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Fractures de contraintesFractures de fatigueFractures par insuffisance osseuse

Stress fracturesFatigue fracturesInsufficiency fracturesB. Boyer a,*, R. Bellaiche a, Y. Geffroy a, J. Potet a, D. Lechevalier b

a Service d’imagerie médicale, hôpital d’instruction des Armées Bégin, 69, avenue de Paris,94163 Saint-Mandé cedex, Franceb Service de rhumatologie, hôpital d’instruction des Armées Bégin, 69, avenue de Paris,94163 Saint-Mandé cedex, France

MOTS CLÉSFracture ;Fatigue ;Contrainte ;Insuffisance osseuse

KEYWORDSStress fracture;Fatigue fracture;Insufficiency fracture

Résumé Les fractures de contrainte sont des lésions osseuses survenant sans notion detraumatisme ni anomalie focalisée de l’os. Elles englobent les fractures de fatigueconsécutives à des microtraumatismes répétés sur un os sain et les fractures parinsuffisance osseuse survenant également sans traumatisme mais sur un os globalementfragilisé. Elles sont en recrudescence du fait de l’augmentation de la pratique sportivemais aussi de leur meilleure reconnaissance par l’imagerie en coupe. Après un rappelphysiopathologique, épidémiologique et clinique, les aspects en imagerie (scintigraphie,radiologie conventionnelle, tomodensitométrie [TDM], imagerie par résonance magnéti-que [IRM] et échographie) sont étudiés en fonction du type de fracture puis en fonction del’os atteint. Le diagnostic positif repose toujours sur quatre éléments principaux :anamnèse, pauvreté de l’examen clinique, scintigraphie précocement positive et appa-rition retardée des signes radiologiques. La TDM et l’IRM pallient le retard de la radiologieconventionnelle et peuvent contribuer au diagnostic des cas difficiles, car ils permettentde détecter des formes infraradiologiques.© 2005 Elsevier SAS. Tous droits réservés.

Abstract Stress fractures are common lesions that occur without trauma neither focalabnormality. They include fatigue fractures which are caused by the application ofabnormal stress or torque to a bone that has normal resistance, and insufficiencyfractures which occur when normal activity stresses a bone that is deficient in resistance.Such fractures seem to occur more frequently, this being due to both increased sportparticipation and improved identification by imaging techniques. Following a review ofthe pathophysiology, aetiology and clinical features, imaging features are presented:bone scintigraphy, radiography, computed tomography, magnetic resonance imaging

* Auteur correspondant.Adresse e-mail : [email protected] (B. Boyer).

EMC-Radiologie 2 (2005) 527–544

http://france.elsevier.com/direct/EMCRAD/

1762-4185/$ - see front matter © 2005 Elsevier SAS. Tous droits réservés.doi: 10.1016/j.emcrad.2005.08.001

(MRI) and ultrasound; the findings are presented according to bone shape and to the siteof the fracture. Diagnosis of stress fractures is based on the patient’s history of physicalactivity, early abnormalities on the bone scintigraphy and delay on x-ray features. Earlierdiagnosis may be done by performing CT scanning and MRI since these techniques are ableto detect a fracture even in difficult cases.© 2005 Elsevier SAS. Tous droits réservés.

Introduction

Les fractures de contrainte sont connues depuisplus d’un siècle mais elles suscitent actuellementun regain d’intérêt du fait de leur recrudescencefavorisée par une augmentation de la pratiquesportive, et aussi de leur meilleure reconnaissancepar l’imagerie en coupes.

Définitions

Les fractures de contrainte sont des lésions osseu-ses survenant sans notion de traumatisme ni ano-malie focalisée de l’os mais du fait d’un déséquili-bre entre la résistance mécanique de l’os et lescontraintes auxquelles il est soumis. Cette défini-tion les différencie des autres fractures (Ta-bleau 1). Elles comprennent :

• la fracture de fatigue qui est une maladied’adaptation de l’os à l’effort entraînant lasurvenue d’une fracture du fait d’une contraintemécanique excessive, inhabituelle et répétéesur un os sain ;

• la fracture par insuffisance osseuse qui survientégalement sans traumatisme mais sur un os glo-balement fragilisé.La frontière entre ces deux entités n’est pas

tranchée car les deux facteurs du déséquilibre– augmentation de la contrainte et baisse de larésistance de l’os – sont parfois associés. De plus,elles ont en commun la clinique, l’imagerie etl’évolution favorable après mise au repos de l’os.C’est pourquoi elles ont été regroupées sous leterme commun de fractures de contrainte1 (stressfractures des Anglo-Saxons).

Historique

Les premières observations de fractures de fatigueont été décrites par des médecins militaires bienavant la découverte des rayons X. En 1855,Breithaup en Allemagne isole un syndrome doulou-reux du pied survenant chez des soldats après delongues marches qu’il attribue à une inflammationdes gaines synoviales. C’est Pauzat,2 en France, quien fait une affection osseuse, la qualifiant de « pé-riostite ostéoplastique des métatarsiens à la suitedes marches ».La première description radiologique en 1897 par

Stechow montre qu’il s’agit en fait d’une fracturedes métatarsiens.3 Dès 1905, Kirschner remarqueque les anomalies radiologiques n’apparaissent que2 à 3 semaines après les signes cliniques. Deuts-chlander, en 1925, montre qu’il existe d’autreslocalisations et réalise la première étude d’ensem-ble.La fracture par insuffisance est de connaissance

plus récente : Singer4 rapporte en 1954 des obser-vations de fractures du tibia survenant sans notionde traumatisme mais sans activité excessive ni ano-malie focalisée de l’os. C’est à Pentecost5 que l’ondoit leur appellation actuelle.Dans les années 1970, l’avènement de la scinti-

graphie permet une détection beaucoup plus pré-coce des fractures de contrainte,6 dès l’apparitiondes signes cliniques. Elle montre aussi que l’at-teinte peut être plurifocale.La tomodensitométrie (TDM) va faciliter la dé-

tection des fractures situées dans des sites anato-miques complexes de même que l’imagerie parrésonance magnétique (IRM) qui va s’avérer aussisensible que la scintigraphie dans la détection pré-coce des lésions.

Tableau 1 Différents types de fractures.

Terminologie DéfinitionFractures traumatiques Surviennent dans un contexte traumatique sur un os sain.Fractures occultes Fractures traumatiques non visibles sur les radiographies, détectées en imagerie par

résonance magnétiqueFractures pathologiques Surviennent sans notion de traumatisme sur un os fragilisé localement (infection ou

tumeur)Fractures par insuffisance osseuse Surviennent sans notion de traumatisme sur un os globalement fragiliséFractures de fatigue Surviennent sans notion de traumatisme sur un os sainFractures de contrainte (ou de stress) Regroupent les fractures de fatigue et par insuffisance.

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Épidémiologie

Fracture de fatigue

FréquenceLa fracture de fatigue a été initialement décrite enmilieu militaire où son incidence est élevée chez lesjeunes recrues, des études prospectives en scinti-graphie et IRM retrouvant plus de 30 % de fracturesde fatigue durant les premières semaines de l’ins-truction.7–9

Cependant, sa fréquence augmente aussi dans lapopulation générale, parallèlement à une pratiquesportive croissante à tous les âges.6

Néanmoins, l’importance de l’affection semblesous-estimée car son diagnostic reste souvent mé-connu.10

SexeLa prédominance masculine de la fracture de fati-gue est liée aux caractéristiques du recrutementmilitaire. Cependant, chez les sportifs, l’affectionest plus souvent rencontrée chez la femme :11

celle-ci serait plus sensible que l’homme auxcontraintes mécaniques sur l’os avec une incidencemultipliée par dix en cas de régime d’entraînementidentique.12

AgeElle s’observe surtout chez l’adulte jeune maispeut se rencontrer aussi chez l’enfant,13 dès l’ap-prentissage de la marche (Toddler’s fracture desAnglo-Saxons).

Fracture par insuffisance

FréquenceLa fracture par insuffisance, affection du sujet âgé,voit son incidence croître avec l’âge parallèlementà la fragilisation du squelette. Elle représente1,35 % des malades de plus de 60 ans d’un servicede rhumatologie.6

SexeLa prédominance féminine est très nette.

Pathogénie

Fracture de fatigue

Mécanisme de survenueDeux théories ont été successivement avancéespour expliquer la survenue d’une fracture de fati-gue.La première est purement mécanique et a donné

son nom à l’affection : la fatigue désigne en métal-lurgie la détérioration d’un métal soumis à descontraintes répétées supérieures à la limite d’en-durance mais inférieures à la limite d’élasticité (loide Wolff).15 Par analogie, des contraintes sur l’os,insuffisantes isolément à provoquer une fracture,sont capables, si elles se répètent, d’entraîner deslésions fissuraires qui ont pu être mises en évidencelors d’expérimentations sur le cadavre.16

Les contraintes anormales exercées sur l’os sontdes forces de flexion, compression, torsion, trac-tion qui agissent soit par le poids du corps, soit parl’action des muscles sur le segment osseux inté-ressé. La majorité des lésions siègent dans lesmembres inférieurs où s’exerce l’influence dupoids du corps. Les forces de flexion vont surtoutagir sur les os longs (tibia) et les forces de compres-sion sur les os courts (calcanéum), mais lacontrainte mécanique résultant d’une contractionmusculaire rend possible la survenue d’une fracturede fatigue sur un os non porteur.3,6

La seconde théorie est métabolique : il se pro-duit une fragilisation locale de l’os liée à un pro-blème d’adaptation à l’effort du segment osseuxsollicité. L’os n’est pas un matériau inerte mais untissu vivant qui subit, en cas d’activité normale, unremodelage constant, fruit d’un équilibre harmo-nieux entre résorption osseuse sous l’influence desostéoclastes et reconstruction sous l’impulsion desostéoblastes.Une activité inhabituelle va rompre cet équilibre

au profit des ostéoclastes. Ceux-ci vont provoquerune exagération de la résorption osseuse : il enrésulte une fragilisation locale de l’os qui a étéobjectivée par des études histologiques réaliséeschez l’animal17 et chez l’homme.18 C’est le premierstade de l’affection ou stade préfracturaire :19 iln’aura qu’une traduction clinique (douleur), scinti-graphique (hyperfixation) et IRM (œdème de l’osmédullaire ou plus précisément hyperhémie os-seuse).Une réaction ostéoblastique va compenser le

déséquilibre et entraîner une réparation de l’osmais avec un retard de plusieurs semaines20,21 surl’ostéoclasie. Avant la mise en route de la réactionostéoblastique, l’os est très vulnérable : il est en« insuffisance osseuse transitoire ».22 Si la mise au

Point important

Les fractures de fatigue vont se rencontreren terrain jeune (militaires et sportifs) alorsque les fractures par insuffisance sont obser-vées en milieu rhumatologique.14

529Fractures de contraintes Fractures de fatigue Fractures par insuffisance osseuse

repos est précoce, les modifications osseuses res-tent mineures, ainsi que leur traduction radiologi-que sous forme de signes de réparation d’apparitionretardée. Cependant, si la contrainte mécaniquepersiste, le stade fracturaire survient.

Facteurs déclenchantsLa contrainte anormale exercée sur l’os résulted’une activité inhabituelle, intense et répétée :c’est le cas chez le sujet non entraîné soumis à uneactivité physique intense ou à l’inverse chez lesportif confirmé.La jeune recrue militaire est l’exemple du sujet

confronté à une situation d’adaptation à l’effort,l’activité physique inhabituelle en période d’ins-truction agissant comme facteur déclenchant : lesgrandes séries de fractures de fatigue rapportéesdans la littérature sont issues de cette popula-tion.7,9,12,22

Cependant, l’entraînement ne protège pascontre le risque de fracture de fatigue23 et l’onrencontre aussi l’affection chez le sportif : c’estalors la modification du mode d’entraînement quiva constituer le facteur déclenchant, qu’il s’agissed’un changement de surface d’entraînement, dematériel, d’un geste technique stéréotypé, d’unedistance de course ou simplement de l’intensifica-tion de l’activité en vue d’une compétition.Il existe une relation certaine entre l’activité

physique exercée et le siège de la fracture (Ta-bleau 2).24

Facteurs favorisantsLes facteurs favorisants sont :

• variations morphologiques de l’os : des étudesprospectives25 ont retrouvé l’étroitesse du tibiaet une augmentation de l’angle de rotation ex-terne de la hanche comme facteurs de risque ;

• troubles statiques des membres inférieurs : ilsentraînent une contrainte localisée excessive et

vont favoriser la survenue de la fracture. Ce sontles troubles statiques congénitaux ou secondai-res à un geste chirurgical (arthrodèse, ostéoto-mie de réaxation, ostéosynthèse) ;

• diminution de la masse osseuse : elle va faciliterla survenue de la fracture et a pu être mise enévidence chez des sujets jeunes atteints defracture de fatigue après effort par comparaisonà une population témoin.15,19,26 Plus la résis-tance de l’os diminue, moins la contrainte né-cessaire à la survenue de la fracture est impor-tante : ce sont les formes de transition entrefracture de fatigue et par insuffisance. La dimi-nution de la masse osseuse a pu également êtremise en évidence chez les athlètes féminines dehaut niveau27.

Fracture par insuffisance

La survenue d’une fracture sans notion de trauma-tisme se conçoit plus facilement si cet os est globa-lement fragilisé : les causes de baisse de résistancedu squelette osseux (Tableau 3) sont dominées parl’ostéoporose (83,9 % des fractures dans la série deBouquillard).28 Le traitement par fluor des patientsostéoporotiques joue un rôle aggravant surtout enl’absence de traitement associé (calcium ou vita-mine D), exposant les régions riches en os spon-gieux.28

La polyarthrite rhumatoïde est un terrain propicecar elle réalise l’accumulation de plusieurs fac-teurs :6 ostéoporose (liée à l’âge, au sexe, à ladiminution de l’activité, à la corticothérapie) ettroubles statiques.L’algodystrophie peut favoriser la survenue de la

fracture.29,30

Les facteurs déclenchants sont par définitionmoins importants que pour les fractures de fatiguemais sont parfois présents (activité physique inha-bituelle, changement brusque de position).

Tableau 2 Relation siège de la fracture-activité physique.45.

Métatarsiens, tarse,sésamoïdes

marche, course,basket-ball

Calcanéum, péroné saut, parachutismeTibia danse classique, aérobic,

volley-ballRotule saut de haieFémur gymnastique, danseBranches pubiennes gymnastique, fondApophyses épineuses terrassiersIsthme rachidien cricketCôtes golfClavicule, omoplate port de chargesHumérus, cubitus base-ball, hand-ballRadius, os crochu tennis

Tableau 3 Facteurs favorisants des fractures par insuffi-sance osseuse.

Ostéoporose• postménopausique• d’immobilisation• postcorticothérapie• endocrinienne :

C hyperparathyroïdieC hyperthyroïdieC diabète

Ostéoporose traitée par fluorOstéomalacieOstéodystrophie rénaleTransplantation rénaleAlgodystrophieOstéogenèse imparfaite

530 B. Boyer et al.

La fracture va survenir dans les zones qui subis-sent naturellement les plus fortes contraintes mé-caniques : squelette axial (rachis dorsolombaire),ceinture pelvienne et membres inférieurs, dans lesrégions riches en os spongieux (épiphyses des oslongs et os courts).

Clinique

Le maître symptôme de la fracture de contrainteest la douleur, d’apparition progressive et de typemécanique, survenant initialement au cours del’effort. L’interrogatoire est une étape essentielledu diagnostic : il confirme l’absence de tout trau-matisme notable. Il peut retrouver une activitéphysique inhabituelle chez un sujet non entraîné,l’intensification d’un entraînement chez un sportifou une pratique sportive particulière ayant sollicitéle segment osseux douloureux. Chez le sujet plusâgé, la notion de facteurs de baisse de la résistanceosseuse est très importante à rechercher.L’examen clinique est assez pauvre mais peut

montrer un point douloureux exquis à la palpationdu segment intéressé, ainsi qu’une tuméfaction desparties molles en regard.Le tableau clinique va conduire à pratiquer,

d’une part des examens biologiques qui vérifientl’absence de syndrome inflammatoire, d’autre partdes examens d’imagerie. Les radiographies stan-dards seront demandées en premier mais vonts’avérer normales au stade initial. C’est la scinti-graphie qui sera le plus précocement positive.

Scintigraphie

Elle joue un rôle important dans le diagnos-tic7,22,31,32 car elle est positive dès l’apparition dela douleur de façon pratiquement constante.Elle utilise des phosphates marqués au techné-

tium et va renseigner sur le flux sanguin osseuxrégional et sur l’activité ostéogénique du segmentexploré. Les modifications osseuses secondaires àla contrainte vont se traduire par une hyperfixa-tion. Dans les premiers jours, celle-ci sera modéréepuis elle va devenir intense et bien limitée.3 Elleest en général aspécifique, en plage, ne faisant quetraduire une agression osseuse, qu’elle soit infec-tieuse, tumorale ou traumatique. Cependant, ellepeut prendre un aspect caractéristique en bandeperpendiculaire aux lignes de force de l’os. Ladurée de l’hyperfixation est variable, allant de1 mois à plusieurs années.7

Il existe fréquemment plusieurs foyers d’hyper-fixation, soit sur le même os, en particulier le tibia,

soit sur des pièces osseuses différentes, notam-ment dans le tarse (Fig. 1). L’hyperfixation multi-focale est un argument diagnostique en faveur de lafracture de contrainte.22 L’atteinte est volontiersbilatérale lorsqu’elle intéresse le calcanéum ou leplateau tibial interne.31

La possibilité de foyers d’hyperfixation muetscliniquement31,32 traduit la grande sensibilité de laméthode.Chez le sportif, la scintigraphie joue un rôle

important pour éliminer la fracture3,33 ainsi qu’unepathologie osseuse conduisant à rechercher uneautre étiologie notamment musculotendineuse.Elle est en effet exceptionnellement prise en dé-faut.34

Imagerie

Moyens

Radiologie standardLes radiographies conventionnelles sont une pre-mière étape indispensable. La technique doit êtrerigoureuse et les incidences habituelles peuventêtre complétées par des incidences obliques et desclichés comparatifs afin de rechercher les signes dedébut. Il faut savoir renouveler l’examen dans letemps.

Figure 1 Scintigraphie osseuse : multiples foyers d’hyperfixa-tion au sein des os du pied.

Mise au point

La mise en évidence d’une hyperfixation surun os sujet à la fracture de contrainte dans uncontexte d’activité physique intense ou d’insuf-fisance osseuse est hautement évocatrice dudiagnostic3,7 que l’on va chercher à confirmerpar l’imagerie.


TomodensitométrieElle nécessite la réalisation de coupes fines jointi-ves et l’utilisation de fenêtres larges. Les recons-tructions dans les trois plans de l’espace facilitentla détection des lésions. L’injection de produit decontraste n’est pas utile.

Imagerie par résonance magnétiqueL’utilisation d’une antenne de surface adaptée à larégion explorée est nécessaire. Le choix des coupesdépend du type d’os examiné. Pour les os longs, onprivilégie l’étude selon le grand axe de l’os. Pour lepied, l’étude comparative facilite la détection deslésions. L’exploration commence en général parune séquence en pondération T2 avec annulationdu signal de la graisse qui sensibilise la mise enévidence de l’œdème médullaire constant. Le traitde fracture est mieux vu en pondération T1 et/ouT1 après injection de gadolinium.

ÉchographieSi l’indication de l’échographie dans le diagnosticdes fractures de fatigue reste encore à préciser,l’utilisation de sondes haute fréquence associée aucodage doppler va parfois permettre un diagnosticprécoce, notamment dans les atteintes superficiel-les.

Résultats

Les aspects en imagerie sont très variés et vontdépendre :

• du type d’os intéressé (os court ou os long) ;• du siège au sein de l’os :35 os cortical ou osspongieux ;

• du délai entre l’apparition des symptômes et laréalisation des radiographies ;

• de la mise au repos précoce ou non de l’os.Les premiers signes radiologiques vont apparaî-

tre de façon retardée, 10 à 15 jours après la dou-leur. Savoca a bien montré qu’ils varient selon lesiège de la fracture.35 On peut schématiquementdistinguer trois types de fractures en fonction dessignes révélateurs :

• les formes corticales : elles se révèlent par uneréaction périostée (et/ou une fissure corticale)et sont rencontrées sur la diaphyse des os longsou des métatarsiens ;

• les formes spongieuses : elles se manifestentinitialement par une densification au sein de l’ostrabéculaire. Les localisations les plus fréquen-tes sont les os courts et les régions métaphyso-épiphysaires des os longs ;

• les formes corticospongieuses : elles traduisentune lésion déjà évoluée et associent les signesprécédemment décrits.

Nous avons adopté cette classification pour dé-crire la séméiologie en imagerie des fractures decontrainte.

Formes corticales

Radiologie standardElles peuvent se manifester par la mise en évidenced’une fissure corticale ou plus souvent par uneréaction périostée qui traduit la réparation de l’os :

• la fissure corticale est très inconstante maisévocatrice, donnant la classique image du « che-veu sur la porcelaine » (Fig. 2) ;

• la réaction périostée va se traduire au toutdébut par un simple flou du bord cortical super-ficiel.36 Puis on constate l’apparition d’une fineligne de densité calcique, parallèle au bord del’os, difficile à mettre en évidence car incom-plètement calcifiée au début et parfois visiblesur une seule incidence. À un stade plus avancé,l’apposition est évidente et le trait peut êtrebien visible ou masqué par cette réaction pé-riostée.L’aspect radiologique ultérieur est fonction de la

persistance ou non des contraintes mécaniques :• si l’os est mis au repos, l’apposition périostées’épaissit puis un véritable cal apparaît qui vas’incorporer au cortex sous-jacent. Le diagnos-tic radiologique ne pose plus de problème,d’autant que l’évolution rapide des images esttrès caractéristique de l’affection ;

Figure 2 Forme corticale (tibia).A. Fissure corticale oblique. Réaction périostée débutante.B. 3 semaines plus tard, majoration de la réaction périostée etréparation endostale. Persistance du trait.C. Cal cortical au stade tardif.

532 B. Boyer et al.

• si la sollicitation de l’os se poursuit, soit lafissure corticale se complique d’une fracturecomplète de l’os,37 soit la réaction périostées’amplifie, masque le trait de fracture et prendun aspect plurilamellaire ou même parfois spi-culaire qui peut en imposer pour une lésioninfectieuse ou tumorale maligne (Fig. 3) :lorsqu’elle survient sur un os long, elle peutconduire à pratiquer d’autres investigations.

TomodensitométrieLes coupes sont réalisées perpendiculairement augrand axe de l’os. Elles analysent bien la réactionpériostée au contact de la corticale et peuventmettre en évidence une ossification endostale asso-ciée. Ces signes n’ont pas de caractère spécifi-que.38 Seule la présence d’un trait de fracture ausein du cortex permet de poser le diagnostic, ce quin’est pas toujours le cas.39 Les coupes doivent êtresuffisamment fines pour visualiser le trait, surtoutlorsque celui-ci présente une orientation proche decelle du plan d’exploration. Si la fracture est obli-que (Fig. 4) ou a fortiori longitudinale (Fig. 5), ellesera plus facilement détectable.

Imagerie par résonance magnétiqueDeux types de signes peuvent être présents :

• des signes d’hyperhémie : ils sont pratiquementconstants et intéressent au début la médullaireosseuse sous forme de plages en hyposignal surles séquences pondérées selon T1, en hypersi-gnal en pondération T2 et après injection degadolinium. La réaction hyperhémique peuts’étendre le long du bord externe de la corticalepuis aux parties molles au contact de l’os ou plusà distance,40 pouvant en imposer pour une lé-sion maligne;

• le trait de fracture : il n’est pas constant maislorsqu’il est présent il va permettre de recon-naître l’affection. Il s’agit d’un trait en hypersi-gnal relatif au sein de la corticale en pondéra-tion T1. Le signal du trait peut se rehausser enpondération T2 et après injection de gadolinium(Fig. 6). Les signes de réparation sont visiblessous forme d’un épaississement de la corticaleau contact du trait.Lorsque l’IRM est effectuée très précocement,

ce qui est rarement le cas, elle ne montre, commela scintigraphie, que l’hyperhémie osseuse qui estaspécifique, traduisant simplement l’exagérationde la résorption osseuse, et qui est parfois retrou-vée en l’absence de tout symptôme. La réalisationsystématique d’une IRM 6 semaines après un entraî-nement intensif chez des militaires a montré la

Figure 3 Forme corticale (évolution).A. Radiographie du tibia : réaction périostée irrégulière.B. Contrôle tardif : la réaction périostée s’intègre à la corticale.

Figure 4 Forme corticale en TDM (tibia).A. Coupe axiale transverse : trait au sein de la corticale (flèche).B. Reconstruction dans un plan frontal : direction oblique dutrait (flèche).

Figure 5 Forme corticale en TDM (tibia). Visibilité du trait surplusieurs coupes successives et sur une grande hauteur : fracturelongitudinale.


présence d’une hyperhémie isolée chez plus detrois quarts des sujets, dont 40 % seulement étaientsymptomatiques.8

À un stade plus tardif, L’IRM sera plus contribu-tive grâce à la mise en évidence de la fracture,facilitée par l’étude multiplanaire.

ÉchographieElle peut permettre de faire le diagnosticlorsqu’elle montre les signes suivants :41

• la réaction périostée se traduisant par un épais-sissement de la ligne hyperéchogène de la cor-ticale, bien visible sur les coupes parallèles augrand axe de l’os, parfois soulevée et dans lescas favorables, interrompue, traduisant la pré-sence du trait de fracture ;

• une minime collection sous forme d’une plageanéchogène au contact de la corticale ;

• un épaississement des parties molles au contactde la corticale : l’étude en échodoppler couleurmontre l’hypervascularisation des parties mol-les épaissies.

Formes spongieuses

Radiographies standardsLes signes radiologiques apparaissent de façon re-tardée sous forme d’une ou plusieurs bandes dedensification perpendiculaires à l’orientation destravées osseuses principales. À un stade plus tardif,ces bandes de densification peuvent confluer, pre-nant un aspect en plage.

La localisation la plus classique est la grossetubérosité du calcanéum (Fig. 7) mais, dans lemembre inférieur, tous les os à forte composantetrabéculaire peuvent être atteints.

TomodensitométrieElle est utile, en complément de la scintigraphie,pour explorer les régions anatomiques complexesoù la fracture sera difficile à mettre en évidencesur les clichés standards. C’est notamment le casdes petits os du tarse ou du sacrum (Fig. 8). Lescoupes scanographiques vont retrouver une densifi-cation en bande au sein du spongieux, plus rare-ment une solution de continuité au sein de l’osdensifié.

Figure 6 Forme corticale en IRM (tibia).A. Coupe frontale tpT1 : trait en hypersignal relatif au sein de lacorticale (flèche). Plage médullaire en hyposignal.B. Coupe frontale pT1 après injection de gadolinium : rehausse-ment en signal au sein de la médullaire et du trait de fracture. Figure 7 Forme spongieuse bilatérale.

A. Calcanéum. À gauche, densification en bande perpendiculaireaux travées osseuses. À droite, densification en plage.B. Plateaux tibiaux internes.

Figure 8 Forme spongieuse en TDM (sacrum). Trait hyperdensede l’aileron sacré droit.

534 B. Boyer et al.

Imagerie par résonance magnétiqueLe remodelage au sein de l’os spongieux se mani-feste par un hyposignal en bande sur toutes lesséquences. En pondération T1, les manifestationshyperhémiques en hyposignal peuvent masquer lafracture. Celle-ci sera mieux visible en pondérationT2, restant en hyposignal au sein de la réactionœdémateuse en hypersignal (Fig. 9). L’injection degadolinium permet aussi de mieux visualiser le traitgrâce au rehaussement autour de la lésion.Des études au stade précoce42 montrent que

l’IRM est plus sensible que la radiologie standarddans la détection des formes spongieuses.

Formes corticospongieusesElles traduisent des lésions déjà évoluées, asso-ciant des modifications de l’os cortical et de l’osspongieux.L’atteinte des os longs, lorsqu’elle est diagnosti-

quée tardivement, peut être mixte : la réactionpériostée peut ainsi intéresser deux corticales op-posées et s’accompagner d’une densification en

bande horizontale ou oblique de l’os spongieux enregard allant d’une corticale à l’autre (Fig. 10 et11).Les atteintes pelviennes sont volontiers cortico-

spongieuses.Enfin, dans certaines localisations riches en os

trabéculaire, notamment en région sous-chondrale,la densification du spongieux peut s’accompagnerd’une apposition périostée ou d’un décroché corti-cal.

Formes topographiques

Métatarsiens

La localisation métatarsienne a fait l’objet de lapremière description clinique de fracture decontrainte.2 Cliniquement, la palpation de l’os per-met parfois de retrouver le cal hypertrophique. La

Figure 9 Forme spongieuse en IRM (malléole péronière).A. Coupe frontale pT1 : plage hypo-intense de l’extrémitéinférieure du péroné.B. Coupe frontale pT2 : le trait reste en hyposignal au sein de laréaction inflammatoire.C. Synostose astragalocalcanéenne ayant probablement favoriséla survenue de la fracture.

Figure 10 Forme corticospongieuse (tibia). Condensation enbande horizontale au sein du spongieux avec fissure corticale etréaction périostée bilatérale.

Figure 11 Forme corticospongieuse en IRM.A. Coupe frontale pT1 : bande d’hyposignal allant d’une corti-cale à l’autre. Épaississement des corticales.B. Coupe sagittale après injection. Le trait reste en hyposignal.Noter l’importance de la prise de contraste qui s’étend à dis-tance et dans les parties molles.


lésion intéresse le plus souvent les 2e ou le 3e

métatarsiens qui sont les plus exposés à unecontrainte mécanique, en particulier en cas de piedcreux, de brièveté du premier rayon ou après ostéo-tomie. La fracture siège classiquement dans la ré-gion du col (tiers distal) parfois sur le tiers moyende l’os. Il s’agit alors d’une forme corticale typique(Fig. 12). Le diagnostic est parfois plus tardif, l’ab-sence de mise au repos pouvant entraîner unefracture complète de l’os associée à une réactionpériostée hypertrophique mais qui reste continueet ne doit pas conduire à évoquer une atteintetumorale (Fig. 12C).L’atteinte des têtes métatarsiennes est plus rare

mais semble sous-estimée :36 il s’agit d’une formespongieuse, survenant en général par insuffisance

osseuse.43 Elle est caractérisée par une densifica-tion discrète de la tête (Fig. 13) qui conserve sasphéricité. Elle ne doit pas être confondue avec uneostéonécrose dont l’évolution est marquée par l’ef-fondrement du fragment nécrosé se traduisant parune déformation sous forme d’un méplat de la têtemétatarsienne. Elle n’est parfois détectée qu’enIRM (Fig. 13).La fracture du premier métatarsien est peu fré-

quente et se localise à la base de l’os dans lespongieux.44 La fracture du sésamoïde interne dugros orteil45 est difficile à distinguer d’une partita.

Tarse

Les atteintes multiples sont fréquentes, liées auxmodifications des contraintes exercées sur les dif-férentes pièces osseuses du pied. Elles peuventatteindre tous les os du tarse46 mais, en premierlieu, le calcanéum puis le scaphoïde tarsien.

CalcanéumC’est la deuxième localisation en fréquence desfractures de fatigue après la localisation tibiale àlaquelle elle est d’ailleurs associée dans 25 % descas.7 Il s’agit d’une forme spongieuse typique(Fig. 7A), siégeant le plus souvent dans la tubéro-sité postérieure, parfois bilatérale et facilementreconnue en radiographie standard, plus rarementantérieure et de diagnostic plus difficile (Fig. 14).

Scaphoïde tarsienL’atteinte du scaphoïde tarsien est en général re-trouvée chez les sujets pratiquant l’athlétisme.47

Son diagnostic est difficile et souvent retardé, enraison d’un tableau clinique trompeur et des diffi-cultés d’analyse des radiographies standards. LaTDM va faciliter sa détection.Il s’agit d’une fracture sous-chondrale, siégeant

sur le bord proximal de l’os, au niveau de son tiersmédial.47

En TDM, l’os présente à ce niveau un aspect enanneau dense sur les coupes perpendiculaires augrand axe du pied : la fracture va se traduire parune rupture partielle ou complète de cet anneau. Ilest important d’utiliser des fenêtres très largespour détecter les fractures débutantes au sein de lasclérose.La fracture est plus rarement de type ostéochon-

dral et devra être différenciée d’un os accessoire :dans ce cas, on observe une incongruence du frag-ment osseux avec le cortex du scaphoïde et desbords plus nets.La consolidation des fractures de contrainte du

scaphoïde est difficile, exposant au risque de pseu-darthrose. Les indications d’ostéosynthèse sont lar-ges.

Figure 12 Fractures de fatigue corticales des métatarsiens.A. Fracture de fatigue du 3e métatarsien (radiographies initialesnormales). Contrôle à j15 : fissure corticale. Discrète réactionpériostée.B. À j30, majoration de la réaction périostée qui s’intègre à lacorticale. Le trait n’est plus visible.C. 2e métatarsien (forme compliquée) : fracture complète avecréaction périostée exubérante.

536 B. Boyer et al.

Tibia

Il s’agit de la localisation la plus fréquente desfractures de fatigue (73 % des cas dans la série deGreaney7 fondée sur les données scintigraphiqueset qui retrouve autant de formes spongieuses quecorticales) et la deuxième localisation des fracturespar insuffisance6 (formes spongieuses). Elle se ma-nifeste cliniquement par des douleurs aspécifiquessoulevant de nombreuses hypothèses diagnosti-ques48 et l’imagerie va jouer un rôle essentiel audiagnostic.La forme spongieuse intéresse les plateaux ti-

biaux ou l’extrémité inférieure du tibia,49 elle restesouvent muette radiologiquement mais est parfoisdétectée en IRM (Fig. 15).La forme corticale est volontiers source d’er-

reurs diagnostiques initiales liées à une réactionpériostée qui peut être importante et irrégulière(Fig. 3) si le repos n’est pas respecté. La TDM oul’IRM, en montrant le trait de fracture, peut contri-buer à redresser le diagnostic.50

Le trait est le plus souvent transversal ou obli-que. Parfois, il est parallèle au grand axe de l’os : ils’agit d’une fracture longitudinale qui constitueune forme particulière de fracture du tibia.51–54

Elle est souvent rencontrée chez des sujets de plusde 50 ans et la notion d’activité physique inhabi-

tuelle n’est pas toujours retrouvée : elle se situedonc aux confins des fractures de fatigue et parinsuffisance.54

Son siège de prédilection est le tiers inférieur dutibia.53 Elle est difficile à diagnostiquer. La scinti-graphie peut montrer une hyperfixation étendue enhauteur (Fig. 16). Sur les radiographies standards,la fracture ne se manifeste parfois que tardivementpar une fine apposition périostée linéaire, parallèleau grand axe de l’os, étendue sur plusieurs centi-mètres et visible sur une seule incidence. L’inci-dence orthogonale permet parfois de visualiser letrait54 qui est plus aisément identifiable en TDM(Fig. 6) ou en IRM (Fig. 17).

Péroné

Cette localisation est plus rare que l’atteinte ti-biale, siégeant dans la diaphyse (forme corticale)ou l’épiphyse inférieure (forme spongieuse)(Fig. 9). Une contrainte d’origine musculaire estinvoquée.55 Elle peut être isolée ou associée à unefracture tibiale.

Fémur

Le col fémoral est le plus souvent atteint. L’at-teinte est en règle spongieuse sur le versant cépha-

Figure 13 Fracture par insuffisance des têtes métatarsiennes.A. 2e métatarsien (radiographie standard). Condensation en bande sous-chondrale de la tête du 2e métatarsien.B, C et D. 3e métatarsien (IRM). Coupe frontale en pondération T2 avec annulation du signal de la graisse (B) : hypersignal aspécifiquede la tête du 3e métatarsien (flèche). Coupe en pondération T1 sagittale (C) et axiale transverse (D) : hyposignal en bandesous-chondral (flèches).


lique (Fig. 18) avec une densification en bandehorizontale naissant du bord endostal de la corti-cale interne et parfois une réaction périostée.56,57

La forme corticale est plutôt métaphysaire(Fig. 18). On peut considérer la fracture decontrainte du col fémoral comme un « syndrome demenace » d’une fracture du col37 à laquelle exposetout retard dans la mise au repos.56

L’atteinte de la tête fémorale, classiquementrare, semble en fait plus fréquente qu’on ne lecroyait et l’IRM en permet un diagnostic précoce.Elle survient plutôt par insuffisance osseuse, volon-tiers favorisée par la fluorothérapie.58 Elle pose desproblèmes de diagnostic différentiel avec une os-téonécrose débutante59,60 dont elle est parfois dif-ficile à distinguer (Fig. 19) : l’œdème médullairesiège de part et d’autre du trait de fracture alorsqu’il se situe en dehors du liseré de nécrose maisparfois, seule l’évolution permet de trancher. La

fracture de contrainte présente également desliens étroits avec l’algodystrophie de hanche quipeut la précéder.29

L’atteinte diaphysaire est rare et le diagnosticn’est pas souvent évoqué en première inten-tion.61,62

Figure 14 Fracture par insuffisance de la tubérosité antérieuredu calcanéum en IRM.A. Coupe sagittale en pondération T2 : hypersignal en plageaspécifique.B. Coupe sagittale en pondération T1 : minime hyposignal enbande (flèche) traduisant le trait de fracture perpendiculaire àla corticale.

Figure 15 Fracture des deux plateaux tibiaux en IRM.A. Coupe frontale pT1 : hyposignal en bande au sein de l’osspongieux au contact de la corticale du tibia gauche. Lésion plusdiscrète à droite.B. Coupe frontale après injection : rehaussement périfractu-raire. Confirmation de l’atteinte bilatérale.

Figure 16 Fracture longitudinale du tibia.A. Scintigraphie : hyperfixation du tiers inférieur du tibia trèsétendue en hauteur.B. Radiographie : fine fissure verticale. Réaction périostée uni-lamellaire associée (flèches).

538 B. Boyer et al.

Ceinture pelvienne

Il s’agit du siège de prédilection des fractures parinsuffisance osseuse du sujet âgé,6,28 mais des frac-

tures de fatigue ont été décrites chez des coureursde fond.63

La lésion siège en général sur une branche ischio-ou iliopubienne, plus rarement sur l’aile iliaque oula région supracotyloïdienne64,65 (Fig. 20). Les at-teintes du bassin sont souvent multiples (Fig. 21)pouvant associer plusieurs fractures des branchespubiennes ou une atteinte de l’anneau antérieur etpostérieur (aile iliaque ou sacrum).

L’atteinte du sacrum est un bon exemple defracture par insuffisance osseuse. Elle peut se ma-nifester cliniquement sous forme d’une radiculalgieL5.66 La scintigraphie est parfois très caractéristi-que montrant une hyperfixation en H traduisant lesfractures verticales des deux ailerons reliées par untrait transversal.67 La TDM est très efficace pour lesdétecter (Fig. 22). Dans la série d’Ahovuo,68 16 %présentaient une atteinte bilatérale et 23 % uneautre atteinte de l’anneau pelvien.

Figure 17 Fracture longitudinale du tibia. Radiographies initia-les normales.A. Coupe IRM selon le grand axe du tibia pT1 après gadolinium :trait vertical en hyposignal entouré par une réaction inflamma-toire en hypersignal.B. Contrôle radiologique à 1 mois : apparition d’une appositionpériostée unilamellaire.

Figure 18 Fracture du col fémoral.A. Atteinte spongieuse.B. Atteinte corticale.

Figure 19 Fracture de la tête fémorale en IRM.A. Coupe frontale pT2 : liseré d’hyposignal sous-chondral de latête fémorale gauche avec œdème médullaire faisant discuterune ostéonécrose ou une fracture par insuffisance.B. Évolution à 1 an : régression des lésions en faveur d’unefracture d’évolution favorable. Atteinte controlatérale débu-tante.


Rachis

Corps vertébralLe tassement vertébral peut être classé dans lesfractures par insuffisance osseuse mais nous ren-voyons le lecteur au chapitre qui lui a été consacré.

PédiculeL’atteinte pédiculaire est diagnostiquée en TDMguidée par la scintigraphie. Elle peut être bilaté-rale.69

IsthmeLa localisation isthmique est originale. La spondy-lolyse a longtemps été considérée comme une lé-sion dysplasique mais il est maintenant bien établiqu’il s’agit d’une fracture de fatigue70 survenantdans l’enfance ou l’adolescence et caractérisée parsa non-consolidation. Elle peut aussi se rencontrerchez l’adulte, notamment le joueur de cricket.24

Lorsqu’elle est unilatérale, elle va entraîner undéséquilibre des forces exercées sur la colonnerachidienne postérieure avec comme conséquenceune hypertrophie et une densification osseusecontrolatérale qui constituent un bel exemple deremodelage consécutif à une contrainte excessive.La bilatéralisation est possible (Fig. 23).71

Apophyse épineuseC’est une atteinte classique mais rare, décrite chezles terrassiers et chez les haltérophiles (Fig. 24).72

Côtes

C’est la fracture du golfeur73 mais on la rencontreaussi chez les sujets présentant une toux chroni-que.

Figure 20 Fracture supracotyloïdienne. Densification en bandeparallèle au toit du cotyle droit. La fracture s’est déclarée à lasuite d’une longue marche mais la densitométrie montrait uneinsuffisance osseuse : ce dossier illustre l’intrication entre lesdeux types de fractures de contrainte.

Figure 21 Fractures par insuffisance du bassin.A. Scintigraphie osseuse : multiples foyers d’hyperfixation.B. Radiographie du bassin de face : localisations pubienne gauche, iliopubienne droite et iliaque droite.C. Cliché centré sur l’aile iliaque : densification en bande entourant le trait.

Figure 22 Fracture par insuffisance du sacrum.A. Scintigraphie : hyperfixation en H.B. TDM. Solution de continuité bilatérale (flèches).

540 B. Boyer et al.

Membre supérieur

Les localisations au membre supérieur sont rares.La fracture de l’humérus, consécutive à unecontraction musculaire violente, se rencontre chezle lanceur de javelot ou le joueur de cricket,74 lafracture de l’olécrane chez le joueur de base-ball.75 L’atteinte du radius siège en général au tiersmoyen et se rencontre chez les joueurs de tennisutilisant le revers à deux mains.76 Il s’agirait d’unecontrainte par torsion. Les os du poignet sont at-teints chez les joueurs de raquette (tennis, squash)par compression directe, notamment l’os crochu(Fig. 25).

Diagnostic positif

Le tableau clinique permet parfois d’évoquerd’emblée l’affection grâce notamment aux don-nées de l’anamnèse : le bilan radiologique initiale-ment normal, l’hyperfixation scintigraphique etl’évolution rapidement favorable après mise au re-pos de l’os assurent le diagnostic. L’apparition re-tardée des signes radiologiques et leur évolutionrapide dans le temps constitueront des argumentssupplémentaires.Cependant, le contexte clinique ne permet pas

toujours d’évoquer l’affection et les signes radiolo-giques absents ou discrets au début sont peu contri-butifs ; 85 % des fractures ne sont pas diagnosti-quées lors du premier bilan radiologique et 50 %encore lors du 2e bilan.77 À l’inverse, le diagnosticpeut être remis en question en raison d’une évolu-tion ou d’un aspect radiologique atypiques. On estalors conduit à réaliser une exploration en coupesqui permet d’assurer le diagnostic lorsqu’elle meten évidence le trait de fracture :

• la TDM peut montrer le trait, non vu en radiolo-gie conventionnelle, soit parce qu’il est masquépar la réaction périostée (formes corticales),soit parce qu’il siège dans une région anatomi-que complexe (formes spongieuses) ;

• l’IRM va reconnaître la fracture dans la corticalequelle que soit sa direction, mais surtout dansl’os spongieux où elle est aussi sensible que lascintigraphie, mais beaucoup plus spécifique. Enrevanche, il faut savoir qu’elle va mettre enévidence des signes hyperhémiques parfois in-quiétants et aspécifiques78 qui traduisent sou-vent l’absence de mise au repos de l’os.

Diagnostic différentiel

Formes corticales

Il se pose surtout pour les os longs, notamment letibia. On évite facilement un diagnostic par excèsdevant l’image d’un canal nourricier qui peut simu-ler une fracture oblique ou longitudinale.Dans les formes de début, le diagnostic peut se

poser chez le sportif avec une périostite (syndromede « Shin split »)51 qui va donner un tableau clini-que voisin ainsi qu’une hyperfixation scintigraphi-que : celle-ci est plus modérée que dans la frac-ture, diffuse et volontiers bilatérale. Selon Aoki,79

l’IRM montre des signes différents dans les deuxaffections avec œdème médullaire présent en casde fracture et non en cas de périostite où l’onretrouve souvent un hypersignal linéaire le long de

Figure 23 Localisation isthmique. Lombalgies d’apparition ré-cente. Coupe TDM passant par L5 : lyse isthmique droite à bordsnets. Hypertrophie et condensation controlatérales. Fractureincomplète du pédicule gauche.

Figure 24 Fracture de l’apophyse épineuse chez un haltéro-phile. Coupe TDM passant par L2.

Figure 25 Fracture de l’os crochu chez un joueur de tennis enTDM.


la face externe de la corticale sur les séquencespondérées selon T2 avec annulation de graisse. Ilfaut parfois attendre en radiographie standardl’apparition de la réaction périostée en faveur de lafracture.En revanche, la mise en évidence d’une réaction

périostée de type lamellaire dans un contexte dou-loureux va poser un problème diagnostique diffi-cile,14,50,80 notamment chez l’enfant et l’adoles-cent où le tableau clinique n’est pas toujoursévocateur. Une ostéomyélite mais surtout une tu-meur maligne (tumeur d’Ewing ou ostéosarcome)vont être discutées. L’absence de lyse osseuse surles clichés standards ou en TDM et surtout la miseen évidence du trait en TDM ou parfois seulementen IRM permettent de redresser le diagnostic. Lors-que le trait n’est pas visible, il faut savoir éviter labiopsie qui peut conduire à un diagnostic erroné demalignité, mettre le membre au repos pendant 1 à2 semaines et attendre l’apparition des signes deréparation osseuse qui permettront de reconnaîtrela fracture de contrainte. Si l’aspect radiologiquereste identique ou se majore, la biopsie s’impose.L’ostéome ostéoïde est parfois discuté,81 notam-

ment dans les localisations fémorales, devant unépaississement localisé de la corticale dans uncontexte douloureux et avec une hyperfixationscintigraphique, mais les douleurs persistent aurepos et la TDM va montrer le nidus au sein de lacondensation osseuse.

Formes spongieuses

Le diagnostic se pose surtout dans les régions épi-physaires, et en particulier au sein des condylesfémoraux, la survenue de zones de densificationosseuse en radiologie standard et la mise en évi-dence en IRM d’une bande d’hyposignal faisantdiscuter une ostéonécrose débutante. L’ostéoné-crose ischémique qui réalise un liseré d’hyposignalentourant le fragment nécrosé de corticale à corti-cale est facile à distinguer du trait de la fracture decontrainte. En revanche, l’ostéonécrose mécaniqueest plus difficile à distinguer d’une fracture decontrainte sous-chondrale, d’autant qu’elle peut lacompliquer si l’os n’est pas mis au repos : dans lesdeux cas, on est en présence d’une bande d’hypo-signal sous-chondrale, plus épaisse dans la né-crose.82 C’est parfois l’évolution qui tranche, avec,en cas de fracture, une amélioration rapide clini-que, visible en IRM, après mise au repos.59,60

L’atteinte pelvienne chez le sujet âgé fait par-fois discuter une localisation secondaire et le dia-gnostic devient délicat dans un contexte néoplasi-que : l’IRM joue un rôle important pour détecter letrait de fracture en hyposignal sur toutes les sé-quences.

Conclusion

La fracture de contrainte résulte d’un déséquilibreentre la résistance de l’os et les contraintes aux-quelles il est soumis.Le diagnostic précoce repose toujours sur quatre

éléments principaux : l’anamnèse, la pauvreté del’examen clinique, une scintigraphie précocementpositive et l’apparition retardée des signes radiolo-giques.La TDM et l’IRM pallient ce retard de la radiologie

conventionnelle et contribuent au diagnostic dansles cas difficiles en montrant le trait de fracture.

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