Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Избранные вопросы лучевой визуализации позвоночника и спинного мозга при инфекционных спондилитах (обзор литературы)
1.1. Инфекционные заболевания позвоночника: этиология и морфо лучевые сопоставления 14
1.2. Клинические характеристики миелопатий. Виды хирургического лечения 19
1.3. МРТ анатомия позвоночника, дурального мешка и спинного мозга 26
1.4. Диагностические возможности методов лучевой визуализации при инфекционных спондилитах 32
1.5. Особенности МРТ-визуализции изменений структур позвоночного канала при спондилитах 38
Глава 2. Общая характеристика клинического материала и методы исследования
2.1. Общая характеристика обследуемых больных 46
2.2 Этапы клинического обследования пациентов 52
2.3. Лучевое обследование пациентов со спондилитами 56
2.3.1. Рентгенография 57
2.3.2. Многослойная спиральная компьютерная томография 59
2.3.3. Магнитно-резонансной томография .59
2.4. Качественная оценка структур позвоночного канала по данным МРТ 65
2.5. Чувствительность и специфичность метода магнитно-резонансной томографии 69
2.6. Методы статистической обработки результатов исследования .70
Глава 3. МРТ-семиотика изменений структур позвоночного канала при инфекционных спондилитах .71
Глава 4. Лучевые (МРТ), клинические сопоставления при спондилитах 93
Глава 5. Анализ связи пред- и послеоперационных особенностей неврологического статуса и некоторых показателей МРТ у пациентов, исходно имевших клинические проявления миелопатии .105
Глава 6. Обсуждение полученных результатов (заключение) 113
Выводы 124
Практические рекомендации 125
Перспективы 126
Список литературы 127
- Инфекционные заболевания позвоночника: этиология и морфо лучевые сопоставления
- Магнитно-резонансной томография
- МРТ-семиотика изменений структур позвоночного канала при инфекционных спондилитах
- Анализ связи пред- и послеоперационных особенностей неврологического статуса и некоторых показателей МРТ у пациентов, исходно имевших клинические проявления миелопатии
Инфекционные заболевания позвоночника: этиология и морфо лучевые сопоставления
Инфекционный спондилит - “…вызванная микроорганизмом(-ами) инфекция в одном или более компонентах позвоночника, а именно позвонке (остит), межпозвонковом диске (дисцит), паравертебральных мягких тканях и/или эпидуральном пространстве” [49,91].
Для диагностики спондилитов используют клинико–лучевые (визуализационные) и гистопатологические данные, полученные в результате операций или диагностических манипуляций (биопсии), в то время как доказательством инфекционной этиологии поражения являются результаты бактериологических исследований - бактериоскопии, культуральных и молекулярно-генетических исследований, в т.ч. полимеразной цепной реакции (ПЦР) [138].
Определение инфекционных поражений позвоночника по нозоологии базируется на особенностях клинико-лучевых проявлений различных спондилитов. Для туберкулеза позвоночника характерно подострое волнообразное течение и первично-очаговый характер деструкции тел позвонков, замедленное развитие эндостальной реакции в здоровой костной ткани и выраженный гранулематозно-гнойный процесс, с образованием абсцессов в паравертебральных областях [54]. Неспецифический остеомиелит позвонков (неспецифический спондилит) наиболее часто помимо остроты начальных клинических проявлений отличается первичной субхондральной подсвязочной локализацией воспаления в теле позвонка, стремительными и отграничительными реакциями костной ткани (склероз, краевые костные разрастания) [43,44, 45].
Факторы, способствующие возникновению воспалительных заболеваний позвоночника, формированию эпидуральных абсцессов относят иммуносупрессию, возникающую по разнообразным причинам (диабет второго типа, иммуносупрессивную терапию, онкологические заболевания, ВИЧ-инфекцию, почечную недостаточность, употребление наркотиков, алкоголизм, прием стероидных гормонов [82,83]. Эпидуральные абсцессы в 50% случаев возникают в результате гематогенного распространения инфекции (при инфекциях кожи, мягких тканей, инфекции мочевыделительной и дыхательной систем), в 10-30% - в результате контактного распространения при инфекционном поражении позвонков (спондилите) [82, 111]. В 15% случаев воспалительный процесс в позвоночнике связан с ятрогенными причинами – последствия хирургических вмешательств, после проведения люмбальной пункции, эпидуральной анестезии, блокады [66]. Возможно формирование эпидурального абсцесса в результате нагноения посттравматической гематомы [112]. В 30-40% источник или заболевание, предполагающие скрытую бактериемию, ведущую к отграниченному воспалению в эпидуральном пространстве, не обнаруживается [157,159].
Считается, что эпидуральные абсцессы, возникшие в результате гематогенного распространения, локализуются наиболее часто в задних отделах позвоночного канала [69]. В то время как локализация в передних отделах предполагает распространение из зон деструкции тел позвонков [160].
Наиболее значимыми инфекционными агентами при неспецифических спондилитах является Staphylococcus spp. Staphylococcus aureus, распространяются обычно гематогенно или контактно из псоас-абсцессов, параспинальных и ретрофарингиальных абсцессов [113]. Отечественные авторы обращают внимание на наиболее частое выделение при спондилодисцитах золотистого стафилококка, а среди грамотрицательных микроорганизмов -кишечной палочки [51].
Среди специфических спондилитов преобладают процессы, вызванные Mycobacterium tuberculosis (31%) [124]. Патогенные грибы, такие как криптококки, аспергиллы и бластомикозы встречаются редко, как правило у иммунокомпрометированных пациентов [128], при этом чаще других выделяется A. fumiguatus [172], в то время как из эпидуральных абсцессов у ВИЧ-инфицированных пациентов - Aspergillus species [103].
По данным ряда авторов, пиогенный (неспецифический) спондилодисцит не имеет четко преобладающей локализации: в 50% случаев поражаются позвонки поясничного отдела, в 40% – грудного, в 5 - 60% - шейного [51]. При внелегочном туберкулезе поражения позвоночника встречаются в 30 – 50% наблюдений [30,32], при этом от 41% до 54,8% спондилитов локализуется в грудном и грудопоясничном отделах, от 31,1% до 40% - в поясничном отделе позвоночника [7, 25,66, 163]. Вместе с тем, Na-Young Jung (91) указывает на преобладание поясничной локализации как при туберкулезе (в 50% случаев), так и при неспецифическом процессе (70% случаев), отмечая неспецифические поражения грудных позвонков лишь в 10% наблюдений [91] Только R.Maas (1999) отмечает значительное преобладание при туберкулезе поражений поясничного отдела (72,6%) перед грудными (20%) [146].
Обобщенные признаки вовлечения позвоночника при неспецифическом, туберкулезном и бруцеллезном поражениях [124], представлены в таблице 1.
Патогномоничными для туберкулезного спондилита считаются медленное прогрессирование процесса, вовлечение нескольких сегментов, большие внутрикостные очаги деструкции и параспинальные абсцессы, содержащие обызвествления, а также разрушение позвонков с образованием кифотической деформации [114,141]. Симулирует туберкулезный спондилит криптококковый остеомиелит позвоночника, который также может сопровождаться неврологическим расстройствами [104]. По мнению Weinstein MA, Eismont FJ [175], туберкулезный спондилит развивается у ВИЧ-инфицированных пациентов с уменьшением показателей CD4 до 50-200 клеток/мм3, у пациентов с наименьшим показателями CD4 отмечаются эпидуральные абсцессы, вызывающие компрессионную миелопатию. В других исследованиях, касающихся туберкулеза позвоночника у больных ВИЧ-инфекцией, подобная корреляция не выявлена [14,38,39].
Достаточно редкий вариант поражений позвоночника, отмечаемый преимущественно у детей и подростков, представляет собой т. н. “вертебральная форма небактерильного остеомиелита” (хронического мультиочагового рецидивирующего остеомиелита, ХРМО, англ. CRMO) – заболевание неизвестной этиологии, чаще встречающееся у пациентов с ревматоидным фоном. По характеру деструкции поражения позвонков при этой патологии схожи с инфекционными спондилитами, однако, микробиологические исследования любых естественных и патологических субстратов (кровь и биоптаты) при них всегда стерильны, что наряду с неэффективностью антибактериальной терапии являются основными критериями для их исключения из группы бактериальных поражений [22,67,74].
Магнитно-резонансной томография
Магнитно-резонансную томографию выполняли на МР-томографе Exelart Vantage, фирмы Toshiba, с индукцией магнитного поля 1,5Тл. Для исследования использовали 4-канальную спинальную катушку, входящую в комплект томографа. В стандартном протоколе исследования использовали:
- сагиттальные проекции Т1 ВИ spin-echo (TR/TE (мс), 350-650/ 11-30);
- сагиттальные, корональные и аксиальные проекции fast spin-echo Т2-ВИ (TR/TE (мс), 3,000-4,000/76-108);
- сагиттальные, корональные, и аксиальные проекции Т1 ВИ с подавлением МР- сигнала от жировой ткани (TR/TE (мс),350-800/11-30), после введения контрастного препарата на основе гадолиния из расчета 0,2 мл/кг
- STIR ИП (short time inversion recovery).
Были заданы следующие параметры МР-изображений (таблица 8):
У пациентов с инфекционными спондилитами изменения в структурах позвоночного канала проявляются патологическими экстрадуральными и интрадуральными изменениями, а также их сочетанием (таблица 9).
С учетом задач исследования, по данным МРТ анализировали следующие параметры (таблица 10).
В графическом виде принципы расчета указанных параметров схематически представлены на рисунке 13.
Метрические показатели, характеризующие взаимоотношение позвоночника и структур позвоночного канала (принципы расчета приведены в таблице 10). Распределение пациентов по количеству пораженных позвонков представлено на рисунке 14.
Частота многоуровневых поражений позвонков при спондилитах
В нашей работе всем пациентам на этапе оперативного вмешательства выполнялся передний спондилодез, со стабилизацией позвоночника и коррекцией деформацией задней инструментальной фиксацией (ЗИФ)
В используемом в рамках исследования на МР- томографе уменьшение объема артефактов после реконструктивно-восстановительных операций от металлоконструкций могло быть обеспечено увеличением количества усреднений или применением одного из следующим методов - более высокого разрешения и более тонких срезов; использованием STIR ИП для подавления сигнала от жировой ткани; использования более широкой полосы пропускания радиочастот (Bandwith); использованием импульсных последовательностей TSE, FSE, c увеличением количества эхосигналов. Однако, на наш взгляд, этот вопрос требует самостоятельного анализа, выходящего за рамки нашего диссертационного исследования.
МРТ-семиотика изменений структур позвоночного канала при инфекционных спондилитах
Целью раздела, посвященного МРТ-семиотике изменений спинного мозга при инфекционных спондилитах, не является описание особенностей визуализации деструкции позвонков. Эти вопросы детально изучены в многочисленных работах [12,14,20,21,26,40,44,45,50,51,53] и в нашем исследовании не анализируются.
Экстрадуральные изменения при спондилитах.
Эпидуральные абсцессы, в том числе, приводящие к компрессии спинного мозга и его корешков, являются наиболее частым вариантом патологических изменений, встречающихся при инфекционных спондилитах. Эпидуральные абсцессы представляют собой отграниченные компоненты деструкции костных структур (рисунок 21). В нашей работе деструктивные полости распространялись в сторону позвоночного канала с образованием эпидуральных абсцессов у пациентов со специфическим поражением позвоночника в 47%.
Эпидуральный абсцесс при туберкулезном спондилите L4-L5. МРТ. Т2 ВИ, сагиттальная проекция. Неоднородный, преимущественно гиперинтенсивный на Т2 ВИ эпидуральный компонент с гипоинтенсивными включениями и четкой стенкой, по уровню (локализации) расположения соответствующий зоне вертебральной деструкции. Эпидуральный компонент деформирует переднюю стенку дурального мешка, занимая эпидуральное пространство. На Т1 ВИ содержимое абсцесса с неоднородным гипоинтенсивным МР сигналом. Эпидуральные абсцессы после внутривенного контрастирования с признаками усиления МР сигнала вдоль стенок, четко отграничены.
Возможно расположение эпидурального абсцесса в заднем эпидуральном пространстве как при распространении абсцесса из передних отделов эпидурального пространства (рисунок 22), так и при «задних» спондилитах (рисунок 23). Из когорты обследуемых пациентов «задние спондилиты» отмечены при туберкулезном спондилите, формировались при распространении деструктивных изменений из передних отделов разрушенных позвонков. Выявлены в 2% наблюдений.
Ограниченный задний эпидуральный абсцесс на уровне краниальных компрометированных позвонков. Абсцесс прилежит к задней поверхности спинного мозга, не компремируя его.
Распространенная деструкция L2-S1, с вовлечением «задних» структур. Деструктивные изменения занимают, в том числе, задние отделы эпидурального пространства, компремируя корешки конского хвоста. Деструктивные изменения характеризуются неоднородным МР сигналом с гипоинтенсивными включениями за счет секвестров. Деформация спинного мозга и компрессия корешков конского хвоста. А - Т1 ВИ, Б - Т2 ВИ. Сагиттальные проекции.
Эпидуральные абсцессы могут распространяться более чем на один отдел позвоночника, выходя далеко за зоны вертебральной деструкции (рисунок 24). Рисунок 24. Пациентка М.,40 л. Туберкулезный спондилит L4-L5.
А – МРТ, Т2 ВИ, сагиттальная проекция. Задний эпидуральный абсцесс с неоднородным, преимущественно гиперинтенсивным МР сигналом на Т2 ВИ, распространяющийся на грудной отдел из области деструкции, расположенной на уровне L4-L5;
Б – МРТ, Т2 ВИ, аксиальная проекция. Распространение абсцесса через левое межпозвонковое отверстие из заднего эпидурального пространства в паравертебральные мягкие ткани;
В, Г – МРТ. Т1 ВИ, после внутривенного контрастирования, сагиттальная проекция: смещение спинного мозга кпереди на всем протяжении грудного (в) и шейного (г) отделов из-за распространения эпидурального абсцесса в заднем эпидуральном пространстве. Эпидуральный абсцесс с признаками выраженного негомогенного усиления МР сигнала после внутривенного контрастирования.
Подобные распространения, выходящие за пределы зоны деструкции в эпидуральном пространстве, захватывающие как шейный, так грудной с поясничным отделами позвоночника отмечены в 1% случаев, при туберкулезном поражении.
Пример эпидурального абсцесса и деформации спинного мозга, не сопровождающихся лучевыми проявлениями миелопатии, представлен на рисунок 25. Особенностью данного наблюдения явилось наличие незначительного ретролистеза на уровне деструкции, что клинически проявлялось картиной нестабильности позвоночника с провоцируемыми движениями, болевым синдромом и транзиторными двигательными расстройствами. Поэтому, при наличии эпидуральных компонентов, клинические проявления миелопатии зачастую связаны с проявлениями нестабильности
Пациент Г., 34 г. МРТ, Т2-ВИ, сагиттальная проекция. Контактная деструкция Th10h11h12-L1, с распространением деструктивных изменений в эпидуральное пространство. Отсутствие изменений МР сигнала от спинного мозга как в зоне компрессии, краниальней и каудальней нее. Нестабильность позвоночника на уровне деструкции - ретролистез. У пациентов с неспецифическим спондилитом в переднем эпидуральном пространстве формируются зоны локального воспаления эпидуральной клетчатки (эпидуриты) (рисунок 26,27). В когороте обследуемых пациентов разной степени выраженности эпидуриты отмечались на уровне компрометированных позвонков в 31% случаев.
Пациент Ю., 42 г. МРТ. Неспецифический спондилит Th6h7. Т1 ВИ после внутривенного контрастирования, сагиттальная проекция: поверхностная контактная деструкция тел Th6h7, увеличение объема, усиление МР сигнала от эпидуральной клетчатки на уровне пораженных позвонков.
При воспалительных заболеваниях в пораженных позвонках могут возникать патологические переломы (фрагментация, формирование секвестров) тел, с внедрением фрагментов в сторону позвоночного канала (рисунок 28).
Пациент Е, 32 г. МРТ. Неспецифический спондилит Th11h12. Патологический перелом тела Th11. Деформация передней стенки дурального мешка смещенным в просвет канала задненижним фрагментом тела Th11 А - Т2 ВИ, сагиттальная проекция; Б - Т1 ВИ, сагиттальная проекция: отек костного мозга позвонков Th11h12, со снижением МР сигнала на Т1 ВИ и повышением МР сигнала на Т2 ВИ. Тело позвонка Th11 фрагментировано, снижено по высоте.
Компрессию структур позвоночного канала вызывают, в том числе, утолщенные реактивно измененные вследствие воспаления оболочки спинного мозга. В нашей работе у пациентов с воспалительными изменениями позвоночника реактивно измененные оболочки на уровне зон деструкции отмечались во всех наблюдениях (рисунок 29).
Анализ связи пред- и послеоперационных особенностей неврологического статуса и некоторых показателей МРТ у пациентов, исходно имевших клинические проявления миелопатии
После проведения реконструктивно-восстановительных операций были сложности в интерпретации состояния структур позвоночного канала на фоне артефактов от металлоконструкций. Оценивали зоны свободные от артефактов. В нашей работе анализ состояния структур позвоночного канала был проведен у 27 пациентов.
После реконструктивно-восстановительных операций у всех обследуемых пациентов отмечался регресс изменений в спинном мозге (рисунок 43), который заключался в уменьшения протяженности выявленных до операции изменений (уменьшение протяженности гиперинтенсивного МР сигнала на Т2 ВИ).
После ликвидации патологического процесса в телах позвонков путем реконструктивно-восстановительных операций в одном случае отмечалось исчезновение измененного интрамедуллярного МР сигнала, восстановление толщины спинного мозга (рисунок 44).
А - Т2 ВИ, Б - STIR ИП, сагиттальные проекции: в эпидуральном пространстве абсцесс с обызвествлениями с гипоинтенсивным МР сигналом на Т2 ВИ, при STIR ИП, компремирующий спинной мозг с истончением и повышением МР сигнала интрамедуллярно.
В - Т2 ВИ, сагиттальная проекция: восстановление размера и сигнала от спинного мозга после операции.
Также были оценены параметры неврологического статуса обследуемых пациентов до и после оперативного вмешательства.
Несмотря на то, что неврологический статус больных после операции характеризуется моторными и чувствительными нарушениями, научный интерес, на наш взгляд, представляет изучение связей между компонентами этого параметра:
Показатель тактильная чувствительность у больных спондилитами имеет прямую связь с выраженностью моторных нарушений (таблица 25).
Анализ послеоперационной динамики неврологических расстройств у пациентов, имевших изменения спинного мозга по данным МРТ (в виде повышения МР сигнала на Т2 ВИ) представлены в таблице 29.
Из таблицы видно, что несмотря на декомпрессивный компонент реконструктивно-восстановительных операций, в 83% случаев неврологический статус пациентов не изменился, тогда как улучшение неврологического статуса на два ранга шкалы Frankel отмечено в 7% и на один ранг - в 10%. Ухудшения неврологического статуса не отмечалось. При этом статистически значимого влияния на особенности неврологического послеоперационного статуса со стороны количественных показателей не отмечено.
Анализ связи между послеоперационным неврологическим статусом, оцененным по шкале Frankel, и фактором угол вершинной деформации спинного мозга SCK выявил отсутствие зависимости между ними (p = 0,234) (таблица 30)
Также не выявлено статистически значимого влияния на особенности неврологического послеоперационного статуса и других факторов: cтепени компрессии спинного мозга (квадратичной) SCSC (p = 0,153); линейной степени максимальной передне-задней компрессии дурального мешка APC (p = 0,565) и степени максимального сагиттального стеноза позвоночного канала (SCSs)(p = 0,763).
Таким образом, в большем проценте случаев неврологический статус пациентов не меняется после проведения реконструктивно-восстановительных операций и в небольших процентах случаев улучшается по шкале Frankel на один/ два ранга у пациентов с изменениями характерными для глиоза/миелошиемии отека, при этом статистически значимого влияния на особенности неврологического послеоперационного статуса со стороны количественных показателей не отмечено.