三、骨髓炎分期
(一)急性骨髓炎
急性骨髓炎7~21天X线片才能显示骨质破坏,而骨扫描和MRI能早期发现异常改变。婴儿和儿童急性骨髓炎最早的X线表现,是干骺端周围深部的局限性软组织肿胀,软组织间隙消失和肌肉肿胀,可以扩散累及浅表肌肉和皮下组织,X线片可以发现异常,但超声检查显示更佳,影像学发现骨异常程度晚于病理改变。
X线片显示发育成熟骨的骨骺、干骺端或骨干的破坏灶,为边界不清的低密度区,也可见骨内膜扇贝样、皮质内透亮区或管状、骨膜下边界不清的骨缺损,通常伴有轻度骨膜炎,但X线和超声检查发现未发育成熟骨的骨膜反应更加明显。
多数急性骨髓炎,结合临床表现、实验室和影像学检查能够明确诊断,早期制订治疗计划。未治疗的急性血源性骨髓炎血培养仅50%为阳性,但血培养阳性可不必行骨穿刺活检,儿童血培养阳性率低于成年人。
有时急性骨髓炎的临床表现不典型,病理和影像学检查也不能明确诊断。嗜酸性肉芽肿和尤因肉瘤、骨肉瘤等骨肿瘤和急性骨髓炎类似,临床表现和发病年龄相似,患者急性发病,临床表现和实验室检查为感染表现,患肢出现红、肿、痛,X线片表现也相似,可见边界不清的骨质溶解、骨膜反应和软组织改变。比较而言,尤因肉瘤的骨膜反应更加不规则,软组织肿块更加明显。
(二)亚急性骨髓炎
急性期后骨髓炎逐渐局限,典型表现是Brodie脓肿,致病菌通常为金黄色葡萄球菌,由于致病菌毒力减低或机体的免疫力提高,感染局限形成脓肿,好发于男性青少年胫骨远端的干骺端。脓肿壁内衬肉芽组织,周围为硬化的骨松质,X线片上表现为有硬化边的透亮区。
中央脓腔T1WI上为低信号,T2WI和STIR上为高信号。脓肿壁的肉芽组织形成内环,T1W1和质子密度像上信号稍高于脓腔,增强后明显强化,T2WI上难以与高信号的脓液鉴别。
增强扫描是诊断或排除骨和软组织脓肿唯一可靠的检查方法,93%患者可见纤维性反应和硬化的脓肿外环,T1WI、T2WI上均为低信号。周围的晕环为骨髓水肿和炎症反应,T1WI上为低信号,T2WI和STIR上为高信号。亚急性骨髓炎可见半影征,而肿瘤无此征象,为脓肿和硬化骨之间的过渡区,T2WI上为高信号,增强后可见强化。软组织脓肿内的低信号为气体或细胞碎片。
皮质内的小脓肿难以与骨样骨瘤鉴别,骨样骨瘤中心的瘤巢增强扫描后有强化,而死骨没有强化,所有MRI序列上死骨均为低信号。脓肿可见半影征,但T2WI上显示明显高信号的炎症反应,有助于诊断骨样骨瘤。
(三)慢性骨髓炎
亚急性期Brodie脓肿后演变为慢性骨髓炎,是由于急性骨髓炎治疗不及时或治疗不当发展而来,发生于15%~30%的患者。
骨髓炎的亚急性期和慢性期,病变皮质周围形成大量的骨膜骨,与受累骨髓内丰富的海绵状骨小梁有关,部分为治疗反应。骨膜骨导致广泛骨重塑,X线片上表现为轮廓不规则的高密度影,硬化区内常见囊变和死骨。
X线片能诊断慢性骨髓炎,但仅9%患者可见死骨,连续随访观察敏感性增加至14%,特异性为70%。CT显示死骨、骨髓钙化和皮质破坏优于X线片和MRI,与MRI联合应用诊断价值更大。MR所有序列上死骨均表现为低信号,增强后无强化。窦道和凄管在T.WI上为曲线状的高信号,增强后强化。MRI是帮助外科脓肿引流的重要检查手段。
鉴别慢性骨髓炎是否处于活动期非常困难,广泛骨重塑和骨硬化可以掩盖活动性的改变。X线片上新发的骨质破坏、细线状骨膜炎和死骨形成提示骨髓炎复发,CT和MRI检查发现脓肿和死骨形成也提示处于活动期,PET的初步研究显示很有前景,检测重塑骨感染的敏感性为%,特异性为92%,而且矫形外科装置不会影响其准确性。
四、术后骨感染
骨折内固定术、椎间盘手术、关节成形术和各种重建手术,可合并感染或化脓性关节炎,由于伴有组织损伤、术前预防性用药对致病菌的抑制或致病菌低毒性,可掩盖感染的症状,常导致诊断不及时。结构完整的骨感染,其炎性渗出物引起髓内压增高,导致广泛缺血和骨坏死,而术后骨感染不会发生压力增高,因为手术已经进行解压,炎症反应(包括骨膜新骨形成和死骨)并不常见。胫骨和股骨是内固定术后常见的感染部位,关节成形术后感染多发生于髋和膝关节。联合应用X线片、骨扫描、关节造影和关节穿刺抽吸术有助于明确诊断,可见骨和软骨破坏增多、骨膜炎、软组织肿胀和假体周围增大的透亮区。
五、糖尿病足骨髓炎
糖尿病足骨髓炎的早期诊断尤为重要,可以防止疾病进一步进展,减少截肢率。糖尿病血管和神经病变导致组织缺氧和知觉丧失,发生反复外伤和肌肉萎缩,从而引起广泛骨质减少、骨质吸收和断裂,并发足畸形。缺血容易引起足部皮肤溃疡,高血糖为细菌繁殖提供良好环境,导致邻近骨发生骨髓炎。溃疡多发生在畸形足骨突起上方受压迫的部位,最常见于跖骨头(主要是第1和第5);其他部位包括趾骨尖、趾间关节、跟骨和踝骨上方。溃疡好发于前足部,1/5发生于后足部。骨髓炎的发生部位常邻近皮肤溃疡,由于软组织感染侵犯引起。
糖尿病骨髓炎患者有1/3患化脓性关节炎引主要累及第1和第5跖趾关节。
X线片是诊断足骨髓炎的首选影像学检查,但敏感性差。软组织感染和溃疡导致邻近骨局灶性溶解、皮质破坏,高度提示骨髓炎,但骨质减少、高密度碎骨片和骨膜反应不是骨髓炎的特异性表现,也可见于继发性神经性关节病,诊断敏感性为52%~93%,特异性为50%~74%。骨扫描诊断骨髓炎的敏感性为85%~93%,特异性为43%~54%。神经性关节病尤其发生于足中部和足后部;继发于软组织感染的蜂窝织炎和骨膜炎,骨扫描检查的假阳性较高。In标记白细胞闪烁显像的诊断特异性高(78%),常用于神经性关节病患者的骨髓炎诊断。MRI是诊断骨髓炎最敏感(接近%)的影像学检查方法,且有很高特异性(81%)。T1WI上骨髓正常高信号的脂肪被低信号的感染取代;T2WI和STIR上由于水肿而表现为高信号,STIR序列敏感性(96%)和阴性预测值(94%)最高,可用来筛选可疑的骨髓炎患者,脂肪抑制T1WI增强扫描可见脓肿特有的环形强化;骨折、肿瘤、炎性关节炎、神经性关节病和其他术后改变等可见弥漫强化;但脂肪抑制T1WI增强扫描对诊断骨髓炎的特异性最高(88%)。糖尿病足骨髓炎的主要征象没有特异性,与骨折、神经性关节病、技术因素如脂肪抑制不均匀(由于足部骨的容积磁化率和叠加效应所致)有相同或相似的表现,因此难以诊断,但MRI上有些表现能提示诊断,均为继发性改变,包括蜂窝织炎、软组织肿块、软组织脓肿、窦道和皮质破坏,这些表现有助于明确诊断,其中发现窦道、皮肤溃疡和皮质破坏对诊断骨髓炎的阳性预测值最高。
MRI容易显示软组织、关节、腱鞘内的溃疡、水肿和积液,骨髓炎的MRI表现通常无特异性,需要结合临床和其他影像学检查。神经性关节病几乎可见所有的骨髓炎征象,除了脓肿、足部局灶溃疡、皮质破坏处的高信号。通常T1WI和T2WI上骨髓内均呈低信号,提示骨硬化。糖尿病患者由于血供受损,有时可掩盖骨髓炎和脓肿病变。增强MRI对显示无强化区很重要,与坏死和坏疽,发生于1/4的足感染患者,这有助于外科手术前制订治疗方案,尽可能减少对非感染组织的损伤。
患者急性期X线片诊断,早期应用抗生素治疗,可避免应用更多的影像学检查;糖尿病足广泛神经性关节病可应用In标记白细胞闪烁显像,这些检查可用于卫生资源缺乏的情况。
MRI检查虽然价格昂贵,但是诊断糖尿病足最有效、性价比最高的方法。
六、化脓性关节炎
化脓性关节炎来源于血行播散、邻近的骨髓炎或外伤后直接种植,金黄色葡萄球菌是最常见的致病菌,常见于新生儿,侵犯髋、膝和距小腿关节。
没有特异性的影像学检查能够早期除外化脓性关节炎,因此需要进行鉴别诊断时,应立即行关节腔穿刺。
化脓性关节炎是致残性疾病,只有及时诊断才能防止发生关节损伤。诊断不及时会导致软骨快速破坏,与中性粒细胞、滑膜细胞和细菌产生的酶作用有关。细菌感染导致滑膜水肿、肥厚,由于关节渗出液和软组织肿胀,X线片可见大量积液;随后可见关节间隙变窄,边缘和中央的软骨缺损,关节充血在X线片上表现为骨质减少;最后发生软骨下塌陷和关节强直,典型化脓性关节炎邻近骨发生骨膜炎,而关节结核表现为关节边缘骨侵蚀和骨质疏松,但关节间隙存在。
MRI能显示滑膜增厚、外翻和强化改变,与炎性血管壁的通透性增加、滑膜周围水肿和关节渗出液有关。
七、结论
通常骨髓炎的诊断比较明确,但临床和影像学表现可能不一致,即使影像技术不断进展,有时仍然不能明确诊断,尤其是有合并症情况,如糖尿病足并发骨髓炎。很好地理解疾病的病理生理过程,紧密联系放射和病理学表现,能明显提高诊断的信心和准确性(组织学检查结果由PancrasHogendoorn提供)。
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