聯(lián)合18F-FDG和18F-NaF PET/CT對(duì)骶骨衰竭性骨折及轉(zhuǎn)移瘤的鑒別診斷價(jià)值

夏雨霄 丁浩源 趙艷紅 劉會(huì)攀 王姊 陳躍

衰竭性骨折是應(yīng)力性骨折的一種，是指輕微外力作用于內(nèi)源性強(qiáng)度減弱的骨骼而導(dǎo)致的骨折，也稱(chēng)功能不全性骨折。骶骨衰竭性骨折（sacral insufficiency fractures，SIF）是正常生理性應(yīng)力或反復(fù)肌肉牽拉持續(xù)作用于彈性抵抗力減弱的骶骨而導(dǎo)致骨皮質(zhì)或骨小梁斷裂引起的骨折，骨質(zhì)疏松和盆腔放療是致病的常見(jiàn)原因[1-2]。經(jīng)盆腔放射治療的病人中45%～89%可發(fā)生SIF[3]。CT、MRI及全身骨顯像區(qū)分SIF和轉(zhuǎn)移瘤有一定困難，特別是對(duì)于骨質(zhì)疏松的老年癌癥病人或盆腔放療后的病人。正確區(qū)分兩者對(duì)于避免過(guò)度放化療和不必要的活檢至關(guān)重要。隨著正電子發(fā)射體層成像（PET）/CT臨床應(yīng)用的日益增多，多種放射性顯像劑已經(jīng)被應(yīng)用于臨床診療，如18F-氟脫氧葡萄糖（FDG）已廣泛用于惡性腫瘤的診斷、分期和療效監(jiān)測(cè)，18F-氟化鈉（NaF）已成為有潛力的放射性骨顯像劑，但兩者在SIF方面的研究報(bào)道極少。本研究旨在探討18F-FDG聯(lián)合18F-NaF PET/CT對(duì)SIF和轉(zhuǎn)移瘤的鑒別診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 回顧性收集西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院2013年3月—2017年10月期間經(jīng)臨床或病理診斷為SIF或骶骨轉(zhuǎn)移瘤的病人122例，男40例，女82例，年齡24～81歲，中位年齡58.1歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥18歲；②均行18F-FDG和18F-NaF PET/CT檢查，且于3 d內(nèi)完成；③2項(xiàng)檢查中至少有1項(xiàng)發(fā)現(xiàn)骶骨局部顯像劑異常攝取。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有明確骶尾部外傷史和/或已知長(zhǎng)期過(guò)量運(yùn)動(dòng)；②患有除骨折以外的其他良性骶骨疾??；③患有原發(fā)性骶骨腫瘤；④PET/CT檢查前行骶骨有創(chuàng)性檢查者。根據(jù)影像診斷及后期隨訪（1年以上）或病理結(jié)果將病人分為SIF組和轉(zhuǎn)移瘤組：①SIF組52例，男9例，女43例，年齡46～81歲，中位年齡63.7歲。45例出現(xiàn)腰骶部、髖部和/或下肢放射痛，7例無(wú)明顯特異性癥狀；其中19例有惡性腫瘤病史。②轉(zhuǎn)移瘤組70例，男 31例，女 39例，年齡 24～76歲，中位年齡55.4歲；62例出現(xiàn)腰骶部疼痛或全身疼痛，8例無(wú)特異性臨床癥狀。

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn) SIF組：①CT可見(jiàn)骶椎與骶髂關(guān)節(jié)平行的線狀硬化性病變；②MRI可見(jiàn)骶骨T1WI低信號(hào)帶的骨折線影，周?chē)撬杷[強(qiáng)化；③99Tcm-亞甲基二磷酸鹽（99Tcm-methylenediphosphonate,99Tcm-MDP）全身骨顯像可見(jiàn)骶骨“H”形、“蝶”形、“弓”形代謝活躍區(qū)；④符合上述任意1種影像表現(xiàn)，且1年以上隨訪病灶無(wú)進(jìn)展；或骶骨病灶病理檢查證實(shí)為骨折[4-5]。骶骨轉(zhuǎn)移瘤組：①有確切的原發(fā)性惡性腫瘤病史；②99Tcm-MDP全身骨顯像發(fā)現(xiàn)骶骨無(wú)規(guī)律的骨組織放射性異常濃聚或減低缺損灶，隨訪發(fā)現(xiàn)病灶持續(xù)存在或范圍進(jìn)一步擴(kuò)大；③X線平片、CT或MRI檢查發(fā)現(xiàn)骶骨局部骨組織有溶骨性或成骨性破壞、病理性骨折；④符合①②③中任意2條；或骶骨病灶病理檢查證實(shí)為轉(zhuǎn)移瘤。

1.3 設(shè)備與方法 采用西門(mén)子Eclipse HD（SD_000_N 8-460）回旋加速器、北京特派生物技術(shù)有限公司專(zhuān)用18F-FDG自動(dòng)化學(xué)合成系統(tǒng) （PETFDG-IT-N）自行制備18F-NaF和18F-FDG，兩者的放射化學(xué)純度均＞95%。18F-FDG檢查前需禁食4 h以上，保證空腹血糖在11.1 mmoL/L以下。經(jīng)手背靜脈注射顯像劑，18F-FDG注射劑量為5.5 MBq/kg體質(zhì)量，避光安靜休息1 h后行PET/CT掃描；18F-NaF注射劑量為4.07 MBq/kg體質(zhì)量，45 min后行PET/CT檢查。采用Philips Gemini TF 16掃描設(shè)備，先行16層螺旋CT掃描，范圍自顱頂至股骨中上段。掃描參數(shù)：①18F-FDG：管電壓 120 kV，管電流 100 mA，螺距0.81，旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.5 s/r，層厚1 mm，層間距5 mm，矩陣512×512，窗寬 300～500 HU，窗位 40～60 HU。同機(jī)PET 三維采集，層厚 5 mm，70～90 s/床位，共采集7～8個(gè)床位。②18F-NaF：管電壓120 kV，管電流40 mA，螺距 0.81，旋轉(zhuǎn)時(shí)間 0.5 s/r，層厚 1 mm，層間距 5 mm，矩陣 128×128，窗寬 1 000～1 500 HU，窗位250～350 HU，CT采用骨算法重建。同機(jī)PET三維采集，層厚 3.0 mm，50～60 s/床位，共采集 11～13 個(gè)床位。采用衰減校正和有序子集最大期望值法重建獲得橫斷面、冠狀面、矢狀面PET影像。影像融合由Philips自備的后處理融合軟件自動(dòng)完成。

1.4 影像分析 由3名不同年資（1名低級(jí)別，2名高級(jí)別）的影像專(zhuān)業(yè)醫(yī)師共同對(duì)PET/CT影像進(jìn)行分析。觀察記錄病灶部位的影像特點(diǎn)，包括部位、周?chē)浗M織情況、解剖形態(tài)及顯像劑濃聚形態(tài)。由1名醫(yī)師勾畫(huà)骶骨病灶作為興趣區(qū)（ROI），分別記錄ROI區(qū)域內(nèi)18F-NaF和18F-FDG的最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值SUVmax-NaF和SUVmax-FDG，并計(jì)算兩者的比值（SUVmax-NaF/FDG）。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。非正態(tài)分布的計(jì)量資料以[中位數(shù)（四分位距），M（P25，P75）]表示，2 組間比較采用 Mann-Whitney U檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以例（%）表示，2組間比較采用χ2檢驗(yàn)。采用受試者操作特征（ROC）曲線判斷SUVmax-NaF、SUVmax-FDG和SUVmax-NaF/FDG對(duì)SIF和骶骨轉(zhuǎn)移瘤的鑒別診斷效能，確定最佳截?cái)嘀挡⒂?jì)算敏感度、特異度。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 CT及PET/CT表現(xiàn)

2.1.1 SIF CT典型表現(xiàn)為骶骨翼縱行、骶骨體橫行的透亮骨折線或/和硬化帶，形態(tài)不規(guī)則，呈鋸齒狀，骨皮質(zhì)欠連續(xù)、輕微錯(cuò)位及少許游離骨碎片。病灶周?chē)鸁o(wú)軟組織腫塊形成。18F-FDG PET/CT橫斷面表現(xiàn)為顯像劑沿骨折線呈條片狀、結(jié)節(jié)狀濃聚。18FNaF PET/CT影像上橫斷面表現(xiàn)為沿骨折線走行的片狀、結(jié)節(jié)狀、條帶狀的高攝取區(qū)，或由骶骨體水平濃聚區(qū)和雙側(cè)骶骨翼縱行濃聚區(qū)連接組成典型“H”形代謝活躍區(qū)（圖1）。

2.1.2 骶骨轉(zhuǎn)移瘤 CT典型表現(xiàn)為蟲(chóng)蝕狀、地圖樣溶骨性骨質(zhì)破壞，邊緣不規(guī)則，無(wú)硬化，不伴骨膜反應(yīng)，部分骨質(zhì)破壞區(qū)形成軟組織腫塊，也有呈絮狀、邊界模糊的高密度灶，骨小梁增粗、模糊或兩者兼有。18F-FDG PET/CT橫斷面表現(xiàn)為不規(guī)則片狀、結(jié)節(jié)狀濃聚。18F-NaF PET/CT橫斷面表現(xiàn)為片狀、結(jié)節(jié)狀或圍繞軟組織腫塊不規(guī)則條形、新月形、環(huán)形濃聚，軟組織腫塊通常表現(xiàn)為顯像劑分布缺損（圖2）。

圖1 SIF病人，女，73歲。CT橫斷面影像（A、B圖）上可見(jiàn)雙側(cè)骶骨翼骨皮質(zhì)不連續(xù)，低密度線樣影與骶髂關(guān)節(jié)面平行，周?chē)琴|(zhì)密度不勻，以左側(cè)為著，周?chē)浗M織稍腫脹（箭頭）。18F-FDG PET全身顯像（C圖）可見(jiàn)骶骨左側(cè)顯像劑分布呈“く”形（箭頭）；橫斷面顯像（D、E圖）示左側(cè)骶骨翼結(jié)節(jié)狀顯像劑攝取增高影（箭頭），SUVmax-FDG為3.9。18F-NaF PET/CT全身（F圖）及橫斷面（G、H圖）顯像示雙側(cè)骶骨翼兩條垂直濃聚帶與骶骨體水平濃聚帶連接組成“H”形顯像劑濃聚區(qū)，即“Honda”征（箭頭），SUVmax-NaF為 89.1。

2.2 2種顯像劑對(duì)骶骨病灶檢出的比較18F-NaF對(duì) SIF的檢出率 （100%，52/52）高于18F-FDG（92.3% ，48/52） （χ2=4.160，P=0.041），18F-FDG PET/CT假陰性（即同機(jī)CT未見(jiàn)骨折線影）4例（7.7%，4/52；SUVmax-FDG=0.6±0.2）。2 種方法對(duì)骶骨轉(zhuǎn)移瘤的檢出率相同，均為100%（70/70）。

2.3 2組間不同顯像劑的SUVmax的比較 SIF組的SUVmax-NaF、SUVmax-NaF/FDG高于骶骨轉(zhuǎn)移瘤組，而SUVmax-FDG低于骶骨轉(zhuǎn)移瘤組（均P＜0.05）。詳見(jiàn)表1。

2.4 2種顯像劑SUVmax及其比值鑒別骶骨轉(zhuǎn)移瘤和 SIF的診斷效能 SUVmax-FDG、SUVmax-NaF和SUVmax-NaF/FDG鑒別骶骨轉(zhuǎn)移瘤和SIF的ROC曲線見(jiàn)圖3。SUVmax-NaF/FDG鑒別骶骨轉(zhuǎn)移瘤和SIF的ROC曲線下面積（AUC）、敏感度、特異度均最高，SUVmax-NaF的AUC、敏感度、特異度均最低，見(jiàn)表2。

3 討論

圖2 非小細(xì)胞肺癌術(shù)后骶骨轉(zhuǎn)移瘤病人，男，58歲。CT橫斷面影像（A、B圖）上可見(jiàn)S1椎體右側(cè)附件區(qū)及右側(cè)骶骨翼地圖樣溶骨性骨質(zhì)破壞（箭頭），邊緣不規(guī)則，無(wú)硬化，伴軟組織腫塊形成（箭頭），累及右側(cè)骶髂關(guān)節(jié)面。18F-FDG PET全身顯像（C圖）示骶骨右側(cè)翼顯像劑呈片狀分布，攝取稍增高（箭頭）；橫斷面顯像（D、E圖）示軟組織腫塊及周?chē)琴|(zhì)顯像劑呈不規(guī)則片狀，攝取稍增高（箭頭），SUVmax-FDG為3.0。18F-NaF PET全身骨顯像（F圖）示骶骨右側(cè)結(jié)節(jié)狀顯像劑濃聚（箭頭）；橫斷面顯像（G、H圖）示顯像劑沿軟組織腫塊周?chē)琴|(zhì)濃聚（箭頭），SUVmax-NaF為26.1。

表1 2組對(duì)不同顯像劑攝取（SUVmax）的比較

表2 2種顯像劑的SUVmax及其比值鑒別骶骨轉(zhuǎn)移瘤和SIF的診斷效能

圖3 2種顯像劑的SUVmax及其比值鑒別骶骨轉(zhuǎn)移瘤和SIF的ROC曲線

1982年，Lourie[5]首次報(bào)道SIF，此類(lèi)骨折好發(fā)于絕經(jīng)后女性，骨質(zhì)疏松是其發(fā)生的根本原因，盆腔放射治療是重要的誘發(fā)因素。除此之外，激素治療、類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、骶髂關(guān)節(jié)成形術(shù)等也可能導(dǎo)致SIF。病人多表現(xiàn)為腰骶部、髖部或/和下肢放射性疼痛，活動(dòng)后加重，休息后減輕[6-7]。傳統(tǒng)X線平片鑒別診斷SIF和骶骨轉(zhuǎn)移瘤很困難，CT的敏感度顯著高于傳統(tǒng)X線平片，目前對(duì)于臨床懷疑骨折而X線平片檢查陰性的病人，矢狀面多層CT多平面重組技術(shù)可提高骶骨骨折的檢出率[8]。但是，衰竭性骨折病人大多合并骨質(zhì)疏松，骨質(zhì)密度普遍減低，CT檢查仍很難在早期精確定位未累及骨皮質(zhì)的骨折線[9]。MRI顯示軟組織病變的分辨力和對(duì)比度較好，但對(duì)骨質(zhì)的分辨力低于CT[10]。部分SIF病人有原發(fā)惡性腫瘤病史，當(dāng)骨髓水腫信號(hào)明顯掩蓋骨折線時(shí)，MRI表現(xiàn)缺乏特異性，易誤診為侵襲性疾病[9]。99Tcm-MDP全身骨顯像檢測(cè)SIF的敏感性高，可呈“H”型或蝶形特征性顯像劑攝取模式[11]。隨著PET/CT的應(yīng)用日益增多，多種正電子顯像劑逐步應(yīng)用于臨床。18FFDG PET/CT已廣泛應(yīng)用于各種癌癥病人的臨床診斷、分期和療效監(jiān)測(cè)。18F-NaF相比于99Tcm-MDP具有更高的骨骼親和力和更快的血漿清除率[12]，能有效反映骨骼血流狀況及重建情況，雖然它的攝取是非腫瘤特異性的，但已有研究證實(shí)了18F-NaF PET/CT對(duì)骨轉(zhuǎn)移的診斷價(jià)值[13]。以上2種正電子顯像劑用于鑒別診斷SIF和骶骨轉(zhuǎn)移瘤的報(bào)道極少，本研究對(duì)比分析了SIF組、骶骨轉(zhuǎn)移瘤組共122例病人分別在18F-NaF PET/CT和18F-FDG PET/CT上的顯像特點(diǎn)，以期指導(dǎo)臨床工作。

半定量分析SUVmax對(duì)SIF和骶骨轉(zhuǎn)移瘤的鑒別診斷具有重要價(jià)值。眾所周知，18F-FDG PET/CT可以通過(guò)SUVmax-FDG進(jìn)行半定量分析以鑒別良惡性腫瘤，相關(guān)研究較多[14-15]，但國(guó)內(nèi)18F-FDG用于診斷SIF的研究極少[16]，國(guó)外也多為個(gè)案報(bào)道，如Halac等[17]報(bào)道了1例子宮內(nèi)膜癌盆腔放療后SIF病人，SUVmax-FDG=4.3；Salavati等[18]報(bào)道了 8 例骨盆放療后 SIF 病人，SUVmax-FDG 的中位值為 2.5（1.6～6.0）。本研究結(jié)果顯示，骶骨轉(zhuǎn)移瘤SUVmax-FDG顯著高于SIF，SUVmax-FDG=4.4是鑒別兩者的最佳截?cái)嘀?，敏感度、特異度分別為77.1%、84.6%，與以上研究[16-17]結(jié)果相符。18F-NaF PET/CT半定量分析用于鑒別良惡性骨腫瘤存在爭(zhēng)議[19]，國(guó)內(nèi)外幾乎沒(méi)有18F-NaF用于診斷SIF的報(bào)道。本研究結(jié)果顯示，SIF的SUVmax-NaF顯著高于骶骨轉(zhuǎn)移瘤，最佳臨界值SUVmax-NaF=40.4，其敏感度、特異度分別為72.9%、65.4%。雖然SUVmax-FDG的敏感度和特異度高于SUVmax-NaF，但SIF組中有4例病人在18F-FDG PET/CT中呈假陰性（SUVmax-FDG=0.6±0.2），而在18F-NaF PET/CT上可見(jiàn)明顯的顯像劑濃聚灶（SUVmax-NaF=37.9±16.7），18F-NaF PET/CT對(duì) SIF的檢出率高于18FFDG PET/CT。本研究還分析比較了SUVmax-NaF/FDG對(duì)SIF和轉(zhuǎn)移瘤的鑒別價(jià)值，結(jié)果顯示，SUVmax-NaF/FDG鑒別診斷SIF和轉(zhuǎn)移瘤的敏感度、特異度分別為 82.9%、96.2%，高于 SUVmax-FDG（77.1%、84.6%）和SUVmax-NaF（72.9%、65.4%）。上述研究結(jié)果表明，單獨(dú)通過(guò)半定量分析鑒別SIF和骶骨轉(zhuǎn)移瘤時(shí)，18F-FDG優(yōu)于18F-NaF，而兩者聯(lián)合應(yīng)用可以提高SIF的檢出率。此外，良惡性骶骨病灶的SUVmax分布范圍有重疊，因此不能僅僅通過(guò)SUVmax的高低來(lái)評(píng)判骶骨病灶的性質(zhì)，還需結(jié)合顯像劑濃聚形態(tài)以及體層解剖影像鑒別兩者。

18F-NaF濃聚形態(tài)有助于鑒別SIF和骶骨轉(zhuǎn)移瘤，而18F-FDG濃聚形態(tài)鑒別兩者的價(jià)值有限。本研究結(jié)果顯示，除片狀、結(jié)節(jié)狀18F-NaF濃聚以外，SIF可以特征性表現(xiàn)為條帶狀或典型“H”形的18FNaF濃聚，骶骨轉(zhuǎn)移瘤可以特征性表現(xiàn)為圍繞軟組織腫塊的不規(guī)則條形、新月形、環(huán)形的18F-NaF濃聚及軟組織腫塊區(qū)域顯像劑分布缺失。因此，18F-NaF的濃聚形態(tài)對(duì)于鑒別SIF和骶骨轉(zhuǎn)移瘤有一定參考價(jià)值。惡性骨折18F-FDG通常表現(xiàn)為髓內(nèi)攝取，因?yàn)楣撬枋枪趋擂D(zhuǎn)移的主要部位，而良性骨折多在骨折部位周?chē)墓瞧べ|(zhì)或軟組織內(nèi)呈輕度顯像劑攝取，但本研究中此征象并不明顯。SIF和骶骨轉(zhuǎn)移瘤的18F-FDG濃聚形態(tài)均表現(xiàn)為片狀、結(jié)節(jié)狀，兩者的18F-FDG濃聚形態(tài)無(wú)特異性，無(wú)法單獨(dú)從18FFDG濃聚形態(tài)鑒別SIF和骶骨轉(zhuǎn)移瘤。

骶骨病灶區(qū)的軟組織腫塊是鑒別SIF和骶骨轉(zhuǎn)移瘤的重要間接征象。由于引起SIF的外力多輕微，損傷區(qū)域的出血量少，SIF的軟組織水腫發(fā)生率遠(yuǎn)低于恥骨和髖臼衰竭性骨折且水腫程度輕[20]，而骶骨轉(zhuǎn)移瘤生長(zhǎng)速度快、惡性程度高，易破壞骨質(zhì)而形成軟組織腫塊。本研究結(jié)果顯示，骶骨轉(zhuǎn)移瘤病人的骨質(zhì)破壞區(qū)可形成軟組織腫塊，而SIF病人病灶周?chē)鷥H出現(xiàn)輕微軟組織腫脹，無(wú)軟組織腫塊形成。因此，骶骨病灶區(qū)軟組織腫塊可為SIF和轉(zhuǎn)移瘤的鑒別提供重要信息。

本研究考慮到因骨量和血流量不同，正常骨骼不同部位對(duì)18F-NaF攝取存在差異[21]，因此將研究部位局限于骶骨，減少了不同部位NaF生理性攝取差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。而且，本研究樣本量相對(duì)較大，數(shù)據(jù)較為可靠。除此之外，本研究實(shí)施的連續(xù)2次PET/CT檢查（16～26 mSv）不會(huì)對(duì)病人身體產(chǎn)生輻射損傷。但是，本研究也存在一些局限性：①本研究是一項(xiàng)回顧性病例對(duì)照研究，選擇偏倚可能會(huì)影響研究結(jié)果。②本研究沒(méi)有把骨折時(shí)間及修復(fù)程度對(duì)顯像劑攝取程度的影響納入觀察范圍。③本研究未進(jìn)行多次的PET/CT隨訪，無(wú)法了解隨時(shí)間的推移SUVmax的動(dòng)態(tài)變化。④本研究未完全獲得納入病例的病理結(jié)果，部分病人是通過(guò)臨床隨訪診斷或排除診斷。

綜上所述，通過(guò)SUVmax值、顯像劑濃聚形態(tài)及骶骨病灶區(qū)軟組織腫塊可以鑒別診斷SIF和骶骨轉(zhuǎn)移瘤，18F-FDG和18F-NaF 2種顯像劑在以上方面各有其優(yōu)勢(shì)，兩者聯(lián)合應(yīng)用可以互補(bǔ)，對(duì)鑒別診斷SIF和骶骨轉(zhuǎn)移瘤有增益價(jià)值。