Мр сигнал в позвоночнике

Дифференциальная магнитно-резонансная диагностика доброкачественных  и злокачественных поражений позвоночника

Сергеев Н.И.,  Котляров П.М., Солодкий В.А. , ФГУ «Российский научный центр рентгенорадиологии Росмедтехнологий», г. Москва

Введение

 Внедрение магнитно-резонансной томографии в клиническую практику существенно повысило возможности лучевой диагностики очаговой патологии позвоночника при уточнении природы изменений, степени компрессии позвонков, воздействия на дуральный мешок, спинной мозг  и нервные корешки, а так же для определения распространенности процесса на окружающие паравертебральные мягкие ткани.   Следует отметить, что МР-визуализация преимущественно отображает состояние желтого и красного костного мозга, содержащегося между костными балками; оценивать деструкцию костных балок при МРТ как таковую затруднительно, т.к. метод МРТ малочувствителен к минеральным компонентам костей (исключение составляет кортикальный слой кости, который хорошо визуализируется на МР-изображениях в виде полосы гипоинтенсивного сигнала во всех последовательностях)[1, 2, 3, 4, 10]. Именно на этом основано раннее выявление очагов при магнитно-резонансной томографии, т.к. разрастание злокачественной ткани между костными балками губчатого вещества еще не свидетельствует однозначно о том, что имеет место их деструкция, которая позже визуализируется при рентгенографии и компьютерной томографии [5, 6, 7, 11, 12].

Цели и задачи

Целью данной работы явилось изучение и оценка возможностей МРТ в дифференциальной диагностике изменений позвоночника доброкачественной и злокачественной природы

Материалы и методы

Проведен анализ данных МРТ позвоночника 138 больных с изменениями различной этиологии: из них 71 метастатического происхождения, при множественной миеломе – 5, с гемангиомами – 10, с трабекулярным отеком – 17, с остеопорозом – 24, со спондилитами – 6 и при травме – 5. При этом у 49 из них была выявлена компрессия тел позвонков: у 23 злокачественной природы, у 11 на фоне остеопороза, у 5 при травматическом повреждении. Магнитно-резонансная томография выполнялась на высокопольном томографе «Signa» с напряженностью магнитного поля 1.5 тесла. Сканирование выполнялось в положении больного лежа на спине по стандартной программе с получением Т1, Т2 взвешенных изображений в последовательностях FSEв аксиальной, сагиттальной, фронтальной проекциях, толщиной среза и межсрезовым промежутком 5 мм. Исследование обязательно дополнялось программой с подавлением сигнала от жировой ткани (STIR). В некоторых случаях для уточнения диагноза и получения дополнительной диагностической информации больному внутривенно вводились высокие дозы парамагнетика (40-60 мл).  

Результаты и обсуждение

По характеру роста и развития метастатического поражения кости можно выделить 3 типа метастазов: остеолитические, остеобластические и смешанные [8, 9]. Анализ данных МРТ показал, что для остеолитического метастатического поражения костей характерен гиперинтенсивный сигнал от костного мозга в Т2ВИ, STIR.  Зона поражения имела гипоинтенсивный сигнал в Т1ВИ. Склеротические метастазы обычно характеризуются сниженным сигналом и в Т2ВИ, и в Т1ВИ, однако в последовательности с подавлением жировой ткани очаги могут быть как гипер- так и гипоинтенсивными, часто гиперинтенсивные. Отмечается характерная внутренняя неоднородность МР-сигнала при метастатических изменениях, наблюдаемых в Т2ВИ. При распространении процесса на окружающие ткани также имеет место гиперинтенсивный сигнал от злокачественной ткани. При компрессионных переломах часто определяется смешанный костно-мягкотканный компонент за счет пролабирования опухолевых масс вместе с разрушенной костной тканью. При метастатической природе перелома часто имеется несоответствие сниженной высоты тела и выраженности мягкотканого компонента, что свидетельствует о наличии дополнительного опухолевого компонента «плюс-ткань». Следует отметить, что процесс может развиваться как в соседних позвонках, так и в разных отделах позвоночника, костях таза (Рис.1, Рис. 2)

А)

Б)

Рис. 1. Рак левой молочной железы, метастатическое поражение грудного отдела позвоночника, магнитно-резонансная томография. А) Т1ВИ определяется тотальное метастатическое поражение Th7 позвонка с наличием мягкотканого компонента в позвоночном канале,  очаговое поражение Th8 позвонка. Б) Т2ВИ -распространение процесса на правую дужку, начальные отделы правого поперечного отростка.

А)

Б)

В)

Рис. 2. Рак предстательной железы, метастатическое поражение пояснично-крестцового отдела позвоночника, магнитно-резонансная томография.

На томограммах в режимах Т2ВИ (А), STIR(Б), Т1ВИ (В) определяется тотальное поражение L1 позвонка с наличием на этом фоне компрессионного патологического перелома. Так же отмечается множественное метастатическое поражение L2-S2 позвонков.

Плазмоцитома(миелома) – новообразование ретикулярных плазматических клеток, пролиферация которых часто происходит в костном мозге. Эти клетки продуцируют белок, часто определяющийся в крови или (и) моче. Большинство очагов имеют диффузно неоднородный гиперинтенсивный в Т2ВИ и гипоинтенсивный в Т1ВИ МР-сигнал. Характерной особенностью поражения позвонков при миеломной болезни – значительный мягкотканый компонент, муфтообразно охватывающий позвонок и переходящий на эпидуральное пространство или распространяющийся в окружающие паравертебральные ткани.

У больных с онкопатологией при остеосцинтиграфии происходит гиперфиксация радионуклида в зонах воспалительных изменений ( например, при спондилитах), что требует проведение дифференциального диагноза с метастатическим поражением позвоночника. При спондилитах характер сигнала от пораженных позвонков сходен с таковым при метастазах в виду отека костного мозга, воспалительных изменений и некроза костной ткани, однако, процесс практически всегда локализуется в смежных позвонках и начинается вблизи межпозвонковых дисков, которые вовлекаются в процесс на начальных стадиях, при этом всегда снижается высота м/п диска, имеется поверхностная деструкция замыкательных пластин за счет их воспалительного поражения. Нередко имеет место воспалительная экссудация в мягких паравертебральных тканях за счет формирования гнойных натечников, имеющих относительно четкие контуры и неоднородное яркое свечение  в Т2ВИ, соответствующее гнойному расплавлению тканей. При неспецифическом спондилите натечники редко выходят за пределы одного сегмента.  Высказываться о типе возбудителя по данным МРТ на ранних этапах поражения достаточно затруднительно. Однако, в дальнейшем развитие паравертебральных абсцессов (псоас-абсцессы) и поражение нескольких позвонков может указывать на вероятность туберкулезного происхождения остеомиелита, который чаще всего поражает грудной и поясничный отделы позвоночника. При стихании процесса сигнал от костного мозга нормализуется или становится гипоинтенсивным за счет остеосклероза (Рис. 3).

А)

Б)

В)

Рис. 3. Спондилит грудного отдела позвоночника, магнитно-резонансная томография. На томограмах в режимах Т1ВИ (А), Т2ВИ (Б), STIR(В) визуализируется изменение МР-сигнала от Th6-Th7 позвонков, с наличием перелома Th6, расплавлением м/п диска Th6-Th7, воспалительной реакцией мягких тканей в позвоночном канале.

 Следует отметить, что в основе дифференциальной диагностики между спондилитами и злокачественными поражениями лежит анамнез, указывающий на длительный воспалительный процесс, и динамика изменений (смена фаз заболевания происходит достаточно быстро, в течение недель) и, нередко, относительно молодой возраст пациентов. Введение парамагнетика при дифференциальной диагностике спондилитов и метастазов малоэффективно, т.к. и в том, и в другом случае отмечается накопление контрастного препарата в ткани пораженного позвонка; зоны гипернакопления чередовались с гипонакопленеим, зоны распада характеризовались  отсутствием накопления парамагнетика.

Отек костного мозга тела позвонка. В основном отмечена локализация в пояснично-крестцовом отделе позвоночника, по периферии грыжи Шморля или в участках телах позвонков, прилегающих к поврежденному межпозвонковому диску (например, при м/п грыже). На МР-томограммах  определяется зона гиперинтенсивного МР-сигнала в Т2ВИ, STIR, при сравнении со вторичным поражением менее размытыми контурами, более однородной интенсивности. Размеры зоны изменений варьируют от “полосы”, толщиной 5-6 мм до появления в ряде случаев зоны отека занимающей 50% и более тела позвонка. Отек не распространялся на дужки, остистые отростки, но почти всегда сопровождался аналогичным гиперинтенсивным сигналом  от мышечно-связочного аппарата соответствующего сегмента позвоночника. Отсутствовали признаки распространения на позвоночный канал (Рис. 4).

А)

Б)

Рис. 4. Выраженный остеохондроз пояснично-крестцового отдела позвоночника с наличием трабекулярного отека, магнитно-резонансная томография.  На серии томограмм в режимах Т2ВИ (А), STIR(Б) на уровне L4-L5 вдоль соответствующего м/п диска визуализируются зоны гиперинтенсивного МР-сигнала в Т2ВИ и в режиме подавления сигнала от жировой ткани.

Важным элементом МР-диагностики при исследовании позвоночника является выполнение   последовательностей с подавлением сигнала от жировой ткани. В ситуациях, когда речь идет о дифференциальном диагнозе между жировой инволюцией костного мозга и трабекулярным отеком, ведущую роль играет режим FS(от англ. fatsuppression- подавление жира). Участки трабекулярного отека и зоны замены красного костного мозга желтым на Т2ВИ будут иметь сходный гиперинтенсивный сигнал.   В режиме FSзона отека будет так же иметь повышенный МР-сигнал, в то время как сигнал от желтого костного мозга «подавится», т.е. будет иметь сниженную или аналогичную интенсивность по сравнению с окружающей костной тканью.   Полученная информация может иметь важное диагностическое значение и вызывать настороженность в ситуациях, когда имеется подозрение на вторичное поражение позвонка, т.к. появление отека может являться начальным проявлением метастатического очага в теле позвонка (Рис. 5).

А)

Б)

Рис. 5. Остеохондроз пояснично-крестцового отдела позвоночника, жировая дистрофия тел позвонков, магнитно-резонансная томография.

А) В режиме Т2ВИ на уровне L5-S1 вдоль соответствующего м/п диска визуализируются зоны гиперинтенсивного МР-сигнала.  Б) в режиме подавления сигнала от жировой ткани отмечается гипоинтенсивный сигнал, что характерно для «нежидкостных изменений», в данном случае – жировая инволюция участков костного мозга L5, S1

            У пациентов с остеопорозом изменения в позвонках должны оцениваться с особой осторожностью. Диагностические сложности, как правило, вызывают свежие компрессионные переломы, которые сопровождаются перитрабекулярным отеком костного мозга, однако сигнал от тел позвонков имеет однородный гиперинтенсивный в Т2ВИ, STIR, гипоинтенсивный в Т1ВИ. Переломы на фоне остеопороза наиболее часто возникают у пожилых людей при длительном лечении кортикостероидами или имеющихся заболеваниях кишечника (например, неспецифический язвенный колит), вызывающих нарушение всасывания минералов.  Процесс возникает в нескольких смежных позвонках, высота которых равномерно снижена, диски сохранены, и по форме напоминают двояковыпуклые линзы. В местах старых переломов сигнал сопоставим с сигналом от здоровых позвонков. Мягкотканый компонент отсутствует. Остеопороз подтверждается данными денситометрии. При сочетании у одного пациента распространенного остеопороза и вторичного поражения костей сигнал от сниженных тел позвонков приобретает неоднородный характер, часто с деструкцией замыкательных пластинок, нередко для уточнения  требуется введение парамагнетика.

            В ряде случаев необходимо дифференцировать клиновидную деформацию тела позвонка полученную при травме с патологическим переломом на фоне метастатического процесса. Интенсивность МР-сигнала от компримированного позвонка может меняться от яркой (при свежих повреждениях) до низкой (при склерозировании). В острой стадии МР-сигнал от позвонка практически всегда неоднородный гиперинтенсивный в Т2ВИ, STIR, гипоинтенсивный в Т1ВИ. Нередко встречаются переломы замыкательных площадок, однако, в отличие от спондилитов, переломов метастатической природы, прилегающие к позвонкам диски сохраняют пульпозные ядра, которые могут быть смещены. Введение парамагнетика с последующим получением Т1ВИ — основной метод дифференциальной диагностики переломов доброкачественной и злокачественной природы. Парамагнетик, как правило, не накапливается в зоне травматических изменений, при вторичных изменениях  имеет место усиление МР-сигнала от тела позвонка, симптом выравнивания. “Старые” переломы характеризуются обычно низкой интенсивностью МР-сигнала во всех последовательностях за счет формирования склероза, либо интенсивность сигнала сравнима с нормальной костной тканью.  Дифференциальная диагностика с остеосклеротическим и вторичными очагами, основывается на  введении парамагнетика, который будет накапливаться в метастатически измененном позвонке (Рис. 6).

А)

Б)

 Рис. 6. Застарелый перелом Th3, магнитно-резонансная томография. На томограммах в режиме Т2ВИ (А), STIR(Б) отмечается клиновидная деформация Th3  позвонка с наличием вертикальной гипоинтенсивной  линии перелома в центре.  Отсутствие гиперинтенсивного сигнала говорит о стадии склерозировании.

Мелкие гемангиомы редко вызывают сложности при МР-диагностике. Чаще поражается грудной отдел. Гемангиомы, как правило, поражают один позвонок, преимущественно его тело при сохраненных м/п дисках. При крупных гемангиомах   (диффузных формах) сигнал обычно гиперинтенсивный во всех последовательностях (Т1ВИ, Т2ВИ, в последовательности с подавлением сигнала от жировой ткани). Нередко крупная гемангиома распространяется на дужки позвонка. В крупных гемангиомах визуализируются гипоинтесивные поперечные и продольные линейные структуры (трабекулы, костные балки) за счет разрежения губчатого вещества. После внутривенного контрастирования отмечается усиление сигнала от образования, на фоне чего лучше визуализируются костные трабекулы (Рис. 7).

А)

Б)

Рис. 7. Множественные гемангиомы пояснично-крестцового отдела позвоночника, магнитно-резонансная томография.  А) Т2ВИ — гиперинтенсивный сигнал в теле L2 с четкими, ровными контурами, в теле L3 неоднородный, диффузно смешанный МР-сигнал. Б) STIR-  смешанный, преимущественно гиперинтенсивный сигнал, занимающий все тело L3 позвонка, костные трабекулы на фоне разреженной трабекулярной структуры, выбухание заднего контура позвонка в позвоночный канал.

Вывод

Высокопольнаямагнитно-резонансная томография костного мозга является эффективным методом при дифференциальной диагностике доброкачественных и злокачественных изменений позвоночника. Внутривенное введение парамагнетика более чем в 90% улучшает визуализацию зоны интереса, позволяет более точно оценить распространенность патологического процесса.

Магнитно-резонансная томография не может заменить биопсию костного мозга, однако может быть высокоэффективна при выборе места биопсии.