综述：布鲁氏菌性脊柱炎的多模态磁共振成像与影像组学：诊断应用与鉴别诊断

本综述系统阐述了多模态磁共振成像（MRI）与影像组学在布鲁氏菌性脊柱炎（BS）诊断与鉴别中的前沿进展。文章重点分析了常规MRI、功能MRI（fMRI）（如IVIM、DCE-MRI、DTI、T2 mapping）及影像组学的技术原理与临床应用，强调其通过定量分析病灶微观结构与病理生理变化，显著提升BS的早期诊断、疗效评估及与结核性脊柱炎（TS）的鉴别能力，为临床精准诊疗提供重要依据。

　　

摘要

布鲁氏菌性脊柱炎（BS）是布鲁氏菌病最常见且严重的并发症之一，其临床表现隐匿且缺乏特异性，易延误诊治并导致多器官受累及功能障碍等不良后果。由于实验室检查及病理学检测存在滞后性及结果干扰因素，影像学技术尤其是磁共振成像（MRI）在BS诊断及疾病进展评估中具有关键作用。影像组学作为新兴的定量分析手段，通过挖掘图像特征并构建机器学习模型，为BS的诊断与鉴别诊断提供了新思路。

引言

布鲁氏菌病是全球最常见的人畜共患传染病，每年新增约50万病例，职业暴露（如农牧民）为主要风险因素。BS作为其核心并发症，发病率约2%~60%，主要累及腰椎（L4~L5椎体），病理表现为椎体、椎间盘、硬膜外及椎旁组织的炎症性破坏，可压迫神经血管导致疼痛及运动障碍。当前诊断依赖血清学检测（如试管凝集试验），但存在假阳性/假阴性风险，且缺乏疗效评估标准。MRI凭借其多参数成像及高组织分辨率，可精准显示病灶结构与功能变化，而功能MRI及影像组学进一步推动了BS的定量化与个性化诊疗。

常规磁共振成像

X线及CT对BS诊断能力有限，常规MRI成为早期检测及鉴别的重要工具。研究表明，结合流行病学史与血清学，MRI对BS诊断准确性较高，且能通过病灶形态特征（如椎体破坏、骨赘形成、脓肿位置等）与结核性脊柱炎（TS）、脊柱转移瘤等疾病鉴别。扩散加权成像（DWI）及其定量参数表观扩散系数（ADC）可反映水分子扩散能力，BS病灶ADC值高于正常椎体，可用于疗效评估。

功能磁共振成像

功能MRI通过定量分析水分子扩散、组织微循环及灌注等特征，为BS的病理生理研究及临床评估提供多维度信息。

体素内不相干运动

IVIM技术通过多b值扫描无需对比剂即可评估组织微循环灌注。其双指数模型参数包括：D值（纯扩散系数）、D值（伪扩散系数）及f值（灌注分数）。研究显示，BS的D值及f值高于早期BS组，反映炎症导致的微血管密度增加及血管通透性升高；D值在BS中高于TS，因BS病灶新生血管丰富且内皮不完整，而TS以干酪样坏死为主无血管生成。

拉伸指数模型扩散加权成像

拉伸指数模型（SEM）参数扩散异质性指数（α）及分布扩散系数（DDC）可反映水分子扩散的复杂性。BS的α值略高于TS，因布鲁氏菌感染以微血管增生及新骨形成为主，而TS病灶坏死及细胞多形性更显著。

定量动态对比增强磁共振成像

DCE-MRI通过药代动力学模型定量分析组织灌注及微环境变化，参数包括K^trans（血管通透性）、K_{ep（速率常数）、Ve（细胞外间隙体积分数）及Vp（血浆体积分数）。BS病灶的K^trans、Kep及Ve值升高，Vp值降低，提示炎症损伤及修复过程；治疗后K^trans及Kep值下降，反映血管通透性改善。}

磁共振扩散张量成像

DTI参数如各向异性分数（FA）、平均扩散率（MD）及表观扩散系数（ADC）可敏感检测BS早期软骨细胞及胶原纤维束变化。BS病灶ADC值升高、FA值降低，治疗后ADC值下降、FA值回升，提示组织修复；ADC值与血清凝集试验滴度正相关，可作为疗效监测指标。

T2映射

T2 mapping通过定量T2值反映组织水分子及胶原纤维变化。BS病灶T2值高于TS及正常椎体，因炎症导致水肿及充血延长T2弛豫时间，具有鉴别价值；但当前研究样本量小，需进一步验证。

影像组学

影像组学从图像中高通量提取特征，用于疾病诊断、分期及预后评估。基于T1WI、T2WI等序列构建的机器学习模型（如逻辑回归LR、随机森林RF、支持向量机SVM）在区分BS与TS中表现优异，部分模型AUC可达0.998。影像组学通过揭示病灶微观异质性，弥补了传统影像的不足，但存在过拟合风险及算法可解释性挑战。

总结与展望

常规MRI提供BS病灶的形态学信息，但无法早期反映病理生理变化；功能MRI（如IVIM、DCE-MRI、DTI、T2 mapping）实现定量监测微循环、扩散及炎症损伤；影像组学则通过高维特征助力个性化诊疗。当前研究多为回顾性、小样本且存在方法学异质性，未来需开展多中心合作以验证技术可靠性，并结合深度学习、多模态影像及长期预后指标，推动BS诊疗的精准化与临床转化。