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三、磁共振成像在结核病诊断中的应用
(一)磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)在脊柱结核诊断中的应用
脊椎结核主要由结核分枝杆菌通过血行播散至脊椎而引起,少数由肺结核、椎前或椎旁淋巴结结核直接侵犯导致,极少部分通过脑脊液播散引起。由于MRI对组织中水含量和蛋白含量的变化非常敏感,故MRI对脊椎结核的诊断具有很高的敏感度和特异度,特别是在评价硬膜外间隙和脊髓等椎管内结构方面,MRI是唯一可靠的非侵袭性影像学方法。典型脊椎结核的影像表现为相邻椎体骨质破坏,椎间盘破坏,椎间隙狭窄或消失,椎旁脓肿形成。既往文献认为椎体终板破坏、椎旁软组织形成及椎间盘在T 2加权像(T 2 weighted imaging,T 2WI)上呈高信号为3个敏感度和特异度较高的脊椎结核的MRI征象,但实际上病变椎体信号有时较复杂 [28],因除骨质破坏外,尚有充血、水肿等情况,大多在T 1加权像(T 1 weighted imaging,T 1WI)上呈混杂低信号或均匀低信号,在T 2WI上表现多呈混杂高信号,部分呈均匀高信号;而病灶内死骨和椎体边缘增生硬化的骨质可使T 1WI、T 2WI信号明显不均匀;脂肪抑制T 2WI由于抑制了骨髓内脂肪信号,因而对病变显示清楚;增强后骨质破坏区多呈不均匀强化,周边强化较明显。椎间隙狭窄或消失是椎间盘破坏的表现,当邻近椎体受累,椎间盘可能失去营养而继发性受累;病变早期椎间盘在T 1WI上呈低信号,在T 2WI上信号增高,随着病变进展,椎间盘破坏,髓核突入椎体或消失,在T 2WI上呈不均匀略高信号或高低混杂信号,与相邻椎体分界不清,增强后有不均匀强化或无强化;椎旁软组织影常见于结核性肉芽肿和冷脓肿。其范围、大小不一,常跨椎体生长。典型的脊椎结核多有冷脓肿形成,在T 1WI上呈不均匀的等信号或低信号,在T 2WI上呈混杂信号或均匀高信号,增强扫描冷脓肿壁可见强化,边界显示更清楚。MRI上可显示脓肿范围、程度,尤其在与肿瘤引起的软组织病变鉴别方面可发挥重要作用。脓肿在T 1WI上多呈低信号,T 2WI上呈高信号。T 1WI强化后为弱高信号,而脓肿内部为低信号改变。恶性肿瘤引起的软组织肿块由于内部血运丰富,T 2WI强化后呈高信号改变,可用于结核性冷脓肿与肿瘤软组织肿块的鉴别诊断 [29]。
随着结核分枝杆菌的变异和重组、人们生活水平的提高和免疫力的增强等原因造成了不典型脊柱结核的产生,给临床诊治带来挑战。当MRI表现不典型时,容易造成临床上普通非特异性脊椎炎和一部分肿瘤性病变同结核性脊椎炎混淆,因此仔细分析MRI影像学上病变特点包括形态、信号细微差异,总结其特征及鉴别点,结合临床资料及实验室检查,可以提高对相关疾病的认识,减少误诊 [30]。甄平等 [31]收集45例成人非典型性脊柱结核探讨其影像学分型与表现形式,结果显示非典型性脊柱结核的影像学分型包括:单椎体型(9例),MRI T 2WI示单一椎体病灶呈不均匀高信号,CT扫描示老年人病变椎体以虫蚀样、溶骨性破坏为主,青年人病变椎体内呈单个均匀透光的圆形溶骨性骨质破坏区;单脊椎椎体附件型(2例),MRI T 2WI示椎体附件呈高信号改变,CT扫描示椎板及椎弓根呈虫蚀样骨质破坏;单脊椎全椎骨型(8例),CT扫描示单脊椎的椎体及附件均呈虫蚀样广泛骨质破坏;椎间盘型结核(5例),MRI示椎间盘信号减低,团状的椎间盘组织突入椎管压迫脊髓;多发性相邻型脊柱结核(14例),螺旋CT示多个相邻椎体虫蚀样骨质破坏;多发性非相邻型(跳跃型)脊柱结核(7例),MRI示非相邻多个椎体在T 2WI上呈现椎体骨质结构破坏的混杂信号,其中个别病例T 2WI示高信号的椎旁脓肿通过流注方式波及多个非相邻椎体,作者认为虫蚀样骨质破坏、骨髓水肿、前和(或)后纵韧带高信号等影像学改变均为非典型性脊柱结核影像学的特征性表现。
由于脊柱结核治疗不及时可导致椎体严重破坏、脊柱畸形和神经损害等,正确诊断、及时有效的早期治疗可减少致残率,所以早期诊断和治疗显得尤为重要。MRI在早期炎性水肿期就能有异常表现,尤其磁共振扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)是对水分子运动敏感的成像技术,可以从分子水平定量的角度对疾病诊断提供一定信息更加显示其优势。刘晓晨 [32]等通过建立兔脊柱结核病模型进行实验研究,建立29只实验组兔脊柱结核动物模型后,在手术后4周、8周分别采用常规MRI扫描及MRI-DWI扫描,观察结果显示手术造模后第4周见实验组8只兔L 5椎体上缘有轻微骨质破坏,矢状位上显示T 1WI低信号及T 2WI混杂高信号改变,L 5椎体形态欠规则,L 5~L 6椎间盘信号在T 1WI及T 2WI矢状上呈低信号改变,术后第8周可见实验组16只兔L 5椎体有明显骨质破坏,在矢状位上呈混杂长T 1长T 2信号,同层面矢状位示L 5椎体后方可见T 1WI呈高信号、T 2WI及T 2WI-SPIR呈混杂高信号的脓肿,T 2WISPIR示L 4~L 5、L 5~L 6椎间盘信号减低,椎管受压移位;实验中b值为600s/mm 2在DWI图像测得术后4周、8周实验组病变椎体与对照组椎体、正常椎体的表观弥散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)值差别较大,差别均有统计学意义,病变椎体的ADC值明显高于对照组椎体和正常椎体;b值为800s/mm 2DWI图像病变椎体显示不清,无法测量ADC值;随着b值的增加,所获图像信噪比逐渐减低,图像质量逐渐变差,伪影增多,所得到的ADC值稳定性较差,因此在临床应用中注意选择适当的b值。把常规MRI扫描与DWI扫描相结合可以更好地做到对早期脊柱结核的早发现、早诊断、早治疗。
(二)MRI在颅内结核诊断中的应用
近年来结核病发病率呈上升趋势,颅内结核病亦随之增多,以结核性脑膜炎最为常见 [33],多数学者将直径数毫米至数厘米大小的脑实质结核病灶统称为结核瘤,且分为非成熟结核瘤和成熟结核瘤两种,并认为前者为非干酪性结核瘤,病理上为增生性结核结节,仅少数学者根据颅内结核结节的MRI成像特点分为肉芽肿型、干酪样型、脑膜炎型及弥漫粟粒型。过丽芳等 [32]通过观察颅内结核的MRI特点及抗结核治疗动态分析,认为上述按照结核病灶强化特点进行的分型虽然在一定程度上可以反映结核病变的病理改变和MRI特点,但与2.0cm或者1.0cm大小称为结核球(瘤)的病理解剖学定义相差甚远。此外,颅内结核病灶的形成,尤其是粟粒和多发性结节病灶,是结核病变血行播散性改变的特点之一,若均以结核球来进行描述,过于笼统,不能真正反映脑实质结核的病理变化特点。本研究资料显示,38例单纯脑实质结核均表现为大小不一的多发性结节,883个结节病灶中≤0.3cm的粟粒占47.9%,若累加<1.0cm的多发性结节则高达85.3%,上述分型显然难以解释这些粟粒病灶的影像特点。此外,本组资料中≥1.0cm病灶(可定义为结核球者)仅占14.7%,反之也足以说明以较少比例的类型来确定脑实质结核的分型是不适宜的;同时,36例动态MRI随访患者中,22例为表现为单纯脑实质结核。粟粒病灶、结节病灶及结核球治疗3个月病灶消失率分别为52.2%(59/113)、33.3%(33/99)和0,治疗6个月病灶消失率分别为87.6%(99/113)、50.5%(50/99)和18.2%(2/11);粟粒病灶在3及6个月时的病灶消失率明显高于结节病灶,差异有统计学意义(χ 2值分别为7.657、34.786,P值均<0.01);结核性脑膜炎10例吸收相对缓慢,本资料中治疗3个月尚未见脑膜病变完全吸收的病例。作者认为,按照脑实质结核病灶大小及分布分为粟粒型、多发结节型及结核球型较为客观,在一定程度上能够包括结核病变的不同病理阶段,可以将脑实质结核的MRI表现描述得更为完全。姜涛等 [34]对中枢神经系统感染性疾病患者脑脊液(CSF)常规以及MRI特点进行分析,以探讨其特点对中枢神经系统感染性疾病鉴别诊断的意义。MRI扫描结果显示MRI异常患者76例,病毒性脑/脑膜炎、化脓性脑膜炎、结核性脑膜炎、隐球菌性脑膜炎感染患者的CSF压力、蛋白质、氯化物、糖、中性粒细胞含量、血中性粒细胞百分比不同,差异有统计学意义。逐步回归分析筛选出CSF压力、蛋白质、氯化物、血中性粒细胞百分比、有无MRI病灶5项指标建立判别函数,诊断的总准确率为59.1%。诊断结核性脑膜炎的敏感性、特异性和准确率分别为61.7%、80.6%和77.4%。作者认为,CSF压力、蛋白质、氯化物、血中性粒细胞百分比、有无MRI病灶对中枢神经系统感染性疾病的鉴别诊断最有意义,建立的判别函数对鉴别诊断具有一定价值,但临床上仍需病原学进行确诊。
(三)MRI在前列腺结核诊断中的应用
泌尿生殖系统结核中以肾结核最多见,前列腺结核患病率低,临床及影像医师常将其误诊为前列腺癌或前列腺炎,因此早期诊断具有重要意义。程悦等 [35]报道4例经穿刺活检病理证实的前列腺结核患者的MRI表现:①结节型:2例表现为中央带及外周带多发结节,结节直径4~18mm,结节呈多边形,边界清晰,边缘锐利,TWI呈等信号,T 2WI呈极低信号,与闭孔内肌信号相似。DWI及ADC上均呈稍低信号,其中1例在结节内见脓肿形成,DWI上呈明显高信号,同时累及右侧精囊腺、输尿管及附睾。②弥漫型:2例表现为中央带和(或)外周带多发片状异常信号,T 1WI呈等信号,T 2WI呈中等程度信号减低,与坐骨骨髓呈等信号,但高于肌肉。DWI呈稍高信号,ADC呈低信号,其中1例在中央带内可见脓肿形成,同时此例进行了磁共振波谱(MR spectroscopy,MRS)检查,T 2WI上中央带及外周带低信号区(Cho+Cre)/Cit比值处于正常范围。病理结果:显微镜下可见结核结节,包括上皮样细胞、朗格汉斯巨细胞及外周局部集聚的淋巴细胞,部分可见干酪样坏死,抗酸染色阳性。作者认为前列腺结核的MRI表现有一定特征性,主要分为结节型和弥漫型。结节型病变的特征为多形性形态及T 2WI上类似于肌肉的极低信号;弥漫型病变与前列腺癌的鉴别点在于T 2WI上的信号减低区MRS代谢正常,中央带及外周带常同时受累,伴有脓肿形成等。