喬鵬飛，牛廣明

布氏桿菌病是一種傳染-變態(tài)反應(yīng)性的人畜共患傳染病，在世界170多個(gè)國(guó)家和地區(qū)存在和流行。我國(guó)布氏桿菌病發(fā)病形勢(shì)非常嚴(yán)峻，有1200多個(gè)縣是該病疫區(qū)縣。隨著布氏桿菌病從一種主要職業(yè)相關(guān)性疾病變成越來(lái)越多由食物引起的食源性疾病，其發(fā)病率逐年增高[1]。此病常侵襲骨關(guān)節(jié)，尤以脊柱受侵最常見(jiàn)，引起布氏桿菌性脊柱炎(brucellar spondylitis，BS)。脊柱是人體的中軸骨及重要的承重關(guān)節(jié)，加之布氏桿菌病臨床表現(xiàn)多樣不特異，BS容易誤診，轉(zhuǎn)為慢性而遷延不愈，遺留嚴(yán)重的后遺癥。因此盡早準(zhǔn)確區(qū)分BS的分期，及時(shí)恰當(dāng)?shù)卦\治具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[2-3]。本文分析BS的常規(guī)磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)表現(xiàn)及動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振(dynamic contrast-enhanced MRI，DCE-MRI)定量檢查各參數(shù)值，探討DCE-MRI定量分析對(duì)其分期的價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析我院2015年8月至2016年12月收治的28例BS患者，臨床表現(xiàn)均為腰背部間斷或持續(xù)性疼痛、運(yùn)動(dòng)受限等癥狀伴或不伴低熱、盜汗。所有患者均經(jīng)生化檢驗(yàn)，如細(xì)菌學(xué)檢查陽(yáng)性；免疫學(xué)檢驗(yàn)如虎紅平板實(shí)驗(yàn)(red bengal plate agglutination test，RBPT)、試管凝集實(shí)驗(yàn)(serum agglutination test，SAT)、酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)特異性抗體IgM、IgG陽(yáng)性。手術(shù)及病理證實(shí)(2例患者由于腰痛嚴(yán)重，已影響正常生活，故行手術(shù)治療,緩解癥狀)且均已簽署MRI檢查知情同意書(shū)，通過(guò)詳細(xì)詢(xún)問(wèn)病史分為急性期組(發(fā)病時(shí)間2個(gè)月內(nèi))、非急性期組(發(fā)病時(shí)間超過(guò)2個(gè)月)，在我院行常規(guī)MRI及DCE-MRI檢查。

1.2 檢查設(shè)備及掃描

所有檢查均在我院磁共振室的美國(guó)GE公司Discovery MR 750 3.0 T超導(dǎo)型磁共振掃描儀上進(jìn)行。首先使用全脊柱相控陣表面線(xiàn)圈行常規(guī)MRI檢查，包括矢狀位快速恢復(fù)快速自旋回波(fast recovery fast spin echo，F(xiàn)RFSE)-T2WI：TR=3942 ms，TE=122 ms，回波鏈長(zhǎng)(echo train length，ETL)=21；快速自旋回波(fast spin echo，F(xiàn)SE)-T1WI：TR=608 ms，TE=8 ms，ETL=5；快速恢復(fù)快速自旋回波-短時(shí)間反轉(zhuǎn)恢復(fù)(fast recovery fast spin echo short TI inversion recovery，F(xiàn)RFSE-STIR)：TR=3627 ms，TE=105 ms，ETL=17，層厚4.0 mm，層間距0.5 mm，掃描FOV=320 mm×320 mm；軸位FSE-T2WI：TR=4830 ms，TE=129 ms，ETL=21，層厚3.5 mm，層間距0.5 mm，掃描FOV=200 mm×200 mm。

采用三維容積內(nèi)插快速擾相梯度回波序列(3D gradient echo T1WI-LAVA，3D GRE T1WILAVA) T1WI-DCE-MRI掃描，動(dòng)態(tài)增強(qiáng)前先行多翻轉(zhuǎn)角掃描，共4個(gè)多翻轉(zhuǎn)角序列，每個(gè)序列均掃描1個(gè)時(shí)相，翻轉(zhuǎn)角分別為5o、8o、10o、15o，掃描參數(shù)：層厚5.0 mm，TR=3.0 ms，TE=1.3 ms，掃描FOV=380 mm×380 mm，掃描矩陣256 mm×170 mm。多翻轉(zhuǎn)角序列掃完后進(jìn)行動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描，掃描參數(shù)：層厚5.0 mm，TR=3.0 ms，TE=1.3 ms，翻轉(zhuǎn)角15o，掃描FOV=380 mm×380 mm，矩陣256 mm×170 mm。使用磁共振壓力注射器(MEDRAD，Spectris Solaris EP，U.S.A)經(jīng)肘靜脈套管針(20 G)注射歐乃影(GE藥業(yè))，劑量按照0.2 mmol/kg，流率3 ml/s，注射完畢后立即用20 ml生理鹽水以相同流率沖洗連接管。開(kāi)始注射對(duì)比劑時(shí)啟動(dòng)LAVA-XV動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描序列，對(duì)椎體行多期(總共38期)動(dòng)態(tài)連續(xù)性?huà)呙?，每期掃描持續(xù)8 s。

1.3 DCE-MRI定量參數(shù)計(jì)算

所得圖像用GE藥業(yè)提供的Omini Kinetics軟件進(jìn)行后處理，勾畫(huà)椎體病變區(qū)域的類(lèi)圓形感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，大小為2.0～3.0 cm2，分別測(cè)量病變椎體與自身非病變椎體的每個(gè)ROI的灌注參數(shù)容積轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)(Ktrans)、血管外細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)(Ve)、血管內(nèi)容積(Vp)、對(duì)比劑從血管外細(xì)胞外間隙(extravascular extracellular space，EES)返回至血漿速率常數(shù)Kep(Kep=Ktrans/Ve)值。然后計(jì)算出每組各個(gè)參數(shù)的均值，并進(jìn)行受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線(xiàn)分析。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

灌注參數(shù)Ktrans、Kep、Ve、Vp值均用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示，采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。采用t檢驗(yàn)觀(guān)察各參數(shù)組間差異，以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

BS患者的DCE-MRI定量分析結(jié)果見(jiàn)表1、2。急性期、非急性期BS組的Ktrans及Kep圖見(jiàn)圖1，成組t檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

3 討論

近年來(lái)BS影像學(xué)檢查普遍受到重視，已經(jīng)過(guò)渡到從臨床確診后的輔助性檢查，變?yōu)橄扔跋駥W(xué)發(fā)現(xiàn)且疑似診斷，再行臨床確診性檢查從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題[4-5]。影像檢查主要包括X線(xiàn)、CT、MRI。X線(xiàn)簡(jiǎn)便易行，但提供的信息少。CT可以發(fā)現(xiàn)X線(xiàn)顯影較差或不能顯影的病變，如骨質(zhì)破壞、增生、受累間盤(pán)、膿腫等[6-7]。MRI對(duì)發(fā)現(xiàn)早期骨髓異常信號(hào)、椎旁、椎管內(nèi)膿腫/肉芽腫，脊髓或馬尾神經(jīng)根受壓等較CT更具明顯優(yōu)勢(shì)，對(duì)于多節(jié)段受累尤其是跳躍性分布者，MRI可以全景式清晰顯示病變范圍[8]。然而，在實(shí)際工作中常遇到不典型病例，并且形態(tài)學(xué)改變常常遲于生物學(xué)行為的改變，難免造成誤診誤治，有些甚至與腫瘤混淆，這需要探索新方法、新技術(shù)解決以上難題[9-10]。隨著MRI技術(shù)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的功能成像應(yīng)用于臨床。定量DCE-MRI就是近兩年的研究熱點(diǎn)，它通過(guò)藥代動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算得出對(duì)比劑相關(guān)的微循環(huán)參數(shù)，目前在脊柱病變的應(yīng)用較少，感染性病變更少，尚未見(jiàn)在BS的應(yīng)用報(bào)道[4，11]。

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外對(duì)BS的影像分期明顯不統(tǒng)一，主要是綜合臨床、病理，以時(shí)間為界，發(fā)病時(shí)間在2個(gè)月內(nèi)為急性期，超過(guò)2個(gè)月的為非急性期。這樣的分期主要從臨床實(shí)用角度出發(fā)，對(duì)臨床診治策略的制訂及臨床評(píng)價(jià)提供重要的參考價(jià)值及指導(dǎo)：急性期無(wú)嚴(yán)重并發(fā)癥需2～3個(gè)療程，6周為1療程；非急性期尤其有并發(fā)癥的，治療更強(qiáng)調(diào)聯(lián)合、足量、足療程用藥，需要在一線(xiàn)藥物(多西環(huán)素+利福平/鏈霉素)基礎(chǔ)上聯(lián)合三代頭孢菌素類(lèi)或喹諾酮類(lèi)，甚至四聯(lián)用藥，并延長(zhǎng)用藥時(shí)間[12]。

圖1 急性期與非急性期BS的Ktrans、Kep偽彩圖。A：磁共振增強(qiáng)原始圖像，紅色區(qū)域?yàn)闇y(cè)量區(qū)；B：急性期BS病例的Ktrans偽彩圖；C：急性期BS病例的Kep偽彩圖；D：非急性期BS病例的Ktrans偽彩圖；E：非急性期BS病例的Kep偽彩圖Fig.1 The Ktrans, Kep pseudo-color map of the BS acute groups and non-acute groups. A: MRI contrast image;B: The Ktrans pseudo-color map of the BS acute groups; C: The Kep pseudo-color map of the BS acute groups;D: The Ktrans pseudo-color map of the BS non-acute groups; E: The Kep pseudo-color map of the BS non-acute groups.

表1 BS病變椎體組、非病變椎體組Ktrans、Kep、Ve、Vp 值成組t檢驗(yàn)結(jié)果Tab.1 The t-test results of Ktrans, Kep, Ve and Vp value between the BS vertebral lesion groups and non- vertebral lesions

表2 Ktrans、Kep、Ve、Vp參數(shù)的ROC曲線(xiàn)下面積Tab.2 The ROC curve area of Ktrans, Kep, Ve, Vp parameters

表3 急性期BS組及非急性期BS組的Ktrans及Kep成組t檢驗(yàn)結(jié)果Tab.3 The t-test results of Ktrans, Kep value between the BS acute groups and nonacute groups

但是由于BS的臨床癥狀復(fù)雜多樣不特異，早期頗似重感冒，故最初發(fā)病時(shí)間易被忽略，使非急性期的患者誤診為急性期，造成誤治，延誤病情。常規(guī)MRI不易區(qū)分BS的急性期與非急性期表現(xiàn)，急性期MRI表現(xiàn)既可是局限性，又可是彌漫性，局限性主要累及椎體終板前上部，因?yàn)榇颂幍难┹^豐富。彌漫性侵犯椎體、間盤(pán)、椎旁、椎管硬膜外等。非急性期均是彌漫性[13]。常規(guī)增強(qiáng)MRI只反映固定時(shí)間點(diǎn)病變強(qiáng)化的形態(tài)學(xué)特征，而定量DCE-MRI是在微循環(huán)水平上通過(guò)血液中對(duì)比劑分布的時(shí)間變化規(guī)律及血管內(nèi)外對(duì)比劑交換過(guò)程中建立灌注模型并重建參數(shù)圖，在細(xì)胞水平認(rèn)識(shí)疾病的發(fā)展演變過(guò)程中，計(jì)算出病變的組織灌注、微循環(huán)滲透性的血流動(dòng)力學(xué)定量參數(shù)，更為客觀(guān)地反映病變的強(qiáng)化特征，在顯示病變解剖結(jié)構(gòu)的同時(shí)對(duì)感興趣區(qū)病理生理特性有著更為豐富全面的信息[14]。故DCE-MRI為BS分期提供了重要信息。

本研究中BS病例的Ktrans、Kep值急性期大于非急性期，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。說(shuō)明病變區(qū)血管在急性期較非急性期擴(kuò)張充血顯著，開(kāi)放的毛細(xì)血管數(shù)量增多，血流灌注增多。布氏桿菌分泌的內(nèi)毒素、炎性介質(zhì)等物質(zhì)對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞刺激損傷在急性期達(dá)到高峰，血管間隙增大。后期炎性充血減輕，內(nèi)毒素、炎性介質(zhì)等物質(zhì)減少，血管壁、血管內(nèi)皮細(xì)胞有所修復(fù)，擴(kuò)大血管內(nèi)皮細(xì)胞間隙漸減輕。

總之，脊柱病變解剖病理復(fù)雜，影像學(xué)表現(xiàn)多種多樣，國(guó)內(nèi)外對(duì)脊柱炎癥分期明顯不統(tǒng)一，早期的時(shí)間界定仍需進(jìn)一步探討。另外，BS發(fā)病以中老年居多，或多或少伴有退行性變，應(yīng)與自身椎體作內(nèi)對(duì)照，減少系統(tǒng)誤差。筆者認(rèn)為，DCEMRI可作為BS治療監(jiān)測(cè)及評(píng)估手段進(jìn)行深入研究。

參考文獻(xiàn) [References]

[1] Liu T, Sun JM, Cui XG. MRI and pathological discrimination of early pyogenic spondylitis from brucella spondylitis. J Clin Rehabil Tissue Engin Res, 2014, 18(4): 499-504.

[2] Niu H, Niu GM. Quantitative dynamic contrast-enhanced MRI in spinal tumor. Trans Med J, 2015, 4(5): 302-305.牛衡, 牛廣明. 定量動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI在脊柱腫瘤中的研究進(jìn)展. 轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)雜志, 2015, 4(5): 302-305.

[3] Go SW, Lee HY, Lim CH, et al. Atypical disseminated skeletal tuberculosis mimicking metastasis on PET-CT and MRI. Intern Med,2012, 51(20): 2961-2965.

[4] Cui EB, Bao CM, Guo TS. Epidemic trend and diagnosis of brucellosis. Infect Dis Infor, 2010, 23(1): 20-22.

[5] Yang HF, Xiang LB, Yu HL, et al. Study on MRI expression of spinal tuberculosis and brkucellare spondylitis. J Reg Anat Opera Sur, 2015,24(1): 4-5.楊會(huì)峰, 項(xiàng)良碧, 于海龍, 等. 脊柱結(jié)核與布氏桿菌性脊柱炎的MRI 表現(xiàn)研究. 局解手術(shù)學(xué)雜志, 2015, 24(1): 4-5.

[6] Sourbron SP, Buckley DL. Classic models for dynamic contrast -enhanced MRI. NMR Biomed, 2013, 26(8): 1004-1027.

[7] ?elik Ak, Aypak A, Aypak C. Comparative analysis of tuberculous and brucellar spondylodiscitis. Trop Doct, 2011, 41(3): 172-174.

[8] Lang N, Su MY, Yu HJ, et al. Differentiation of tuberculosis and metastatic cancer in the spine using dynamic contrast-enhanced MRI.Eur Spine J, 2015, 24(8): 1729-1737.

[9] Qiao PF, Niu H, Bai YZ, et al. The differential diagnosis value of DCE-MRI in brucellosis spondylitis. Chin J Magn Reson Imaging,2015, 6(8): 581-584.喬鵬飛, 牛衡, 白玉貞, 等. 動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振定量成像對(duì)布氏桿菌性脊椎炎的鑒別診斷價(jià)值. 磁共振成像, 2015, 6(8): 581-584.

[10] Chu S, karimi S, Peck KK. Measurement of blood perfusion inspinal metastases with dynamic contrast-enhanced magneticresonance imaging: evaluation of tumor response to radiation therapy. Spine,2013, 38(22): 1418-1424.

[11] Ning YH, Niu JL, Tian X, et al. MRI differential diagnosis of brucellosis, spondylitis and spinal tuberculosis. Chin Imag J Integr Trad Western Med, 2015, 13(2): 188-190.寧永紅, 牛金亮, 田雪, 等. 布氏桿菌脊柱炎與脊柱結(jié)核的MRI鑒別診斷. 中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合影像學(xué), 2015, 13(2): 188-190.

[12] Zhao PF, Gao Y, Niu GM. The research progress of MR diagnosis of spondylitis caused by brulles infection. Chin J Magn Reson Imaging,2016, 7(8): 625-629.趙鵬飛, 高陽(yáng), 牛廣明. 布氏桿菌性脊柱炎磁共振的研究進(jìn)展. 磁共振成像, 2016, 7(8): 625-629.

[13] Torheim T, Malinen E, Kvaal K, et al. Classification of dynamic contrast enhanced MR images of cervical cancers using texture analysis and support vector machines. IEEE Transactions on Med Imag, 2014, 33(8): 1648-1656.

[14] Choi HS, Kim AH, Ahn SS, et al. Glioma grading capability:comparisons among parameters from dynamic contrast-enhanced MRI and ADC value on DWI. Korean J Radiol, 2013, 14(3):487-492.