourreau concave vers l’avant. À la jonction lombosacrée, la lipomatose se traduit par un épaississement circonférentiel de la graisse épidurale, induisant, sur les coupes axiales, une déformation du sac dural qui apparaît trifolié ou en Y [35]. Cette déformation est due à la présence des ligaments méningo-vertébraux (fig. 10).

Les séquences d’IRM avec saturation du signal de la graisse permettent de conforter le diagnostic et de faire le diagnostic différentiel avec un hématome, notamment en cas de déplacement latéral de la graisse en cas de scoliose.

2.La pathologie intradurale extra-médullaire. La pathologie des espaces sous-arachnoïdiens.
2.1.Les tumeurs intradurales – extra-médullaires [11], [36]

Les tumeurs des gaines nerveuses, les méningiomes et les métastases lepto-méningées constituent la majorité des tumeurs intradurales et extra-médullaires [37].

2.1.1.Tumeurs des gaines nerveuses

On distingue les schwannomes ou neurinomes qui correspondent à une prolifération des cellules de Schwann, des neurofibromes qui correspondent à une prolifération de cellules de Schwann et de fibroblastes. Les schwannomes sont le plus souvent isolés, sauf dans la neurofibromatose de type II où ils sont multiples. Il s’agit de tumeurs bénignes, sans risque de dégénérescence. Les neurofibromes sont généralement multiples, et entrent le plus souvent dans le cadre d’une neurofibromatose de type I ou maladie de Von Recklinghausen [38] ; il s’agit de tumeurs bénignes, mais qui présentent un risque rare de dégénérescence sarcomateuse. Les schwannomes refoulent les fibres nerveuses, alors que les neurofibromes dissèquent les fibres nerveuses qui sont englobées dans la tumeur, rendant l’exérèse chirurgicale difficile.

Les tumeurs peuvent se développer à tous les niveaux, mais plus fréquemment en lombaire. L’extension extra-vertébrale est plus fréquente en cervical. Les schwannomes sont le plus souvent à point de départ intradural ou foraminal et donc plus pathogènes que les neurofibromes qui sont à point de départ extra-dural ou extra-rachidien (fig. 11). Dans 10-15 % des cas, les tumeurs sont intra et extra-durales, suivent le trajet d’une racine nerveuse et prennent un aspect « en sablier » de part et autre du foramen intervertébral. Lorsqu’elles sont intradurales, elles présentent un angle de raccordement aigu avec la moelle épinière et la dure-mère et refoulent les racines nerveuses. Elles ne présentent pas de base d’implantation méningée, ce qui les distingue des méningiomes. Elles peuvent être responsables d’un effet de masse sur le cordon médullaire.

Ce sont des tumeurs d’évolution lente de découverte fortuite chez l’enfant et l’adulte jeune et deviennent symptomatiques à partir de 40-50 ans. Cliniquement, elles peuvent se révéler par des douleurs radiculaires à prédominance nocturne, pouvant s’associer à un déficit neurologique.

En IRM, les deux formes histologiques sont souvent difficiles à distinguer. Elles apparaissent comme une masse isointense en T1, hyperintense en T2, se rehaussant après injection, pouvant contenir des kystes. Le signal en T2 peut être homogène ou présenter le signe de la cible, avec un centre hypointense [39]. Une position excentrique par rapport au nerf suggère un schwannome, de même qu’un aspect hypointense en pondération T1 et hyperintense prononcé en pondération T2 [40]. La tumeur peut se rehausser de manière homogène ou uniquement en périphérie [41]. Les neurofibromes plexiformes sont pathognomoniques de la NF 1 et intéressent un long segment d’un tronc nerveux au niveau d’un plexus.

Les radiographies conventionnelles et le scanner peuvent montrer un élargissement des structures osseuses, avec empreinte osseuse et respect de la corticale du fait de la croissance lente de ces tumeurs (élargissement foraminal, scalloping vertébral). Il n’existe que très rarement des calcifications, ce qui les différencie des méningiomes.

2.1.2.Méningiomes

Les méningiomes du canal rachidien représentent 10 % de l’ensemble des méningiomes et environ 30 % des tumeurs intracanalaires. Ils s’observent dans 90 % des cas chez la femme après 40 ans et se localisent au niveau thoracique dans 70 % des cas, au niveau cervical dans 25 % des cas, au niveau lombaire dans 5 % des cas et exceptionnellement dans la région lombosacrée. La topographie intradurale est la règle et les formes extra-durales sont exceptionnelles [42]. Les méningiomes du canal rachidien prennent leur origine au niveau d’amas de cellules méningothéliales localisées à proximité de la racine postérieure du nerf rachidien, ce qui explique la topographie intradurale postérolatérale exclusive de la plupart des méningiomes du canal rachidien [43], [44].

Cliniquement, ils se manifestent par une compression médullaire lente, des douleurs rachidiennes ou radiculaires.

En IRM, ils apparaissent comme une masse bien limitée, intradurale, extra-médullaire, élargissant les espaces sous-arachnoïdiens, avec un angle de raccordement aigu avec la moelle et ouvert avec la dure-mère (fig. 12). Rarement, la tumeur s’étend le long de la gaine radiculaire vers le foramen, simulant un schwannome ou un neurofibrome en « sablier ». Les méningiomes sont isointenses à la moelle en T1, et souvent hypointenses en T2, permettant de les différentier des tumeurs des gaines nerveuses. Après injection de gadolinium, ils prennent fortement le contraste, excepté dans les zones calcifiées. Ils présentent une base d’implantation méningée large, avec possible prise de contraste « en queue de comète » de la dure-mère [45]. Le scanner permet de confirmer la présence de calcifications dans plus de 90 % des cas, alors que l’IRM les sous-estime.

2.1.3.Les métastases leptoméningées [46], [47], [48]

Elles sont secondaires à la dissémination sous-arachnoïdienne de cellules tumorales provenant soit d’une tumeur du système nerveux central (médulloblastome, germinome, gliome de grade élevé, épendymome), soit d’une tumeur à distance (cancer du poumon, du sein, de l’ovaire, hémopathies).

Cliniquement, elles se manifestent par des signes neurologiques pouvant aller du syndrome radiculaire à un syndrome de la queue-de-cheval. En cas de dissémination cérébromédullaire importante, elles peuvent se révéler par une hypertension intracrânienne et une hydrocéphalie.

L’IRM met en évidence sur les coupes T2 des images nodulaires le long de la moelle et des racines nerveuses.

Après injection de gadolinium, on observe une prise de contraste linéaire périmédullaire, associée à des prises de contraste nodulaires s’étendant aux racines nerveuses, réalisant l’aspect en grappe de raisin. Les lésions sont plus fréquentes dans la région lombosacrée du fait de la gravité.

2.1.4.Les autres tumeurs primitives

  • L’épendymome : l’épendymome représente la majorité des tumeurs du cône terminal et du filum. À ce niveau, il est principalement de type myxopapillaire. C’est une tumeur d’évolution lente, touchant avec prédilection l’homme avec un pic entre 30 et 40 ans. Elle se manifeste par des lombalgies, associées ou non à une radiculopathie et des troubles sphinctériens. Le délai moyen d’évolution des symptômes jusqu’au diagnostic est de deux ans.

La tumeur se présente sous la forme d’une masse ovalaire ou lobulée, bien limitée, étendue sur deux à quatre segments vertébraux ou plus. Elle peut occuper la totalité du canal lombosacré (fig. 13). Elle est d’évolution lente, responsable d’érosions osseuses. En radiographie standard, cela se traduit par un scalloping vertébral postérieur, une augmentation de la distance interpédiculaire et une érosion des pédicules [49]. En IRM, l’épendymome myxopapillaire est isointense à la moelle en pondération T1, hyperintense en pondération T2, avec une prise de contraste intense. On peut observer un signal hyperintense en pondération T1 dû à l’accumulation intratumorale de mucine [50]. L’épendymome comporte un risque hémorragique et peut présenter un liseré hypointense au niveau des berges en pondération T2, en rapport avec des dépôts d’hémosidérine. Rarement, l’épendymome se complique d’une sidérose superficielle. L’étude du rachis en entier est importante, car il peut exister d’emblée une dissémination intradurale diffuse.

Le paragangliome est une tumeur rare, hypervascularisée, de la queue-de-cheval, habituellement de plus petite taille que l’épendymome myxopapillaire.

  • Les lésions rares : elles sont représentées par le lipome, le myélolipome, les lésions kystiques et les hémangioblastomes radiculaires.
    • Le lipome du filum terminal est banal et asymptomatique, découvert chez 1 à 5 % de la population.
    • Les lésions kystiques se manifestent comme des masses à contours nets, de signal identique à celui du LCS, sans rehaussement, avec ou sans communication avec les espaces sous-arachnoïdiens.

En situation intradurale et extra-médullaire, les deux lésions principales sont le kyste neurentérique et le kyste arachnoïdien intradural de type III selon la classification de Nabor [51].

  • Le kyste neurentérique, développé à partir de reliquats embryologiques, siège généralement au niveau de la jonction cervicothoracique ou du cône médullaire. Il se présente sous la forme d’une structure kystique intradurale prémédullaire, aux contours lobulés, sans communication avec les espaces sous-arachnoïdiens, de signal élevé en T1 en cas de contenu protéique abondant. Les kystes neurentériques peuvent être associés à des malformations vertébrales, tel un spina bifida antérieur [52], [53].
  • Les kystes arachnoïdiens intraduraux s’observent le plus souvent à la partie postérieure ou postérolatérale du canal au niveau thoracique [54] (fig. 14). L’étiologie de ces kystes peut être congénitale ou acquise après un traumatisme, une infection ou une intervention chirurgicale [55]. Il est nécessaire de faire le diagnostic différentiel avec les hernies congénitales de moelle. Dans cette pathologie, la moelle s’invagine à travers un défect dural localisé le plus souvent en région thoracique antérieure. Il en résulte un élargissement de l’espace sous-arachnoïdien postérieur, pouvant être confondu avec un kyste arachnoïdien [56].
  • Les hémangioblastomes radiculaires développés à partir des racines postérieures sont des lésions rares pouvant être confondues avec une tumeur des gaines nerveuses.

2.2.L’inflammation [46], [57]

L’inflammation touche les espaces sous-arachnoïdiens, l’arachnoïde et la pie-mère sous le nom de méningite ou d’arachnoïdite. Elle est d’origine septique ou non. L’infection des espaces sous-arachnoïdiens peut être d’origine bactérienne (pyogène, tuberculose), virale ou mycotique. L’inflammation non septique des espaces sous-arachnoïdiens peut avoir des origines variées, comme une granulomatose (sarcoïdose), un syndrome de Guillain-Barré, un geste chirurgical cérébral ou rachidien, une injection intrathécale (corticoïdes, chimiothérapie) ou une ponction lombaire.

Cliniquement, elle est silencieuse ou se traduit par une radiculalgie ou un déficit neurologique.

L’IRM montre une modification du signal du LCS du fait de l’hyperprotéinorachie, sous la forme de la perte du contraste normal entre les racines de la queue-de-cheval et le LCS en T1. En T2, on note un accolement des racines nerveuses. Après injection de gadolinium, il existe des prises de contraste linéaires périmédullaires touchant la pie-mère, l’arachnoïde et les racines nerveuses. Ces prises de contraste peuvent s’étendre au LCS au sein des espaces sous-arachnoïdiens.

Mais la présentation radiologique des inflammations lepto-méningées est souvent peu spécifique. C’est la clinique et surtout l’analyse du LCS qui permettent le diagnostic, par exemple mise en évidence d’une dissociation albumino-cytologique en cas de syndrome de Guillain-Barré.

L’arachnoïdite séquellaire peut faire suite à une infection, un traumatisme, un geste chirurgical ou des lésions dégénératives. Elle est caractérisée par la désorganisation du trajet des racines, des accolements radiculaires plus ou moins marqués entre elles ou à la paroi du sac dural, une rétraction du sac dural (fig. 15). Elle peut se compliquer de kystes arachnoïdiens et de cavités intramédullaires de type syringomyéliques.

2.3.L’hémorragie méningée

Elle est le plus souvent secondaire à une hémorragie méningée cérébrale ; plus rarement, elle peut être d’origine rachidienne, suite à la rupture d’une malformation vasculaire ou bien iatrogène (ponction lombaire).

En IRM, on note une modification du signal du LCS (LCS et moelle de signal isointense en T1), fonction du degré de dégradation de l’hémoglobine. Il peut exister une stagnation des produits sanguins au niveau lombosacré avec un niveau liquide-liquide. En général, il ne se forme pas d’hématome du fait de la pulsatilité du LCS.

Des hémorragies sous-arachnoïdiennes récidivantes ou chroniques peuvent se compliquer d’une sidérose médullaire. C’est une pathologie rare, résultant du dépôt d’hémosidérine à la surface du cerveau, des nerfs crâniens et de la moelle épinière, au niveau leptoméningé, des structures sous-piales et sous-épendymaires [58]. Elle peut être responsable d’une surdité progressive, d’une ataxie ou d’une myélopathie. Elle est symptomatique chez 15 % des patients. Au niveau médullaire, elle se présente en T2 en echo de spin et surtout en echo de gradient sous la forme d’un liseré hypointense à la surface de la moelle, donnant une fausse impression de signal hyperintense intramédullaire ((fig. 16). L’épendymome de la queue-de-cheval, le paragangliome du filum terminale et les avulsions radiculaires post-traumatiques sont des étiologies classiques à l’étage rachidien.

3.La Pathologie sous-durale

La pathologie sous-durale est la plus rare, principalement représentée par les hématomes et les abcès sous-duraux.

  • Les hématomes sous-duraux rachidiens sont beaucoup moins fréquents que les hématomes épiduraux [59] (fig. 17). En cas d’apparition spontanée, le traitement est le plus souvent conservateur, en raison de la fréquente résolution spontanée. Il est important de faire la différence avec un hématome épidural nécessitant une évacuation chirurgicale en urgence.
  • L’abcès sous-dural isolé est très rare.
  • La pathologie tumorale sous-durale isolée est exceptionnelle, seuls quelques cas ont été rapportés [60], [61].

Conclusion

En cas de suspicion de pathologie rachidienne intracanalaire, l’IRM est l’examen à réaliser en première intention. La détermination du compartiment atteint est fondamentale et repose sur une analyse rigoureuse de la sémiologie lésionnelle en IRM. Elle permet dans un second temps de proposer un diagnostic étiologique au sein d’une gamme restreinte, propre à chaque compartiment.

Annexe

Cas clinique

Histoire de la maladie

Cette patiente de 71 ans est admise aux urgences pour fièvre et douleurs rachidiennes prédominant dans la région cervicale, dans les suites d’une séance d’acupuncture. Le bilan biologique met en évidence une septicémie à Cocci Gram +. Une exploration du rachis est réalisée par IRM (fig. 1).

Questions

  • Décrivez les anomalies visibles sur l’examen.
  • Quel est votre diagnostic ?

Réponses

  • L’IRM met en évidence une collection épidurale postéro-latérale droite, étendue de C6 à C8. Elle refoule la dure mère et le cordon médullaire vers l’avant et vers la gauche et comprime les espaces sous-arachnoïdiens. Cette collection est hypointense en T1, hyperintense en T2 et présente une prise de contraste périphérique après injection. Il s’y associe des collections situées dans les muscles paraspinaux et qui présentent les mêmes caractéristiques. La séquence pondérée en diffusion montre un signal hyperintense au sein des collections, en rapport avec une baisse de l’ADC. Ceci est en faveur du diagnostic d’abcès.
  • Abcès épidural cervical postérieur associé à des abcès des muscles paraspinaux.

Figure 01

Figure 1A

Figure 1B

Figure 1C

Figure 1D

Figure 1E

Figure 1F

Figure 1G

Figure 1h

Exploration du rachis par IRM.a Coupe axiale T2.b-c Coupes axiales. T1 FS après injection de gadolinium.d-e Coupes sagittales. T1 (d), T2 (e).f Coupe sagittale. T1 FS après injection de gadolinium.g-h Coupes axiales pondérées en diffusion.
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