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第二节 病理学与影像学
脊柱结核是最常见的骨关节结核，可发生于任何年龄。在20世纪50年代，以儿童多见，但目前，以青壮年发病率最高。脊柱结核多发于胸椎及腰椎。其中，胸椎42%，胸腰段12%，腰椎26%，颈椎12%，腰骶椎3%，枕颈部5%。
一、感染方式
脊柱结核最常见的感染途径是来自原发灶的血行传播，如肺、淋巴结以及胃肠道。结核分枝杆菌在大多数人群中呈潜伏状态，在免疫抑制时激活从而造成感染。椎体中央型结核病原菌的传播来自于Batson静脉丛，而边缘性结核来自于动脉的传播。椎体前缘型结核多由前纵韧带和胸膜下脓肿扩散而来。
二、组织病理学特征
在镜下，脊柱结核的病理由以下3部分组成：
（1）结核病灶中心：
肉眼可见干酪样坏死物质，触之柔软，颜色灰白，显微镜下可见结核结节、朗格汉斯巨细胞、巨噬细胞、嗜酸性颗粒、死骨等。
（2）病灶边缘硬化：
病灶边缘可见增粗、增厚的骨小梁，其间出现大量胶原纤维及排列不规则的编织骨，骨髓腔充满了类骨质和成骨细胞。有的病灶边缘可见致密、杂乱的胶原纤维，其中有较多的软骨细胞，而破骨细胞少见。
（3）病灶边缘非硬化型：
一种病灶中心为干酪样坏死，由纤维组织包裹，另一种为病灶中心无干酪样坏死，边缘骨小梁无连续性，外形和正常骨小梁无差异。病灶边缘包绕纤维细胞，骨小梁处于被吸收的状态，可见较多的破骨细胞。在无干酪样坏死的病例中，病灶中心为大量炎症细胞、破骨细胞和成骨细胞并存。（图2-1～3）
图2-1 脊柱结核病理特征：结核病灶中心可见结核结节，朗格汉斯细胞，巨噬细胞，嗜酸性颗粒，死骨等
三、病理分期和影像学特点
按照病变部位的不同，脊柱结核分为4类：①边缘性，最为常见，往往两侧相邻椎体骨骺同时受累，早期出现椎间盘炎，而最近研究发现，在此类型中，椎间盘软骨并未受到结核分枝杆菌破坏；②中心型，病变起于椎体中心骨质，随后椎体呈楔形改变；③骨膜下型，常见于胸椎椎体前缘，前纵韧带和骨膜下因脓肿侵蚀而纵向广泛剥离，椎体前缘破坏；④附件型，原发于棘突、横突或椎板上下关节突。
图2-2 脊柱结核病理特征：病灶边缘硬化，病灶边缘可见增粗、增厚的骨小梁，其间出现大量胶原纤维及排列不规则的编织骨，骨髓腔充满了类骨质和成骨细胞
图2-3 脊柱结核病理特征：病灶边缘包绕纤维细胞，骨小梁处于被吸收的状态，可见较多的破骨细胞
目前认为，脊柱结核常有不同的病理学表现，包括边缘型脊柱结核，不累及椎间盘的椎体骨质破坏，椎旁及硬膜外冷脓肿，5%～10%可累及后柱附件。
1.边缘型脊柱结核
边缘型脊柱结核是最常见的脊柱结核类型，累及相邻两个椎体的骨骺和终板。
最初表现为椎间盘旁病变。脊柱结核病变累及椎体终板，而对椎间盘无侵蚀。这种特点在早期病变的MRI上表现明显。实际上，大多数脊柱结核从椎间盘旁起源，首先累及椎体终板，最终发展为传统意义的“椎间盘炎”（图2-4）。之所以有类似椎间盘炎的表现，是因为椎间盘存在缺血性水肿，髓核产生病变，但并非感染性破坏，因为结核分枝杆菌并不能产生破坏椎间盘的蛋白水解酶。而后相邻椎体破坏，造成脊柱前中柱结构的破坏和塌陷，进一步造成局部后凸畸形（Pott畸形）（图2-5）。在病灶愈合过程中，发生骨性愈合，则产生长期脊柱畸形，牵拉脊髓，造成迟发性神经症状。对于儿童，如果脊柱三柱均受累，则可能造成椎体脱位。
图2-4 “椎间盘炎”，实际上是脊柱结核从椎间盘旁起源，首先累及椎体终板
A、B、C分别为MRI检查T 1、压脂、T 2相
图2-5 脊柱结核进展导致椎体破坏，造成局部后凸畸形（Pott畸形）
A、B、C分别为MRI检查T 2、压脂、强化，清晰显示邻近椎体病变，可强化，椎间隙变窄但无破坏，无强化
腰骶椎结核同胸腰段结核存在明显的不同。腰椎前凸的存在和伸缩式的塌陷，使腰骶椎结核很少产生后凸，而更多表现为躯干的缩短。腰骶椎结核在成人中非常少见，而在10岁以下儿童更容易引发畸形。如果脊柱结核破坏了椎体前方生长板，则可能在患者生长发育过程中产生进一步的脊柱畸形。
X线：表现为相邻椎体上下缘模糊不规则，密度减低。进一步发展时，椎体前部塌陷。晚期可表现为不规则密度增高、硬化，或在椎体上下缘骨质增生。（图2-6）
图2-6 边缘型脊柱结核进展期的X线表现
A： X线检查，可见椎体破坏从终板下开始； B、C： CT检查可更清楚的显示椎体的骨质破坏
CT：在软组织窗可见椎间盘密度不均，边缘模糊，重建可以显示椎间隙变窄。（图2-7，图2-8）
图2-7 边缘型脊柱结核的CT表现
A： X线检查，可见L 1、L 2椎体骨质破环，B～D： CT示相邻两椎体骨质破环，由终板进展至椎体，椎间隙变窄，无破坏
图2-8 边缘型脊柱结核的CT表现
A： CT轴位可显示椎体破坏，周围脓肿； B：边缘型脊柱结核进展，椎体变扁，后凸形成
MRI：椎间盘受累和椎间隙变窄是脊柱结核非常重要的特征。早期呈现T 1低信号，T 2高信号；后期髓核破坏，T 2高信号消失，椎间隙变窄，呈现T 1、T 2均低信号。值得注意的是，椎间盘本身并不是脊柱结核的发病部位，但是椎间盘的营养由相邻椎体提供，当脊柱结核进展，椎间盘两侧终板均被破坏，椎间盘失去营养供应，造成髓核破坏，此时表现为“椎间盘炎”。Desai报道椎间盘可在椎体破坏并形成脓肿5个月内维持正常。（图2-9）
图2-9 边缘型脊柱结核的MRI表现
A、B： T 1相示椎体破坏； C、D： T 2相示T 11椎体破坏及高信号，椎管内可见脓肿；E～H：可见相邻椎体强化，椎管内及椎体两侧脓肿壁强化，椎间隙变窄无强化
2.椎体中央型病变
椎体中央型结核，指仅累及一个椎体中央部分，不累及邻近椎间盘（图2-10）。疾病进一步发展造成椎体破坏和塌陷，形成Gibbus畸形。椎体塌陷往往最终形成椎体扁平。
图2-10 椎体中央型结核表现为椎体中心骨质破坏，出现透亮区，椎体呈向心性塌陷，变扁
A：X线检查；B、C：CT检查
椎体扁平是中央型脊柱结核椎体塌陷时的典型表现。其在椎体中央型结核进展中，造成椎体高度丢失，并进一步完全破坏和塌陷。这种病变最终造成脊柱中度至重度畸形，并且产生不稳定。
X线：表现为椎体中心骨质破坏，出现透亮区，椎体呈向心性塌陷，变扁。早期邻近椎体椎间盘不受累，椎间隙正常。（图2-10）
CT：骨质破坏可以分为四型：骨碎片型、溶骨型、骨膜下骨破坏、局限性骨破坏。其中，碎片型最常见，而部分也可见到椎体附件破坏，可独立存在或同椎体破坏相延续。尽管如此分型，CT对脊柱结核早期诊断依然难与脊柱肿瘤鉴别，而有赖于MRI。CT扫描对死骨形成有特殊的诊断价值。表现为椎体中心或四周断裂的密度增高影。
MRI：对早期椎体破坏诊断敏感性高。在病变早期，脊柱结核常导致椎体内骨髓水肿，呈现T 1低信号，T 2因骨小梁间隔而呈现均匀点状高信号，在压脂相为高信号。在形成椎体内干酪样脓肿时，呈现T 1低信号，T 2高信号，形态不规则，边界清晰。当病变进一步进展，形成死骨时，表现为T 1、T 2均为低信号。病变累及终板时，表现为椎体下方或上方低信号带中断。（图2-11～13）
3.椎旁及硬膜外脓肿
冷脓肿是由于结核病变的扩增和流注而产生，可能距离脊柱结核病灶较远。在各个部位，冷脓肿的产生和窦道形成也各有特点。
颈椎结核：颈椎结核多进展迅速，可形成咽后壁脓肿，其流注方向为：向前破溃经口腔排出脓液及坏死组织，向后进入椎管形成压迫，向侧方进入肌间隙，向下流注至锁骨上凹或后纵隔。（图2-14、图2-15）
图2-11 椎体中央型结核早期椎体破坏
A： MRI T 2相； B：压脂相； C： T 1相
图2-12 椎体中央型结核常导致椎体内骨髓水肿，呈现T 1低信号（B），T 2因骨小梁间隔而呈现均匀点状高信号（C），在压脂相为高信号（A）
图2-13 脊柱结核的MRI表现
胸椎结核：易产生广泛的椎旁脓肿，占87.5%～98.5%。中段胸椎可沿肋间隙流注或向体表突出，也可能穿破入肺，向后则进入椎管，形成硬膜外脓肿。下胸椎多在腰上三角区和腰下三角区突出体表，也可沿腰大肌流注至髂窝，甚至下降到大腿部。
胸腰段结核：多为腰大肌脓肿，上方小，下方大。多为单侧，当椎体破坏严重时，可产生双侧腰大肌脓肿。脓肿向后破溃则进入椎管形成硬膜外脓肿。
腰椎结核：其流注方向为：沿腰大肌纤维及血管神经间隙下行，形成腰大肌脓肿；沿腰大肌下行，在髂窝腰大肌扩张部形成髂窝脓肿；腹壁脓肿；沿髂腰肌下行至小转子，绕过股骨上端后方，形成大腿外侧脓肿；经股鞘沿股深动脉行走，形成大腿内侧脓肿；经梨状肌孔沿坐骨神经走行形成臀部脓肿；穿破髂腰肌滑囊，继发髋关节结核（图2-16）。
图2-14 颈椎椎旁脓肿MRI显示
图2-15 椎管内脓肿
A、B分别为X线及CT检查； C、D： MRI可清晰显示椎管内脓肿
图2-16 腰大肌脓肿（箭头所指）
冷脓肿的X线表现因发病部位和流注方向不同而有所差异。在颈椎表现为椎前间隙增宽，胸椎多为椎旁脓肿阴影，腰椎可在正位片看到腰大肌脓肿，脓肿影内可有密度增高的钙化影。但X线诊断椎旁脓肿的符合率较低，仅60%左右。