L. BERTELOOTt,

Service de radiologie pédiatrique, Hôpital Necker-Enfants Malades, Paris

Trois types de procédures diagnostiques (radiographie standard, scanner, IRM) peuvent être utilisés en imagerie thoracique. En pratique courante, dans le cadre d’un bilan d’asthme chez l’enfant, seuls la radiographie standard et le scanner sont utilisés.

Outils et indications

Quel que soit le type de pathologie, mais a fortiori chez l’enfant atteint d’une pathologie chronique, le choix des examens d’imagerie doit toujours être sous-tendu par un souci de radioprotection.

La radioprotection, régie par le code de santé publique repose sur trois principes fondamentaux :

– la justification de l’acte, garantie, notamment par le Guide du bon usage des examens d’imagerie médicale(1) et un échange préalable entre le demandeur et le réalisateur de l’acte ;
– l’optimisation de la dose irradiante reçue grâce, d’une part, à une préparation et un encadrement optimaux du patient et de ses parents et, d’autre part, à l’utilisation de protocoles d’examens optimisés afin d’obtenir un niveau de dose le plus faible possible(2), basés sur les recommandations de la Société française d’imagerie pédiatrique et prénatale (SFIPP) et les Guides de procédures radiologiques (Société française de radiologie) ;
– la substitution d’une technique irradiante par une technique non irradiante (échographie, imagerie par résonance magnétique), ce qui, en imagerie du parenchyme pulmonaire n’est pas encore possible en pratique courante.

La radiographie standard

Elle est indiquée lors d’un premier épisode et en cas de signes de gravité tels que l’apparition d’une dyspnée brutale.

Si la radiographie initiale est normale, elle ne doit pas être répétée en période intercritique.

Ses objectifs sont de rechercher une autre cause de dyspnée expiratoire et/ ou des signes de complication : infection, pneumothorax, pneumomédiastin. Selon la Haute Autorité de santé (HAS), elle permet d’éliminer des diagnostics différentiels importants tels que les malformations et l’inhalation de corps étranger. Elle sera réalisée au mieux en inspiration (au début d’un pleur) et en expiration (à la fin d’un pleur). La collaboration des enfants est nulle ou quasi nulle jusqu’à l’âge de 3 à 4 ans. Une préparation optimale et une contention efficace sont utilisées mais jamais de sédation pharmacologique. Le maintien de l’apnée n’est pas demandé avant l’âge de 6 ans. Le cliché est réalisé de face en décubitus. Les incidences complémentaires ne sont pas indiquées en première intention. Dans l’asthme, la radiographie standard est le plus souvent normale en période intercritique ou montre les éléments du syndrome bronchique, en particulier un épaississement des parois bronchiques, sous la forme d’opacités linéaires en rail ou en anneau prédominant dans les régions péri-hilaires (figure 1), associées à une distension thoracique (figure 2) dont les signes sont : un aplatissement des coupoles, une projection des côtes sur le parenchyme pulmonaire au-delà du 6e arc antérieur, une horizontalisation des côtes, une raréfaction vasculaire. Des troubles de la ventilation, tels qu’un aspect de piégeage aérique si le cliché est réalisé en expiration, ou d’atélectasie peuvent être visibles.

La tomodensitométrie thoracique avec injection intraveineuse de produit de contraste

Le scanner thoracique n’est indiqué que dans le cas d’un asthme mal contrôlé malgré un traitement de fond bien conduit par corticoïdes inhalés ou en cas de doute diagnostique devant des symptômes atypiques tels qu’un stridor ou la persistance de symptômes depuis la naissance(3). Il peut être réalisé en cas d’anomalies persistantes sur la radiographie standard. Il s’intègre dans un bilan complet, réalisé en milieu spécialisé. Son intérêt est double, il permet la recherche d’un diagnostic différentiel mais également l’évaluation non invasive de l’atteinte des voies aériennes. En l’absence de contre-indication, l’injection de produit de contraste doit être utilisée systématiquement au cours d’un premier scanner pour bilan d’asthme sévère mal équilibré afin d’étudier de façon adéquate les structures médiastinales, en particulier le coeur, les gros vaisseaux et les chaînes ganglionnaires.

L’injection d’emblée permet d’éviter la répétition des acquisitions en cas de doute diagnostique.

• Technique : l’évolution des produits de contraste iodés permet leur utilisation sans recours au jeûne. La consommation de boissons en abondance avant et après l’examen est recommandée, et la prise d’un repas léger à l’horaire normal est autorisée (SFR).

• Sédation : en scanner, la rapidité d’acquisition permet d’éviter la sédation dans la plupart des cas grâce notamment à une mise en confiance de l’enfant et de sa famille. Une contention sur planche peut être effectuée pour les nourrissons.

• Injection : elle est effectuée en périphérie, si possible en évitant le pli du coude. L’utilisation d’un injecteur automatique permet d’obtenir un débit et une pression contrôlés. Le débit est adapté au cathlon. Pour l’étude du thorax, dans cette indication, la dose de 1_ml de produit de contraste iodé par kg de poids est suffisante.

• Acquisition : la réalisation d’une apnée et de coupes en expiration ne peut être demandée avant l’âge de 6 ans et uniquement après entraînement. Une modulation de dose est toujours réalisée avec un kilo-voltage abaissé à 80 kV si le poids est inférieur à 45 kg et une modulation automatique des milliampères en fonction du constructeur. L’objectif est d’atteindre un niveau de dose irradiante le plus faible possible, tout en permettant la réalisation d’images informatives et diagnostiques. L’acquisition est hélicoïdale avec des coupes jointives de 0,6 à 1,2 mm d’épaisseur. Si des coupes en expiration sont réalisées, il s’agira d’une acquisition séquentielle, en coupes fines tous les 8 à 12 mm. On utilisera deux types de filtres de reconstruction et de fenêtre de lecture, pour l’étude du médiastin et du parenchyme pulmonaire. Des algorithmes de reconstruction sont systématiquement utilisés, l’examen est visualisé dans le plan axial et coronal et en coupes épaisses avec projection d’intensité maximum et minimum pour sensibiliser la détection respectivement des structures denses, telles que d’éventuels nodules ou structures vasculaires, et des structures hypodenses, telles que des zones de piégeage aérique ou des bronches dilatées. La réalisation de reconstructions en rendu de volume n’apporte pas d’information complémentaire mais peut être utile dans l’échange avec le clinicien et le chirurgien. Les reconstructions les plus souvent utilisées sont l’endoscopie virtuelle et les reconstructions volumiques des structures vasculaires. L’intérêt du scanner dans le bilan d’asthme sévère mal équilibré est double : la recherche d’un éventuel diagnostic différentiel et l’étude de l’atteinte des voies aériennes.

Diagnostic différentiel d’asthme

L’intérêt principal du scanner injecté dans le bilan d’asthme sévère non ou mal équilibré par un traitement corticoïde inhalé bien conduit est la recherche des arguments pour d’éventuelles pathologies responsables d’une symptomatologie de toux chronique. Parmi elles, certaines sont en effet responsables d’anomalies tomodensitométriques qui peuvent guider les examens complémentaires. Les anomalies plus fréquemment retrouvées sont des anomalies des arcs vasculaires (figure 3) et la broncho-pneumopathie obstructive post-infectieuse.

Schématiquement, on peut les diviser de la façon suivante, en fonction de la nature de l’obstruction (3) :

– causes d’obstruction proximale : inhalation d’un corps étranger (figure 4), sténose trachéale ou bronchique, trachéo-broncho-malacie, malformations broncho-pulmonaires, tumeurs bénignes, malignes ou adénopathies compressives, anomalie des arcs aortiques, artère pulmonaire gauche aberrante ;
– causes d’obstruction distale : mucoviscidose, dysplasie bronchopulmonaire, dyskinésie ciliaire primitive, séquelles de pneumopathie virale (figures 5 et 6) ;
– pathologie d’inhalation : fistule oesotrachéale, fausses routes à répétition, reflux gastro-oesophagien ;
– pathologie interstitielle chronique (nourrisson) ;
– poumon éosinophile ;
– cardiopathie congénitale avec shunt droit-gauche ;
– insuffisance cardiaque.

Évaluation du remodelage des voies aériennes

Comme en radiologie standard, le scanner permet de mettre en évidence les différents éléments du syndrome bronchique (tableau).

En ce qui concerne l’épaississement des parois bronchiques, l’évaluation demeure en pratique subjective (figure 7), compte tenu de l’absence de normes établies chez l’enfant. Un critère objectif d’épaississement pathologique a été proposé( 4) sous la forme d’un score de visualisation des structures bronchiques dans le tiers externe du poumon, celles-ci étant normalement non visibles à ce niveau. Ce score étant significativement plus élevé chez les patients asthmatiques que chez les sujets contrôles mais non corrélé aux épreuves respiratoires fonctionnelles (EFR). Chez l’adulte, plusieurs études scannographiques (5-9), la plupart utilisant des logiciels de segmentation et de mesure automatique, ont permis de montrer que l’épaississement des parois bronchiques évalué en scanner était significatif par rapport à des sujets contrôles, corrélé au remodelage des parois bronchiques décrit histologiquement ainsi qu’à la sévérité de l’asthme évaluée cliniquement (EFR) et à l’évolution sous traitement. Le scanner a été proposé comme moyen d’étude longitudinale de l’évolution de la maladie chez des patients atteints d’asthme et de broncho-pneumopathie chronique obstructive.

Cette proposition reste controversée et n’est pas appliquée en pratique clinique chez l’enfant. Dans la population pédiatrique, deux études en particulier (10,11) ont étudié la corrélation entre la mesure scannographique des parois bronchiques et les données histologiques (épaisseur de la membrane basale), ainsi qu’avec celles des EFR, leurs résultats sont contradictoires.

Outre l’épaississement des voies aériennes proximales, le scanner peut montrer les signes indirects du syndrome bronchique tels que des zones d’atélectasie ou de distension pulmonaire responsables d’une densité en mosaïque, mieux visible sur les acquisitions en expiration où elles correspondent à un piégeage aérique et reflètent l’épaississement des parois bronchiques distales et bronchiolaires, au-delà du seuil de résolution du scanner. En pratique, l’évaluation de la présence et de l’étendue des zones d’augmentation de la transparence ou de piégeage est effectuée de façon subjective, sensibilisée par les reconstructions en coupe épaisse et projection d’intensité minimale, mais elle est également automatisable et quantifiable grâce au développement récent de différents logiciels (9,12,13).

L’IRM thoracique

La place de l’IRM dans l’exploration de l’asthme reste à définir, mais les développements actuels sont prometteurs en imagerie de diffusion, de perfusion et dynamique. Des développements récents en IRM thoracique auront probablement, dans un avenir proche, des répercussions significatives dans le champ de l’imagerie de l’asthme sévère (14).

D’ores et déjà, des séquences d’angio- IRM, sans injection intraveineuse de gadolinium, permettent l’étude en trois dimensions des structures vasculaires thoraciques donc la recherche, en particulier d’anomalie de position des gros vaisseaux médiastinaux. Les séquences de perfusion ont été validées par rapport à la scintigraphie de perfusion.

Actuellement, elles ne permettent qu’une acquisition à un temps donné (pic de rehaussement) mais l’évolution tend vers l’évaluation du temps de remplissage capillaire (14).

Enfin, l’IRM de ventilation reste pour le moment du domaine de la recherche avec l’utilisation de gaz hyperpolarisés (HE3 et XE 129)(15-18) dont la lourdeur de réalisation n’est pour le moment pas applicable à la clinique, mais les développements de séquences de diffusion dynamiques, permettant notamment l’étude volumique des zones de piégeage expiratoire, sont fort prometteurs, montrant des résultats superposables à ceux du scanner dans l’étude des zones de piégeage expiratoire, mais également une sensibilité dans la détection de défects de ventilation, présents chez des patients atteints d’asthme avant l’altération des EFR(19,20).

• La radiographie standard en incidence antéro-postérieure est l’examen de choix en première intention dans l’asthme. Elle ne doit pas être répétée en période intercritique en cas de normalité.

• Le scanner avec injection intraveineuse de produit de contraste iodé présente un intérêt double dans les cas sélectionnés d’asthme sévère mal ou non équilibré sous traitement corticoïde inhalé bien conduit. Il fait partie intégrante d’un bilan complet réalisé en milieu spécialisé. Il permet la recherche d’arguments pour un diagnostic différentiel d’asthme dont les principaux sont les anomalies congénitales vasculaires ou broncho-pulmonaires et la bronchiolite oblitérante post-infectieuse. Il permet également une évaluation du remodelage des voies aériennes et de la sévérité de la maladie.

• Enfin, la place de l’IRM est encore à définir mais augmentera dans un avenir proche grâce à l’apparition de nouvelles séquences permettant, sans irradiation, l’obtention d’informations morphologiques et fonctionnelles.

Références

1. Société française de radiologie. Guide pratique à l’usage des médecins radiologues. SFR, Paris, 2009.
2. Brisse HJ, Aubert B. Niveaux d’exposition en tomodensitométrie multicoupes pédiatrique : résultats de l’enquête dosimétrique SFIPP/IRSN 2007-2008. J_Radiol 2009 ; 90 : 207-15.
3. de Blic J, Delacourt C. Pneumologie pédiatrique. Flammarion-Médecin Sciences 2009.
4. Marchac V et al. Thoracic CT in pediatric patients with difficult-to-treat asthma. AJR Am J Roentgenol 2002 ; 179 : 1 245-52.
5. Coxson HO, Rogers RM. Quantitative computed tomography of chronic obstructive pulmonary disease. Acad Radiol 2005 ; 12 : 1 457-63.
6. Brillet PY et al. Quantification of bronchial dimensions at MDCT using dedicated software. Eur Radiol 2007 ; 17 : 1 483-9.
7. Montaudon M et al. Assessment of airways with three-dimensional quantitative thin section CT: in vitro and in vivo validation. Radiology 2007 ; 242 : 563-72.
8. Lee YM et al. High-resolution CT findings in patients with near-fatal asthma: comparison of patients with mild-to-severe asthma and normal control subjects and changes in airway abnormalities following steroid treatment. Chest 2004 ; 126 : 1 840-8.
9. Gono H et al. Evaluation of airway wall thickness and air trapping by HRCT in asymptomatic asthma. Eur Respir J 2003 ; 22 : 965-71.
10. de Blic J et al. High-resolution computed tomography scan and airway remodeling in children with severe asthma. J Allergy Clin Immunol 2005 ; 116 : 750-4.
11. Saglani S et al. Can HRCT be used as a marker of airway remodelling in children with difficult asthma? Respir Res 2006 ; 7 : 46.
12. Jain N et al. Quantitative computed tomography detects peripheral airway disease in asthmatic children. Pediatr Pulmonol 2005 ; 40 : 211-8.
13. Busacker A et al. A multivariate analysis of risk factors for air-trapping asthmatic phenotype as measured by quantitative CT analysis. Chest 2009 ; 135 : 48-56.
14. Kauczor HU et al. Imaging of pulmonary pathologies: focus on magnetic resonance imaging. Proc Am Thorac Soc 2009 ; 6 : 458-63.
15. Van Beek EJ et al. Hyperpolarised 3He MRI versus HRCT in COPD and normal volunteers: PHIL trial. Eur Respir J 2009 ; 34 : 1 311-21.
16. Holmes JH et al. Three-dimensional imaging of ventilation dynamics in asthmatics using multiecho projection acquisition with constrained reconstruction. Magn Reson Med 2009 ; 62 : 1 543-56.
17. De Lange EE et al. The variability of regional airflow obstruction within the lungs of patients with asthma: assessment with hyperpolarized helium-3 magnetic resonance imaging. J Allergy Clin Immunol 2007 ; 119 : 1 072-8.
18. Altes TA et al. Hyperpolarized 3He MR lung ventilation imaging in asthmatics: preliminary findings. J Magn Reson Imaging 2001 ; 13 : 378-84.
19. Kauczor HU, Plathow C. Imaging tumour motion for radiotherapy planning using MRI. Cancer Imaging 2006 ; 6 : S140-4.
20. Tokuda J et al. Lung motion and volume measurement by dynamic 3D MRI using a 128-channel receiver coil. Acad Radiol 2009 ; 16 : 22-7.

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