肌肉骨骼系统感染在临床上很常见，其致病菌难以检测，但影像学检查能显示感染引起的机保变化。机体对感染的反应方式有限，主要是限制感染。然而影像学表现多样，反映机体的抵抗力和致病菌的毒力之间不断变化的动态平衡，只有了解疾病的动态变化过程，才能结合临床表现和实验室结果合理地应用影像学检查方法。深入理解肌肉骨骼系统感染不同时期的病理学改变，才能很好解释获得的大量影像学信息，从而作出准确诊断，及时制订有效的治疗方案，防止发育成熟和正在发育的骨骼系统受到破坏。本次重点阐述骨感染的发病机制和影像学-病理学对照，解释不同影像学检查技术对鉴别或发现感染及其类似病变的价值。
一、病理生理学
年Nelaton首先提出“骨髓炎”，是指骨和骨髓的感染，多为化脓菌感染。骨髓炎通常为细菌感染引起，但致病菌也可为真菌、寄生虫和病毒。动物研究表明，骨骼对感染具有先天的抵抗力，只有细菌大量入侵、创伤或体内有异物时才容易发生骨感染。骨髓炎最常见的致病菌是金黄色葡萄球菌，细菌通过表达受体(黏附素)与骨基质(纤维连接蛋白、层粘连蛋白、胶原和骨睡液酸糖蛋白）和软骨成分结合附着于骨骼。金黄色葡萄球菌也能产生纤维连接素结合蛋白，从而黏附于骨骼外科手术的置入物上。
虽然金黄色葡萄球菌感染是所有年龄骨髓炎的最常见病因，但有些特殊情况下其他致病菌也能引起骨髓炎。B组链球菌、大肠埃希菌、流感嗜血菌是新生儿和婴儿骨髓炎的常见致病菌。革兰阴性菌是成年人骨髓炎的常见致病菌，尤其静脉吸毒者。软组织感染引起邻近部位的骨髓炎通常为多种致病菌；术前应用抗生素治疗的患者，术后发生骨髓炎通常由表皮葡萄球菌引起。
骨和关节感染有4种主要途径，包括血行播散、邻近结构感染播散、直接种植和术后感染。
骨骼的血管解剖对骨髓炎的发病机制有重要作用，骨的供血血管随年龄而变化，导致骨髓炎有不同的影像学和病理学表现。骨的血供有3种类型，婴儿干骺端的血管穿过骺板供应骨骺，但1岁骺板未闭合的儿童，干骺端和骨骺的血供不同，骺板闭合后干骺端的血管能够重建供应骨骺。因此，婴儿和成年人的干骺端感染能扩展至骨骺，引起骺板破坏，骺板可阻止感染进一步扩展，化脓性关节炎也可破坏骺板。
骨髓炎依据发病特点和临床表现，分为急性、亚急性和慢性。组织学上急性期主要表现为多形性白细胞浸润；慢性期主要为淋巴细胞和浆细胞。
菌血症细菌侵入干骺端血管，发生急性血源性骨髓炎，好发于儿童，多位于膝关节附近，健康成年人相对少见，但可发生于免疫力低下或静脉吸毒者。干骺端是急性血源性骨髓炎的好发部位，尤其是膝关节的干骺端，可能与儿童膝关节骨骼生长快，受外伤机会较多有关。骨髓炎的好发部位通常血流减慢，巨噬细胞的吞噬能力降低，有利于细菌繁殖。
发生骨感染出现急性炎症反应，表现为血管充血、水肿和多形核细胞浸润。炎性渗出物导致无膨胀性的骨内压升高，血管沟受压引起广泛的骨坏死，细菌、多形核细胞和死亡组织释放的酶也导致局部骨髓或皮质坏死。炎性渗出物透过哈弗管网和福耳克曼管网至远侧干骺端薄层的皮质，皮质形成脓肿抬高骨膜，使外层皮质的血供中断，脓液可透过骨膜渗入邻近的软组织，形成单发或多发脓肿。骨膜抬高引起骨膜下化骨，起源于骨膜的形成层（内层）。骨膜下形成的新骨称为包壳，部分或全部包绕感染骨。婴儿和儿童骨膜疏松，容易剥离，因此骨膜明显抬高，形成大量的包壳。
婴儿由于骨膜疏松，发现软组织水肿和脓肿通常早于骨异常改变；而成年人的骨膜与下方的皮质连接紧密，骨膜反应出现较晚，所以很少见骨膜下脓肿和骨包壳形成。干骺端和骨膜的血供受阻可导致广泛皮质坏死，严重患者可形成死骨。死骨为失去血供的死亡骨，其内有潜在的隐匿性致病菌。死骨没有血供，但仍含矿物质，X线片上表现为高密度影，而有血供的骨由于感染引起骨质疏松，表现为低密度。由于抗生素不能渗入至无血供的死骨对死骨内的细菌无效，致病菌可潜伏数年，因此临床有效的治疗需要发现并去除死骨。死骨内的细菌多年后可再发作，并形成脓肿，通过骨包壳的缺损排出形成痿管(下图）。软组织内可形成脓肿或与皮肤相通，通过慢性窦道排出死骨。慢性骨髓炎迁延可引起骨萎缩和病理性骨折，使骨质脆弱。
适当治疗后病变开始愈合，骨髓腔的肉芽组织逐渐被纤维和脂肪组织取代，脓肿转变为囊腔。
二、影像学表现
（一）磁共振成像（MRI）
骨感染病灶T1WI上表现为低信号，T2WI和短期反转恢复脉冲序列（STIR）上表现为高信号。骨感染早期就能发现异常，为病变的充血、水肿和炎性细胞反应，而早期X线片检查通常为阴性，只有60%的骨小梁破坏后才能显示异常。
MRI是诊断骨髓感染首选的影像学检查方法，因为它能准确显示感染范围，以及骨坏死大小、软组织脓肿和窦道。MRI能评价骨皮质和死骨，但对于细微的异常改变，CT检查优于MRI。T2WI、STIR和增强扫描上正常骨皮质表现为无信号，而皮质病变表现为高信号。骨皮质破坏后常发生骨质疏松，随后导致骨膜抬高、骨膜炎和软组织受累。T2WI上皮质和骨膜下可见高信号，为感染物质、未矿化的细胞性骨膜反应和骨膜抬高（葱皮样表现)，MRI显示骨膜受累优于X线片。T2WI上矿化的骨膜反应为实性或层状的无信号区，而未矿化的细胞性骨膜层为高信号。
与三相骨扫描比较，MRI脂肪抑制增强检查可提高骨髓炎诊断的敏感性(88%）和特异性（93%），特异性高于MRI平扫，尤其对慢性骨髓炎手术后和神经性关节病等病例。
（二）放射性核素显像
99mTc-MDP（亚甲基二磷酸盐）和99mTc-HMDP（羟亚甲基二磷酸盐）骨扫描对检测骨髓炎很敏感，通常使用三相骨扫描，包括血流相、血池相和延迟相。骨髓炎3个时相都表现为摄取增加，反映充血和骨转换增加，但骨扫描异常没有特异性，骨折、治疗后骨髓炎和糖尿病神经性关节病也可有相同表现。病变有脓液、侵袭性强、血供严重破坏时，可见摄取减少的冷区。
放射性核素显像分辨率低，无法准确显示病变，SPECT扫描有一定程度的提高，但骨扫描仍是骨髓炎患者重要影像学检查，骨扫描阴性可排除骨髓炎，其敏感性90%，儿童和老年患者敏感性较低。
骨扫描的特异性很低，In标记白细胞闪烁显像有助于提高诊断的特异性，对检查慢性骨髓炎和糖尿病足骨髓炎有重要作用。
PET(正电子发射体层摄影）的初步研究提示对诊断骨感染有很大潜力，有助于和其他病变进行鉴别诊断。FDG(氟脱氧葡萄糖）是PET常用的显像剂，为葡萄糖类似物，聚集在炎症区，与糖酵解增加有关。与骨扫描不同，PET检查快速且分辨率高，能多方位成像。
DeWinter等的研究发现，FDGPET诊断骨胳肌感染准确性为94%，而骨扫描联合白细胞闪烁显像的准确性仅81%。PET能鉴别中轴骨的造血区和感染灶，目前其他的影像学检查技术均难以分辨。Guhlmann等报道PET诊断慢性骨髓炎敏感性为%，特异性为92%。
（三）计算机体层摄影（CT）
CT对诊断骨髓炎有重要价值，能准确发现病灶内的死骨、钙化和气体以及骨皮质破坏。CT最早表现是发现骨髓内的气体，由于骨髓水肿呈高密度，髓内气体显示清晰。CT能显示慢性骨髓炎的死骨，而X线片上由于周围高密度骨质硬化而难以显示。
随着多排螺旋CT和多平面重建的发展和应用，CT对不规则骨和关节感染有重要价值，如胸锁关节、骨盆和脊柱，对指导穿刺抽吸或活检尤为重要。
然而，CT检查的限制为不能准确鉴别脓液反应性肉芽组织、水肿和纤维化。
（四）超声检查
超声检查价格低廉，普及性广，没有电离辐射，可用来检测骨和软组织感染，尤其是软组织脓肿和关节积液。临床诊断不明的患者，超声检查有助于评价疼痛或肿胀的软组织病因，如蜂窝织炎、血栓性静脉炎、滑囊炎、血肿、腱鞘炎或皮下脓肿。超声检查骨髓炎最早期的改变是深部软组织肿胀，邻近感染骨的骨膜反应。临床骨髓炎的患者，超声检查显示儿童表现为骨膜下积液，成年人为邻近感染骨的软组织脓肿。
超声可以和其他影像学检查方法联合应用诊断骨髓炎，能实时引导渗出物或脓肿的穿刺抽吸或活检。
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