SPECT/CT融合顯像診斷骨骼疾病的應用研究與進展

裴妮慧，柳炳吉，李杰，孔寧寧，于華

青島大學醫學院第二附屬醫院 核醫學科，山東 青島，266042

SPECT/CT融合顯像診斷骨骼疾病的應用研究與進展

裴妮慧，柳炳吉，李杰，孔寧寧，于華

青島大學醫學院第二附屬醫院 核醫學科，山東 青島，266042

SPECT/CT是一種將SPECT的功能特異性和CT的解剖特異性有機融合的分子影像裝置，SEPCT/CT融合顯像有助于更好地理解疾病的病理生理和診斷，為疾病的定位和定性診斷提供客觀依據。本文介紹了SEPCT/CT融合顯像在惡性腫瘤骨轉移、原發骨腫瘤、良性骨骼疾病診斷中的優勢，并指出其在腫瘤與非腫瘤疾病尤其是骨骼疾病的診斷、治療方面有著廣闊的應用前景。

SPECT/CT；骨顯像；圖像融合

全身骨顯像可以反映骨骼系統病變早期的骨代謝、血流、炎癥等變化，是篩查腫瘤骨轉移的首選方法。近年來，SPECT/CT將SPECT的功能顯像和CT的解剖顯像進行有機結合，具有掃描范圍廣、檢查時間短、三維圖像能為手術定位等優點，體現出診斷互補模式的優勢，降低了骨顯像假陽性,減少了溶骨性病灶的假陰性，提高了良惡病變的檢出率及鑒別診斷能力。本文就國內外相關研究報道對SPECT/CT融合顯像在骨骼良惡性病變診斷中的優勢及應用進展進行了總結分析。

1 常規影像學檢查技術在診斷骨骼系統良惡性疾病中存在的局限性及SPECT/CT的性能優勢

影像醫學的發展水平已成為現代醫學重要的診斷工具，可通過影像特點對骨骼良惡性疾病進行分析與診斷，但各種檢查技術在診斷骨骼系統良惡性疾病中均存在一定局限性。X線平片對解剖結構復雜如脊柱的顯示具有一定的局限性，在病變早期、腫瘤內部結構以及周圍組織關系中分辨率較差[1]；CT檢查對于發生在骨髓腔內尤其是位于肋骨、胸骨的骨髓腔且無骨皮質改變時的轉移瘤診斷較為困難[2]；MRI成像較難進行整體的全面性觀察，且對正常骨皮質及腫瘤骨結構的細節清晰方面、軟組織中的骨化和鈣化的辨識能力尚不如CT及X線平片[3]；PET/CT對單純成骨性病灶的檢出靈敏度較低，容易造成假陰性[4]，且昂貴的設備與藥物成本限制了其在臨床的大范圍推廣和應用。

目前，新型分子醫學影像設備SPECT/CT是一種將SPECT的功能特異性和CT的解剖特異性有機融合的分子影像裝置。SPECT部分探頭的重量和體積的減輕提高了SPECT/CT整體性能，提高了SPECT/CT斷層旋轉速度、探頭的穩定性等；由多方向同時收集體內發射的光子信息，整機靈敏度大大提高，同時具有得到二維圖像的照相機的所有功能和快速進行全身骨掃描的功能等；雙探頭SPECT繞人體旋轉的軌跡改為橢圓形旋轉軌跡后，分辨率顯著提高，均勻性也有明顯改善；同時采用了新探頭壓力敏感裝置，能夠使探頭更加接近人體，實現高分辨率和高靈敏度的完美結合。SPECT/CT配置了16排的診斷性螺旋CT，不僅實現了解剖結構的精確定位，同時還可以通過不同軟組織及骨骼對X線與γ光子衰減比例因子的不同，由CT值計算線性衰減系數，進行SPECT的衰減校正，提高SPECT/CT圖像融合，使得臨床疾病的診斷能力大大提高[5]。應用ELEM法達到了更好重建圖像的效果，應用計算機將SPECT與CT圖像信息進行數字化綜合處理，將多源數據進行空間配準后，產生了一種全新的影像信息，整體性能指標均較常規SPECT顯著提高，為臨床提供更多的診斷信息，在診斷疾病及評價預后等方面更具有臨床應用價值[6-7]。

2 SPECT/CT融合顯像在惡性骨骼疾病中的臨床應用

2.1 惡性腫瘤骨轉移

骨骼是惡性腫瘤（尤其是肺癌、乳腺癌、前列腺癌）轉移的好發部位，Clohisy等在隨訪中發現80％以上女性乳腺癌患者和90％以上男性前列腺癌患者死于骨轉移，早期確定有無骨轉移對惡性腫瘤患者的臨床分期、確定治療方案及判斷預后至關重要。國內外學者[8-9]研究報道，SPECT/CT對單發脊柱、肋骨及頂骨病變診斷價值較高，其診斷的準確率及特異性均明顯高于骨掃描及單獨的SPECT或單獨的CT掃描，SPECT/CT可明顯改變多種腫瘤患者分期和治療方案的選擇。

肺癌患者需在術前、放化療前，明確判斷出有無骨轉移，這對其預后及治療方案的選擇有重要的臨床意義。常城等[10]對196例肺癌患者行SPECT/CT與全身骨掃描對比分析，結果顯示SPECT/CT顯像診斷骨轉移瘤的敏感性和特異性均較全身骨顯像顯著提高。對于脊柱、肋骨單發病灶、骨良性病變能夠明確診斷，SPECT/CT融合顯像減少了肺癌骨轉移瘤的假陽性率，從而為肺癌的診斷和分期提供了安全靈敏的新方法[11]。Sharma[12]等研究報道，SPECT/CT診斷乳腺癌骨轉移的準確率、靈敏度、特異度、陽性預測值和陰性預測值分別為90％、83％、98％、98％和85％，研究結果與國內學者樊孝廉[13]的報道基本一致。乳腺癌的早期診斷對乳腺癌患者的及時治療及提高生存率至關重要，然而許多乳腺癌患者處于絕經期或圍絕經期，接受化學治療后易導致骨折等并發癥的發生，增加了診斷的難度，此時，進行SPECT/CT融合顯像可增加檢出率。前列腺癌骨轉移以脊柱和骨盆的轉移最常見，特別是對于骨顯像時意外發現的膀胱放射性異常（尿潴留）患者，SPECT/CT顯著提高了骶髂關節及髖關節等部位病灶診斷的準確率，減少了患者導尿后重新骨掃描的麻煩?？嘴萚14]對43例病理診斷為前列腺癌患者異常濃聚處行SPECT/CT顯像，最終確診了36例骨轉移，明顯提高了前列腺癌骨轉移診斷效能，與國外學者Helyar[15]、M cLoughlin[16]等人研究結果類似。對于髖關節部位的濃聚不可以簡單的考慮為關節的退行性病變，尤其是當受檢者述有腿痛的癥狀時，增加對骨盆的SPECT/CT掃描尤為關鍵。另外其他人為因素造成的衰減“冷區”或“熱區”，如接受盆腔放射治療不久的患者在放療范圍內可形成片狀放射性攝取增高,也可造成放射性稀疏。對于宮頸癌放療后的患者，全身骨顯像常常顯示骨盆多個異常放射性濃聚灶,往往初步診斷為骨盆多發轉移瘤，然而通過SPECT/CT顯像，結合患者的病史、放療史，最終確診為宮頸癌引起的骨質疏松性骨折[17]，考慮骨轉移瘤一般不發生在放療過的部位，建議患者保守治療，以免接受不必要的放射損傷，甚至引起椎體出現病理性骨折而致脊髓壓迫。

對于腫瘤骨轉移的診斷，應綜合分析患者病史、臨床癥狀和各項輔助檢查指標，不應僅以放射性分布異常或CT骨質密度改變作為診斷骨轉移的“金標準”，腫瘤骨轉移的早期往往病灶比較局限，骨質密度改變不明顯易造成誤診，這種情況建議應嚴密隨訪、動態觀察、綜合分析[18]。

2.2 原發骨腫瘤

骨腫瘤多見于年輕人，SPECT/CT顯像聯合了99Tcm-MDP骨掃描對骨骼組織的特殊靶向作用與CT對溶骨、成骨、腫瘤邊緣、病灶內鈣化、骨化等成骨類骨腫瘤的診斷優勢，使融合顯像的特異性、準確度均得到提高，對腫瘤的定性診斷、侵襲范圍、監測復發、治療效果等方面的準確評估意義重大。何偉等[19]研究報道SPECT/CT融合顯像對成骨性和骨化性較強的原發骨腫瘤中骨肉瘤、骨巨細胞瘤、骨髓瘤的診斷具有較高的準確性。SPECT/CT融合顯像對骨肉瘤基本上可以做到定性診斷，可在融合圖像上觀察到骨腫瘤的成骨活性區、成骨性或溶骨性骨質破壞、骨膜反應、病理性骨折及軟組織腫塊影等，能比較真實地顯示病變的實際范圍，作為手術切除的依據，對放射治療的計劃判定也有較大的臨床應用價值。然而SPECT/CT融合顯像在軟組織侵犯較強的骨腫瘤或腫瘤樣病變如軟骨肉瘤、平滑肌肉瘤、骨神經鞘瘤、尤文肉瘤或黑素瘤等疾病的診斷中準確性較弱，有研究報道[20]對溶骨性骨腫瘤病變PET/CT較SPECT/CT更為敏感和準確，MRI成像在診斷神經來源性和軟組織腫塊形成的原發骨腫瘤中的準確性較高[19]，因此在臨床應用中應針對不同的情況具體對待。

3 SPECT/CT融合顯像在良性骨骼疾病中的應用

近年來，隨著SPECT骨顯像的適應證不斷擴展及新型放射性藥物的開發，SPECT/CT融合顯像逐步應用于診斷骨折、退行性骨關節炎、骨壞死、骨結核及骨良性腫瘤等良性骨骼疾病[21]。

3.1 骨折及骨關節炎

部分沒有明確外傷史的患者，骨顯像劑99Tcm-MDP可濃聚于局部骨代謝異?；钴S的部位，通過SPECT/CT融合顯像能發現病灶（如膝關節、髖關節、脊柱等部位）各方位骨骼重疊、解剖結構復雜處的隱性骨折或應力性骨折[22]，同機CT圖像尚可提供骨紋理模糊、紊亂、聚集，骨密度減低或增高，骨皮質不連續等征象[23]，實現影像信息互補，顯著降低隱匿性骨折的誤診率、漏診率。其對肋骨上的病變數量及形態，尤其是肋骨在腋中線處的骨折有著X線及CT無法替代的作用。劉雅潔等[24]對20例臨床可疑骨折而常規X線檢查未見明顯骨折的患者進行SPECT/CT融合顯像，80％明確診斷為骨折，其中胸腰椎、髖關節等復雜解剖部位的骨折均由SPECT/CT確診。臨床上對于有一定臨床癥狀但病因不明確以及沒有發生明顯解剖形態改變的早期退行性骨關節炎診斷較困難，有關研究[25-26]認為SPECT/CT更適用于復雜小關節處骨關節炎的檢測及定位,它能反映關節面的功能代謝情況、關節周圍軟組織的改變，在診斷骨關節炎中具有較高的觀察一致性，對骨關節炎的分期也有一定的幫助。

3.2 股骨頭缺血性壞死

應用SPECT骨掃描和骨三相檢查缺血性骨壞死已有多篇文獻報道[27]，但其對股骨頭呈核素分布稀疏或者缺損病變的診斷有所限制。Luk等[28]對22例髖關節疼痛患者先后行全身骨顯像及SPECT/CT檢查，結果顯示其相應的ROC曲線下面積分別為0.828和0.916，該研究結果表明SPECT/CT融合顯像可比單純SPECT更加準確、敏感地診斷股骨頭缺血壞死，降低了由于核素分布稀疏或者缺損病變引起的假陰性，為臨床決策提供重要的依據。

3.3 脊柱結核

對于發生在胸腰椎上的結核病灶與骨惡性病變的鑒別一直是影像核醫學的難點之一。全身骨顯像對椎旁型脊柱結核形成的巨大干酪樣壞死性冷膿腫、伴死骨形成的結核灶等顯示價值有限[29]。王妮等[30]對5l例病理最終診斷為椎體結核的患者行全身骨顯像及斷層SPECT/CT顯像，研究顯示SPECT/CT可為病變椎體骨質破壞程度、椎間隙情況及病變椎體周邊是否存在膿腫等提供更有價值的診斷信息，大大提高了診斷準確性，對臨床醫師采取何種手術方式具有指導意義。

3.4 金屬內固定術后感染

金屬內固定術后感染往往是骨科手術的棘手問題，SPECT/CT融合圖像能明確顯示感染病灶部位的金屬內固定是否有松動，是否伴有軟組織膿腫、竇道及死骨的形成，從而明確感染病灶的解剖部位、病灶范圍、骨質的破壞程度及周圍軟組織受累情況等，從而可用于治療或手術干預后療效的評價。Rager等[31]對10例脊柱融合術后伴發腰腿痛患者行SPECT/CT融合顯像，通過異常濃聚發現所有患者存在螺釘松動，從而明確了由感染而引發的疼痛病因。

3.5 其他方面的應用

目前認為SPECT/CT融合顯像在探測椎體附件不融合、骨折延遲愈合、不明原因骨痛等方面也有一定的實用價值。國內張斌青等[32]對金屬固定術后，X線檢查無法明確骨折愈合程度的28例患者行SPECT/CT顯像，其中有6例共發現13枚螺釘周圍有顯像劑異常濃聚，結果提示為存在螺釘松動導致無菌性炎性反應，其中4例為延遲愈合，2例為不愈合。臨床根據顯像結果及時糾正螺釘松動，患者最終均達到骨折有效愈合。研究結果表明SPECT/CT顯像可評估骨折愈合情況，對探尋骨折愈合不良的原因也有一定輔助作用。

4 SPECT/CT臨床質量控制

為了保證成像質量及安全，設備的質量控制必不可少[33]。需定期檢測儀器能峰、能量分辨率、探頭均勻性等性能指標，排除電源不穩、PMT增益漂移、晶體和光耦合不良等干擾因素。受檢者檢查前要做好充分的檢查準備，選用適宜的高放化純度的顯像藥物，選擇正確的給藥劑量及給藥途徑，設定合適的電流、電壓和曝光時間等指標參數進行圖像采集。在實際工作中，王淵愷等[34]總結了SPECT/CT經驗方法，進一步優化SPECT/CT設備的CT掃描方案。在優化過程中，確立了除小關節組使用110 kV電壓外，其他情況均為130 kV。電流和曝光時間設定為曝光時間乘以5.5～6.5之間，并建議運用“停止”按鈕及時控制CT掃描范圍，縮短球管的曝光時間，人均球管曝光時間控制在8.31 s，每月CT球管曝光時間2031 s，在獲取良好的SPECT/CT圖像質量的前提下，有效降低病人因X線帶來的醫療輻射，并且對延長CT球管使用壽命有很大幫助。圖像采集完成后，選擇具有較高的圖像清晰度及高的靶與非靶比值的圖像為最佳診斷圖像[35]。目前,有關研究[33]顯示我國核醫學成像設備的質量控制工作及其標準的可行性均有待提高，按照2014年實施及待發布的新國家標準選用了美國電氣制造商協會（National Electrical Manufacturers Association，NEMA）標準，有望促進核醫學成像設備的質量控制工作。

5 結論與展望

SPECT/CT在臨床的應用越來越廣，新型的SPECT/CT配備了雙探頭SPECT及達到診斷級別的 CT，使核醫學影像設備的發展達到了更高的水平[36]。通過研究證實，將功能影像學與形態影像學進行圖像融合后可提供更多的參考信息，實現了骨與關節疾病的早期、準確診斷[37]。盡管SPECT/CT融合顯像技術有一定的缺陷，如檢查時間較長、尚未實現實時融合等，但其檢測靈敏度高、操作簡單、費用相對低廉，與PET/CT相比更有普及、推廣和廣泛開展臨床應用的潛力。

目前關于SPECT/CT融合顯像對骨骼良惡性疾病定性診斷已有大量研究[38]，并得到了臨床廣泛認可。然而這種方法往往受到診斷醫師經驗和主觀意識的影響較大，對于顯像劑攝取程度的判斷缺乏客觀的定量指標，對于以成骨為主的（尤其是肺癌、前列腺癌及乳腺癌等）單發濃聚灶的定量或者半定量的分析方法、不同部位轉移瘤的良惡性診斷閾值的探討及其實際臨床意義還有待進一步研究。隨著現代核醫學影像學的不斷發展與進步，采用SPECT/CT融合顯像對骨骼疾病進行研究仍可細化、深入，為臨床提供更加準確的信息，具有巨大而廣闊的發展前景。

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Research Progress and App lication of SPECT/CT Fusion Imaging in Diagnosis of Bone Diseases

PEI Ni-hui, LIU Bing-ji, LI Jie, KONG Ning-ning, YU Hua
Department of Nuclear Medicine,the Second A ffiliated Hospital of Qingdao University Medical College, Qingdao Shandong 266042, China

SPECT/CT（Single-Photon Em ission Computed Tomography）is a hybrid molecular imaging device integrated the functional specificity of SPECT w ith anatom ic specificity of CT, which can be used to facilitate the understanding of physiology, pathology and diagnostic information of the disease and provide objective foundations for its localization and qualitative diagnosis.This paper made an introduction of the advantages of application of SPECT/CT fusion imaging in diagnosis of malignant tumor bone metastasis, primary bone tumor and benign bone diseases, pointing out that SEPCT/CT fusion imaging m ight have w ide application prospects in diagnosis and treatment of tumors and nononcological diseases.

single-photon em ission computed tomography/computed tomography；bone scintigraphy；image fusion

R197.39

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.12.024

1674-1633（2015）12-0086-04

2015-06-29

于華，主任醫師，碩士生導師。

通訊作者郵箱：qdyhua279@163.com