Imagerie des métastases osseuses.

C. Proust, J. Proust, A. Maubon
Médecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2006 - vol.30 - n°3 149
Correspondance : Carole Proust
Département de radiologie et d’imagerie médicale - Hôpital Universitaire Dupuytren
2 avenue Martin Luther King - 87042 Limoges cedex
Imagerie des métastases osseuses.
C. Proust*, J. Proust**, A. Maubon* *Département de radiologie et d’imagerie médicale
**Département d’Orthopédie traumatologie
Hôpital Universitaire Dupuytren - Limoges
Résumé
Les métastases sont les tumeurs osseuses les plus fréquentes. Elles correspondent à la
dissémination de cellules tumorales à distance de la tumeur initiale. Il existe des métastases
ostéolytiques, ostéocondensantes et mixtes. Les auteurs rappellent les caractéristiques radiologi-
ques de ces dernières ainsi que leur étude en imagerie par résonance magnétique. La différence
entre un tassement ostéoporotique bénin et tumoral malin est également évoquée constituant un
problème diagnostique quotidien.
La radiologie standard étant parfois insuffisante le scanner et l’imagerie par résonance
magnétique permettent une meilleure approche diagnostique.
Os / Métastase / TDM / IRM
INTRODUCTION
!Les métastases sont les tumeurs os-
seuses les plus fréquentes (70 % des
tumeurs malignes), elles correspon-
dent à la dissémination de cellules
tumorales à distance de la lésion tu-
morale primitive. L’os constitue le
site privilégié des métastases, alors
qu’il ne reçoit que 5 % du flux san-
guin. Sa contamination se fait essen-
tiellement par voie hématogène. Plus
rarement, l’atteinte osseuse se fait par
contiguïté ou extension à partir d’un
site secondaire. Toutes les tumeurs
malignes peuvent métastaser au sque-
lette. Les métastases osseuses sont
révélatrices d’un cancer dans 20 à 25
% des cas. Elles siègent essentielle-
ment là où il existe de la moelle hé-
matopoïétique. Ainsi plus de 80 % des
métastases sont situées au niveau du
squelette axial et lorsqu’elles sont
révélatrices, elles sont rachidiennes
dans 80 % des cas. N’importe quelle
partie des os longs peut être égale-
ment touchée avec néanmoins une
atteinte métaphysaire ou au niveau du
tiers moyen de la diaphyse prépon-
dérante et le plus souvent bilatérale.
Les atteintes des extrémités ou acro-
métastases sont plus rares (incidence
estimée à 0,1 %). L’imagerie des mé-
tastases se décline selon des tech-
niques différentes et complémentai-
res dont la radiographie, la tomoden-
sitométrie (TDM), l’imagerie par ré-
sonance magnétique (IRM).

Imagerie des métastases osseuses
Médecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2006 - vol.30 - n°3
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RADIOGRAPHIE ET
TOMODENSITOMETRIE
!Les métastases osseuses peuvent
être ostéolytiques, condensantes ou
mixtes.
Les métastases ostéolytiques
(Figure 1Figure 1
Figure 1Figure 1
Figure 1)
!Elles sont les plus fréquentes (75%)
parce qu’elles affectent l’os trabé-
culaire. Elles doivent avoir au moins
une taille centimétrique et s’accom-
pagner d’une perte d’au moins 50 %
du contenu minéral osseux pour pou-
voir être détectées en radiographie
[1,2]. Elles surviennent fréquemment
en cas de cancer du poumon, du sein,
du rein, de la thyroïde [3].
Elles correspondent à des géodes ra-
dio transparentes, arrondies, ovalaires,
sans sclérose périphérique ni réaction
périostée ou alors à des lésions à li-
mites floues (lésions perméatives).
Elles sont homogènes ou peuvent
contenir des septas. Elles peuvent être
de petite taille avec un aspect ver-
moulu ou plus volumineuses comme
on peut le voir dans les cancers du
rein et de la thyroïde [4]. On estime
classiquement qu’il existe un risque
Figure 1 - Lésion ostéolytique de laFigure 1 - Lésion ostéolytique de la
Figure 1 - Lésion ostéolytique de laFigure 1 - Lésion ostéolytique de la
Figure 1 - Lésion ostéolytique de la
diaphyse fémoralediaphyse fémorale
diaphyse fémoralediaphyse fémorale
diaphyse fémorale
Osteolysis femur's diaphysis
fracturaire au fémur lorsque 50 % de
la circonférence corticale est lysée
[5,6]. L’augmentation du volume de
l’ostéolyse provoque une érosion
puis une rupture corticale (fracture
pathologique) avec éventuellement
envahissement des parties molles.
En règle générale, ces fractures patho-
logiques consolident mal. L’aspect
rencontré diffère selon la localisa-
tion [4] :
- os longs : atteinte fréquente des es-
paces médullaires centraux ; géodes
diaphysaires, uniques ou multiples,
fracture pathologique fréquente,
- rachis : atteinte corporéale et/ou de
l’arc postérieur, tassement corporéal,
- sacrum : disparition des trous sacrés,
- bassin : ostéolyse des branches ilio
et ischio-pubiennes, du fond du co-
tyle,
- crâne : lacune de la voûte
La survenue d’un tassement vertébral
non traumatique a fortiori chez un pa-
tient cancéreux pose le problème de
diagnostic différentiel entre une ori-
gine bénigne ou maligne. Le contexte
clinique, biologique donne une pre-
mière orientation. Les critères radio-
logiques (TT
TT
Taa
aa
abb
bb
bleau Ileau I
leau Ileau I
leau I) permettent le
plus souvent une présomption suffi-
sante. Si le doute persiste et en cas
de signes neurologiques (le tasse-
ment est alors presque toujours ma-
lin), un complément TDM et surtout
l’IRM (TT
TT
Taa
aa
abb
bb
bleau IIleau II
leau IIleau II
leau II) sont indiqués.
TT
TT
Taa
aa
abb
bb
bleau I -leau I -
leau I -leau I -
leau I -
Critères radiologiques en faveur de l’origine bénigne (ostéoporotique) ou maligneCritères radiologiques en faveur de l’origine bénigne (ostéoporotique) ou maligne
Critères radiologiques en faveur de l’origine bénigne (ostéoporotique) ou maligneCritères radiologiques en faveur de l’origine bénigne (ostéoporotique) ou maligne
Critères radiologiques en faveur de l’origine bénigne (ostéoporotique) ou maligne
(tumorale) d’un tassement vertébral (tumorale) d’un tassement vertébral
(tumorale) d’un tassement vertébral (tumorale) d’un tassement vertébral
(tumorale) d’un tassement vertébral [7][7]
[7][7]
[7]..
..
.
Radiologic aspects of benign (osteoporotic) and malignant features of spinal compres-
sion fractures
TT
TT
Taa
aa
abb
bb
bleau II -leau II -
leau II -leau II -
leau II -
Critères IRM en faveur de l’origine bénigne (ostéoporotique) ou maligne (tumorale)Critères IRM en faveur de l’origine bénigne (ostéoporotique) ou maligne (tumorale)
Critères IRM en faveur de l’origine bénigne (ostéoporotique) ou maligne (tumorale)Critères IRM en faveur de l’origine bénigne (ostéoporotique) ou maligne (tumorale)
Critères IRM en faveur de l’origine bénigne (ostéoporotique) ou maligne (tumorale)
d’un tassement vertébral d’un tassement vertébral
d’un tassement vertébral d’un tassement vertébral
d’un tassement vertébral [7][7]
[7][7]
[7]..
..
.
MRI aspects of benign (osteoporotic) and malignant features of spinal compression
fractures

C. Proust, J. Proust, A. Maubon
Médecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2006 - vol.30 - n°3 151
L’analyse des clichés radiologiques se
focalise sur l’environnement rachi-
dien du tassement, la limitation ou
non des anomalies à l’environnement
immédiat du plateau vertébral tassé
et les anomalies éventuelles des tis-
sus mous adjacents. Aucun critère n’a
de fiabilité absolue mais la conver-
gence de plusieurs arguments radio-
logiques augmente le degré de pré-
somption quant à l’origine du tasse-
ment.
L’examen TDM permet une meilleure
analyse de l’environnement fractu-
raire : perturbation architecturale et
fragmentation corticale sans dispari-
tion d’éléments osseux dans le tas-
sement bénin, ostéolyse au sein du
plateau tassé dans le tassement ma-
lin, petite réaction circonférentielle au
sein des tissus mous péri-vertébraux
dans le tassement bénin, tuméfaction
franche ou asymétrique dans le tas-
sement malin. La présence d’anoma-
lies osseuses à distance du plateau
tassé ou dans l’arc postérieur est ob-
servée dans le tassement malin.
Lorsque les lésions sont multiples,
elles possèdent alors typiquement
une taille différente et une distribu-
tion non symétrique à la différence
du myélome. En effet, le myélome
pose un problème de diagnostic dif-
férentiel que ce soit en radiographie
ou en IRM (lésion ostéolytique arron-
die ovalaire de taille sensiblement
identique et de contours nets rare-
ment entourés d’un liseré d’ostéocon-
densation et parfois responsable
d’érosion endostée de la corticale
adjacente) [7].
Les métastases
ostéoblastiques
(Figures 2 et 3Figures 2 et 3
Figures 2 et 3Figures 2 et 3
Figures 2 et 3)
!Elles s’observent fréquemment
dans le cancer de la prostate des tu-
meurs carcinoïdes et moins souvent
au niveau du sein, de la vessie, du
poumon (petites cellules et adénocar-
cinomes) de la thyroïde (carcinome
médullaire) entre autres.
Les métastases ostéocondensantes
représentent 15 % des métastases os-
seuses. Elles peuvent être focales ar-
rondies ovalaires, de contours bien
limités ou étendues en plage aux
contours plus flous. L’étendue peut
affecter tout ou partie d’une pièce
osseuse et donner un aspect dense
du squelette de façon uniforme ou
non. Au rachis, elle peut donner l’as-
pect de vertèbre ivoire (métastase es-
Figure 2 - Métastase vertébrale ostéocondensante : vertèbre ivoireFigure 2 - Métastase vertébrale ostéocondensante : vertèbre ivoire
Figure 2 - Métastase vertébrale ostéocondensante : vertèbre ivoireFigure 2 - Métastase vertébrale ostéocondensante : vertèbre ivoire
Figure 2 - Métastase vertébrale ostéocondensante : vertèbre ivoire
Blastic metastasis of vertebrae
FF
FF
Figurigur
igurigur
igure 3 - e 3 -
e 3 - e 3 -
e 3 - Aspect Aspect
Aspect Aspect
Aspect TDM d’une lésion secondairTDM d’une lésion secondair
TDM d’une lésion secondairTDM d’une lésion secondair
TDM d’une lésion secondaire ostéocondensante ve ostéocondensante v
e ostéocondensante ve ostéocondensante v
e ostéocondensante verer
erer
ertébrtébr
tébrtébr
tébraleale
aleale
ale
CT appearance of blastic metastasis of vertebrae
sentiellement d’origine prostatique).
Au niveau du rachis et du bassin, elle
ne s’accompagne pas d’épaississe-
ment de la corticale à la différence de
la maladie de Paget. La transformation
d’une plage de condensation en une
zone d’ostéolyse traduit la reprise évo-
lutive du processus tumoral.

Imagerie des métastases osseuses
Médecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2006 - vol.30 - n°3
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Les métastases mixtes
!Elles représentent 10 % des métas-
tases. Elles associent des images
d’ostéolyse et d’ostéocondensation.
Elles sont présentent fréquemment au
niveau du poumon, du sein, du col
utérin et moins fréquemment au ni-
veau de l’ovaire, des testicules et du
tube digestif. Elles n’ont pas de ca-
ractère spécifique mais leurs limites
sont souvent imprécises [4].
Cas particulier
· Métastase corticaleMétastase corticale
Métastase corticaleMétastase corticale
Métastase corticale [3] :
Les origines principales des tumeurs
corticales sont le poumon (45%), le
sein (14%), le rein (14%) et plus rare-
ment, le pancréas, le larynx et l’uté-
rus.
La métastase corticale peut se tra-
duire par une ostéolyse intra-corticale
focale, excentrée ou complète. Elle
s’observe le plus souvent au niveau
des os longs, et ont un risque fractu-
raire supérieur.
· AcrAcr
AcrAcr
Acrométastase ométastase
ométastase ométastase
ométastase [8] (FF
FF
Figurigur
igurigur
igure 4e 4
e 4e 4
e 4).
Les origines principales à la main sont
par ordre de fréquence décroissante
les carcinomes bronchiques, le sein
et le rein. Plus rarement, nous retrou-
vons le cancer de l’œsophage, du co-
lon, du rectum, de la prostate, de l’uté-
rus et de l’ostéosarcome. Au niveau
du pied, le colon, le rein et la vessie
sont des étiologies plus fréquentes
que le carcinome bronchique.
FF
FF
Figurigur
igurigur
igure 4 - e 4 -
e 4 - e 4 -
e 4 - AcrAcr
AcrAcr
Acrométastase ostéolométastase ostéol
ométastase ostéolométastase ostéol
ométastase ostéolytiqueytique
ytiqueytique
ytique
Lytic acrometastasis
Elles sont visibles le plus souvent
lorsqu’il y a une atteinte squelettique
diffuse et sont ostéolytiques avec fré-
quemment une masse dans les par-
ties molles.
· Métastase articulaire Métastase articulaire
Métastase articulaire Métastase articulaire
Métastase articulaire [3].
Elles sont inhabituelles mais graves
sur le plan fonctionnel lorsqu’elles
affectent une articulation importante.
Il peut s’y associer une infiltration tu-
morale de la synoviale.
IMAGERIE PAR RÉSONANCE
MAGNÉTIQUE
!L’infiltration tumorale de la moelle
osseuse peut être détectée en IRM
avant la détection scintigraphique de
la réaction ostéoblastique associée
aux métastases [9, 10]. Plusieurs sé-
quences peuvent être utilisées.
La séquence pondérée T1 permet ha-
bituellement une bonne détection
des localisations secondaires (FigureFigure
FigureFigure
Figure
55
55
5). Elle peut être associée à une sé-
quence pondérée T2 (FF
FF
Figurigur
igurigur
igure 6e 6
e 6e 6
e 6) avec
ou sans saturation du signal de la
graisse et une séquence pondérée T1
après injection de Gadolinium pour
leur détection. Certains utilisent des
séquences en opposition de phase
[11] ou en diffusion [12, 13].
Les métastases ostéolytiques se ma-
nifestent en hyposignal T1, hyper-si-
gnal T2 et se rehaussent après injec-
tion de Gadolinium.
Les métastases ostéocondensantes se
manifestent en hyposignal T1, hypo-
signal T2 hétérogène. Elles ne se re-
haussent que peu ou pas après injec-
tion de Gadolinium [7].
Cas particulier :Cas particulier :
Cas particulier :Cas particulier :
Cas particulier : les métastases con-
tenant de la mélanine tel le mélanome
ou le cancer du rein peuvent se ma-
nifester en hypersignal T1. La pré-
sence de structures punctiformes ou
tubulées vides de signal en rapport
avec des éléments vasculaires est vi-
sible dans les métastases d’origine
rénale [14]. Des métastases compor-
tant des niveaux liquide-liquide ont
été rapportées dans les carcinomes
neuro-endocrines urinaires [15].
L’IRM apporte des renseignements à
la fois sur l’os et les structures envi-
ronnantes (Figure 7Figure 7
Figure 7Figure 7
Figure 7). Elle permet éga-
lement la détection d’anomalies éven-
tuellement infra-radiologiques et la
répercussion des tassements verté-
braux sur le canal rachidien en cas
de tassement vertébral. Le diagnostic
différentiel entre un tassement verté-
bral bénin récent et un tassement tu-
moral requièrent une analyse fine de
la déformation du corps vertébral, et
des tissus mous paraspinaux et épi-
duraux [7].
DIAGNOSTIC DIFFERENTIEL [3]
· D’une lésion unique : tumeur pri-
mitive maligne, plasmocytome granu-
lome éosinophile chez le jeune,
énostose
· D’une vertèbre ivoire : maladie de
Paget, lymphome
· D’une lésion multiple : myélome,
lymphome, ostéopoécilie.
CONCLUSION
!Les métastases sont les tumeurs os-
seuses les plus fréquentes. Il en existe
différents types : métastases ostéolyti-
ques, ostéoblastiques et mixtes. La
radiologie standard peut être insuffi-
sante pour un diagnostic précoce. La
TDM et L’IRM permettent une appro-
che diagnostique plus fine. L’IRM per-
met de plus une meilleure analyse des
structures avoisinantes, notamment
au niveau du rachis pour la recher-
che d’épidurite métastatique

C. Proust, J. Proust, A. Maubon
Médecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2006 - vol.30 - n°3 153
Figure 5 - Localisation secondaireFigure 5 - Localisation secondaire
Figure 5 - Localisation secondaireFigure 5 - Localisation secondaire
Figure 5 - Localisation secondaire
prpr
prpr
prostatique en pondérostatique en pondér
ostatique en pondérostatique en pondér
ostatique en pondération ation
ation ation
ation T1T1
T1T1
T1
MRI T1 weighted: metastasis of prostate
Figure 6 - Localisation secondaireFigure 6 - Localisation secondaire
Figure 6 - Localisation secondaireFigure 6 - Localisation secondaire
Figure 6 - Localisation secondaire
prpr
prpr
prostatique en pondérostatique en pondér
ostatique en pondérostatique en pondér
ostatique en pondération ation
ation ation
ation T2T2
T2T2
T2
MRI T2 weighted: metastasis of prostate
Figure 7 - Epidurite métastatiqueFigure 7 - Epidurite métastatique
Figure 7 - Epidurite métastatiqueFigure 7 - Epidurite métastatique
Figure 7 - Epidurite métastatique
Metastatic epiduritis