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Journée de Formation Continue -26 / 11/ 2008 Hotel Dieu LYON
Infections Ostéo Articulaires :Imagerie Nucléaire
Isabelle MorelecCH LYON SUD
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- Imagerie fonctionnelle : évolution des traceurs et du matérielExplorations radioisotopiques en 2008
La médecine nucléaire
Scintigraphie osseuse GalliumGBM
γβ+
TEP : 18F-NaF 18F-FDG
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PETouSPECT
CT
FUSION
PET- CTouSPECT-CT
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Traceurs ayant l’AMM en France
• Gallium-67 1971
• Polynucléaires marqués par l’oxinate d’Indium111
1976• Polynucléaires ou leucocytes marqués par l’HMPAO-Tc
99m 1986• Ac « spécifiques » des polynucléaires : Leukoscan
1998
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Scintigraphie osseuse• Examen de première intention car négative, élimine une
ostéite• Très sensible (73-100 %), mais peu spécifique (40-60 %)• 3 temps• Hyperhémie suivie d’une hyperfixation
– Diffuse au t précoce, modérée au t tardif : Cellulite– Fixation articulaire 3 t: Arthrite septique– Focalisée, intense, dès le temps artériel : Ostéite – Algodystrophie– Fracture– Ostéonécrose– Ossification péri prothétique…
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cellulite
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Ostéoarthrite septique de hanche G à fusobacterium necrophorum (angine en mai)
14/06/07
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Ostéomyélite enfant
Scintigraphie osseuse en 3 temps +++ sur os « sain »
Scintigraphie osseuse seule peut suffire dans certaines indications
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Ostéomyélite
FA
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• Sacro iliiteinfectieuse
• Bonne indication de la scintigraphie osseuse
• Hyperfixation aux trois temps de l’examen Unilatérale
• Hypofixation si abcès
• Spondylodiscite• Scintigraphie
osseuse souvent demandée (accès facile, CE,
• diag différentiel)
Intérêt dans certaines localisations
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Scintigraphie osseuse
• Avantages:– Disponible– Facile à réaliser– Très sensible: permet d’éliminer une complication– Imagerie corps entier
• Inconvénients:– Peu spécifique– Fixation HMDP à la surface de la matrice osseuse
minérale ft du débit sg et du taux de renouvellement osseux / toute augmentation de ce taux - hyperfixation
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Septicémie à staphylocoque doré avec méningite. Douleurs lombaires sévères, localisations infectieuses hépatiques et pulmonaires -suspicion de spondylodiscite - recherche d'autres localisations osseuses
Spect ct
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Adjonction d’autre traceur
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Traceurs de l’infection
• But améliorer la spécificité
• Radiopharmaceutique idéal …
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Traceurs non spécifiques
•Citrate de 67 Ga
• I globulines humaines non spécifiques
•PEG liposomes
↑ flux sanguin
↑perméabilité vasculaire
extravasation
Traceurs spécifiques
•Cible: GB - Marquage direct- Marquage indirect* Ac-ag* Liaison à des récepteurs :
Peptides chimiotactiquesCytokines : IL, PF4
•Cible: médiateur
•Cible: micro-organisme-Ciprofloxacine = infecton-Peptides antimicrobiens
↑ de la consommation de glucose: 18 FDG
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Gallium (Ga 67)
• Différents mécanismes de fixation • Manque de spécificité vis à vis de l’infection (remodelage)• Inconvénient : délai de 48 heures
• Association Os + Ga > Os seul ou Ga seuldisparité dans l’intensité de fixation ou la distribution: augmente la spécificité
• Exactitude: 70 à 80% / pas adapté
• Intérêt ++ . Spondylodiscites infectieuses. Rech de foyers inf. sans s. de localisation
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HMDP GALLIUM
DISTRIBUTION SIMILAIRE
équivoque
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HMDP GALLIUM
SEPSIS
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Leucocytes marquésIn111 (1976) ; HMPAO-99mTc (1986)
• Comportement naturel des leucocytes à migrer et à se localiser au niveau des sites infectieux ou inflammatoires
• Prélèvement de sang total – Séparation par sédimentation – Marquage : in vitro
• Leucocytes totaux (granulocytes • et cellules mononucléées)• Granulocytes purs
(Stérilité - conservation fonctionnalité)• Réinjection
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Suspicion de surinfection de kyste rénaux dégénératifsDialysé pour néphropathie héréditaire
Infection de PTH droite
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• Leur utilisation est rapportée depuis 1986
• Plusieurs ac, réagissant avec des ag exprimés à la surface des granulocytes ont été développés
> Ac anti NCA, CD15, CD66
Leucocytes marquésAnticorps monoclonaux anti-granulocytes (MAB)
marqués au 99mTc
In vivo
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LEUKOSCAN (IMMUNOMEDICS) Sulesomab
AMM en France depuis 1998 AMM en France depuis 1998 : fragment : fragment FabFab’’ dd’’acac murin murin dirigdirigéé contre lcontre l’’éépitopepitope NCANCA--90 de la membrane des PN90 de la membrane des PNMarqué 99mTcEmploi simple (kit)AMM pour les infections osseuses périphériques•L’ac marqué se lie spécifiquement aux granulocytes in vivo, sans que leur fonctionnalité soit altérée
• Peu immunisant
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• Imagerie : entre 1h et 4h, 24h
• Avantage: marquage simple et rapide
• Inconvénients: fixation + diffuse, + étendue
1-hr LeukoScan 5-hr LeukoScan 4-hr 99mTc-HMPAO
Pseudarthrose septique tibia droit
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Comparaison Leukoscan / GB HMPAO
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18F-FDG• Captation du 18 F FDG
par tous les leucocytes activés
• Processus inflammatoires A et C– PNN– Macrophages et
lymphocytes• N’utilisent le glucose
qu’une fois activés
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Physiopathologie
• Mécanismes de fixation non spécifiquehyper vascularisation et activité métabolique intense
– de le la consommation de glucose par les PNN activés et les macrophages
– Activation de la glycolyse– Surexpression de GLUT 1 et GLUT 3 après stimulation
par les cytokines
Mais aussi– Captation par les fibroblastes en division et les
cellules endothéliales activées– Captation probable par les microorganismes…
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Avantages de la TEP 18F-FDG
– fixation physiologique basse dans beaucoup d’organes – Images 3D, corps entier, haute résolution– Dès 1 heure post IV– Dosimétrie favorable– Modifications fonctionnelles avant les modifications
morphologiques– Peu gênée au niveau des tissus cicatriciels– Gain d’interprétation avec les TEP-TDM
– Mais cout, non disponible partout, spécificité ?
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Dosimétrie comparée
2,820018 FDG-WBC690099mTc-Leukoscan
5.550099mTc-BW250/183320099mTc- HMPAO-WBC920111In-WBC1575111In-HIG337099mTc-HIG
2722067Ga
EDEmSv/dose
Dose injectée MBq
TRACEUR
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• Infections ostéoarticulaires• Post-traumatiques• Sur matériel prothétique• Pied diabétique• Spondylodiscite
Applications cliniques
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Infections postopératoires OMC post traumatique
• Diagnostic difficile : infection osseuse, des tissus mous, défaut de consolidation car structures osseuses modifiées par l’infection et le remodelage osseux
• Traitement: chirurgical : repose excision complète des tissus osseux et des tissus mous dévitalisés
• IRM :– sensibilité élevée pour préciser l’atteinte de la moelle osseuse> sites d’œdème tissulaire, d’augmentation de la perfusion régionale
– manque de spécificité : FP zones cicatricielles post op et d’œdème au sein des défects osseux et des tissus mous
• TDM en complément de l’IRM : fistules, séquestres osseux, état de minéralisation, étendue des lésions
• Artéfacts liés à la présence de matériel métallique
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OMC post traumatique
• Leucocytes marqués + colloïdesméthode de choix
Sens : 100% et Spé : 91 – 94%• Mais sensibilité plus faible en cas
– d’infection chronique, de bas grade, et– inopérante pour le squelette axial
• TEPSens: > à 100% et Spé: 88-93%
– y compris sur implants et prothèses– bons résultats sur le squelette axial ++
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Scintigraphie osseuse
Leucocytes marqués HMPAO-Tc
Cicatrice chéloïde
de la hanche DF fémur opérée 7
xPetite fistule cutanée
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Pseudarthrose septique
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Intérêt des colloïdes en post op > Algodystrophie11/2003
Surveillance d’un sepsis précoce après plastie ligamentaire du genou g (staph doré) 3 mois post op
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Ostéite tibia gauche
GBM
OS 3 t
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Septicémie à Staphylocoque Aureus ATCD ostéosynthèse fémorale gauche en 2006
Arthrite genou droit. Recherche de foyer septique osseux ou articulaire
FP
Scintigraphie osseuse
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Infection des partes molles cuisse gauchearthrite de l’épaule gauche
GBM
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Suivi sous traitement
Leucocytes marqués HMPAO-Tc
Fracture complexe du tibia droit
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OMC
• TEP 18F FDG
• Exactitude du 18F FDG bonne – comparable aux leucocytes marqués squelette périph– supérieure ++ pour le squelette axial
• 18F FDG capté par les macrophages activés qui prédominent à la phase chronique de l’inflammation
• Distinction infection osseuse / infection des parties molles (TEP-TDM)
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OMC
Tep FDG
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64 ans
Fistulisation suspicion de périostite jambe G
Ostéosclérose + défect cortical antérieur OMC
48 ansdouleur et tuméfaction du moignon G
Corticale post irrégulièreOMC
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Distinction Infection osseuse et des parties molles
78 ans, douleur et écoulement du moignon droitFixation au niveau des partie molles de la face post du moignon
Atrophie musculaire
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Stumpe . 18F FDG-PET imaging in musculoskeletal infection.
Q J NuclMed Mol Imaging 2006; 50: 131-42.
43 ans, 13 mois après F du tibiaConsolidation pas d’OMC
28 ans,douleur du tibia DAbcès de Brodie
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• Infections ostéoarticulaires• Post-traumatiques• Sur matériel prothétique• Pied diabétique• Spondylodiscite
Applications cliniques
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Infections sur prothèses• Descellement : complication fréquente • Diagnostic d’infection indispensable avant toute reprise
chirurgicale pour descellement• Fréquence : 1% PTH 2% PTGaprès réimplantation 3% 5%• Douleur > étiologies diverses• Leucocytes marqués + colloides:
Sens : 86 à 100% Spé: 89 à 94%
• FDG : très sensible mais spécificité 50 à 95%Spé > Sens (PTH) alors que Sens > Spé ( PTG)
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Infections sur prothèses (TEP)
Résultats discordants du fait :
- divers critères retenus pour la validation de l’infection
- composition de la population étudiée (prévalence variable)
- absence de critères uniformes (scintigraphiques) pour poser le diagnostic d’infection péri prothétique
degré de fixation non fiable car important recouvrement des valeurs de SUV entre descellement aseptique et septique
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• HANCHES:Fixation périprothétique au niveau de la tête et du col
fémoral pratiquement constante. Persiste pendant des années.
Pathologique si intra-osseuse ou intra-médullaire aux extrémités de la prothèse, trajets fistuleux
• GENOUX: plus délicatFixation non spécifique pouvant persister pendant pls
années - FP induits par la correction d’atténuation
toujours regarder les images non corrigées- plus sensible à l’effet de volume partiel du fait de la taille des implants
• Délai post op minimum de 6 mois minimum (inflammation)
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Descellement
infection
( J Bone J oint Surg 2005; 87:465-470)FDG HMDP
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AC 1H GB COLLOIDES
INFECTION PTG D
FDG GB COLLOIDES
INFECTION PTG G
DESCELLEMENT ASEPTIQUE PTG G
( RadioGraphics 2001; 21:1229-1238)
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Descellement? / infection ?• Scintigraphie osseuse
Hyperfixation diffuse ou localisée périprothétique au temps osseux tardif
• Infectionhyperfixation aux temps angioscintigraphique et
tissulaire dans > 80% des cas.
• Forte sensibilité, mais faible spécificitéscintigraphie aux leucocytes marqués à l’ HMPAO-
99mTc
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Descellement aseptique
• Bilan avant remplacement d’une PTH mise en place il y a 9 ans.
• Radiographies :– Images d’ostéolyse à
l’interface os-prothèse.
• Scintigraphie osseuse :– Pas d’anomalie du cotyle.– Pas d’anomalie au niveau du
granulome.– Point chaud en queue de
prothèse (corticale latérale) traduisant la réaction à la mobilitéanormale de l’implant.
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Infection PTH g
recrutement
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fistule
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Abcès du psoas
GBM
OS 3 t
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Facteurs influençant la fixation PTG
• Hyperfixation post-opératoire plus intense et plus prolongée que pour les PTH > à 2 ans
• Compartiment tibial > compartiment fémoral
• Suspicion d’infectionscintigraphie aux leucocytes marqués au 99mTc-
HMPAO - colloïdes
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Descellement septique
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PTG D en 200701/ 2008: douleurs, tuméfaction, VS, CRP élevées
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… Abcès poplité et jambier confirmé à la dépose de la prothèse
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• La scintigraphie osseuse reste un examen de débrouillage devant une PROTHESE douloureuse qui ne fait pas ses preuvesPermet d’éliminer rapidement certaines complications
• Si arrière pensée de sepsis:Colloïdes+ GB-HMPAO
• Nécessité d’avoir une bonne connaissance de l’histoire clinique, du type de prothèse, des dates d’intervention..Pattern variable suivant le type de prothèse
• Disposer de l’imagerie conventionnelle
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Prothèse d’épaule PR
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SPA. Surinfection de cheville droite sur prothèse implantée en 2001 staph aureus : persistance d’un handicap fonctionnel.
Phénomène inflammatoire ? Douleurs neuropathiques? Chir
FP
GBM
PE
1h 20h
OS 3 t
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méta analyse 1984- 2004
Infections os périphérique
prothèses
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méta analyse 1984- 2004
Infections os périphérique
prothèses
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• Infections ostéoarticulaires• Post-traumatiques• Sur matériel prothétique• Pied diabétique• Spondylodiscite
Applications cliniques
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Pied diabétique• Diagnostic précoce d’ostéomyélite sur MPP +++• Diagnostic clinique n’est pas fiable• L’IRM ne permet pas toujours de distinguer les lésions
d’ostéoarthropathie des lésions d’ostéomyélite• l’œdème médullaire et la prise de contraste ne sont pas
spécifiques de l’OM et sont observés en cas de fracture de fatigue, de nécrose et de neuropathie
• Gold standard reste la biopsie osseuse (invasif, non dénuéde risque)
• Os + Leucocytes marqués : méthode de choix en MN conventionnelle (exactitude de 80%)
• Permet un diagnostic précoce et un suivi sous traitement
• TEP : Résultats très prometteurs
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Pied diabétique• Pas d’influence de l’hyperglycémie sur la sensibilité de
détection• Interêt ++ du couple TEP/ TDM
• Basu (63 patients): forte VPN pour le diagnostic d’OM en cas d’ostéoarthropathie avec MPP
Sens:100%, exact: 94% (77% et 75% pour l’IRM)Fixation diffuse , d’intensité modérée en cas de pied de CharcotFixation focale et intense en cas dOM surajoutée
• Hopfner (18 patients / 48 sites):intérêt de la TEP dans le bilan préopératoire des pieds de Charcot> IRM notamment en présence de matériel
• Keidar (14 patients / 18 sites)1 FP sur ostéoarthropathie, distinction os /T mous ++
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Ostéomyélite IV méta
Fracture de fatigue II méta
Manque de spécificité !
Scintigraphie osseuse 4 temps
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Ostéomyélite IV méta
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Ostéomyélite du II orteil
Rx normales HMPAO - WBC Amélioration de la qualité d’image
Déminéralisation
Apposition périostée qd 30 – 50 % destruction ie 2 semaines
Lyse osseuse
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M… Joseph, 78 ans. Ostéolyse complète de P2 et partielle de P3 du 2ème orteil D survenue dans les suites d’une plaie, actuellement cicatriséeOstéolyse secondaire à une arthroneuropathie ou à une infection ?
Os : Hyperactivitéaux 3 temps de P2 du 2ème orteil D, aux temps tardifs de P3 et P1
PNM: RASélimine l’origine infectieuse
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B… Pierre, 72 ans. ATCD de multiples MPP. Pied de Charcot G. MPP du pied G avec évacuation purulente d ’une collection plantaireSyndrome inflammatoire clinique et biologique
PNM : ostéoarthriteavec ostéite de la MTP1 pied G
IRM : infiltration de la face plantaire et du 1er
espace , englobant la MTP1
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Recherche de foyers infectieux au niveau du sternum et au niveaudu pied droit Patient DID : escarre du dos du pied en voie de cicatrisation. Radiographies : périostite avec apposition périostéeévocatrice d'ostéïte. Atcd quadruple pontage coronarien en mars 2008 avec réintervention en juin 2008 (fermeture sternale avec mise en place de redons rétro-sternaux : entérobacter cloacae. Redons otés) + avivement du 4è orteil D et des multiples plaies du pied droit
OS 3 t
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GBM1 heure 20 heures
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Pied de Charcot infecté
osteoblasts osteoclasts
Os nouveaumoelle
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M. S… Henri, 63 ans. Diabète 1. Tableau indolore du médiopied D, 3 mois après lésion infectieuse du 3ème orteil. Notion de traumatisme. Sd inflam bioAspects clinique et Rx évocateurs d ’ostéite avec fracture-tassement du cuboïde
PNM : RASIRM : volumineuse ostéoarthrite du médio-pied D
Suivi : importantes lésions destructrices d ’ostéoneuroarthropathie.
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Bilan d'un pied diabétique compliqué d'unpied de Charcot chez un patient porteurde plusieurs maux perforants plantaires.
Antécédent d'ostéite à ce niveau. Actuellement, important syndrome inflammatoire
non étiqueté d'apparition récente.
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• Infections ostéoarticulaires• Post-traumatiques• Sur matériel prothétique• Pied diabétique• Spondylodiscite
Applications cliniques
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Infections du squelette axial
• IRM examen de choix pour le diagnostic de spondylodiscite
• Diagnostic parfois délicat (lésions dégénératives)
• Scintigraphie osseuse :sens: 90%, spé 78% …
• Scintigraphie osseuse + Ga reste le meilleur examen en MN conventionnelleMAIS : temps ++, plusieurs acquisitions sur 48 h
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• Intéret du SPECT-CT– Meilleure qualité d’image en raison de la correction
d’atténuation– Localisation anatomique précise
• Pas d’indication des leucocytes marqués +++– Hypofixation le plus souvent
• TEP donne de très bons résultats mais coût +++ – Meilleure résolution spatiale– Pas de délai de réponse
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Discite L5-S1
SPECT
PLANAIRES
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Infecton 4 h HMPAO-Tc leucocytes
18-FDG
Spondylodiscite L2-L3
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Infections du squelette axial TEPSepticémie à streptocoque A
foyers infectieux multiples osseux et des tissus mous Spondylodiscite L3 - L4
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Infections du squelette axial
Indications • infections chroniques et
de bas gradecar garde sensibilitéélevée
• cas douteux en IRM• en cas de chirurgie
préalablePas perturbée par les implants métalliques
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rachis post traumatique
F de D3-D4 ablation 3 mois plus tôt d’une partie du matériel STAPH
OSTEOMYELITE
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Et …
Otite maligne externe
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Conclusion
• Non pas un mais des radio pharmaceutiques
• Aucun n’est parfait• Un seul traceur: bien connaître ses
indications, sa bio distribution, ses limites (FP, FN)
• L’idéal: choisir le traceur en fonction de l’indication clinique
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Conclusion
• AMM pour le 18F-FDG• Nécessité d’études prospectives• Développement de nouveaux traceurs
– Leucocytes marqués 18 FDG• Pb de stabilité du marquage (CE à 3 h !)
– 68Ga-DOTAVAP –P1• VAP-1 : Protéine d’adhésion vasculaire exprimée
à la surface cellulaire lors des phénomènes inflammatoires
• Détection de l’infection à un stade précoce
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Rx
Scinti os 3 temps
< o> o
Os sain Os pathologique Cas particuliers
diagnostic Ga ou PNM
> 0 < 0
DIAGNOSTIC
Colloïdes / IRM
DIAGNOSTIC
DIAGNOSTIC
Osteomyelite vertebrale
Arthrite septique
Ga
Ga
IRM
IRM
prothèses
Pied diabétique
Colloïdes + PNM
Avant pied
Arriere pied
PNM
Colloïdes + PNM
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Bibliographie• Radionuclide Imaging of Infection*
Charito Love, MD; and Christopher J. Palestro, MD. J Nucl Med Technol 2004; 32:47–57
• The diabetic footM B Tomas, M Patel, S E Marwin, C J Palestro.British Journal of Radiology, 73 (2000), 443-450
• The implications of 18F-FDG PET for the diagnosis of endoprosthetic loosening and infection in hip and knee arthroplasty:
Results from a prospective, blinded studyK-St Delank*, M Schmidt, JW-P Michael, M Dietlein, H Schicha and P Eysel.
BMC Musculoskeletal Disorders 2006, 7:20 • Imaging Infection with 18F-FDG–Labeled Leukocyte PET/CT: Initial
Experience in 21 PatientsNicolas Dumarey; Dominique Egrise; Didier Blocklet; Bernard
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Journée de Formation Continue -26 / 11/ 2008 Hotel Dieu LYON
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