Dura adalah penutup sumsum tulang belakang yang kuat dan fleksibel di dalam tulang tulang belakang. Prosedur medis tertentu memerlukan jarum untuk menusuk dura, dan teknik medis lainnya dapat secara tidak sengaja menusuk dura. Karena dura mengandung cairan serebrospinal (CSF) yang membasahi dan melindungi saraf di dalam tulang belakang dan otak, kerusakan pada dura dapat menyebabkan kebocoran CSF. Sakit kepala dapat terjadi jika kebocoran menurunkan tekanan di dalam dura, dan sakit kepala pasca tusukan dura ini dapat berlangsung selama berminggu-minggu dan menyebabkan ketidaknyamanan dan rasa sakit selama waktu ini. Prosedur yang membawa kemungkinan sakit kepala pasca tusukan dura termasuk epidural untuk wanita bersalin dan tusukan lumbal untuk alasan pengujian.
Tulang belakang manusia terdiri dari struktur tulang yang berlubang di bagian dalam. Saraf berjalan melalui rongga tulang, dan saraf ini dikelilingi dan dilindungi oleh CSF. Di luar saraf adalah lapisan dura, yang terdiri dari serat jaringan ikat yang kuat. Biasanya, dura tetap utuh, kecuali jika rusak oleh cedera atau oleh penyisipan jarum tulang belakang.
Beberapa tes medis melibatkan penggunaan jarum untuk mencapai area interior tulang belakang. Untuk wanita bersalin yang menjalani epidural, jarum seharusnya masuk ke ruang epidural di sekitar dura, dan bukan ke dura. Orang yang membutuhkan anestesi untuk prosedur medis, atau untuk manajemen nyeri, juga dapat menerima suntikan tulang belakang. Beberapa kasus, seperti orang-orang yang mungkin menderita meningitis, memerlukan tusukan dura yang disengaja sehingga dokter dapat mengambil sampel CSF untuk memeriksa infeksi.
Apakah dura tertusuk dengan sengaja atau tidak sengaja, sakit kepala pasca tusukan dura memiliki kecenderungan yang relatif tinggi untuk terjadi sebagai efek samping. Ketika teknik injeksi tulang belakang pertama kali digunakan pada akhir abad ke-19, sakit kepala pasca tusukan dura sangat umum. Karena jarum menjadi lebih kecil dan dibuat dari desain yang cenderung tidak menyebabkan kerusakan yang tidak disengaja, risiko sakit kepala turun. Pada pasien, risiko tertinggi ada pada orang yang menjalani tusukan dural yang disengaja, diikuti oleh wanita yang menerima epidural. Risiko orang yang menerima anestesi di daerah tulang belakang cenderung jauh lebih rendah daripada prosedur lainnya.
Pada 2011, cara pasti di mana tusukan dural menghasilkan sakit kepala pasca tusukan dura tidak diketahui. Penurunan tekanan CSF tampaknya menjadi penyebab, tetapi alasan nyeri di kepala tidak pasti. Salah satu kemungkinannya adalah penurunan dukungan fisik untuk struktur otak, yang dapat menghasilkan sinyal rasa sakit saat tidak didukung secara normal. Atau, penurunan tekanan CSF menghasilkan peningkatan diameter pembuluh darah, yang juga mampu menghasilkan rasa sakit di kepala.