收藏：感染性疾病的神经影像学（Curr Opin Infect Dis）

中枢神经系统感染

PMID: 33741796 

DOI: 10.1097/QCO.0000000000000725

Sonia Kaur Singh和RodrigoHasbun在2021年6月的Curr Opin Infect Dis上对中枢神经感染的影像学表现进行了综述。

前言

中枢神经系统感染（CNS）仍是重要的致死、致残性疾病。其中一些类型的感染如早期诊断及治疗，预后可明显改善。尽管脑脊液（CSF）检查和脑组织活检仍是诊断脑膜炎/脑炎、脑脓肿的金标准，在明确颅内炎症病灶中影像学检查仍至关重要。神经影像对于一些机会性感染尤为重要，既可用于辅助诊断也可用于评估疗效。该综述对各种CNS感染包括脑膜炎（无菌性、细菌性、慢性）、脑炎、脑脓肿和颅内化脓性并发症等常见的CT和MRI表现进行综述（见表1、2）

急性细菌性脑膜炎

尽管现代医学发展迅速，但脑膜炎病死率仍较高，全球疾病负担统计有每年死亡人数31万8千。脑脊液（CSF）检查仍是主要诊断方法，虽然对于大多数患者腰穿（LP）前不一定都要做影像检查，但有脑疝风险的患者仍常规先行影像学检查。荷兰一项纳入1533例细菌性脑膜炎患者的研究中，47例（3.1%）因为LP出现临床恶化。43例行头颅CT检查（CTH）者出现LP后临床恶化，其中17例（40%）影像学检查阴性，也因此强调临床查体的重要性。
美国IDSA指南推荐以下患者LP前建议行CTH：免疫抑制、有CNS疾病史、新发癫痫、视乳头水肿、意识障碍或有局灶神经系统缺失症状者。欧洲和英国（UK）及瑞典指南对头颅检查的要求更加严格，但临床实践的依从性只有50%左右。CTH在鉴别脑膜炎病因中仍很重要，如颅底骨折、鼻窦炎、中耳炎、乳突炎等可直接指导治疗。对于那些疑诊脑膜炎没有影像学检查指征，不能为了行头颅影像学检查而延误腰椎穿刺。
一项回顾性研究发现大多数临床医生不按照IDSA指南推荐，导致诊断性LP延误、费用增加。一项评估614例社区获得性脑膜炎（CAM）的研究发现64%患者无指征时行CTH。有头颅影像学检查指征的患者中，18%检查异常；而没有指征检查患者中检查异常的只有0.05%。影像学检查异常表现中主要为占位、出血、缺血性梗死、脑水肿， 占所有异常表现的42%。相比无指征行CTH组患者，只发现2例影像学检查异常（不表现为上述异常，且检查结果对临床诊治无指导作用）。
早期CT检查大多正常，疾病进展后CT增强检查可能会发现脑膜强化（见图1）。除非继发血管炎有缺血表现，不然脑实质病变不易察觉。毛细血管炎症会导致造影剂渗漏，从而引起蛛网膜下腔增强有强化。MRI Flair序列可表现为蛛网膜下腔信号高于脑室内液体，可能跟毛细血管渗漏导致蛋白含量增高有关，但该表现特异性不高。
对于那些治疗后临床表现无改善或出现新的神经系统症状体征的患者，必须怀疑脑膜炎并发症。MRI Flair序列相比CT在显示脑实质病变上更有优势；如怀疑易感染脑干的病原体时应首选MRI检查。

图1. 39岁男性脑膜炎奈瑟氏菌感染的脑膜脑炎的MRI检查        a． DWI提示双侧颞叶内侧高信号提示脑炎；        b. T2 Flair提示双侧脑沟回高信号

脑积水

脑积水可能是细菌、真菌、寄生虫或分支杆菌所致的脑膜炎的并发症。大多数继发性脑积水因为CSF重新吸收障碍而不是梗阻，因此表现为交通性脑积水。一些患者可有轻度脑积水因颅内压（ICP）正常而不需要额外干预。CT和MRI用于监测脑室大小（通过测量Evan´s指数）来决定是否行脑室外引流，婴儿可用超声检查替代。Evan´s指数（也称为额角比率）指的是两侧侧脑室前角间最大距离与同一层面颅腔的最大直径之比，用于评估是否存在脑积水及其严重程度，Evan´s指数>0.3提示存在脑积水，Evan´s指数>0.4提示严重脑积水。第三脑室和/或颞角扩张是脑积水最敏感指标。

额外的轴向积液

超过1/3的细菌性脑膜炎患者可出现额外的轴向液体积聚，最常见于肺炎链球菌感染，积液可以是无菌的（如积液、囊性水瘤），也可能是脓性的（如脓肿）。这些积液往往为双侧、量较多、突出于额叶和颞叶、大脑凸面或半球之间。虽然增强CT或MRI上根据横贯静脉的位置来区确定液体位于蛛网膜下腔而非硬膜下，但轴向积液和蛛网膜下腔扩张仍难以区分。此外，无菌性积液呈等密度，在T1和T2加权像上同CSF信号，在Flair上因蛋白浓度高而呈稍高信号。一些积液后续将形成纤维蛋白丝和纤维膜导致病灶中央或周边强化，可跟水肿相鉴别，水肿往往边界不清。
一些研究表明15%无菌性积液会变脓肿。MRI上T1（CSF）和T2（皮层）序列均为高信号。病灶周边出现一些如静脉血栓形成、梗塞、脑炎或脓肿的并发症。值得注意的是脓肿在DWI上呈亮的，在表观弥散系数（ADC）中为暗的，而无菌性积液是低信号或只在DWI呈高信号。
硬脊膜外脓肿（SEA）常被延误诊断，脊柱MRI平扫和增强是严重背痛、发热伴新发神经功能缺陷的首选检查。SEA的特点受累椎间盘和椎体在T2加权像（T2WI）上呈高信号，T1加权像（T1WI）表现为椎体低信号、骨皮质边界不连续。IDSA指南不推荐治疗结束常规MRI随访，也不推荐在4-6周时影像学上椎骨病变加重但患者临床症状、查体及炎性标记物均改善的情况下进行手术清创。
硬膜外脓肿在T2WI上和CSF信号类似，因此难以识别。T1WI上可发现椎体和椎间盘受累。增强检查可明确病变部位、脓肿范围及脊椎压缩情况。SEA其他敏感的诊断方法包括脊髓磁共振造影。如存在MRI检查禁忌，可考虑行脊髓CT造影，但有学者认为如果高度怀疑SEA不推荐行CT造影，因造影期间可能会导致病变在蛛网膜下腔播散。

脑脓肿和脑炎

脑脓肿诊断极具挑战，其可以引起脑膜炎，也可能是脑膜炎的并发症。最近的研究发现颅内脓肿病灶在DWI和ADC上弥散受限表现可与肿瘤相鉴别，诊断敏感度94%，特异度95%。此外，MRI分辨力较CTH高，可发现额外病灶，更早发现并发症（如脑疝），更好的明确脑水肿，而且造影剂毒性低，是评估脑脓肿的首选检查。
脑脓肿最初表现为血管充血、点状出血、局部炎症引起的水肿。MRI上可表现为边界不清的T2WI高信号、增强时无或轻度强化。脓肿形成时，边缘才开始强化，最初边缘仍不完整，此时抗生素可渗透入内来阻止感染进展。如脓肿成熟后，完成的囊壁呈环形强化，此时囊壁薄而光滑，在灰质血管邻接处较厚，白质这一侧更薄一点容易发生破入脑室引起脑室炎（一种神经外科急诊）。脓肿边缘呈等信号或T1WI略高信号、T2WI略低信号（可能和巨噬细胞内含顺磁性的氧自由基有关）。磁敏感加权成像（SWI）时近期开发的一项MRI技术，通常以3D形式完成，允许更薄层、更小的体素尺寸从而实现更高分辨率的扫描。SWI序列上，脓肿表现为边缘完整，外侧因顺磁性氧自由基存在呈低信号、内侧有肉芽组织呈相对高信号，从而形成“双轨征”。这和高级别肿瘤边缘不完整且不规则形成对比。脑脓肿周围的水肿在T2WI和Flair上呈高信号。DWI序列上脓肿中心坏死导致弥散受限呈高信号。结核瘤中心在DWI上呈低信号可与其鉴别，但需要注意的是DWI序列易受到运动伪影和血液成分的影响，因此DWI阴性不能除外脓肿。有研究在大鼠模型中，利用细菌细胞内源性分子的化学交换饱和转移（CEST）MRI成像技术来检测脑内金黄色葡萄球菌脓肿，该技术有望成为未来监测抗感染疗效评估的手段。
脑脓肿多见于额叶和颞叶灰白质交接处。英国最近一项研究表现主要脑脓肿病原菌已从葡萄球菌变迁为中间链球菌，该研究发现，32%脓肿位于额叶，大部分（77%）都为孤立性脓肿。在增强检查中，95%患者脓肿壁有增强，只有25%表现为“双轨征”。

颅神经受累

最常受累的颅神经是前庭耳蜗（VIII）、外展（VI）和动眼（III）神经，多见于细菌性脑膜炎、莱姆病、结核感染、真菌或布鲁氏菌脑膜脑炎。颅神经功能障碍可能和直接神经炎症或颅内结构移位牵拉神经有关。颅神经受累时没特异表现，迷路内的内淋巴和外淋巴正常呈高信号，颅神经受累时该高信号会消失。慢性病变时影像学可表现为脑膜炎发作后前庭耳蜗神经功能障碍时迷路骨化。

颅内静脉血栓形成和血管病变

皮层静脉或静脉窦急性血栓形成在CT上表现为低密度、MRI T1WI上为高信号、MRV或CTV上则为充盈缺损。这种血栓形成可导致双侧多发静脉栓塞，非动脉区凸面常伴出血。鉴于ADC测算受到梗塞区域出血的影响，DWI结果较多变。脑膜炎会同时导致动脉和静脉痉挛，因此会发生脑梗。血管周围间隙受累会引起基底节梗塞，而大动脉受累会导致皮层梗塞。DSA或MR血管造影检查可用于发现大口径动脉的狭窄、痉挛，中型动脉管腔不规则及远端分支的闭塞。

脑室炎

影响基底池的严重脑膜炎、脑脓肿破入脑室、CNS装置（如VP分流管、脑室外引流）、巨细胞病毒感染均可继发脑室炎。影像学表现为室管膜增厚，增强有强化。T2WI上脑室壁增厚、脑室可扩大，内可漂浮碎片，甚至出现脑室内间隔。脑室炎最常见的表现即为这些在T1WI呈高信号，T2WI上呈低信号的碎片。

无菌性脑膜炎

无菌性脑膜炎（ASM）病因不详，占比81%，大多数常见的病因为肠道病毒、单纯疱疹病毒、西尼罗河病毒（WNV）感染。头颅影像学检查常用于ASM，但其诊断价值有限，大多数检查都是阴性结果，对后续治疗无帮助。最主要的异常可能时软脑膜强化，但无特异性，无临床指导价值。

脑炎

脑膜炎诊断主要依据脑脊液分析，但对于脑炎来说，影像学检查至关重要，MR成像被认为是诊断金标准（见表2）。约75%成人脑炎患者MR表现异常，且该异常和院内病死率相关。颅内病灶可为病原学诊断提供线索。颞叶脑炎多提示HSV、VZV、结核感染和自身免疫性疾病；丘脑和基底节受累更常见于呼吸道病毒、西尼罗河病毒、结核感染、克雅氏病和日本脑炎。
单纯疱疹病毒（HSV）脑炎是目前最常见的感染性脑炎，HSV-1型在成人中更为常见，而HSV-2在新生儿常见。85%HSV脑炎患者MRI上表现异常。HSV-1易累及边缘系统，病变常见于颞叶内侧、岛叶、扣带回和额基底皮层。如出现双侧颞叶受累，在颞叶、岛叶、扣带回外存在病变则HSV脑炎可能性不高。
HSV-1脑炎中，MR中的Flair序列可发现颞叶和岛叶不对称高信号，SWI上有点状出血；增强检查中软脑膜强化和脑回强化可非常明显。HSV-2脑炎表现为脑实质里散在低密度影或脑水肿所致的皮层弥漫性低密度。HSV-2脑炎早期因灰白质界限不清，在MR DWI上表现为弥散受限，皮质和灰质上的病灶在T2上呈高信号，HSV-1没有易受累区域。VZV脑炎通常表现为血管病变，可导致大动脉或小动脉的缺血性梗塞。无水疱样皮疹不能除外VZV，因此所有怀疑脑炎的患者均应行VZV PCR（无疹性带状疱疹）。VZV感染其他不常见的表现为蛛网膜下腔出血、脑实质出血、动脉瘤和颈动脉夹层。WNV脑炎的影像表现可正常，或表现为脑灰质深部、基底节区、脑干区域T2高信号伴软脑膜异常。前角细胞病变可导致急性弛缓性麻痹，可行脊柱MR检查；对于脑干受累病变如自身免疫性脱髓鞘综合症、结节病、李斯特单核细胞增生症可行MR检查。

脓毒性栓塞性脑炎

这种破坏性神经血管并发症最常见于感染性心内膜炎，其他原因包括静脉吸毒所致的败血症、医疗器械感染、肺脓肿、颈内动脉真菌性动脉瘤。这些化脓性栓子可演变成真菌性动脉瘤或脑脓肿。脓毒症性栓塞所致的梗塞往往是多发的不同时期的小梗塞，可跨多个血管分布区，但主要集中在灰白质交界处或分水岭区；也可表现为皮层区域的微出血。CT上可表现为低密度伴或不伴微出血，增强呈点状或环形强化。MR上梗塞变现为多灶性外周T2 Flair高信号，DWI/ADC上表现为弥散受限，出血病变有晕染效应（T2WI上微出血直径大于组织病理学检查中血黄素沉积直径）。同微小脓肿一样，T1增强上表现为点状或环形强化。

神经性布鲁氏菌病

4-11%布鲁氏菌病可有中枢神经系统表现，但其临床表现多样，难以和其他感染性（尤其结核感染）相鉴别。头颅和脊椎MR增强是布鲁氏菌性脑膜炎（BME）的诊断金标准。目前最大的BME研究在土耳其开展，最常见的影像表现为炎性病变。该研究纳入263例成人BME患者，其中143例（54.3%）患者CT/MR检查结果阴性，72例（27.4%）表现为局部或弥漫炎症改变，32例（12.2%）为白质异常（包括脱髓鞘），42例（16%）为血管损伤（缺血性卒中、硬膜下血肿、蛛网膜下腔出血）、48例（18.2%）为脑水肿或脑积水。炎症病变中，最常见的为弥漫性炎症，包括软脑膜和颅底脑膜增强有强化。缺血时的小血管炎症和真菌感染所致的动脉瘤破裂出血均可引起血管损伤。

中枢神经系统结核病

结核（TB）所致的中枢神经系统感染包括结核性脑膜炎（硬脑膜炎、肉芽肿性基底脑膜炎）、脑实质感染（结核瘤、粟粒性结核菌病、脓肿）、脊柱结核（结核瘤、脊髓炎、蛛网膜炎、脊椎炎）及其他包括垂体炎、眼眶结核、骨结核即Pott病。CT检查可发现梗死、结核瘤、脑积水。结核瘤表现可孤立或多发，呈圆形或分叶状（见图2.）。增强检查中，点状环形强化或慢性实性结合球则表现为中央钙化（非特异性靶征）。CT平扫可用于MRI应用受限的部位，如基底池高密度。
结核性脑膜炎MR诊断三联征包括颅底脑膜强化和颅底渗出、脑积水、脑梗。DWI不仅有助于发现急性脑梗，而且可发现大结核球中心液化。结核瘤在不同的病理状态下影像学表现不一，可以是非干酪样、实性干酪样或者干酪样中央液化坏死。结核瘤在T2WI上表现为低信号伴不规则环形强化、液化病变表现为高信号。结核脓肿很少见，CT上表现为低密度伴周围水肿，有占位效应伴边缘强化；MRI上表现为T1低信号，T2高信号伴中心弥散受限、T1WI上边缘有强化。

图2. 10月龄女性，表现为复杂性热惊厥，后发现时结核性脑膜炎。a和b. DWI上高信号、对应ADC检查低信号，提示右额缺血性卒中c和d. 右侧颞叶DWI也有类似表现，提示缺血性卒中e和f. 双侧大脑半球和脑干弥漫性结节型软脑膜强化，颞叶前部和外侧裂处最为明显，中间包绕脑血管，强化程度较厚。

真菌感染

CNS的感染在免疫抑制人群中更常见，因此神经影像学检查特异性不高。隐球菌脑膜脑炎在MRI上表现为弥漫性脑膜强化及脑室炎。因隐球菌侵入Virchow-Robin间隙，在基底节出现最常见的特征性“皂泡样改变”，即点状囊性病变。对于免疫功能重建患者，这些病灶表现为环形强化。隐球菌性脑膜炎存在缺血性卒中风险，尤其是基底节腔隙性梗死。CNS曲霉菌病在神经影像学上变化是多样的，包括出血、水肿、环形强化、实质强化的“曲霉球”，甚至梗死（皮层或皮层下）。真菌菌丝和血液分解产物在T2WI上表现为等信号或低信号。感染的鼻旁窦常常表现为硬脑膜强化。

寄生虫感染

CNS弓形体病在头颅增强CT上的常见表现为：多发不规则低密度病灶伴周围水肿、环形强化，如CD4+细胞计数下降则强化减弱。CNS弓形虫病在神经影像学表现为多灶性病变、基底节受累、DWI/ADC弥散受限，这些特征可与CNS淋巴瘤相鉴别。弓形体病在MRI上表现为：T1低信号而外周高信号。急性期时可表现为T2高低信号相交替的同心圆征，慢性期则跟脑白质等信号。增强MRI可见“偏心靶征”，环状病变，外周因血管炎症而强化、内可见因血管增厚的偏心结节。病变播散时表现为基底节、皮层下灰质T2高信号，少量或无增强。
自由活动的阿米巴原虫样的棘阿米巴原虫和狒狒巴拉姆希阿米巴会形成肉芽肿性阿米巴脑炎（GAE），无特异影像学表现，病例报道中的表现包括病灶增强有强化、基底节强化、脑积水、多发性病灶、水肿，颅内没有易感区域。

脑囊虫病

影像学检查易发现神经囊尾蚴病（NCC），CT对大多数NCC具有较高的特异性和敏感性。MRI在脑室受累、炎症变化的检测上具有优势，尤其是可稳态采集的FIESTAFast成像和Flair成像。囊泡期的特征表现为单发或多发球形囊性病变，中央为点状高信号/高密度，周围无水肿，增强无强化。蛛网膜下腔的囊泡被称为葡萄状囊泡。在神经囊尾蚴脑炎和大量非脑炎NCC均可表现为多发实性囊泡，并伴有周围水肿。胶体和颗粒期包括厚壁增强强化伴周围水肿，后者的囊壁更厚；钙化期在CT表现为点状高密度影。

结论

尽管影像学检查取决于医生的判读能力和医院的设备条件，但仍不可否认神经影像学检查在中枢神经系统感染诊断和疗效评估中的重要性。中枢神经系统感染的病死率高，影像学检查仍是世界各地医生不可或缺的工具。

来源：Huashan NICU   译者：华山医院神经重症住院医生 叶相如