SPECT-DR圖像融合在骨骼系統(tǒng)疾病診斷中的應(yīng)用

張斌青，張 敏，劉玉珂，郭會(huì)利

（河南省洛陽正骨醫(yī)院 河南省骨科醫(yī)院影像中心，河南 洛陽 471002）

放射性核素骨顯像能反映骨骼及其病變的血流和代謝狀況，能早于X線發(fā)現(xiàn)病變，且探查范圍廣。尤其是近年來，SPECT-CT圖像融合的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了功能影像學(xué)和解剖影像學(xué)的有機(jī)融合，但CT掃描也增加輻射劑量［1-3］。如何減少輻射劑量，又不影響SPECT-CT的診斷效能是臨床和放射工作者近年來普遍關(guān)注的問題。本研究探討SPECT-CT、SPECTDR 2種檢查方法對(duì)骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)疾病診斷符合率，分析兩者的差異性及診斷一致性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2009年6月至2012年12月我院骨與關(guān)節(jié)疾病患者280例，均單獨(dú)應(yīng)用DR、CT、SPECT檢查不能明確診斷，或能明確診斷但不能對(duì)其病情作出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。280例中，男176例，女104例；年齡6～82歲，平均（46.6±10.4）歲。病變發(fā)生于四肢骨168例，其中股骨29例，脛腓骨20例，足12例，肱骨23例，尺橈骨13例，手9例，髖關(guān)節(jié)22例，膝關(guān)節(jié)6例，踝關(guān)節(jié)21例，肩關(guān)節(jié)3例，肘關(guān)節(jié)5例，腕關(guān)節(jié)5例；軀干骨112例，其中骨盆及髖關(guān)節(jié)63例，椎體35例，胸骨9例，同時(shí)發(fā)生于骨盆及雙下肢3例，同時(shí)發(fā)生于骨盆、椎體及胸鎖關(guān)節(jié)2例。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Symbia True point系統(tǒng)，配低能高分辨平行孔準(zhǔn)直器。DR檢查采用柯達(dá)DR 7500數(shù)字放射成像系統(tǒng)。裂變型99Mo-99mTc發(fā)生器由北京原子高科股份有限公司提供。掃描前3～4 h靜脈注射99mTc-MDP 740～1 110 Mbq，對(duì)ROI行SPECT斷層采集，采集能峰140 keV，窗寬20%，平掃矩陣256×512，采集5 min，放大倍數(shù)1倍；斷層掃描矩陣128×128，放大倍數(shù)1倍，探頭旋轉(zhuǎn)軌跡為自動(dòng)人體軌跡，360°采集，雙探頭各旋轉(zhuǎn) 180°，6°/幀，采集時(shí)間20 s/幀。SPECT斷層采集完成后行CT掃描，110 kV，50～120 mA，層厚 1.5 mm，螺距 1，矩陣 512×512。DR檢查，四肢投照條件為65 kV，35 mA；體部投照條件為80 kV，55 mA，根據(jù)圖像融合需要攝取病灶正側(cè)位片。SPECT-DR圖像融合應(yīng)用我院與Siemens共同研制開發(fā)的圖像融合軟件對(duì)同一患者的SPECT和DR圖像進(jìn)行配準(zhǔn)融合。

1.3 圖像分析 由3位高資歷核醫(yī)學(xué)診斷醫(yī)師和放射學(xué)診斷醫(yī)師共同閱片，分析診斷。SPECT圖像顯示為局部顯像劑分布異常濃聚，并排除生理性攝取，判定為熱區(qū)；反之如顯像劑分布稀疏，則判斷為冷區(qū)。DR、CT形態(tài)學(xué)檢查，如病灶部位、形態(tài)、密度、大小有改變，則判斷為異常。圖像融合最終由3位醫(yī)師共同判斷，依據(jù)不同的情況制定相應(yīng)的診斷和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，意見不一致時(shí)，協(xié)商解決。以臨床隨訪診斷結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，數(shù)據(jù)分析采用McNemar檢驗(yàn)，以P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。評(píng)價(jià)2種方法診斷的一致性用Kappa檢驗(yàn)，K>0.75表示一致性好，K<0.4表示一致性差。

2 結(jié)果

本組患者均行SPECT-CT、SPECT-DR圖像融合，滿足臨床診斷需要。280例中，骨腫瘤與腫瘤樣病變94例，骨與關(guān)節(jié)炎癥51例，缺血性骨壞死37例，骨性關(guān)節(jié)炎10例，骨骺損傷8例，足副舟骨慢性損傷7例，髖關(guān)節(jié)撞擊綜合征10例，強(qiáng)直性脊柱炎5例，人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體松動(dòng)26例（圖1a～1c），診斷和評(píng)價(jià)骨折愈合情況22例，骨折良惡性鑒別7例，隱匿性骨折3例。

280例患者，SPECT-DR融合圖像的診斷符合率為 70.36%（197/280），SPECT-CT 的診斷符合率為90.36%（253/280），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.00），兩者一致性較差（K=0.38）（表1）。168例病變發(fā)生于四肢骨骼，SPECT-DR融合圖像的診斷符合率為88.69%（149/168），SPECT-CT 的 診 斷 符 合 率 為 91.67%（154/168），差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.13），兩者一致性較好（K=0.77）（表2）。112例病變發(fā)生于軀干骨骼，SPECT-DR融合圖像的診斷符合率為42.86%（48/112），SPECT-CT 的診斷符合率為 88.39%（99/112），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.00），兩者一致性較差（K=0.18）（表 3）。

表1 2種融合圖像技術(shù)對(duì)280例骨與關(guān)節(jié)疾病診斷結(jié)果的比較 例

表2 2種融合圖像技術(shù)對(duì)四肢骨病變?cè)\斷結(jié)果比較 例

表3 2種融合圖像技術(shù)對(duì)軀干骨病變?cè)\斷結(jié)果比較 例

3 討論

SPECT-CT圖像融合技術(shù)是將功能影像與解剖影像有機(jī)融合，在一幅圖像上既具備解剖信息，又具備功能信息。多項(xiàng)研究［1-6］顯示，利用圖像融合技術(shù)可靈敏發(fā)現(xiàn)骨與關(guān)節(jié)系統(tǒng)病灶，并對(duì)病灶部位的骨質(zhì)代謝、血流狀況作出精確評(píng)估，為臨床提供更加豐富的影像信息。完成一次骨顯像，其使用核素劑量為740～925 Mbq時(shí)，患者接受的有效劑量是5.92 mSv，劑量相對(duì)較小，主要考慮CT的輻射劑量［7］。由于CT圖像需后處理，CT掃描為薄層掃描，患者接受的X線輻射劑量較多。在靈敏、準(zhǔn)確診斷疾病的同時(shí)，有效降低輻射劑量越來越受到社會(huì)的關(guān)注［8-9］。DR檢查簡(jiǎn)便易行、費(fèi)用低廉、空間分辨力高，是骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)疾病的首選檢查技術(shù)，其輻射劑量遠(yuǎn)低于CT［10-14］，因此本研究嘗試應(yīng)用SPECT-DR圖像融合技術(shù)對(duì)骨與關(guān)節(jié)疾病患者進(jìn)行影像檢查，評(píng)價(jià)其應(yīng)用價(jià)值。該技術(shù)僅需SPECT、DR設(shè)備及相關(guān)軟件即可實(shí)施，而擁有這些設(shè)備的醫(yī)院遠(yuǎn)多于擁有SPECT-CT設(shè)備的醫(yī)院，患者接受該檢查更加便捷，費(fèi)用更低廉，輻射劑量更低。

圖1 男，54歲，右側(cè)人工全髖關(guān)節(jié)假體置換術(shù)后股骨假體松動(dòng) 圖1a DR圖像示假體周圍骨質(zhì)未見明顯異常，未見假體移位圖1b，1c 分別為SPECT-DR融合圖像和SPECT-CT融合圖像，示右側(cè)股骨柄假體周圍骨骼界面放射性核素異常濃聚，尤以股骨假體柄末端及股骨矩處為著，診斷為股骨假體松動(dòng)，經(jīng)隨訪證實(shí)

影像圖像融合技術(shù)中，圖像配準(zhǔn)是關(guān)鍵問題，配準(zhǔn)的好壞將直接影響疾病的診斷效能。目前的SPECT-CT圖像融合均采用機(jī)器自帶軟件進(jìn)行圖像融合，患者同時(shí)行SPECT和CT檢查，解剖配準(zhǔn)較精確。骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)屬于鋼體，受姿勢(shì)和狀態(tài)影響較小，只需2種方法檢查時(shí)擺置同一體位，并參照骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)的解剖標(biāo)志，即可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)圖像融合［15］。本研究中，280例患者SPECT-DR圖像融合均實(shí)現(xiàn)了二者之間的準(zhǔn)確、解剖匹配，保證了圖像質(zhì)量，不影響對(duì)疾病的診斷效能。

本研究中，SPECT-DR和SPECT-CT 2種圖像融合技術(shù)的整體診斷符合率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；2種技術(shù)對(duì)發(fā)生于四肢的骨關(guān)節(jié)病變?cè)\斷符合率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，一致性較好；對(duì)發(fā)生于軀干的骨關(guān)節(jié)病變?cè)\斷符合率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，一致性較差。分析原因，SPECT-DR圖像是將SPECT圖像與DR圖像進(jìn)行配準(zhǔn)融合，而DR圖像是一種組織器官重疊的影像，對(duì)組織器官重疊較多、解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部位，如脊椎骨、骨盆等軀干骨，并不能準(zhǔn)確判斷放射性核素異常濃聚的位置，放射性核素濃聚程度較輕時(shí)判斷困難，應(yīng)用價(jià)值有限；而對(duì)四肢骨關(guān)節(jié)，則能準(zhǔn)確判斷核素濃聚部位和程度。另外，當(dāng)病變?yōu)槿芄切怨瞧茐臅r(shí)，放射性核素的濃聚較少、程度較輕，盡管解剖圖像上顯示異常，但SPECT圖像往往不能清楚顯示異常，采用SPECT-DR圖像進(jìn)行診斷與臨床評(píng)價(jià)較為困難，易發(fā)生漏診和誤診［16］。而SPECT-CT融合圖像中的CT掃描不受解剖部位的影響，能有效克服SPECT-DR融合圖像的缺點(diǎn)，提高解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位的骨與關(guān)節(jié)疾病的診斷準(zhǔn)確度。

本研究結(jié)果提示，對(duì)發(fā)生于軀干骨和脊柱的病變，SPECT-DR融合圖像的診斷準(zhǔn)確性明顯低于SPECT-CT，應(yīng)首選SPECT-CT融合圖像；對(duì)發(fā)生于四肢的骨與關(guān)節(jié)病變進(jìn)行診斷、判斷分期和病變活躍程度等方面，SPECT-DR融合圖像具有與SPECT-CT融合圖像同樣的診斷效能，但前者更經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，輻射劑量更低，進(jìn)行圖像融合檢查時(shí)，應(yīng)首選SPECTDR圖像融合。

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