Остеомиелит
Остеомиелит (ОМ) определяется как инфекция костного мозга и прилегающих костных структур с потенциальным распространением окружающих мягких тканей. ОМ имеет различную визуализационную картину и поэтому часто имитирует другие заболевания костей [1]. Цель этого графического обзора — обсудить различные клинические и визуализирующие особенности ОМ, уделяя особое внимание тем, которые помогают поставить уверенный диагноз.
Общая клиническая картина
Обычно можно выделить три клинические стадии (острую, подострую и хроническую), хотя в клинической практике эти стадии могут частично пересекаться.
Пути заражения могут различаться на разных клинических стадиях. У детей преобладающим путем заражения является гематогенное распространение, тогда как у взрослых гораздо чаще встречается распространение из смежных источников, прямое заражение или послеоперационное заражение.
Кроме того, клинические проявления также могут различаться в зависимости от возраста пациентов. В частности, у младенцев клинические проявления часто более выражены, включая местный отек, боль, ограничение движений или отказ двигать пораженной конечностью, особенно в острой фазе. Напротив, у взрослых клиническое начало часто более незаметное. У детей наиболее распространенными местами инфекции являются трубчатые кости, такие как большеберцовая и бедренная кости, тогда как у взрослых чаще всего поражается осевой скелет.
Лабораторные данные обычно показывают повышение уровня С-реактивного белка (СРБ) и скорости оседания эритроцитов (СОЭ), особенно при остром остеомиелите у детей, тогда как количество лейкоцитов может быть нормальным. Эволюция уровней СРБ коррелирует с ответом на терапию. Посевы необходимы для точного лечения, но в острых случаях только половина посевов крови дает положительный результат, что затрудняет постановку диагноза [2,3,4].
Патогенез и классификация
Существуют различные пути заражения, из которых наиболее частым является гематогенное распространение микроорганизма. В 95 процентах случаев микроорганизмом является Staphylococcus aureus, но ответственность за это могут нести и другие микроорганизмы. [2] Другие потенциальные пути заражения включают распространение из соседнего источника инфекции (рис. (Рисунок 1а),1а), открытые переломы с прямой имплантацией и/или наличием инородного тела или послеоперационной инфекции из-за инструментов (Рисунок 1б). Хронический СО также связан с сосудистой недостаточностью (например, вследствие сахарного диабета), приводящей к хроническим ранам. В этой рукописи основное внимание будет уделено гематогенному распространению остеомиелита. Дальнейшее детальное обсуждение других путей распространения выходит за рамки данного графического обзора.
Основные пути распространения инфекции. (a) Инфекция распространяется от смежных инфицированных портновских косточек. Аксиальное Т1-взвешенное изображение (WI) с подавлением жира (Fat-Sat) после введения контрастного вещества с гадолинием показывает воспаленный бурсит (белая стрелка) с прилегающим усилением дистальной части 5th Послеоперационное распространение инфекции. Послеоперационная инфекция позвоночника. Сагиттальный T1–WI с Fat–Sat после введения гадолиниевого контраста. Обратите внимание на ламинэктомию L4 и L5 с установкой межпозвонковых кейджей. Обширное усиление L5 и S1 с усилением края межпозвоночной клетки L5–S1 в соответствии с послеоперационным спондилодисцитом.(b) плюсневая кость (звездочки).
Характер кровоснабжения диафиза, метафиза и эпифиза зависит от возраста больного. Тщательное знание этих различных закономерностей позволяет понять различные рентгенологические закономерности СО у детей и взрослых (рис.(Фигура 2)2) [5].
Схематическое изображение васкуляризации трубчатой кости, модифицированное по Резнику. [2]. (a) Схематическое изображение васкуляризации трубчатой кости у детей младше 18 месяцев. Различают метафизарные и трансфизарные кровеносные сосуды, допускающие метафизарный и эпифизарный путь заражения. (b) Схематическое изображение васкуляризации длинных трубчатых костей у детей в возрасте от 18 месяцев до 16 лет. Эпифиз имеет свои питательные сосуды (вены и артерии), тогда как метафиз и диафиз имеют одни и те же сосуды. В организме образуется естественный барьер, препятствующий распространению остеомиелита на эпифизы и суставы. Таким образом, у детей этой возрастной группы наблюдается начальный и преобладающий метафизарный очаг инфекции. (c) Схема васкуляризации длинной кости у взрослых после закрытия пластинки роста. С 16 лет восстановление трансфизарной васкуляризации может вызвать потенциальное эпифизарное распространение инфекции.
Хотя традиционно зона роста считается барьером для эпифизарного распространения инфекционного очага у детей из-за специфической возрастной васкуляризации (рис.3а–б), этот барьер оказался проницаемым при магнитно-резонансной томографии (МРТ), поскольку этот метод более чувствителен к выявлению небольших изменений костного мозга как раннего признака распространения инфекции через пластинку роста
Острый остеомиелит у 2 разных пациентов. Обзорная рентгенограмма (a) и коронарный T2–WI (b) острый остеомиелит проксимального отдела левой плечевой кости. Другой пример ребенка с остеомиелитом проксимального отдела правой плечевой кости (c) на корональном T1–WI с ФС после введения гадолиниевого контраста. Стандартная рентгенография (a) показывает незначительное остеолитическое поражение метафиза и потерю корковых границ медиальной плечевой кости (черная стрелка). Отек окружающего костного мозга (черные стрелки) (b) в большинстве случаев детского остеомиелита ограничивается метафизом. Относительность барьера пластинки роста на МРТ проиллюстрирована на (c) Хотя внутрикостный абсцесс с усилением края (белая стрелка) соответствует основной очаг инфекции расположен в метафизе, также имеется очаговое усиление зоны роста и эпифиза в соответствии с метафизарным пересечением.
Эпифизарный остеомиелит правого колена у детей. Обзорная рентгенограмма (a) дистального отдела бедренной кости показывает рентгенопрозрачное поражение с периферическим склеротическим краем (белая стрелка) в эпифизе дистального отдела бедренной кости. После введения гадолиниевого контраста (корональный T1–Fat–Sat WI, (b) центральная часть поражения не усиливается, тогда как имеется тонкий периферический край усиление (белая стрелка) с умеренным усилением отека окружающего костного мозга.
В редких случаях инфекция распространяется преимущественно через сосудистую циркулу Хантера, снабжающую эпифиз
Результаты визуализации
Результаты визуализации зависят от клинической картины ОМ и возраста больного.
Схематическое изображение последовательных явлений острого остеомиелита. (a) Начальный метафизарный очаг. (b) Латеральное распространение на кору. (c) Кортикальное проникновение и периостальное возвышение. (d) Формирование толстой обертки. (e) Дальнейшее расширение метафизарного очага с обширной оберткой.
Острый детский остеомиелит проксимального отдела плечевой кости по данным УЗИ. Поперечное (а) и продольное (б) ультразвуковые изображения проксимального отдела плечевая кость. Обратите внимание на очаговое истончение кортикального слоя плечевой кости (тонкая белая стрелка) на аксиальных изображениях, что соответствует кортикальному проникновению инфекции, вызывающему поднадкостничное скопление гноя (звездочка). Также наблюдается повышенный допплеровский сигнал (белая стрелка) в синовиальной оболочке длинной головки сухожилия двуглавой мышцы (большая белая стрелка).
Обширная обертка на обзорной рентгенограмме. Переднезадняя и боковая обзорная рентгенограмма показывает обширную обертку (стрелка) в диафизе большеберцовой кости (черные стрелки).
Обсеменение суставов при остеомиелите. Схематические изображения (a) и (b), корональная . Пример на МРТ больного с быстрым распространением инфекционного очага на соседний левый плечевой сустав. Поскольку суставная капсула плечевого сустава располагается ниже зоны роста, метафизарный остеомиелит может легко распространиться через медиальную кору непосредственно в сустав, что приведет к усилению синовиальной оболочки (белая стрелка).(в, г) показан сустав, в котором капсула сустава (синяя) прикрепляется над пластинкой роста. Внесуставная зона роста защищает сустав от раннего заражения. (b) показан сустав, в котором капсула сустава (синяя) прикрепляется под пластинкой роста. Такое внутрисуставное расположение зоны роста может привести к быстрому распространению инфекции на соседний сустав. (a) T1–WI Fat–Sat после контрастирования гадолинием администрация. (d) и аксиальный (c)
Признак жировых шариков на T1–WI. Аксиальный T1–WI показывает жировые шарики (белая стрелка) внутри отека костного мозга большеберцовой кости. Кроме того, имеется кортикальный дефект, также известный как клоака, перфорирующий вентромедиальную кору большеберцовой кости (белый наконечник стрелки).
Типичный абсцесс Броди при подостром остеомиелите большеберцовой кости. Обзорная рентгенограмма (a) Схематическое изображение (b) Аксиальный T1–WI (c) и корональный Fat–Sat T2–WI (d) Обзорная рентгенограмма (a) показывает очаг метафизарного остеолиза с периферическим краем реактивного склероза (черные стрелки). (b) показаны a различные слои абсцесса Броди на T1–WI с патогномоничным признаком полутени на аксиальном T1–WI (c) и гнойное скопление на коронарном отростке Fat-Sat T2-WI (d) . Центральный гной от среднего до низкого SI на T1–WI (белые звездочки на c) и высокого SI на T2–WI (черные звездочки на d). Внутренняя стенка абсцесса состоит из грануляционной ткани высокого SI на T1–WI (знак полутени) (белая маленькая стрелка на c) и промежуточного SI на T2–WI. Внешнее кольцо реактивного склероза низкого SI как на T1–WI (большая белая стрелка на c), так и на T2–WI. Периферический отек костного мозга от среднего до низкого SI на T1–WI и высокого SI на T2–WI (черные стрелки на d).
Хронический остеомиелит на обзорной рентгенограмме бедренной кости. На обзорной рентгенограмме виден диффузный неоднородный остеосклероз правой бедренной кости с очагом повышенного затемнения, представляющим собой некротическую кость или секвестр (черная стрелка). Обычные снимки часто трудно интерпретировать из-за наложения жизнеспособной и некротической кости, каждая из которых имеет разную рентгеноконтрастность.
Хронический остеомиелит пяточной кости. Обзорная рентгенограмма (a) и сагиттальная Fat-Sat T2-WI (b). Обзорная рентгенограмма (a) показывает неоднородный склероз (черные стрелки) в пяточной кости. На МРТ-изображениях виден отек костного мозга (черные стрелки) (b), что указывает на активную инфекцию. Обратите также внимание на наличие небольших микроабсцессов (черные стрелки).
Хронический остеомиелит правой плечевой кости с образованием свища. Обзорная рентгенограмма (синография) (a), корональная (b) и аксиальный (c) Fat–Sat T1–WI после введения гадолиниевого контраста. Синография (a) показывает интрамедуллярное четко выраженное литическое поражение с фестончатым образованием коры. Обратите внимание на наличие катетера в пазухе. Отмечается усиление стенки внутрикостного абсцесса и стенки свища (белая стрелка) (б, в). Изображение предоставлено доктором Х. Деклерком, Дендермонд.
Последовательные изменения, происходящие при острой ОМ, суммированы на рисунках Цифры3,3,,4,4,,5,5,,6,6,,7,7,,8,8,,99.
Обзорная рентгенография нечувствительна для оценки костной протяженности поражения в первые десять дней после начала инфекции. Может наблюдаться неспецифический отек мягких тканей. Костные изменения, такие как утолщение надкостницы, потеря трабекулярной архитектуры, остеопения и остеолитическая деструкция, наблюдаются самое раннее через неделю. Тем не менее, обычная рентгенография полезна в качестве исходного исследования для дальнейшего наблюдения и в целях дифференциальной диагностики.
Ультразвук (США) позволяет легко сравнить обе стороны. Это точный и быстрый инструмент для выявления поднадкостничного распространения при остром СО, особенно у детей, из-за неплотного прикрепления надкостницы. Визуализация возвышения надкостницы, скоплений жидкости или абсцессов являются признаками остеомиелита. Абсцесс мягких тканей представляет собой гипоэхогенное скопление в нормальных мышцах с периферическим васкуляризированным краем повышенного сигнала энергетического допплера. УЗИ выявляет эти признаки раньше, чем стандартная рентгенография, и позволяет выполнить биопсию и/или аспирацию под контролем УЗИ (рис.(Рисунок 6)6) [7].
Магнитно-резонансная томография является методом выбора для раннего выявления острого СО. Изменения костного мозга выявляются в течение трех-пяти дней после начала заболевания при помощи Fat-Sat T2-взвешенной визуализации (WI). ОМ может распространяться на сустав в зависимости от положения капсулы сустава по отношению к пластинке роста. Внесуставное расположение пластинки роста не предрасполагает к инфекции сустава, тогда как внутрисуставное расположение пластинки роста может вызвать быстрое распространение на соседний сустав (рис.(Рисунок 8).8). Точно визуализируются разрастание мягких тканей, суставной выпот, абсцессы и свищевые ходы. Патогномоничным признаком острого остеомиелита является наличие интрамедуллярных жировых шариков на Т1–WI. Островки жира высвобождаются некротическими липоцитами, что приводит к высокой интенсивности сигнала (SI) на T1–WI (рис.(Рисунок 9)9) [8,9,].10
Подострый остеомиелит характеризуется наличием абсцесса Броди в метафизе. На обзорной рентгенограмме он обычно проявляется в виде овального рентгенопрозрачного поражения с периферическим склерозом в метафизах длинных костей (рис.(Рисунок 10).10). Форму абсцесса Броди вдоль продольной оси можно объяснить действием силы тяжести. Реже абсцесс Броди может располагаться также в коротких и плоских костях. Представление абсцесса Броди на МРТ (рис.(Рисунок 10)10) характеризуется признаком полутени, состоящим из тонкого периферического края высокого сигнала на T1–WI вокруг скопления гноя в кости. Высокий SI, вероятно, обусловлен грануляционной тканью в стенке абсцесса с макрофагами, нагруженными липидами (рис.(Рисунок 10)10) [10]. После внутривенного введения гадолиниевого контраста этот тонкий васкуляризованный ободок усиливается на [11,12].
Неоднородный остеосклероз и/или образование секвестров (некротическая кость) характерны для хронического остеомиелита на обзорной рентгенографии. Секвестр представляет собой сегмент некротической кости, отделенный от живой кости грануляционной тканью и резорбцией кости. Обычно она плотнее живой кости [13]. В некоторых случаях вокруг некротизированной кости образуется слой новой надкостничной кости или обертки (рисунки (рис.7,7,,11,11,,12).12). На МРТ секвестр гипоинтенсивен на всех импульсных последовательностях. Введение контрастного вещества с гадолинием может выявить клоаку (отверстие в обертке), через которую может выделяться гной, грануляционная ткань и секвестры. Кроме того, усиление свищевых путей, проходящих от кости к поверхности кожи, хорошо демонстрируется на МРТ с контрастным усилением (рис.(Рисунок 13)13) [15].
Сцинтиграфия костей позволяет выявить остеомиелит с высокой чувствительностью. В отсроченной фазе наблюдается повышенная активность в пораженной кости, также может присутствовать поглощение в окружающей кости и/или мягких тканях. Однако специфичность низкая. Множественность легко обнаруживается этим методом [14].
Компьютерная томография (КТ) полезна при оценке хронического остеомиелита в областях со сложной анатомией. КТ может предоставить информацию о наличии секвестров, клоаки, кортикальной деструкции и толщине оболочки. В частности, при оценке образования секвестров КТ более точна, чем обычная рентгенография и МРТ. Кроме того, это полезный метод для игольной биопсии под визуальным контролем и аспирационного материала для микробиологии [14]. Однако из-за дозы радиации использование КТ у детей следует тщательно избегать.
Склерозирующий остеомиелит Гарре представляет собой особый подтип, обычно поражающий нижнюю челюсть, но также может наблюдаться и в длинных костях. Болеют в основном дети и молодые люди. Этиология остается неясной, поскольку посевы, как правило, отрицательны, и подозревается основная вирусная инфекция [16]. Пациенты жалуются на боль, отек и тризм, если поражена нижняя челюсть. На снимке видно выраженное утолщение надкостницы с периферическим реактивным костеобразованием. Лечение поражения нижней челюсти заключается в хирургическом иссечении причинного зуба [17].
Особые подтипы остеомиелита: хронический рецидивирующий мультифокальный остеомиелит (CRMO) и SAPHO.
Определение и патогенез
CRMO определяется как аутоиммунное заболевание с рецидивирующими воспалительными поражениями костей, которое обычно поражает детей [18]. Обычно он поражает медиальную часть ключицы и метафизы длинных костей, но могут поражаться и другие места. У пациентов наблюдается прогрессирующий отек и боль в пораженном участке.
Сочетание синовита, акне, пустулеза, гиперостоза и остита обозначается как SAPHO и рассматривается как аналог CRMO у взрослых. Это воспалительное заболевание неизвестной этиологии, ключевым симптомом которого является остит. Преимущественно поражается осевой скелет с преимущественным поражением грудино-ключичных суставов (двусторонний отек грудино-ключичных суставов) (рис.14) и позвоночник. Крестцово-подвздошные суставы обычно не поражаются.
Типичный признак бычьей головы при SAPHO грудино-ключичного сустава. КТ (корональное переформатированное изображение) (a) демонстрирует склероз рукоятки грудины и медиальной части ключиц, а также эрозии грудино-ключичных суставов. Обратите внимание на типичный симптом быка на сцинтиграфии (b).
Визуализация
Обзорная рентгенография при CRMO первоначально показывает остеолитические поражения, иногда связанные с периостальной реакцией, имеющей вид так называемого «лукового кольца» (рис.15а<а i=0>). На более поздних стадиях развивается прогрессирующий склероз кости. CRMO ключицы обычно поражает медиальную сторону. Рентгенологически активные поражения могут быть клинически бессимптомными, и корреляция между симптомами и активностью при визуализации отсутствует [19].
CRMO медиальной ключицы. Обзорная рентгенограмма (a) показывает экспансивное поражение (черная стрелка) медиальной части ключицы с обширным костным склерозом и солидной периостальной реакцией. Поражение имеет гипоинтенсивный сигнал на корональном T1–WI (b). Обратите внимание на костное расширение поражения за пределы исходного кортикального слоя ключицы (белая стрелка).
При SAPHO в пораженных суставах наблюдаются склероз и эрозии фасеток суставов, которые являются признаками артрита. Визуализируются гиперостоз и энтезопатия [20].
КТ способна обнаружить и оценить степень этих костных изменений с точностью [19].
МРТ показывает отек костного мозга при острых поражениях CRMO с гипоинтенсивным SI на T1–WI и гиперинтенсивным SI на T2–WI (рис.15б<а i=0>). Можно визуализировать трансфизарную инвазию. Прогрессирующий склероз приводит к гипоинтенсивному сигналу как на Т1-, так и на Т2-WI и может наблюдаться при подострых и хронических поражениях. [19]. МРТ является предпочтительным методом визуализации для раннего выявления SAPHO. Отек костного мозга легко визуализируется на T2–WI, что позволяет дифференцировать острые и хронические поражения.
Следует отметить, что, по мнению других авторов, CRMO и SAPHO относятся к спектру спондилоартропатий, а не к инфекциям. Поэтому дальнейшее обсуждение этих объектов выходит за рамки данного графического обзора.
Заключение
Различная визуализационная картина остеомиелита может быть объяснена различными патогенетическими механизмами, участвующими в распространении инфекции, а также возрастной васкуляризацией кости. Стандартная рентгенография по-прежнему является базовым обследованием для последующего наблюдения и дифференциальной диагностики. УЗИ является предпочтительным методом исследования при подозрении на острый остеомиелит у детей или сопутствующий септический артрит. Биопсия и/или аспирация под контролем УЗИ выполняются безопасно и легко. КТ может быть полезна при оценке хронического остеомиелита, особенно в областях со сложной анатомией. КТ может предоставить информацию о наличии секвестров, клоаки, деструкции коры и реактивного образования оберток. Кроме того, его используют для биопсии под визуальным контролем и аспирации инфекционного материала для микробиологического исследования. МРТ является предпочтительным методом раннего выявления остеомиелита. Признак жировых шариков на T1-WI патогномоничен для острого остеомиелита, тогда как признак полутени патогномоничен для абсцесса Броди при подостром остеомиелите. Обязательно сочетание T1- и Fat-Sat T2-WI и визуализации, усиленной гадолинием.
