这周分享一篇经典的脊柱感染综述

ImagingofSpineInfection

FelixE.Diehn,MD

KEYWORDS：Spineinfection;Pyogenicspondylodiscitis;Pyogenic;Granulomatous;Epiduralabscess;Facetitis;Pyomyositis

要点：

1.脊柱感染正在增加，放射科医生在图像解释和图像引导下取样中起着关键作用。

2.磁共振成像是脊柱感染成像的首选方法。

3.化脓性椎间盘炎通常以椎间盘间隙为中心，在可能的情况下，影像学上应与1型Modic样终板病变鉴别。

4.脊髓硬膜外脓肿和罕见的硬膜下脓肿是急症。

5.结核性脊柱炎可在化脓性椎间盘炎的基础上的几个特点的影像学特点。

本文就硬脊膜外感染的影像学及相关临床资料作一综述。放射科医师在诊断脊柱感染方面起着重要作用。由于人口老龄化和更多的全球流动,增加诱发共病因素如糖尿病和静脉注射毒品,脊柱内固定装置的增加,脊柱感染意识的提高,增加使用诊断性能先进的成像系统的使用,脊柱感染的发生率和诊断的频率增加。尽管它们相对罕见，但它们在临床上很重要，因为它们可能危及生命，而且因为早期诊断可改善预后。重点是化脓性椎间盘炎，在常规临床实践中遇到的最常见的脊柱感染类型。硬膜外脓肿和硬膜下脓肿、小关节感染和化脓性肌炎的典型化脓性条件也被讨论。非化脓性，肉芽肿感染也被讨论。重点强调核磁共振成像(MRI)的作用，因为它通常是这些实体最敏感和具体的诊断方式。强调放射科医师在实施微创取样过程中的作用。除硬膜下(硬膜内)脓肿外，不考虑脊髓、脊神经根和脊膜的感染和炎症情况。极其罕见的脊柱寄生虫感染也不在本文的讨论范围之内。这些情况的成像已经在其他地方进行了综述，包括最近的本刊。

化脓性椎间盘炎的背景

化脓性椎间盘炎是一种骨性脊柱，椎间盘，和/或硬脊膜外的韧带的细菌感染。化脓性椎间盘炎最常见的病因是远处感染的血行播散。这通常是通过动脉途径，虽然也涉及到椎旁静脉丛。尿路感染是最常见的罪魁祸首。其他病因包括直接接种，如术后环境、椎间盘造影和治疗性脊髓注射和相邻感染部位的连续传播。感染通常是未知的。金黄色葡萄球菌是最常见的致病微生物，在多项研究中至少占三分之一的病例。五六十岁的糖尿病患者常发病，男性多见。其他诱发因素包括慢性疾病，如肾功能衰竭和肝硬化，其他免疫抑制状态，以及静脉用药。

在临床上，化脓性椎间盘炎的患者常常面临诊断难题，因为其表现可能是微妙的、隐匿的和非特异性的。时间进程可以从急性到慢性。典型的病人表现为局限性背痛，常伴有肌肉痉挛和触诊触痛。可能会有有限的活动范围，神经缺陷，体重减轻和不适。发烧是相对常见的，但不一致的存在。症状往往是进行性的，因为该病往往在病程较晚时才诊断出来，甚至在症状出现后几个月才诊断出来。虽然血沉(ESR)和c反应蛋白(CRP)经常升高，但实验室评估并不可靠。白细胞增多较少见。

影像学评估

一旦决定对背痛患者进行脊柱成像，x线片应该是获得的第一个成像模式。然而，众所周知，x线片对椎间盘炎骨髓炎不敏感，尤其是在疾病的早期。事实上，在感染后的几周内，它们可能会保持正常。因此，诸如终板不规则/破坏、椎间盘间隙高度丢失、椎旁膨出或软组织平面丢失等发现通常滞后于临床进展。但是，由于该病通常早期不能诊断，有时在诊断前数月就出现症状，因此x线片可能是有用的，而且通常是阳性的(图1A,B)。在最近的一次系统回顾中，x线片显示89%的病例有异常表现。慢性期表现包括终板硬化和受累间隙的强直。

图1：化脓性椎间盘炎。一名88岁男子，背部疼痛1个月，表现为发烧和大肠杆菌菌血症。正位(A)和侧位(B)站片显示T12-L1椎间盘间隙高度的非特异性损失(箭头)。x光片相对不敏感。即使有了这些发现，比如在这个例子中，它们也不是特定的。(C)T2加权矢状面MRI显示T12-L1椎间盘间隙狭窄，T2高信号。注意相邻椎体骨髓相对缺乏明显T2高信号。(D)T2加权脂肪抑制矢状面MRI显示T12和L1椎体异常T2高信号更为明显。(E)T1加权矢状面MRI显示T12和L1椎体T1低信号，以T12-L1椎间隙为中心，在相对的终板有保留。这种骨髓T1低密度在椎间盘炎中是一种高度恒定的发现。(F)增强、脂肪饱和T1加权矢状面MRI显示椎体骨髓异常信号相应的强烈增强。轻度椎间盘间隙强化和轻度腹侧硬膜外(白色箭头)和椎旁前强化(黑色箭头)是明显的。(G)椎体后增强、T12椎体下段脂肪饱和T1加权轴向MRI证实椎体(黑色三角形)、腹侧硬膜外(白色箭头)和椎旁增强(黑色箭头)。在本例中，硬膜外和椎旁强化表现为这些间隙的炎症/痰和/或静脉充盈，没有离散的脓肿形成。

MRI是最有用的脊柱感染影像学检查方法，化脓性椎间盘炎的发现已在文章中得到很好的描述和综述(见图1C-G;2A-F,H-L,3C,D;专栏1)。当临床怀疑存在时，筛查研究应评估整个神经轴。在MRI上，脂肪抑制T2加权序列是有用的，增强后T1加权成像应包括脂肪抑制，以增加显着性的发现。在典型的疾病中，感染开始于干骺端椎体的前部，然后扩散，常累及椎间盘和邻近的椎体。骨髓受累表现为一种水肿型异常(T1低信号，T2高信号和相对应的增强)，在感染水平沿终板最典型。一些作者发现，骨髓T1低信号和增强比骨髓T2高信号更常见。终板腐蚀，并在后期，可能存在椎体破坏。椎间盘受累表现为T2高信号，椎间盘间隙高度降低，正常T2低信号核内裂消失，强化。所涉及椎间盘的强化模式是高度可变的。受累的椎旁软组织可能表现为增强的水肿型异常(见图1G、2E、F和K、L)或平滑脓肿(T1低信号、T2高强度积液伴周围对比增强)。总的来说，已经被证明对化脓性椎间盘炎的诊断具有特别高的敏感性的发现包括椎旁或硬膜外炎症、椎体T1低信号、椎间盘间隙T2高信号和椎间盘间隙增强。相反，敏感性较低的发现包括椎间盘T1低信号和高度损失。放射科医生应仔细检查化脓性椎间盘炎是否存在硬膜外脓肿。硬膜外脓肿有较高的发病率和死亡率，尤其是当治疗延迟。注意，这个感染的子部位也可能主要涉及其他部位的感染(如小关节、椎旁区域或腹膜后)或肉芽肿性感染。硬膜外脓肿，包括MRI的发现，将在后面的章节中更详细地讨论。

基于MRI的化脓性椎间盘炎的诊断并不总是简单明了的。事实上，化脓性椎间盘炎可能有非典型的表现，包括:在病程早期缺乏预期的信号异常和终板侵蚀性改变(见图2)，单个椎体受累，1个椎体和1个椎间盘受累，2个相邻椎体受累而没有中间的椎间盘受累。偶尔，椎体骨髓炎可表现为单发或多发的离散性，强化脊柱骨性病变而无可疑的椎间盘异常，类似转移性疾病。此外，当临床信息对放射科医生没有帮助或无法获得时，对可疑病例的自信诊断解释可能会很困难。

虽然MRI是化脓性椎间盘炎影像学的选择，但它也不是没有缺点。常规随访不推荐MRI检查。它可能落后于临床情况，无论是在发病时还是病情改善时(见图2)。几项研究表明，尽管临床有所改善，MRI的表现仍可能恶化。异常的MRI表现，尤其是涉及到的骨头和椎间盘，而椎旁软组织的异常较少，可能在抗生素治疗的最初4-8周甚至在临床治愈后的几个月仍然存在。因此，MRI在以下抗生素治疗临床改善的患者中并不是特别有用。一项研究表明，4到8周的核磁共振成像可能对没有临床或炎症生物标志物改善证据的患者有帮助。在MRI随访中，与愈合相关的一个迹象是骨髓T1高信号的病灶发展(见图2)。这被认为与脂肪替代愈合，以前不正常的骨髓相符合。

图2：化脓性椎间盘炎的MRI缺陷:(1)最初的发现可能很微妙，特别是在早期和/或胶片边缘，如果只有一节脊柱成像，并且(2)MRI的发现的演变往往与临床改善不一致。一位57岁的男性因急性腰背痛而接受腰椎核磁共振检查。初始腰椎MRI(A)增强后脂肪抑制矢状位T1加权MRI图像为阴性。回顾性分析，在图像的角落处，T11-12处腹侧硬膜外间隙有细微的增厚和增强(白色箭头)，而T12上终板下方的增厚和增强不明显(黑色箭头)。4天后，行胸椎MRI:矢状面T2加权(B)增强后、脂肪抑制T1加权矢状面(C、D)和轴向(E)T11下终板、(F)T12上终板MR图像。腹侧硬膜外增厚和增强兼容蜂窝织炎和发展得到了明确的论证(白色箭头C,E,F)。椎间盘T2高信号和增强明显(块白色箭头B和D)。椎旁炎症存在(黑箭头E,F)。C臂引导椎间盘穿刺进行活检(G)摩根氏菌属,革兰氏阴性杆。尽管经药物治疗后临床症状有明显改善，包括症状改善和炎症标志物正常化，但5周后的随访MRI通常显示如下进展:矢状面T2加权(H)、增强后脂肪抑制T1加权矢状面(I,J)和轴向(K)T11下终板，(L)T12上终板MR图像。椎间盘高度减低有增加的趋势和终板侵蚀,T2高信号(H)和增强(I,J)的椎间盘和邻近终板(白色箭头在H-J),椎体的增强(黑箭头K,L)和椎旁炎症(黑箭头K,L)。然而,硬膜外增厚和增强有所改善(白色箭头在我,K,L)。一些研究表明软组织的发现在椎间盘和骨的发现之前提前出现,但MRI通常对临床症状正在改善的随访患者无效。9个月后MRI随访(M)矢状面T1加权MR图像显示骨髓T1间隙高信号(白色箭头)，与愈合、脂肪替代骨髓相对应。注意弥漫性骨髓T1低信号，这与患者已知的非霍奇金淋巴瘤和/或其治疗有关。

MRI在术后感染的判断上也具有挑战性。术后椎间盘炎和/或骨髓炎是腰椎手术后比较少见的并发症。在这种情况下，MRI的可靠性较低，因为即使是正常的术后脊柱也可能显示椎间盘或终板信号的变化/增强。MRI至少在术后6个月才能可靠区分病理和预期的术后进展。一项可能提示椎间盘切除术后改变而不是感染的发现是在椎间盘间隙有两个平行的薄的强化带;这与感染时常见的无定形强化形成对比。椎旁强化支持感染的诊断，而没有强化、水肿型终板改变或椎间盘间隙强化则不太可能发生感染。

计算机断层摄影术(CT)比放射线摄影术更灵敏，因为它有更好的解剖分辨率。它可以显示许多与x线片甚至核磁共振成像相同的结果，特别是当静脉对比被用来更好地评估软组织时。在MRI禁忌症、不可用或模棱两可的情况下尤其有用。作者年代的经验,尤其可以帮助确认怀疑先有退行性变化(老年性)椎间盘改变的、病人活检排除感染的患者(图4)。通常,仔细审查的CT(和任何可用之前成像)可能揭示先有老年性椎间盘变化的证据,如盘空间真空现象,这可能排除活检的需要。图像引导活检将进一步讨论，但在这里应该注意的是，执行这样的活检并不是没有风险。侵入性手术有其固有的风险和成本，也许更重要的是，活检取样的不完全敏感性，如果是阴性，临床医生至少有义务考虑再次活检。

这主要是因为其空间分辨率有限，检查时间长，MRI的可用性高，空间分辨率高，诊断性能好。作者选择的核研究中心是99mtechnetium-亚甲基二膦酸盐和67镓-柠檬酸闪烁序列。研究中镓(炎症检测)的摄取大于锝(代谢检测)的摄取在解剖学上是不一致的，这是对椎间盘炎最准确的发现。作者中心选择的适应症包括MRI禁忌症患者;MRI和CT是模棱两可的;疑似多灶性传染病;或者临床怀疑很高但MRI是阴性的。短期随访MRI也可能对后一种情况有帮助。

图3：一名46岁妇女因跌倒后背痛而接受腰椎x线片检查。侧位x线片(A)显示L4-5处椎间盘空间真空现象。3周后，她的背部疼痛加剧。侧位x线片(B)示:无真空征，终板不规则，L4-5椎间盘明显间隙增宽，怀疑为椎间盘炎。矢状位脂肪抑制T2(C)和T1增强后(D)MRI显示椎间盘炎，T2高信号，周围充满液体，强化椎间盘间隙，L4和L5椎体水肿，腹侧硬膜外和椎旁黏痰/炎症。经透视引导的椎间盘液抽吸(未显示)为阴性，但患者曾服用抗生素。考虑到影像学表现、临床特征(包括ESR和CRP升高)和危险因素(包括病态肥胖和活动性细菌性外中耳炎)，她在临床上被推定为化脓性椎间盘炎并接受了治疗。(感谢MD.K.Schwartz)

鉴别诊断

Modic1型改变的特征是临近退变椎间盘的椎体终板出现水肿型(T1低信号，T2高信号异常)信号异常，至少部分患者与疼痛相关。如果给予增强造影剂，这些异常信号的区域，偶尔也包括椎间盘本身，可能会增强。如果椎间盘突出与椎间盘变性有关，椎间盘周围可能有一些强化，这可能与硬膜外麻醉混淆(见图4)。这一区别在临床信息不支持的情况下尤其具有挑战性，例如在一个非住院病人中。Modic1型改变的特征是临近退变椎间盘的椎体终板出现水肿型(T1低波型，T2高信号异常)信号异常，至少部分患者与疼痛相关。如果给予增强造影剂，这些异常信号的区域，偶尔也包括椎间盘本身，可能会增强。如果椎间盘突出与椎间盘变性有关，椎间盘周围可能有一些强化，这可能与硬膜外麻醉混淆(见图4C,D)。

图4：假性化脓性椎间盘炎，和CT的用途:伴有Modic1型终板改变和椎间盘突出的晚期退变性椎间盘疾病。一位六十六岁的妇女，因背部疼痛增加，病理确认为椎间盘炎并对其进行了治疗。L2-3在神经放射学服务中心进行活组织检查。但是，我们对MRI的外部表现进行了回顾:矢状面脂肪抑制型T2加权像(A)、矢状面T1加权像(B)、增强后矢状面(C)和轴向(D)T1加权像以及冠状面T2加权像(E)。在狭窄的L2-3间隙周围可见T2高信号，T1低信号，水肿型增强骨髓信号异常(C,E中的黑色箭头)。椎间盘间隙T2信号与其他水平相似(A,E中白色箭头)，未见椎间盘间隙增强。然而,左腹侧硬膜外空间异常信号存在,T2像上比椎间盘高信号(在一块白色箭头)和轻微增强(白色箭头C,D)。这是一个假性硬膜外脓肿信号,但可疑椎间盘挤压是由于晚期退行性椎间盘疾病与ModicI型变化。进行CT扫描:矢状面(F)和冠状面(G)重建无对比图像。椎间盘间隙高度减少，广泛的退变性椎间盘间隙真空现象(黑色箭头)，伴有腰2-3处终板下硬化改变和增生(白色箭头)，这些都偏于左侧，位于凸出的右腰部曲线的内侧面。脱出的椎间盘也含有少量的气体(在F中白色箭头)。注意缺少侵蚀端板的变化。实验室评估证实炎症指标正常。因此没有进行活检;这样的程序并非没有风险和成本。(作者:K.蒂伦，医学博士)

除了缺乏支持感染的临床特征外，一些影像学特征可能有助于区分Modic1型改变和化脓性椎间盘炎(见表1;表1).通常情况下，与Modic1型改变相关的椎间盘变性表现为T2低信号/缺乏T2高信号，与通常在椎间盘炎中见到的高信号相反。然而，情况并非总是如此，因为严重退化的椎间盘可能是T2高信号，甚至对流体信号等强。其他有用的MRI特征包括:随着时间的推移，椎旁或硬膜外病变减少，椎间盘或终板未见强化，终板未见破坏性改变，椎间盘退行性空洞征。在感染中不太可能出现空腔特征;罕见的例外包括在病程早期的感染，病例报告的产气细菌感染，或由胃肠道瘘引起的感染。以前可视化的真空迹象消失可能是椎间盘感染存在的线索(图3)。真既有真空的迹象，又缺乏破坏性的变化可以用CT和MRI进行判断(见图4)。因此，在笔者所在的治疗中心,使用CT进一步评估MRI上判断为可疑椎间盘感染-骨髓炎的病人,特别是MRI没有强烈的证据支持而有活组织检查的要求时。核医学成像也可以在这种情况下很有帮助。然而，活动性退行性老年性椎间盘病变并不总是能通过影像学明确地与感染区分开来。当临床表现、实验室检查和影像学检查不允许排除感染时，可以进行活检。

其他重要的鉴别考虑包括肉芽肿性脊柱感染，这是下一节的主题。脊柱神经性关节病(夏科特脊柱)也可能误认为是椎间盘间隙感染。这个破坏性的实体的功能通常不出现在化脓性感染:椎间盘空间真空现象,椎间小关节参与,骨关节炎、伴随椎间盘炎症和脱位的关节破坏带来的大量碎骨,T2高信号和增强广泛地涉及到椎体(而不仅仅是邻近终板)和边缘增强的椎间盘。急性许莫氏结节可能与椎间盘炎相似，特别是因为它们可能病变信号增强并引起相邻骨信号改变和增强。然而，这种急性结点样变的典型特征是节点周围有一个同心圆样的水肿型信号环，只累及终板和突出的节点，椎间盘内无弥漫性异常信号改变。三柱骨折和/或合并强直性假关节(如强直性脊柱炎和弥漫性特发性骨骼骨质增生)可能类似化脓性椎间盘炎。后方韧带复合体骨折线的识别有助于提示既往感染。其他不太常见的对诊断造成挑战的疾病包括透析相关的脊椎关节病和有跨越椎间盘倾向的肿瘤，如脊索瘤和骨髓瘤。

表1：椎间盘感染与Modic1型终板改变的鉴别

椎间盘感染

Modic1型终板改变

陷阱/建议

椎间盘信号

T2高信号

T2低信号或缺乏高信号

严重椎间盘退变会有T2高信号

椎间盘增强

存在

缺乏

椎间盘感染很少缺乏增强/Modic1型改变偶尔存在增强情况

椎体终板

终板破坏

终板一般完整

Modic1型存在终板不完整，CT对终板判断非常有用

椎旁、硬膜外空间

炎症和/或脓肿

缺少

周围强化的椎间盘突出可被误认为是脓肿

位置

前侧偏中心

侧位中心：生物力学应力点(如侧弯的内侧面)

椎间盘感染和Modic1型延终板分布

发热，炎症指标

存在

缺少

发热通常存在于椎间盘炎症；但炎症指标并非特异性的

短期随访

进展性

稳定的

如果长期随访后比较，即使Modic1也可以显示显著进展

治疗

抗生素治疗是临床管理的主要手段，但最理想的是在取样程序完成后再使用或停用。对于出现并发症的患者，如神经系统受压、脊柱畸形或与椎间盘或椎体塌陷有关的不稳定，手术是比较常见的。如前所述，临床和影像学的演变可能是不一致的。椎间盘感染/骨髓炎最重要但不能完全预测的特点是减少临床症状，特别是疼痛和发热。实验室标记物如白细胞和ESR的改善也有帮助。在抗生素治疗第4周持续升高或升高ESR和CRP表明治疗失败的概率很高。复发风险是显著的，在最近的系统回顾中发现大约三分之一的患者有复发风险，尽管在其他文献中报道的复发率更低。发病率很低，在最近的系统综述中为6%。

脊柱硬膜外脓肿

虽然硬膜外脓肿可能由于直接的扩张侵犯而发生，如椎间盘炎或小关节感染，但它们通常是原发的，与血行播散或通过侵入性脊柱手术进行医源性接种有关。潜在的感染过程是最常见的共病。可能存在诱发性免疫抑制条件，最常见的是糖尿病。与化脓性椎间盘炎一样，男性更容易受感染;金黄色葡萄球菌是最常见的病原体(70%的病例)。

脊髓硬膜外脓肿的临床表现各不相同。中老年人群最常见。背痛是最常见的症状，而且往往很严重。发热和神经系统缺陷也很常见，还可能存在其他特征，如活动范围受限和压痛。ESR和CRP升高比白细胞增多更常见。

脊柱硬膜外脓肿最常见于胸椎，但可发生于任何脊柱节段，甚至可累及脊柱的长度。一些研究人员发现，它们通常使颈椎的椎间盘感染比胸椎或腰椎的更为复杂。脓肿既可位于硬膜外腔的前部，也可位于硬膜外腔的后部。神经缺陷的原因可能是直接的质量效应或血栓形成或血栓性静脉炎的血管机制。

影像学评估

当临床上怀疑有脊髓硬膜外脓肿时，一些资料推荐对整个脊柱进行MRI检查。图片显示了T1低信号,T2高信号物体在硬膜外腔(图5和7)。在增强后T1加权成像,这可能提高均匀或不均匀在硬膜外神经丛充血的阶段/蜂窝织炎信号(见图2A、C、E,F)或外围地中央流体信号的成熟期集中脓肿区域(参见图5C,E和7E)。与肿瘤相比，硬膜外脓肿、血肿等更为急性的进程更常侵犯硬膜外腔的中线间隔。可能有额外的硬膜外神经丛或椎基底静脉充血和/或明显的硬膜造影剂增强。硬膜囊甚至脊髓(见图5D)或马尾(见图7D)压迫是常见的。弥散信号可以显示在脊髓硬膜外脓肿内的狭窄扩散。

图5：硬膜外脓肿。一名28岁女性，有10天的背痛病史，表现为急性截瘫。矢状面T2加权(A)，T1加权(B)，增强后，脂肪抑制T1加权(C)，轴向T2加权(D)和增强后T1加权(E)MRI图像。T2高信号背侧硬膜外积液(A,D处白色箭头)从T7到T10水平对硬膜囊和脊髓产生质量影响(D处黑色箭头)，T1低信号(B处白色箭头)，证实其液体性质。硬膜周围增强(C,E中的白色箭头)，与背侧硬膜外脓肿共存。目前存在不确定的椎旁炎症(黑色箭头D,E)。感染可能形成了静脉血栓(C和E中的星号)。患者通过T7到T10椎板减压切除术紧急手术清除了胸部硬膜外脓肿(Saureus)。在随访中，她有残留的胸膜炎，并使用了助行器。(J.莱恩提供)

在随访影像学上，脓肿的变化似乎与临床改善或恶化相关。然而，相关的椎间盘感染的发现也会按不可预测的方向发展。

鉴别诊断

当与椎间盘炎或小关节炎有关时，硬膜外脓肿通常不是影像学诊断上的挑战。当硬膜外脓肿是主要的，鉴别考虑包括恶性肿瘤，特别是转移性肿瘤，硬膜外血肿。临床病史通常是区分这些疾病最有用的信息。

治疗

经典的治疗选择是紧急手术减压和脓肿引流，其次是抗生素治疗。选择病人进行医疗管理。在神经系统稳定的病人中，抗生素的治疗可能会延迟，直到紧急手术和取样已经完成。MRI发现可能影响手术的入路，因为更多蜂窝织炎的收集可能需要广泛的椎板切除减压入路，而充满脓液的患者可以通过有限的椎板切除和导管冲洗来治疗。即使在一些现代系列赛中，死亡率也相对较高(10%-20%)。

脊柱硬膜下脓肿

脊柱硬膜下(硬膜内)脓肿是一种非常罕见的病例报告的情况。最常见的位置是腰区。危险因素和临床特征与硬膜外脓肿相似。金黄色葡萄球菌是最常见的微生物。治疗通常是紧急手术引流和随后的抗生素治疗。硬膜下的位置，即硬膜外间隙的深处，在MRI上很容易识别(见图6)。

图6:硬脑膜下脓肿。一名82岁的妇女在尿道感染的金黄色葡萄球菌背景下表现为从颈部到骶骨的急性严重背痛。矢状面T2加权(A)、T1加权(B)、T1加权脂肪抑制后增强(C-E)、轴位（中胸椎水平）T1加权脂肪抑制后增强(F)和T2加权(G)MRI图像。一个大的、广泛的T2高信号(A,G)，T1低信号(B)，周围增强(C-F)的液体分布于硬膜下(硬膜内)空间的背面(小的黑色/白色箭头)。接触和罕见取代了脊髓,可以清晰地分辨微小的病变,三角形,和更多的表浅的背侧硬膜外脂肪(白色箭头F,G)。它的范围从约T2(黑、白色箭头D)骶骨(E块白色箭头)。手术清除(H)和S球菌培养。患者8周抗生素治疗后临床情况良好。(NCampeau,MD,ANassr,MD提供)

小关节感染

相比于椎间盘化脓性感染，小关节感染(关节面炎症)是一种少见的情况，但它并不罕见。人们越来越认识到这一点，发病率可能也在增加。它可能是由一种病原体的血行播散引起的，最常见的是金黄色葡萄球菌，或者在没有已知的近期感染诱因的病人中出现。感染来源包括皮肤、呼吸、泌尿和导管相关感染。这种情况也可能是微创手术的直接并发症，如治疗性关节突关节注射。患者可能存在潜在的免疫抑制状态，包括糖尿病、恶性肿瘤和酒精中毒。

小关节感染的临床表现与化脓性椎间盘炎相似。患者年龄一般在60岁以上，他们的背痛通常是单侧的，比化脓性椎间盘炎更为急性和严重，常伴有肌肉痉挛。发烧是常见的。神经功能缺损并不少见，特别是当情况是复杂的脓肿形成。ESR和CRP通常升高;白细胞计数很少出现异常。

小关节感染最常发生在腰椎，在颈椎和胸椎少见报道。通常是单侧的，虽然有时是双侧的。双侧性提示通过后韧带间隙传播，Kotsenas在本卷的其他地方更详细地描述了这一解剖通路。在作者的经验中，双边性比文献报道的更频繁，甚至可以看到多层次的参与。

影像学评估

尽管以关节为中心的性质，x线片在小关节感染的应用是有限的，特别是在病程的早期。早期CT也是低效的，但随着疾病的进展，可显示受感染小关节突关节周围的糜烂或软组织炎症改变(图7G)。与其他脊柱感染一样，MRI是可供选择的检查方法(见图7)。在扫描方案中纳入脂肪抑制T2加权成像和脂肪抑制T1加权成像很重要。典型的MRI图像显示了一个充满液体的小关节的侵蚀性改变和水肿，小关节囊强化(见图7C-E)。椎旁和硬膜外炎症改变是常见的;并发症如椎旁脓肿(图7和8)和硬膜外脓肿(图7CE)也能发生。

图7：小关节感染，并发硬膜外和椎旁脓肿。一名48岁的妇女被诊断为发烧、背痛和大肠杆菌肾盂肾炎。对下肢根性症状行MRI检查。矢状面脂肪抑制T2-加权(A)、增强后、脂肪抑制T1-加权(B)、轴向T1-加权(C)、脂肪抑制T2-加权(D)、增强后脂肪抑制T1-加权(E)MRI图像。有广泛的关节和关节周围T2高信号和L4-5小关节充满液体增强信号,延伸到椎旁后部软组织左边的中线(白色箭头D,E)。关节囊的增强信号(图E黑色箭头)。一个小椎旁脓肿存在(大型白色箭头A、B)。轴位图像显示了T1低信号(C),T2高信号(D),周围软组织增强(E)对后外侧的硬膜外脓肿毗邻涉及关节(白色箭头)(D)。CT下穿刺活检(F)确认大肠杆菌感染(执行排除伴随第二病原体的可能性,因为背部疼痛已经几个月)。随访1个月的矢状面CT(G)显示小关节的侵蚀性改变(黑色箭头)。(作者:M.Kiely医学博士)

治疗

抗生素是治疗的主要手段。影像引导下引流可显著、迅速、持久地缓解疼痛。手术一般只用于治疗失败或部分硬膜外脓肿患者。

脓性肌炎

背景

椎旁肌的感染通常是由相邻的感染部位或远端播散的血行播散引起的。原发性椎旁脓肌炎是一种罕见的、严重的椎旁肌肉组织感染。原发性化脓性肌炎通常累及身体的大块肌肉，尤其是大腿肌肉。它通常见于热带地区，在那里它是地方性的，但它在温带地区正日益得到承认。任何年龄段的人都可能受到影响，但典型的热带型最常见于肌肉损伤后的儿童和年轻人。金黄色葡萄球菌是大多数报告病例的病原体。

病人表现为受累部位发热、疼痛和肿胀。虽然炎症标志物通常升高，但血培养物往往呈阴性。早期识别是关键，但延迟诊断是常见的。这种疾病最初常被误诊为多种疾病，如血肿、肌肉拉伤/痉挛/破裂、静脉血栓形成、血栓性静脉炎、蜂窝组织炎、骨髓炎、感染性关节炎或肿瘤。三个经典的阶段描述:第一阶段，弥漫性肌肉感染;第二阶段，肌内脓肿;第三阶段，肌坏死合并败血症。

这种情况被认为最常见的原因是在同时发生的短暂菌血症中，受损的肌肉对感染的抵抗力下降。然而，也可能涉及多种导致免疫损害的易感因素，尤其是温带地区的老年患者。

影像学评估

x光片的效用有限。虽然它们可以帮助排除原发性骨病变，但即使发现软组织突出或脂肪层减少，它们也不是特异性的。先进的横断面成像可显示肌肉被液体和炎症细胞所替代。在CT上，可以看到受累肌群的衰减和肿胀。脓肿期可见肌内积液。超声也可用于显示感染的肌肉或肌内脓肿，特别是在儿童。

MRI是最敏感和最特异的检查(见图8)。在早期侵袭性检查阶段的发现并不像脓肿那样特异。侵袭性阶段的主要特征是受累肌肉T2高信号。脓肿期可见周围强化的中央T2高信号积液，中心T1信号强度和质量效应变化(见图8)。周围T1高信号，T2低信号边缘可能存在。腰椎椎旁病变可大到对腹膜后结构产生肿块效应。炎症/感染可从(见图8A,C)或邻近的软组织、骨骼或关节扩散。甚至有报道合并硬膜外脓肿形成。如果未经治疗或未被发现，随着败血症，疾病进展到肌坏死的最后阶段;质量效应消退，中心T2高信号减弱。

图8：脓肌炎，伴有椎旁脓肿，可能是由于邻近的关节突关节炎。患者为67岁，以耐甲氧西林金黄色葡萄球菌菌血症为主要表现，需行脊柱核磁共振检查以寻找来源。矢状面脂肪抑制T2加权(A)，T1加权(B)，脂肪抑制T1加权增强后(C)，轴向T2加权(D)，脂肪抑制T1加权(E)MRI图像。左侧上颈椎椎旁肌有近3cmT2高信号(A,D)，T1低信号(B)，及周边增强信号(C,E)，液体聚集(白色箭头)。第二组较小，相似的病灶位于后外侧(D,E处黑色箭头)。轻度相关炎症/组织不良的感染表现为T2高信号不清(A,D)和脓肿强化(C,E)。脓肿可能来自于感染的左侧C5-6小关节，因液体膨胀，表现出小关节/小关节周围水肿和强化(A,C中的白色箭头)。超声引导下的椎旁脓肿引流术(F)产生了S金圈。(G.米勒博士提供)

治疗

治疗包括积极的抗生素治疗。当疾病发展到成熟的化脓性脓肿阶段时，通常需要手术或影像引导引流。预后良好，除非病例未经治疗或诊断较晚，在这种情况下，死亡率可增加到约15%。

肉芽肿性脊柱感染

结核性脊柱炎

结核性脊柱炎(波特病)是最常见的非化脓性、肉芽肿性脊柱感染，也是世界上最常见的脊柱感染的全部原因。结核病在某些地区仍然流行，最近在发达国家由于从流行地区移民的增加、耐药菌株的发展和人类免疫缺陷病毒(HIV)大流行而重新流行起来。在结核病患者中，结核性脊柱炎在艾滋病毒阳性患者中比在艾滋病毒阴性患者中更为常见。

在临床上，结核性脊柱炎的典型表现是背部疼痛、后凸畸形，有时伴有冷脓肿(一种缓慢形成的脓肿，很少伴有炎症)。然而，与化脓性椎间盘炎相比，脊柱结核的病程往往较为缓慢，疼痛较轻，潜伏期长达数年。全身症状，如体重减轻，发热和不适可能出现在脊柱感染之前。

在解剖学上，结核性脊柱炎最常见于胸椎，特别是在胸腰椎交界处。它典型地开始于椎体的前部，在这里它可以以韧带下的方式在脊柱旁区域向前或在硬膜外间隙向后扩散。它也容易表现出硬膜内受累，包括硬膜内脓肿和脊柱脊髓炎;脊柱结核性脑膜炎在此不再讨论。结核分枝杆菌可通过血行播散到脊柱，通常来自临床静止的原发性肺病灶。值得注意的是，在结核性脊柱炎患者中，胸片通常不显示肺结核的证据。

影像学评估

对于其他脊柱感染，MRI是结核性脊柱炎的首选方法。结核性脊柱炎的经典影像学表现与化脓性椎间盘炎相似，累及一个或多个相邻的椎体水平，破坏椎间隙和相邻的椎旁软组织肿块。然而，与细菌性椎间盘炎相比，椎间盘间隙受累通常不存在，不严重和/或延迟。据一些作者报道，结核性脊柱炎的这种非典型模式非常普遍，而且发病率正在增加;在一项大型研究中，超过50%的结核性脊柱炎患者只有孤立的椎体病变，类似转移，没有椎间盘受累。有趣的是，这是在作者的实践中最常见的模式(图9和图10)。椎间盘间隙的保留被认为是由于分枝杆菌缺乏蛋白水解酶所致。从这个位置开始，感染可能在前纵韧带下的1个或多个层面以韧带下的方式传播(见图9A)。硬膜外间隙也可能发生播散(见图9A和10B,D)，但较椎旁前区少见(见图9A-D)。对比增强信号常显示椎旁集合壁薄而光滑。韧带下的扩展可能比椎体的累及更为广泛(见图9A)，并可能导致累及的骨/椎间盘在正常水平时跳过病变。除韧带下播散外，播散至邻近软组织也很常见，尤其是前外侧椎旁软组织(见图10E)。腰肌结核性脓肿约占5%，可能含有钙化，最好在CT上看到，也可用于显示终板侵蚀性改变和骨性溶解病变。后部因素(见图10B,C)比化脓性疾病更常见。一个典型的发现是后凸畸形，由于前柱参与导致部分破坏的脊柱塌陷。与其他脊柱感染相似，影像学表现往往滞后于结核性脊柱炎的病理改变。

图9：结核性脊柱炎，伴有椎旁脓肿和硬膜外脓肿。一名53岁妇女出现数周的背痛和低烧。脂肪抑制T1加权增强矢状面(A,B)和矢状面(C)和轴向T2加权(D)MRI图像。可见整个脊柱有多个异常的骨髓增强(A,B)和T2高信号(C)病灶。胸段明显的腹侧椎旁感染(A处的白色小箭头)沿前纵韧带多水平延伸，椎间盘间隙相对保留。一个大的、离散的周围强化的中央T1低信号期(B)、T2高信号期(C,D)椎旁腹侧积液(B-D中白色大箭头)，与椎旁脓肿相吻合。沿后纵韧带的韧带下腹侧硬膜外脓肿表现为均匀强化硬膜外软组织(A箭头)。经皮CT引导下穿刺活检(E)病理示肉芽肿性炎症，微生物学示M结核。(感谢J沃尔德，医学博士，J莫里斯，医学博士，G米勒，医学博士)。

鉴别诊断

如前所述，当椎间盘间隙涉及时，结核性脊柱炎可表现为典型的化脓性椎间盘炎。支持结核性脊柱炎的影像学特征包括:清晰的椎旁信号异常;大的(较大的)炎症集合，包括大的椎旁冷脓肿;薄而光滑的脓肿壁;保留椎间盘;韧带下扩展到三个或三个以上的水平;累及多个椎体或全身;跳过病变;(表2，表2)。另一种肉芽肿性疾病可与结核性脊柱炎的外观相似，即布氏杆菌性脊柱炎，我们将对其进行简要讨论。当结核性脊柱炎表现为单一或多节段骨受累且椎间盘间隙不明显时，可误诊为单发肿瘤或转移。

Box2:影像提示:结核性脊柱炎

经典的：

类似于化脓性椎间盘炎

椎间盘间隙受累不严重

大的脊柱脓肿，脓壁平滑，钙化

韧带下扩散

非经典：

椎间盘保留，单个或多节段骨受累

多层受累，相邻或跳跃病灶

扁平椎

后纵韧带参与

椎旁参与

图10：结核性脊柱炎，主要累及多层骨，包括后部。一名42岁男子被转诊为可能的转移性疾病。矢状面T1-(A)和脂肪抑制T2-(B)，轴向T2-加权(C-E)MRI图像。有多个骨脊柱病变,其中包括椎体(A,B)。显著的病变是出现在L3棘突(白色小箭头B,C)。在L5,背椎体病变延伸到腹侧硬膜外空间和部分抹去硬膜囊壁(大型白色箭头B和D)。在L4,病变是进入左腰大肌肌肉在E(箭头)。从经皮计算机断层图像采样(F)证实了裂解L3棘突病变的性质。病理切片检查发现干酪样肉芽肿性炎症，微生物学检查发现结核杆菌。(P.McGough,MD,T.Maus,MD.提供)

治疗：

抗结核药物治疗是治疗的主要方法，疗程约为6至12个月。在特定的情况下(如并发症、药物治疗失败、神经系统损害、可触及的冷脓肿，或偶尔为预防新的或恶化的畸形或赤字)可以进行手术。

布鲁士菌感染

背景

布鲁氏菌病是在沙特阿拉伯和地中海盆地的农村地区流行的人畜共患病。最危险的人群是农场工人、屠宰场工人和兽医人员。它是由革兰氏阴性杆菌引起的，通常通过摄入生肉或未经高温消毒的奶制品而获得。最常见的感染布鲁氏菌病的动物有绵羊、牛、山羊、猪和狗。

一些研究表明高热比化脓性椎间盘炎或结核性脊柱炎更常见。血液培养和血清学测试通常允许诊断，而脊柱的经皮取样用处不大。治疗是用抗生素进行的医学治疗，通常持续3至6个月，但复发并不罕见。

影像评估，鉴别诊断

布氏菌病最常见于腰椎和腰骶部，而结核性脊柱炎则常见于胸椎。布鲁氏菌病的MRI表现可能与结核性脊柱炎难以区分。然而，一项研究表明，布氏菌病的侵袭性不如结核性脊柱炎。与结核性脊柱炎相比，布氏菌病更有利于结核性脊柱炎的具体特征包括:尽管存在信号异常/增强，但椎体相对完整，甚至椎间盘完整，不存在后部因素，无椎旁脓肿，无相关脊柱畸形。相对较低的脓肿形成率已被其他研究者证实。表2突出了化脓性、结核性和布氏杆菌脊柱感染的区别特征。

真菌脊柱炎

真菌性椎间盘炎并不常见，但免疫缺陷人群易受真菌感染的人数不断增加。多种真菌生物可引起脊柱感染，包括念珠菌和曲霉菌。早期报告3例真菌性脊柱炎的免疫缺陷患者的MRI表现为椎间盘间隙缺乏T2高信号，为化脓性椎间盘炎。最近的一份关于15例病例的报告表明，与结核性脊柱炎类似，当多个椎体水平涉及跳跃病变或韧带下播散，或终板呈锯齿状外观和软骨下T2低密度时，免疫功能低下的患者应怀疑为曲霉菌性脊柱炎。

脊柱图像引导取样

感染

识别引起脊柱感染的特定生物有助于指导抗生素治疗。在某些情况下，血液或尿液培养物呈阳性，但即使在某些情况下，也可能需要有针对性的取样以确定病原体。因此，在许多中心，放射科医师通过执行图像引导的经皮穿刺取样程序，在诊断算法中发挥额外的重要作用。如果血培养或尿培养呈阳性，则需要权衡微创取样的风险与存在单独并发感染的可能性。无论是透视(见图2G)还是CT(见图7F、9E、10F)均可作为指南。超声(见图8F)也可用于相对较浅的椎旁突。对于典型的化脓性椎间盘炎，作者最常使用透视法，通过有角度的尾颅经椎弓根入路对椎间盘间隙和相邻的终板进行取样。

图像引导采样的诊断率差异很大，但总体上还是比较低的。最近的一项研究回顾性评估了在常规临床实践中经皮穿刺活检术(x线透视或CT)在椎体骨髓炎患者中的应用，在92例临床和影像学评估与感染一致的病例中，阳性培养率为30%。当影像学不能确定是否感染时，产率较低(16%)。由于多种原因可能导致假阴性，包括真菌感染和采样前开始抗生素治疗(例如，见图3中的患者)。在适当的患者中，延迟抗生素治疗直到采样完成可能会增加产量。在最初的取样不能诊断的疑似感染病例中，重复上述步骤是很常见的。事实上，消极的文化结果是很难解释的。例如，上述研究表明，即使在根据放射学外观认为感染的可能性很低的情况下，培养的阳性率也只有5%。74在一些中心，行经皮内镜椎间盘摘除术和引流术，至少有一项研究表明，与ct引导活检术相比，培养物的产量更高。对选定的患者进行开放活检以确定诊断。

组织病理学与活检标本的微生物学分析相结合已被证明可以提高图像引导取样的诊断性能。14、75、79、80这一优势源于组织学在鉴别化脓性和肉芽肿性感染、诊断培养阴性的慢性骨髓炎和发现未被怀疑的肿瘤方面的潜力。典型的微生物分析包括需氧、厌氧、真菌和分枝杆菌的检测和培养。一些作者建议在取样过程的几个小时内抽取血液培养物，以进一步增加病原体鉴定的机会。

总结

脊柱感染的发病率正在增加。放射科医师在评估这些可能危及生命的疾病时起着至关重要的作用。MRI是脊柱感染影像学的首选方法。当考虑硬脊膜外感染时，重要的是包括脂肪抑制T2和脂肪抑制t1加权序列对比增强。化脓性椎间盘炎的特征性影像学表现集中在异常的椎间盘间隙，但也有非典型表现。化脓性椎间盘炎很难与其他疾病区分，特别是1型终板改变。MRI在诊断脊髓硬膜外和罕见的硬膜下脓肿是至关重要的，这两者通常都是紧急手术治疗。小关节感染和椎旁脓肌炎正在被越来越多的认识。结核性脊柱炎是最常见的肉芽肿性脊柱炎，也是全世界最常见的脊柱感染。它有典型和非典型的外观。椎间盘间隙保留，多层韧带下播散，大脓肿提示此诊断。布氏杆菌脊柱炎在流行地区最为常见。虽然结核性脊柱炎与结核性脊柱炎难以区分，但它通常具有较弱的侵袭性外观。真菌性脊柱炎是一种罕见的疾病，其影像学表现相对非特异性。图像引导采样是脊柱感染诊断算法的重要组成部分。

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