99mTc-環(huán)丙沙星顯像與CT檢測急性壞死性胰腺炎繼發(fā)感染的比較研究

汪建華 邵成偉 李曉棟 張建 潘桂霞 彭燁 茅娟莉 鄭建明 左長京 田建明

·論著·

99mTc-環(huán)丙沙星顯像與CT檢測急性壞死性胰腺炎繼發(fā)感染的比較研究

汪建華 邵成偉 李曉棟 張建 潘桂霞 彭燁 茅娟莉 鄭建明 左長京 田建明

目的比較新型顯像劑99mTc-環(huán)丙沙星顯像與CT檢測重癥胰腺炎繼發(fā)感染的價值。方法28只健康幼豬按數(shù)字表法隨機分為正常組(6只)、非感染性急性壞死性胰腺炎(ANP)組(6只)、感染性ANP組(16只)。采用胰管注入?；悄懰徕c和胰蛋白酶混合液的方法制備ANP模型。感染性ANP組于制模后2 d向胰腺組織內(nèi)注射3×108個大腸桿菌，非感染性ANP組注射滅活的大腸桿菌。7 d后每只幼豬靜脈注射370 MBq的99mTc-環(huán)丙沙星，給藥后0.5、1、2、3、4、6 h行SPECT斷層顯像，0.5 h后行64層螺旋CT掃描。檢查結(jié)束后處死動物，取胰腺組織行病理檢查及細菌培養(yǎng)。比較兩種影像學(xué)方法檢測ANP繼發(fā)感染的敏感性、特異性、準(zhǔn)確性、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值。結(jié)果正常組胰腺未見異常，細菌培養(yǎng)陰性；非感染性ANP組見胰腺壞死，但細菌培養(yǎng)陰性；感染性ANP組見胰腺壞死并感染，感染灶細菌培養(yǎng)均為陽性。99mTc-環(huán)丙沙星顯像檢測感染的敏感性、特異性、準(zhǔn)確性、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值分別為93.8%(15/16)、91.7%(11/12)、92.9%(26/28)、93.8%(15/16)和91.7%(11/12)；CT分別為12.5%(2/16)、100.0%(12/12)、50.0%(14/28)、100.0%(2/2)、46.2%(12/26)。99mTc-環(huán)丙沙星顯像檢測感染的敏感性、準(zhǔn)確性、陰性預(yù)測值均顯著高于CT(P值均<0.05)。結(jié)論99mTc-環(huán)丙沙星顯像檢測ANP繼發(fā)感染優(yōu)于64層螺旋CT。

胰腺炎； 感染； 放射性核素顯像； 環(huán)丙沙星； 層攝影術(shù)，X線計算機

影像學(xué)是急性胰腺炎(AP)診斷中非常重要的手段，其中CT最為常用[1]。CT對于含有氣泡征或已形成典型膿腫的感染灶的診斷非常有價值，但對重癥急性胰腺炎(SAP)繼發(fā)感染是否能敏感、準(zhǔn)確地檢出尚缺乏與病理和細菌學(xué)檢查嚴(yán)格對照的實驗研究。近年來，應(yīng)用核素標(biāo)記藥物來鑒別感染與非感染性病變受到關(guān)注，其中99mTc-環(huán)丙沙星成為最具潛力的G+細菌靶向標(biāo)記藥物[2-3]。我們曾報道[4]，99mTc-環(huán)丙沙星檢出SAP繼發(fā)大腸桿菌感染的敏感性和特異性均較高，本研究就其較CT的優(yōu)勢做進一步探討。

材料與方法

一、實驗動物及分組

金山楓涇雌性幼豬(太湖種系)由第二軍醫(yī)大學(xué)實驗動物中心提供，體重20～25 kg。按數(shù)字表法隨機分為正常組(6只)、非感染性急性壞死性胰腺炎(ANP)組(6只)、感染性ANP組(16只)。采用胰管注入?；悄懰徕c和胰蛋白酶混合液的方法制備ANP模型。感染性ANP組于制模后2 d向胰腺組織內(nèi)注射3×108個大腸桿菌(第二軍醫(yī)大學(xué)微生物教研室提供)，非感染性ANP組注射滅活的大腸桿菌[5-6]。

二、99mTc-環(huán)丙沙星的制備及SPECT成像

環(huán)丙沙星藥盒(4 mg，內(nèi)含Sncl·2H2O 100～500 μg)由北京師范大學(xué)提供。99mTcO4-由上海原普同位素科技有限公司提供。環(huán)丙沙星1～2 ml與99mTcO4-(370～400 MBq)充分搖勻，室溫下置15 min，1、2、3、4、6 h后采用紙層析法測放化純度及標(biāo)記率，并進行質(zhì)控。標(biāo)記物放化純度>90%，標(biāo)記率>90%。

接種細菌后7 d，先給豬靜脈推注硫酸阿托品注射液2 mg和地塞米松5 mg，然后經(jīng)無菌過濾器由豬耳緣靜脈緩慢推注99mTc-環(huán)丙沙星。注藥后0.5、1、2、3、4、6 h分別采用Pillips Forte 雙探頭SPECT掃描儀(飛利浦公司，荷蘭)行上腹部斷層顯像。掃描參數(shù)：選用通用平行孔準(zhǔn)直器，在140 KeV上使用15%窗位，矩陣64×64，放大倍數(shù)1.5，通過橢圓型軌道使探頭貼近胸腹壁，兩探頭呈90°從右前斜45°向左后斜45°順時針各旋轉(zhuǎn)90°，連續(xù)采集多體位平面信息，共64幀圖像，每幀采集15～20 s。采集結(jié)束后應(yīng)用專門斷層處理軟件進行濾波反投影三維重建。

由2位核醫(yī)學(xué)科醫(yī)師盲法閱片。SPECT圖像見胰腺內(nèi)局限性邊緣清晰的核素濃聚，放射活性高于周圍組織的區(qū)域視為陽性，無明顯放射性濃聚者為陰性，意見不一致時討論確定。半定量分析采用感興趣區(qū)(ROI)技術(shù)。在正常組胰腺、感染組感染灶及非感染組壞死灶區(qū)域畫定相同面積的ROI，以同層面脊柱旁肌肉區(qū)域作為本底，確定ROI中像素的平均放射性計數(shù)，計算病灶/本底比值。

三、CT掃描

SPECT成像后0.5 h采用Sensation Cardiac 64層螺旋CT機(西門子公司)掃描。參數(shù)：120 kV，110 mA，層厚3 mm，準(zhǔn)直器寬度0.6 mm。增強掃描對比劑為Ultravist 300(300 mg I/ml)，注射量1.5 ml/kg，速率2 ml/s。注射后15、35、45 s行動脈期、胰實質(zhì)期和門脈期掃描。

由2位影像科醫(yī)師盲法閱片。胰腺內(nèi)厚壁膿腔形成或壞死區(qū)氣泡征視為感染，但需排除因建模時帶入的氣泡，意見不一致時討論確定。

四、病理檢查、細菌培養(yǎng)

影像學(xué)檢查后處死動物，仔細觀察腹腔內(nèi)情況。完整切取胰腺，觀察胰腺大體變化，測量感染灶位置、大小，于感染灶抽液行細菌培養(yǎng)。病灶周圍組織常規(guī)病理檢查。由1位病理學(xué)專家盲法閱片。ANP繼發(fā)細菌感染的診斷標(biāo)準(zhǔn)：符合ANP病理診斷標(biāo)準(zhǔn)，壞死區(qū)可見急性化膿性炎癥；壞死區(qū)細菌培養(yǎng)陽性。

五、統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS10.0統(tǒng)計軟件處理數(shù)據(jù)，計算檢出感染灶的敏感性、特異性、準(zhǔn)確性、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值。兩個率的比較采用U檢驗。病灶/本底比值總體比較及組內(nèi)各時間點比較采用雙或單因素重復(fù)測量的方差分析，組間兩兩比較采用Bonferroni檢驗。P<0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

一、胰腺組織病理檢查及細菌培養(yǎng)

正常組胰腺無異常改變，細菌培養(yǎng)陰性。非感染性ANP組胰腺腫脹，與周圍結(jié)構(gòu)粘連明顯，胰腺壞死區(qū)形態(tài)不規(guī)則，呈豆腐渣樣改變，伴有出血；鏡下見胰腺液化性壞死，周圍有炎細胞浸潤及多核巨細胞聚集，未見膿細胞，間質(zhì)疏松水腫伴出血，其中1例壞死灶周圍見纖維肉芽組織及增生的血管，細菌培養(yǎng)陰性。感染性ANP組胰腺腫脹，與周圍結(jié)構(gòu)粘連明顯，胰腺表面見皂化及感染灶，周圍間隙內(nèi)見滲出液，并見多發(fā)散在小氣泡，其中1例感染灶導(dǎo)致腸穿孔，感染灶內(nèi)有黃色液體流出，邊緣可見完整或不完整的肉芽組織壁形成；鏡下見感染灶中央呈液化性壞死，少數(shù)凝固性壞死，感染灶周圍由纖維肉芽組織形成完整或不完整的壁，其內(nèi)可見擴張的血管，伴大量中性粒細胞或膿細胞浸潤。細菌培養(yǎng)均為大腸桿菌感染，其中1例混合葡萄球菌感染，1例混合鏈球菌感染。

二、99mTc-環(huán)丙沙星顯像表現(xiàn)

正常組的99mTc-環(huán)丙沙星主要分布在心、血池、腎、肝、脾。胃腸道輕度顯影，胰腺未見攝取，肺、骨髓分布極少。給藥2 h后血液內(nèi)清除，腎、肝和脾放射性分布較多，胰腺輕度顯影。3 h后肝、腎、脾放射性分布明顯，胰腺明顯攝取(圖1上a)。4 h后肝、脾放射性分布下降，腎明顯顯影，肌肉組織放射性逐漸清除，胰腺未見顯影。6 h腎顯影逐漸變淡。

非感染性ANP組均見胰腺壞死區(qū)，其中5只表現(xiàn)為放射性缺損(圖1中a)。1只胰腺壞死區(qū)在3 h顯影較明顯，病灶/本底比值 2.15，誤判為陽性，4～6 h后放射性濃聚逐漸減淡。

感染性ANP組15只豬的胰腺壞死區(qū)均見放射性濃聚，其中1只胰腺及周圍間隙見多發(fā)斑片狀濃聚灶(圖1下a)，1只只顯示胰腺體部直徑19 mm的病灶，而未顯示胰尾部直徑5 mm的病灶。給藥后1 h感染灶開始顯影，3 h時顯影最明顯，邊界清楚，放射性計數(shù)為(2350.25±602.35)k，感染灶/本底比值為3.36±0.33，高于其他時間點(F=99.570，P<0.05，圖2)，4 h后顯影逐漸變淡。1只幼豬病灶始終未見明顯放射性濃聚灶，誤判為陰性。

三、CT表現(xiàn)

正常組胰腺邊界清楚，質(zhì)地均勻，強化一致，未發(fā)現(xiàn)壞死區(qū)(圖1上b)。

非感染性ANP組CT平掃示胰腺密度不均，胰腺體尾部可見不規(guī)則低密度區(qū)，增強后未見明顯強化，胰腺及周圍區(qū)域未見氣泡征(圖1中b)。

感染性ANP組平掃CT示胰腺腫脹，密度減低，實質(zhì)內(nèi)可見斑片狀或類圓形更低密度壞死區(qū)，胰腺周圍可見積液。增強后壞死區(qū)未見強化，而水腫區(qū)有強化(圖1下b)。1只幼豬胰體尾部發(fā)現(xiàn)2處病灶，直徑分別為19 mm、5 mm，增強后未見明顯強化，其周可見薄壁，誤診為假性囊腫。2只(12.5%)幼豬胰腺及周圍區(qū)病灶內(nèi)發(fā)現(xiàn)氣泡。均未見典型膿腫形成。

圖1正常組(上)、非感染性ANP組(中)、感染性ANP組(下)幼豬胰腺的SPECT顯像(a)和CT掃描(b)

圖2 3組感染灶的病灶/本底比值的變化曲線

四、兩種影像技術(shù)診斷的比較

以組織病理及細菌培養(yǎng)結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，99mTc-環(huán)丙沙星顯像檢測感染灶的敏感性、特異性、準(zhǔn)確性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值分別為93.8%(15/16)、91.7%(11/12)、92.9%(26/28)、93.8%(15/16)和91.7%(11/12)；CT分別為12.5%(2/16)、100.0%(12/12)、50.0%(14/28)、100.0%(2/2)、46.2%(12/26)。99mTc-環(huán)丙沙星顯像檢測感染的敏感性、準(zhǔn)確性、陰性預(yù)測值均顯著高于CT(P值均<0.05)，而特異性和陽性預(yù)測值差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

討 論

CT是SAP患者常用的檢查手段。目前大多數(shù)AP臨床診治指南將CT作為AP首選的影像學(xué)檢查手段[1-2，7]，主要用于AP的診斷、疾病嚴(yán)重程度的評估及明確有無并發(fā)癥。本實驗結(jié)果表明，64層螺旋CT可清楚顯示ANP豬的胰腺形態(tài)、壞死區(qū)及胰周積液，增強掃描能很好鑒別胰腺水腫區(qū)與壞死區(qū)。但不能敏感地發(fā)現(xiàn)感染灶，對已經(jīng)形成的胰腺膿腫灶多不能作出明確診斷。本組CT檢出感染灶的敏感性僅為12.5%。壞死灶內(nèi)散在小氣泡是CT診斷繼發(fā)感染較特異性征象，但氣泡征并不常見。Brinon等[8]報道氣泡征發(fā)生率僅為16%，本組為12.5%。

99mTc-環(huán)丙沙星是一種可鑒別細菌性感染和無菌性炎癥的新型炎癥顯像劑，其原理是利用環(huán)丙沙星類抗生素能特異性地與多種G-或G+細菌的DNA螺旋酶結(jié)合，從而使99mTc標(biāo)記的環(huán)丙沙星沉積于細菌感染灶內(nèi)并被SPECT顯像[2]。文獻報道99mTc-環(huán)丙沙星顯影鑒別骨關(guān)節(jié)炎癥有無細菌性感染的特異性達85%～96%[8-9]。本組診斷胰腺壞死繼發(fā)感染的敏感性、特異性和準(zhǔn)確性都超過90%。該藥制備簡便，且感染灶/本底比值于給藥后3 h在感染灶內(nèi)明顯濃聚，有利于臨床應(yīng)用[10]。

99mTc-環(huán)丙沙星SPECT顯像的不足之處在于空間分辨率低，對微小病灶顯示不如CT，解剖結(jié)構(gòu)顯示較差，不能觀察胰腺壞死區(qū)形態(tài)及面積，不能發(fā)現(xiàn)胰腺周圍積液、假性囊腫等非感染性病灶，因此不能單獨用于判斷胰腺炎的嚴(yán)重程度。此外，對感染灶的診斷中存在一定的假陽性和假陰性。本實驗感染組有2個病灶假陰性，非感染組有1個病灶假陽性，提示99mTc-環(huán)丙沙星濃聚可能與壞死灶邊緣肉芽組織修復(fù)以及血流灌注增多、毛細血管通透性增高有一定關(guān)系[11]。

[1] De Winter F,Van de Wiele C,Dumont F,et al.Biodistribution and dosimetry of 99mTc-ciprofloxacin.a promising agent for the diagnosis of bacterial infection.Eur J Nucl Med,2001,28:570-574.

[2] Bleeker-Rovers CP, Boerman OC, Rennen HJ, et al. Radio-labeled compounds in diagnosis of infectious and inflammatory disease．Curt Pharm Des, 2004,10:2935-2950．

[3] 汪建華，邵成偉，左長京，等.99Tcm-環(huán)丙沙星顯像檢測重癥胰腺炎繼發(fā)感染的實驗研究.中華核醫(yī)學(xué)雜志,2010,30:201-205.

[4] Wang J, Shao C, Zuo C, et al. Establishment of a secondary infection model of severe acute pancreatitis in swine. Pancreas, 2011,40:114-119.

[5] 汪建華, 邵成偉, 左長京, 等.急性壞死性胰腺炎繼發(fā)感染的幼豬模型的建立.中華胰腺病雜志, 2008,12:365-368.

[6] Pezzilli R, Zerbi A, Di Carlo V, et al. Practical guidelines for acute pancreatitis.Pancreatology,2010,10:523-535.

[7] Sonmezoglu K, Sonmezoglu M, Halac M, et al. Usefulness of 99mTc-ciprofloxacin (infecton) scan in the diagnosis of chronic orthopedic infections: comparative study with 99mTc-HMPAO leukocyte scintigraphy. J Nucl Med, 2001,42:567-574.

[8] Brinon KE, Vinjamuri S, Hall AV,et al.Clinical evaluation of technetium-99m infecton for the localisation of bacterial infection. Eur J Nucl Med, 1997, 24:553-556.

[9] Larikka MJ, Ahonen AK, Niemel? O, et al. 99mTc-ciprofloxacin (infecton) imaging in the diagnosis of knee prosthesis infections. Nucl Med Commun, 2002,23:167-170.

[10] Markou P, Spyridonidis T.The role of 99mTc-ciprofloxacin scan in infection imaging. Hell J Nucl Med,2005,8:74-80.

[11] Brinon KE,Vinjamuri S,Hall AV,et al. Clinical evaluation of technetium-99m infecton for the localisation of bacterial infection. Eur J Nucl Med,1997,24:553-556.

Detectionofsecondaryinfectionsofacutenecrotizingpancreatitis:acomparisonstudyof99mTc-ciprofloxacinscintigraphyandCT

WANGJian-hua,SHAOCheng-wei,LIXiao-dong,ZHANGJian,PANGui-xia,PENGYe,MAOJuan-li,ZHENGJian-ming,ZUOChang-jing,TIANJian-ming.
DepartmentofRadiologyandNuclearMedicine,ChanghaiHospital,SecondMilitaryMedicalUniversity,Shanghai200433,China

ZUOChang-jing,Email:changjing.zuo@gmail.comTIANJian-ming,Email:cjrtianjianming@vip.sina.com

ObjectiveTo evaluate99mTc-ciprofloxacin (Infecton) scintigraphy as a method for detecting secondary infections associated with ANP in swine, in comparison with CT.MethodsTwenty-eight healthy swine were randomly assigned to control group (n=6), non-infected ANP (n=6) and infected ANP group(n=16). ANP model was induced by retrograde injection of sodium taurocholate and pancreatic protease mixture into the biliary and pancreatic duct. Two days after ANP induction, swine in infected ANP group were injected with 3×108E. coli into pancreatic tissue, while swine in non-infected ANP group were injected with inactivated E. coli. At 7 d after inoculation, at 0.5, 1, 2, 3, 4, and 6 h after intravenous administration of 370 MBq of Infecton, SPECT scan was performed. Then 64-slice spiral CT scan was performed. Then swine were sacrificed, and histopathology examination and bacterial culture of pancreatic tissue were performed. The sensitivity, specificity, accuracy, positive predictive value and negative predictive value of the two methods to detect secondary infections were determined.ResultsThere were no abnormality in the normal pancreas and the bacterial culture was negative. There were pancreatic necrosis in the non-infected ANP group, but the bacterial culture was negative. There were pancreatic necrosis and infection in the infected ANP group and the bacterial culture was positive. The sensitivity, specificity, accuracy, positive predictive value and negative predictive value of the Infecton method were 93.8%(15/16), 91.7%(11/12), 92.9%(26/28), 93.8%(15/16) and 91.7%(11/12), whereas these values for CT were 12.5%(2/16), 100.0%(12/12), 50.0%(14/28), 100.0%(2/2) and 46.2%(12/26), respectively. The sensitivity, accuracy, and negative predictive value of the Infecton method were significantly higher than those in CT group (P<0.01).ConclusionsInfecton scintigraphy may be a better procedure for detecting ANP secondary infections than CT.

Pancreatitis; Infection; Radionuclide imaging; Ciprofloxacin; X-ray computed tomography

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2012.01.012

國家自然科學(xué)基金(30570535)；上海市教委曙光計劃(06SG41);上海市衛(wèi)生局科研基金(2007JG0069，LJ06006)；寧波市自然基金(2010A610052)

200433 上海，第二軍醫(yī)大學(xué)長海醫(yī)院放射科(汪建華、邵成偉、李曉棟、田建明)，核醫(yī)學(xué)科(張建、潘桂霞、彭燁、茅娟莉、左長京)，病理科(鄭建明)；寧波市第二醫(yī)院放射科(汪建華)

左長京，Email: changjing.zuo@gmail.com；田建明，Email: cjrtianjianming@vip.sina.com

2011-05-31)

(本文編輯：呂芳萍)