SPECT/CT融合顯像在腫瘤骨轉(zhuǎn)移診斷中的應(yīng)用進(jìn)展

吳蓓 宋其韜 龍雷 馮思源 邢拓

骨骼是惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的常見部位，僅次于肺和肝臟[1]。任何腫瘤都可以發(fā)生骨轉(zhuǎn)移，并且部分腫瘤會(huì)以骨轉(zhuǎn)移瘤作為首發(fā)表現(xiàn)形式，接近10%的骨轉(zhuǎn)移瘤無法明確原發(fā)灶[2]。對(duì)晚期癌癥患者而言，不僅骨轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)增高，發(fā)生骨轉(zhuǎn)移后還會(huì)引起骨質(zhì)破壞及疼痛，甚至縮短患者的生存時(shí)間。因此，骨轉(zhuǎn)移瘤的早期定位、定性影像診斷對(duì)惡性腫瘤的分期、治療方案的擬定及預(yù)后具有極其重要的意義[3]。放射性核素骨顯像是目前公認(rèn)的診斷腫瘤骨轉(zhuǎn)移最有效的方法，99m锝-亞甲基二磷酸鹽（99mTc-MDP）全身骨顯像作為檢測骨轉(zhuǎn)移瘤的首選方法已被臨床廣泛應(yīng)用，其對(duì)腫瘤骨轉(zhuǎn)移的檢測敏感度高，特異性低[4]。單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描（SPECT）/X線計(jì)算機(jī)體層攝影（CT）融合骨顯像逐漸普及[5]，其在惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移診斷中具有較大優(yōu)勢，可有效提高骨骼病變?cè)\斷的準(zhǔn)確性[6]。

1 腫瘤骨轉(zhuǎn)移的臨床表現(xiàn)及發(fā)病機(jī)制

惡性腫瘤出現(xiàn)骨轉(zhuǎn)移后，容易出現(xiàn)骨相關(guān)事件，骨轉(zhuǎn)移早期較為隱匿，且無臨床癥狀。隨著病情發(fā)展至晚期才出現(xiàn)骨痛、病理性骨折等表現(xiàn)，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量及生命[7，8]。其中脊柱骨轉(zhuǎn)移是腫瘤骨轉(zhuǎn)移中較為特殊的一種，因脊柱功能和結(jié)構(gòu)的關(guān)系，此類骨轉(zhuǎn)移發(fā)生后脊髓及脊神經(jīng)會(huì)形成壓迫。如果脊髓壓迫過于嚴(yán)重，則可能會(huì)導(dǎo)致下肢癱瘓或四肢癱瘓，也可能喪失二便功能，影響患者的生活質(zhì)量。同時(shí)，當(dāng)發(fā)生骨轉(zhuǎn)移后，還會(huì)增加一系列并發(fā)癥，危害較大。腫瘤骨轉(zhuǎn)移的機(jī)制主要包括：腫瘤細(xì)胞發(fā)生遷移，直接侵襲骨骼組織；轉(zhuǎn)移瘤栓子容易在富含紅骨髓的骨骼處進(jìn)行生長繁殖，從而侵及骨骼而發(fā)生轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞會(huì)與受累骨骼之間發(fā)生相互反應(yīng)，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞在骨骼中繁殖并生長，形成骨轉(zhuǎn)移。

腫瘤骨轉(zhuǎn)移是骨骼系統(tǒng)發(fā)病率最高的惡性腫瘤。骨轉(zhuǎn)移與腫瘤轉(zhuǎn)移、骨骼富含生長繁殖條件等有關(guān)。同樣，原發(fā)灶的不同也會(huì)影響骨轉(zhuǎn)移部位和表現(xiàn)，其中肺癌、乳腺癌發(fā)生骨轉(zhuǎn)移多數(shù)以胸椎常見，肝癌和鼻咽癌則主要在腰椎部位出現(xiàn)骨轉(zhuǎn)移，骶椎骨轉(zhuǎn)移常見于前列腺癌患者。腫瘤骨轉(zhuǎn)移發(fā)生后如果能早期發(fā)現(xiàn)并治療，能夠有效提升患者的生存質(zhì)量，延長生存時(shí)間。

2 醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)的發(fā)展

在臨床診斷中，影像學(xué)技術(shù)一直是最佳的輔助手段之一。因?yàn)榻馄式Y(jié)構(gòu)圖像（如CT、MRI、B超等）與功能圖像（如SPECT、PET等）在診斷中單獨(dú)應(yīng)用時(shí)特異性差，因此功能成像和解剖成像相結(jié)合是目前的發(fā)展趨勢，逐漸形成了醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)[9]，其整合了功能影像與解剖影像的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展為“一幅圖像多元表達(dá)”的圖像融合技術(shù)[10]。該技術(shù)是不同圖像空間配準(zhǔn)后，形成全新的圖像組合方式，同時(shí)將不同源圖像囊括的信息凸顯出來，涵蓋單模融合、多模融合與模板融合多種形式，將圖像信息綜合展現(xiàn)，便于臨床診療參考。

圖像融合技術(shù)形成于90年代，之后逐漸發(fā)展，屬于圖像后處理技術(shù)之一。此技術(shù)的核心在于綜合利用不同源成像設(shè)備獲取信息后的融合展示，不僅能夠根據(jù)實(shí)際需要取舍，保留圖像中的“有用”部分，還能夠在同一張融合后的圖像上同時(shí)展示，為臨床診斷參考提供了便利，也提升了診斷準(zhǔn)確性。利用可視化軟件實(shí)現(xiàn)圖像的融合處理，有利于病變空間位置的確定、大小和幾何形狀的觀察，同時(shí)也能夠顯示病灶與周圍組織在空間上的關(guān)系，從而能高效地診斷疾病。此外，醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)也可以用于手術(shù)計(jì)劃制定、病理變化追蹤及臨床效果評(píng)價(jià)等方面，為其提供全面的信息參考，是醫(yī)學(xué)影像學(xué)發(fā)展中重要的里程碑[11]。

3 SPECT技術(shù)的發(fā)展

腫瘤骨轉(zhuǎn)移診斷中采用的SPECT技術(shù)近年來較常用，對(duì)腫瘤骨轉(zhuǎn)移診斷效果較好，屬于放射性核素骨顯像技術(shù)，主要利用骨顯像劑放射性核素锝-99m（Technetinum-99m，99mTc）標(biāo)記的亞甲基二磷酸鹽（MDP）等[12]，借助化學(xué)吸附效果附著于羥基磷灰石晶體表面，在有機(jī)質(zhì)結(jié)合下與未成熟骨膠原結(jié)合后于骨骼內(nèi)沉積，通過電光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)進(jìn)行斷層掃描，觀察骨骼內(nèi)顯像變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤骨轉(zhuǎn)移的診斷[13]。主要是依據(jù)骨骼各部位聚集放射性藥物的不同實(shí)現(xiàn)顯像區(qū)分，聚集放射性藥物不同與血流灌注量、代謝活躍度等有關(guān)。在發(fā)生腫瘤局部轉(zhuǎn)移或全身轉(zhuǎn)移時(shí)，骨骼的病理性改變會(huì)對(duì)骨組織血供、代謝等造成影響，且會(huì)干預(yù)成骨過程變化，從而表現(xiàn)出骨顯像的異常。利用全身骨顯像掃描范圍廣、敏感度高的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤骨轉(zhuǎn)移的有效診斷[6]，其效果比傳統(tǒng)X線更佳，且能比X線提早6個(gè)月發(fā)現(xiàn)早期骨轉(zhuǎn)移[14]。

SPECT技術(shù)在診斷腫瘤骨轉(zhuǎn)移時(shí)具有較高的敏感度。腫瘤骨轉(zhuǎn)移的多發(fā)性、不規(guī)則異常濃聚，對(duì)平面骨顯像診斷腫瘤骨轉(zhuǎn)移具有重要的指導(dǎo)價(jià)值，可以通過這些特點(diǎn)結(jié)合SPECT檢查結(jié)果確定是否發(fā)生腫瘤骨轉(zhuǎn)移。但該技術(shù)在診斷腫瘤骨轉(zhuǎn)移過程中的特異性差，如果患者存在骨損傷、骨退行性改變、骨質(zhì)增生及炎性改變等，定性診斷會(huì)影響腫瘤骨轉(zhuǎn)移的診斷結(jié)果，造成骨顯像中呈現(xiàn)假陽性[15]。張婷等[16]報(bào)道99mTc-MDP全身骨顯像在診斷腫瘤骨轉(zhuǎn)移中誤診率為4.69%，漏診率為5.78%，敏感度為94.22%，特異性為95.31%，診斷準(zhǔn)確率為91.21%，其診斷作用明顯優(yōu)于CT，在該研究中SPECT診斷的特異性較高，可能與選取病例情況有關(guān)。SPECT斷層骨顯像在診斷腫瘤骨轉(zhuǎn)移時(shí)可有效避免組織重疊的干擾，從而保證診斷中的識(shí)別分辨率，能夠發(fā)現(xiàn)平面骨顯像上隱匿的病灶，特別是溶骨性病灶。因此，漏診率明顯降低，診斷準(zhǔn)確率更高。馬成軍等[17]在研究中針對(duì)強(qiáng)直性脊柱炎患者進(jìn)行了SPECT全身骨顯像檢查，對(duì)SPECT檢查結(jié)果進(jìn)行分析，在診斷強(qiáng)直性脊柱炎時(shí)該技術(shù)具有較高的敏感度，并且可以一次性實(shí)現(xiàn)全身骨關(guān)節(jié)炎癥及代謝狀況的顯示。該技術(shù)的這一全面性特點(diǎn)使其在臨床中廣泛應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)全身骨關(guān)節(jié)炎癥與代謝的綜合評(píng)價(jià)，有利于早期診斷腫瘤骨轉(zhuǎn)移后的變化。

在腫瘤骨轉(zhuǎn)移的診斷中，SPECT技術(shù)的應(yīng)用效果可能與疾病情況、掃描方式等有關(guān)，也與組織干擾有關(guān)，這些因素的影響可能會(huì)導(dǎo)致SPECT全身骨顯像技術(shù)的診斷效果不理想，因此也成為該技術(shù)逐漸被SPECT/CT融合顯像取代的重要原因之一。

4 SPECT/CT融合骨顯像技術(shù)的發(fā)展

SPECT/CT融合骨顯像技術(shù)是醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)中的典型代表，可發(fā)揮出SPECT與CT各自的優(yōu)勢，是骨代謝與CT同機(jī)融合顯像，充分融合了骨代謝信息檢測結(jié)果與CT同機(jī)影像結(jié)果，一次顯像即可將功能、代謝情況與局部解剖信息同時(shí)呈現(xiàn)[18]。相比于傳統(tǒng)的SPECT更容易定位病灶，解決了全身骨顯像定位困難的問題，對(duì)于提升腫瘤骨轉(zhuǎn)移診斷的敏感度具有顯著優(yōu)勢[19]。同機(jī)融合CT成像利于確定病灶代謝異常范圍，并且能夠顯示正常骨骼與病灶間的移行帶寬窄、是否存在骨膜反應(yīng)及病灶邊緣清晰度等，可為骨轉(zhuǎn)移診斷提供有力的參考依據(jù)。

但SPECT/CT融合骨顯像技術(shù)與醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)整體面臨的問題一樣，也存在一些難點(diǎn)，影響SPECT/CT融合骨顯像技術(shù)的應(yīng)用效果。首先，因成像系統(tǒng)之間的原理不同，采取圖像的格式、方式、圖像質(zhì)量、空間與時(shí)間特性等都有明顯差異性，因此融合顯像的穩(wěn)定性與精度仍有待提升。其次，能夠正確理解SPECT/CT融合骨顯像圖像是該技術(shù)的重點(diǎn)之一，關(guān)鍵在于綜合處理各種成像設(shè)備獲取的信息，但融合顯像已經(jīng)屬于全新的領(lǐng)域，如何充分利用檢查結(jié)果的綜合信息，還需要不斷的實(shí)驗(yàn)和證明。最后，雖然SPECT/CT融合骨顯像技術(shù)凸顯出了圖像融合的技術(shù)優(yōu)勢，但也因此存在一定的未知性影響，在圖像融合時(shí)很多差異使融合后的圖像不可能達(dá)到絕對(duì)的最優(yōu)，因此，很難明確某種檢測一定優(yōu)于另一種，特別是融合圖像，因此還應(yīng)解決客觀評(píng)價(jià)、比較融合性能標(biāo)準(zhǔn)帶來的影響。

臨床上常將SPECT/CT融合骨顯像技術(shù)與SPECT全身骨顯像技術(shù)作對(duì)照，因此了解兩者在臨床診斷中的應(yīng)用進(jìn)展，評(píng)價(jià)彼此之間的差異性，對(duì)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)SPECT/CT融合骨顯像技術(shù)及其在骨轉(zhuǎn)移診斷中的作用，具有重要的參考價(jià)值。

5 SPECT/CT融合骨顯像對(duì)腫瘤骨轉(zhuǎn)移的診斷價(jià)值

SPECT/CT融合骨顯像在SPECT的基礎(chǔ)上增加了CT診斷的功能，可借助病變部位CT上的特征性征象對(duì)各種原發(fā)腫瘤進(jìn)行診斷，屬于代謝與解剖學(xué)圖像融合形成的產(chǎn)物[20]。通過采用SPECT/CT融合骨顯像技術(shù)，可發(fā)現(xiàn)腫瘤骨轉(zhuǎn)移的形態(tài)學(xué)改變，有利于區(qū)分骨轉(zhuǎn)移灶與其他良性改變之間的差異，在腫瘤骨轉(zhuǎn)移發(fā)生過程中，無論原發(fā)病灶通過哪種形式完成癌細(xì)胞向骨骼內(nèi)的轉(zhuǎn)移，都會(huì)出現(xiàn)溶骨、成骨及混合特征，并且可見片狀骨質(zhì)的吸收與破壞，表現(xiàn)出不規(guī)則形狀，產(chǎn)生轉(zhuǎn)移病灶及周圍軟組織中的團(tuán)塊狀高密度骨質(zhì)硬化影及密度影，并且可見骨小梁紊亂、粗糙、增厚而間隙變窄的情況。

相比于單排定位CT技術(shù)，SPECT/CT可更有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)骨密度改變的識(shí)別，如溶骨性改變、成骨性改變等。利用SPECT/CT融合顯像可對(duì)骨顯像上的陽性病灶準(zhǔn)確定位，保證診斷的準(zhǔn)確性，也有利于區(qū)分與骨轉(zhuǎn)移灶容易混淆的病變，有助于鑒別診斷。同時(shí)，該技術(shù)還能捕獲骨顯像中無放射性濃聚的病變，為臨床診斷提供更加準(zhǔn)確、全面的信息。SPECT/CT融合骨顯像技術(shù)配備了較高的空間分辨率和密度分辨率，可清晰顯示濃聚病灶的解剖結(jié)構(gòu)及病變發(fā)生發(fā)展過程中的形態(tài)，展現(xiàn)出病灶位置骨密度改變性質(zhì)、骨皮質(zhì)破損情況及骨小梁的分布，相比于傳統(tǒng)的CT檢查也具有較大差異性。彭東等[5]在研究中針對(duì)SPECT/CT融合顯像診斷腫瘤骨轉(zhuǎn)移進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示SPECT/CT融合顯像對(duì)病灶的診斷敏感度、特異性更高，相比于單純SPECT全身骨顯像技術(shù)，具有更好的診斷效能。說明SPECT/CT融合顯像相比于全身骨顯像能夠更好地診斷腫瘤骨轉(zhuǎn)移。李江城等[21]對(duì)比了全身骨顯像與SPECT/CT融合顯像診斷腫瘤骨轉(zhuǎn)移的效能，結(jié)果顯示SPECT/CT融合顯像診斷能夠提升對(duì)單發(fā)骨轉(zhuǎn)移瘤的診斷效能。

在腫瘤骨轉(zhuǎn)移診斷中應(yīng)用SPECT/CT融合骨顯像技術(shù)更具優(yōu)勢，這與該技術(shù)配備了較高的空間分辨率和密度分辨率有關(guān)，可清晰顯示濃聚病灶的解剖結(jié)構(gòu)和病變進(jìn)展時(shí)的狀態(tài)，表現(xiàn)出病灶位置骨密度改變性質(zhì)、骨皮質(zhì)破損情況及骨小梁分布特點(diǎn)，具有更高的診斷價(jià)值。

6 總結(jié)與展望

CT解剖分辨率高、特異性強(qiáng)，但靈敏度較低，且受檢查視野限制[22]。SPECT/CT則在核醫(yī)學(xué)功能特異性的基礎(chǔ)上，有機(jī)結(jié)合了CT的解剖特異性，使二者優(yōu)勢互補(bǔ)，在腫瘤骨轉(zhuǎn)移的診斷中具有更高的敏感度和特異性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)骨骼的解剖結(jié)構(gòu)、密度改變和準(zhǔn)確定位等功能的有機(jī)整合，提升了對(duì)腫瘤骨轉(zhuǎn)移的診斷效能。相比平面骨顯像，其提高了對(duì)良、惡性骨腫瘤的鑒別診斷能力；相比單純的CT或X線平片檢查，其能夠更加準(zhǔn)確地判斷病灶范圍及其毗鄰組織的受累情況；更全面、準(zhǔn)確地診斷原發(fā)性良、惡性骨腫瘤，并可評(píng)價(jià)患者術(shù)后的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。但其仍會(huì)出現(xiàn)誤診病例，對(duì)骨轉(zhuǎn)移的最終診斷“金標(biāo)準(zhǔn)”并非客觀單一。因此，隨著SPECT/CT融合骨顯像技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，與非影像學(xué)手段結(jié)合使用，或許有助于進(jìn)一步提升腫瘤骨轉(zhuǎn)移的診斷效能，期望在今后的研究中能夠進(jìn)一步探索。