La neuroradiologia delle infezioni si avvale della tomografia computerizzata e dell'imaging a risonanza magnetica. Mentre la TC è utilizzata soprattutto in emergenza grazie al suo basso costo e la sua rapidità di esecuzione, le indagini RM sono quelli più impiegate sia nella diagnosi di queste patologie sia nel monitoraggio del decorso clinico e della risposta alle terapie mediche e chirurgiche. Con tutte le metodiche l'utilizzo del mezzo di contrasto (in RM di solito si impiegano di 0,1-0,2 mmol di Gd/Kg e sequenze T1 pesate molto sensibili a questi composti) è fondamentale per verificare l'integrita della barriera emato-encefalica, che è spesso coinvolta. La RM permette inoltre rispetto alla TC di ottenere anche informazioni metaboliche e funzionali.

Meningoencefaliti e meningiti

Sono le patologie infettive più frequenti a carico del sistema nervoso centrale. Queste patologie possono essere causate da batteri, virus, miceti, protozoi o elminti e possono essere acute, subacute o croniche. Nelle meningoencefaliti virali è spesso difficile osservare un coinvolgimento separato di meningi ed encefalo. La complicanza più frequente di queste patologie negli adulti è l'idrocefalo, inoltre è possibile osservare ischemia ed infarto cerebrale per vasocostizione e trombosi indotte dal processo infettivo. È anche possibile l'evoluzione ad ascesso cerebrale e la formazione di raccolte extracerebrali sterili o purulente (le raccolte purulente sono spesso causate da trombosi venose settiche). La diagnosi di meningite è di norma clinica, ma l'imaging radiologico può comunque orientare.

Alla TC senza mdc si osserva di solito modesta dilatazione del sistema ventricolare e rigonfiamento cerebrale. Dopo somministrazione di mezzo di contrasto si osserva intensa impregazione a carico delle cisterne della base, delle scissure di Silvio e delle circonvoluzioni della corteccia. Se è coinvolta anche la dura madre anche tale struttura appare iperdensa dopo mdc. Le raccolte extradurali sono isodense con il liquor e se non infette si impregnano di mdc (in caso di infezione appaiono invece iperdense le pareti che le delimitano). Se si sospetta dalla clinica una complicanza di una meningite/meningoencefalite è opportuno eseguire un'indagine RM per una migliore definizione diagnostica.

La RM è l'indagine da eseguire sempre prima di effettuare una rachicentesi diagnostica, in modo da escludere pericolose situazioni di ipertensione endocranica prima della procedura. Oltre a questo fornisce molte più informazioni della TC su natura, estensione ed eziologia del processo infettivo (ad esempio può identificare aree contigue da cui si è propagata l'infezione come l'apparato uditivo e respiratorio o i denti), evidenziando anche l'assenza di eventuali lesioni occupanti spazio di natura neoplastica. L'accumulo di materiale proteico nel liquor in RM si manifesta con isointensità di questo con la corteccia nelle sequenze T1 pesate, mentre invece le sequenze T2, FLAIR e DP mostrano nella stessa sede iperintensità di segnale (in particolare le sequenze FLAIR, che sopprimono il segnale dell'acqua, sono molto sensibili). Dopo somministrazione di mezzo di contrasto è possibile osservare lo stesso pattern già descritto per la TC utilizzando sequenze T1 pesate o FLAIR (che sono più sensibili a parità di dose di mdc somministrata per soppressione del segnale di origine vasale)

L'impregnazione meningea del mdc può interessare le pachimeningi, le leptomeningi o entrambi i distretti. Il pattern di interessamento leptomeningeo segue i bordi dell'encefalo, ha aspetto sottile e lineare nelle forme batteriche e virali, mentre appare irregolare o simil-nodulare nelle forme micotiche. l'interessamento neoplastico delle meningi (carcinosi meningea) può mimare all'imaging una meningite infettiva e presentarsi simile a una meningite micotica.

Alcuni microorganismi possono mostrare pattern tipici di impregnazione meningea. L'impregnazione della cisterna sovrasellare, delle scissure silviane e del vertice con estensione attorno al seno sagittale superiore è tipica della meningite da pneumococco, mentre un coinvolgimento delle cisterne basali, delle scissure di Silvio e della fossa cranica posteriore è tipica della meningite tubercolare e da criptococco. La meningite da haemophilus influenzae di solito colpisce le regioni frontali e parietali bilateralmente, mentre le forme virali colpiscono le meningi diffusamente, in particolare quelle attorno al sistema limbico per il virus della varicella, mentre i flavivirus prediligono le meningi attorno a nuclei della base e bulbo.

Il pattern pachimeningeo è invece aspecifico e segue invece il tavolato interno del cranio e la falce cerebrale. Intensa fissazione pachimeningea associata a ptosi delle tonsille cerebrali, igromi ed ematomi subdurali e congestione venosa è tipica della cefalea posturale associata ad ipotensione liquorale, mentre un interessamento focale pachimeningeo deve far sospettare un'eziologia neoplastica da metastasi, linfoma o anche da granuloma o da meningite en-plague

Nella valutazione dell'idrocefalo l'uso del mezzo di contrasto consente di evidenziare la presenza di un'eventuale ependimite, che si manifesta come potenziamento delle pareti dopo somministrazione di mdc. La presenza di trombosi è evidenziabile tramite le sequenze pesate in diffusione (aumento della diffusività media e diminuzione del segnale nelle mappe ADC del coefficiente di diffusione apparente). Gli infarti corticali inoltre mostrano impregnazione giriforme dopo somministrazione di mdc, mentre i vasi sono studiabili mediante Angio-RM.

Nella cerebrite le aree infette si mostrano iperintense nelle sequenze T2 pesate e mostrano impregazione irregolare del mezzo di contrasto, la cerebrite si differenzia radiologicamente dall'infarto solo col passare del tempo perché successivamente se non guarisce evolve in ascesso.

Le raccolte extradurali sterili sono isointense col liquor in tutte le sequenze, quelle infette si presentamo invece ipeintense nelle sequenze T1 pesate e FLAIR, oltre che mostrare le pareti iperintense dopo somministrazione di mezzo di contrasto in modo simile a quanto già descritto per la TC.

Encefaliti virali Le sedi colpite dall'infezione rilevabili mediante RM sono indicative del patogeno causale. Si differenziano in forme acute ed in forme subacute/croniche.

Encefaliti acute Sono più frequentemente causate dagli herpesvirus o, meno frequentemente, da arbovirus trasmessi tramite punture di zanzara.

L'encefalite erpetica è causata da herpesvirus, è la forma più comune di encefalite ed è caratterizzata da un'elevata mortalità (negli adulti è di solito implicato l'HSV-1, mentre nei neonati più spesso si riscontra l'HSV-2, spesso acquisito verticalmente dalla madre). La trasmissione al SNC avviene per via nervosa (il virus raggiunge il cervello viaggiando per via retrograda negli assoni dei nervi periferici). Tipicamente l'infezione coinvolge soprattutto il sistema limbico (tramite il nervo olfattorio o le branche meningee del trigemino) ed il ponte di Varolio (tramite la porzione intracisternale del trigemino). La TC è di solito negativa nelle fasi precoci, mentre successivamente si evidenzia rigonfiamento delle insule e perdita del contrasto fra sostanza grigia e sostanza bianca, con aumento della densità locale dopo somministrazione di mezzo di contrasto. La RM è particolarmente utile nel processo diagnostico perché una diagnosi tempestiva è fondamentale per impostare una terapia efficace a base di farmaci antivirali. Nei pazienti non immunodepressi in RM di solito si evidenzia ingrossamento dei giri paraippocampale, dell'insula e del cingolo in modo asimmetrico, meno frequentemente dei giri frontali al vertice e della corteccia occipitale posteriore (il risparmio dei nuclei della base è un dato fondamentale nella diagnosi differenziale). Il coinvolgimento delle sole corteccie temporali temporo-mesiali entra in diagnosi differenziale con numerose altre forme cliniche. Nelle fasi iniziali di malattia (anche poche ore dall'esordio dei sintomi) la RM mostra le aree coinvolte iperintense nelle sequenze T2 pesate ed ipointense in quelle T1 pesate, con perdita del contrasto grigia-bianca e stesso comportamento dopo somministrazione del mdc descritto per la TC nelle fasi tardive (che preannuncia evoluzione necrotica delle aree colpite), con contestuale comparsa di petecchie emorragiche evidenti come aree iperintense nelle sequenze T2* pesate; è anche possibile osservare iperintensità giriforme nelle sequenze T1 pesate mimante una necrosi ischemica. Nei pazienti immunodepressi invece è possibile osservare un coinvolgimento più diffuso e meno specifico. Come sequele dell'infezione è possibile rinvenire atrofia e distruzione tissutale. Le sequenze pesate in diffusione precocemente mostrano aumento della diffusività media e segnale ridotto nelle mappe ADC, con inversione di questo pattern più tardivamente; tali reperti possono precedere quelli già descritti. Gli studi di perfusione possono evidenziare elevati valori di flusso a carico delle aree colpite, mentre la spettroscopia RM mostra riduzione del picco dell' N-acetil-aspartato, incremento della colina e a volte presenza del picco dei lattati.

L'encefalite da arbovirus è rara ma ha un'elevata mortalità e spesso lascia gravi sequele nei pazienti che sopravvivono. La RM è di solito negativa, talvolta è possibile osservare edema diffuso, aree iperintense nelle sequenze T2 pesate a livello dei nuclei della base e della sostanza bianca sottocorticale che mimano un'encefalite acuta disseminata e focalità iperintense nelle sequenze T2* pesate in sede talamica dovute a microemorragie.

Encefaliti subacute/croniche

Lencefalite da virus varicella-zoster (VZV) è rara nei pazienti immunocompetenti, mentre può essere diagnosticata nei pazienti immunodepressi affetti da HIV. È un'encefalite a bassa mortalità che raramente lascia sequele. Di solito si manifesta come mielite trasversa, meningite o meningoencefalite in caso di infezione primaria, mentre l'herpse zoster a carico del SNC di solito si manifesta come encefalite, mielite, neurite o herpes oftalmico. La mieningoencefalite da varicella di solito non si può evidenziare mediante la RM, mentre nell'encefalite da zoster la stessa metodica evidenzia lesioni corticali ed aree di demielinizzazione simili a quelle della sclerosi multipla, che si potenziano dopo somministrazione di mezzo di contrasto. L'herpes oftalmico è evidente nelle sequenze T1 pesate dopo mezzo di contrasto come caratteristico potenziamento del tessuto adiposo retrorbitario ed impregnazione patologica della branca infraorbitaria del trigemino. Nei pazienti immunodepressi l'interessamento encefalico appare diffuso alla sostanza grigia e bianca in toto.

Anche l'encefalite da citomegalovirus (CMV) è tipica dei pazienti affetti da HIV. La malattia si può evidenziare in due forme cliniche: nodulare diffusa e subependimale. La forma nodulare-diffusa alla RM si evidenzia come multiple aree iso-ipointense nelle sequenze T1 pesate ed iperintense in quelle T2 pesate localizzate a livello della sostanza grigia (nuclei della base, cervelletto e corteccia) e bianca (in sede peritrigonale e dei centri semiovali). La forma subependimale si evidenzia come aree di analogo segnale in sede periventricolare. In alcuni casi tali aree mostrano potenziamento dopo mdc. L'encefalite da CMV può essere distinta da quella da HIV perché l'interessanto subependimale è adiacente ai ventricoli senza separazione fra la parete ventricolare e l'alterazione del segnale RM.