磁共振扩散加权成像对布鲁杆菌性脊柱炎的临床价值*

任文妍，赵 森，杜 森，庄 琰，李秋实

河南大学第一附属医院，河南 开封 475001

布鲁氏菌病是因各型布鲁氏杆菌引起的全身传染性疾病及变态反应性疾病，具有人畜共患、全球分布的特点［1］。有数据［2］报道，我国2005—2017年全国累计报告布鲁氏菌病个案卡499 421张，13年平均增长速度为6.14%，整体呈上升趋势。康育慧等［3］报道，我国布病发病具有季节性集中趋势，流行高峰期为每年3月3日—9月11日。因此，布鲁氏病菌一直是我国卫生健康委员会管理重点关注及防控的感染性疾病。人间布鲁氏菌病常会累及全身各个系统，其中最为常见的脊柱受累，并侵犯脊柱周围椎体及组织，出现脊柱疼痛、活动受限等症状［4］。X线、CT是临床检查骨质结构及软组织肿块的常用影像学手段，但早期骨髓水肿，CT缺乏特异性诊断效果。磁共振成像（MRI）能全面显示椎体解剖结构，并能良好显示蜂窝组织炎、水肿、脓肿等病理状态，成为各种疾病诊疗、随访的主要手段［5］。但常规MRI技术无法准确评估早期病变以及治疗预后，磁共振扩散加权成像（DW I）是从微观角度、分子水平的方面分析机体病理生理状态，能早期检出病变病理变化［6］。因此，为了确定DWI技术对布鲁杆菌性脊柱炎的诊断价值，本研究对40例布鲁杆菌性脊柱炎患者不同影像学检出结果进行探讨，旨为评估早期病变及治疗预后价值，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2015年1月—2020年8月河南大学第一附属医院诊治的40例布鲁杆菌性脊柱炎患者，男性23例，女性17例；年龄18～60岁，平均年龄（37.84±6.39）岁；患者有下腰痛症状，持续时间1～8个月，同时有发热、乏力等表现。生活在牧区患者27例，养殖户10例，食用不洁肉制品者3例。纳入标准：（1）患者具备完整的临床资料及影像学检查资料。（2）经虎红平板凝集实验、布病玻片凝集实验诊断为阳性，符合布鲁氏菌病标准［7］。（3）有明确的疾病流行病学史，牛、羊等接触史，或食用不熟的肉制品。排除标准：（1）细菌分离与培养未发生布鲁氏杆菌。（2）CT、MRI、DWI影像学表现不清晰。（3）影像学测量值误差大或不标准。（4）伴有其他感染性脊柱炎、脊柱结核或退行性骨疾病。（5）临床资料不完整。本研究经医院医学伦理委员会审核通过。

1.2 方法

CT检查。Light Speed 64排螺旋CT诊断仪（美国GE），扫描参数：管电压125 kV，管电流380 mA，准直64×0.625 mm，视野256×256 mm，矩阵512×512，螺距0.964∶1，层厚为3 mm，层间距为3 mm。患者保持平静呼吸，于腰1椎体扫描至骶1椎体，用软组织及骨窗观察。

MRI检查。1.5T成像仪（德国Siemens），表面线圈作为颈椎检查，胸段、腰段使用脊柱专用线圈。行TSE序列扫描：T1WI、T2WI及SPAIR序列T2WI扫描，层厚3.0 mm，层间距1.0mm。增强扫描：静脉注射钆双胺15mL，注射速率2mL/s，注射结束后行脊柱轴位、冠状位及矢状位扫描。

DWI技术检查。MRI常规扫描结束后行DWI技术扫查，TR为2 400 ms，TE为68 ms，FOV为320×320 mm，矩阵为128×128，层厚为4 mm，间隔为1.0 mm，b值：0、800、1 000 s/mm2；弥散敏感度方向15个，激励次数2次。

扫描后的图像均传至各自工作站进行分析、处理，由两名经验丰富、高年资医师共同评估图像，测量ADC值，详细观察及记录病变部位、形态、分布等情况。周围结构受累状况。不同病变期的ADC值。若评论有不一致情况，可共同讨论达成一致。

1.3 观察指标

（1）分析不同影像学技术对布鲁杆菌性脊柱炎的检出率。（2）分析不同影像学技术的影像表现。（3）急性期、亚急性期及慢性期疾病的ADC值。

1.4 统计学方法

采用SPSS 20.0软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差（±s）表示，组间比较采用t检验。计数资料以例数和百分比（%）表示，组间比较采用χ2检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 病变部位及特点

40例布鲁杆菌性脊柱炎患者累及240个椎体，腰椎累及138个（57.50%），胸椎累及84个（35.0%），颈椎累及18个（7.50%）。34例患者同时累及相邻两个椎体，腰椎常见L2～L3、L3～L4椎体，胸椎常见T8～T9、T10～T11椎体，颈椎常见C4～C5椎体。40例患者病变特点为急性期12例，亚急性期12例，慢性期16例。

2.2 布鲁杆菌性脊柱炎的检出率

CT检出布鲁杆菌性脊柱炎病变椎体168个，占70.0%；MRI检出布鲁杆菌性脊柱炎病变椎体198个，占82.50%；DWI技术检出布鲁杆菌性脊柱炎病变椎体234个，占97.50%；DWI技术检出率均高于CT、MRI，差异有统计学意义（χ2=66.692，30.000，P＜0.001）。MRI技术高于CT，差异有统计学意义（χ2=10.354，P=0.001）。

2.3 影像学表现

CT检出病变椎体168个，影像学表现为椎体上下缘终板呈低密度不规则破坏，周围见增生硬化，无骨质破坏，椎间隙狭窄，椎小关节增生硬化。其中2例患者椎旁软组织及椎管内组织影呈增厚、肿胀特点。MRI检出病变椎体198个，病变区椎体信号异常，35例患者T1、T2均为长信号，5例患者为T1长信号、T2短信号。椎体边缘见局部骨质破坏，8例患者周围组织有骨质增生，2例患者未出现骨质破坏区，只存在椎体异常信号，未有死骨形成。累及多个椎体或相邻椎体侵犯者，病变呈跳跃性特点，受累病变有正常椎体。增强扫描后，主要见骨质边缘破坏，椎体周围、椎管内肿胀等部位强化中度、明显，腰背部软组织肿胀。DWI技术检出病变椎体234个，急性期椎体病变区呈明显扩散受限，高信号。亚急性椎体为稍高信号，慢性期椎体为低信号。

2.4 布鲁杆菌性脊柱炎影像学表现情况

MRI技术对椎旁、腰大肌内、椎管内软组织影及腰背部软组织肿胀检出率高于CT，差异有统计学意义（P＜0.05），其余影像学表现比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 布鲁杆菌性脊柱炎影像学表现差异 例（%）

2.5 不同病变椎体急性期、亚急性期及慢性期疾病的ADC值

颈椎、胸椎、腰椎慢性期ADC值均低于急性期、亚急性期，差异有统计学意义（P＜0.05），急性期、亚急性期ADC值比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

表2 不同病变椎体急性期、亚急性期及慢性期疾病的ADC值 ×10-3mm2/S

3 讨论

脊柱是人体感染布鲁氏杆菌后主要侵犯部位，因椎体终板供血极为丰富，病菌感染并不断进展，故会首先侵犯椎体终板，早期病变区出现炎性水肿、软骨变性、坏死，后期炎性细胞浸润、软骨组织破坏及肉芽组织生长等，甚至会连累软骨下骨质及相邻椎间盘［8］。CT诊断布鲁杆菌性脊柱炎时，多见边缘骨质破坏，病变累及椎体缘1～2个，呈跳跃性分布。MRI诊断时，一般急性期病变椎体T1为低信号，T2为高信号，亚急性期及慢性期患者病变炎症反应逐渐减退，受侵犯椎体T1、T2信号多不均匀，疾病早期肉芽组织侵犯椎体，T1为低信号或稍低信号，T2为高信号［9］。DW I技术诊断可发现软骨组织水肿及软骨细胞破坏程度，根据ADC值反映软骨细胞及胶原纤维束结构，即能早期发现病变炎症程度［10］。本研究结果与吴朋等［11］研究无显著差异，DWI技术检出椎体异常信号占比率100%，且高于常规MRI、CT。在病变影像学特点方面，MRI技术对椎旁、腰大肌内、椎管内软组织影及腰背部软组织肿胀检出率高于CT。因此，采用DWI技术、MRI技术诊断布鲁杆菌性脊柱炎，具有较高的诊断价值。由于DWI技术能直观发现椎体病变、反映骨髓水肿程度，并根据DWI信号改变，能发现病灶活性、病变分期，以此提高布鲁杆菌性脊柱炎病变椎体检出率［12］。

DWI技术诊断布鲁杆菌性脊柱炎时，可检查到活体内水分子扩散运动，发现早期细微结构变化，根据ADC值进行量化分析。ADC值是反映水分子扩散能力以及扩散阻力整体情况，水分子扩散运动能力越高，ADC值越明显［13］。本研究中，颈椎、胸椎、腰椎慢性期ADC值均低于急性期、亚急性期，急性期、亚急性期ADC值比较具有可比性。结果显示疾病发生急性期、亚急性期，病变程度严重、炎性反应明显，此时ADC值明显增加。通常患者早期ADC值升高，说明脊柱椎体血管源性水肿，水分子扩散强，ADC值随之升高；后期炎症反应下降，炎性水肿逐渐减轻，此时水分子扩散受阻，ADC值逐渐下降［14］。同时，急性期病变软骨细胞活性变性，阻断其活性变化，造成细胞缺氧，影响细胞内、外离子通道交换，导致软骨细胞出现变性坏死。而且血源性水肿，会改变胶原纤维水分子扩散运动，导致急性期ADC值升高。亚急性期炎性细胞水肿逐渐减轻，局部组织增殖、修复，各向异性缓慢修复，使ADC值减低。疾病在发生3～6个月时，软骨细胞变性坏死，病变区域逐渐扩散，同时软骨细胞的不断修复及再生，相应限制胶原纤维束的水分子运动，使ADC值逐渐下降，并趋于正常值［15］。

本研究存在局限性，临床诊断布鲁杆菌性脊柱炎时，并未区分该病与其他脊柱疾病，例如脊柱结核之间的差异，两者之间的疾病影像特点有一定差异，但实际工作中，两者的影像表现有许多相似地方，使诊断及鉴别有差异，仍需研究开展两者之间的差异比较，同时研究样本量少，对椎间盘改变状况需进一步明确，加之DWI技术选用b值是否为最优化，需进一步研究。

综上所述，磁共振扩散加权成像对布鲁杆菌性脊柱炎有一定检出价值，DWI表现特征性明显，对鉴别疾病严重程度有积极应用意义，提供病理生理学变化及病变预测信息，为本病的诊治提供合理的参考信息。