锝-99m定量SPECT/CT臨床應(yīng)用進(jìn)展*

龔成鵬， 李 坤， 胡 佳， 高再榮

華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，分子影像湖北省重點實驗室，武漢 430022

定量核醫(yī)學(xué)的目的是對放射性示蹤劑的局部濃度進(jìn)行相對或絕對的數(shù)值評估，以克服純粹視覺分析的缺點[1-2]，加強(qiáng)核醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)解釋的客觀性，從而加強(qiáng)診斷準(zhǔn)確性[3]。正電子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描(positron-emission computed tomography，PET)是一種固有的定量成像方式，其獨特的雙光子符合探測機(jī)制，使其即使在與CT融合之前，依然可以定量，在解讀PET圖像時，標(biāo)準(zhǔn)化攝取值(standardized uptake value，SUV)被廣泛用作評估疾病活動的非常有用的定量參數(shù)[4-5]。然而，單光子發(fā)射計算機(jī)斷層掃描(single photon-emission computed tomography，SPECT)靈敏度及空間分辨率都不如PET，且單光子的探測及校正相較于正電子更為復(fù)雜，過去常認(rèn)為SPECT無法進(jìn)行類似于PET的全定量分析。近年來隨著SPECT/CT融合技術(shù)、圖像重建算法、光子補(bǔ)償技術(shù)等的不斷完善和應(yīng)用，技術(shù)瓶頸正在不斷被打破，SPECT/CT全定量分析己經(jīng)成為可能[6]。SUV和百分注射劑量率(%injected dose，%ID)的應(yīng)用也使單光子成像從定性評價轉(zhuǎn)變?yōu)槎吭u價，已有多項研究證明臨床掃描中定量SPECT的有效性[7-9]。目前報道的SPECT/CT定量分析中使用最多的是锝-99m(technetinum-99m，99mTc)標(biāo)記的放射性藥物，其臨床應(yīng)用主要集中在骨、關(guān)節(jié)和甲狀腺等疾病中。

1 99mTc定量SPECT/CT在骨骼、關(guān)節(jié)疾病中的應(yīng)用

核素骨顯像是臨床上最常用的核醫(yī)學(xué)檢查方法，一次成像即可了解全身骨骼代謝情況，具有靈敏度高、價格相對低廉、無檢查禁忌證等優(yōu)點。但由于是平面顯像，前后影像重疊加之病灶的濃聚程度都是靠視覺分析，缺乏定量指標(biāo)，不能客觀評價骨鹽代謝的細(xì)微變化。定量SPECT/CT一定程度上彌補(bǔ)了這些不足，Cachovan等[10]最先使用99mTc SPECT/CT定量骨骼中的放射性活度，該研究報道了注射555 MBq99mTc-二磷丙二羧酸(diphosphonopropanedicarboxylic acid，DPD)4 h后，測量133個正常腰椎椎體的絕對放射性活度是(48.15±13.66)kBq/mL[相當(dāng)于SUVmean(5.91±1.54)]。99mTc-亞甲基二膦酸鹽(methylene disphosphonate，MDP)顯像測量結(jié)果基本與此一致[11-12]，都與18F PET掃描所測的腰椎SUV范圍大致一致。因此在一定程度上說明SPECT/CT定量技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了臨床應(yīng)用水平。

在對正常骨骼SUV影響因素的研究中顯示，胸腰椎的SUV無明顯差異，但無論是SUVmean還是SUVmax，胸椎的變異系數(shù)都高于腰椎[13]。Cachovan等[10]研究表明，椎體SUV與年齡呈負(fù)相關(guān)。Rohani等[13]的研究則顯示，SUV與年齡和體重沒有明顯相關(guān)性，而與身高具有較好相關(guān)性，這在既往文獻(xiàn)很少出現(xiàn)，作者認(rèn)為其原因可能是較高受試者比較矮受試者具有更高的骨密度(bone mineral density，BMD)。兩項研究均顯示BMD與SUV呈正相關(guān)[10，13]。Huang等[14]首次將腰椎SUV與腰椎BMD進(jìn)行相關(guān)性比較研究，結(jié)果表明，定量骨SPECT/CT是骨質(zhì)疏松患者骨代謝臨床量化的有效工具。因此SPECT SUV可能成為區(qū)分骨質(zhì)疏松和正常椎骨的一個有用參數(shù)。

SUV在非轉(zhuǎn)移性骨骼疾病的研究中應(yīng)用也較多。Bae等[15]使用SPECT定量可能引起骨科問題的足副舟骨(accessory navicular bone，ANB)，發(fā)現(xiàn)SUVmax與ANB危險程度相關(guān)聯(lián)，高危型和最終需手術(shù)治療的ANB多是那些SUVmax高的患者。Suh等[16]對顳頜關(guān)節(jié)病(temporomandibular joint disorder，TMD)的研究顯示，SUVmax對TMD分類比傳統(tǒng)的平面顯像靶本比更有效率。Kim等[17]對膝關(guān)節(jié)退行性變患者的研究顯示，用SUVmax比主觀癥狀更能可靠地評估疾病的嚴(yán)重程度。Ryoo等[18]對股骨頸骨折患者股骨頭活力評價的研究顯示，無活力的股骨頭SUVmin顯著降低，定量骨SPECT/CT有望客觀評價股骨頭的生存能力。

定量骨SPECT/CT SUV的測量雖然已較為準(zhǔn)確，但能否用于腫瘤骨轉(zhuǎn)移的鑒別診斷還有爭議。Rohani等[19]的研究顯示前列腺癌骨轉(zhuǎn)移SPECT SUVmax明顯高于退行性關(guān)節(jié)疾病(degenerative joint disease，DJD)，SUVmax≥20可用于鑒別骨轉(zhuǎn)移與DJD。而在另一項乳腺癌骨轉(zhuǎn)移的研究顯示，無法用SUV值區(qū)分骨轉(zhuǎn)移與DJD[13]。He等[20]的研究也顯示出頸椎和胸椎退行性變SUV與正常骨骼之間沒有統(tǒng)計學(xué)差異。骨轉(zhuǎn)移的表現(xiàn)是多樣的，有些骨轉(zhuǎn)移可能不表現(xiàn)出高攝取，或表現(xiàn)為低攝取，相反有些良性骨骼疾病如DJD表現(xiàn)出高攝取。因此，結(jié)合患者的臨床癥狀及其他影像學(xué)檢查鑒別診斷骨轉(zhuǎn)移可能比簡單地為鑒別骨轉(zhuǎn)移制定SUV標(biāo)準(zhǔn)更為關(guān)鍵。

除了SUV，%ID也可用于骨定量的研究，使用ID%/g可以準(zhǔn)確地定量股骨頭缺血性壞死的部位及骨代謝的情況，為后期臨床治療提供診斷依據(jù)[21]。Dittmann等[22]的研究顯示SUVmax與轉(zhuǎn)移性去勢難治性前列腺癌總生存率(overall survival，OS)無關(guān)，%ID/L被確定為OS的一個獨立的預(yù)后因素。

總的來說，多項研究使用定量SPECT/CT測量正常骨的SUV差別已經(jīng)很小，BMD與骨定量指標(biāo)相關(guān)性較好。但目前對定量結(jié)果的精確解讀及治療前后定量指標(biāo)的變化趨勢研究很少，這可能也是其未作為常規(guī)項目廣泛開展的原因之一。因此后期前瞻性的定量骨SPECT/CT研究應(yīng)將反映BMD的相關(guān)指標(biāo)納入考慮并注重定量測量結(jié)果對臨床診療的指導(dǎo)意義。

2 99mTc定量SPECT/CT在甲狀腺疾病中的應(yīng)用

近年來，定量SPECT/CT在甲狀腺疾病中的應(yīng)用研究也越來越多。眾所周知甲狀腺放射性核素攝取率的測量已經(jīng)在核醫(yī)學(xué)中應(yīng)用了近50年，最經(jīng)典的是甲狀腺攝取131I的測定。但由于131I的物理半衰期較長，發(fā)出的γ射線能量太高，且要間隔24 h顯像，作為示蹤劑不太理想。國際原子能機(jī)構(gòu)曾推薦用99mTc高锝酸鹽(99mTcO4-)作為甲狀腺早期攝取實驗的示蹤劑。甲狀腺攝取99mTcO4-的傳統(tǒng)測量方法是采用甲狀腺功能儀(thyroid uptake system，TUS)測量頸前區(qū)(甲狀腺)和大腿肌肉上的計數(shù)比較。計算公式為：99mTcO4-攝取率=(頸前區(qū)計數(shù)-大腿計數(shù))/(滿針計數(shù)-空針計數(shù))×100%[23]。Lee等[23]在注射99mTcO4-(185 MBq)20 min后對甲狀腺進(jìn)行1 min的快速連續(xù)SPECT/CT掃描，使用軟件(Volumetrix MI，GE Healthcare)重建SPECT圖像，并在CT橫斷位圖像上逐層勾畫甲狀腺感興趣區(qū)(region of interest，ROI)生成甲狀腺感興趣體積(volume of interest，VOI)，用劑量學(xué)軟件Dosimetry Toolkit(GE Healthcare)根據(jù)注射前后劑量、測量時間、注射時間、顯像時間、校正因子等分析計算VOI的99mTcO4-攝取率，結(jié)果顯示了定量SPECT/CT相對于TUS的高準(zhǔn)確性，與TUS相比，定量SPECT/CT克服了組織重疊及唾液腺、唾液等甲狀腺組織外攝取對結(jié)果的干擾，從而明顯提高了準(zhǔn)確性。此外根據(jù)公式(1，2)分別計算勾畫的甲狀腺VOI的SUVmean，SUVmax。顯示99mTcO4-攝取率、SUVmean、SUVmax在毒性彌漫性甲狀腺腫(Graves’disease，GD)中最高，在正常甲狀腺次之，在甲狀腺炎中最低。SUVmean、SUVmax與甲狀腺功能狀態(tài)相關(guān)，定量SPECT/CT顯示的SUV可作為評估甲狀腺功能狀態(tài)的參數(shù)。

來自Dong等[24]的前瞻性多中心研究與Lee等[23]的研究方法上的不同是在注射99mTcO4-30 min后行常規(guī)甲狀腺SPECT/CT掃描，采集的數(shù)據(jù)使用了一種新的Q-metrix定量分析軟件將SPECT重建算法、校正技術(shù)及劑量學(xué)計算融入在內(nèi)，并利用閾值法自動勾畫VOI直接輸出定量分析數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示GD患者的SUVmean、SUVmax與甲狀腺激素水平及24 h攝碘率呈正相關(guān)。以SUVmean大于116.66為閾值，診斷GD的靈敏度為98.2%，特異度為97.3%。這說明定量SPECT/CT測量的甲狀腺SUV具有很高的靈敏度和特異度，可用于臨床診斷和評價GD。自動勾畫的VOI與彩超測量的甲狀腺體積幾乎一致。這為甲狀腺體積(重量)的測量提供了一種簡單易行，準(zhǔn)確性較高的方式，在準(zhǔn)確定量甲狀腺功能的同時還有助于GD患者131I治療劑量的估算。

99mTc定量SPECT/CT在甲狀腺疾病中的應(yīng)用研究還有很多。如定量SPECT/CT顯示甲狀腺高攝取99mTcO4-(>5%)與抗甲狀腺藥物甲巰咪唑反應(yīng)較差相關(guān)[25]；定量SPECT/CT還可能區(qū)分慢性甲狀腺炎患者與甲狀腺功能正常患者[26]；SUVmax可能在甲狀腺熱結(jié)節(jié)的界定方法上發(fā)揮重要作用，并最終影響治療決策[27]。但131I定量SPECT/CT應(yīng)用目前還不成熟，主要有以下幾方面原因：高能量光子散射及準(zhǔn)直器模糊效應(yīng)精確校正較難；高能準(zhǔn)直器131I顯像空間分辨率明顯低于低能準(zhǔn)直器99mTc顯像[28]，有限分辨率引起部分容積效應(yīng)更為顯著；甲狀腺癌術(shù)后高劑量的放射性碘治療后，頸部放射性將會高度濃聚在殘留甲狀腺組織內(nèi)，造成一個小區(qū)域濃聚很高的放射性，由于死時間的存在可能會嚴(yán)重低估真實的放射性；患者病情不同131I生物半衰期差異很大，不易估算等。已經(jīng)有學(xué)者在對131I定量SPECT/CT做深入研究[28-29]，相信隨著技術(shù)的發(fā)展這些難題也將一一解決。總之，定量SPECT/CT的出現(xiàn)將會使甲狀腺疾病的核素診療更精細(xì)化、精準(zhǔn)化。

3 99mTc定量SPECT/CT在其他方面的應(yīng)用

99mTc定量SPECT/CT除了可以評價甲狀腺疾病外，一樣可以評價唾液腺功能，因為99mTcO4-同樣可以使唾液腺顯像。Kim等[30]進(jìn)行了臨床研究，分別在靜脈注射15 mCi(1 mCi=37 MBq)99mTcO4-后20 min及40 min行2次定量SPECT/CT，30 min時舌下含服維生素C或者檸檬刺激唾液腺分泌。計算腮腺和下頜下腺20 min的%ID和20～40 min的排泄百分比。產(chǎn)生4個定量參數(shù)：腮腺攝取百分比、下頜下腺攝取百分比、腮腺排泄百分比和下頜下腺排泄百分比，結(jié)果表明注射顯像劑后20 min的下頜下腺攝取百分比對干燥綜合征(sjgren’s syndrome，SS)有診斷價值，定量SPECT/CT對客觀評價唾液腺的生理功能具有重要作用，可以更有效地鑒別SS。這一研究可能對日后SS新的量化診斷方式的提出及治療提供依據(jù)。

99mTc定量SPECT/CT還可應(yīng)用于經(jīng)肝動脈內(nèi)照射放療栓塞(transhepatic arterial radioembolization，TARE)前的劑量評估。90Y(Yttrium-90，90Y)微球介入治療在肝臟惡性腫瘤的治療中發(fā)揮著較為重要的作用，它不僅能替代常規(guī)經(jīng)導(dǎo)管動脈化療栓塞術(shù)(transcatheter arterial chemoembolization，TACE)用于中晚期肝癌的治療，還可以與抗腫瘤藥物聯(lián)合應(yīng)用治療晚期肝癌，具有良好的應(yīng)用前景。90Y微球介入前需先使用99mTc-聚合白蛋白(macro aggregated albumin，MAA)肺灌注顯像模擬90Y微球分布，并根據(jù)肺灌注顯像顯示肺分流分?jǐn)?shù)來確定90Y微球的給藥劑量，肺分流分?jǐn)?shù)等于肺部放射性計數(shù)除以肺部和肝部放射性計數(shù)之和的百分比。肺分流分?jǐn)?shù)大于20%，是TARE治療的絕對禁忌證[31]。單次TARE肺吸收劑量超過30 Gy或多次累積劑量超過50 Gy也被視為TARE的禁忌證[32-33]。如果肺絕對吸收劑量小于30 Gy，在平面顯像中測得的肺分流分?jǐn)?shù)超過20%可能也不會引起嚴(yán)重的不良反應(yīng)；肺絕對吸收劑量偏高，即使平面顯像中測得的肺分流分?jǐn)?shù)在20%以下，一樣是不能接受的。毫無疑問，基于平面圖像的肺分流分?jǐn)?shù)測量存在局限性，使用定量SPECT/CT計算肺分流分?jǐn)?shù)準(zhǔn)確性顯然會高于平面顯像。且在血管造影條件完全相同的情況下，99mTc-MAA在各器官的分布可以模擬90Y微球的介入后在各器官的分布。90Y微球放射劑量與吸收劑量之間存在線性關(guān)系，定量SPECT/CT通過對99mTc-MAA在各器官分布定量分析，從而提供不同情況下各器官直觀的測定劑量。因此定量99mTc-MAA SPECT/CT將有助于TARE術(shù)前更精準(zhǔn)及更復(fù)雜治療計劃的制定。

4 小結(jié)與展望

99mTc定量SPECT/CT擁有廣闊的應(yīng)用前景，其在骨、關(guān)節(jié)疾病及甲狀腺疾病中的應(yīng)用已較為廣泛，并正擴(kuò)展到核醫(yī)學(xué)各領(lǐng)域。隨著SPECT/CT技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，131I等高能核素也將可能實現(xiàn)定量，這些技術(shù)發(fā)展及臨床應(yīng)用將為核醫(yī)學(xué)精準(zhǔn)診療提供進(jìn)一步的技術(shù)支持。