Radiographie de la colonne vertébrale et de la moelle épinière

La colonne vertébrale est composée de 24 vertèbres, du sacrum et du coccyx. Chez les personnes en bonne santé, elle présente des courbes physiologiques caractéristiques: vers l’avant dans les régions cervicale et lombaire, et vers l’arrière dans les régions thoracique et sacrée. La taille des corps vertébraux augmente progressivement vers le bas, c’est-à-dire vers le bas. Sur les radiographies, le corps vertébral a la forme d’un rectangle aux bords latéraux légèrement concaves et aux angles arrondis. Les surfaces horizontales adjacentes des corps vertébraux forment un large contour net sur les radiographies (le second contour est dû à l’un des bords du corps vertébral). En avant, la vertèbre repose sur le disque intervertébral, et en arrière, sur deux articulations intervertébrales, une sorte de complexe triarticulaire.

Le disque intervertébral est constitué d'un noyau gélatineux, principalement situé dans ses parties centrale et postérieure, d'un anneau fibreux formé de fibres fibrocartilagineuses et, en périphérie, de fibres de collagène, et de deux fines plaques hyalines, chacune supérieure et inférieure, étroitement reliée à la plateforme horizontale de la vertèbre correspondante. En périphérie, la plaque hyaline est entourée par le bord osseux marginal (limbe) de la vertèbre. Les limites du disque intervertébral coïncident approximativement avec les bords des plateformes horizontales ou les dépassent légèrement.

Les faces antérieure et latérale de la colonne vertébrale sont entourées par le ligament longitudinal antérieur. Il s'insère au-dessus du limbe de chaque vertèbre, mais s'étend sur les disques intervertébraux. Le ligament longitudinal postérieur, fin, recouvre la face postérieure des corps vertébraux, s'insère aux disques et tapisse la paroi antérieure du canal rachidien.

Anatomie radiale de la colonne vertébrale et de la moelle épinière

Les radiographies de la colonne vertébrale montrent clairement les arcs et les apophyses des corps vertébraux. En projection directe, les apophyses épineuses se projettent sur le fond des corps vertébraux. La ligne qui les relie semble diviser les corps vertébraux en deux parties égales. La hauteur des moitiés droite et gauche des vertèbres est normalement identique (en l'absence de scoliose). L'image des racines des arcs et des articulations intervertébrales est superposée aux sections latérales des corps.

La tomodensitométrie permet d'obtenir une image des parois du canal rachidien, des canaux radiculaires et de la moelle épinière avec ses membranes, ainsi que de plusieurs ligaments intervertébraux. Les tomodensitogrammes permettent de différencier les corps vertébraux, leurs apophyses, les articulations intervertébrales et les dépressions latérales du canal rachidien, où se situent les racines nerveuses antérieures et postérieures. L'IRM ouvre des perspectives supplémentaires, car elle permet d'étudier directement la structure du disque intervertébral et d'obtenir une image de la moelle épinière dans toutes ses projections. La reconstruction tridimensionnelle des images radiologiques de la colonne vertébrale est également possible.

Afin de contraster les espaces sous-arachnoïdien, sous-dural et épidural, une substance radio-opaque y est injectée, puis une radiographie ou un scanner est réalisé. Une telle combinaison, notamment une tomographie et une myélographie (contraste de l'espace sous-arachnoïdien), permet un examen détaillé de la surface de la moelle épinière, avec mesure de son diamètre dans différentes sections, du volume et de la configuration du sac dural, ainsi que des racines nerveuses qui s'engagent dans les gaines méningées et pénètrent dans les orifices intervertébraux.

Lors de la flexion et de la déflexion, la relation entre les vertèbres se modifie, ce qui est clairement visible sur les radiographies. En particulier, lors de la flexion, la partie antérieure du disque intervertébral se rétrécit et sa partie postérieure se dilate. L'ensemble de deux vertèbres adjacentes et du disque qui les relie est généralement appelé segment moteur de la colonne vertébrale. Des images prises à différentes positions de la colonne vertébrale (radiographie fonctionnelle) permettent de détecter à la fois un blocage du segment moteur et son instabilité, c'est-à-dire un déplacement anormal d'une vertèbre par rapport à la voisine.

Moelle épinière et lésions de la moelle épinière

L'examen radiologique de la colonne vertébrale des victimes est réalisé sur prescription d'un chirurgien ou d'un neurologue. En cas de traumatisme aigu, aucune préparation du patient n'est requise, mais il est impératif de respecter le principe de base du transport: position horizontale et corps redressé de la victime. L'examen est généralement réalisé dans la position où la victime a été amenée en salle de radiographie.

Depuis l'Antiquité, la principale méthode de détection des traumatismes médullaires est la radiographie en deux projections. C'est par elle qu'il est conseillé de commencer l'examen. Les images conventionnelles permettent d'évaluer la déformation de la colonne vertébrale, de détecter les fractures, les subluxations et les luxations des corps et des apophyses vertébraux, et de préciser l'étendue des lésions.

Ces dernières années, la TDM et l'IRM ont acquis une importance particulière. En cas de traumatisme médullaire, la TDM présente de nombreux avantages incontestables. Tout d'abord, elle est facile à réaliser en position horizontale, sans aucune manipulation. Cependant, l'essentiel est que la TDM permet d'étudier les parois du canal rachidien, ainsi que les tissus intra- et paravertébraux. La gravité et le pronostic des lésions dans cette zone sont principalement déterminés par l'état de la moelle épinière, de ses membranes et de ses racines nerveuses. L'IRM permet d'obtenir une image de la moelle épinière sur toute sa longueur, sous différentes projections.

La première étape de l'analyse des radiographies consiste à déterminer la forme de la colonne vertébrale. En cas de lésion des vertèbres, des ligaments et des muscles environnants, une déformation traumatique de la colonne vertébrale se produit. Les courbures physiologiques normales sont lissées ou supprimées, et la ligne tracée le long du contour de la surface postérieure des corps vertébraux, qui forme normalement un arc plat et régulier, se redresse ou se courbe au niveau de la lésion. Une méthode importante pour détecter les lésions traumatiques de l'appareil ligamentaire de la colonne vertébrale est la radiographie fonctionnelle, qui consiste à obtenir des radiographies en flexion et extension maximales. Cette étude révèle un symptôme important d'instabilité: un déplacement des vertèbres de plus de 1 à 2 mm (normalement observé).

La deuxième tâche consiste à détecter toute atteinte à l'intégrité des corps vertébraux, de leurs arcades ou de leurs apophyses. Selon le mécanisme de la lésion, diverses fractures peuvent survenir, mais la grande majorité d'entre elles sont dites par compression. On observe alors une déformation cunéiforme du corps vertébral, notamment sur l'image de profil; le sommet du cunéiforme est orienté vers l'avant; la partie supérieure du corps vertébral est principalement aplatie; une modification des conditions topographiques et anatomiques se traduit par une cyphose angulaire et une subluxation des articulations intervertébrales; une ombre semi-ovale aux contours extérieurs arqués peut être visible sur les images autour de la vertèbre endommagée: il s'agit d'un hématome paravertébral. Il est nécessaire de vérifier avec une attention particulière les contours du canal rachidien au niveau de la vertèbre fracturée: ce canal est-il rétréci? De plus, il est nécessaire d'examiner attentivement les contours des arcades et des processus des vertèbres afin de ne pas manquer leur fracture, ainsi que la luxation des articulations intervertébrales et, en cas de blessures par balle, la localisation des corps étrangers.

Bien que les images conventionnelles constituent un outil diagnostique fiable, la tomodensitométrie (TDM) offre une image plus complète des lésions. Les tomodensitogrammes mettent en évidence plus clairement les fractures des corps, des arches et des processus, et surtout, l'état des parois du canal rachidien. Les hernies discales traumatiques, les hématomes des espaces épiduraux et sous-arachnoïdiens, ainsi que les déplacements de la moelle épinière sont clairement visibles. Pour une détection plus précise des lésions médullaires, la TDM est réalisée en association avec l'introduction d'un produit de contraste dans l'espace sous-arachnoïdien, c'est-à-dire avec une myélographie. L'IRM permet de détecter les lésions médullaires et les hémorragies intramédullaires, même sans myélographie. L'IRM permet de détecter les hernies discales traumatiques et les hématomes épiduraux, c'est-à-dire les lésions nécessitant une intervention chirurgicale. Pendant la période de rééducation, un kyste post-traumatique se développe généralement au site de l'hémorragie intracérébrale, également détecté par IRM.

Syndrome de douleur vertébrogène

La cause fréquente de douleur dans n'importe quelle partie de la colonne vertébrale – cervicale, thoracique, lombaire ou sacrée – est la compression de la moelle épinière, de ses membranes et des racines des nerfs qui en découlent. Cette compression est causée par une sténose centrale ou latérale du canal rachidien. Un canal rachidien étroit, en tant que variante du développement individuel, peut être un facteur prédisposant.

La fréquence du syndrome douloureux vertébrogène s'explique par la complexité de la structure anatomique de la colonne vertébrale et l'importance de sa fonction. Il suffit de noter que, dans la seule colonne cervicale, outre 7 vertèbres, on trouve 25 articulations synoviales, 6 articulations fibrocartilagineuses et de nombreuses structures ligamentaires. La surcharge de la colonne vertébrale, le mauvais développement des muscles du cou et du dos et de nombreux processus pathologiques entraînent des modifications dégénératives-dystrophiques des disques intervertébraux et des articulations. Au niveau des articulations, elles se manifestent d'abord par une synovite, puis par des subluxations (phase instable), et au niveau des disques, par une altération de leur fonction, une diminution de la hauteur et une instabilité du segment moteur. Ces modifications entraînent déjà une sténose dynamique du canal rachidien, c'est-à-dire une sténose qui survient lors de la flexion, de l'extension ou de la rotation des vertèbres. En particulier, le processus articulaire supérieur exerce une pression sur la racine nerveuse.

Vient ensuite la phase de stabilisation, caractérisée par une sténose organique plus ou moins persistante du canal rachidien. Au niveau des articulations intervertébrales, son apparition est due à l'élargissement des apophyses articulaires et à la formation d'ostéophytes, notamment au niveau des apophyses articulaires inférieures. La sténose est souvent causée par des hernies cartilagineuses. Une hernie est une protrusion d'une partie du disque vers l'arrière, entraînant une sténose centrale du canal rachidien, ou latérale, entraînant une sténose latérale et un rétrécissement du canal où se trouve la racine nerveuse. Il existe trois degrés de gravité d'une hernie discale:

1. protrusion locale - le noyau gélatineux du disque est aplati, ce qui fait que l'anneau fibreux se gonfle légèrement dans la lumière du canal rachidien;
2. protrusion - un aplatissement plus important du noyau gélatineux, qui reste encore à l'intérieur de l'anneau fibreux, tandis qu'un renflement plus important du disque dans la lumière du canal rachidien est noté;
3. Prolapsus ou disque extrudé: le noyau gélatineux pénètre le disque fibreux, mais se situe à l'intérieur du ligament longitudinal postérieur. La fragmentation discale se distingue par l'arrachement d'un fragment et la formation d'un fragment libre (séquestre).

La reconnaissance et le diagnostic différentiel des maladies responsables du syndrome douloureux vertébrogène sont le plus souvent réalisés par radiothérapie. La première méthode est une radiographie de la colonne vertébrale. Elle permet de déterminer la configuration de la colonne vertébrale, d'établir la présence et la nature de la lésion, et de définir le niveau de recherche pour la TDM et l'IRM.

La tomodensitométrie et l'IRM sont devenues les principales méthodes de diagnostic du syndrome douloureux, ou plus précisément, d'établissement de sa nature. Mesurer le canal rachidien, déterminer le degré et le type de déformation, identifier les calcifications, l'hypertrophie ligamentaire, les hernies cartilagineuses, l'arthrose des articulations intervertébrales, les tumeurs du canal rachidien, évaluer l'état de la moelle épinière… voilà qui est loin d'être la liste exhaustive des possibilités offertes par les méthodes de radiothérapie.

Associée à la myélographie, la TDM permet de différencier les déformations de l'espace sous-arachnoïdien des hernies, des tumeurs extradurales, intradurales et intramédullaires, des méningocèles, des déformations vasculaires, etc. L'importance des résultats de la TDM pour la planification d'un traitement chirurgical est évidente. L'IRM permet d'obtenir des informations similaires, particulièrement utiles en cas de radiculopathie cervicale, car la moelle épinière, les hernies discales et les ostéophytes sont clairement visibles sur le tomogramme.

Si le patient se plaint de douleurs rachidiennes et que les examens neurologiques et radiologiques ne révèlent aucune altération pathologique, il est toujours conseillé, surtout chez les personnes âgées, de réaliser une ostéoscintigraphie. En effet, les métastases d'une tumeur vertébrale cliniquement silencieuse sont généralement visibles sur les scintigraphies bien plus tôt que sur les radiographies. Par conséquent, la stratégie d'examen radiologique pour le syndrome douloureux vertébrogène doit être choisie en fonction des possibilités des méthodes d'irradiation.

La majorité des personnes consultant pour des douleurs dorsales sont des patients présentant des lésions dégénératives. Chaque clinicien, quelle que soit sa spécialisation, devrait en avoir une idée générale. Les lésions dégénératives de la colonne vertébrale sont des lésions complexes qui touchent tous les os, les articulations et les tissus mous de la colonne vertébrale. Selon la composante prédominante, il est conseillé de distinguer cinq types de lésions: l'ostéochondrose, la spondylose déformante, l'arthrose intervertébrale, l'hyperostose ankylosante (ligamentose fixatrice) et la calcification discale.

Les modifications dystrophiques du disque intervertébral entraînent une insuffisance fonctionnelle, initialement décelable par des radiographies fonctionnelles. Lors des mouvements de flexion, d'extension ou de rotation de la colonne vertébrale, un blocage ou une instabilité du segment de mouvement affecté est constaté. Cela signifie que, sur les images fonctionnelles, soit la relation entre deux vertèbres adjacentes ne change pas, soit, au contraire, on observe une mobilité accrue pouvant aller jusqu'au glissement de l'une par rapport à l'autre. Ce glissement est appelé pseudospondylolisthésis, c'est-à-dire un faux glissement. Il s'agit d'une anomalie du développement de la colonne vertébrale, caractérisée par un espace (défaut) dans la section interarticulaire de l'arc vertébral, pouvant entraîner un glissement de la vertèbre vers l'avant, appelé spondylolisthésis.

Un autre signe d'ostéochondrose, directement lié à la dégénérescence du disque intervertébral, est sa diminution de hauteur. Les plateaux vertébraux s'épaississent et le tissu osseux spongieux sous-jacent se sclérose (sclérose sous-chondrale). Le disque ne peut alors plus remplir pleinement sa fonction. En compensation, des excroissances osseuses apparaissent le long des bords des corps vertébraux, augmentant ainsi la surface articulaire. Ces excroissances sont principalement orientées perpendiculairement à l'axe longitudinal de la colonne vertébrale, c'est-à-dire qu'elles prolongent les surfaces horizontales des corps vertébraux.

Les ruptures des fibres de l'anneau fibreux peuvent entraîner une protrusion latérale du cartilage, ce qui explique la formation des hernies cartilagineuses. Selon la localisation, on distingue les hernies discales centrales, postéro-latérales, foraminales latérales et extra-foraminales latérales. Parfois, la masse cartilagineuse pénètre dans le tissu spongieux du corps vertébral, où elle est entourée d'un liseré scléreux. Cette hernie a été appelée hernie de Schmorl, du nom du scientifique qui l'a étudiée. Cependant, les hernies postérieures et postéro-latérales sont principalement significatives cliniquement, car elles entraînent une compression des racines nerveuses, des membranes de la moelle épinière et du tissu cérébral. Il a déjà été mentionné précédemment que ces hernies sont reconnues par tomodensitométrie, IRM et myélographie.

Sous contrôle tomodensitométrique, des interventions percutanées sont réalisées: biopsie du disque intervertébral, discectomie, chimionucléolyse (introduction de l'enzyme chymopaïne dans le noyau du disque). Dans certains cas, pour clarifier les lésions structurelles du disque, un produit de contraste est injecté par ponction, puis une radiographie de la section examinée est réalisée. Cet examen radiographique est appelé discographie.

La spondylose déformante est une affection adaptative qui se développe lorsque les couches périphériques de l'anneau fibreux du disque sont touchées. Dans cette affection, la hauteur du disque intervertébral est quasiment nulle, sans sclérose sous-chondrale. Cependant, des ponts osseux reliant le corps de la vertèbre sus-jacente à celui de la vertèbre sous-jacente, situés le long de l'axe longitudinal de la colonne vertébrale, sont visibles sur la radiographie. Ces ponts osseux résultent de la dégénérescence et de l'ossification du ligament longitudinal antérieur et des tissus paravertébraux.

L'arthrose des articulations intervertébrales ne diffère pas fondamentalement de l'arthrose déformante de toute autre articulation. Elle se caractérise par un rétrécissement de l'interligne articulaire, un épaississement des plaques osseuses de fermeture des épiphyses, une sclérose sous-chondrale et l'apparition d'excroissances osseuses marginales (ostéophytes), pouvant entraîner un rétrécissement des poches latérales (récessus) du canal rachidien et une compression des racines nerveuses.

L'hyperostose ankylosante (ligamentose fixatrice, maladie de Forestier) ressemble à la spondylose déformante par plusieurs aspects. Elle implique également une formation osseuse sous le ligament longitudinal antérieur et dans les tissus prévertébraux, mais elle s'étend sur une zone importante, recouvrant généralement la totalité ou la quasi-totalité du rachis thoracique. Le diagnostic de calcification d'un disque intervertébral est simple: les dépôts calcaires sont clairement visibles sur les images et les tomographies. Du fait de l'effilochage et du dessèchement du disque, des fissures se forment parfois, remplies non pas de calcaire, mais de gaz, également clairement visibles sur les radiographies et la tomodensitométrie. Ce symptôme d'une dystrophie cartilagineuse est généralement appelé phénomène de vide. Il survient lorsque non seulement les disques intervertébraux sont touchés, mais aussi d'autres articulations, comme le genou.

Maladies inflammatoires de la colonne vertébrale

Les causes des maladies inflammatoires de la colonne vertébrale peuvent être bactériennes, mycobactéries, champignons et parasites. La spondylarthrite aseptique est rare, par exemple dans la polyarthrite rhumatoïde ou la spondylarthrite déformante. Un diagnostic précoce de toutes ces maladies est essentiel pour permettre un traitement conservateur ou chirurgical adapté et rapide.

Parmi les méthodes d'examen radiologique, la principale est la radiographie de la colonne vertébrale en deux incidences: directe et latérale. Dans ce cas, une attention particulière doit être portée à l'analyse de la structure osseuse du corps vertébral, de l'état des plateaux vertébraux et du disque intervertébral. Les premiers signes de spondylarthrite septique sont des érosions, des destructions, une sclérose sous-chondrale et une raréfaction des plateaux vertébraux. Plus tard, le processus se propage aux disques intervertébraux, qui se rétrécissent sensiblement. Dans la spondylarthrite septique, une diminution de la hauteur du disque apparaît, et ce n'est qu'alors que des modifications osseuses marginales sont révélées. Il convient de noter que, malgré l'importance de l'examen radiologique de la colonne vertébrale dans la spondylarthrite septique, les signes de la maladie détectés dans ce cas sont décalés par rapport aux manifestations cliniques, parfois de 2 à 3 semaines.

La TDM joue un rôle très modeste dans le diagnostic de la spondylarthrite. Les données obtenues ne sont utiles qu'à un stade avancé de la maladie, lorsque les tomographies du corps vertébral affecté révèlent une zone de destruction hétérogène et de sclérose. Cette méthode permet de détecter des abcès paravertébraux et épiduraux invisibles sur les radiographies standard. Une fois la spondylarthrite guérie, les radiographies et les scanners révèlent une ostéosclérose, un rétrécissement important de l'espace intervertébral, voire une ankylose osseuse.

L'IRM est une méthode plus efficace pour diagnostiquer la spondylarthrite. Elle permet de détecter très précocement les modifications pathologiques des disques intervertébraux, de la moelle osseuse et des tissus paravertébraux. Sur les tomographies IRM pondérées en T1, les zones de fusion osseuse purulente apparaissent comme des foyers hypodenses, et sur les tomographies pondérées en T2, comme des zones d'intensité accrue.

La scintigraphie du rachis au 99mTc-pyrophosphate se caractérise par une sensibilité élevée. Les scintigraphies révèlent très tôt des zones d'hyperfixation en cas d'ostéomyélite septique et aseptique, de spondylodiscite, de tumeurs, de processus dégénératifs, ainsi qu'aux sites de fractures traumatiques et ostéoporotiques. Cependant, cette étude présente une spécificité extrêmement faible: ses résultats ne permettent pas de déterminer la pathologie spécifique d'un patient donné.

Dans la spondylarthrite tuberculeuse, manifestation la plus fréquente de la tuberculose ostéoarticulaire, les radiographies standard révèlent des zones d'érosion sous-chondrale et de destruction des plateaux vertébraux. En cas de lésion du rachis thoracique, ces modifications sont plus marquées dans les parties antérieures des corps vertébraux, ce qui entraîne leur compression et la formation d'une bosse. Au niveau des vertèbres lombaires, la destruction des corps vertébraux se produit souvent dans les parties médianes, suivies d'une compression axiale. Le contexte radiographique général de la spondylarthrite tuberculeuse, comme des lésions squelettiques tuberculeuses en général, est une augmentation de la transparence du tissu osseux sur les radiographies. Cette augmentation de la transparence est un signe d'ostéopénie, une forme spécifique de raréfaction du tissu osseux.

Le rétrécissement des disques intervertébraux survient beaucoup plus tard qu'en cas de processus purulent (ce qui facilite d'ailleurs le diagnostic différentiel des maladies mentionnées ci-dessus). Les abcès paravertébraux sont un signe caractéristique de la spondylarthrite tuberculeuse. Un abcès ressemble généralement à une ombre biconvexe intense, dont le diamètre maximal correspond à celui du segment rachidien affecté. Cependant, les abcès tuberculeux s'étendent souvent sur des distances importantes: ils pénètrent le muscle lombaire, les espaces sous-pleuraux, le thorax, l'aine et descendent même dans le creux poplité. Dans certains cas, ces abcès contiennent du calcaire, ce qui facilite leur identification radiographique. La principale méthode de diagnostic de la spondylarthrite tuberculeuse est la radiographie: radiographies d'ensemble et tomographie linéaire. Toutes ces modifications sont plus clairement identifiées par l'imagerie par résonance magnétique (AT) et l'IRM, qui ne sont toutefois qu'un examen auxiliaire dans cette maladie.

Ainsi, les principaux symptômes de la spondylarthrite tuberculeuse sont des modifications destructrices des vertèbres, la destruction des disques intervertébraux, des abcès périfocaux ou périfocaux, l'ostéoporose.

La spondylarthrite non tuberculeuse provoque généralement les mêmes modifications sur la radiographie, mais les foyers de destruction sont souvent petits et localisés au niveau des angles des corps vertébraux. La diminution de la hauteur du disque intervertébral est beaucoup plus rapide qu'avec les lésions tuberculeuses, et les modifications réparatrices sont déterminées presque aussi rapidement: des dépôts calcaires apparaissent dans le ligament longitudinal antérieur, formant des crochets entre les corps des vertèbres atteintes. Dans la spondylarthrite tuberculeuse, l'ossification des ligaments survient beaucoup plus tard.

Parmi les processus pathologiques fréquents au niveau de la colonne vertébrale figurent les métastases de tumeurs malignes au niveau des corps, des arcs et des processus vertébraux. Initialement, elles sont détectées sous forme de défauts d'image sur les tomographies IRM. Presque aussi fréquemment, elles peuvent être détectées sous forme de foyers « chauds » sur les ostéoscintigraphies. Les foyers de destruction sont ensuite déterminés sur les tomodensitogrammes et les radiographies de la colonne vertébrale.

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