影像學診斷布魯氏菌性脊柱炎專家共識

中華醫學會放射學分會傳染病學組,中國研究型醫院學會感染與炎癥放射學專業委員會,中國艾滋病性病防治協會艾滋病放射學專業委員會,中國科技產業化促進會數字健康專業委員會,北京影像診療技術創新聯盟,郭 輝,劉文亞,李宏軍

(1.新疆醫科大學第四附屬醫院影像中心,新疆 烏魯木齊 830099;2.新疆醫科大學第一附屬醫院影像中心,新疆 烏魯木齊 830054;3.首都醫科大學附屬北京佑安醫院影像中心,北京 100069)

布魯氏菌性脊柱炎(Brucella spondylitis, BS)指布魯氏菌侵襲脊柱所致感染性脊柱炎,發病率2%～53%[1-2],常見于腰骶部;病程長,合并癥多,致殘率高且易復發。隨著乳制品消耗量增大和布魯氏菌耐藥性増加,近年我國(尤其西北地區)及全世界均有小范圍BS發病率增長趨勢[3-4]。影像學新技術為臨床診斷BS提供了新方法,但尚缺乏統一標準。為規范化影像學診斷BS,來自全國多家醫院的相關專家根據國內外最新研究結果,結合自身經驗及臨床現狀,采用循證醫學方法學制定本共識,對影像學診斷BS的依據、診斷原則及鑒別診斷加以規范,適用于不同級別醫院,旨在為影像學診斷BS提供依據。

1 流行病學特點

目前BS主要分布于畜牧業地區,以西北、東北等為主;病原體多為羊布魯氏菌,患者多為30歲以上男性[5];腰椎最常受累,其次為胸椎、頸椎,多呈連續性分布。

2 發病機制及病理變化

布魯氏菌經皮膚黏膜或消化道侵入人體后先至附近淋巴結,突破淋巴防御功能后進入血液循環并不斷釋放內毒素,侵犯椎體終板,之后累及鄰近骨質、椎間盤及周圍組織,繼而形成脊柱炎性病變;其主要病理特征為滲出、增生及肉芽腫的病理損害與免疫保護共存,即破壞、修復交替出現[6]。

3 診斷依據

3.1 流行病學史 患者有明確的與牛、羊等家畜或其皮毛接觸史,流行地區居住、工作及旅游史,或與生產、使用和研究布魯氏菌疫苗等存在密切關聯。

3.2 臨床表現 早期多無臨床癥狀,或出現發熱、盜汗、乏力、貧血、消瘦、食欲減退、慢性疲勞綜合征等全身癥狀;隨疾病進展,可逐漸出現疼痛,以持續性腰背部疼痛較常見。

3.3 影像學表現 BS早期,數字X線攝影(digital radiography, DR)或CT所見可無明顯異常,MRI可見水腫改變;隨疾病進展,影像學可見包括骨質異常、骨膜改變、椎體炎癥、椎間隙改變、椎旁膿腫及椎間盤炎等基本改變,以及 “花邊征”“鸚鵡嘴”及無膿腫流注等特殊表現。

3.4 實驗室檢查 血清凝集試驗(serum agglutination test, SAT)滴度>1∶160、虎紅平板凝集試驗(rose-bengal plate agglutination test, RBPT)及補體結合試驗(complement fixation test, CFT)陽性有助于確診[7]。

4 影像學檢查方法

根據2011年英國牛津大學循證醫學中心證據分級和推薦標準確定證據級別及推薦強度。

4.1 DR(證據級別:Ⅲ;推薦強度:強) DR經濟便捷、應用廣泛,空間分辨率良好,既可作為篩選BS的首選方法,亦可用于術后隨訪,其診斷脊柱骨髓炎的特異度和準確率分別為57%和73%[8],易漏診和誤診早期BS。

4.2 MRI(證據級別:Ⅳ;推薦強度:強) MRI具有多方位、多參數、多序列掃描等優點,可清晰顯示BS早期椎體骨質充血水腫、椎旁軟組織水腫及受累椎體異常信號,較好地檢出椎旁膿腫、肉芽腫、椎間盤破壞及骨膜改變等;增強MRI可作為常規序列的補充。MRI既可作為診斷BS的最佳影像學方法,亦可作為治療后隨訪的首選影像學手段,其診斷BS的敏感度、特異度和準確率分別為96%、92%和94%[9]。

4.3 CT(證據級別:Ⅲ;推薦強度:強) 螺旋CT重建技術具有強大后處理功能,可較敏感地檢出BS所致椎體及附件骨質破壞、椎間隙變窄、椎間盤破壞及椎旁膿腫等,且能顯示病變內鈣化及韌帶鈣化,可作為BS常規檢查方法,其診斷BS的敏感度和特異度分別為67%和94%[10]。

綜合考慮檢測費用、輻射損傷及診斷準確率,推薦聯合應用DR與MRI診斷BS。

5 影像學表現與分期

5.1 影像學表現

5.1.1 DR

(1)骨質改變:分為局限型和彌漫型。局限型骨質破壞呈蟲蝕狀,表現為邊界不清晰或清晰的多發斑點狀或類圓形低密度影,范圍不超過正常椎體前后徑及上下徑的1/2(圖1);彌漫型骨質破壞表現為片狀或大片狀骨質缺損,范圍超過正常椎體前后徑及上下徑的1/2。

圖1 患者男,45歲,L5～S1 BS DR側位片示L5～S1椎體局部蟲蝕狀骨質破壞,邊界不清晰 圖2 患者男,49歲,L4～L5 BS DR側位片示L4-5椎間隙重度狹窄 圖3 患者男,36歲,L3～L4 BS DR側位片示腰4椎體邊緣骨膜增生形成“唇樣”骨贅

(2)椎間隙改變:包括椎間隙正常、輕度狹窄(>正常椎間隙1/2)、重度狹窄[≤正常椎間隙的1/2(圖2)]及椎間隙消失。

(3)椎旁膿腫:椎體骨質破壞區周圍椎旁見邊界不清的軟組織影。

(4)骨膜改變:椎體邊緣骨膜增生肥厚骨化,呈“唇樣”(圖3)或“鳥嘴樣”,新生骨贅較大時可呈“菜花狀”,相鄰椎體骨贅相連而形成“骨橋”。

(5)韌帶改變:棘間韌帶、后縱韌帶、前縱韌帶可見鈣化。

5.1.2 CT

(1)骨質改變:椎體骨質破壞呈蟲蝕狀,表現為椎體邊緣多發、直徑小于5 mm的類圓形低密度影;少數見于椎體中心;常可見增生硬化帶,即“鸚鵡嘴”(圖4)或“花邊椎”,為BS典型影像學表現[11-12]。

圖4 患者男,50歲,T7～T8 BS 矢狀位CT示T7～T8椎體前緣骨質增生呈“鳥嘴樣”,其上下緣骨質增生、硬化 圖5 患者男,42歲,L4～L5 BS 軸位CT示L5椎體下緣類圓形低密度骨破壞,椎體邊緣增生、硬化呈“花邊椎”改變

(2)椎間盤改變:椎間盤破壞表現為椎間盤內低密度或等密度影,伴相應椎間隙狹窄。

(3)椎旁膿腫:骨質破壞區周圍椎旁見邊界清楚或不清楚的不規則軟組織影,無遠處流注。

(4)骨膜改變:椎體緣骨質骨膜增生、肥厚、骨化而形成“唇樣”骨贅,與骨質蟲蝕樣破壞交替形成特征性“花邊椎”征象(圖5)。

(5)韌帶改變:可見棘間韌帶、后縱韌帶及前縱韌帶鈣化。

5.1.3 MRI

(1)椎體炎:可見椎體彌漫性充血水腫,多見于1～2個椎體緣,骨質破壞常較輕微。病變椎體呈明顯T1WI低信號(圖6A),在常規T2WI顯示病變欠佳(圖6B),而于短時反轉恢復序列(short-tau inversion recovery, STIR)圖中呈高信號(圖6C);增強掃描呈均勻強化(圖6D)。

圖6 患者女,44歲,L4～L5 BS A.T1WI; B.T2WI; C.STIR MRI; D.增強MRI 圖7 患者男,31歲,L3～L4 BS A.矢狀位CT示L3～L4椎體中心呈溶骨性骨質破壞; B.STRI MRI示 L3～L4椎體骨質破壞,呈不均勻高信號,伴椎間隙狹窄

(2)骨質改變:相鄰椎體邊緣局限型骨質破壞,可見小而多發的蟲蝕樣或結節樣,邊緣清晰、銳利,椎體中央骨質亦可被侵犯,T1WI呈低信號,炎性肉芽腫和膿腫表現為更低信號;T2WI信號混雜,STIR信號不均勻增高,增強后均勻強化。椎體邊緣骨質增生形成的骨贅于各序列中均呈低信號 “鳥嘴狀”并可形成骨橋,為BS特征性表現之一[13-16]。

(3)椎旁膿腫:早期可見椎旁及腰大肌內異常信號,表現為不均勻低或稍低T1WI信號、高或稍高T2WI信號,邊界清楚,無遠處流注,一般不超過病變椎體上下緣;增強后膿腫壁呈環狀或條狀異常強化。

(4)椎間盤炎:椎體終板一般無破壞,椎間隙輕度變窄(<正常1/2); 椎間盤呈T1WI低信號、T2WI高信號。

(5)韌帶鈣化:前縱韌帶和后縱韌帶鈣化灶自下而上延伸,常見于L4、5椎體水平。

5.2 影像學分期

5.2.1 早期 以炎性水腫及充血改變為主,骨質破壞較輕微,椎體形態無明顯異常;此時DR和CT常難以檢出,而MRI具有明顯優勢。

5.2.2 進展期 骨質破壞與修復并存,前者程度大于后者(圖7),呈“蟲蝕狀”或“刀鋸樣”,可伴炎性肉芽腫和膿腫形成,椎體中央骨質亦可出現骨質破壞;隨病程進展,病灶邊緣發生硬化,骨質缺損區多較表淺,且其邊緣可見新生骨,椎體無明顯壓縮,可見輕度骨質增生、硬化及骨贅形成,呈“鳥嘴樣”改變。此期DR、CT和MRI均可用于診斷,首選DR,CT和MRI可作為補充。

5.2.3 修復期 此期骨質破壞與修復并存,且后者程度大于前者(圖8)。椎體邊緣呈“花邊征”或“鳥嘴征”,或見椎體中央骨質破壞,伴邊緣增生、硬化;相鄰椎體緣可伴明顯骨贅或骨橋形成。此期DR、CT和MRI均可用于診斷,首選DR,CT可作為必要補充。

圖8 患者男,51歲,L3～L4 BS A.矢狀位CT圖示L3～L4椎體骨質破壞伴骨質硬化,相鄰椎間隙狹窄; B.T2WI示骨質破壞呈低信號; C.T1WI示骨質破壞呈低信號

6 診斷標準

①疑似BS,有明確病原體接觸史;②影像學所見符合上述基本病變(骨質改變、骨膜改變、椎體炎癥、椎間隙改變、椎旁膿腫、椎間盤炎)中的任意一項和特殊征象(“花邊征”“鸚鵡嘴”、膿腫無流注)的任意一項;③布魯氏菌血清SAT滴度>1∶160,RBPT陽性,聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction, PCR)陽性;④細菌培養(膿液、血液、骨髓)陽性;⑤病理學診斷BS。符合前2項及③、④、⑤中的任意項即可診斷為BS[17]。

7 診斷流程

首先對來自布魯氏菌病流行區、臨床疑似BS患者詢問病史并進行體格檢查,對腰背部疼痛不適等且體檢疑診BS者先行DR檢查,若DR結果為陰性,則行CT檢查,根據CT所見進行初步判斷,最后行MR檢查確定為BS、非BS患者或健康人。確診后定期以DR及MR進行隨訪和評估。

8 鑒別診斷

8.1 結核性脊柱炎 患者常有肺結核病史,以午后低熱、盜汗、乏力等為主要癥狀;一般累及2個及以上相鄰椎體,病變常見胸腰段,呈跳躍性分布。影像學可見骨質破壞與骨質疏松并存,可伴椎體壓縮、楔形變及不同程度后凸畸形等;椎間盤破壞明顯,椎間隙明顯變窄或消失;可見死骨和寒性膿腫,后者范圍廣、可見流注征象,其內可見鈣化[18]。

8.2 化膿性脊柱炎 患者多有椎體手術史且免疫力低下。病變可較隱匿,最常見于腰椎,椎體邊緣及負重部位均可受累;椎旁周圍軟組織受累范圍較彌散,其內可見氣體,少見膿腫形成;增強掃描病變椎體及軟組織均勻強化。

8.3 脊椎轉移瘤 患者多為老年人,多有原發腫瘤病史;病變常呈跳躍式分布于多個椎體,可見骨質破壞并多累及附件,一般不侵及椎間盤;MRI可見異常軟組織信號。

[專家共識協作組成員(按姓氏拼音排序):陳昊(南京中醫藥大學)、郭輝(新疆醫科大學第四附屬醫院)、紀鳳穎(哈爾濱醫科大學附屬第一醫院)、紀建松(浙江省麗水市中心醫院)、李晨曦(成都市公共衛生臨床醫療中心)、李宏軍(首都醫科大學附屬北京佑安醫院)、李莉(首都醫科大學附屬北京佑安醫院)、李萍(哈爾濱醫科大學附屬第二醫院)、劉強(山東第一醫科大學附屬省立醫院)、劉文亞(新疆醫科大學第一附屬醫院)、劉新新(西安交通大學附屬紅會醫院)、樓海燕(浙江大學附屬第一醫院)、施裕新(復旦大學附屬上海公共衛生臨床中心)、萬秋霞(哈爾濱醫科大學附屬第二醫院)、楊豫新(新疆醫科大學第八附屬醫院)、于珊珊(哈爾濱醫科大學附屬第二醫院)、曾憲濤(武漢大學中南醫院)、張娜(成都市公共衛生臨床醫療中心)、張鐵亮(新疆醫科大學第一附屬醫院)]