布氏桿菌性脊柱炎的磁共振研究進(jìn)展

武小鵬，牛廣明，高陽(yáng)

布氏桿菌性脊柱炎的磁共振研究進(jìn)展

武小鵬，牛廣明*，高陽(yáng)

作者單位：
內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院核磁共振室，呼和浩特 010050

布氏桿菌病是一種全球性的人畜共患二次傳染病，其發(fā)病率逐年上升。它是由布氏桿菌引起的全身性感染，腰椎最常受累。磁共振成像的多維參數(shù)和良好的組織差異是評(píng)估和復(fù)查布氏桿菌性脊柱炎的第一選擇。本文將從布氏桿菌性脊柱炎的磁共振成像、鑒別診斷、體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散加權(quán)成像(intravoxel incoherent motion diffusion weighted imaging，IVIM-DWI)對(duì)該病的研究現(xiàn)狀作一綜述。

布氏桿菌??；磁共振成像；脊柱炎；擴(kuò)散加權(quán)成像

布氏桿菌病是一種全身性人畜共患的地區(qū)流行病，發(fā)生于世界各地，以地中海、阿拉伯地區(qū)[1]較為多見(jiàn)。在我國(guó)，該病主要集中于牧區(qū)，呈一定的區(qū)域聚集性。近些年由于城鄉(xiāng)居民乳制品的使用逐年增加，布氏桿菌病的發(fā)病率也有所上升。每年新發(fā)布氏桿菌性脊柱炎患者有50萬(wàn)～100萬(wàn)。據(jù)Behice等[2]的研究發(fā)現(xiàn)，該病好發(fā)于中青年，老年與嬰兒較為少見(jiàn)。布氏桿菌病因不同程度的牛羊接觸史，是農(nóng)民、牧民、獸醫(yī)等的常見(jiàn)病，且因其較長(zhǎng)的病程和易侵及脊柱而可能導(dǎo)致一系列嚴(yán)重后果，使該病越來(lái)越受到重視[3]。布氏桿菌隨血液播散主要感染富含單核巨噬細(xì)胞的肝臟、脾臟、淋巴結(jié)、骨髓等組織和器官[4]。

常見(jiàn)布氏桿菌病的臨床表現(xiàn)有午后低熱，體重減輕，夜間盜汗，食欲不振；全身多發(fā)游走性骨關(guān)節(jié)痛和肌痛，可引起肝脾腫大，內(nèi)臟膿腫；持續(xù)性后背疼痛和腰痛，且伴有相應(yīng)部位放射性神經(jīng)根疼痛和脊髓受壓等癥狀。而常見(jiàn)的血常規(guī)參考數(shù)據(jù)有白細(xì)胞數(shù)、血沉、C反應(yīng)球蛋白[2]。虎紅平板凝集試驗(yàn)、試管凝集試驗(yàn)是布氏桿菌病常見(jiàn)的血清學(xué)診斷方法，虎紅平板凝集試驗(yàn)在++以上，結(jié)合臨床癥狀和體征即可初步診斷為布氏桿菌病[5]。

布氏桿菌侵犯脊柱引起的布氏桿菌性脊柱炎，常累及各個(gè)椎體、椎間盤、椎旁軟組織、硬膜外腔等部位[3，6]。據(jù)報(bào)道，布氏桿菌性脊柱炎最常發(fā)生在腰椎(60%)，特別是腰椎L4/5水平，其次是胸椎(19%)、頸椎(12%)[7]。X線、電子計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography，CT)、磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)是診斷布氏桿菌性脊柱炎的3種常見(jiàn)影像方法，X線對(duì)脊柱的整體性顯示良好，可顯示整個(gè)脊柱的全貌，尤其在側(cè)位時(shí)，能夠直觀地觀察到椎體是否變扁、椎間隙有無(wú)狹窄、脊柱生理曲度是否存在。CT能很好地顯示骨質(zhì)破壞的椎體、形成的硬化骨及附近的鈣化灶。MRI對(duì)椎體、椎間盤破壞，椎旁膿腫的形成有較高分辨率，能早期發(fā)現(xiàn)病灶，進(jìn)而指導(dǎo)臨床進(jìn)行對(duì)癥治療[8]。本綜述將從布氏桿菌性脊柱炎的磁共振表現(xiàn)、鑒別診斷等方面加以闡述說(shuō)明，為以后的相關(guān)課題研究奠定一定的基礎(chǔ)。

1 磁共振進(jìn)展

按照影像學(xué)的表現(xiàn)，張培南等[9]將侵犯腰椎的布氏桿菌脊柱炎分為以下幾型：Ⅰ型(椎體炎型)、Ⅱ型(椎間盤型)、Ⅲ型(骨膜炎型)、Ⅳ型(椎旁軟組織腫塊及腰大肌膿腫型)、Ⅴ型(其他型)、Ⅵ型(混合型)。目前Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅳ型發(fā)病率較高，即侵犯椎體、間盤、椎旁軟組織的病例較為常見(jiàn)。MRI是診斷、評(píng)價(jià)、定期復(fù)查布氏桿菌性脊柱炎的首要選擇，尤其是有脊髓或神經(jīng)根受壓時(shí)。MRI能清楚地顯示椎旁、椎管內(nèi)膿腫[3]。

1.1 椎體炎型

富含血供的終板是最先累及的部分，骨質(zhì)破壞較輕微，或僅有骨髓水腫。椎體脂肪呈短T1長(zhǎng)T2信號(hào)，而含水量增加使病變椎體呈長(zhǎng)T1信號(hào)，故常規(guī)T2WI病灶顯示欠佳，短時(shí)間反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(short time inversion recovery，STIR)脂肪高信號(hào)變?yōu)榈托盘?hào)，從而使病灶在低信號(hào)椎體上呈明顯高信號(hào)，一般病變椎體多無(wú)明顯形態(tài)學(xué)改變，增強(qiáng)掃描病灶呈明顯均勻強(qiáng)化，而此時(shí)X線和CT常難以發(fā)現(xiàn)病灶。所以MRI能夠較早地對(duì)布氏桿菌性脊柱炎進(jìn)行診斷。在布氏桿菌性脊柱炎的進(jìn)展中，病理?yè)p害與免疫保護(hù)是同時(shí)存在的，即破壞修復(fù)同時(shí)進(jìn)行[10]。早期椎體破壞可不明顯，數(shù)周后可有骨質(zhì)破壞，病灶小而多發(fā)，呈結(jié)節(jié)樣改變，多局限于椎體前緣。骨質(zhì)缺損區(qū)因骨破壞與修復(fù)同時(shí)進(jìn)行，以致病變椎體信號(hào)不均勻[11-12]。骨質(zhì)破壞區(qū)呈不均勻長(zhǎng)T1、混雜T2信號(hào)，STIR呈不均勻高信號(hào)，增強(qiáng)掃描為明顯不均勻強(qiáng)化，部分低信號(hào)區(qū)內(nèi)出現(xiàn)更低信號(hào)區(qū)，病變常表現(xiàn)為炎性改變。椎體感染的后續(xù)進(jìn)展主要取決于生物體的毒性和宿主因子之間的相對(duì)平衡。當(dāng)累及整個(gè)椎體時(shí)，骨質(zhì)破壞周圍常伴有片狀骨髓水腫，并有椎體邊緣骨質(zhì)增生硬化，病變呈片狀或局灶性長(zhǎng)T1長(zhǎng)T2信號(hào)，椎體前緣新形成的長(zhǎng)T1短T2骨質(zhì)亦被稱為“鸚鵡嘴”骨贅，或形成骨橋，是布氏桿菌性脊柱炎的特征性表現(xiàn)之一。一般病變椎體無(wú)死骨形成，因骨質(zhì)增生修復(fù)速度往往大于骨質(zhì)破壞速度，導(dǎo)致整個(gè)椎體并無(wú)明顯形態(tài)改變或僅有輕度壓縮性改變，無(wú)脊柱后突畸形[13]。此特點(diǎn)有助于與脊柱結(jié)核進(jìn)行鑒別。

1.2 椎間盤型

間盤可呈炎性改變，正常髓核解剖結(jié)構(gòu)消失，缺乏核間裂，病變呈長(zhǎng)或等T1、稍長(zhǎng)T2信號(hào)，增強(qiáng)掃描病變邊緣呈環(huán)形不均勻中度強(qiáng)化，椎間隙多無(wú)明顯變窄或僅有輕度變窄，明顯變窄較為少見(jiàn)，可能與纖維組織增生有關(guān)，該特征可與嚴(yán)重間隙狹窄的脊柱結(jié)核進(jìn)行鑒別[14]。

1.3 椎旁軟組織腫塊及腰大肌膿腫型

布氏桿菌性脊柱炎椎旁軟組織均有不同程度腫脹，常與椎體骨質(zhì)破壞區(qū)相連續(xù)，軟組織形態(tài)不規(guī)則，邊界欠清且鄰近腰大肌受壓，腫塊常位于椎體前方、兩側(cè)及后方，表現(xiàn)為椎體前方、兩側(cè)及后方條片狀或條梭狀長(zhǎng)或等T1長(zhǎng)T2信號(hào)，腰大肌內(nèi)可有膿腫形成，病灶與周圍正常組織分界清楚，一般無(wú)膿腫流注征象。膿腫常呈均勻或不均勻長(zhǎng)T1、混雜T2信號(hào)，邊界模糊，增強(qiáng)掃描膿腫壁呈不規(guī)則明顯強(qiáng)化，中心未見(jiàn)強(qiáng)化，椎旁軟組織呈不均勻條帶狀強(qiáng)化[15]。硬膜外膿腫后突壓迫相應(yīng)硬膜囊，嚴(yán)重時(shí)致椎管狹窄，使相應(yīng)椎間孔內(nèi)脊髓神經(jīng)根受壓，產(chǎn)生相應(yīng)臨床癥狀。

1.4 伴隨征像

布氏桿菌性脊柱炎可伴有不同程度的椎小關(guān)節(jié)炎及韌帶炎。病變累及椎小關(guān)節(jié)時(shí)，常發(fā)生于相鄰椎體的上下關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)，表現(xiàn)為相應(yīng)關(guān)節(jié)面局部毛糙不規(guī)整，小關(guān)節(jié)間隙變窄或消失，呈長(zhǎng)T1以長(zhǎng)T2為主的混雜T2信號(hào)，STIR呈不均勻稍高信號(hào)，進(jìn)展期可發(fā)生增生性骨性強(qiáng)直，致活動(dòng)不便。累及韌帶時(shí)，常表現(xiàn)為條索狀等或長(zhǎng)T1、短T2信號(hào)[16]，前后縱韌帶內(nèi)呈點(diǎn)片狀稍長(zhǎng)T2信號(hào)。

2 鑒別診斷

布氏桿菌性脊柱炎、脊柱結(jié)核、化膿性骨髓炎等[17]常常在影像學(xué)上有相似之處，故三者較難進(jìn)行鑒別診斷。(1)與脊柱結(jié)核相鑒別：二者的相同特點(diǎn)是病變椎體均有程度不同的骨質(zhì)破壞，椎間隙狹窄，可伴有椎旁膿腫。但也有不同之處。脊柱結(jié)核病灶好發(fā)于胸腰段，以上腰段L1-L2為主，椎體以溶骨性破壞為主，病灶呈跳躍性分布，累及單個(gè)椎體較少見(jiàn)，一般會(huì)累及2～3個(gè)椎體。病變最先始于椎體前緣終板，呈邊界欠清的斑片狀長(zhǎng)T1、長(zhǎng)T2WI信號(hào)[18]。有終板破壞時(shí)，表現(xiàn)為終板長(zhǎng)T1信號(hào)帶破壞、中斷，呈更長(zhǎng)T1信號(hào)，更長(zhǎng)T2信號(hào)[19]。椎體破壞灶內(nèi)可有不規(guī)則點(diǎn)片狀長(zhǎng)T1短T2死骨形成，周圍骨質(zhì)疏松，增生反應(yīng)較少，椎體后部破壞常累及椎弓根，病變椎體失去正常形態(tài)易變形塌陷，向后形成成角畸形。椎旁軟組織范圍較為廣泛，病變累及時(shí)常超過(guò)破壞的椎體邊緣形成寒性膿腫，膿腫內(nèi)可有點(diǎn)片狀長(zhǎng)T1短T2鈣化灶。增強(qiáng)掃描膿腫壁呈環(huán)形強(qiáng)化，壁薄而光滑，椎旁可有邊界清楚的異常信號(hào)[20-22]；布氏桿菌性脊柱炎病灶分布多以下部腰椎為主，L4椎體發(fā)病率最高，椎體前緣可見(jiàn)多發(fā)不規(guī)則骨質(zhì)破壞，病灶周圍可有骨質(zhì)明顯增生、硬化形成，因骨質(zhì)修復(fù)大于骨質(zhì)破壞，椎體邊緣常呈鸚鵡嘴樣骨質(zhì)增生，一般無(wú)死骨形成及椎弓根破壞，椎體形態(tài)一般正?；騼H有輕度楔形改變，椎旁膿腫范圍較小，有時(shí)可見(jiàn)前、后縱韌帶鈣化，椎小關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)間隙變窄或融合消失等影像表現(xiàn)。楊新明等[22]認(rèn)為薄而光滑的膿腫壁、椎旁界限清楚的異常信號(hào)是MRI診斷脊柱結(jié)核最可靠的影像表現(xiàn)，Akman等[23]認(rèn)為MRI增強(qiáng)掃描時(shí)邊緣強(qiáng)化的椎旁膿腫信號(hào)就可初步考慮為脊柱結(jié)核。(2)與化膿性脊柱炎鑒別：化膿性脊柱炎腰椎發(fā)病率最高，其次為胸椎，最后為頸椎?；撔约怪字饕腥舅少|(zhì)骨等部位，細(xì)菌經(jīng)血運(yùn)擴(kuò)散至間盤周圍，使間盤邊界模糊，呈彌漫性長(zhǎng)T1長(zhǎng)T2信號(hào)，間盤形態(tài)異常，可伴有鄰近椎體、終板輪廓的消失[24]。而化膿性脊柱炎常常起病急驟，呈持續(xù)性高熱，伴有嚴(yán)重全身中毒癥狀，主要病變椎間盤及相鄰椎體呈廣泛融合的長(zhǎng)T1信號(hào)，椎間盤中央的長(zhǎng)T1信號(hào)裂隙影消失，增強(qiáng)掃描病變椎體及間盤呈明顯強(qiáng)化，強(qiáng)化持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。軟組織腫塊常以病灶為中心，腫塊彌漫且邊界不清，增強(qiáng)掃描呈斑片狀強(qiáng)化，很少伴有膿腫形成[25]。(3)與間盤疝、終板炎鑒別：病變累及椎體間盤、終板時(shí)，呈長(zhǎng)T1長(zhǎng)T2信號(hào)，STIR呈稍高信號(hào)，與正常椎體分界清楚，一般無(wú)骨質(zhì)破壞，向后突出的軟組織信號(hào)為椎體間盤，呈長(zhǎng)T1信號(hào)，與周圍組織分界清楚。因此，MRI被認(rèn)為是診斷布氏桿菌性脊柱炎的首選影像檢查方法。隨著近些年磁共振新技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步及普及的臨床運(yùn)用，也為脊柱病變的診斷提供了新的研究方向。

3 體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散加權(quán)成像(intravoxeI incoherent motion diffusion weighted imaging，IVIM-DWI)

隨著影像診斷技術(shù)的提高，X線、CT、MRI均能從不同層面顯示脊柱功能學(xué)的改變。動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振成像(dynamic contrast-enhanced MRI，DCE-MRI)已被廣泛運(yùn)用于全身各系統(tǒng)腫瘤性及炎性病變的診斷，IVIM-DWI與DCE-MRI最主要的區(qū)別是，IVIM-DWI 是唯一能在活體檢測(cè)組織內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的無(wú)創(chuàng)影像檢查技術(shù)，可以通過(guò)多個(gè)不同b值的病變圖像，測(cè)量病灶在不同b值時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度，通過(guò)分析病灶的時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線，來(lái)表征病變的微觀特征，從而為臨床判定病灶的良惡性提供更多詳實(shí)的信息。其次，IVIM-DWI通過(guò)定量參數(shù)反映病灶組織的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)及血流灌注情況，以具體表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)數(shù)值來(lái)評(píng)估病變微細(xì)結(jié)構(gòu)。IVIM-DWI的3個(gè)常用定量參數(shù)：灌注相關(guān)體積分?jǐn)?shù)f(%)，反映感興趣區(qū)內(nèi)局部微循環(huán)灌注效應(yīng)占總體擴(kuò)散效應(yīng)的容積比率；慢速ADC (D，mm2/s)，反映真實(shí)水分子彌散系數(shù)；快速ADC (D*，mm2/s)，反映血液在不規(guī)則毛細(xì)血管網(wǎng)內(nèi)的彌散系數(shù)。

4 小結(jié)與展望

因早期布氏桿菌性脊柱炎與脊柱結(jié)核、化膿性脊柱炎有異病同影的影像表現(xiàn)，故對(duì)于多數(shù)布氏桿菌性脊柱炎會(huì)有誤診，而磁共振多序列多參數(shù)掃描能夠較早地發(fā)現(xiàn)病變椎體的異常信號(hào)，病灶呈片狀局限性長(zhǎng)T1長(zhǎng)T2信號(hào)，SITR呈高信號(hào)，結(jié)合相應(yīng)的病史、化驗(yàn)結(jié)果從而達(dá)到對(duì)患者的明確診斷，進(jìn)而指導(dǎo)臨床進(jìn)行對(duì)癥治療。IVIM-DWI不僅可以用來(lái)評(píng)估組織中水分子的彌散情況，且可以在不使用對(duì)比劑的情況下提供組織的微循環(huán)灌注情況，在布氏桿菌性脊柱炎的早期診斷及鑒別診斷中發(fā)揮著積極作用。

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Research progress of magnetic resonance imaging in brucellosis spondylitis

WU Xiao-peng, NIU Guang-ming*, GAO Yang
Department of MRI, The Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University,Hohhot 010050, China
*Correspondence to: Niu GM, E-mail: cjr.niuguangming@vip.163.com

Brucellosis is a systemic zoonotic infection all over the world, The disease increased every year. It is a systemic infection while the spine is the most affected.Multiplanar capability and superior tissue contrast make magnetic resonance imaging the modality of first choice in evaluation and follow-up of brucellar spondylitis. MRI of brucella spondylitis, the differential diagnosis and IVIM-DWI will be reviewed in this article.

Brucellosis; Magnetic resonance imaging; Spondylitis; Diffusion weighted imaging

5 Dec 2016, Accepted 20 Jan 2017

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào)：81460259)

牛廣明，E-mail：cjr.niuguangming@vip.163.com

2016-12-05

接受日期：2017-01-20

R445.2；R744.3

A

10.12015/issn.1674-8034.2017.04.015

武小鵬, 牛廣明, 高陽(yáng). 布氏桿菌性脊柱炎的磁共振研究進(jìn)展. 磁共振成像,2017, 8(4): 317-320.

ACKNOWLEDGMENTS This work was part of National Nature Science Foundation of China (No. 81460259).