DCE-MRI聯(lián)合CT對布魯菌病脊柱炎的評估分析

陰彥林,楊新明,田 野,張 瑛,賈永利,張培楠

(河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院骨科,河北 張家口 075000)

布魯菌病是由于布氏桿菌感染所導(dǎo)致的,布氏桿菌主要通過皮膚黏膜破損處感染,據(jù)Kim等[1]研究結(jié)果顯示,每年布氏桿菌發(fā)病人數(shù)超過50萬。布魯菌病可導(dǎo)致患者出現(xiàn)高熱、乏力及關(guān)節(jié)痛等,同時布氏桿菌可侵襲脊柱引發(fā)布魯菌病脊柱炎(布病脊柱炎),破壞相鄰椎體邊緣骨質(zhì),使椎體形態(tài)發(fā)生形變,使患者出現(xiàn)下腰痛、僵硬,嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量[2]。目前臨床對于布病脊柱炎主要采取影像學(xué)診斷如電子計算機斷層掃描(computed tomography,CT)、磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)等,其中CT屬于臨床常用影像學(xué)診斷方法,CT能夠有效提供椎旁組織及椎管信息,但精確度及軟組織分辨率一般,對于肉芽腫、椎旁膿腫等病變征象顯示效果較差,導(dǎo)致臨床對于布病脊柱炎診斷效能一般[3]。而MRI具有多參數(shù)成像、圖像清晰的優(yōu)勢,其中動態(tài)對比增強(dynamic contrast-enhanced MRI,DCE-MRI)可對選定層面行多次T1加權(quán)成像,并得到每一像素點的時間-信號曲線,從而評估病灶的血流動力學(xué)及微循環(huán)變化,能夠有效診斷患者病情[4]。同時據(jù)李清泰等[5]研究結(jié)果顯示,DCE-MRI半定量,定量分析能夠有效診斷強直性脊柱炎骶髂關(guān)節(jié)病變。鑒于此,本研究著重分析DCE-MRI聯(lián)合CT對布病脊柱炎診斷價值。現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇2010年10月—2021年10月河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院收治的高度疑似布病脊柱炎患者80例作為研究對象。其中男性62例,女性18例;年齡24～32歲,平均(27.60±1.37)歲;體重指數(shù)20～24,平均22.30±0.57;臨床表現(xiàn):活動受限42例,發(fā)熱51例,下肢放射痛17例。患者或家屬已簽署知情同意書。

1.2入選標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn):①近期有牛、羊接觸史或食用未經(jīng)滅菌的羊肉史;②患者均表現(xiàn)為腰背間斷或持續(xù)疼痛;③年齡>18歲;④均接受病理學(xué)、CT及DCE-MRI檢查。排除標(biāo)準(zhǔn):①凝血功能障礙者;②既往有強直脊柱炎病史者;③近期接受激素、抗炎治療者;④合并腰間盤突出癥、胸腰椎骨折者;⑤對造影劑過敏者。

1.3方法

1.3.1布病脊柱炎診斷及分組方法 所有患者均參照《布魯菌病診療指南(試行)》[6]行病理檢查,取患者關(guān)節(jié)液,分離到布魯菌,則為陽性。將陽性患者納入布病脊柱炎組,將陰性患者納入非布病脊柱炎組。

1.3.2CT檢查 使用螺旋CT Biograph Vision(西門子醫(yī)療系統(tǒng)有限公司,國械注進(jìn)20203060324)先行常規(guī)椎體骨質(zhì)完整結(jié)構(gòu)的連續(xù)掃描,參數(shù)設(shè)為:層間隔1.0 mm,層厚為1.25 mm,螺距1.375,管電流為250 mA,管電壓為140 kV;然后行多平面重建,最大密度投影等,將重建數(shù)據(jù)傳輸至機器自帶工作站。

1.3.3DCE-MRI檢查 使用磁共振成像系統(tǒng)MAGNETOM Prisma(西門子醫(yī)療系統(tǒng)有限公司,國械注進(jìn)20193061576),先使用全脊柱相控陣面線圈行常規(guī)MRI,包括自旋回波序列、快速自旋回波序列及壓脂序列,T1加權(quán)成像:重復(fù)時間(repetition time,TR)500 ms,回波時間(echo time,TE)20 ms,層厚5 mm,層間距5 mm;T2加權(quán)成像:TR 4 000 ms,TE 150 ms,層厚5 mm,層間距5 mm。完成常規(guī)檢查后行DCE-MRI檢查,選擇注射對比劑前2個時相為蒙片,2個時相后同步注射對比劑,使用高壓注射器Empower CTA+(博萊科醫(yī)藥科技(上海)有限公司,國械注進(jìn)20162063059)注射釓雙胺注射液(通用電氣藥業(yè)(上海)有限公司,規(guī)格:10 mL:2.87 g,國藥準(zhǔn)字J20140162),計量為0.1 mmol/kg,注射速率2 mL/s,注射完畢后注射20 mL生理鹽水,速率2 mL/s。

1.4數(shù)據(jù)處理及分析 選擇2名5年以上工作經(jīng)驗醫(yī)師對患者CT圖像進(jìn)行診斷,參照趙萬寅[7]研究,將CT表現(xiàn)為椎間隙、椎體密度減低或增高、椎間盤內(nèi)真空、周圍軟組織增厚或低密度膿腫患者確診為布病脊柱炎;DCE-MRI:以距骶髂關(guān)鍵面向髂骨側(cè)0、0.5、1.0 cm選取2 mm2圓形感興趣區(qū),逐層測量,取平均值,測量患者容積轉(zhuǎn)運常數(shù)(contrast transfer coefficient,Ktrans)、血管外細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)(Ve)、血漿容積分?jǐn)?shù)(Vp),并計算對比劑從血管外細(xì)胞外間隙返回至血漿速率常數(shù)(reflux constant,Kep)=Ktrans/Ve。聯(lián)合檢測=CT、DCE-MRI任意一項檢查確診為布病脊柱炎,則為布病脊柱炎。

1.5統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 25.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。計量資料采用獨立樣本t檢驗;計數(shù)資料采用χ2檢驗;采用Logistic回歸分析得到的概率預(yù)測值作為DCE-MRI診斷參數(shù)的聯(lián)合預(yù)測值,并得到預(yù)測分列表。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.180例高度疑似布病脊柱炎患者確診情況 80例高度疑似布病脊柱炎患者,經(jīng)病理診斷,確診58例(72.50%),剩余22例為非布病脊柱炎組,均為結(jié)核性脊柱炎。

2.22組DCE-MRI參數(shù)比較 布病脊柱炎組Ktrans、Kep、Ve高于非布病脊柱炎組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 2組DCE-MRI參數(shù)比較

2.3DCE-MRI、CT單獨及聯(lián)合對布病脊柱炎的診斷價值 DCE-MRI聯(lián)合CT診斷布病脊柱炎的敏感度、準(zhǔn)確度高于DCE-MRI、CT單獨診斷,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);CE-MRI聯(lián)合CT診斷布病脊柱炎的特異度與DCE-MRI、CT單獨診斷比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 DCE-MRI、CT單獨及聯(lián)合對布病脊柱炎的診斷價值

2.4MRI、CT對布病脊柱炎影像學(xué)表現(xiàn) MRI:80例患者經(jīng)MRI檢查,椎體及椎間盤T1加權(quán)成像,呈均勻或不勻均稍低信號,T2加權(quán)成像者表現(xiàn)為混雜高信號,短時翻轉(zhuǎn)恢復(fù)序列呈較高信號影(圖1),其中37例,可見相鄰椎間隙變窄,脊髓明顯受壓,椎體相鄰面骨質(zhì)增生、硬化,于T1加權(quán)成像中呈低信號(圖2);8例,可見腰大肌輕微椎旁腫脹,于T1加權(quán)成像中呈低信號,T2加權(quán)成像中呈稍高信號。CT:45例,可見椎間隙狹窄,椎體骨質(zhì)密度增高,相應(yīng)椎體終板骨質(zhì)硬化、增生,椎體邊緣呈花邊狀(圖3);2例患者椎旁可見少許腰大肌膿腫。

圖1 男,45歲,L3～5布氏桿菌脊柱炎。MRI示椎體和間盤彌漫性炎性侵潤,T2W為高信號,STIR序列表現(xiàn)更明顯,椎體、間盤、椎管內(nèi)呈不均勻高信號,脊柱前方和椎管內(nèi)可見薄而不規(guī)則增強的膿腫壁,局部馬尾神經(jīng)受壓

3 討 論

據(jù)聶守民等[8]研究結(jié)果顯示,2020年陜西省布病脊柱炎發(fā)生率為2.80/10萬,好發(fā)于中青年,男性多于女性。同時據(jù)陰彥林等[9]研究結(jié)果顯示,布病脊柱炎患者中約96.23%患者伴有低燒,67.92%患者累及兩個椎體,導(dǎo)致患者脊柱、關(guān)節(jié)活動受限、疼痛,嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量。因此盡早確診布病脊柱炎,展開相應(yīng)治療,對改善患者生活質(zhì)量有重要意義。目前臨床對于布病脊柱炎主要病理檢查及影像學(xué)檢查進(jìn)行診斷,其中病理檢查需取患者病灶組織,屬于有創(chuàng)檢查,同時耗時較長,臨床應(yīng)用具有一定局限性,同時不利于患者后續(xù)治療[10]。而影像學(xué)如CT,CT可利用三維重建技術(shù),能夠立體、直觀的顯示布病脊柱炎患者骨結(jié)構(gòu)及其形態(tài)特征,但布病脊柱炎主要由于布氏桿菌侵襲椎體血液循環(huán)及解剖結(jié)構(gòu)微環(huán)境,通過不斷釋放內(nèi)毒素,誘發(fā)變態(tài)反應(yīng),導(dǎo)致脊髓液滲出、增生及肉芽腫形成,病理表現(xiàn)以軟組織病變?yōu)橹鱗11]。而CT對于軟組織顯示效果一般,對于椎旁膿腫、肉芽腫等軟組織病變征象顯示效果較差,從而影響臨床診斷效果,導(dǎo)致漏診、誤診,影響患者早期治療[12]。因此臨床仍需尋找更有效的診斷方式。

MRI是臨床診斷脊柱炎的常用影像學(xué)診斷方法之一,據(jù)Stal等[13]研究結(jié)果顯示,MRI診斷強直性脊柱炎檢出率為100.00%,MRI具有多種模式與序列,對于組織內(nèi)水及蛋白質(zhì)含量變化具有較高的敏感性,可提供詳細(xì)、清晰的軟組織及周邊組織的信息,能夠較好的顯示肉芽腫、椎間盤破壞、骨膜改變等征象。DCE-MRI屬于具有較高時間分辨率的MRI檢查技術(shù),可通過分析對比劑在血管內(nèi)外分布情況,反應(yīng)機體組織血流灌注情況,并進(jìn)行定量反應(yīng),從而對疾病進(jìn)行診斷[14]。據(jù)Hermann等[15]研究結(jié)果顯示,DCE-MRI在強直性脊柱炎骶髂關(guān)節(jié)病變診斷中取得較好成效。由此推測DCE-MRI聯(lián)合CT可能在布病脊柱炎的診斷中取得相似成效。

Ktrans、Kep能夠反映血管滲透性及內(nèi)皮細(xì)胞損傷程度,Ve能夠反應(yīng)細(xì)胞壞死及密集程度。而本研究結(jié)果顯示,布病脊柱炎組Ktrans、Kep、Ve高于非布病脊柱炎組,并經(jīng)Logistic回歸分析得到的概率預(yù)測值作為DCE-MRI診斷參數(shù)的聯(lián)合預(yù)測值,得到預(yù)測分列表,結(jié)果顯示,DCE-MRI對布病脊柱炎診斷效能較高,表明DCE-MRI能夠有效診斷布病脊柱炎,布病脊柱炎患者血流豐富。分析其原因在于,布病脊柱炎患者由于布氏桿菌侵襲,釋放內(nèi)毒素,引發(fā)機體免疫反應(yīng),促進(jìn)機體炎癥因子釋放,如腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α),據(jù)Kim等[16]研究結(jié)果顯示,TNF-α可通過信號轉(zhuǎn)到系統(tǒng)-核轉(zhuǎn)錄因子,誘導(dǎo)一氧化氮合酶表達(dá),從而引發(fā)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡,損傷血管內(nèi)皮功能,提升血管通透性,從而使Ktrans、Kep升高。同時據(jù)Wei等[17]研究結(jié)果顯示,骶髂關(guān)節(jié)炎患者使用TNF-α拮抗劑后,病變區(qū)域血管通透性降低,血液滲透到組織間隙減少。布氏桿菌引發(fā)的炎癥反應(yīng)可對骨髓組織進(jìn)行破壞,從而導(dǎo)致骨髓壞死,Ve水平增高,同時隨布病脊柱炎患者病情發(fā)展,布氏桿菌還可引起局灶性膿腫,促使血管炎及表面軟腦膜血管血栓形成,導(dǎo)致脊髓缺血壞死,進(jìn)一步促使Ve水平升高[18]。本研究結(jié)果還顯示,DCE-MRI聯(lián)合CT對布病脊柱炎的診斷效能高于兩者單獨診斷。分析其原因在于,DCE-MRI可通過定量分析客觀的反映布病脊柱炎患者病情變化,能夠有效人為因素造成的漏診與誤診。而CT具有高密度分辨率,同時不受組織重疊影像,布病脊柱炎早期椎體內(nèi)多表現(xiàn)為小的骨質(zhì)稀疏灶,并隨病情發(fā)展,骨質(zhì)破壞呈邊緣明顯,可呈島嶼狀,CT對于評估布病脊柱炎有積極作用[19]。DCE-MRI、CT可起到良好的互補作用,分別從影像及血流定量分析兩個方面進(jìn)行診斷,從而提升診斷效能。

本研究的影像學(xué)結(jié)果顯示,MRI檢查顯示,布病脊柱炎患者椎體及椎間盤T1加權(quán)成像,呈均勻或不勻均稍低信號,T2加權(quán)成像者表現(xiàn)為混雜高信號,短時翻轉(zhuǎn)恢復(fù)序列呈較高信號影,部分患者可見相鄰椎間隙變窄、腰大肌輕微椎旁腫脹。而CT能夠發(fā)現(xiàn)布病脊柱炎患者椎間隙狹窄,椎體骨質(zhì)密度增高,相應(yīng)椎體終板骨質(zhì)硬化、增生,椎體邊緣呈花邊狀;部分患者可見少許腰大肌膿腫,表明MRI、CT均可有效顯示布病脊柱炎患者病理征象。因此臨床對于高度疑似布病脊柱炎患者先行CT診斷,對于無法確診患者可再行DCE-MRI,將兩者診斷結(jié)果相結(jié)合從而提升布病脊柱炎臨床診斷效能。但本研究也存在一些不足,①布病脊柱炎存在多種分型,本研究未對各個分析進(jìn)行診斷;②未延長研究時間,對患者治療前后病情變化進(jìn)行評估。

綜上所述,DCE-MRI、CT均可有效診斷布病脊柱炎,同時能夠有效顯示布病脊柱炎病理特點,但兩者聯(lián)合對布病脊柱炎的效能更高。臨床對于CT確診患者可采取聯(lián)合DCE-MRI方式提高診斷效能,盡早確診,展開相應(yīng)治療,改善患者預(yù)后。