Osteomyelitis (Viêm tủy xương)

Viêm tủy xương (Osteomyelitis) (số nhiều: osteomyelitides) đề cập đến tình trạng nhiễm trùng xương, điển hình là do vi khuẩn, có ảnh hưởng đến khoang tủy 21.

Bài viết này tập trung vào viêm tủy xương do vi khuẩn cấp tính (acute bacterial osteomyelitis). Các loại viêm tủy xương khác được thảo luận riêng biệt:

viêm tủy xương mạn tính (chronic osteomyelitis)
viêm tủy xương do nấm (fungal osteomyelitis)
giang mai xương (skeletal syphilis)
viêm tủy xương do lao (tuberculous osteomyelitis)

Nhiễm trùng xương là một trong những chữ "I" (Infection) trong cụm từ viết tắt dễ nhớ (mnemonic) phổ biến FEGNOMASHIC dành cho các tổn thương thấu quang xương (lucent bone lesions).

Thuật ngữ

Khuyến cáo tránh sử dụng các thuật ngữ phù tủy xương phản ứng (reactive bone marrow oedema) và viêm xương (osteitis) trong các trường hợp nhiễm trùng, vì những tình trạng này có thể xảy ra trong các bệnh lý không nhiễm trùng, ví dụ: viêm khớp dạng viêm (inflammatory arthritis) 21.

Viêm tủy xương cấp tính (acute osteomyelitis) là tình trạng các triệu chứng xuất hiện dưới 2 tuần (<2 weeks) và viêm tủy xương mạn tính (chronic osteomyelitis) là tình trạng các triệu chứng xuất hiện trên 4 tuần (>4 weeks) 21.

Dịch tễ học

Viêm tủy xương có thể xảy ra ở mọi lứa tuổi. Ở những người không có các yếu tố nguy cơ cụ thể, bệnh đặc biệt phổ biến trong độ tuổi từ 2-12 tuổi và phổ biến hơn ở nam giới (tỷ lệ Nam:Nữ là 3:1) 6.

Chẩn đoán

Chẩn đoán giải phẫu bệnh (pathological diagnosis) của viêm tủy xương đòi hỏi một mẫu mô đáng tin cậy để phân lập vi khuẩn, cùng với các phát hiện mô bệnh học (histological findings) của các tế bào viêm và hoại tử xương (osteonecrosis) 21.

Do tỷ lệ cấy dương tính thấp (~35%), xét nghiệm giải phẫu bệnh thường cho kết quả âm tính giả. Viêm tủy xương có thể được chẩn đoán trên MRI trong các trường hợp nghi ngờ nhiễm trùng khi có các thay đổi tín hiệu tủy xương đồng nhất gồm tín hiệu T1 thấp (low T1 signal), tín hiệu cao trên các chuỗi xung nhạy dịch (fluid-weighted sequences), và ngấm thuốc (enhancement) sau tiêm thuốc tương phản 21.

Cụm từ "khả năng cao bị viêm tủy xương" (high likelihood of osteomyelitis) được khuyến cáo sử dụng khi có tín hiệu cao của tủy xương trên các chuỗi xung nhạy dịch nằm cạnh một vết loét (ulcer), áp xe (abscess), hoặc đường rò (sinus tract), bất kể cường độ tín hiệu T1 như thế nào 21.

Bệnh học

Trong hầu hết các trường hợp, viêm tủy xương là kết quả của sự lan truyền theo đường máu (haematogenous spread), mặc dù sự lan rộng trực tiếp từ chấn thương (trauma) và/hoặc các vết loét (ulcers) là tương đối phổ biến (đặc biệt là ở bàn chân của bệnh nhân đái tháo đường).

Trong giai đoạn đầu của nhiễm trùng, vi khuẩn nhân lên, kích hoạt phản ứng viêm khu trú dẫn đến chết tế bào tại chỗ. Theo thời gian, vùng nhiễm trùng được giới hạn bởi một viền mô hạt (granulation tissue) và sự bồi đắp xương mới.

Mặc dù không có vi sinh vật nào được cấy ra từ mẫu mô trong khoảng ~35% (dao động 21-50%) các trường hợp 1,21, nhưng khi phân lập được, Staphylococcus aureus cho đến nay là tác nhân gây bệnh phổ biến nhất. Các vi sinh vật khác nhau sẽ phổ biến hơn trong các tình huống lâm sàng cụ thể 1,4,21:

Staphylococcus aureus: 80-90% trong tổng số các ca nhiễm trùng; bao gồm cả các chủng kháng meticillin (MRSA)
Escherichia coli: người sử dụng ma túy đường tĩnh mạch (IVDU) và nhiễm trùng đường tiết niệu - sinh dục
Pseudomonas spp.: sử dụng ma túy đường tĩnh mạch và nhiễm trùng đường tiết niệu - sinh dục
Klebsiella spp.: sử dụng ma túy đường tĩnh mạch và nhiễm trùng đường tiết niệu - sinh dục
Salmonella spp.: bệnh hồng cầu hình liềm (sickle cell disease)
Haemophilus influenzae: trẻ sơ sinh (neonates)
liên cầu khuẩn nhóm B (group B streptococci): trẻ sơ sinh (neonates)

Các tác nhân gây nhiễm trùng ít gặp khác bao gồm nấm (xem: viêm tủy xương do nấm [fungal osteomyelitis]).

Vị trí

Tần suất theo vị trí, theo thứ tự giảm dần 18:

chi dưới (phổ biến nhất)
các đốt sống (vertebrae): thắt lưng (lumbar) > ngực (thoracic) > cổ (cervical)
mỏm châm quay (radial styloid)
khớp cùng chậu (sacroiliac joint)

Vị trí của viêm tủy xương trong một xương thay đổi theo tuổi, do sự thay đổi về tưới máu ở các phần khác nhau của xương 1,4:

trẻ sơ sinh (neonates): hành xương (metaphysis) và/hoặc đầu xương (epiphysis)
trẻ em: hành xương (metaphysis)
người lớn: đầu xương (epiphyses) và các vùng dưới sụn (subchondral regions)

Các thể biến thể

viêm tủy xương sinh hơi (emphysematous osteomyelitis)

Đặc điểm hình ảnh

MRI có độ chính xác cao nhất để phát hiện viêm tủy xương với độ nhạy (sensitivity) là 90% và độ đặc hiệu (specificity) khoảng ~80% 21. Trong một số trường hợp, các đặc điểm hình ảnh là đặc hiệu cho một vùng hoặc một loại nhiễm trùng cụ thể, ví dụ:

áp xe dưới màng xương (subperiosteal abscess)
áp xe Brodie (Brodie abscess)
khối u sưng Pott (Pott puffy tumour)
viêm tủy xương xơ hóa Garré (sclerosing osteomyelitis of Garré)

Dưới đây là các đặc điểm chung của viêm tủy xương.

X-quang quy ước

Những thay đổi sớm nhất được nhìn thấy ở các mô mềm lân cận +/- đường bờ cơ với tình trạng sưng nề và mất hoặc mờ các lớp mỡ bình thường. Có thể thấy tràn dịch (effusion) ở khớp lân cận.

Nhìn chung, viêm tủy xương phải lan rộng ít nhất 1 cm và làm tổn hại khoảng ~40% (dao động 30-50%) hàm lượng khoáng chất của xương để tạo ra những thay đổi có thể nhận thấy trên X-quang quy ước ref. Các phát hiện sớm có thể rất kín đáo, và các thay đổi có thể không rõ ràng cho đến 5 đến 7 ngày kể từ khi khởi phát ở trẻ em và 10 đến 14 ngày ở người lớn ref. Trên các phim X-quang được chụp sau khoảng thời gian này, có thể ghi nhận một số thay đổi ref:

giảm mật độ xương khu trú (regional osteopenia)
phản ứng/dày màng xương (viêm màng xương - periostitis): thay đổi; có thể biểu hiện tính chất tiến triển mạnh (aggressive), bao gồm cả sự hình thành tam giác Codman (Codman's triangle) 6
tiêu xương khu trú (focal bony lysis) hoặc mất vỏ xương (cortical loss)
khuyết mòn nội cốt mạc (endosteal scalloping) 8
mất cấu trúc xương bè (loss of trabecular bone architecture)
bồi đắp xương mới (new bone apposition)
xơ hóa ngoại vi (peripheral sclerosis) về sau

Trong các trường hợp mạn tính hoặc không được điều trị, viêm tủy xương mạn tính (chronic osteomyelitis) với các đặc điểm hình ảnh đặc trưng có thể tiến triển.

Siêu âm

Mặc dù siêu âm là một phương pháp thăm khám mô mềm nhanh chóng và không tốn kém, đồng thời có thể hướng dẫn dẫn lưu các ổ tụ dịch mô mềm, nhưng nó có rất ít vai trò trong việc đánh giá trực tiếp viêm tủy xương, vì không thể quan sát được bên trong xương ref.

Tuy nhiên, siêu âm có vai trò trong việc đánh giá các mô mềm và khớp lân cận xương bị nhiễm trùng, vì nó có thể được sử dụng để quan sát các áp xe mô mềm (soft tissue abscesses), viêm mô tế bào (cellulitis), các ổ tụ dịch dưới màng xương (subperiosteal collections), và tràn dịch khớp (joint effusion) ref.

Siêu âm cũng hữu ích trong việc đánh giá các thành phần ngoài xương của các phương tiện kết hợp xương chỉnh hình (orthopaedic instrumentation), vì nó không bị ảnh hưởng bởi nhiễu ảnh do kim loại (metal artifacts) 3.

CT vượt trội hơn cả MRI và X-quang quy ước trong việc mô tả các bờ xương và xác định mảnh xương chết (sequestrum) hoặc bao xương mới (involucrum). Các đặc điểm trên CT mặt khác tương tự như trên X-quang quy ước. Độ nhạy và độ đặc hiệu tổng thể của CT là thấp, ngay cả trong bối cảnh viêm tủy xương mạn tính, và theo một nghiên cứu, các tỷ lệ này lần lượt là 67% và 50% 17.

Thuốc tương phản tĩnh mạch (intravenous contrast) cho phép CT phân biệt giữa các loại mô khác nhau và mô tả đặc điểm của các áp xe 22, nhưng kém hơn so với chụp MRI ở khía cạnh này 24.

Một số đặc điểm trên CT bao gồm 23:

xóa/mờ các lớp mỡ (blurring of fat planes)
tăng tỷ trọng của tủy mỡ (fatty marrow)
phản ứng màng xương (periosteal reaction)
bào mòn/hủy vỏ xương (cortical erosion/destruction)
các mảnh xương chết (sequestra), bao xương mới (involucra), khí trong xương (intraosseous gases) trong viêm tủy xương mạn tính

Một số hạn chế của CT bao gồm 20:

không thể phát hiện một cách chắc chắn tình trạng phù tủy xương (marrow oedema); do đó, kết quả CT bình thường không loại trừ được viêm tủy xương giai đoạn sớm.
giảm chất lượng hình ảnh do nhiễu ảnh sọc (streak artifact) khi có sự hiện diện của các phương tiện cấy ghép kim loại (metallic implants)

MRI

MRI là phương pháp nhạy nhất và đặc hiệu nhất, đồng thời có khả năng xác định các biến chứng mô mềm/khớp 5,14. Phù tủy xương (bone marrow oedema) là đặc điểm sớm nhất của viêm tủy xương cấp tính được nhìn thấy trên MRI và có thể được phát hiện sớm nhất từ 1 đến 2 ngày sau khi khởi phát nhiễm trùng 20. Sự đồng nhất giữa tín hiệu T1 thấp (low T1 signal) và tín hiệu cao trên các chuỗi xung nhạy dịch (fluid-sensitive sequences) là dấu hiệu đặc trưng của viêm tủy xương trên MRI 21.

T1
thành phần trung tâm có tín hiệu trung gian đến thấp
tủy xương xung quanh có tín hiệu thấp hơn bình thường do phù (oedema)
hủy xương vỏ (cortical bone destruction)
T2
tín hiệu cao tủy xương (bone marrow high signal)
T1 C+ (Gd): ngấm thuốc (enhancement) sau tiêm thuốc tương phản của tủy xương, các bờ áp xe, màng xương và các ổ tụ dịch mô mềm lân cận

Trong trường hợp có sự thay đổi tín hiệu tủy xương không đồng nhất (nghĩa là tín hiệu cao trên các chuỗi xung nhạy dịch nhưng tín hiệu T1 bình thường), tín hiệu trên các chuỗi xung nhạy dịch càng mạnh (nghĩa là tương tự như tín hiệu dịch khớp), thì khả năng viêm tủy xương đang hiện diện hoặc sẽ phát triển sau đó càng cao 21.

Y học hạt nhân

Một số kỹ thuật có thể được sử dụng để phát hiện các ổ viêm tủy xương. Chúng bao gồm 2:

Ghi hình nhấp nháy xương (Bone scintigraphy) (Tc-99m)Sự gia tăng hoạt động tạo xương dẫn đến tăng mức độ hấp thu chất đánh dấu phóng xạ (radiotracer) ở vùng xương xung quanh, thường thấy ở cả thì tưới máu (blood pool) và các hình ảnh chụp muộn (delayed views). Kỹ thuật này có độ nhạy cao nhưng không đặc biệt đặc hiệu.

Ghi hình nhấp nháy bạch cầu đánh dấu Indium-111 (Indium-111 labelled WBC scintigraphy)Kỹ thuật này có thể hữu ích trong các trường hợp:

viêm tủy xương do đái tháo đường (diabetic osteomyelitis), đặc biệt là khi kết hợp với ghi hình Tc-99m-phosphonate 2,7; tuy nhiên, MRI hiện nay thường được sử dụng kết hợp với phim X-quang quy ước 14,15
các phương tiện cấy ghép chỉnh hình (orthopaedic implants)
viêm tủy xương đốt sống (vertebral osteomyelitis) (Ga-67 là tốt nhất) 2
các vết loét ở bệnh nhân nằm liệt giường có khả năng bị viêm tủy xương tiềm ẩn bên dưới (In-111 kết hợp với Tc-99m-phosphonate)

Ghi hình nhấp nháy Gallium-67 (Gallium-67 scintigraphy)

radiogallium gắn vào transferrin, chất này rò rỉ từ dòng máu vào các vùng viêm, cho thấy sự tăng hấp thu đồng vị phóng xạ trong các trường hợp nhiễm trùng, tình trạng viêm vô trùng và bệnh lý ác tính
ghi hình thường được thực hiện từ 18 đến 72 hours sau khi tiêm và thường được thực hiện kết hợp với ghi hình xương bằng hạt nhân phóng xạ (radionuclide bone imaging)
một khó khăn đối với gallium là nó không hiển thị chi tiết xương đặc biệt tốt và có thể không phân biệt rõ ràng giữa viêm xương và viêm mô mềm lân cận
xạ hình gallium có thể phát hiện sự tích tụ bất thường ở những bệnh nhân bị viêm tủy xương hoạt động khi xạ hình technetium cho thấy giảm hoạt độ (các tổn thương "lạnh" [“cold” lesions]) hoặc có thể là hoạt độ bình thường
sự tích tụ gallium có thể tương quan chặt chẽ hơn với hoạt động viêm trong các trường hợp viêm tủy xương so với sự hấp thu technetium

PET-CTCác hệ thống PET-CT là những kỹ thuật tương đối mới đang được áp dụng. FDG-PET có thể có độ chính xác chẩn đoán cao nhất để xác định hoặc loại trừ viêm tủy xương mạn tính so với ghi hình nhấp nháy xương, MRI hoặc ghi hình nhấp nháy bạch cầu. Nó cũng được coi là vượt trội hơn ghi hình nhấp nháy bạch cầu trong việc phát hiện viêm tủy xương mạn tính ở bộ xương trục (axial skeleton) 9.

Điều trị và tiên lượng

Điều trị viêm tủy xương điển hình là sử dụng kháng sinh đường tĩnh mạch, thường trong thời gian dài. Nếu có ổ tụ dịch, mảnh xương chết (sequestrum) hoặc bao xương mới (involucrum), việc dẫn lưu và/hoặc cắt lọc (debridement) ngoại khoa thường là cần thiết. Đoạn chi (amputation) được thực hiện sau khi điều trị nội khoa thất bại hoặc khi tình trạng nhiễm trùng đe dọa đến tính mạng.

Các biến chứng bao gồm 1:

hình thành đường rò (sinus tract) đôi khi kèm theo ung thư biểu mô tế bào vảy thứ phát (loét Marjolin [Marjolin ulcer])
sarcoma thứ phát (ví dụ: osteosarcoma): hiếm gặp
gãy xương bệnh lý (pathological fracture)
bệnh lắng đọng bột thứ phát (secondary amyloidosis)

Chẩn đoán phân biệt

Các cân nhắc chẩn đoán phân biệt hình ảnh chung bao gồm: