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第五节 骨关节与软组织感染
一、骨感染
(一)骨化脓性感染
化脓性骨髓炎,系化脓性细菌进入骨髓所致,常见的致病菌为金黄色葡萄球菌。细菌可经血源性和外源性两种途径感染,其中以血行感染最多,好发于儿童和少年。长骨中以胫骨和腓骨多见。根据病情发展和病理改变,骨髓炎可分为急性和慢性。
1.急性化脓性骨髓炎
(1)临床与病理:
常呈急性起病,寒战,高热和患肢红肿热痛。血行感染时,细菌栓子经滋养动脉进入骨髓。病变早期骨髓腔内充血、水肿,血管扩张、通透性增加和渗出,广泛地侵犯骨髓和骨皮质,常较多停留于干骺端的骨松质部分,形成局部脓肿。可以向髓腔方向直接延伸,引起髓腔及皮质的广泛破坏;也可由病灶向外扩展,穿过骨皮质,在骨膜下形成骨膜下脓肿。感染也可侵入关节而引起化脓性关节炎。
(2)影像学表现
1)X线平片:
①软组织肿胀,在发病后10天内可见软组织肿胀,肌间隙模糊或消失,皮下脂肪层内出现致密的条纹影,靠近肌肉部分呈纵行排列,靠外侧者则呈网状。②骨质破坏,发病2周后可见干骺端骨松质中出现骨小梁模糊、消失,虫蚀状的骨质破坏区,破坏区边缘模糊。骨质破坏可以向骨干延伸,范围扩大。③骨膜反应,由于骨膜下脓肿的刺激,骨皮质周围出现骨膜增生,常呈葱皮状、花边状和放射状。④死骨,沿骨长轴形成长条形死骨,与周围骨质分界清楚,且密度高于周围骨质。
2)CT检查:
CT密度分辨率明显高于X线检查,尤其显示小破坏区和小的死骨。CT能很好地显示软组织肿胀、骨膜下脓肿、骨髓内的炎症、骨质破坏和死骨。增强CT脓肿壁可以显著环形强化。
3)MRI检查:
在确定急性化脓性骨髓炎的髓腔侵犯和软组织感染的范围方面,MRI优于常规X线和CT。病变累及的骨髓在T 1WI呈低信号,脂肪抑制的T 2WI呈高信号。受累骨周围软组织肿胀,肌间隙和皮下脂肪模糊不清。在T 2WI上充血水肿的肌肉和脓肿呈高信号,增强MRI脓肿壁可出现明显环形强化。
(3)诊断与鉴别诊断:
急性化脓性骨髓炎临床症状明显,影像学表现明确,诊断容易。需与骨结核,尤因肉瘤和嗜酸性肉芽肿鉴别。骨结核起病慢,症状轻,无骨膜反应。尤因肉瘤以髓腔中心骨质破坏为主,较少有骨质增生。嗜酸性肉芽肿好发于骨干,多呈囊状溶骨性破坏,皮质膨胀性变薄。
2.慢性化脓性骨髓炎
(1)临床与病理:
多见于中老年人。多数无全身症状,局部出现肿痛、窦道和流脓。常由于急性化脓性骨髓炎未得到及时而充分治疗的结果。少数一开始为慢性起病,多见于低毒性感染。
(2)影像学表现
1)X线平片:
X线主要表现为骨质增生硬化现象为主(图1-3-15a),伴有骨质破坏、死骨形成和软组织肿胀。
2)CT检查:
与X线表现相似,可以显示骨皮质明显增厚、髓腔变窄甚至闭塞、骨质密度增高(图1-3-15b、d)。CT检查可以清楚显示死骨。
3)MRI检查:
骨质增生硬化、死骨和骨膜反应在T lWI和T 2WI上均呈低信号(图1-3-15e、f)。软组织水肿、炎性渗出和肉芽组织在T 1WI上为低信号、在T 2WI呈高信号(图1-3-15c)。
图1-3-15 股骨X线、CT和MRI扫描图
股骨X线正位片(a)、股骨CT冠状位(b)和轴位图(d)示左侧股骨中段可见骨髓腔密度增高,骨质硬化,轴位可见骨膜反应;T 2WI抑脂图(c)示左侧股骨中段骨髓水肿呈高信号;T 1WI(e)和T 2WI(f)箭头示增生硬化骨质呈低信号
(3)鉴别诊断:
慢性病程,反复发作,骨质破坏伴大量的骨质增生和可有死骨形成,诊断容易。少数病例甚至相似恶性骨肿瘤或其他骨疾病,如硬化性骨肉瘤,好发于青少年,病变进程快,病变有明显骨质硬化,无死骨形成,应注意分析鉴别。
(二)骨结核
1.临床与病理
骨结核大多为呼吸道结核经淋巴、血行播散至骨骼所致,停留在血管丰富的骨松质内,如椎体、能和干骺端或关节滑膜而发病,好累及邻近软骨。多发生于儿童和青年。临床起病缓慢,患者有午后低热、盗汗、体重减轻等结核中毒症状,患肢局部可有肿、痛和功能障碍。病理上骨结核可分为:渗出型、增殖型和干酪样坏死型3个类型。
2.影像学表现
(1)长骨结核
1)X线平片:
病变进展缓慢,X线表现明显晚于病变的发展。长骨好发于骨骺和干骺端,可见骨质疏松和进行性骨质破坏。破坏病变呈局限性类圆形、边缘较清楚,无明显骨质增生现象、骨膜反应。骨结核可形成死骨,死骨小为“泥沙状”死骨,而化脓性骨髓炎呈“块状”。骨结核发展易破坏骺而侵入关节,形成关节结核。骨干骺端结核很少向骨干发展,但病灶可破坏骨皮质和骨膜,穿破软组织而形成瘘管及冷脓肿。
短管状骨结核常侵犯骨干,多发于10岁以下儿童,以掌骨、跖骨、指(趾)骨多见。短骨骨结核早期为骨质疏松,继而在髓腔内形成囊性破坏,骨皮质吸收变薄,骨干膨胀呈“腰鼓”状,故又有骨“气鼓”之称。
2)CT检查:
CT可显示低密度的骨质破坏区.其内见小斑片状死骨,周围可见软组织肿胀。结核性脓肿CT平扫密度低于肌肉,CT增强注射对比剂后其边缘可有强化。
3)MRI检查:
长骨结核早期骨髓水肿T 1WI病变呈低或等信号、T 2WI高信号,后期干酪样坏死T 2WI呈明显高信号。
(2)脊椎结核
1)X线平片:
脊椎结核在骨关节结核中最多见,约占骨关节结核50%。其中又以腰椎多见,胸椎次之,颈椎最少。X线显示椎间隙变窄消失,相邻的两个椎体骨质破坏融合(图1-3-16a)。根据椎体破坏的部位分为4型:中心型、边缘型、韧带下型和附件型,其中,中心型、边缘型最多见。中心型为椎体中央骨质破坏、椎体塌陷变扁或呈楔形。边缘型以椎体上缘和下缘骨质破坏,继而向椎体中央破坏,常侵犯椎间盘,受累的脊柱节段常出现后突变形。
结核病变在破坏骨质时可产生大量干酪样物质流入脊柱周围软组织中而形成冷性脓肿。颈椎结核形成咽后脓肿,咽后壁软组织增厚,并呈弧形前突。胸椎结核的脓肿在胸椎两旁,形成椎旁脓肿,表现为局限性梭形软组织肿胀,边缘清楚。腰椎结核干酪样物质沿一侧或两侧腰大肌流注,称为腰大肌脓肿,X线表现为腰大肌轮廓不清或呈弧形突出。
2)CT检查:
CT可以清楚显示脊柱结核较小的骨质破坏、小脓肿和“沙砾状”小死骨(图1-3-16b)。“碎裂”型椎体骨质破坏变形,椎体塌陷后突以致椎管狭窄。CT多平面重建可以清晰显示结核性脓肿,呈液性密度,注射对比剂后周缘有环形强化。
3)MRI检查:
脊椎结核的椎体骨破坏区在T lWI呈低信号,T 2WI为高信号并混有少许低信号影(图1-3-16c~e)。椎间盘受累可见椎体终板破坏、椎间隙变窄和T 2WI上椎间隙信号增高。结核性脓肿在T 1WI上呈低信号、在T 2WI上呈高信号,MRI增强后脓肿壁可强化(图1-3-16f)。病变早期就有椎间盘破坏和椎间隙变窄是脊柱结核的典型表现之一。
图1-3-16 腰椎X线、CT和MRI扫描图
腰椎X线侧位片(a)腰椎CT骨窗矢状位图(b)示L 4、5椎体破坏;脓肿在腰椎T 1WI图(c)、腰椎T 2WI轴位图(d)、T 2WI抑脂图(e)分别呈低信号、高信号、高信号;f.腰椎T 1WI增强冠状位图,可见脓肿壁强化而脓液不强化
3.鉴别诊断
长骨干骺端结核应与慢性骨脓肿鉴别:后者骨质破坏常见于长骨干骺端,边缘清楚,周围有硬化边,前者破坏区常跨越骨骺线侵犯骨骺,边界模糊,周围无骨质增生硬化。脊椎结核有时需与椎体压缩性骨折鉴别;后者常有明确外伤病史,椎间盘正常,前者椎间隙变窄或消失和冷性脓肿出现。
二、关节感染
(一)化脓性关节炎
1.临床与病理
化脓性关节炎是较为严重的急性关节病,常由金黄色葡萄球菌经血液至滑膜而发病,也可因骨髓炎继发侵犯关节而致。多见于承受体重的关节,如髋和膝关节,多数单发。
患者常急性发病,局部关节有红肿热痛及功能障碍,并可有全身症状如寒战、发热及血白细胞增多等。化脓性关节炎分为3个阶段:浆液渗出期、浆液纤维蛋白渗出期和脓性渗出期。病理见关节滑膜明显充血及水肿,关节腔内有大量渗出液,内含较多的纤维素及中性粒细胞。脓液穿破关节囊,形成关节周围脓肿,皮肤破溃形成窦道。
2.影像学表现
(1)X线平片:
早期X线表现为关节及周围软组织肿胀。关节腔积液和积脓时,关节间隙可以增宽。后期由于关节面骨质破坏可以导致关节狭窄。
关节软骨被破坏,进一步导致骨性关节面的破坏,以承重面的破坏明显。而关节结核骨质破坏以关节面边缘破坏为显著。化脓性病变可以破坏关节囊,引起关节半脱位和脱位。
晚期病变区骨质增生硬化,关节间隙狭窄,严重时则形成骨性强直。
(2)CT检查:
CT软组织分辨率高,可以显示化脓性关节炎的关节肿胀、积液以及小的关节骨端的破坏。
(3)MRI检查:
滑膜水肿、关节腔积液,MRI显示为T 1WI呈低信号、T 2WI高信号,关节面破坏后骨髓受累范围MRI显示清晰敏感。MRI显示化脓性关节炎的滑膜炎症、关节积液和关节周围软组织受累的范围均优于X线平片和CT,并可显示关节软骨的破坏。关节面软骨破坏表现为虫蚀状软骨缺损。
3.鉴别诊断
儿童患者,急性起病,寒战高热症状明显伴有关节肿胀与功能障碍,影像学早期即可出现关节间隙变窄,骨端破坏先见于关节的支重面,破坏区比较广泛,晚期表现关节骨性强直,诊断明确。
(二)关节结核
1.临床与病理
继发于肺结核或其他部位结核的并发症。临床上分为滑膜型和骨型关节结核两型。继发于骨干骺端结核,为骨型关节结核;细菌经血行先累及滑膜,为滑膜型结核。多见于青少年,单发,起病缓慢,病程长,局部疼痛和肿胀,关节活动受限。好侵犯负重关节,如髋关节及膝关节。
滑膜型结核:滑膜充血明显,关节囊肿胀,关节腔渗液,滑膜增生形成肉芽肿。骨型关节结核:病变首先累及骨骺与干骺端结核,而后侵及关节。
2.影像学表现
(1)X线平片:
骨型关节结核X线表现为骨骺、干骺端骨质破坏,关节周围软组织肿胀、关节间隙狭窄或关节骨质破坏等。滑膜型关节结核:受累关节囊和关节周围软组织肿胀,肌肉萎缩,骨质疏松。上下关节骨面对称性、边缘性虫蚀状骨质破坏,关节间隙变窄出现晚,此点与化脓性关节炎不同。晚期愈合后产生关节强直,多为纤维性强直,关节间隙变窄。
(2)CT检查:
CT软组织分辨率高,显示关节囊积液、肿胀增厚的关节囊和关节周围软组织,骨性关节面毛糙有虫蚀样骨质缺损。CT增强病灶边缘可出现强化。软组织内可见沙砾样死骨。
(3)MRI检查:
病变早期滑膜型关节结核滑膜增厚呈扭曲的条状,呈T 1WI低信号、T 2WI略高信号,后期增厚的滑膜可形成“团块”状、“结节”状肉芽组织。伴有关节周围软组织肿胀,肌间隙模糊。关节囊内大量积液,呈T 1WI不均匀低信号、T 2WI中等或略高信号。增强MRI滑膜明显强化与不强化的囊内积液形成明显对比,骨破坏区内的肉芽组织以及结核性脓肿的边缘可以明显强化。
3.鉴别诊断
青少年患者,起病缓慢。化脓性关节炎起病急,高热寒战。滑膜型关节结核多骨质破坏一般见于关节面边缘,关节软骨破坏、关节间隙变窄出现较晚。