脊柱結核骨質破壞、膿腔MSCT、MRI特點與臨床病程的關系研究

王姿麗,梁 昆,楊長成

(巴彥淖爾市醫院:1.影像科;2.科教科;3.神經康復科,內蒙古巴彥淖爾 015000)

脊柱結核是一種發病率較高的肺外結核,在骨關節結核中約占50%[1],近年脊柱結核發病率有所上升[2]。脊柱結核的臨床表現缺乏特異性,結核中毒癥狀多不明顯,多表現為腰背痛或神經根痛[3],極易誤診[4],延誤診斷和治療,導致患者預后差。脊柱結核骨質改變在多層螺旋CT(multislice spiral computed tomography,MSCT)、MRI表現多樣,本文回顧性分析脊柱結核骨質病變MSCT、MRI的特點,分析二者影像改變與結核病程的相關性,進而幫助臨床診斷和治療,現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2016年9月至2022年6月本院收治的33例脊柱結核患者病例資料。納入標準:(1)經手術病理或臨床證實為脊柱結核;(2)均進行MSCT檢查、MRI平掃+增強檢查,且二者檢查時間間隔<1周。排除標準:(1)曾行有創檢查或手術治療史;(2)合并其他感染,如同時合并布氏桿菌感染者;(3)影像學資料不完整。33例患者中男15例,女18例,年齡32～80歲,平均(61.8±10.4)歲;主要表現為病變相應部分的疼痛、壓痛及叩擊痛,發熱、盜汗或盜汗者7例,感覺異常16例;實驗室檢查表現為血沉ESR升高,C反應蛋白及超敏C反應蛋白升高。

1.2 方法

1.2.1檢查方法

MSCT采用美國GE公司128層CT(GE LightSpeed)進行軸面平掃,管電壓120 KV,管電流300 mA,層厚和層間距均為0.625 mm,所獲得圖像由其自帶的后處理工作站進行矢狀面及冠狀面重建,重建層厚3 mm。MRI采用Philips Ingenia 3.0T超導型MRI掃描儀。頸椎采用頭頸聯合線圈,胸、腰段采用脊柱專用線圈。先進行常規MRI平掃檢查,掃描序列包括橫軸位T2WI、矢狀位T2WI、矢狀位T1WI和脂肪抑制T2WI,層厚4.0～5.5 mm,層間距0.3～0.4 mm。常規平掃后進行增強掃描,對比劑采用釓噴酸葡胺注射液,注射劑量15 mL,流率2 mL/s。經肘靜脈注射后行軸位、矢狀位、冠狀位T1WI掃描。

1.2.2圖像分析

所有患者的影像資料均由1位高年資住院醫師及2位副主任醫師進行分別閱片分析,再共同閱片,達成一致觀點,獲得準確數據。對病變部位、個數、各種骨質破壞類型MSCT特點、MRI平掃和增強特點進行分析和評價。

1.3 統計學處理

2 結 果

2.1 臨床特點

33例患者發現癥狀至初次就診時間為20 d至36個月,平均(8.0±6.3)個月。33例患者共74個病變椎體,其中頸椎4個(5.4%)、胸椎25個(33.8%)、腰椎41個(55.4%)、骶椎4個(5.4%),腰椎是最常受累的部位。33例患者中僅1例跳躍多椎體病變,無單椎體病變。

2.2 不同骨質破壞類型與膿腔形成關系

根據MSCT骨質破壞情況分為骨質正常型、溶骨型、骨碎片型、局灶破壞硬化型4種類型。33例患者74個病變椎體MRI信號均有異常,MSCT顯示骨質破壞67個。不同骨質破壞類型膿腔構成比比較,差異有統計學意義(χ2=22.795,P<0.001),骨碎片型最易形成膿腔,見表1。

表1 不同類型骨質破壞膿腔比較[n(%)]

2.3 骨質破壞區周圍骨質CT密度和T1WI信號變化的分層現象

通過觀察骨質破壞區周圍骨質密度和信號發現:(1)“4層密度(信號)”,即低密度破壞區邊緣高密度帶,外周稍高密度影及最外周正常密度,對應MRI上T1WI破壞區稍低信號,邊緣明顯低信號,外周低信號及最外周正常信號,主要見于有較小膿腔形成的骨質破壞類型;(2)“3層密度(信號)”,低密度破壞區邊緣高密度帶,外周稍高密度,對應MRI上T1WI破壞區稍低信號,邊緣明顯低信號,外周低信號,主要見于較大膿腔形成的骨質破壞類型;(3)“2層密度(信號)”,低密度破壞區周圍高密度,對應MRI上T1WI破壞區稍低信號,邊緣低信號,主要見于尚未形成膿腔的溶骨性骨質破壞或大的膿腔形成類型,但大的膿腔周圍骨質密度往往會更高。

2.4 結核膿腔形成及變化在MRI增強掃描特點

根據膿腔形成及膿腔周圍骨質強化特點分為未見膿腔(圖1)、膿腔形成早期(圖2)、膿腔進展期(圖3)和膿腔愈合期(圖4)。未形成膿腔的破壞區明顯強化,多見于骨質正常型;膿腔形成早期表現為明顯強化區內見裂隙狀膿腔,隨病程進展膿腔范圍擴大,這種骨質破壞類型多見于溶骨性骨質破壞;膿腔進展期,膿腔較大且不規則,邊緣見明顯強化帶,鄰近骨質呈低強化,膿腔往往與椎旁及椎間隙膿腔相連,呈現流注狀態,多見于碎片型骨質破壞;膿腔愈合期,膿腔逐漸縮小,膿腔邊緣明顯強化帶變窄,與周圍低強化骨質及硬化帶形成典型的4層信號,常見于碎片型或局灶硬化型骨質破壞。

A:CT矢狀位,第7胸椎骨質未見明顯破壞;B～D:分別為T1WI、T2WI、T2WI壓脂序列矢狀位,第7胸椎椎體前緣骨質片狀T1WI、T2WI低信號,T2WI壓脂序列高信號;E:MRI增強掃描矢狀位,箭頭所示第7胸椎椎體前緣及終板下明顯強化,未見膿腔形成,鄰近第8胸椎椎體破壞區有膿腔形成,周圍軟組織腫脹。

A:骨破壞區強化,并見裂隙狀低信號膿腔(黑箭頭);B:1個月復查膿腔范圍擴大(黑箭頭)。

第2～3腰椎見較大膿腔形成,與椎間隙、椎旁膿腔相連,典型的流注型膿腔,膿腔未強化(白星)膿腔邊緣明顯強化(白長箭頭),外圍骨質低強化(白短箭頭),形成3層信號。

A:第1～2腰椎椎體終板下破壞區膿腔形成,膿腔邊緣明顯強化,周圍骨質低強化(黑箭頭);B:患者3個月后復查膿腔縮小,膿腔周圍明顯強化帶范圍變窄,可見硬化帶(黑箭頭),周圍骨質強化較前減低,可見四層信號。

2.5 脊柱結核破壞區鄰近脊髓、神經根的MRI特點

33例患者中均表現有不同程度的神經癥狀,主要表現為疼痛和感覺異常,CT觀察脊髓和神經根有一定限度,MRI可較好顯示脊髓和神經根。33例患者中脊髓或馬尾主要表現為受壓改變,由硬膜外膿腫或增厚的硬膜外軟組織造成;炎癥蔓延至神經孔引起單側或雙側神經根周圍炎癥及神經根炎癥,表現為椎間孔脂肪間隙模糊,增強掃描不均勻強化。

3 討 論

脊柱是骨肌系統結核最常見的發病部位。脊柱結核的病理學變化主要有炎性滲出、增生、壞死3個基本類型,常常以某1種或2種病變為主,但多種病變又以不同的比例同時混合存在,構成了脊柱病理的形態多樣性[5]。鏡下往往既能看見骨質破壞、死骨形成的區域,也能夠看見少量新生骨的再生;既能看見廣泛骨質破壞、死骨形成、干酪壞死,也能看見肉芽腫及典型結核結節特征病變,以及不典型急性炎癥反應區及慢性炎癥反應區及鈣化[6]。脊柱結核起病隱匿,臨床主要表現為病變相應部位疼痛及相應的神經功能障礙,這與本研究患者表現是一致的。隨著結核耐藥菌株增加、人口老齡化、患者免疫功能受到抑制或破壞[7-8],脊柱結核的發病率也升高。本研究老年患者居多,其合并癥多,機體代償能力差,影響治療和預后[9]。

脊柱結核最常累及胸椎和腰椎[10-11],頸椎和骶椎較少見,與本研究結果一致。術前評估主要依賴影像學檢查,MRI增強掃描可清晰顯示脊柱結核病變范圍[12],應用CT、MRI聯合檢查能有效提高診斷準確率[13]。

3.1 骨質破壞類型及破壞區周圍MSCT及MRI表現特點

MSCT圖像上觀察到的骨破壞和死骨形成對結核和化膿性脊柱炎的鑒別診斷有幫助[14]。有國外學者將脊柱結核骨質破壞類型分為骨碎片型、溶骨型、局灶破壞硬化型、骨膜下型及混合型5種類型[15],徐瀅瑩等[16]對這幾種類型的MSCT特點進行分析,得出溶骨型最多,局灶破壞硬化型次之。但分析本研究患者MSCT發現,骨碎片型和混合型MSCT表現很難區分,溶骨型和骨膜下型的MSCT表現類似,故本研究根據MSCT表現分為骨質正常型、骨碎片型、溶骨型、局灶硬化型4種類型。

本研究有7個椎體MSCT表現為骨質正常,而MRI各序列均有信號異常,病變多位于終板下或韌帶下,多由鄰近椎體、椎旁軟組織感染蔓延所致,考慮為骨髓炎早期滲出還未引起骨質結構的破壞,病變無干酪樣壞死、鈣化、死骨等改變時增強掃描多均勻強化[12],這與單純水腫進行鑒別。溶骨型骨質破壞MSCT周圍骨質略高于正常骨質密度但低于骨硬化密度,MRI顯示異常信號、強化范圍往往大于MSCT密度范圍,可能與MRI對骨髓的炎癥、水腫反應更敏感所致。

本研究患者骨質破壞類型最多的是骨碎片型,MSCT觀察骨破壞區內死骨和鈣化有優勢[17],但不能判斷是否有膿腔。MRI雖然對死骨和鈣化顯示不敏感,但MRI增強掃描可顯示早期膿腔及膿腔的大小范圍,與椎間隙、椎旁膿腫的關系。局灶骨硬化型雖然也可見膿腔,但膿腔較小,周圍見硬化帶,在顯示骨硬化上,MRI表現有其特征性,表現為各序列低信號,增強掃描不強化,在T1WI上硬化區要明顯低于骨破壞區。

3.2 結核膿腔影像學特點與脊柱結核病程的相關性及臨床意義

本研究發現,分析不同骨質破壞類型MSCT和MRI強化特點可以判斷病變所處不同臨床病程。MRI在早期脊柱結核的診斷中更具優勢[18-19]。結核早期診斷較困難,本研究7個骨質正常型均繼發于鄰近椎體蔓延,這一時期積極治療可以避免椎體的進一步破壞。隨病程進展MSCT破壞區可有或無死骨,MRI增強掃描可顯示早期裂隙狀膿腔,若此時感染得到控制,膿腔不再進展,則骨質結構破壞局限不會出現椎體的塌陷,如果感染未能有效控制或患者抵抗力下降,膿腔進一步擴大,椎體骨質結構進一步破壞導致椎體塌陷,脊柱畸形。這也說明早期診斷和治療脊柱結核可以確保更好的結果,減少神經系統并發癥和脊柱畸形[20],分析脊柱結核MSCT及MRI影像學特點,可為臨床確診及制定治療方案提供參考依據[21]。

本研究中74個椎體中42個椎體有膿腔形成,其中骨碎片型形成膿腔最多,觀察發現膿腔越大骨質破壞越嚴重,判斷膿腔時期的意義在于:在膿腔形成早期經過積極治療或患者免疫力提高,可能會阻止膿腔進一步發展,減輕骨質破壞程度;膿腔形成后,可根據膿腔愈合程度來判斷治療效果,若不能有效阻止膿腔的發展,提示臨床要盡早手術治療清除膿腔。

3.3 骨質破壞區周圍骨質MSCT密度和T1WI信號分層現象的臨床意義

既往研究認為,破壞區周圍高密度影為骨質增生硬化,但本研究發現破壞區周圍密度和信號也是分層的,不同密度代表不同的病理改變,破壞區邊緣的高密帶為硬化帶,在MRI增強掃描不強化,周圍稍高密度區為骨髓炎,在MRI增強掃描明顯強化,經過治療后骨髓炎區強化范圍可縮小;而在溶骨性骨質破壞未形成膿腔時,周圍的高密帶區往往代表骨髓炎,增強掃描明顯強化。高密度硬化帶與骨修復有關,高于正常椎體但低于硬化帶的高密度部分可能與骨質缺血有關,也可能與結核肉芽組織及干酪化物質充滿髓腔有關,這也是近年學者認為病灶清除不徹底導致結核復發的原因之一[22-23]。有研究認為,通過對MSCT、MRI兩種檢查所得圖像進行分析,對患者內鏡手術治療有較高指導價值[24]。因此,在臨床工作中要提示破壞區周圍骨質情況,幫助臨床確定手術范圍,避免結核的復發。

3.4 脊柱結核的神經、脊髓改變的臨床意義

脊柱結核臨床病程較長,結核中毒癥狀不明顯,臨床就診病例多為神經癥狀,本研究發現病變椎體周圍軟組織增厚或形成硬膜外膿腫壓迫脊髓或馬尾,由于硬脊膜阻擋,炎癥未累及脊髓;由于結核膿腔流注特點,感染可蔓延到單側或雙側椎間孔,引起神經根炎癥及周圍炎癥,MRI可以評估累及椎間孔的范圍,對治療后療效進行評估。

綜上所述,脊柱結核骨質改變4種類型MSCT、MRI有其相應的特征性,在發現病變的敏感性顯然MRI要優于MSCT,但對骨質破壞區內死骨和鈣化的顯示上MSCT明顯具備優勢。這4種骨質改變往往不是孤立存在的,它代表脊柱結核感染的不同進程,同一患者往往同時存在幾種破壞類型,膿腔變化也提示病變進展或愈合,觀察其變化可為臨床下一步治療方案選擇提供依據。