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Chapitre 17 Processus infectieux

C. Blondet and G. Bierry

Plan du chapitre

  1. Introduction 
  2. Phase initiale : œdème 
  3. Phase d'état : abcès 
  4. Phase séquellaire : modifications structurelles 
  5. Médecine nucléaire 


Objectifs


  • Connaître les différents aspects d'une infection débutante en radiographie, TDM, IRM et échographie.
  • Connaître les avantages et limites des différentes modalités d'imagerie en pathologie infectieuse.
  • Connaître la séméiologie de l'œdème et de l'abcès avec les différentes modalités d'imagerie.
  • Connaître les MRP utilisés en médecine nucléaire dans l'exploration de l'infection.

Introduction

L'infection entraîne d'abord des modifications inflammatoires non spécifiques avec augmentation de l'eau extracellulaire (œdème) et infiltration de cellules inflammatoires, puis des altérations structurelles du tissu atteint.

L'imagerie médicale n'est pas encore capable en routine de démontrer directement la présence des agents pathogènes, mais peut montrer des signes indirects :

  • un œdème (phase initiale), présent dans toute réaction inflammatoire, et non spécifique de l'infection ;
  • un abcès formé par les tissus lésés et les cellules dégradées (phase d'état) ;
  • des modifications structurelles (phase séquellaire).

Ou bien elle va révéler l'infiltration des cellules inflammatoires (leucocytes) grâce à des traceurs en médecine nucléaire.

Phase initiale : œdème

L'œdème peut se résumer à une augmentation de la quantité de l'eau extracellulaire dans les tissus. C'est la première manifestation de l'infection, sans être toutefois spécifique. Plus une technique d'imagerie est efficace pour montrer cet œdème, plus elle est capable de révéler les phases initiales d'infection. On parle de sensibilité : certaines techniques comme l'IRM sont très sensibles pour montrer l'œdème, alors que les radiographies le sont moins.

Radiographies

Les radiographies sont capables de différencier les tissus en les classant selon quatre grandes familles de densité : hydrique (eau, organes pleins, muscles), aérique (air, tissu pulmonaire), graisseuse, et osseuse (ou calcifiée) (voir chapitre Radiographie).

Comme l'eau extracellulaire a par définition une densité hydrique, son augmentation est donc plus facile à détecter dans les tissus ayant une densité de base non hydrique (poumon, os) que dans ceux ayant une densité spontanée proche de l'eau (muscles, foie, rein, etc.). De même, l'eau extracellulaire peut prendre la place du tissu graisseux, qui, s'il n'est pas lui-même un organe à proprement parler, enveloppe et ainsi délimite les autres organes. Le remplacement de la densité de la graisse par celle de l'eau est donc un reflet de la présence d'un œdème dans l'organe adjacent.

Parallèlement, l'œdème entraîne un gonflement des structures atteintes, dont la taille va augmenter. Ainsi, même si les modifications de densité sont discrètes, cette augmentation de taille peut révéler la présence d'un œdème dans le tissu concerné.

Infections des tissus mous et des organes pleins

Les radiographies sont peu sensibles pour la détection de l'œdème dans les tissus mous (muscles, peau) et les organes pleins (foie, rein, etc.). Ainsi, le signe le plus intéressant et le plus facile à détecter est une augmentation de la taille, notamment de l'épaisseur du tissu atteint. Le deuxième signe est l'effacement du tissu graisseux entourant les organes et tissus du fait de la densité hydrique de l'eau extracellulaire.

Infection osseuse

Les radiographies montrent une diminution de la densité des os : on parle de déminéralisation (figure 17.1). Cependant, cette déminéralisation apparaît tardivement par rapport au début des manifestations cliniques. Les radiographies sont ainsi peu sensibles pour la détection des infections débutantes.


Figure 1: Déminéralisation infectieuse du médio-pied en radiographie. Radiographie oblique du pied droit chez un patient avec une arthrite septique montrant une diminution diffuse de la densité du médio-pied par rapport aux métatarses (flèches) et une mauvaise visualisation des contours des os (perte de définition de l'os cortical).

Infection des tissus pulmonaires

L'infection pulmonaire est de toutes les infections, celle qui est la mieux visible en radiographie car la densité du poumon normal est très basse (aérique, c'est-à-dire proche de celle de l'air). L'œdème et l'infiltrat fibrino-leucocytaire vont remplacer la densité aérique par une densité hydrique, et comme la différence entre les deux densités est importante, l'œdème sera relativement aisé à reconnaître sous forme d'une opacité (figure 17.2).


Figure 2: Pneumopathie infectieuse droite. Radiographie de face (A) et TDM thoracique en coupe axiale (B) montrant des opacités parenchymateuses liées au remplissage des alvéoles par l'œdème (flèches). Le contraste spontané entre air et œdème (densité hydrique) permet la visualisation directe des anomalies pulmonaires aussi bien en radiographie qu'en TDM.

TDM

La TDM repose sur le même principe que la radiographie, mais elle est plus sensible car il s'agit d'une acquisition en coupes et non en projection : elle peut détecter des modifications de densité plus faibles.

La TDM est notamment supérieure pour voir l'œdème dans les tissus ayant une densité naturelle de type hydrique (organes pleins, muscles, tissus mou, etc.) : l'œdème apparaît alors hypodense (figure 17.3).



Figure 3: Appendicite en TDM. TDM abdominale avec injection de produit de contraste montrant un appendice œdématié, élargi (flèche) avec une infiltration de la graisse adjacente, qui apparaît floue et mal limitée (tête de flèche).


Dans le poumon, l'œdème apparaît sous forme d'une zone de densité supérieure au parenchyme adjacent mal limitée (figure 17.2). Dans les os, l'œdème entraîne une déminéralisation, c'est-à-dire une densité inférieure à celle de l'os adjacent.

IRM

L'IRM est l'examen d'imagerie médicale de référence pour la détection des modifications de quantité et de distribution de l'eau. Comme l'IRM est très sensible pour la détection de l'œdème, c'est l'examen non isotopique qui montrera le premier les signes débutants de l'infection (figure 17.4). Un tissu œdématié a un signal IRM se rapprochant de celui de l'eau (hyposignal T1, hypersignal T2).


Figure 4: Infection discovertébrale (spondylodiscite infectieuse) L3/L4. IRM en coupe sagittale en séquence T1 (A) et T2 (B). L'œdème vertébral leur donne un hyposignal en T1 et un hypersignal T2 (flèches). L'atteinte de deux corps vertébraux adjacents d'un disque avec la présence d'érosions est évocatrice de spondylodiscite infectieuse.

Échographie

Le tissu œdématié apparaît hypoéchogène (cf. « Processus inflammatoires »). Par ailleurs, l'échographie permet une analyse fonctionnelle directe : l'augmentation de la vascularisation associée à la réaction inflammatoire peut être mise en évidence par le Doppler.

Phase d'état : abcès

Un abcès est une poche liquidienne néoformée dans un tissu infecté, composée d'agents pathogènes et de leucocytes détruits. L'apparition d'un abcès est la confirmation de la nature infectieuse d'un processus pathologique.

Radiographies

Les radiographies sont limitées à la détection des abcès pulmonaires où ils apparaissent comme des opacités dans le parenchyme pulmonaire.

TDM

La TDM montre une formation généralement arrondie, de densité liquidienne. L'abcès est limité par une couronne inflammatoire. L'injection de produit de contraste rehausse cette couronne très vascularisée alors que le centre liquidien reste inchangé : prise de contraste (ou rehaussement) annulaire ou périphérique, caractéristique de l'abcès.

Échographie

L'abcès des parties molles est reconnu en échographie (s'il n'est pas trop profond) comme une formation arrondie hypoéchogène (noir).

IRM

L'abcès apparaît sous forme d'une lésion arrondie en hyposignal T1 et hypersignal T2 (figure 17.5). Comme en TDM, l'injection de produit de contraste permet de sensibiliser sa détection : sur une séquence T1 après injection, le centre liquidien reste en hyposignal, alors qu'il existe un rehaussement périphérique.



Figure 5: Abcès dans l'espace épidural suite à une spondylodiscite infectieuse en IRM. Coupe IRM axiale en séquence T1 avec injection de produit de contraste montrant une formation nodulaire avec un centre en hyposignal (cavité liquidienne) et une prise de contraste périphérique en anneau (flèches) typique d'un abcès ; un autre abcès est visible en paravertébral à gauche.

Phase séquellaire : modifications structurelles

Les modifications structurelles sont des altérations des organes liées à l'action destructrice des agents pathogènes, survenant après ou simultanément à l'œdème. Ces modifications sont plus ou moins irréversibles, selon les capacités de récupération des tissus. Les modifications des tissus mous sont ainsi le plus souvent transitoires et d'aggravation progressive (œdème simple puis formation d'un abcès). Elles peuvent néanmoins être définitives dans les tissus à faible capacité de récupération comme les tissus osseux ou cartilagineux. Ainsi ces modifications structurelles sont souvent des séquelles définitives.

Radiographies et TDM

Les modifications structurelles ont le même aspect en radiographie et en TDM, cette dernière est cependant plus performante.

Atteintes osseuses

Les modifications structurelles les plus fréquemment observées en radiographie sont les atteintes osseuses.

Les os infectés apparaissent initialement déminéralisés puis détruits sur une plage plus ou moins grande, on parle d'ostéolyse. Ces modifications sont non spécifiques de l'infection et peuvent se voir également dans les atteintes inflammatoires non infectieuses.

Des zones d'os mortifiés sont visibles sur le site infectieux sous la forme de fragments osseux très denses, on parle de « séquestres ».

Dans les infections articulaires, la destruction du cartilage se manifeste par un pincement de l'interligne articulaire. Les ostéolyses autour des interlignes articulaires s'appellent des érosions, qui sont des zones de résorption secondaire à une atteinte articulaire (par exemple une arthrite septique) (figure 17.6).


Figure 6: Érosions osseuses en TDM. TDM du poignet (coupe axiale) montrant des ostéolyses focales (flèches) chez un patient avec une arthrite septique.

Atteintes pulmonaires

Après une infection, il est fréquent que le poumon ne récupère pas un volume normal. Des adhérences se sont formées dans les lobes et empêchent l'ampliation complète. Des plages de poumon collabé forment ainsi des bandes cicatricielles (atélectasies cicatricielles). Des calcifications cicatricielles peuvent être présentes.

Atteinte des tissus mous

Les tissus mous, mieux vascularisés, ont une meilleure capacité de récupération que les os et les poumons. Les principales séquelles sont des atrophies parenchymateuses focales ou diffuses, ou des rétractions ou oblitérations de canaux (voies biliaires, tube digestif, etc.). Des calcifications cicatricielles peuvent également être présentes.

IRM

Les modifications structurelles visibles en IRM sont de deux types :

  • zones d'atrophie et/ou d'adhérence ;
  • fibrose (ou sclérose) tissulaire en hyposignal T1 et T2 car la zone séquellaire est déshydratée.

Médecine nucléaire

Parmi les MRP disponibles, certains sont généralistes et montrent la distribution de cellules impliquées dans la composante inflammatoire des processus infectieux : le gallium 67 (67Ga), historique, le 18F-FDG, les leucocytes autologues marqués au 99mTc ou au 111In et les anticorps antigranulocytaires marqués (99mTc-sulesomab ou 99mTc-besilesomab). Quand sa demi-vie le permet (marquage au 99mTc et au 111In en particulier), le recueil de la distribution tardive (24 heures) d'un traceur généraliste reflète plus spécifiquement un processus infectieux évolutif qu'une inflammation non septique : les leucocytes s'accumulent durablement dans un site infecté alors qu'ils ne sont recrutés que transitoirement à l'occasion d'un processus inflammatoire.

D'autres MRP ont une forte spécificité tissulaire et sont utilisés afin de caractériser les conséquences de l'infection sur un tissu : c'est le cas du 99mTc-HMDP, traceur osseux et du 99mTc-DMSA, traceur du cortex rénal.

MRP généralistes (18F-FDG, leucocytes marqués, 67Ga)

Communs avec l'exploration de l'inflammation, les MRP non spécifiques ont les caractéristiques suivantes :

  • le 18F-FDG traduit l'hypermétabolisme glucosé des cellules impliquées dans les phénomènes inflammatoires ou infectieux ;
  • les leucocytes marqués (soit in vitro, soit in vivo par des anticorps) se distribuent dans les sites de recrutement des cellules de la lignée blanche ;
  • le citrate de 67Ga s'accumule principalement dans les macrophages.

En cas de suspicion clinique ou biologique d'infection évolutive, ces MRP décèlent la mobilisation cellulaire en rapport (figure 17.7).



Figure 7: MRP généralistes. A et B. TEP TDM au 18 F-FDG. Enfant aux antécédents d'ostéomyélite bifocale avec suspicion de reprise évolutive infectieuse osseuse. Intense consommation de glucose en périphérie de la lacune osseuse au sein de la métaphyse tibiale supérieure gauche (entourée coupe frontale), signant l'évolutivité de l'ostéomyélite. En revanche, en controlatéral (B), dans le tiers inférieur de la diaphyse fibulaire droite, absence de reprise évolutive dans une lacune osseuse séquellaire (entourée, coupe frontale). C et D. Scintigraphie aux leucocytes marqués (oxinate d'111In) chez un autre patient : suspicion d'infection sur prothèse totale de genou gauche. Accumulation de leucocytes marqués en périphérie de la pièce tibiale de la prothèse (flèche, vue antérieure), témoin de l'infection sur matériel.

MRP à spécificité tissulaire
Ces MRP sont particulièrement utilisés dans la recherche d'infections en pédiatrie.

Traceur ostéotrope : 99mTc-HMDP

L'acquisition précoce (cinq minutes après injection) révèle l'hyperhémie des régions infectées, liée à l'inflammation inhérente.

L'acquisition tardive (trois à cinq heures après injection) révèle l'augmentation d'activité des ostéoblastes liée à la reconstruction osseuse qui accompagne la destruction induite par l'infection et caractérise par exemple une ostéomyélite (figure 17.8A) ou le descellement septique d'une prothèse ostéoarticulaire. Chez l'enfant, l'infection osseuse, d'origine hématogène, touche préférentiellement la métaphyse, très vascularisée.


Figure 8: MRP spécifiques.
A. Scintigraphie osseuse au 99mTc-HMDP. Ostéomyélite tibiale chez un enfant : hyperfixation relative sur la métaphyse tibiale supérieure gauche (entourée, vue antérieure). À noter : la fixation du traceur osseux est également accentuée physiologiquement dans l'ensemble des cartilages de conjugaison.
B. Scintigraphie rénale au 99mTc-DMSA. Séquelle fonctionnelle de pyélonéphrite : lacune corticale supéro-externe du rein gauche (flèche, vue postérieure).

Traceur du cortex rénal : 99mTc-DMSA

Trois à six heures après injection de 99mTc-DMSA, seul le cortex rénal fonctionnel fixe le traceur. Une lacune corticale de fixation suggère donc une infection aiguë ou une séquelle fonctionnelle de pyélonéphrite (figure 17.8B).

Print - copie Essentiel à retenir


  • L'imagerie est peu spécifique et il est parfois difficile de distinguer une infection d'une inflammation non infectieuse.
  • À la phase précoce, les signes indirects sont l'œdème et un épanchement, libre ou dans une cavité séreuse, identifié selon la localisation anatomique par IRM, radiographie, TDM ou échographie.
  • L'abcès est une manifestation plus spécifique de l'infection avec un centre liquidien et une couronne vascularisée, prenant le contraste aussi bien en IRM qu'en TDM.
  • À la phase tardive, des modifications séquellaires sont présentes avec altérations permanentes de la forme et de la structure du tissu atteint.
  • Quelle que soit la phase, la médecine nucléaire utilise des MRP permettant de montrer la présence de cellules impliquées dans l'infection (leucocytes) ou des MRP révélateurs du fonctionnement du tissu atteint.


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