Ma plaie est-elle infectée ?

La cicatrisation des plaies est obtenue grâce à l’interaction de trois éléments clés : un ensemble de cellules précurseurs qui peuvent proliférer et se différencier en fibroblastes et kératinocytes ; la néoangiogenèse pour rétablir le flux sanguin vers la blessure et fournir des nutriments et des cellules à la plaie ; et un système immunitaire compétent capable de générer une réponse inflammatoire contrôlée. Lorsque ces composants échouent, la cicatrisation de la plaie s’arrête et il en résulte une plaie chronique qui ne guérit pas. Les plaies chroniques se caractérisent par l’arrêt de la progression des phases de cicatrisation, notamment dans la phase inflammatoire.

Les infections sont un déclencheur fréquent du développement de plaies chroniques et compliquent la cicatrisation des plaies déjà arrêtées en phase inflammatoire. Étant donné que la peau et les plaies sont des environnements non stériles , il est largement admis que les infections des plaies se produisent sur un spectre allant de la contamination , de la colonisation , de l’infection locale et de la propagation de l’infection à l’infection systémique. Par conséquent, un défi courant pour les cliniciens est de faire la différence entre les plaies contaminées et colonisées et les plaies présentant des infections locales subtiles afin de fournir un traitement rapide avant que l’infection ne devienne un problème plus important. Malheureusement, étant donné que l’inspection clinique à elle seule a démontré une précision inférieure à 60 % dans l’identification des plaies infectées, il existe un besoin urgent d’identifier des compléments de diagnostic susceptibles d’aider à obtenir de meilleurs résultats.

Traditionnellement, une évaluation microbiologique de la plaie et des zones périlésionnelles est utilisée pour exclure la présence d’infections. Cependant, les cultures, les techniques moléculaires et autres résultats de diagnostic conventionnels prennent du temps et sont parfois inaccessibles et coûteux. La thermographie infrarouge (IRT) s’est révélée prometteuse en tant qu’outil pour aider à diagnostiquer l’inflammation et l’infection des plaies et des troubles cutanés, car les signaux thermiques de l’IRT ont montré un degré élevé de corrélation avec les changements inflammatoires de la peau et les processus d’infections profondes.

Cependant, même si les changements thermiques indiquent une inflammation comme indicateur d’infection, ces changements ne peuvent pas être utilisés pour diagnostiquer la présence d’un processus infectieux. Une autre technologie au point d’intervention qui a montré un grand potentiel pour identifier des processus infectieux subtils est l’utilisation de la lumière violette pour déclencher la fluorescence bactérienne (BF) dans les plaies. Lorsque la charge microbienne <10 4 -10 5 bactéries est présente dans les plaies, BF peut être utilisé pour identifier leur présence sous la forme d’un signal rouge pour les organismes producteurs de porphyrine ou d’un signal cyan pour les bactéries qui produisent des pigments de pyoverdine, avec une précision d’environ 70%. Cependant, il convient de noter que le BF ne peut identifier que les bactéries présentes à la surface des plaies, car cette technologie d’imagerie ne pénètre que <1,5 mm dans les tissus, donc toute contamination bactérienne plus profonde ou infection due à d’autres agents, tels que des champignons. Par conséquent, malgré les résultats prometteurs démontrés par ces technologies dans l’évaluation de la présence d’infections de plaies, leur utilisation seule présente des inconvénients importants et l’utilisation combinée de l’IRT et du BF n’a pas été explorée.

Le Swift Ray 1 (Swift Medical, Toronto, ON) est un nouvel appareil d’imagerie hyperspectrale (HSI) au point d’intervention qui permet l’acquisition d’images de qualité médicale via un smartphone. HSI acquiert un ensemble de données d’images multidimensionnelles (une dimension par modalité d’imagerie), appelé hypercube , qui fournit des informations diagnostiques sur la physiologie, la morphologie et la composition des tissus. L’appareil Ray 1 est équipé de capteurs infrarouges à ondes proches et longues, de sources de lumière violette et de LED dans la plage visible, permettant l’acquisition simultanée d’images de lumière visible, IRT et BF sous la forme d’un hypercube. Il s’intègre également à l’ application Swift Skin and Wound (Swift Medical, Toronto, ON), permettant une mesure précise de la zone de la plaie, une quantification de la température et une quantification de la zone de fluorescence. Sous l’hypothèse que, grâce à l’analyse des données HSI acquises avec le dispositif Ray 1, les plaies peuvent être classées comme sans réponse inflammatoire associée, avec réponse inflammatoire ou infectées , l’ objectif de cette étude était d’analyser une série d’images HSI de patients pour déterminer s’il existe des différences dans les images entre les plaies infectées et non infectées.

Arrière-plan

Les signes et symptômes cliniques (CSS) de l’infection font partie intégrante du soin des plaies, cependant, ils peuvent avoir une faible spécificité et une faible sensibilité , qui peuvent varier davantage en raison des connaissances, de l’expérience et de la formation du médecin. La photographie des plaies est de plus en plus adoptée pour soutenir le soin des plaies. La thermographie est étudiée dans la littérature médicale depuis des décennies pour évaluer les signes de perfusion et d’inflammation. La fluorescence bactérienne est récemment apparue comme un outil précieux pour détecter une charge bactérienne élevée dans les plaies. La combinaison de ces modalités offre un outil potentiel de détection objective de l’infection des plaies.

Méthodes :

Une étude prospective multicentrique portant sur 66 patients ambulatoires recevant des soins de plaies a utilisé l’imagerie hyperspectrale pour collecter des images de lumière visible, de thermographie et de fluorescence bactérienne. Les plaies ont été évaluées et examinées à l’aide de la liste de contrôle de l’International Wound Infection Institute (IWII) pour le CSS de l’infection. Une analyse en composantes principales a été réalisée sur les images pour identifier les plaies présentées comme infectées, enflammées ou non infectées.

Résultats:

Le modèle a pu prédire avec précision les trois classes de plaies ( infectées, inflammatoires et non infectées ) avec une précision de 74 %. Ils ont obtenu de meilleurs résultats dans les plaies infectées (sensibilité de 100 % et spécificité de 91 %) par rapport aux plaies non inflammatoires (sensibilité de 94 %, spécificité de 70 %) et inflammatoires (sensibilité de 85 %, spécificité de 77 %).

Figure Le dispositif d’imagerie hyperspectrale Ray 1. Le dispositif d’imagerie Ray 1 est une caméra hyperspectrale de poche conçue pour s’adapter à l’objectif de l’appareil photo d’un smartphone et se connecter sans fil à l’application Skin and Wound de Swift Medical. Une fois connectée, la caméra permet l’acquisition simultanée : d’images en lumière visible qui peuvent être utilisées pour l’inspection clinique, la mesure de la surface de la plaie et l’identification automatisée des types de tissus présents dans la plaie ; images thermiques infrarouges pour l’évaluation des schémas vasculaires et inflammatoires ; et des images de fluorescence bactérienne pour l’évaluation de la charge biologique bactérienne dans les plaies, comme dans la vignette présentée en bas de la figure .

Discussion:

La combinaison de plusieurs modalités d’imagerie permet l’application de modèles pour améliorer l’évaluation des plaies. La détection des infections à l’aide des signes et symptômes cliniques (CSS) est vulnérable à l’interprétation subjective et à la variabilité en fonction de la formation et des compétences des cliniciens.

Permettre aux cliniciens d’utiliser l’imagerie hyperspectrale sur le lieu d’intervention pourrait permettre une détection et une intervention plus précoces des infections, évitant ainsi les retards dans la cicatrisation des plaies et minimisant les événements indésirables.

commentaires

Il est très difficile pour les médecins d’identifier une plaie qui s’infecte. Les signes et symptômes cliniques sont imprécis et les méthodes d’identification des bactéries peuvent prendre du temps et être inaccessibles. Le diagnostic peut donc être subjectif et dépendre de l’expérience du médecin. Mais l’infection peut arrêter la guérison ou se propager à l’organisme si elle n’est pas traitée rapidement, mettant gravement en danger la santé du patient. Une équipe internationale de scientifiques et de médecins pense avoir la solution : un appareil fonctionnant à partir d’une application pour smartphone ou tablette, permettant une imagerie avancée d’une plaie pour identifier une infection.

"Le soin des plaies est l’une des menaces les plus coûteuses et négligées pour les patients et notre système de santé dans son ensemble", a déclaré Robert Fraser de l’Université Western et Swift Medical Inc., auteur correspondant de l’étude publiée dans Frontiers in Medicine . "Les médecins ont besoin de meilleurs outils et de meilleures données pour mieux soigner leurs patients qui souffrent inutilement."

Faire la lumière sur les blessures

Les scientifiques ont développé un appareil appelé Swift Ray qui peut se connecter à un smartphone et au logiciel Swift Skin and Wound . Cela peut prendre des photographies de qualité médicale, des images de thermographie infrarouge (qui mesurent la chaleur corporelle) et des images de fluorescence bactérienne (qui révèlent des bactéries grâce à la lumière violette).

Aucune de ces images ne suffirait à elle seule à identifier une infection. L’inspection clinique est peu précise, tout comme la thermographie qui mesure les changements de chaleur provoqués par l’inflammation et l’infection. La fluorescence bactérienne ne peut observer que la surface d’une plaie, qui est naturellement contaminée par des bactéries. Des méthodes supplémentaires sont donc nécessaires pour différencier une contamination d’une plaie infectée.

"La recherche a montré que l’imagerie bactérienne aide les médecins à éliminer les tissus non viables, mais ne peut pas identifier l’infection à elle seule", a expliqué le Dr José Ramírez-García Luna du Centre de santé de l’Université McGill, premier auteur de l’étude. . "La thermographie fournit des informations sur les changements inflammatoires et circulatoires qui se produisent sous la peau."

Les scientifiques ont cherché à combiner ces modalités pour créer une méthode ne nécessitant pas plusieurs appareils coûteux, surmontant les faiblesses de chaque méthode d’imagerie et pouvant fournir une mesure objective de la cicatrisation des plaies.

Pour tester leur appareil, ils ont recruté 66 patients blessés. Leurs blessures ne présentaient aucun signe de propagation de l’infection, ne contenaient aucun corps étranger et n’avaient pas été traitées auparavant avec des antibiotiques ou des facteurs de croissance. Les plaies des patients ont été découvertes, nettoyées et séchées avant l’imagerie, puis soignées comme d’habitude.

Une image de santé

Les images ont été examinées par un enquêteur qui n’était pas présent lors du processus de soin des plaies. Quatre modèles ont été identifiés.

Les plaies qui n’étaient pas plus chaudes qu’une peau saine et qui n’avaient pas de fluorescence bactérienne étaient considérées comme « non enflammées », tandis que les plaies qui étaient légèrement plus chaudes qu’une peau saine et qui n’avaient pas ou peu de fluorescence bactérienne étaient considérées comme « enflammées ». " . Ces deux derniers types (plaies sensiblement plus chaudes, avec ou sans fluorescence bactérienne) ont été désignés comme " infectés ", car tous les médecins qui avaient examiné ces plaies les avaient considérées comme infectées.

Sur les 66 blessures, 20 étaient considérées comme non inflammatoires, 26 inflammatoires et 20 infectées.

Les chercheurs ont effectué une analyse en composantes principales et utilisé un algorithme pour voir si un modèle d’apprentissage automatique pouvait identifier avec précision ces différentes catégories de blessures. Ils ont constaté que le modèle pouvait très bien identifier les trois, avec une précision globale de 74 %. En différenciant les plaies infectées et non infectées , le modèle a correctement identifié 100 % des plaies infectées et 91 % des plaies non infectées.

Un nouvel outil dans la mallette

Les chercheurs ont noté que les images doivent toujours être considérées dans leur contexte médical . Par exemple, une plaie suffisamment froide pour être classée comme non enflammée pourrait avoir un apport sanguin limité, compromettant ainsi la guérison.

Mais comme Swift Ray combiné aux logiciels Swift Skin and Wound permet aux cliniciens de combiner plusieurs modalités d’identification des infections, il augmente les outils disponibles sans nécessiter l’utilisation de plusieurs appareils coûteux. À l’avenir, cela pourrait permettre d’assurer un diagnostic rapide et précis pour chaque patient blessé et de permettre des évaluations par télémédecine plus efficaces.

"Il s’agissait d’une étude pilote et des études de suivi sont prévues", a prévenu Fraser. « À l’avenir, les populations de patients présentant davantage de types de plaies devront être validées entre les populations. »