99Tcm-MDP骨三相聯合SPECT/CT骨顯像評價人工關節(jié)置換術后疼痛的研究進展

張欣韻 孫貞魁 朱瑞森 羅全勇

上海交通大學附屬第六人民醫(yī)院核醫(yī)學科 200233

急性髖部骨折（如股骨頸骨折等）、骨性關節(jié)炎（osteoarthritis,OA）終末期等疾病將導致劇烈關節(jié)疼痛，活動明顯受限，嚴重影響患者生活質量[1-3]。隨著人工關節(jié)置換術的出現，患者的生存質量得到明顯改善，自主活動能力得以維持[4]。據2018年文獻報道，僅全美地區(qū)就完成了將近505 000 例髖關節(jié)及723 000 例膝關節(jié)置換術[4]。部分患者術后出現復發(fā)性或長期持續(xù)性疼痛、伴明顯關節(jié)僵硬、活動受限等并發(fā)癥，但引起術后疼痛的具體原因卻給骨科醫(yī)師造成較大困擾，這一問題亟待解決[5-6]。近期有國外研究表明，99Tcm-MDP 骨三相聯合SPECT/CT 骨顯像或可作為全膝關節(jié)置換術（total knee arthoroplasty,TKA）（全程）術后復發(fā)性或持續(xù)性膝關節(jié)疼痛患者的主要檢查手段[7]。本文就99Tcm-MDP 骨三相聯合SPECT/CT 骨顯像在髖、膝關節(jié)為主的人工關節(jié)置換疼痛評估及病因分析、核醫(yī)學影像表現特點等問題的研究進展作一綜述，文末圖像為筆者在本單位臨床實踐中所整理的圖像。

1 人工關節(jié)置換術的指征、疼痛評估及原因分析

1.1 人工關節(jié)置換術的指征

人工關節(jié)置換術是通過重塑關節(jié)從而恢復其結構及生物力學一致性的一種骨科手術方式，主要是為了減輕疼痛，其次還可改善關節(jié)運動功能[8]。手術的主要適應證包括OA、外傷或發(fā)育異常等[9]。原發(fā)性OA 多見于高齡、肥胖、女性、肌張力減低或具有相關家族史的患者，而繼發(fā)性OA 則主要見于有骨纖維異常增殖癥、陳舊性創(chuàng)傷、骨梗死、Paget's 病等病史的患者[9]。炎性關節(jié)病主要包括風濕性關節(jié)炎、脊柱關節(jié)病和系統(tǒng)性血管炎等[10]。外傷可導致髖關節(jié)或膝關節(jié)急性骨折、關節(jié)脫位[11-12]。發(fā)育異常如先天性髖關節(jié)發(fā)育不良、髖臼過伸等疾病最終均可進展為OA，從而需行全髖關節(jié)置換以改善運動功能，緩解疼痛癥狀[13-14]。

1.2 人工關節(jié)置換術后疼痛評估及原因分析

TKA 取得成功的關鍵在于術前的準確定位、恰到好處的生物力學平衡以及關節(jié)畸形的矯正[15]。髖關節(jié)是主要的承重關節(jié)，諸如松動或感染等并發(fā)癥是造成患者需要行髖關節(jié)置換術的主要原因。對于髖關節(jié)或膝關節(jié)置換術后疼痛的評估，需要結合臨床病史、假體植入、體格檢查等結果后綜合判斷[16]。此外，將紅細胞沉降率、C 反應蛋白及外周血WBC 等化驗結果及關節(jié)腔積液情況結合病原學培養(yǎng)結果納入診斷考慮范疇也很有必要[17-18]。

對于髖關節(jié)而言，人工關節(jié)置換術后疼痛的主要原因可分為髖關節(jié)本身原因（假體無菌性松動、感染性松動、假體脫位等）、髖關節(jié)周圍原因（異位骨化、血腫、假體周圍骨折等）和關節(jié)外原因（骶髂關節(jié)痛、坐骨神經痛、同側膝關節(jié)退變等）[19-21]。對于膝關節(jié)而言，人工關節(jié)置換術后疼痛可分為關節(jié)外原因和關節(jié)內原因（生物力學或生物學改變）。關節(jié)外原因主要包括腰椎神經根病變、神經源性跛行、腰椎管狹窄、血管性疾病、肌腱炎或滑囊炎、髖關節(jié)閉孔神經病變、反射性交感神經營養(yǎng)不良和精神心理因素等[22-23]；關節(jié)內原因主要包括感染、力線不良（軸向和旋轉力線不良）、關節(jié)不穩(wěn)（軸向和屈曲位不穩(wěn)）、聚乙烯襯墊磨損、假體松動、假體周圍骨溶解、伸膝裝置異常和軟組織撞擊等[24-26]。

2 人工關節(jié)置換術后99Tcm-MDP 骨三相聯合SPECT/CT 骨顯像

2.1 99Tcm-MDP 骨三相聯合SPECT/CT 骨顯像的原理與特點

目前國內常用的骨顯像劑主要是99Tcm-MDP，經靜脈注射后，動態(tài)顯示關節(jié)置換術后局部血流灌注相、血池相和延遲相（即骨三相顯像）顯像劑99Tcm-MDP 的攝取情況。骨顯像劑主要通過化學吸收方式與骨骼中的羥基磷灰石結合，其吸附量主要受相應部位成骨活性或局部血流量影響[27]。因此，骨顯像劑攝取程度主要反映病灶成骨活性或局部血流量變化。99Tcm-MDP 平面骨顯像由于缺乏解剖定位，臨床價值有限。在延遲相平面骨顯像基礎上進一步行SPECT/CT 融合顯像，可將反映骨代謝活性及應力性改變所引起的骨代謝變化與CT 所提供的解剖學信息完美融合，從而更好地顯示顯像劑99Tcm-MDP 的攝取分布和攝取程度，以及關節(jié)內生物力學和其他解剖學結構異常。通過SPECT/CT 顯像，可以一次性獲取髖關節(jié)或膝關節(jié)部位的成骨活性部位、骨顯像劑攝取程度、相應的生物力學改變和病灶及其周圍組織結構改變等多重信息，從而可為人工關節(jié)置換術后疼痛的病因提供更為準確的診斷。

2.2 人工髖關節(jié)與膝關節(jié)置換術后99Tcm-MDP 骨三相顯像的影像學表現

人工關節(jié)置換術后99Tcm-MDP 骨三相顯像的影像學表現特點總結如下（表1）[16-19]。即便參照明確的骨三相顯像攝取模式分類（表1），對于人工關節(jié)置換術后感染、無菌性松動或炎癥的鑒別診斷仍具有一定的難度和挑戰(zhàn)[28-29]。

SPECT/CT 圖像的判讀需要將CT 表現納入綜合診斷的考慮范疇。其中，感染的CT 征象包括：假體周圍透亮帶增寬、骨吸收或軟骨下骨囊腫、骨溶解、膿腫或關節(jié)腔積液、竇道、氣泡和骨膜反應[30]。松動的CT 征象包括：假體周圍透亮帶寬超過2 mm 或漸進性增寬、骨接合材料或假體移位及傾斜、出現炎性肉芽腫及骨水泥破裂等[31]。

骨顯像劑攝取增高灶的定位也非常重要。為了促進核醫(yī)學醫(yī)師、放射科醫(yī)師、骨科醫(yī)師、風濕科醫(yī)師和其他醫(yī)師之間的交流，髖臼區(qū)域分區(qū)推薦使用DeLee&Charnley 分類[32]，股骨區(qū)域分區(qū)推薦使用Gruen 分類[33]。關于膝關節(jié)假體，目前已提出一些分區(qū)方法，其中相對常用的是Ewald 分區(qū)和Hirschmann 分區(qū)，但目前尚未達成共識。采用這些關節(jié)區(qū)域分區(qū)方法，更有助于準確定位。

2.3 SPECT/CT 骨顯像在人工關節(jié)置換術后疼痛評估的臨床應用價值

近年來，越來越多的研究逐漸開始關注SPECT/CT 骨顯像在人工關節(jié)置換術后疼痛評估中的作用。Vaz 等[16]總結了髖關節(jié)或膝關節(jié)置換術后除了松動和感染以外可能引起疼痛的十大原因，主要包括：牽涉痛、髕骨疼痛綜合征、骨折、裂隙、膿腫或血腫、骨插入、異位骨化、大轉子假關節(jié)、單側膝關節(jié)假體骨關節(jié)炎延伸和伴骨受累的系統(tǒng)性疾病等。結合相關文獻[16-21]及筆者的臨床工作經驗，對關節(jié)置換術最為常見的疼痛原因及相應SPECT/CT 融合顯像的圖像特點進行了總結（表2）。

表1 髖關節(jié)與膝關節(jié)人工關節(jié)置換術后99Tcm-MDP 骨三相顯像對生理性攝取、感染及無菌性松動的表現Table 1 Biological uptake,infection and loosening of three-phase 99Tcm-MDP bone scan after hip or knee arthroplasty

表2 人工關節(jié)置換術后疼痛常見原因及相應SPECT/CT 骨顯像表現Table 2 Common cause of pain after arthroplasty and characteristics of hybrid bone SPECT/CT images

99Tcm-MDP SPECT/CT 能夠精確定位骨顯像劑攝取的部位，用于評估TKA 術后的髕股關節(jié)病[34]。Awengen 等[35]研究發(fā)現，典型的異常骨顯像劑攝取模式可明確區(qū)分有癥狀及無癥狀的膝關節(jié)TKA 術后患者，并有助于明確TKA術后疼痛的原因。Hirschmann 等[36]認為SPECT/CT骨顯像應作為TKA 術后疼痛患者的日常檢查方式。該課題組前期研究還證實了SPECT/CT斷層骨顯像能夠將生物力學數據與骨代謝數據（骨顯像劑攝取部位）相結合，為TKA 術后疼痛患者疼痛病因的確診及治療方案的制定提供幫助[37-38]。此外，Schweizer 等[39]研究發(fā)現骨顯像劑攝取增高與疼痛癥狀相關。

有文獻報道了99Tcm-MDP SPECT/CT 在髖關節(jié)置換術后疼痛的臨床應用。Barthassat 等[40]提出了全髖關節(jié)置換術后疼痛患者的SPECT/CT 斷層骨顯像診斷流程，并確定了3 個與臨床癥狀相關的解剖區(qū)域（股骨近端、股骨遠端和髖臼）。Dobrindt 等[41]研究認為SPECT/CT 可有效檢出或評估全髖關節(jié)置換術后假體松動，并為異位骨化提供有價值的診斷信息，全身骨顯像可獲得生物力學改變相關信息，CT 影像可獲得骨性問題解剖學影像信息，SPECT/CT 在關節(jié)置換術后疼痛的影像學評估中具有巨大潛力。

3 99Tcm-MDP 骨三相聯合SPECT/CT 斷層骨顯像在人工關節(jié)置換術后疼痛評估中的典型圖像

以下病例圖像均為筆者在本單位臨床實踐中所整理出的部分典型病例圖像（圖1、圖2）。

4 結語

99Tcm-MDP 骨三相顯像聯合SPECT/CT 骨顯像可有效評估人工關節(jié)置換術后疼痛的病因及部位。通過將反映骨代謝活性的功能學影像與提供關節(jié)內外解剖學影像的CT 圖像相結合，能夠對術后疼痛的部位進行精準定位，進而提供骨代謝活躍部位、程度、生物力學改變和其他解剖學變化等多重信息，從而確定關節(jié)置換術后疼痛的具體原因及部位，為明確診斷及輔助臨床治療決策提供幫助。

圖1 患者男性，63 歲，左側髖關節(jié)置換術后感染的99Tcm-MDP 骨三相圖和SPECT/CT 骨顯像圖 99Tcm-MDP 骨三相（A 為血流相；B～C 為血池相；D 為延遲相全身顯像）顯像結果顯示，左髖人工關節(jié)周圍均見示蹤劑攝取增高；CT 圖像（E）示假體周圍軟組織腫脹；SPECT（F）示左髖人工關節(jié)周圍顯像劑攝取增高；SPECT/CT 骨顯像（G）提示示蹤劑攝取增高（骨代謝活躍），部位定位于左側股骨大轉子假體周圍。Fig.1 Images of 99Tcm-MDP three phase bone scan and hybrid bone SPECT/CT scan for a 63-year-old male diagnosed as infection after left hip arthroplasty

圖2 患者女性，55 歲，右側髖關節(jié)置換術后松動的99Tcm-MDP 骨三相圖和SPECT/CT 骨顯像圖 99Tcm-MDP 骨三相顯像結果示：血流相（A）及血池相（B～C）未見示蹤劑攝取增高，延遲相全身骨顯像（D）見右側股骨中上段局灶性示蹤劑攝取增高；CT 圖像（E）示金屬植入物表面周圍見低密度影；SPECT（F）示右髖人工關節(jié)周圍顯像劑攝取增高；SPECT/CT 骨顯像（G）提示右髖人工關節(jié)置換術后，植入物遠端示蹤劑攝取增高（骨代謝活躍），考慮為松動表現。Fig.2 Images of 99Tcm-MDP three phase bone scan and hybrid bone SPECT/CT scan for a 55-year-old female diagnosed as loosening after right hip arthroplasty