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Journal de radiologie
Volume 92, n° 6
pages 557-566 (juin 2011)
Doi : 10.1016/j.jradio.2011.05.002
Le syndrome d’œdème médullaire de la tête fémorale
Transient bone marrow edema of the hip
 

B. Vande Berg , F. Lecouvet, S. Koutaïssoff, P. Simoni, B. Maldague, J. Malghem
Service de radiologie, cliniques universitaires Saint-Luc, université catholique de Louvain (UCL), Bruxelles, Belgique 

Auteur correspondant.
Résumé

L’œdème médullaire de la tête fémorale est caractérisé par un hyposignal IRM modéré et homogène, à contours flous et qui occupe au minimum une partie de la tête. Tout d’abord, la séquence SE T1 doit éliminer d’autres situations (tumeur, infection, nécrose d’origine systémique…), dans lesquelles l’œdème médullaire est un épiphénomène ou n’est pas épiphysaire. Puis les images de haute résolution spatiale en pondération T2 ou densité protonique avec annulation du signal de la graisse permettent d’évaluer le cartilage articulaire, la lame osseuse sous-chondrale et la moelle sous-chondrale : si le cartilage articulaire est anormal, la lésion est irréversible (arthrose ou nécrose) ; si la lame osseuse sous-chondrale est focalement interrompue et/ou si l’épiphyse n’est plus ronde, la lésion est irréversible (nécrose) ; si une zone curviligne et sous-chondrale en hypersignal T2 de type liquidien (dissection sous-chondrale) est visible sous la lame osseuse sous-chondrale de la tête fémorale, la lésion est encore irréversible (nécrose avérée). Enfin, les modifications sous-chondrales peuvent apporter des informations pronostiques utiles : l’absence de toute modification médullaire sous-chondrale autre que l’œdème interstitiel préfigure généralement une résolution spontanée de la lésion et des symptômes ; la présence d’une zone en hyposignal T2 immédiatement accolée à la lame osseuse sous-chondrale suggère une lésion irréversible, surtout si son épaisseur est supérieure ou égale à 4mm ou à l’épaisseur de l’interligne articulaire. Dans certaines situations, le pronostic est très délicat à établir et nécessite un suivi IRM.

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Summary

Transient bone marrow edema of the hip is characterized by moderate homogeneous low MR signal intensity with ill-defined margins that involves at least a portion of the femoral head. Spin echo T1-weighted images are helpful to exclude other underlying diseases (tumor, infection, necrosis from systemic origin…), for which marrow edema is secondary or no epiphyseal in location. High-resolution fat-suppressed T2-weighted or proton density images allow evaluation of the articular cartilage, subchondral bone and subchondal marrow: if the articular cartilage is abnormal, the lesion is irreversible (arthrosis or necrosis); if the subchondral bone is focally interrupted and/or if the femoral is no longer spherical, the lesion is irreversible (necrosis); if a focal linear fluid collection is present under the subchondral bone, the lesion is irreversible (necrosis). Finally, subchondral changes may provide useful prognostic information: the absence of any abnormality other than marrow edema typically indicates that complete resolution is likely; the presence of a focal T2-weighted hypointense lesion immediately next to the subchondral bone suggests an irreversible lesion, especially if it is equal to or thicker than 4mm or the joint space. In some instances, prognosis cannot be reliably determined requiring the need for follow-up imaging.

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Mots clés : Œdème médullaire, IRM, Nécrose de la tête fémorale, Ostéoporose transitoire de hanche, Coxarthrose destructrice rapide

Keywords : Marrow edema, MRI, Avascular necrosis femoral head, Transient osteoporosis hip, Rapidly destructive arthrosis hip


Ce chapitre a pour but de décrire un syndrome IRM, « l’œdème médullaire de la tête fémorale », en précisant ses caractéristiques IRM, sa prévalence et sa physiopathogénie, ainsi que ses significations diagnostiques et pronostiques. Ostéoporose transitoire de la hanche, fracture spontanée de la tête fémorale, contusion post-traumatique sont autant de situations réversibles où ce syndrome peut être observé. La coxarthrose destructrice rapide, la nécrose de tête fémorale, ainsi que certaines fractures spontanées de la tête fémorale présentent des aspects IRM similaires, mais ont un pronostic nettement moins favorable. Le rôle du radiologue est de reconnaître avec certitude ce syndrome et d’en préciser au mieux le pronostic.

Caractéristiques IRM du syndrome d’œdème médullaire de la tête fémorale

Le terme « œdème médullaire de la tête fémorale » est un terme générique utilisé pour décrire un type de lésion reconnaissable en résonance magnétique et qui est caractérisé par une modification du signal de la tête fémorale compatible avec l’existence d’une infiltration médullaire par de l’œdème interstitiel [1, 2, 3] (Figure 1) .



Figure 1


Figure 1. 

Fracture épiphysaire présumée. (a) Coupe coronale SE T1. Anomalie de signal de la tête fémorale qui prédomine dans le territoire sous-chondral et qui est mal délimitée. Dans le col fémoral, lésion différente avec contours nets et signal plus faible. La lésion céphalique est compatible avec de l’œdème, mais pas la lésion cervicale. (b) Coupe coronale SE T2. Signal intermédiaire de la lésion céphalique. (c) Coupe sagittale SE T1. Prédominance sous-chondrale et absence de limite nette. (d) Coupe sagittale SE T2. Petites bandes en hyposignal parallèles à la lame osseuse sous-chondrale et situées à quelques millimètres en-dessous du cartilage, suggérant une fracture par impaction du réseau trabéculaire. Normalisation complète de la lésion céphalique au suivi, sans modification de l’anomalie cervicale.

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Le syndrome d’œdème médullaire de la tête fémorale présente quatre caractéristiques morphologiques (topographie, contours, signal, intensité) sur les images spin-écho (SE) pondérées T1 (Tableau 1) :

l’anomalie de signal siège dans la tête fémorale et est impérativement en contact avec la lame osseuse sous-chondrale d’un secteur ou de l’entièreté de l’épiphyse. L’anomalie prédomine généralement dans le pôle supérieur et antérieur de la tête, mais peut s’étendre au col fémoral [3, 4] ;
les limites de l’anomalie de signal sont floues, avec une large zone de transition entre la lésion et la moelle normale. La lésion n’a donc aucune limite nette [2, 5] ;
le signal de l’anomalie est globalement homogène, sans composante focale, en hyposignal ou hypersignal T1, au sein de la lésion ;
l’intensité du signal de la lésion est faible, mais plus élevée que celle des muscles.

Sur les séquences pondérées T2, le syndrome d’œdème médullaire de la tête fémorale présente une intensité de signal intermédiaire à élevée en SE T2, et élevée en Short Time Inversion Recovery (STIR) ou en densité protonique avec annulation du signal de la graisse. Après injection intraveineuse de contraste, le rehaussement du signal est homogène et modéré, avec estompement de la lésion [3, 6].

Trois remarques s’imposent. Premièrement, ce syndrome doit être reconnu sur les images SE pondérées T1 ; en pondération T2 (ou séquences équivalentes) en effet, d’autres types de lésions ont un aspect proche du syndrome d’œdème médullaire. Deuxièmement, les séquences SE T2 et densité protonique avec annulation du signal de la graisse permettent de mettre en évidence des modifications sous-chondrales subtiles qui permettent souvent d’orienter vers un diagnostic plus précis (Tableau 2). Enfin, les radiographies contemporaines à l’examen IRM sont souvent nécessaires au diagnostic ; bien que souvent non contributives, elles permettent néanmoins de s’assurer en un clin d’œil de l’absence de déformation céphalique ou de chondrolyse.

Épidémiologie

Les données épidémiologiques du syndrome d’œdème de la tête fémorale sont très mal connues. Une série consécutive de 60 patients avec un syndrome d’œdème transitoire de la tête fémorale comportait 37 hommes et 23 femmes d’un âge moyen de 49ans [7]. Dans cette série, près de la moitié des lésions fut observée en association avec différentes situations médicales, telles que grossesse, traitement à la cortisone, éthylisme et maladie osseuse métabolique.

Histopathologie et physiopathogénie

Les observations histologiques rapportées en cas d’œdème de la tête fémorale comportent une infiltration œdémateuse, une fibrose modérée fréquemment associée à une destruction de cellules graisseuses, une congestion vasculaire et des plages d’hémorragie interstitielle dans les espaces médullaires. Les travées osseuses sont généralement minces et discontinues. Elles sont recouvertes par une substance ostéoïde et des ostéoblastes qui forment un os tissé cicatriciel [8]. Il n’y a généralement pas de nécrose tissulaire significative.

La physiopathologie du syndrome d’œdème de la tête fémorale est largement méconnue. Plusieurs hypothèses ont été évoquées et l’on a mentionné des phénomènes ischémiques ou contusifs. Il se pourrait que cet œdème soit simplement réactionnel à toute pathologie céphalique.

Diagnostics et pronostics
Ostéoporose transitoire de la hanche

L’ostéoporose transitoire de la hanche est une entité radioclinique relativement rare, caractérisée par l’apparition spontanée d’une douleur unilatérale de hanche, associée à l’apparition retardée d’une raréfaction de la structure osseuse de la tête fémorale [9] (Figure 2). Après une phase de plateau de quelques semaines, la douleur diminue progressivement jusqu’à disparition complète dans un délai de l’ordre de six à 12 mois. Les radiographies, normales au début, montrent une ostéoporose sévère de la tête avec un estompement de la lame sous-chondrale et un interligne articulaire normal. La scintigraphie osseuse objective de façon précoce une accumulation de l’isotope dans la région cervicocéphalique.



Figure 2


Figure 2. 

Ostéoporose transitoire. (a) Radiographie de la hanche droite. Ostéoporose sévère de la tête (estompement du pourtour de la tête fémorale) et interligne articulaire normal. (b) Coupe coronale SE T1. Zone mal délimitée en hyposignal modéré, compatible avec le diagnostic d’un œdème médullaire de la tête fémorale. (c) Coupe sagittale SE T1. Prédominance sous-chondrale de la lésion. (d) Coupe sagittale SE T2. Signal modérément élevé et homogène. (e) Coupe sagittale SE T1 obtenue plusieurs mois plus tard. Disparition de la lésion.

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En IRM, un syndrome d’œdème médullaire de la tête fémorale est observé [1, 10]. Plusieurs auteurs ont noté la présence de modifications additionnelles sous la forme de petites bandes sous-chondrales en hyposignal ou de dépression focale de la lame osseuse sous-chondrale [11]. Le suivi IRM à trois mois démontre une normalisation partielle des anomalies médullaires, avec éventuellement migration dans le secteur postérieur de la tête, ou plus rarement dans l’acetabulum.

En général, le diagnostic d’une ostéoporose transitoire de la tête fémorale reste présomptif jusqu’à démonstration de la régression complète des manifestations cliniques et radiologiques. L’ostéoporose transitoire ne réapparaît jamais dans la même articulation, mais peut atteindre une autre articulation des membres inférieurs, dans un syndrome intitulé « ostéoporose transitoire migratrice » (Figure 3).



Figure 3


Figure 3. 

Œdème médullaire migrateur. (a) Coupe coronale SE T1 du pelvis d’un patient de 67ans présentant une douleur de la hanche gauche. Syndrome d’œdème médullaire de la tête fémorale gauche. (b) Coupe coronale SE T1 obtenue deux mois plus tard après mise en décharge partielle : disparition de la lésion. (c) Coupe coronale SE T1 obtenue 11 mois après l’examen initial, suite à l’apparition d’une douleur de la hanche droite. Disparition de la lésion gauche et apparition d’une lésion similaire à droite.

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Contusion post-traumatique

Les lésions osseuses postcontusives de la hanche sont relativement rares. En cas de luxation de la hanche, des anomalies médullaires suggestives d’une infiltration œdémateuse de la moelle peuvent être observées dans le territoire céphalique impacté contre l’acetabulum (secteur antérieur de la tête en cas de luxation postérieure).

Fractures par insuffisance de la tête fémorale

Des fractures de l’os trabéculaire de la tête fémorale sont observées dans de très nombreuses conditions, comme l’ont démontré des analyses de pièces opératoires obtenues pour arthrose, arthrite, nécrose, ostéoporose transitoire et coxarthrose rapidement destructrice [12]. Le concept d’impaction trabéculaire isolée de la tête fémorale a émergé progressivement dans les 15 dernières années, essentiellement grâce à l’utilisation de la résonance magnétique [13, 14, 15, 16]. En IRM, deux modifications morphologiques élémentaires, au sein de l’infiltration œdémateuse, sont suggestives de fractures : déformation subtile de la lame osseuse sous-chondrale et bande en hyposignal. Les déformations de la tête fémorale siègent à l’aplomb des marges de l’acetabulum, dans le secteur antérosupérieur ou latéral de la tête fémorale. Ces dépressions focales sont très limitées et ne sont pas aussi abruptes que les déformations observées en cas de nécrose épiphysaire (mais la nuance est parfois subtile). La déformation est mieux visible sur les images en densité protonique avec annulation du signal de la graisse ou en pondération T1 après injection intraveineuse de contraste, probablement suite à la meilleure différence de signal entre la moelle et le cartilage.

Une impaction de l’os trabéculaire prend l’aspect d’une fine bande en hyposignal perpendiculaire au réseau trabéculaire, parallèle à la lame osseuse sous-chondrale et localisée à quelques millimètres de celle-ci (Figure 1). Cette impaction de l’os trabéculaire ne doit pas être confondue avec l’interface réactif qui entoure un infarctus médullaire (Tableau 3). La bande d’impaction est parallèle à l’os sous-chondral et est localisée à proximité de la surface épiphysaire. Elle ne délimite pas de large territoire médullaire et n’est pas séparée de la lame osseuse par de la graisse résiduelle. L’aspect en SE T2 est variable, mais on n’observe pas de signe de la double ligne. Enfin, cette bande est généralement mieux visible sur les images SE T2 ou densité protonique avec annulation du signal de la graisse que sur les images SE T1. À l’inverse, l’interface réactif délimitant un infarctus médullaire s’étend plus à distance de la surface articulaire et délimite complètement un secteur médullaire. Il persiste souvent du tissu adipeux dans la lésion et l’interface est mieux visible en pondération SE T1 qu’en pondération T2. Le signe de la double ligne en SE T2 est observé dans environ 60 % des cas.

Nécrose de la tête fémorale

Le syndrome d’œdème médullaire de la tête fémorale peut également être observé en cas de nécrose de la tête fémorale, chez des patients sans facteur de risque reconnu pour les nécroses osseuses d’origine systémique (corticothérapie, par exemple) [2, 7, 17] (Figure 4). Ce type de nécrose survient généralement de façon isolée (absence d’infarctus médullaire à distance) chez des patients âgés et représenterait environ 10 % des nécroses symptomatiques de la tête fémorale dans la population adulte caucasienne [18]. Sur les images SE pondérées T1, on observe une infiltration médullaire de type œdémateux, sans interface à la périphérie du territoire nécrotique. Sur les images SE T2, il importe de rechercher la présence de tissu nécrotique qui prend la forme d’une zone en hyposignal T2 et est localisé en territoire immédiatement sous-chondral. Cette composante lésionnelle est également observée en cas de fracture trabéculaire. À telle enseigne que la présence d’éléments sémiologiques communs pourrait suggérer que ce type de nécrose épiphysaire résulterait de la décompensation de fractures épiphysaires. Dans une certaine limite, une estimation quantitative de l’importance de cette zone en hyposignal T2 permet de différencier les lésions irréversibles (ostéonécrose et certaines fractures par insuffisance) des lésions réversibles (certaines fractures par insuffisance). L’hypothèse d’une lésion irréversible doit être évoquée lorsque cet épaississement en croissant et de signal faible situé dans le territoire sous-chondral a une épaisseur supérieure ou égale à 4mm sur les images en pondération T2. À défaut d’une mesure précise, nous considérons que le pronostic est défavorable lorsque cette zone en hyposignal est plus épaisse que l’interligne articulaire.



Figure 4


Figure 4. 

Nécrose de la tête fémorale. (a) Coupe coronale SE T1. Syndrome d’œdème médullaire de la tête fémorale. À noter que l’intensité du signal est très faible. (b) Coupe sagittale en densité protonique avec annulation du signal de la graisse. Zone en hyposignal sous-chondral localisée dans le territoire antérosupérieur de la tête fémorale. L’épaisseur de ce tissu (>4mm et>épaisseur de l’interligne) est de mauvais pronostic. À noter que le cartilage apparaît normal. (c) Radiographie obtenue trois mois plus tard. Nécrose avérée de la tête fémorale avec collapsus épiphysaire.

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Deux autres lésions nécrotiques peuvent présenter un syndrome d’œdème médullaire. Premièrement, en cas d’ostéonécrose d’origine systémique (corticothérapie, éthylisme…) qui comporte un territoire médullaire nécrotique de contenu graisseux, un œdème médullaire extensif est parfois observé dans la région cervicocéphalique. À notre sens, il ne s’agit pas d’un vrai syndrome d’œdème médullaire de la tête fémorale, puisqu’une zone ischémique délimitée par un interface occupe une portion de la tête fémorale (Figure 5). De nombreux auteurs s’accordent sur l’hypothèse que cet œdème médullaire distal par rapport à une lésion ischémique sous-chondrale est un signe indirect d’une fracture épiphysaire [19, 20]. Deuxièmement, la nécrose de la tête fémorale peut prendre l’aspect d’un syndrome d’œdème médullaire chez les patients atteints de pathologie hématologique (anémie hémolytique ou hyperplasie médullaire) avec infiltration complète de la moelle osseuse. Dans ce cas, la lésion ischémique se développe dans une moelle très vascularisée et l’œdème interstitiel prédomine [21].



Figure 5


Figure 5. 

Faux syndrome d’œdème médullaire en cas de nécrose épiphysaire de type systémique (patient cortisoné). (a) Coupe coronale T1 du bassin démontrant une anomalie de signal dans la tête et le col fémoral gauche. (b) Coupe coronale SE T1 de la hanche gauche. La lésion prédomine dans le col fémoral. Une bande de faible signal sépare ce foyer d’infiltration œdémateuse d’une lésion plus proximale contenant de la graisse. Le diagnostic d’une nécrose de la tête fémorale avec infiltration céphalique doit être posé. (c) Coupe coronale SE T2. Aspect trompeur lié à un signal modérément accru et à l’estompement de l’interface entre la nécrose épiphysaire et l’infiltration œdémateuse. (d) Coupe coronale SE T1 obtenue trois mois plus tard. Nécrose avérée avec collapsus de la tête fémorale et apparition d’un signal faible dans la lésion ; normalisation du signal cervical.

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Arthrose destructrice rapide

La coxarthrose destructrice rapide (CDR) est une forme rapidement évolutive d’arthrose qui conduit à une destruction de l’interligne radiologique en six à 12 mois. Radiologiquement, on observe une chondrolyse sans ostéophytose marginale ni géode sous-chondrale. Le suivi radiologique à court terme (1 à 2 mois) démontre la progression de la chondrolyse, l’apparition d’une déformation de la tête et l’absence d’érosion marginale (importante à rechercher, vu le diagnostic différentiel avec une arthrite). En IRM, un ensemble de modifications ostéomédullaires peut être observé : déformation de la lame osseuse sous-chondrale, impaction trabéculaire, nécrose médullaire et infiltration œdémateuse de la tête et du col [22, 23, 24] (Figure 6). La destruction du cartilage est un élément diagnostique cardinal, mais elle est parfois difficile à reconnaître en IRM. La CDR ne se différencie de la nécrose épiphysaire en IRM que sur base de la séquence des événements : en cas de CDR, l’abrasion cartilagineuse précède la déformation épiphysaire ; en cas de nécrose, la déformation épiphysaire précède la destruction du cartilage qui est secondaire à la déformation céphalique [12, 25].



Figure 6


Figure 6. 

Coxarthrose destructrice rapide. (a) Radiographie du bassin. Pincement modéré de l’interligne coxofémoral gauche sans ostéophyte. (b) Coupe coronale SE T1. Syndrome d’œdème céphalique avec tuméfaction articulaire et un aspect normal de la moelle de l’acetabulum. (c) Coupe sagittale en densité protonique avec annulation du signal de la graisse. Abrasion du cartilage du secteur antérieur de l’articulation. L’infiltration œdémateuse de la tête fémorale est très probablement en rapport avec une lésion du cartilage céphalique. Remplacement prothétique total quelques mois plus tard.

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Proposition de cheminement diagnostique

En cas de syndrome d’œdème médullaire de la tête fémorale, une analyse minutieuse et systématique des images doit être réalisée, vu l’importance pronostique de l’IRM et le caractère non spécifique de ces anomalies (Figure 7).



Figure 7


Figure 7. 

Arbre diagnostique permettant l’analyse systématique du syndrome d’œdème médullaire de la tête fémorale et indiquant la séquence utile, les anomalies focales possibles, le pronostic et le diagnostic probable. CDR : coxarthrose destructrice rapide ; ON : ostéonécrose ; OT : ostéoporose transitoire ; SE : spin écho ; DP : densité protonique.

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Tout d’abord, la séquence SE pondérée T1 doit être analysée de façon à différencier le syndrome d’œdème médullaire de la tête fémorale d’autres situations dans lesquelles l’œdème médullaire est un épiphénomène ou n’est pas de topographie épiphysaire. Dans ces cas (tumeur, infection, nécrose d’origine systémique…), la lésion principale doit être recherchée. Une fois que le syndrome d’œdème médullaire de la tête fémorale s’avère être la seule anomalie évidente en SE T1, on analysera des images de haute résolution spatiale en pondération T2 ou densité protonique avec annulation du signal de la graisse pour évaluer : (a) le cartilage articulaire, (b) la lame osseuse sous-chondrale et (c) la moelle sous-chondrale. Certaines règles s’avèrent solides :

si le cartilage articulaire est anormal, la lésion sera irréversible (arthrose ou nécrose) ;
si la lame osseuse sous-chondrale est focalement interrompue et/ou si l’épiphyse n’est plus ronde, la lésion sera irréversible (nécrose) ;
si une zone curviligne et sous-chondrale en hypersignal T2 de type liquidien (dissection sous-chondrale) est visible sous la lame osseuse sous-chondrale de la tête fémorale, la lésion est irréversible (nécrose avérée).

Enfin, une fois éliminées, ces lésions comportant une destruction du cartilage ou une dissection de l’épiphyse, la détection et la quantification des modifications sous-chondrales éventuelles peuvent apporter des informations pronostiques utiles. L’absence de toute modification médullaire sous-chondrale autre que l’œdème interstitiel indique généralement un pronostic favorable, c’est-à-dire une résolution spontanée de la lésion et des symptômes. La présence d’une zone en hyposignal T2 immédiatement accolée à la lame osseuse sous-chondrale est suggestive d’une lésion irréversible, pour autant que son épaisseur soit égale ou supérieure à 4mm ou égale ou supérieure à l’interligne articulaire. Dans certaines situations, le pronostic est très délicat à établir et seul un suivi IRM attentif obtenu par exemple trois mois plus tard permet de donner une évaluation pronostique.

Déclaration d’intérêts

L’auteur déclare ne pas avoir de conflits d’intérêts en relation avec cet article.

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