SPECT/CT融合顯像診斷骨骼疾病的應(yīng)用研究與進(jìn)展

裴妮慧，柳炳吉，李杰，孔寧寧，于華

青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，山東 青島，266042

SPECT/CT融合顯像診斷骨骼疾病的應(yīng)用研究與進(jìn)展

裴妮慧，柳炳吉，李杰，孔寧寧，于華

青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，山東 青島，266042

SPECT/CT是一種將SPECT的功能特異性和CT的解剖特異性有機(jī)融合的分子影像裝置，SEPCT/CT融合顯像有助于更好地理解疾病的病理生理和診斷，為疾病的定位和定性診斷提供客觀依據(jù)。本文介紹了SEPCT/CT融合顯像在惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移、原發(fā)骨腫瘤、良性骨骼疾病診斷中的優(yōu)勢(shì)，并指出其在腫瘤與非腫瘤疾病尤其是骨骼疾病的診斷、治療方面有著廣闊的應(yīng)用前景。

SPECT/CT；骨顯像；圖像融合

全身骨顯像可以反映骨骼系統(tǒng)病變?cè)缙诘墓谴x、血流、炎癥等變化，是篩查腫瘤骨轉(zhuǎn)移的首選方法。近年來(lái)，SPECT/CT將SPECT的功能顯像和CT的解剖顯像進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，具有掃描范圍廣、檢查時(shí)間短、三維圖像能為手術(shù)定位等優(yōu)點(diǎn)，體現(xiàn)出診斷互補(bǔ)模式的優(yōu)勢(shì)，降低了骨顯像假陽(yáng)性,減少了溶骨性病灶的假陰性，提高了良惡病變的檢出率及鑒別診斷能力。本文就國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究報(bào)道對(duì)SPECT/CT融合顯像在骨骼良惡性病變?cè)\斷中的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)分析。

1 常規(guī)影像學(xué)檢查技術(shù)在診斷骨骼系統(tǒng)良惡性疾病中存在的局限性及SPECT/CT的性能優(yōu)勢(shì)

影像醫(yī)學(xué)的發(fā)展水平已成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)重要的診斷工具，可通過(guò)影像特點(diǎn)對(duì)骨骼良惡性疾病進(jìn)行分析與診斷，但各種檢查技術(shù)在診斷骨骼系統(tǒng)良惡性疾病中均存在一定局限性。X線平片對(duì)解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜如脊柱的顯示具有一定的局限性，在病變?cè)缙凇⒛[瘤內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及周?chē)M織關(guān)系中分辨率較差[1]；CT檢查對(duì)于發(fā)生在骨髓腔內(nèi)尤其是位于肋骨、胸骨的骨髓腔且無(wú)骨皮質(zhì)改變時(shí)的轉(zhuǎn)移瘤診斷較為困難[2]；MRI成像較難進(jìn)行整體的全面性觀察，且對(duì)正常骨皮質(zhì)及腫瘤骨結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)清晰方面、軟組織中的骨化和鈣化的辨識(shí)能力尚不如CT及X線平片[3]；PET/CT對(duì)單純成骨性病灶的檢出靈敏度較低，容易造成假陰性[4]，且昂貴的設(shè)備與藥物成本限制了其在臨床的大范圍推廣和應(yīng)用。

目前，新型分子醫(yī)學(xué)影像設(shè)備SPECT/CT是一種將SPECT的功能特異性和CT的解剖特異性有機(jī)融合的分子影像裝置。SPECT部分探頭的重量和體積的減輕提高了SPECT/CT整體性能，提高了SPECT/CT斷層旋轉(zhuǎn)速度、探頭的穩(wěn)定性等；由多方向同時(shí)收集體內(nèi)發(fā)射的光子信息，整機(jī)靈敏度大大提高，同時(shí)具有得到二維圖像的照相機(jī)的所有功能和快速進(jìn)行全身骨掃描的功能等；雙探頭SPECT繞人體旋轉(zhuǎn)的軌跡改為橢圓形旋轉(zhuǎn)軌跡后，分辨率顯著提高，均勻性也有明顯改善；同時(shí)采用了新探頭壓力敏感裝置，能夠使探頭更加接近人體，實(shí)現(xiàn)高分辨率和高靈敏度的完美結(jié)合。SPECT/CT配置了16排的診斷性螺旋CT，不僅實(shí)現(xiàn)了解剖結(jié)構(gòu)的精確定位，同時(shí)還可以通過(guò)不同軟組織及骨骼對(duì)X線與γ光子衰減比例因子的不同，由CT值計(jì)算線性衰減系數(shù)，進(jìn)行SPECT的衰減校正，提高SPECT/CT圖像融合，使得臨床疾病的診斷能力大大提高[5]。應(yīng)用ELEM法達(dá)到了更好重建圖像的效果，應(yīng)用計(jì)算機(jī)將SPECT與CT圖像信息進(jìn)行數(shù)字化綜合處理，將多源數(shù)據(jù)進(jìn)行空間配準(zhǔn)后，產(chǎn)生了一種全新的影像信息，整體性能指標(biāo)均較常規(guī)SPECT顯著提高，為臨床提供更多的診斷信息，在診斷疾病及評(píng)價(jià)預(yù)后等方面更具有臨床應(yīng)用價(jià)值[6-7]。

2 SPECT/CT融合顯像在惡性骨骼疾病中的臨床應(yīng)用

2.1 惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移

骨骼是惡性腫瘤（尤其是肺癌、乳腺癌、前列腺癌）轉(zhuǎn)移的好發(fā)部位，Clohisy等在隨訪中發(fā)現(xiàn)80％以上女性乳腺癌患者和90％以上男性前列腺癌患者死于骨轉(zhuǎn)移，早期確定有無(wú)骨轉(zhuǎn)移對(duì)惡性腫瘤患者的臨床分期、確定治療方案及判斷預(yù)后至關(guān)重要。國(guó)內(nèi)外學(xué)者[8-9]研究報(bào)道，SPECT/CT對(duì)單發(fā)脊柱、肋骨及頂骨病變?cè)\斷價(jià)值較高，其診斷的準(zhǔn)確率及特異性均明顯高于骨掃描及單獨(dú)的SPECT或單獨(dú)的CT掃描，SPECT/CT可明顯改變多種腫瘤患者分期和治療方案的選擇。

肺癌患者需在術(shù)前、放化療前，明確判斷出有無(wú)骨轉(zhuǎn)移，這對(duì)其預(yù)后及治療方案的選擇有重要的臨床意義。常城等[10]對(duì)196例肺癌患者行SPECT/CT與全身骨掃描對(duì)比分析，結(jié)果顯示SPECT/CT顯像診斷骨轉(zhuǎn)移瘤的敏感性和特異性均較全身骨顯像顯著提高。對(duì)于脊柱、肋骨單發(fā)病灶、骨良性病變能夠明確診斷，SPECT/CT融合顯像減少了肺癌骨轉(zhuǎn)移瘤的假陽(yáng)性率，從而為肺癌的診斷和分期提供了安全靈敏的新方法[11]。Sharma[12]等研究報(bào)道，SPECT/CT診斷乳腺癌骨轉(zhuǎn)移的準(zhǔn)確率、靈敏度、特異度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值和陰性預(yù)測(cè)值分別為90％、83％、98％、98％和85％，研究結(jié)果與國(guó)內(nèi)學(xué)者樊孝廉[13]的報(bào)道基本一致。乳腺癌的早期診斷對(duì)乳腺癌患者的及時(shí)治療及提高生存率至關(guān)重要，然而許多乳腺癌患者處于絕經(jīng)期或圍絕經(jīng)期，接受化學(xué)治療后易導(dǎo)致骨折等并發(fā)癥的發(fā)生，增加了診斷的難度，此時(shí)，進(jìn)行SPECT/CT融合顯像可增加檢出率。前列腺癌骨轉(zhuǎn)移以脊柱和骨盆的轉(zhuǎn)移最常見(jiàn)，特別是對(duì)于骨顯像時(shí)意外發(fā)現(xiàn)的膀胱放射性異常（尿潴留）患者，SPECT/CT顯著提高了骶髂關(guān)節(jié)及髖關(guān)節(jié)等部位病灶診斷的準(zhǔn)確率，減少了患者導(dǎo)尿后重新骨掃描的麻煩?？嘴萚14]對(duì)43例病理診斷為前列腺癌患者異常濃聚處行SPECT/CT顯像，最終確診了36例骨轉(zhuǎn)移，明顯提高了前列腺癌骨轉(zhuǎn)移診斷效能，與國(guó)外學(xué)者Helyar[15]、M cLoughlin[16]等人研究結(jié)果類似。對(duì)于髖關(guān)節(jié)部位的濃聚不可以簡(jiǎn)單的考慮為關(guān)節(jié)的退行性病變，尤其是當(dāng)受檢者述有腿痛的癥狀時(shí)，增加對(duì)骨盆的SPECT/CT掃描尤為關(guān)鍵。另外其他人為因素造成的衰減“冷區(qū)”或“熱區(qū)”，如接受盆腔放射治療不久的患者在放療范圍內(nèi)可形成片狀放射性攝取增高,也可造成放射性稀疏。對(duì)于宮頸癌放療后的患者，全身骨顯像常常顯示骨盆多個(gè)異常放射性濃聚灶,往往初步診斷為骨盆多發(fā)轉(zhuǎn)移瘤，然而通過(guò)SPECT/CT顯像，結(jié)合患者的病史、放療史，最終確診為宮頸癌引起的骨質(zhì)疏松性骨折[17]，考慮骨轉(zhuǎn)移瘤一般不發(fā)生在放療過(guò)的部位，建議患者保守治療，以免接受不必要的放射損傷，甚至引起椎體出現(xiàn)病理性骨折而致脊髓壓迫。

對(duì)于腫瘤骨轉(zhuǎn)移的診斷，應(yīng)綜合分析患者病史、臨床癥狀和各項(xiàng)輔助檢查指標(biāo)，不應(yīng)僅以放射性分布異常或CT骨質(zhì)密度改變作為診斷骨轉(zhuǎn)移的“金標(biāo)準(zhǔn)”，腫瘤骨轉(zhuǎn)移的早期往往病灶比較局限，骨質(zhì)密度改變不明顯易造成誤診，這種情況建議應(yīng)嚴(yán)密隨訪、動(dòng)態(tài)觀察、綜合分析[18]。

2.2 原發(fā)骨腫瘤

骨腫瘤多見(jiàn)于年輕人，SPECT/CT顯像聯(lián)合了99Tcm-MDP骨掃描對(duì)骨骼組織的特殊靶向作用與CT對(duì)溶骨、成骨、腫瘤邊緣、病灶內(nèi)鈣化、骨化等成骨類骨腫瘤的診斷優(yōu)勢(shì)，使融合顯像的特異性、準(zhǔn)確度均得到提高，對(duì)腫瘤的定性診斷、侵襲范圍、監(jiān)測(cè)復(fù)發(fā)、治療效果等方面的準(zhǔn)確評(píng)估意義重大。何偉等[19]研究報(bào)道SPECT/CT融合顯像對(duì)成骨性和骨化性較強(qiáng)的原發(fā)骨腫瘤中骨肉瘤、骨巨細(xì)胞瘤、骨髓瘤的診斷具有較高的準(zhǔn)確性。SPECT/CT融合顯像對(duì)骨肉瘤基本上可以做到定性診斷，可在融合圖像上觀察到骨腫瘤的成骨活性區(qū)、成骨性或溶骨性骨質(zhì)破壞、骨膜反應(yīng)、病理性骨折及軟組織腫塊影等，能比較真實(shí)地顯示病變的實(shí)際范圍，作為手術(shù)切除的依據(jù)，對(duì)放射治療的計(jì)劃判定也有較大的臨床應(yīng)用價(jià)值。然而SPECT/CT融合顯像在軟組織侵犯較強(qiáng)的骨腫瘤或腫瘤樣病變?nèi)畿浌侨饬?、平滑肌肉瘤、骨神?jīng)鞘瘤、尤文肉瘤或黑素瘤等疾病的診斷中準(zhǔn)確性較弱，有研究報(bào)道[20]對(duì)溶骨性骨腫瘤病變PET/CT較SPECT/CT更為敏感和準(zhǔn)確，MRI成像在診斷神經(jīng)來(lái)源性和軟組織腫塊形成的原發(fā)骨腫瘤中的準(zhǔn)確性較高[19]，因此在臨床應(yīng)用中應(yīng)針對(duì)不同的情況具體對(duì)待。

3 SPECT/CT融合顯像在良性骨骼疾病中的應(yīng)用

近年來(lái)，隨著SPECT骨顯像的適應(yīng)證不斷擴(kuò)展及新型放射性藥物的開(kāi)發(fā)，SPECT/CT融合顯像逐步應(yīng)用于診斷骨折、退行性骨關(guān)節(jié)炎、骨壞死、骨結(jié)核及骨良性腫瘤等良性骨骼疾病[21]。

3.1 骨折及骨關(guān)節(jié)炎

部分沒(méi)有明確外傷史的患者，骨顯像劑99Tcm-MDP可濃聚于局部骨代謝異?；钴S的部位，通過(guò)SPECT/CT融合顯像能發(fā)現(xiàn)病灶（如膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、脊柱等部位）各方位骨骼重疊、解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜處的隱性骨折或應(yīng)力性骨折[22]，同機(jī)CT圖像尚可提供骨紋理模糊、紊亂、聚集，骨密度減低或增高，骨皮質(zhì)不連續(xù)等征象[23]，實(shí)現(xiàn)影像信息互補(bǔ)，顯著降低隱匿性骨折的誤診率、漏診率。其對(duì)肋骨上的病變數(shù)量及形態(tài)，尤其是肋骨在腋中線處的骨折有著X線及CT無(wú)法替代的作用。劉雅潔等[24]對(duì)20例臨床可疑骨折而常規(guī)X線檢查未見(jiàn)明顯骨折的患者進(jìn)行SPECT/CT融合顯像，80％明確診斷為骨折，其中胸腰椎、髖關(guān)節(jié)等復(fù)雜解剖部位的骨折均由SPECT/CT確診。臨床上對(duì)于有一定臨床癥狀但病因不明確以及沒(méi)有發(fā)生明顯解剖形態(tài)改變的早期退行性骨關(guān)節(jié)炎診斷較困難，有關(guān)研究[25-26]認(rèn)為SPECT/CT更適用于復(fù)雜小關(guān)節(jié)處骨關(guān)節(jié)炎的檢測(cè)及定位,它能反映關(guān)節(jié)面的功能代謝情況、關(guān)節(jié)周?chē)浗M織的改變，在診斷骨關(guān)節(jié)炎中具有較高的觀察一致性，對(duì)骨關(guān)節(jié)炎的分期也有一定的幫助。

3.2 股骨頭缺血性壞死

應(yīng)用SPECT骨掃描和骨三相檢查缺血性骨壞死已有多篇文獻(xiàn)報(bào)道[27]，但其對(duì)股骨頭呈核素分布稀疏或者缺損病變的診斷有所限制。Luk等[28]對(duì)22例髖關(guān)節(jié)疼痛患者先后行全身骨顯像及SPECT/CT檢查，結(jié)果顯示其相應(yīng)的ROC曲線下面積分別為0.828和0.916，該研究結(jié)果表明SPECT/CT融合顯像可比單純SPECT更加準(zhǔn)確、敏感地診斷股骨頭缺血壞死，降低了由于核素分布稀疏或者缺損病變引起的假陰性，為臨床決策提供重要的依據(jù)。

3.3 脊柱結(jié)核

對(duì)于發(fā)生在胸腰椎上的結(jié)核病灶與骨惡性病變的鑒別一直是影像核醫(yī)學(xué)的難點(diǎn)之一。全身骨顯像對(duì)椎旁型脊柱結(jié)核形成的巨大干酪樣壞死性冷膿腫、伴死骨形成的結(jié)核灶等顯示價(jià)值有限[29]。王妮等[30]對(duì)5l例病理最終診斷為椎體結(jié)核的患者行全身骨顯像及斷層SPECT/CT顯像，研究顯示SPECT/CT可為病變椎體骨質(zhì)破壞程度、椎間隙情況及病變椎體周邊是否存在膿腫等提供更有價(jià)值的診斷信息，大大提高了診斷準(zhǔn)確性，對(duì)臨床醫(yī)師采取何種手術(shù)方式具有指導(dǎo)意義。

3.4 金屬內(nèi)固定術(shù)后感染

金屬內(nèi)固定術(shù)后感染往往是骨科手術(shù)的棘手問(wèn)題，SPECT/CT融合圖像能明確顯示感染病灶部位的金屬內(nèi)固定是否有松動(dòng)，是否伴有軟組織膿腫、竇道及死骨的形成，從而明確感染病灶的解剖部位、病灶范圍、骨質(zhì)的破壞程度及周?chē)浗M織受累情況等，從而可用于治療或手術(shù)干預(yù)后療效的評(píng)價(jià)。Rager等[31]對(duì)10例脊柱融合術(shù)后伴發(fā)腰腿痛患者行SPECT/CT融合顯像，通過(guò)異常濃聚發(fā)現(xiàn)所有患者存在螺釘松動(dòng)，從而明確了由感染而引發(fā)的疼痛病因。

3.5 其他方面的應(yīng)用

目前認(rèn)為SPECT/CT融合顯像在探測(cè)椎體附件不融合、骨折延遲愈合、不明原因骨痛等方面也有一定的實(shí)用價(jià)值。國(guó)內(nèi)張斌青等[32]對(duì)金屬固定術(shù)后，X線檢查無(wú)法明確骨折愈合程度的28例患者行SPECT/CT顯像，其中有6例共發(fā)現(xiàn)13枚螺釘周?chē)酗@像劑異常濃聚，結(jié)果提示為存在螺釘松動(dòng)導(dǎo)致無(wú)菌性炎性反應(yīng)，其中4例為延遲愈合，2例為不愈合。臨床根據(jù)顯像結(jié)果及時(shí)糾正螺釘松動(dòng)，患者最終均達(dá)到骨折有效愈合。研究結(jié)果表明SPECT/CT顯像可評(píng)估骨折愈合情況，對(duì)探尋骨折愈合不良的原因也有一定輔助作用。

4 SPECT/CT臨床質(zhì)量控制

為了保證成像質(zhì)量及安全，設(shè)備的質(zhì)量控制必不可少[33]。需定期檢測(cè)儀器能峰、能量分辨率、探頭均勻性等性能指標(biāo)，排除電源不穩(wěn)、PMT增益漂移、晶體和光耦合不良等干擾因素。受檢者檢查前要做好充分的檢查準(zhǔn)備，選用適宜的高放化純度的顯像藥物，選擇正確的給藥劑量及給藥途徑，設(shè)定合適的電流、電壓和曝光時(shí)間等指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行圖像采集。在實(shí)際工作中，王淵愷等[34]總結(jié)了SPECT/CT經(jīng)驗(yàn)方法，進(jìn)一步優(yōu)化SPECT/CT設(shè)備的CT掃描方案。在優(yōu)化過(guò)程中，確立了除小關(guān)節(jié)組使用110 kV電壓外，其他情況均為130 kV。電流和曝光時(shí)間設(shè)定為曝光時(shí)間乘以5.5～6.5之間，并建議運(yùn)用“停止”按鈕及時(shí)控制CT掃描范圍，縮短球管的曝光時(shí)間，人均球管曝光時(shí)間控制在8.31 s，每月CT球管曝光時(shí)間2031 s，在獲取良好的SPECT/CT圖像質(zhì)量的前提下，有效降低病人因X線帶來(lái)的醫(yī)療輻射，并且對(duì)延長(zhǎng)CT球管使用壽命有很大幫助。圖像采集完成后，選擇具有較高的圖像清晰度及高的靶與非靶比值的圖像為最佳診斷圖像[35]。目前,有關(guān)研究[33]顯示我國(guó)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的質(zhì)量控制工作及其標(biāo)準(zhǔn)的可行性均有待提高，按照2014年實(shí)施及待發(fā)布的新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選用了美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)（National Electrical Manufacturers Association，NEMA）標(biāo)準(zhǔn)，有望促進(jìn)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的質(zhì)量控制工作。

5 結(jié)論與展望

SPECT/CT在臨床的應(yīng)用越來(lái)越廣，新型的SPECT/CT配備了雙探頭SPECT及達(dá)到診斷級(jí)別的 CT，使核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展達(dá)到了更高的水平[36]。通過(guò)研究證實(shí)，將功能影像學(xué)與形態(tài)影像學(xué)進(jìn)行圖像融合后可提供更多的參考信息，實(shí)現(xiàn)了骨與關(guān)節(jié)疾病的早期、準(zhǔn)確診斷[37]。盡管SPECT/CT融合顯像技術(shù)有一定的缺陷，如檢查時(shí)間較長(zhǎng)、尚未實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)融合等，但其檢測(cè)靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用相對(duì)低廉，與PET/CT相比更有普及、推廣和廣泛開(kāi)展臨床應(yīng)用的潛力。

目前關(guān)于SPECT/CT融合顯像對(duì)骨骼良惡性疾病定性診斷已有大量研究[38]，并得到了臨床廣泛認(rèn)可。然而這種方法往往受到診斷醫(yī)師經(jīng)驗(yàn)和主觀意識(shí)的影響較大，對(duì)于顯像劑攝取程度的判斷缺乏客觀的定量指標(biāo)，對(duì)于以成骨為主的（尤其是肺癌、前列腺癌及乳腺癌等）單發(fā)濃聚灶的定量或者半定量的分析方法、不同部位轉(zhuǎn)移瘤的良惡性診斷閾值的探討及其實(shí)際臨床意義還有待進(jìn)一步研究。隨著現(xiàn)代核醫(yī)學(xué)影像學(xué)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，采用SPECT/CT融合顯像對(duì)骨骼疾病進(jìn)行研究仍可細(xì)化、深入，為臨床提供更加準(zhǔn)確的信息，具有巨大而廣闊的發(fā)展前景。

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Research Progress and App lication of SPECT/CT Fusion Imaging in Diagnosis of Bone Diseases

PEI Ni-hui, LIU Bing-ji, LI Jie, KONG Ning-ning, YU Hua
Department of Nuclear Medicine,the Second A ffiliated Hospital of Qingdao University Medical College, Qingdao Shandong 266042, China

SPECT/CT（Single-Photon Em ission Computed Tomography）is a hybrid molecular imaging device integrated the functional specificity of SPECT w ith anatom ic specificity of CT, which can be used to facilitate the understanding of physiology, pathology and diagnostic information of the disease and provide objective foundations for its localization and qualitative diagnosis.This paper made an introduction of the advantages of application of SPECT/CT fusion imaging in diagnosis of malignant tumor bone metastasis, primary bone tumor and benign bone diseases, pointing out that SEPCT/CT fusion imaging m ight have w ide application prospects in diagnosis and treatment of tumors and nononcological diseases.

single-photon em ission computed tomography/computed tomography；bone scintigraphy；image fusion

R197.39

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.12.024

1674-1633（2015）12-0086-04

2015-06-29

于華，主任醫(yī)師，碩士生導(dǎo)師。

通訊作者郵箱：qdyhua279@163.com