Возможности совместного использования многосрезовой линейной цифровой рентгеновской томографии и ультразвукового исследования в диагностике туберкулезного поражения позвоночника

В последние годы в связи с увеличением количества случаев туберкулеза в сочетании с ВИЧ-инфекцией и сахарным диабетом наблюдается значительное утяжеление состояния госпитализируемых пациентов, в том числе и с экстрапульмональным туберкулезом [1–4].

Наиболее типичной для внелегочного туберкулеза является костно-суставная локализация, которая составляет 10–26% от общего числа больных [5–8]. Поражаются различные отделы скелета, но в 50–60% случаев — позвоночник [9–14].

Диагноз «туберкулез позвоночника», как правило, основывается на комплексной оценке клинических проявлений, данных лабораторных методов и результатов лучевых исследований. Тем не менее даже при наличии высокотехнологичных методов диагностики туберкулезный спондилит до сих пор выявляют в 40% случаев на поздних стадиях, а распространенные и осложненные формы встречаются у 70% взрослых пациентов [6].

Лучевые методы играют ведущую роль в диагностике туберкулеза позвоночника [15, 16]. Применение КТ, безусловно, улучшает диагностику туберкулезного спондилита, позволяя обнаружить изменения, которые не визуализируются при обычной рентгенографии. Однако такие факторы, как высокая лучевая нагрузка (особенно при диагностике нескольких сегментов позвоночника), высокая стоимость исследования по сравнению с классической рентгенографией, не позволяют применять КТ часто, например при динамическом наблюдении пациентов в процессе лечения. На сегодняшний момент наиболее доступным методом выявления костной деструкции в позвоночнике продолжает оставаться традиционная рентгенография, при которой визуализировать патологические изменения на ранних этапах развития инфекционного процесса невозможно. Данная ситуация обусловливает поиск новых методов, позволяющих нивелировать практически все недостатки, характерные для стандартной рентгенографии и томографии [17]. Таким методом является многосрезовая линейная цифровая рентгеновская томография (томосинтез). Однако работ, посвященных выявлению туберкулеза позвоночника с помощью томосинтеза, нами не найдено.

Дополнительным методом диагностики изменений в паравертебральных тканях при туберкулезном спондилите служит ультразвуковое исследование (УЗИ). С его помощью можно установить протяженность воспалительного процесса в мышцах, уточнить его объем и связь с окружающими органами, что позволяет решить вопрос о хирургическом доступе и объеме вмешательства [18]. Место ультразвукового исследования во фтизиатрической практике, особенно при обследовании пациентов с изменениями в позвоночнике, также определено не до конца.

Оценка возможностей совместного использования этих методов в диагностике туберкулезного спондилита послужит более своевременному и качественному выявлению изменений в позвоночном столбе и окружающих тканях при туберкулезном процессе.

Цель исследования — оценить возможности совместного использования многосрезовой линейной цифровой рентгеновской томографии (томосинтеза) и ультразвукового исследования в диагностике туберкулезного поражения позвоночника.

Материалы и методы. В исследование включено 117 больных со специфическими и неспецифическими спондилитами, проходивших лечение в НИИ фтизиопульмонологии ПМГМУ им. И.М. Сеченова за период с 2010 по 2015 гг. Морфологическое подтверждение диагноза выполнено во всех наблюдениях.

Для анализа пациенты были разделены на две группы. В 1-й группе с диагнозом «туберкулез позвоночника» обследовано 46 пациентов (28 мужчин, 18 женщин), средний возраст — 48,1±2,2 года. Во 2-ю группу с диагнозом «гематогенный остеомиелит позвоночника» вошел 71 пациент (46 мужчин, 25 женщин), средний возраст — 50,8±1,6 года. Исследование проведено в соответствии с Хельсинкской декларацией, принятой в июне 1964 г. (Хельсинки, Финляндия) и пересмотренной в октябре 2000 г. (Эдинбург, Шотландия), и одобрено Этическим комитетом ПМГМУ им. И.М. Сеченова. От каждого пациента получено информированное согласие.

В 1-й группе позвоночник являлся первичной локализацией туберкулезного процесса у 21 больного (45,7%). В других наблюдениях гранулематозное воспаление в позвоночнике развивалось на фоне туберкулеза легких и других органов (рис. 1).

---

Рис. 1. Распределение больных в группе с туберкулезным спондилитом в зависимости от первичной локализации туберкулезного процесса

---

Среднее время от появления боли в пораженном отделе позвоночника до обращения пациента к врачу составляло 6,02±0,66 мес.

Во 2-й группе с остеомиелитом позвоночника у 31 больного (43,7%) в анамнезе отмечались воспалительные заболевания и оперативные вмешательства (рис. 2). Сроки после операции до возникновения жалоб на боль в позвоночнике составляли от 1 до 15 мес, в среднем — 4,8±1,2 мес. Анамнез по легочному туберкулезу был отягощен у 4 больных, причем во всех наблюдениях туберкулез легких был представлен очаговой формой без клинических, лабораторных и рентгенологических признаков активности.

---

Рис. 2. Сопутствующие заболевания у больных с гематогенным остеомиелитом позвоночника

---

В среднем у пациентов с остеомиелитом позвоночника время от появления боли в пораженном отделе позвоночника до обращения к врачу составляло 1,9±0,2 мес.

Всем 117 больным выполнялось стандартное рент­генологическое исследование на аппарате «КАРС-БКС2» («МЕДТЕХ», Россия). Рентгеновскую компьютерную томографию проводили 80 больным на спиральном компьютерном томографе Scenaria (Hitachi, Япония), 64 среза.

Многосрезовую линейную цифровую рентгеновскую томографию (томосинтез) выполняли на рентгенодиагностическом комплексе SONIALVISION SAFIRE 17 R/F (Shimadzu, Япония). Исследование позвоночного столба в двух проекциях в режиме томосинтеза проводили в 55 наблюдениях. Прямую проекцию выполняли по стандартному протоколу. Толщина среза составляла 2 мм в шейном и поясничном отделах и 3 мм — в грудном отделе. При проведении томосинтеза поясничного отдела в боковой проекции возникали диагностические трудности: при стандартных установках аппарата не удавалось визуализировать позвонки по всей ширине и окружающие позвоночник ткани. В этом случае на изображениях поясничного отдела позвоночника в прямой проекции мы дополнительно проводили измерения высоты и ширины зоны сканирования. Таким образом, при обследовании поясничного отдела был использован персонифицированный подход с учетом высоты лордоза у каждого пациента.

Сравнение эффективных доз облучения при обследовании шейного, грудного или поясничного отделов позвоночника разными методами показало, что при проведении стандартной рентгенографии доза облучения — наименьшая (табл. 1).

---

Таблица 1. Эффективные дозы облучения при рентгеновских методах обследования, мЗв

---

Ультразвуковое исследование паравертебральных тканей было выполнено 37 больным на УЗ-приборе Preirus HI Vision (Hitachi, Япония) секторным датчиком с частотой излучения 4 МГц и линейным датчиком с частотой излучения 5–10 МГц. Пациент находился в положении лежа на животе, с опорой головы на предплечья, согнутые в локтевых суставах. УЗИ проводили в горизонтальной, сагиттальной и парасагиттальных плоскостях с оценкой кровотока в окружающих тканях и абсцессах в режиме цветового доплеровского картирования.

Статистическую обработку материала производили с помощью математического пакета Statistica, Release 10.0. Различия частот оценивали с помощью непараметрического критерия χ², для малых выборок — точного критерия Фишера. Для проверки гипотезы о статистической значимости различий значений в группах применяли метод парных сравнений с использованием критерия Стьюдента (р<0,05) и 95% доверительного интервала во всех случаях. Оценку чувствительности, специфичности и точности, прогностической ценности положительного и отрицательного результатов лучевых методов проводили по стандартным формулам.

Результаты. Всего было проанализировано 105 пораженных позвонков и 63 межпозвонковых диска у 46 больных с туберкулезом позвоночника и 158 пораженных позвонков и 96 межпозвонковых дисков у 71 больного с гематогенным остеомиелитом позвоночника.

При туберкулезном спондилите патологический процесс в 42 (91,3%) случаях затрагивал два смежных позвонка в одном сегменте позвоночника или на границе отделов. В двух наблюдениях выявлено туберкулезное солитарное поражение позвонка L1, что подтверждено морфологическим исследованием. У двух пациентов туберкулезный спондилит локализовался в разных сегментах позвоночного столба (грудной и поясничный) без вовлечения позвонков на уровне грудопоясничного перехода. Наиболее часто и практически в равной степени поражались грудной (37,5%) и поясничный (33,3%) отделы. В 7 наблюдениях отмечена многоуровневая локализация с поражением двух сегментов и вовлечением от трех до пяти позвонков.

Статистически значимых различий в количестве пораженных тел позвонков в обеих группах пациентов, выявленных с помощью рентгеновских методов (стандартная рентгенография, КТ, томосинтез), не установлено.

При оценке полученных данными методами результатов было выделено три типа деструкции тел позвонков (рис. 3): 1) субхондральная деструкция (плос­костная, которая чаще затрагивает две смежные замыкательные пластины); 2) очаговая (участки округлой или овальной формы); 3) смешанная (сочетание первых двух видов).

---

Рис. 3. Типы литической деструкции тел позвонков при туберкулезном спондилите, выявленной тремя методами: а — рентгенографией (боковая проекция, субхондральная деструкция позвонков С4, С5 — стрелка); б — КТ (реконструкция в сагиттальной проекции, очаговая деструкция в задних отделах позвонков L3, L4 — стрелка); в — с помощью томосинтеза (боковая проекция, смешанная деструкция позвонков Th11, Th12 — стрелка)

---

Статистически значимые различия значений в исследуемых группах по результатам трех методов наблюдались у таких признаков, как тип деструкции и вовлечение в воспалительный процесс задних отделов позвоночного столба. При туберкулезе достоверно чаще встречалась смешанная деструкция (p=0,04), для остеомиелита характерно развитие субхондральной литической деструкции (p=0,03) и поражение задних отделов позвонков (p=0,05).

Секвестрацию при туберкулезе позвоночника наблюдали чаще, чем при остеомиелите; она была выявлена при стандартной рентгенографии в 12,7% позвонков (7 из 55), при КТ — в 34,8% (24 из 69), при томосинтезе — в 20% (11 из 55). Следовательно, томосинтез превосходит стандартную рентгенографию в визуализации секвестров, но уступает КТ. Для чистоты исследования оценку данного признака проводили в относительно равных группах: при стандартной рент­генографии — 55 пораженных позвонков, при КТ — 69, при томосинтезе — 55. С этой целью из общей группы пациентов (n=46, 105 пораженных позвонков), которым выполняли стандартную рентгенографию, были исключены больные, у которых не использовали томосинтез.

Фоновое разрежение в телах пораженных позвонков было выявлено у 23,1% пациентов с туберкулезом позвоночника и у 23,4% — с гематогенным остео­миелитом позвоночника. Остеосклероз отмечали у 42,1% пациентов с туберкулезом позвоночника и у 34,2% — с гематогенным остеомиелитом. Статистически значимых различий в оценке данных признаков в телах пораженных позвонков с помощью трех рентгеновских методов не получено. Во всех случаях остеосклероз был выявлен у пациентов при длительном течении заболевания (p<0,05). Таким образом, при сравнении двух групп установлено, что характерными признаками остеомиелита по сравнению с туберкулезным спондилитом являются: более короткий срок заболеваемости (p=0,01), снижение высоты позвонка на 1/3 тела и менее (p=0,04) и более редкое развитие переднеклиновидной деформации тел позвонков (p=0,05). Вероятнее всего, это связано с тем, что при остеомиелите из-за сильного болевого синдрома пациенты обращаются за медицинской помощью на ранней стадии и с учетом жалоб проводится прицельное лучевое исследование позвоночника. Это позволяет предупредить развитие необратимой деформации позвоночного столба.

Для оценки возможностей лучевых методов диагностики было проведено сопоставление рентгенологического заключения с морфологическим диагнозом (рис. 4).

---

Рис. 4. Исследование поясничного отдела позвоночника у больного со спондилитом: а — томосинтез; деструкция тела позвонка L4 с формированием секвестров; б — фрагменты костной ткани с признаками деструкции, полнокровие; в — соединительная ткань с наличием туберкулезной гранулемы, содержащей гигантскую многоядерную клетку Пирогова–Лангганса (стрелка); окраска гематоксилином и эозином, х200

---

Для всех трех методов были рассчитаны показатели чувствительности (это вероятность положительного результата у больного, характеризующая способность метода выявлять туберкулезное поражение позвоночника в тех случаях, когда оно действительно имеется) и специфичности (способности метода выявлять группу с отсутствием туберкулезного поражения позвоночника). Наиболее высокие показатели чувствительности в выявлении туберкулеза позвоночника наблюдаются при использовании КТ (89,7%) (табл. 2). При томосинтезе чувствительность составила 84,6%, при стандартной рентгенографии — 82,2%.

---

Таблица 2. Возможности различных методов лучевой диагностики в выявлении туберкулезного спондилита, %

---

На фоне деструктивных изменений для спондилитов характерно распространение воспаления на паравертебральные ткани. В рамках исследования нами был проведен анализ данных УЗИ у 15 из 46 пациентов с туберкулезным спондилитом и у 22 из 71 — с гематогенным остеомиелитом позвоночника. Выполнена сравнительная оценка изменений паравертебральных мягких тканей спины при туберкулезе и остеомиелите позвоночника. У 20 пациентов (54,1%) было выявлено два варианта развития воспалительной реакции в мягких тканях при туберкулезе и остеомиелите позвоночника: абсцесс (n=15; 75%) и инфильтрат (n=5; 35%).

У пациентов обеих групп не установлено статистически значимых различий при оценке в В-режиме следующих УЗ-признаков абсцессов и инфильтратов: контуров, структуры, эхогенности. В режиме цветового доплеровского картирования зона воспаления в паравертебральной области при остеомиелите может иметь небольшие участки повышения кровотока вокруг или в капсуле образования. В туберкулезных воспалительных натечниках, как правило, не выявляются участки повышенного кровотока, что соответствует понятию «холодный абсцесс» (рис. 5).

---

Рис. 5. Исследование больного туберкулезом позвоночника: а — томосинтез поясничного отдела позвоночника в переднезадней проекции; деструкция смежных поверхностей тел позвонков L3–L4; асимметрия подвздошно-поясничных мышц, без четких рентгеновских признаков наличия абсцесса; б — УЗ-изображение в В-режиме и в — в режиме цветового доплеровского картирования псоас-абсцесса при туберкулезе позвоночника. Полостное образование пониженной эхогенности с гетерогенными включениями, с четкими контурами на всем протяжении (стрелка); УЗ-признаков повышения кровотока в толще абсцесса не выявлено. Здесь Ts — томосинтез; ЦДК — цветовое доплеровское картирование

---

При УЗИ в двух группах не во всех случаях удавалось визуализировать признаки паравертебрального воспалительного процесса. В 6 наблюдениях околопозвоночные ткани были асимметрично утолщены, с продолговатыми включениями пониженной эхогенности вдоль мышечных волокон, без признаков повышения кровотока в режиме цветового доплеровского картирования, что не было расценено как воспаление (ложноотрицательные результаты). В 1 случае был ложноотрицательный результат при локализации в грудном отделе позвоночника, что связано с разрешающей способностью метода. Ложноположительные результаты у 2 больных были связаны с визуализацией асимметрично диффузно-утолщенной подвздошно-поясничной мышцы, с мелкими гипоэхогенными включениями в толще мышечных волокон и четко-нечеткими границами, что было принято за инфильтрацию. Объективные ограничения УЗИ при диагностике паравертебральных абсцессов: ребра, выраженная подкожно-жировая клетчатка, жировая инволюция мышц.

Изменения в паравертебральных тканях были заподозрены в 28 случаях из 46 (60,9%) на рентгенограммах в прямой и боковой проекциях и в 17 случаях из 26 (65,4%) — при проведении томосинтеза. У 14 пациентов (30,4%) абсцесс был без обызвествлений. Обызвествление абсцесса было отмечено в 9 случаях (19,6%) при длительности заболевания более 8 мес, контуры при этом были четкие. У 5 человек были диагностированы инфильтраты без обызвест­влений. Визуализация изменений в паравертебральной области при стандартной рентгенографии и многосрезовой линейной цифровой рентгеновской томографии была затруднена из-за относительно низкой разрешающей способности методов. Ложноположительные результаты при стандартной рентгенографии и томосинтезе возникали при локализации туберкулезного абсцесса в крестцовом отделе (на уровне S3–S4), а также при диффузном утолщении подвздошно-поясничной мышцы. Ложноотрицательные результаты — при небольших размерах (до 2–3 см) превертебрального абсцесса в шейном и грудном отделах, что, вероятнее всего, было связано с низкой плотностью натечников и суммацией теней. В 10% случаев абсцессы, которые не были выявлены при данных методах обследования, выявлялись при КТ.

При оценке эффективности лучевых методов в диагностике абсцесса или инфильтрата в околопозвоночных тканях чувствительность означает вероятность положительного результата и характеризует способность метода выявлять воспаление в паравертебральной области в тех случаях, когда оно действительно имеется, а специфичность — способность метода выявлять отсутствие воспалительных изменений в паравертебральных мышцах и тканях. Для оценки эффективности методов в выявлении паравертебральных абсцессов и инфильтратов (табл. 3) в группе пациентов с туберкулезом и остеомиелитом позвоночника результаты, полученные при лучевом исследовании, были подтверждены данными интраоперационных и морфологических изменений в паравертебральных тканях. В связи с тем, что нами не выявлено статистически значимых различий в проявлениях натечников при туберкулезе позвоночника и остеомиелите, мы рассчитывали эффективность методов в двух группах, учитывая результаты рентгенографии у 117 пациентов, КТ — у 80 пациентов, томосинтеза — у 55 пациентов, УЗИ + томосинтеза — у 37 пациентов. Наиболее эффективным методом выявления изменений в паравертебральной области оказалась КТ. Комплекс «томосинтез + УЗИ» является более высокоинформативным по сравнению с классической рентгенографией, но уступает КТ. Снижение специфичности при данном сочетании методов связано с гипердиагностикой воспалительных изменений.

---

Таблица 3. Диагностическая эффективность лучевых методов в выявлении признака воспалительных изменений в паравертебральных тканях, %

---

Точная диагностика воспаления в околопозвоночных тканях при туберкулезном спондилите и остеомиелите позвоночника позволяет уточнить данные о распространенности процесса и скорректировать тактику лечения.

Обсуждение. Классификация типов деструкции в нашем исследовании несколько отличается от классификации Г.М. Митусовой [18]. Автор приводит данные об очаговой, тотальной и контактной (по типу кариеса) деструкции тел позвонков при туберкулезном спондилите. При тотальной деструкции тело позвонка разрушено в значительной степени и представлено в виде большого количества хаотично расположенных плотных костных фрагментов, часть которых может мигрировать в просвет позвоночного канала и прилежащие мягкие ткани. Замыкательные пластины позвонков при деструкции по типу кариеса «изъедены» без образования секвестров. С нашей точки зрения, термин «субхондральный тип литической деструкции» вместо «контактный» является более приемлемым, поскольку туберкулез позвоночника может поражать один позвонок, без перехода на смежную замыкательную пластину ниже- или вышележащих позвонков. Данный тип разрушения можно рассматривать как синоним «эпифизарной деструкции» [16]. Также мы посчитали нецелесообразным выделять тотальную деструкцию в отдельный вариант. Такое разрушение, по нашим данным, обусловлено компрессией тел позвонков и может развиться при любом типе деструкции, что отражает агрессивность туберкулезного процесса и его длительность. Нередко к развитию тотальной деструкции приводит травма у пациентов с туберкулезом позвоночника на фоне уже измененных тел позвонков.

Характерный признак туберкулезного спондилита — вовлечение в патологический процесс двух контактных позвонков и межпозвонкового диска между ними [19]. При стандартной рентгенографии специфическое гранулематозное воспаление выявлялось в 100% случаев в телах позвонков или значительно реже (4,8%) в виде сочетания деструкции в телах, дугах и/или поперечных остистых отростках. Полученные результаты согласуются с данными ряда исследований, в которых указано, что туберкулезный процесс распространяется на дуги или отростки позвонков редко (2–10%) [19, 20]. В двух наших случаях на рентгенограммах не диагностировано вовлечение в процесс задних отделов позвоночника, что было выявлено при КТ.

Использование КТ, безусловно, значительно улучшает диагностику туберкулезного спондилита, позволяя выявить и оценить глубину деструкции в «сложных» для рентгенологического исследования областях — в телах, дужках и поперечных отростках [20]. Многосрезовая линейная цифровая рентгеновская томография позволяет проводить более «тонкую» диагностику в отличие от стандартной рентгенографии [15, 21]: ее данные о костно-деструктивных изменениях в позвоночнике в большинстве случаев совпадали с результатами КТ.

Оценивая при туберкулезе такой признак, как секвестрация, мы отмечали расхождение наших результатов с частотой встречаемости данного признака в исследованиях других авторов [22]. Это может быть связано с тем, что наличие секвестрации мы оценивали лишь при визуализации классических рентгенологических признаков, описанных С.А. Рейнбергом в 1955 г. [23]. Типичный туберкулезный секвестр отличается округлой формой, небольшими размерами и имеет сходство с тающим кусочком сахара. В центральных отделах, таким образом, расположен более плотный участок некротизированной кости, окруженный зоной разрежения (грануляция). Хаотично расположенные костные отломки в просвете позвоночного канала или в полости деструкции классифицировались нами как фрагментация позвонков без секвестрации. По мнению С.А. Рейнберга, формирование секвестра не является признаком неблагоприятного или тяжелого течения. При туберкулезе позвоночника секвестр может целиком заместиться соединительной тканью с восстановлением нормальной костной структуры в отличие от остеомиелитического секвестра [23]. Следовательно, фрагментацию позвонков можно рассматривать как прогностически худший признак по сравнению с секвестрацией. Следует отметить, что многосрезовая линейная цифровая рентгеновская томография также превосходит стандартную рентгенографию в визуализации секвестров, но в некоторой степени уступает КТ.

На фоне деструктивных изменений для туберкулезного спондилита характерно формирование паравертебрального абсцесса, визуализация которого при стандартной рентгенографии затруднена из-за низкой разрешающей способности метода в визуализации мягкотканых образований [24]. Нами было выделено два варианта развития воспалительного процесса в околопозвоночных тканях при туберкулезе позвоночника: абсцесс и инфильтрат. К абсцессам мы относили ограниченное скопление гноя с четкими контурами по всему контуру. Инфильтраты не имели отчетливых границ с мышцами или тканями. По мнению П.Г. Кор­нева [25], инфильтрация является одним из этапов формирования истинного абсцесса. В период роста гранулемы на местах ее прорастания наблюдается инфильтрация в окружающие ткани и значительная спаянность с ними наружной стенки натечника. В дальнейшем наружная стенка инфильтрата уплотняется и превращается в фиброзную ткань. В «старых» абсцессах внутренний слой может сделаться значительно толще и плотнее за счет соединительных разрастаний и отложений известковых солей [25].

Таким образом, любой из указанных лучевых методов имеет свои достоинства и недостатки в оценке изменений в позвоночнике и паравертебральной области при выявлении туберкулезного спондилита и проведении дифференциальной диагностики данного заболевания. Поиск точного, своевременного и доступного метода выявления туберкулезного процесса в позвоночнике будет способствовать предупреждению необратимых изменений и выбору правильной лечебной тактики.

Заключение. Комплексное применение томосинтеза позвоночника для оценки костных деструктивных изменений и УЗИ для диагностики паравертебральных абсцессов позволяет снизить лучевую нагрузку при обследовании пациентов с туберкулезом позвоночника, своевременно начать целенаправленное лечение, что значительно сокращает период предоперационной диагностики и позволяет улучшить прогноз заболевания.

В рамках нашего исследования впервые в Российской Федерации и мировой практике были определены лучевые признаки туберкулезного спондилита и гематогенного остеомиелита позвоночника при многосрезовой линейной цифровой рентгеновской томографии. Получены показатели эффективности (чувствительность, специфичность, точность) различных рентгеновских методов в диагностике данных заболеваний.

Финансирование исследования и конфликт интересов. Исследование не финансировалось какими-либо источниками, и конфликты интересов, связанные с данным исследованием, отсутствуют.