異位骨化影像學(xué)早期診斷研究進(jìn)展

鞠金勇　喻都　王永建　肖海軍

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異位骨化影像學(xué)早期診斷研究進(jìn)展

鞠金勇喻都王永建肖海軍

異位骨化(HO)的早期診斷十分重要，目前臨床上主要依靠X線、CT、MRI、超聲與核醫(yī)學(xué)等影像學(xué)檢查對(duì)HO進(jìn)行早期診斷。與傳統(tǒng)X線、CT檢查相比，MRI檢查在HO早期診斷方面有一定優(yōu)勢(shì)，但費(fèi)用較高；核醫(yī)學(xué)檢查是目前公認(rèn)最靈敏的HO檢查方法，然而注射放射性藥物的損害性嚴(yán)重限制了其在診斷HO上的應(yīng)用；拉曼光譜和近紅外光學(xué)成像技術(shù)尚不成熟，臨床上尚未應(yīng)用。超聲檢查具有無創(chuàng)、便捷、廉價(jià)的優(yōu)勢(shì)，臨床上應(yīng)用廣泛。該文就HO影像學(xué)早期診斷研究進(jìn)展作一綜述。

異位骨化；影像學(xué)；早期診斷

異位骨化(HO)指肌肉或結(jié)締組織等非骨組織中出現(xiàn)成骨細(xì)胞，并在軟組織中形成成熟板層骨的病理表現(xiàn)[1]。目前HO的發(fā)病機(jī)制尚未明了，可能與刺激、損傷部位誘發(fā)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、環(huán)境等因素有關(guān)[2]。一旦異位骨形成，就會(huì)嚴(yán)重限制關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，使關(guān)節(jié)喪失活動(dòng)功能。因此，HO的早期診斷顯得尤為重要。目前臨床上主要依靠X線、CT、MRI、超聲、核醫(yī)學(xué)等影像學(xué)檢查對(duì)HO進(jìn)行診斷，而近年來近紅外光學(xué)成像、拉曼光譜等技術(shù)對(duì)于HO的診斷價(jià)值逐漸受到關(guān)注。本文對(duì)HO的影像學(xué)早期診斷作一綜述。

1　X線檢查

X線檢查是HO最常見的檢查方法。但X線圖像密度分辨率較低，早期HO大多僅表現(xiàn)為軟組織病變，與軟骨肉瘤、局部感染、血腫等的臨床表現(xiàn)類似，因此其特異性差。依靠普通X線檢查多在傷后3～6周才能發(fā)現(xiàn)異位骨[3]。隨著HO的成熟，X線圖像上逐漸出現(xiàn)點(diǎn)狀鈣化影，軟組織腫脹消除后，鈣化影密度逐漸增強(qiáng)，顯影更清晰，鈣化部位由外周轉(zhuǎn)移至中心，最終形成成熟的板層骨[4]，這是典型的早期HO X線表現(xiàn)。李文勤等[5]對(duì)64例脊髓損傷后HO患者進(jìn)行X線檢查，發(fā)現(xiàn)早期X線片中出現(xiàn)水腫引起的關(guān)節(jié)周圍軟組織密度增高及由于鈣沉積而引起的絮狀陰影, 隨后逐漸出現(xiàn)密度增高的骨皮質(zhì)和骨小梁, 呈云絮狀、團(tuán)塊狀、索條狀，其中 20例病灶內(nèi)骨小梁清晰可見。對(duì)HO連續(xù)X 線攝片觀察可見，骨化區(qū)密度逐漸增高, 邊緣逐漸清晰，骨化區(qū)邊緣清晰提示異位骨組織趨向成熟[6],然而往往不成熟骨和成熟骨在X線片上重疊, 故較難判斷異位骨是否成熟?？傊?jīng)X線檢查發(fā)現(xiàn)的HO多處于病理骨形成的第3階段，已錯(cuò)過預(yù)防性治療的最佳時(shí)機(jī)，只能等到異位骨成熟后手術(shù)切除。因此，X線檢查在早期診斷HO方面無太大價(jià)值。

2　CT檢查

CT檢查較X線檢查能更清晰地顯示異位骨組織，可發(fā)現(xiàn)X線檢查未能發(fā)現(xiàn)的HO微小病變，且能更準(zhǔn)確地判斷早期HO的位置及形態(tài)[7-8]。Fujimori等[9]研究發(fā)現(xiàn)，CT檢查對(duì)HO的檢出率明顯高于X線檢查。Fukutake等[10]研究發(fā)現(xiàn)，CT圖像能顯示>0.1 mm2的HO結(jié)構(gòu)。Anthonissen 等[11]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，微型CT檢查能清晰顯示大鼠模型髖關(guān)節(jié)周圍小顆粒狀至片狀不等的異位骨。以上均說明CT檢查有較高的密度分辨率。Brownley等[12]研究發(fā)現(xiàn)，多形態(tài)微型CT檢查在評(píng)估HO形成上優(yōu)于X線檢查和單一形態(tài)微型CT檢查。臨床研究[13-14]證實(shí)，三維CT檢查能直觀、全面地定位HO，正確指導(dǎo)不同入路的切除術(shù)。CT三維重建技術(shù)能精確定位增生的異位骨與正常血管、肌肉之間的位置關(guān)系，這也對(duì)手術(shù)方案的制定有重要的指導(dǎo)意義[15]。有學(xué)者[16]研究認(rèn)為，CT檢查可顯示出早期骨化性肌炎肌肉組織中伴有或不伴周圍組織輕微鈣化的不明顯損傷。骨礦化呈帶狀且表現(xiàn)為類似成熟骨皮質(zhì)征象時(shí)，HO診斷基本成立[4]。以CT檢查為基礎(chǔ)的三維放射治療比普通經(jīng)驗(yàn)定位放射治療療效更好[17]。雖然CT檢查在HO定位、定量方面明顯優(yōu)于X線檢查，且對(duì)指導(dǎo)手術(shù)治療意義重大，但CT檢查診斷出HO時(shí)，成熟板狀骨已形成，因此其對(duì)進(jìn)行HO早期預(yù)防性治療幫助不大。

3　MRI檢查

MRI檢查對(duì)骨組織的顯示效果不如X線和CT檢查，但它對(duì)軟組織有較強(qiáng)的分辨率。有學(xué)者[18-19]研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合MRI與CT檢查更能明確HO的診斷。研究[20]發(fā)現(xiàn)，約在傷后20.2 d即可發(fā)現(xiàn)HO病灶的MRI影像學(xué)改變。MRI檢查還能顯示出HO早期關(guān)節(jié)滑膜和周圍軟組織的改變，以及關(guān)節(jié)周圍的水腫液化，而且相比于X線和CT檢查，它在判斷異位骨的成熟度方面具有優(yōu)勢(shì)[5]。Govindarajan等[16]對(duì)1例早期腰椎旁右側(cè)骨化性肌炎患者行MRI檢查，發(fā)現(xiàn)T2加權(quán)軸向圖顯示損傷部位中心出現(xiàn)不均勻高信號(hào)，且在其周圍圍繞著1圈狹窄的低信號(hào)環(huán)，低信號(hào)環(huán)相鄰軟組織水腫，強(qiáng)化前的T1加權(quán)軸向圖顯示損傷部位與周圍肌肉信號(hào)等強(qiáng)度，強(qiáng)化后T1加權(quán)圖像顯示周圍肌肉信號(hào)強(qiáng)烈，且隨損傷中心信號(hào)增強(qiáng)而增強(qiáng)。Sullivan等[4]也在髖關(guān)節(jié)早期HO患者M(jìn)RI檢查中發(fā)現(xiàn)，損傷中心部位頻繁出現(xiàn)不均勻的高T2加權(quán)信號(hào)和代表鈣化的低信號(hào)環(huán)。由此可見，雖然MRI檢查有助于HO的早期診斷，但特異度較低，很難與感染等相鑒別，誤診率較高，且MRI檢查費(fèi)用較高，限制了其在臨床上的推廣和應(yīng)用。

4　超聲檢查與多普勒技術(shù)

目前國(guó)外對(duì)超聲檢查診斷HO仍處于探索階段，近年有文獻(xiàn)[11-12]就高頻超聲檢查對(duì)HO的診斷價(jià)值進(jìn)行探討，發(fā)現(xiàn)超聲檢查對(duì)局部軟組織損傷和鈣化較敏感。Falsetti等[21]研究認(rèn)為，HO的超聲表現(xiàn)與其病程及病灶鈣化程度有關(guān)，是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化過程，隨著鈣化灶的發(fā)展，中間帶外側(cè)緣礦化程度逐漸加深，在超聲檢查上表現(xiàn)為強(qiáng)回聲；傷后3～4周出現(xiàn)臨床癥狀時(shí)，HO超聲檢查表現(xiàn)基本與骨皮質(zhì)一致，超聲束被完全反射，骨化區(qū)表現(xiàn)出強(qiáng)回聲影且其后方可見聲影，總結(jié)出超聲檢查診斷HO的典型影像呈環(huán)帶狀，即中心低回聲，外周高回聲，而周圍軟組織又呈低回聲，這種典型表現(xiàn)以髖部最明顯。有學(xué)者[22]使用高頻超聲對(duì)神經(jīng)源性HO患者進(jìn)行檢查，髖關(guān)節(jié)HO患者可見典型內(nèi)部低回聲表現(xiàn)，聯(lián)合彩色多普勒檢查該內(nèi)部低回聲區(qū)域血流動(dòng)力學(xué)變化可早期診斷HO。Moses等[23]應(yīng)用高頻超聲檢查早期診斷韌帶骨化患者，發(fā)現(xiàn)漏診率僅為6%，認(rèn)為高頻超聲檢查對(duì)韌帶骨化具有早期診斷價(jià)值，且靈敏度較高。有研究[24]認(rèn)為床邊超聲檢查因便攜、無放射性、廉價(jià)等特點(diǎn)而便于在臨床診療中使用，且超聲檢查能很好地區(qū)別HO與血栓、血腫等病理變化，傷后2周左右超聲檢查可見云狀典型變化，較X線檢查能更早發(fā)現(xiàn)HO，便于臨床上進(jìn)行針對(duì)性預(yù)防治療、觀察患者治療情況及預(yù)后過程。Yochum等[25]研究認(rèn)為，超聲檢查能比X線檢查早2周診斷出創(chuàng)傷后骨化性肌炎，同時(shí)可根據(jù)超聲圖像變化監(jiān)測(cè)骨化性肌炎的進(jìn)展。有臨床研究[26]發(fā)現(xiàn)，超聲檢查對(duì)脊髓損傷后HO的早期診斷有可靠?jī)r(jià)值。由此可見，超聲檢查是臨床早期診斷HO的最佳選擇，具有無創(chuàng)、便捷、廉價(jià)的優(yōu)勢(shì)。

5　核醫(yī)學(xué)檢查

5.1三相核素骨掃描

三相核素骨掃描是檢測(cè)HO最敏感的方法[27]，可早于X線檢查4～6周顯示陽性表現(xiàn)，且連續(xù)的三相核素骨掃描能用于監(jiān)控異位骨組織的代謝活動(dòng)和預(yù)測(cè)術(shù)后HO發(fā)生率。Schurch等[28]研究認(rèn)為，三相核素骨掃描的血流相和血池相在損傷后均放射性增高，延遲相在血流相和血池相損傷后約1周內(nèi)出現(xiàn)放射性聚集。三相核素骨掃描還可通過定量監(jiān)測(cè)示蹤劑攝取率的動(dòng)態(tài)變化來判斷骨組織成熟度和成骨活躍性，以此來選擇最佳手術(shù)時(shí)機(jī)。只有在骨組織成熟后手術(shù)才能將復(fù)發(fā)率降到最低。Khoury等[29]研究發(fā)現(xiàn)，HO患者99m锝(Tc)-亞甲基二膦酸鹽(MDP)攝取增多時(shí)，99mTc-甲氧基異丁基腈(MIBI)不出現(xiàn)異常聚集，認(rèn)為結(jié)合99mTc-MDP與99mTc-MIBI的三相核素骨掃描法可有效鑒別早期骨化性肌炎和惡性腫瘤，避免有創(chuàng)檢查。有研究[28]顯示，三相核素骨掃描最早可在損傷后2周內(nèi)顯示出HO早期征象，對(duì)臨床上預(yù)防性治療有重要的指導(dǎo)意義。雖然三相核素骨掃描靈敏度最高，但需注射放射性藥物，大大限制了其在臨床上的應(yīng)用。

5.2單光子發(fā)射斷層顯像/CT檢查

與三相核素骨掃描相比，單光子發(fā)射斷層顯像(SPECT)/CT檢查可以精確定位病變位置、性質(zhì)和程度，能顯示出三相核素骨掃描中早期細(xì)微非特異性異常信號(hào)[30-31]。采用99mTc-MDP作為放射性藥物進(jìn)行SPECT/CT檢查能對(duì)成骨細(xì)胞表現(xiàn)活躍部位進(jìn)行精確的解剖學(xué)定位。Yin等[32]對(duì)1例放射性核素骨顯像呈骨損傷的下肢麻痹、行動(dòng)困難的直腸癌患者進(jìn)行SPECT/CT檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)放射性示蹤劑在T7與T8之間大量聚集，同時(shí)該患者被證實(shí)后縱韌帶和黃韌帶發(fā)生了HO。Lin等[33]對(duì)1例腦損傷患者行SPECT/CT檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，其髖臼處的軟組織中有大量99mTc-MDP積累，最后證實(shí)存在HO。Lima等[34]研究認(rèn)為，在采用SPECT/CT檢查了解異位骨組織成熟度的同時(shí)，還能對(duì)HO手術(shù)切除患者進(jìn)行術(shù)前評(píng)估，預(yù)測(cè)異位骨切除術(shù)后患者預(yù)后和復(fù)發(fā)率。盡管SPECT/CT檢查比三相核素骨掃描更精確、靈敏，但受到同樣原因限制，無法在診斷HO方面普及。

5.3正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像/CT檢查

正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)/CT檢查是一種將功能代謝顯像與CT有機(jī)結(jié)合在一起的新型影像學(xué)檢查方法，可通過觀察正電子核素在軟組織等非骨組織內(nèi)的分布情況來判斷新生異位骨代謝情況，也可對(duì)異位骨組織精確定位。Glastonbury等[35]對(duì)6例頭頸部腫瘤切除術(shù)后采用腓骨游離皮瓣進(jìn)行骨重建出現(xiàn)骨化的患者多次進(jìn)行CT或PET/CT檢查，結(jié)果顯示骨化組織逐漸增厚且趨于穩(wěn)定，骨重建后1個(gè)月3例患者出現(xiàn)影像學(xué)改變，且隨后皆被其他影像學(xué)檢查證實(shí)為骨化形成，直到重建后20個(gè)月均未出現(xiàn)任何骨化組織吸收或溶解。Deryk等[36]對(duì)1例經(jīng)活檢和組織學(xué)分析確診為腸系膜HO患者進(jìn)行脫氧葡萄糖(FDG)-PET檢查，結(jié)果顯示損傷部位的葡萄糖代謝程度出現(xiàn)輕度增強(qiáng)。以上均表明，PET/CT檢查可提供HO早期診斷的重要信息。

6　拉曼光譜與近紅外光學(xué)成像

拉曼光譜與近紅外光學(xué)成像對(duì)HO早期診斷也具有一定價(jià)值。Peterson等[37]對(duì)拉曼光譜學(xué)檢測(cè)方法在燒傷后HO形成中的早期診斷價(jià)值進(jìn)行研究，將一側(cè)跟腱切除的小鼠模型分為燒傷組與對(duì)照組，并分別于早期 (5 d、2周、3周) 和晚期(3個(gè)月)對(duì)跟腱切除側(cè)與未切除側(cè)進(jìn)行拉曼光譜成像及微型CT檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)受傷后5～21 d微型CT檢查顯示發(fā)生HO前燒傷組骨礦化信號(hào)增加明顯高于對(duì)照組，且隨著時(shí)間的推移，兩組礦化信號(hào)強(qiáng)度差距逐漸加大，體外拉曼光譜成像顯示燒傷組異位骨數(shù)量顯著大于對(duì)照組，且新生異位骨與先前存在的皮質(zhì)骨在拉曼光譜中的圖像有明顯差異。Papour等[38]于2015年提出了一種低能量且快速(每秒1幀)的拉曼光學(xué)影像系統(tǒng)，其相比于傳統(tǒng)拉曼光譜成像具有更大視野，可在不需要光譜儀的條件下區(qū)別骨組織與周圍軟組織，這種影像系統(tǒng)為HO的床旁診斷提供了可能。Perosky等[39]在隨后的研究中發(fā)現(xiàn)，近紅外光學(xué)成像同樣能在動(dòng)物模型中早期檢測(cè)到HO的發(fā)生發(fā)展，并先于CT檢查發(fā)現(xiàn)軟組織中微小礦化的形成。拉曼光譜與近紅外光學(xué)成像具有靈敏、無創(chuàng)的優(yōu)勢(shì)，在早期診斷HO方面具有較好的發(fā)展前景，但均不成熟，目前還未在臨床上應(yīng)用。

7　結(jié)語

超聲檢查聯(lián)合多普勒技術(shù)相對(duì)成熟，且較X線、CT檢查能更早診斷HO，與MRI、核醫(yī)學(xué)檢查相比，有無創(chuàng)、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，能更好地在臨床上普及，是今后HO早期診斷的方向。各種影像學(xué)檢查均有其優(yōu)缺點(diǎn)，臨床醫(yī)師應(yīng)對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)患者全面評(píng)估，根據(jù)實(shí)際情況結(jié)合多種影像學(xué)檢查來對(duì)HO進(jìn)行早期診斷，避免漏診、誤診。

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(收稿：2016-05-02；修回：2016-06-02)

(本文編輯：李圓圓)

上海市奉賢區(qū)科委發(fā)展基金重點(diǎn)項(xiàng)目(20150901)

201499，上海市奉賢區(qū)中心醫(yī)院骨科

肖海軍E-mail： xiaohaijun89@126.com

10.3969/j.issn.1673-7083.2016.05.004