布氏杆菌病在世界许多地方是一种常见的人畜共患病，是一个重大的公共卫生问题，主要在地中海地区和中东地区，美洲中部和南部的部分地区^[1]。该病主要影响中青年和中年人，婴儿和老年人较少^[2]。感染人体的有4种类型布鲁氏菌：流产布鲁氏菌、猪布鲁氏菌、犬布鲁氏菌和羊布鲁氏菌，后者是最致命和侵袭性最强^[3,4]。

       该疾病往往是直接与受感染的动物接触或摄入受感染的乳制品导致的，农民、兽医、外科医生是主要受感染的职业群体，实验室工作人员加工标本也很容易受到感染。布鲁氏菌感染主要影响器官富含单核吞噬细胞，如肝、脾、淋巴结和骨髓^[2]。

       布氏杆菌性脊柱炎是脊柱多个部位感染布鲁氏菌引起的疾病，即椎体、椎间盘、关节突关节、脊柱旁组织、硬膜外腔等部位感染性疾病^[5]。据报道，腰椎被感染的人数超过50%，引起脊柱血供和退行性病变的可能性也更高，胸椎被感染的人数约占19%，颈椎被感染的机会很小，但是一旦感染，危险性很高，可能出现瘫痪，甚至危及生命^[6,7]。世界卫生组织流行病学调查发现，每年布氏杆菌性脊柱炎的发病人数约为50万。目前，医学界对布氏杆菌性脊柱炎的影像学诊断的研究主要包括普通X线平片、CT、磁共振成像。普通X线平片的敏感性较低，对于早期布氏杆菌性脊柱炎尤为不敏感^[8,9]。CT在许多方面优于X线平片，主要通过三维成像提供骨关节的详细信息^[10]。在对比剂的协助下，CT能够提供椎旁软组织和椎管的信息^[11]。但是与磁共振成像相比，前两者在成像精确度与软组织分辨率均不如后者^[12]。本文将从布氏杆菌性脊柱炎磁共振成像及鉴别诊断进行综述，为今后诊断布氏杆菌性脊柱炎提供可靠的文献基础。

1　磁共振表现及病理机制

       目前，磁共振成像是诊断和随访脊柱感染的最佳影像学工具，它以较强的敏感性和特异性为特点，能提供较全面的解剖结构，特别是软组织结构（如椎间盘、硬膜外、椎旁软组织、椎管、脊髓、神经根)^[13]。布氏杆菌性脊炎分为局灶性和扩散性两种影像形式，局灶性主要局限于终板前部，扩散性主要涉及整个椎体、椎间盘、相邻的椎骨、硬膜外间隙、脑膜及脊髓等。布氏杆菌病最常见的并发症是骨关节病^[14]。磁共振成像可以检测到椎体最早的反应，多为脊髓水肿。尽管骨髓水肿的特点是在T1加权像上呈低信号、T2加权像或FLAIR上呈高信号，饱和脂肪短时间序列反转恢复、饱和脂肪T2WI或光谱序列反转恢复还能够检测椎体感染更早的变化^[15]。

       布氏杆菌性脊柱炎早期是以终板上缘前部的破坏为特点。骨愈合与炎症发生同时开始，常导致前骨赘（鹦鹉嘴）形成和硬化，但是椎体形态在整个过程保持不变^[16]。一般说来，慢性布氏杆菌性脊柱炎骨性强直和硬化导致脊柱本身变稳定，而椎体塌陷、成角、脊柱侧弯是罕见的。异常分割必须区别于骨性强直，因为它可能被误以为是布氏菌性脊柱炎椎体的前扇形完整体系结构^[17]。T1WI一般是对这些形态异常的显示有帮助的。椎体终板感染在脂肪抑制增强后T1WI表现为异常强化，但是它很难区分病变发生在已知的肿瘤、外伤、退行性疾病、脊柱手术前、感染的初始阶段、血液系统疾病和慢性疾病的患者，特别是在腰椎的情况下，相邻椎体的腹膜可增厚和主动脉周围淋巴结肿大^[18]。椎体被布氏杆菌感染后，椎间盘才会受到影响。感染能引起椎间盘膨胀，导致在T2WI和STIR图像信号强度增高，注射对比剂T1WI增强扫描显著强化^[19]。这些发现可能有助于区分脊柱的非感染性退化性疾病。椎间盘的肿胀圆形凸起可能导致椎间隙增大，类似椎间盘突出症的早期阶段^[20]。这种感染会导致整个椎体破坏，导致椎间盘进入终板，造成椎间盘突出症。

       布氏杆菌性脊柱炎的特征在于小集合空气的椎间隙和受影响的终板之间截留，被称为"外围真空现象"，这种现象高达18%，可能引起长期缺血和相邻终板椎间盘坏死感染^[21]。在所有的磁共振成像序列呈现低信号，疾病晚期椎间隙稍微减小。手术后的变化应该从基础强化方式与椎间盘炎进行鉴别，良性的手术后变化表现在平行终板边缘的椎间盘线性条带样强化，感染的间盘表现为无定形非解剖样强化^[22]。

       椎旁脓肿的发生率较低，约为16%，体积较小^[23]。与结核相比，椎旁钙化更少见。椎旁软组织水肿或肉芽组织引起的T2WI信号增高可能被认为是伴随椎旁感染。脓肿在布氏杆菌性脊柱炎不同阶段呈现不同的信号强度，即为不同形态的环形强化。这个病理过程也可能导致感染和肉芽组织扩散到硬膜外腔（有或没有脊髓压迫）。远处局限性感染病灶经血源性扩散是所有硬膜外脓肿的最常见机制，相邻脊髓炎的感染传播是布氏杆菌性脊髓炎的最常见途径^[24]。由穿透性创伤或外科干预引起椎旁化脓灶和直接播散是布氏杆菌性脊髓炎的其他致病因素。然而，血源性途径仅影响硬外膜间隙，相邻骨结构大多趋于正常。硬膜外的结构形态被形容为"幕征"或"披帘征"，由于后纵韧带的位移，可以在T2WI或轴向脂肪抑制增强T1WI清楚地看到^[25]。静脉注射钆对比剂前后的轴位和矢状位扫描对确诊疾病的播散程度是至关重要的，硬外膜或椎旁脓肿显示强化^[26]。强化程度的增加对诊断非常重要，硬膜外脓肿包括有液体和坏死的成分，显示为环形强化，硬膜外蜂窝组织炎没有液化或脓液的形成，呈弥漫型强化模式。硬膜外脓肿可能需要紧急手术干预，以避免神经功能恶化，而硬膜外蜂窝织炎可以用抗生素等药物治疗^[27]。这可以用来区分硬膜外脓肿与硬膜外蜂窝织炎。布氏杆菌性脑膜炎可导致严重的并发症，导致脑膜血管堵塞和炎症，增加血-脑屏障的通透性，并且代谢物在蛛网膜下腔聚集，引起脑脊液信号变化^[28]。蛛网膜下腔的蛋白水平升高和增厚的脑膜、脊膜，导致脑、脊髓和脑脊液之间清晰度减低，脑、脊髓的轮廓模糊，在T1WI和FLAIR图像闭塞区的高信号脑脊液和脑膜、脊膜显示为低信号^[29]。脑脊液流动受阻导致脑膜、脊膜增厚、渗出，并造成粘连，形成小腔、结块，在晚期的腰段神经根部增厚。FlAIR图像中的高信号并不是脑、脊膜炎的特异性标志，也可能出现在腰穿后或颅内压降低相关疾病、蛛网膜下腔出血、软脑膜转移、特发性肥厚性脊膜炎、吉兰巴雷综合征等其他情况中，也应予鉴别^[30]。当怀疑脑、脊膜炎时，应当注射对比剂，因为这些结果可能在最早的阶段不是显而易见的。脑膜和神经根鞘的线性和／或结节状强化在早期可以发现，但是慢性期很难出现。局灶性瘢痕脑膜炎阻止脑脊液流到脊髓中央管胞外空间，能引起局灶性囊肿，最终凝聚形成一个空洞，并发血管炎和表面的软脑膜血管血栓形成，导致脊髓缺血、梗死^[31]。

       布鲁氏菌可以通过不同的机制影响脊髓，如生物体的传染过程，造成脊髓炎及脊髓布氏杆菌脓肿，并发生免疫变态反应，导致脊髓病，如急性横贯性脊髓炎或急性播散性脑脊髓炎、多发性神经炎和急性神经根炎^[32]，也能导致脓毒性栓子或布氏杆菌血管炎静脉血栓形成，引起脊髓炎。持续性皮肤窦、椎管闭合不全将会引发脊髓内脓肿的发展，常常影响脊髓背侧，手术是主要的治疗方法^[33]。

       在脊髓炎急性期，磁共振图像可能是正常或非特异性的，脊髓病灶逐渐扩大，周围轻度水肿，在T2WI上两者之间明确的界线是不确定的；肉芽肿也较少见，其T2WI信号显示为低信号结节^[32]，在这种情况下，增强信号会表现为轻微或无强化。在脊髓炎亚急性期，随着脓肿形成不同的阶段出现明显周围炎症及水肿，表现为弥漫性、斑片状或环形强化^[34]。同时，感染的空洞会导致脊髓内脓肿，特别是小儿。70％的脊髓内脓肿患者会出现持续的神经功能缺损，其中8%～12％会病死。

2　鉴别诊断

       在成功鉴别其他感染或非感染脊柱疾病后即可对布氏杆菌性脊柱炎作出诊断。结核性脊柱炎是第一个要被排除，其次是化脓性脊椎炎，椎间盘突出、颈椎病、转移性病变、浆细胞瘤等疾病在鉴别诊断中也应该被考虑^[35]。

       结核性脊柱炎在早期阶段会引起脊椎结构不完整，椎体塌陷和破坏，可引起驼背；结核性脊柱炎也往往有较大的脊柱或硬膜外脓肿，椎旁软组织受累^[36]。同时，跳跃性病变和多发椎体受累是有利于结核性脊柱炎的诊断，此外结核性脊柱炎椎弓根和椎板频繁受累^[34]。椎旁钙化是脊柱结核的显著特点，在X平片或CT可以清晰地显示。而布氏杆菌性脊柱炎的椎体破坏塌陷是罕见的，在晚期才可以表现。在布氏杆菌性脊柱炎中，常有小关节受累。

       腰椎间盘退行性疾病与布氏杆菌性脊柱炎的鉴别是非常重要的。布氏杆菌性脊柱炎早期发现仅仅是骨髓水肿，不易与同样表现为炎症和水肿的Modic 1型椎体终板退变进行区分^[37]。布氏杆菌性脊柱炎和Modic 1型退变都表现为T2WI高信号和T1WI低信号，但在布氏杆菌性脊柱炎DWI的结果可能会出现"爪征"^[38]。

       化脓性脊柱炎通常比布氏杆菌性脊柱炎更严重，脓肿壁厚与不规则的椎旁软组织增强表明化脓性脊柱炎，在转移性疾病中，通常椎间盘不被累及^[35]。但是对于上述疾病不典型者仅凭磁共振常规平扫及普通增强扫描仍然难以鉴别。而近年来，随着磁共振的不断发展，新技术的临床应用，为脊柱病变的临床诊断及鉴别诊断提供了新的方向^[39]。

3　动态增强磁共振成像

       在脊柱，MRI动态增强扫描（dynamic contrastenhanced MRI, DCE-MRI）已被应用于表征正常骨髓和不同起源及不同阶段的血液系统恶性肿瘤^[39]。常规MRI及DCE-MRI的主要区别是，在注射对比剂后获得的图像的数量。常规的磁共振成像通常只有一组图像是钆类对比剂注入后几分钟获得的。在DCE-MRI，动态连续成像可获得钆类对比剂注入之前和之后多组图像，可用于注射前、后不同时间点测量信号强度曲线。这个曲线通常称为DCE动力学曲线，可以揭示钆对比剂输送到病变，以及对比剂在病变的分布和清除^[40]。这些动态特征与病变的血管及细胞相关，可为临床诊断提供更多的信息。其次，动态增强磁共振成像定量分析可以量化组织内亚结构即通过药物代谢动力学分析来评估组织微血管生成及其功能^[41]。DCE-MRI的4个定量参数：对比剂从血浆渗透至血管外细胞外间隙（extravascular extracellular space, EES)的容量转移常数K^trans(min^-1）；血管外细胞外容积分数Ve；血浆容积分数Vp；对比剂从EES返回至血浆的速率常数Kep(Kep=K^trans/Ve)。K^trans表示组织血管渗透性的高低，其值越大血管渗透性越高，内皮细胞损伤越严重；Ve表示组织坏死及组织细胞化程度，其值越大血管外细胞外间隙容积越大，坏死程度越高或细胞化程度越低；Vp表示单位体积组织内血浆的体积^[42]。脊柱炎性病变的K^trans、Ve值低于脊柱转移瘤等肿瘤性病变，结核性脊柱炎K^trans、Ve值低于布氏杆菌性脊柱炎^[36]。

4　结语

       布氏杆菌性脊柱炎的早期诊断往往已被延误，因为临床表现症状不明显，甚至无症状，同时影像学改变较轻微或没有变化。与普通X线、CT相比，MRI是检测早期布氏杆菌性脊柱炎的最有效手段，具有高灵敏度，并能较好的显示椎旁与硬膜的外侵范围。同时随着布氏杆菌性脊柱炎的发展，MRI显示T2WI和T1WI信号的高低进行诊断及鉴别。可见，MRI是布氏杆菌性脊柱炎常用的诊断和随访的影像检查方法，能够提供更多有用的信息，有助于更早地发现布氏杆菌性脊柱炎，尤其DCE-MRI在布氏杆菌性脊柱炎早期诊断及鉴别诊断中发挥更积极的作用，可以有效防治不可逆的骨坏死与神经受损。