基于SPECT/CT甲狀腺99mTc顯像和攝锝率技術(shù)的影響因素及臨床應(yīng)用

陳薏帆，周偉，朱玉春

1. 江蘇大學(xué)醫(yī)學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013；2. 江蘇大學(xué)附屬昆山醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，江蘇 蘇州 215300

引言

隨著發(fā)射型單光子計(jì)算機(jī)斷層掃描（Single Photon Emission Computed Tomography，SPECT/CT）的普及應(yīng)用，基于SPECT/CT甲狀腺99mTc顯像和攝锝率測(cè)定（Percentage of99mTc Pertechnetate Thyroid Uptake，PPTU）逐漸被廣泛應(yīng)用于甲狀腺疾病的早期診斷、鑒別診斷和治療前后隨訪評(píng)估中，該技術(shù)最早由Sucupira于1983年報(bào)道[1‐2]，作為一種分子核素顯像的重要技術(shù)，臨床應(yīng)用越來(lái)越普及，理論和技術(shù)日益成熟。

既往研究顯示，甲狀腺99mTc顯像和攝锝率的測(cè)定能夠有效監(jiān)測(cè)甲狀腺功能的強(qiáng)弱，在亞甲炎的鑒別診斷中具有明顯優(yōu)勢(shì)，同時(shí)能夠有效反映Graves’病的發(fā)展過(guò)程和病情嚴(yán)重程度，對(duì)抗甲狀腺藥物（Antithyroid drugs，ATD）治療Graves’病停藥后復(fù)發(fā)以及甲減替代治療前后的變化隨訪的具有較高的預(yù)測(cè)價(jià)值[3‐5]。由于锝和碘屬于同族元素，均由甲狀腺濾泡上皮的碘鈉轉(zhuǎn)運(yùn)體（Sodium/Iodide Symporter，NIS）介導(dǎo)，被甲狀腺細(xì)胞攝取和濃聚，SPECT/CT甲狀腺99mTc顯像，能夠清晰顯示有功能的甲狀腺組織，但不能參與體內(nèi)代謝有機(jī)化[6]?；贑T的散射性校正、自動(dòng)衰減校正和分辨率增益補(bǔ)償是現(xiàn)代定量SPECT/CT的重大創(chuàng)新，具有重要的應(yīng)用前景，但是由于設(shè)備普及率較低，在臨床實(shí)踐中，普遍對(duì)于甲狀腺99mTc顯像和攝锝率認(rèn)識(shí)不夠，檢查技術(shù)尚無(wú)統(tǒng)一的規(guī)范，對(duì)技術(shù)成像質(zhì)量準(zhǔn)確性的影響因素把控不足，制約了該技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，本研究著重對(duì)以上方面因素進(jìn)行系統(tǒng)闡述。

1 甲狀腺99mTc顯像和攝锝率的掃描技術(shù)

PPTU技術(shù)是通過(guò)肘靜脈彈丸式注射Na99mTcO4(注射劑量74～185 MBq（2～5 mci），藥物體積0.5～1 mL，利用SPECT/CT的動(dòng)靜態(tài)聯(lián)合采集序列，動(dòng)態(tài)采集序列包括以l幀/2 s連續(xù)采集30幀，隨后以l幀/min連續(xù)采集4幀，共計(jì)采集5 min。于15～20 min后待甲狀腺區(qū)放射性計(jì)數(shù)達(dá)到平衡采集靜態(tài)圖像，采集計(jì)數(shù)300～500 K。在動(dòng)態(tài)采集前后分別測(cè)量注射器內(nèi)滿針和空針?lè)派湫曰疃雀? min，通過(guò)自動(dòng)化軟件分別勾畫甲狀腺和本底感興趣區(qū)（Regions of Interest，ROI），生成甲狀腺锝攝取動(dòng)態(tài)曲線和攝锝率。PPTU是指甲狀腺組織ROI內(nèi)凈放射性計(jì)數(shù)率與注入體內(nèi)藥物的凈放射性計(jì)數(shù)（滿針計(jì)數(shù)—空針計(jì)數(shù)和注射點(diǎn)計(jì)數(shù)）的百分比。

PPTU主要包括半定量和定量?jī)煞N方法。半定量方法屬于早期的初步應(yīng)用，使用比值法的相對(duì)值來(lái)間接反映攝锝功能，如甲狀腺與唾液腺、肺尖、股骨頸部的ROI比值。汪長(zhǎng)銀[7]報(bào)道半定量比值法對(duì)于正常甲狀腺大小區(qū)間內(nèi)的PPTU一致性較好，攝取比與攝锝率具有較好的相關(guān)性（r=0.900，P<0.001）和診斷符合率（83.3%），但如果甲狀腺形態(tài)失常（過(guò)大或過(guò)小）誤差率較高，尤其是甲狀腺較小時(shí)攝取比誤診率甚至高達(dá)44.4%。而定量分析更加準(zhǔn)確，由于99mTcO4‐不能被有機(jī)化，其在甲狀腺內(nèi)的強(qiáng)度能定量反映甲狀腺的攝取功能，研究顯示PPTU在注射Na99mTcO4后5 min內(nèi)快速上升爬坡，5～10 min趨于緩慢上升，10～30 min維持平臺(tái)期，因此5～10 min的攝锝率基本反映了甲狀腺的攝取功能[8]。

2 甲狀腺99mTc顯像和攝锝率影響因素

甲狀腺99mTc顯像和攝锝率的測(cè)定受放射性藥物劑量、采集條件和體位因素、甲狀腺病理狀態(tài)下的形態(tài)大小、頸部本底和血管內(nèi)計(jì)數(shù)、掃描終止參數(shù)設(shè)定、機(jī)器的衰減校正等諸多因素影響[9]。

放射性藥物的劑量和數(shù)據(jù)采集條件是影響PPTU的重要因素，常規(guī)Na99mTcO4推薦劑量為74～185 MBq（2～5 mci），確保注射器放射性總數(shù)不能“溢出”，注射體積0.5～1 mL，體積太大不容易形成彈丸注射，影響動(dòng)態(tài)采集圖像效果。采用低能高分辨準(zhǔn)直器，能峰140 KeV，能窗10%，掃描矩陣256×256，使用列表模式采集。锝顯像的采集時(shí)間需要足夠，多數(shù)控制在5～10 min，以避免時(shí)間過(guò)短計(jì)數(shù)不足導(dǎo)致的圖像淺淡。甲狀腺大小與攝锝率呈正相關(guān)，甲狀腺增大，攝锝率高；反之，攝锝率減低，汪長(zhǎng)銀[7]研究顯示甲狀腺縮小、正常、腫大與攝锝率的相關(guān)性分別為（r=0.479，P<0.001）、（r=0.220，P=0.005）、（r=0.449，P<0.001）， 結(jié)果顯示，尤其在甲狀腺病理狀態(tài)下，攝锝率相關(guān)程度明顯增高，關(guān)系更為密切，可見攝锝率能夠很好地反映甲狀腺功能狀態(tài)。在對(duì)甲狀腺99mTc圖像進(jìn)行甲狀腺ROI勾畫時(shí)，需要通過(guò)濾波函數(shù)的圖像平滑調(diào)節(jié)技術(shù)，以灰度顯示甲狀腺輪廓，沿著甲狀腺外緣勾畫邊界，避免勾畫不準(zhǔn)引起的測(cè)量誤差。

在99mTc甲狀腺顯像上，甲狀腺內(nèi)的ROI涵蓋了甲狀腺本身計(jì)數(shù)、頸部本底計(jì)數(shù)和流經(jīng)甲狀腺內(nèi)的血管內(nèi)計(jì)數(shù)總和，為了更加精準(zhǔn)的顯示甲狀腺本身計(jì)數(shù)，需要將其他兩者混雜計(jì)數(shù)剔除，理論上還需要結(jié)合本底R(shí)OI進(jìn)行校正，Gardner[10]選擇甲狀腺與唾液腺間200～400個(gè)像素區(qū)域作本底進(jìn)行校正。參照腎小球?yàn)V過(guò)率測(cè)定模塊（Rutland‐Patlak法）[11]先以本底R(shí)OI校正軟組織內(nèi)的放射性計(jì)數(shù)，再利用心臟ROI校正血管內(nèi)的放射性計(jì)數(shù)，相類比其動(dòng)態(tài)掃描，99mTc甲狀腺攝锝率，也應(yīng)該在去除頸部本底同時(shí)，進(jìn)行血管內(nèi)放射性計(jì)數(shù)校正才更符合真實(shí)計(jì)數(shù)。 此外，基于SPECT/CT甲狀腺99mTc顯像和攝锝功能的測(cè)定，檢查過(guò)程中采集的方法和停止調(diào)節(jié)終點(diǎn)可以不同。盧婷婷等[12]通過(guò)對(duì)攝锝功能增強(qiáng)組（30例）、正常組（18例）、減弱組（12例）分別采用計(jì)數(shù)組（300 K計(jì)數(shù)）和計(jì)時(shí)組（10 min）作為甲狀腺掃描的終止參數(shù)，結(jié)果顯示三組測(cè)得的甲狀腺攝锝率均無(wú)明顯差別，采集10 min組甲狀腺圖像信噪比高，本底計(jì)數(shù)低，輪廓清晰，圖像質(zhì)量?jī)?yōu)良，但采集技術(shù)300 K，可明顯減少掃描時(shí)間，提高工作效率，能夠獲得同樣準(zhǔn)確的攝锝率，因此，臨床可根據(jù)各自工作所需靈活運(yùn)用選擇不同的終止參數(shù)。

3 甲狀腺攝锝率與攝碘率的比較及其受碘過(guò)量的影響

3.1 甲狀腺攝锝率和攝碘率比較

正常甲狀腺的攝锝率范圍為0.78%～7.0%，而4～24 h攝碘率范圍約20%～35%。既往研究顯示甲狀腺攝锝率與傳統(tǒng)的攝碘率呈直線正相關(guān)，兩者均是評(píng)估甲狀腺攝取功能的重要參考指標(biāo)[13‐14]。攝碘率試驗(yàn)需要停用含碘食物和其他影響甲狀腺功能的藥物6～8周，檢查較繁瑣，相比較而言，基于SPECT/CT甲狀腺攝锝率具有較明顯的優(yōu)勢(shì)，如99mTcO4更容易獲得，放射性輻射劑量更低（僅為131I的千分之一），檢查時(shí)間短，不受外源性甲狀腺激素和抗甲狀腺藥物影響等優(yōu)點(diǎn)。

對(duì)于甲狀腺锝顯像患者，甲狀腺內(nèi)殘留的99mTc會(huì)干擾甲功儀對(duì)攝碘率的測(cè)定，因此《131I治療格雷夫斯甲狀腺功能亢進(jìn)指南》（2013版）建議锝掃描后至少1周再進(jìn)行攝碘率檢查，但是相關(guān)研究較少。郭寧等[15]收集40例患者觀察99mTc锝顯像對(duì)甲狀腺攝碘率的影響及其時(shí)間變化規(guī)律，結(jié)果顯示甲狀腺锝顯像經(jīng)過(guò)12個(gè)99mTc物理半衰期后，甲狀腺內(nèi)锝的放射性計(jì)數(shù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于本底值計(jì)數(shù)，約73 h（3 d）已經(jīng)接近完全清除，此時(shí)進(jìn)行攝碘率測(cè)定已無(wú)明顯干擾。

3.2 急性碘含量過(guò)量對(duì)甲狀腺攝锝率的影響

既往研究顯示，锝和碘均通過(guò)NIS進(jìn)入甲狀腺濾泡上皮，并且NIS的功能表達(dá)受多種因素影響，任何影響NIS轉(zhuǎn)錄、表達(dá)或定位因素均可影響甲狀腺锝的攝取。碘已經(jīng)被證實(shí)是降低NIS表達(dá)的主要因素，張新等[16‐17]通過(guò)大鼠實(shí)驗(yàn)研究顯示，單次大劑量碘攝入可明顯降低甲狀腺對(duì)锝的攝取，究其原因是由于NIS主要分布于甲狀腺濾泡上皮的基底膜，碘過(guò)量可通過(guò)下調(diào)基底膜上NIS表達(dá)抑制甲狀腺對(duì)锝的攝取能力，孫金菊等[18]研究顯示，碘過(guò)量時(shí)碘濃度與攝锝率、NIS 的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)（r=‐0.853，‐0.950，P<0.001），攝锝率與NIS呈正相關(guān)（r=0.925，P<0.001）。因此，盡管普遍認(rèn)為甲狀腺99mTc顯像前無(wú)需準(zhǔn)備，但是為了保證甲狀腺攝锝率的準(zhǔn)確性，還是需要避免短期內(nèi)大劑量碘的攝入。

4 甲狀腺99mTc顯像和攝锝率的臨床應(yīng)用

4.1 甲狀腺99mTc顯像和攝锝率在亞甲炎的診斷和鑒別中的應(yīng)用

亞急性甲狀腺炎是炎癥刺激并破壞甲狀腺濾泡細(xì)胞，短期內(nèi)大量甲狀腺激素釋放入血液，產(chǎn)生高代謝癥狀，由于甲狀腺本身的細(xì)胞破壞，其攝取功能降低，在傳統(tǒng)的攝碘率上表現(xiàn)為“分離現(xiàn)象”。同樣，亞甲炎的攝锝功能也隨之減低，汪長(zhǎng)銀[7]研究結(jié)果顯示甲狀腺攝锝率的高低與甲狀腺功能強(qiáng)弱相關(guān)（χ2=233.8，P<0.001），通過(guò)對(duì)28例亞甲炎攝99mTc顯像表現(xiàn)為甲狀腺攝取稀疏，邊界模糊，密度淺淡，不均勻，攝锝率均低于正常下限0.78%，以此為標(biāo)準(zhǔn)診斷亞甲炎的準(zhǔn)確度為100%，由此可見攝锝率和攝碘率在對(duì)亞甲炎診斷中的表現(xiàn)一致。但是在診斷過(guò)程中，需要注意的是亞甲炎病程不同，其甲亢癥狀和攝锝率也不同，若炎癥局限，病程處于恢復(fù)期（非亢進(jìn)期），其攝锝率的分離現(xiàn)象也不明顯。陸名義等[19]收集64例亞甲炎患者進(jìn)行早期和恢復(fù)期分別做攝锝率和攝碘率比較分析，結(jié)果顯示病變?cè)缙趦烧呔黠@減低，隨著病程的恢復(fù)，攝锝率和攝碘率變化不一致，攝碘率恢復(fù)較快，先于攝锝率，當(dāng)炎癥完全消退，攝锝率恢復(fù)正常后，甲狀腺可完全顯影。

4.2 甲狀腺99mTc顯像和攝锝率對(duì)Graves’病的診斷和鑒別中的應(yīng)用

Graves’病患者臨床上多首先表現(xiàn)為FT3升高，繼而FT4升高，并且FT3、FT4不受血清甲狀腺結(jié)合球蛋白的影響，甲狀腺攝99mTc顯像表現(xiàn)為甲狀腺形態(tài)完整，邊界清晰，攝取濃聚。雷生紅等[20]收集65例Graves’病患者進(jìn)行攝锝率與甲狀腺功能對(duì)照分析，結(jié)果顯示攝锝率與FT3相關(guān)性較好（r=0.767，P<0.05），可以反映Graves’病的發(fā)展過(guò)程和病情嚴(yán)重程度。Papi等[21]報(bào)道Graves’病治療前后甲狀腺功能與攝锝率定量參數(shù)基本一致，能準(zhǔn)確地反映甲狀腺功能的變化關(guān)系。攝锝率能夠較好地區(qū)分Graves’病患者和正常人群，具有較高的靈敏度和特異度，但是甲狀腺攝锝率不能鑒別Graves’病與高碘性甲亢，后者碘攝取受到抑制而攝锝率并不一定受到抑制。

4.3 甲狀腺攝锝率對(duì)抗甲狀腺藥物治療Graves’病停藥后復(fù)發(fā)的預(yù)測(cè)價(jià)值

抗甲狀腺藥物治療Graves’病緩解后復(fù)發(fā)率較高，促甲狀腺激素受體抗體明顯增高常常提示復(fù)發(fā)高風(fēng)險(xiǎn)，但是特異性和敏感度較低，陳文平等[22]搜集461例Graves’病患者經(jīng)抗甲狀腺藥物（Antithyroid drugs，ATD）規(guī)范治療18～24個(gè)月，療程結(jié)束停藥時(shí)檢測(cè)攝锝率，臨床緩解組中攝锝率增高比例（105/299）明顯低于未緩解組（155/162），兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=15.233，P<0.01）。在臨床緩解組中，攝锝率增高患者復(fù)發(fā)比例（98/105）明顯高于攝锝率正?；颊邚?fù)發(fā)比例（45/194），兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=21.118，P<0.01），且復(fù)發(fā)時(shí)間明顯 [（3.51±0.82）個(gè)月]明顯早于攝锝率正常組[（10.20±1.34）個(gè)月]，兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=17.45，P<0.05）。究其原因主要是因?yàn)榧谞钕贁z取功能增高（NIS轉(zhuǎn)運(yùn)表達(dá)增強(qiáng)、活性增高）和TPO活性增高是Graves’病發(fā)生的必備條件，ATD治療主要抑制TPO活性，對(duì)NIS的攝取功能無(wú)明顯作用，規(guī)則藥物治療后，激素水平達(dá)到正常，但攝取功能尚未完全恢復(fù)，高攝锝率仍是甲亢病理狀態(tài)的持續(xù)反映[23‐25]，因此，對(duì)于ATD治療Graves’病停藥前監(jiān)測(cè)攝锝率能夠有效地預(yù)測(cè)復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

4.4 甲狀腺攝锝率在131I治療Graves’病后甲減替代治療前后的變化

甲減是131I治療Graves’病的最終結(jié)局，包括早發(fā)(暫時(shí)性)甲減（<1年）和晚發(fā)（永久性）甲減（≥1年），替代治療是唯一手段。陳立[26]收集Graves’患者經(jīng)131I治療后暫時(shí)性甲減（46例）和永久性甲減（20例），并與正常健康對(duì)照組（50例）對(duì)比，結(jié)果顯示替代治療前暫時(shí)性和永久性甲減攝锝率均低于健康對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01），但暫時(shí)性與永久性甲減組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），替代治療后暫時(shí)性甲減組攝锝率恢復(fù)正常，而永久性甲減組攝锝率仍低于健康對(duì)照組和暫時(shí)性甲低組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）。因此，131I治療Graves’病后攝锝率測(cè)定并不能鑒別暫發(fā)性和永久性甲減，但是通過(guò)早期短時(shí)間的替代治療后，暫時(shí)性甲減可恢復(fù)正常，而永久性甲減往往無(wú)法恢復(fù)攝锝功能。究其原因主要是兩種甲減的發(fā)生機(jī)制可能不盡相同，131I治療后下丘腦‐垂體‐甲狀腺軸反饋短暫抑制，對(duì)促甲狀腺激素刺激不敏感，或者某些患者131I治療前體內(nèi)甲狀腺刺激抗體水平較高，經(jīng)過(guò)短期調(diào)整可部分恢復(fù)甲狀腺組織功能，但是治療前甲狀腺刺激抗體低水平者常無(wú)法恢復(fù)，成為永久性甲減，還有文獻(xiàn)認(rèn)為131I治療甲亢后的甲減與自身免疫有關(guān)[27‐29]。目前普遍認(rèn)為永久性甲減主要與患者的輻射敏感性和治療劑量顯著相關(guān)，敏感性越高、治療劑量越大，甲狀腺損傷更徹底，具有不可逆性[30]。

綜上所述，基于SPECT/CT甲狀腺99mTc顯像和攝锝率的測(cè)定，較傳統(tǒng)的甲狀腺攝碘率有較大優(yōu)勢(shì)，不僅能夠顯示甲狀腺的形態(tài)、大小，還可定量測(cè)定其攝取功能，已成為甲狀腺疾病治療前綜合評(píng)估的有效手段，對(duì)甲狀腺疾病，尤其是Graves’病的早期診斷、鑒別、ATD治療后復(fù)發(fā)預(yù)測(cè)以及131I治療隨訪中均具有較大的臨床應(yīng)用前景[31]。