DCE-MRI聯合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

(河北北方學院附屬第一醫院骨科,河北 張家口 075000)

布魯菌病是由于布氏桿菌感染所導致的,布氏桿菌主要通過皮膚黏膜破損處感染,據Kim等[1]研究結果顯示,每年布氏桿菌發病人數超過50萬。布魯菌病可導致患者出現高熱、乏力及關節痛等,同時布氏桿菌可侵襲脊柱引發布魯菌病脊柱炎(布病脊柱炎),破壞相鄰椎體邊緣骨質,使椎體形態發生形變,使患者出現下腰痛、僵硬,嚴重影響患者生活質量[2]。目前臨床對于布病脊柱炎主要采取影像學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,導致臨床對于布病脊柱炎診斷效能一般[3]。而MRI具有多參數成像、圖像清晰的優勢,其中動態對比增強(dynamic contrast-enhanced MRI,DCE-MRI)可對選定層面行多次T1加權成像,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及微循環變化,能夠有效診斷患者病情[4]。同時據李清泰等[5]研究結果顯示,DCE-MRI半定量,定量分析能夠有效診斷強直性脊柱炎骶髂關節病變。鑒于此,本研究著重分析DCE-MRI聯合CT對布病脊柱炎診斷價值?，F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月河北北方學院附屬第一醫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20～24,平均22.30±0.57;臨床表現:活動受限42例,發熱51例,下肢放射痛17例?；颊呋蚣覍僖押炇鹬橥鈺?。

1.2入選標準 納入標準:①近期有牛、羊接觸史或食用未經滅菌的羊肉史;②患者均表現為腰背間斷或持續疼痛;③年齡>18歲;④均接受病理學、CT及DCE-MRI檢查。排除標準: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,取患者關節液,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(西門子醫療系統有限公司,國械注進20203060324)先行常規椎體骨質完整結構的連續掃描,參數設為: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,將重建數據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MAGNETOM Prisma(西門子醫療系統有限公司,國械注進20193061576),先使用全脊柱相控陣面線圈行常規MRI,包括自旋回波序列、快速自旋回波序列及壓脂序列,T1加權成像:重復時間(repetition time,TR)500 ms,回波時間(echo time,TE)20 ms,層厚5 mm,層間距5 mm;T2加權成像:TR 4 000 ms,TE 150 ms,層厚5 mm,層間距5 mm。完成常規檢查后行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+(博萊科醫藥科技(上海)有限公司,國械注進20162063059)注射釓雙胺注射液(通用電氣藥業(上海)有限公司,規格:10 mL:2.87 g,國藥準字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數據處理及分析 選擇2名5年以上工作經驗醫師對患者CT圖像進行診斷,參照趙萬寅[7]研究,將CT表現為椎間隙、椎體密度減低或增高、椎間盤內真空、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:以距骶髂關鍵面向髂骨側0、0.5、1.0 cm選取2 mm2圓形感興趣區,逐層測量,取平均值,測量患者容積轉運常數(contrast transfer coefficient,Ktrans)、血管外細胞外容積分數(Ve)、血漿容積分數(Vp),并計算對比劑從血管外細胞外間隙返回至血漿速率常數(reflux constant,Kep)=Ktrans/Ve。聯合檢測=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統計學方法 應用SPSS 25.0統計軟件進行數據處理。計量資料采用獨立樣本t檢驗;計數資料采用χ2檢驗;采用Logistic回歸分析得到的概率預測值作為DCE-MRI診斷參數的聯合預測值,并得到預測分列表。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 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,均為結核性脊柱炎。

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

表1 2組DCE-MRI參數比較

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

表2 DCE-MRI、CT單獨及聯合對布病脊柱炎的診斷價值

2.4MRI、CT對布病脊柱炎影像學表現 MRI:80例患者經MRI檢查,椎體及椎間盤T1加權成像,呈均勻或不勻均稍低信號,T2加權成像者表現為混雜高信號,短時翻轉恢復序列呈較高信號影(圖1),其中37例,可見相鄰椎間隙變窄,脊髓明顯受壓,椎體相鄰面骨質增生、硬化,于T1加權成像中呈低信號(圖2);8例,可見腰大肌輕微椎旁腫脹,于T1加權成像中呈低信號,T2加權成像中呈稍高信號。CT:45例,可見椎間隙狹窄,椎體骨質密度增高,相應椎體終板骨質硬化、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序列表現更明顯,椎體、間盤、椎管內呈不均勻高信號,脊柱前方和椎管內可見薄而不規則增強的膿腫壁,局部馬尾神經受壓

3 討 論

據聶守民等[8]研究結果顯示,2020年陜西省布病脊柱炎發生率為2.80/10萬,好發于中青年,男性多于女性。同時據陰彥林等[9]研究結果顯示,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,導致患者脊柱、關節活動受限、疼痛,嚴重影響患者生活質量。因此盡早確診布病脊柱炎,展開相應治療,對改善患者生活質量有重要意義。目前臨床對于布病脊柱炎主要病理檢查及影像學檢查進行診斷,其中病理檢查需取患者病灶組織,屬于有創檢查,同時耗時較長,臨床應用具有一定局限性,同時不利于患者后續治療[10]。而影像學如CT,CT可利用三維重建技術,能夠立體、直觀的顯示布病脊柱炎患者骨結構及其形態特征,但布病脊柱炎主要由于布氏桿菌侵襲椎體血液循環及解剖結構微環境,通過不斷釋放內毒素,誘發變態反應,導致脊髓液滲出、增生及肉芽腫形成,病理表現以軟組織病變為主[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診斷方法之一,據Stal等[13]研究結果顯示,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,對于組織內水及蛋白質含量變化具有較高的敏感性,可提供詳細、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,可通過分析對比劑在血管內外分布情況,反應機體組織血流灌注情況,并進行定量反應,從而對疾病進行診斷[14]。據Hermann等[15]研究結果顯示,DCE-MRI在強直性脊柱炎骶髂關節病變診斷中取得較好成效。由此推測DCE-MRI聯合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皮細胞損傷程度,Ve能夠反應細胞壞死及密集程度。而本研究結果顯示,布病脊柱炎組Ktrans、Kep、Ve高于非布病脊柱炎組,并經Logistic回歸分析得到的概率預測值作為DCE-MRI診斷參數的聯合預測值,得到預測分列表,結果顯示,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,釋放內毒素,引發機體免疫反應,促進機體炎癥因子釋放,如腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α),據Kim等[16]研究結果顯示,TNF-α可通過信號轉到系統-核轉錄因子,誘導一氧化氮合酶表達,從而引發內皮細胞凋亡,損傷血管內皮功能,提升血管通透性,從而使Ktrans、Kep升高。同時據Wei等[17]研究結果顯示,骶髂關節炎患者使用TNF-α拮抗劑后,病變區域血管通透性降低,血液滲透到組織間隙減少。布氏桿菌引發的炎癥反應可對骨髓組織進行破壞,從而導致骨髓壞死,Ve水平增高,同時隨布病脊柱炎患者病情發展,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,導致脊髓缺血壞死,進一步促使Ve水平升高[18]。本研究結果還顯示,DCE-MRI聯合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多表現為小的骨質稀疏灶,并隨病情發展,骨質破壞呈邊緣明顯,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行診斷,從而提升診斷效能。

本研究的影像學結果顯示,MRI檢查顯示,布病脊柱炎患者椎體及椎間盤T1加權成像,呈均勻或不勻均稍低信號,T2加權成像者表現為混雜高信號,短時翻轉恢復序列呈較高信號影,部分患者可見相鄰椎間隙變窄、腰大肌輕微椎旁腫脹。而CT能夠發現布病脊柱炎患者椎間隙狹窄,椎體骨質密度增高,相應椎體終板骨質硬化、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,將兩者診斷結果相結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行診斷;②未延長研究時間,對患者治療前后病情變化進行評估。

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確診患者可采取聯合DCE-MRI方式提高診斷效能,盡早確診,展開相應治療,改善患者預后。