脊柱感染 MRI 典型表现与不典型表现

pppsss 2022-11-11 发布于天津

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简介

脊柱感染的确认和定位通常取决于影像学表现，磁共振 (MR) 成像因其高灵敏度和特异性成为首选。两个连续椎体和其椎间盘受累可以诊断感染性脊柱炎。脊柱感染在 T1WI 和 T2WI 图像上通常具有典型的信号，注射造影剂后，受累骨髓强出现化。然而，骨髓信号异常和增强强化是非特异性的，特别是在感染的早期。在大多数情况下，使用磁共振成像来识别疾病有助于将感染性脊柱炎与其他疾病区分开来。磁共振成像的特异性取决于感染的信号特征、解剖分布和患者的临床病史。

临床背景

感染性脊柱炎占骨感染的 2%-4%。脊柱感染可由远处脓毒症病灶经血行传播、脊柱手术或穿透性创伤直接感染，或脓毒症病灶在邻近软组织直接蔓延形成。血源性病原体可通过椎体营养小动脉或通过椎旁 Batson 静脉丛到达脊柱。

由于椎体前部动脉供应丰富，感染通常从椎体前部开始，然后沿骨髓腔扩散到椎体其余部分，再通过椎间隙扩散到相邻椎体。腰部最常受感染 (占 50%)，其次是胸椎 (占 35%) 和颈椎。最常见的感染微生物是金黄色葡萄球菌（占 55%-90%）。脊柱化脓性感染的其他病原菌包括链球菌、肺炎球菌、肠球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、铜绿假单胞菌和克雷伯氏菌。

肉芽肿性感染源于结核分枝杆菌、布鲁氏菌、真菌和寄生虫，如包虫病。脊柱感染的患者通常表现为隐匿的、持续的、休息不能缓解的背部疼痛。也可出现其他全身症状，如发热、寒战、盗汗、体重减轻和乏力，神经损害通常发生在疾病后期。

实验室检查经常出现白细胞增多，但在非常年轻和非常年老的患者，免疫功能低下的患者，以及有非典型感染如结核或寄生虫感染的患者中，白细胞计数可能是正常的。通常红细胞沉降率和 c 反应蛋白水平升高。

化脓性脊柱炎

化脓性脊柱炎最常累及腰椎和一个脊柱节段（即两个椎体和其间的椎间盘构成一个脊柱节段）。

典型表现为椎体和终板边界不清，在 T1WI 图像上呈低信号， T2WI 图像呈高信号 (图 1a)。受累椎间隙在 T1 和 T2 加权图像上均可见液体样信号 (图 1b)。增强，可看到大部分椎间盘均匀强化，部分斑片状、块状强化区、以及周边或厚或薄的强化区；感染的骨髓弥漫性强化，脂肪抑制 MR 增强可以很好的显示这种骨髓异常。

与其他成像方式相比，磁共振成像能更好地显示炎症向硬膜外扩散以及对脊髓和硬膜囊的压迫。向椎旁和硬膜外感染可表现为蜂窝织炎或脓肿，T1 和 T2 加权图像均呈混合信号，相对于脊髓的信号，在 T1 加权图像上呈等或低信号，在 T2 加权图像上呈高信号 (图 1b, 1c)。在增强图像上，椎旁和硬膜外软组织病变可以看到弥漫性或边缘强化 (图 1d)。软组织病灶的消散和骨髓中脂肪沉积提示病灶愈合。尽管临床有改善，骨或椎间盘的改变仍可进展 (图 1e)。

图 1

结核性脊柱炎

脊柱结核最常累及胸椎，较少累及腰椎。结核性脊柱炎和化脓性脊柱炎在临床上和影像学上通常很难区分。当怀疑感染时，慢性和隐匿性发病史提示结核性脊柱炎。在大多数情况下，结核性脊柱炎开始于脊柱前部和软组织，并向后方发展。

与化脓性感染相比，结核分枝杆菌感染中蛋白水解酶的缺乏被认为是椎间盘相对保存和结核分支杆菌感染在韧带下扩散的原因。MR 成像对于区分结核性脊柱炎和化脓性脊柱炎非常有帮助。与化脓性脊柱炎相比，椎旁的边界清晰的异常信号灶; 薄而光滑的脓肿壁; 韧带下扩散到三个或更多的椎体以及多发椎体或全身受累更提示结核性脊柱炎 (图 2)。跳跃性病变和大的椎旁冷脓肿存在也提示结核性脊柱炎。

然而，由于它们几乎不穿透前纵韧带，所以在胸椎结核中，椎旁蜂窝织炎和脓肿都不包绕肋间动脉 (图 2b)。在显示椎旁钙化（是脊柱结核的一个独特影像学特征）时，MR 成像不如 X 线或 CT 灵敏。

图 2

布鲁氏菌脊柱炎

布鲁氏菌病是一种由布鲁氏菌属的小革兰氏阴性杆菌引起的人畜共患感染，在全世界分布。在人类中，布鲁氏菌病通常是通过处理受污染的动物产品或食用由未经巴氏消毒的牛奶制成的乳制品而感染。肌肉骨骼系统最常受影响，而骨布鲁氏菌病最常见的部位是脊柱。

布氏杆菌脊柱炎的诊断并不容易，布氏杆菌性脊柱炎的特征性磁共振表现包括，好发于下腰椎，尽管有弥漫性椎体骨髓炎，但椎体结构完好(图 3 )，在 T2 加权和增强 MR 图像上椎间盘明显强化，小关节受累。诊断脊柱布鲁氏菌病的主要问题是将这种疾病与其他感染，特别是结核病区分开来。在布鲁氏菌性脊柱炎中，脊柱畸形是罕见的，而且椎旁脓肿比结核性脊柱炎小。

图 3

曲霉菌性脊柱炎

曲霉菌是一种腐生真菌，可引起免疫功能低下患者的脊柱感染。在免疫能力正常的患者中很少发生。曲霉菌诱发的脊柱炎的影像学表现与化脓性脊柱炎相似 (图 4)。与常见的非结核性脊柱炎相比，曲霉菌感染的椎间盘在 T2WI 上缺乏高信号。真菌的一个内在因素可导致椎间盘高信号的缺失，即真菌内部顺磁性和铁磁性元素的存在，这与 T2 加权图像上真菌性鼻窦炎低信号的机制相似。此外，在曲霉菌诱导的脊柱炎中，髓核裂隙可被保留 (图 4b)，这在化脓性脊柱炎中是非常罕见的。曲霉菌诱导的脊柱炎与结核性脊柱炎相似，可见韧带下脓肿扩散和脊柱多节段受累。与结核病一样，曲霉菌感染中，椎间盘不会受到侵袭和炎症改变。

图 4

脊柱感染的非典型信号

脊柱感染患者在 T1 和 T2 加权像上常见的椎体信号异常并不总是被观察到。在未增强的 T1 加权图像上，椎体和椎间盘的低信号是可靠的，但在 T2 加权图像上，椎体并不呈一致的高信号。这一发现可以解释为椎体内骨硬化的存在; 当骨小梁硬化取代骨髓时，T2 加权图像信号减低。椎体内呈等信号，但 T1 和 T2 加权图像均未见终板侵蚀，这是感染性脊柱炎的另一不典型表现。在这种情况下，椎间盘和邻近骨髓的强化提示感染性脊柱炎 (图 5c)。因为早期感染性脊柱炎的信号异常特征只能在 T1 或 T2 加权图像上看到，或者只能在 T1 加权对比增强图像上看到，所以增强成像是非常必要的。

图 5

脊柱感染的非典型影像学特征

在适当的临床背景下，认识到脊柱感染的非典型影像学模式是重要的，以避免诊断延误。非典型表现包括仅累及一个椎体 (图 5)，一个椎体和一个椎间盘 (图 6)，以及两个椎体但不累及其间椎间盘 (图 7)。虽然不常见，但在 MR 图像上可以看到单个椎体受累但相邻椎间盘不受累或一个椎体和一个椎间盘受累。单个椎体感染被认为是脊柱感染的早期表现。当累及两个椎体而不累及椎间盘时，很难将感染性脊柱炎与肿瘤性疾病区分开来。