骨轉移瘤的影像學診斷研究現狀

邱艷芳 綜述，趙艷萍 校審

(新疆醫科大學第三附屬醫院CT室，新疆 烏魯木齊 830011)

·綜 述·

骨轉移瘤的影像學診斷研究現狀

邱艷芳 綜述，趙艷萍 校審

(新疆醫科大學第三附屬醫院CT室，新疆 烏魯木齊 830011)

惡性腫瘤骨轉移的早期、準確診斷對原發腫瘤最佳治療方案的選擇具有重要意義。目前骨轉移瘤的診斷主要依賴于影像學，本文結合近年來國內外研究文獻，就影像學在骨轉移瘤診斷中的應用價值及局限性做一綜述。

骨轉移瘤；影像學；診斷

骨轉移瘤是指原發于骨外的惡性腫瘤通過血道或淋巴道轉移至骨骼的惡性腫瘤，是骨骼系統發病率最高的惡性腫瘤。骨轉移會導致患者出現劇烈疼痛、高鈣血癥、神經壓迫等癥狀，重者可致病理性骨折和截癱，嚴重威脅著患者的身體健康和生存質量。隨著原發腫瘤療效的改善，生存期的延長，骨轉移瘤的發病率也在增加；因此早期檢出及正確診斷，對腫瘤的分期、治療及預后至關重要。

目前，確診骨轉移的方法是骨活檢，但因有創、部分病灶取材困難、患者接受程度差，其應用受到限制。近年來一些新的骨代謝生化指標在早期診斷、療效監測和預后評估方面突顯優勢[1]。主要包括骨形成指標及骨吸收指標兩大類。然而生化指標易受各種內外因素(晝夜節律、性別、年齡、絕經狀態、飲食等)的影響，使其測量值有波動。此外，影像學是臨床常用的骨轉移瘤檢測方法，包括普通X線平片、計算機斷層攝影術(Computed tomography，CT)、磁共振成像(Magnetic resonance imaging，MRI)、核素骨顯像以及正電子發射計算機斷層顯像-CT(Positron emission computed tomography-CT，PET/CT)。本文對影像學在轉移瘤診治中的研究現狀做一綜述。

1 X線

1.1 X線診斷骨轉移瘤的價值 X線檢查的空間分辨率高，能夠有效鑒別溶骨及成骨性破壞，且有較高的特異性，所顯示的骨轉移瘤的某些特征有助于與其他病變相鑒別。X線檢查還可以評估骨轉移病灶發生病理性骨折的風險，如顯示患者負重部位局部骨皮質破壞長度超過2.5cm，骨皮質破壞厚度超過30%[3]，則提示發生病理骨折的風險增高，同時X線還能夠描繪病灶大小，為臨床治療提供依據。

1.2 X線診斷骨轉移瘤的局限性 X線骨轉移瘤的早期診斷有一定困難，就溶骨性轉移病灶而言，當骨小梁破壞超過50%以上，直徑范圍介于1.0cm～1.5cm之間時，方能在X線平片上顯示出來[2]。其次X線診斷骨轉移瘤的敏感性低，有研究顯示全身骨顯像(SPECT)發現的轉移病灶，18個月后才在X片上顯示出來。此外，骨轉移瘤多見于老年患者，而他們原有的的骨質疏松難以與骨轉移溶骨性破壞的早期表現相鑒別。

2 CT

2.1 CT在骨轉移瘤診斷中的應用價值 CT的橫斷面成像技術，避免了各種解剖結構的重疊，且密度分辨率高，可以顯示X線難以發現的微小骨質破壞和軟組織腫塊情況；增強掃描能夠清晰的顯示骨轉移瘤的富血管本質，同時能觀測到病變與周圍神經、血管之間的關系。對于脊柱骨轉移瘤病灶突入椎管壓迫硬膜囊和神經根的情況，CT脊髓造影能清楚的顯示脊髓受壓以及蛛網膜下腔梗阻的程度。此外，因正常脂肪組織被腫瘤組織替代而造成髓腔內密度明顯增高，CT檢查能夠顯示早期局限于髓腔內但沒有發生顯著骨質破壞的一些轉移灶，有研究表明四肢骨髓腔內密度較對側增高超過20 Hu[4]，即可判定為異常。CT多平面重建及各種三維重建能夠更清晰的顯示病變的范圍及與周圍組織的關系。Daniel等[5]對141例確診的惡性腫瘤患者行胸腹部CT檢查，其中一半的患者行骨松質重建(Cancellous bone reconstruction，CBR)及多平面重建(Multiplanar reconstructions,MPR)處理，另一半患者僅行MPR處理，研究表明CBR聯合MPR對骨轉移的檢出率明顯高于MPR法(74%:35%)。余興亞等[6]對52例乳腺癌肋骨轉移灶分別行容積再現(Voiume rendering，VR)及表面遮蓋顯示(Surface shaded dispiay，SSD)兩種后處理方法，結果示VR和SSD對成骨型轉移灶的檢出準確率分別為100%、55%；對溶骨型轉移灶檢出準確率分別為93%、90%；對混合型轉移灶檢出準確率分別為80%、75%；研究表明VR和SSD法在診斷各種類型肋骨轉移灶時都有較好的準確率，而VR法在檢出成骨型肋骨轉移灶以及觀察骨質密度改變方面優于SSD法。Micro-CT(Micro computed tomography，微計算機斷層掃描技術，又稱顯微CT)是一種能在不破壞樣本的情況下了解其內部顯微結構的3D成像技術。骨骼是Micro-CT最主要的應用領域之一，其中骨小梁又是主要研究對象，且能為因腫瘤引起的骨體積、骨密度及骨厚度的變化提供準確的診斷信息[7-8]。CT灌注彌補了CT在功能成像方面的不足，李驚喜等[9]對14例單發骨轉移瘤和15例原發惡性骨腫瘤的CT灌注成像結果進行分析，發現其有助于鑒別單發骨轉移瘤與原發惡性骨腫瘤，能夠為醫生制定手術計劃提供骨腫瘤的性質和血供方面等信息。

雙能CT系統利用兩種不同能量的X射線對物體進行成像，能夠精確得到物體的構成比例。Lee等[10]對54例惡性腫瘤的702處骨轉移灶進行雙能CT光譜參數分割法分析，病灶檢出率為92.3%，尤其對成骨性骨轉移灶的檢出，靈敏度較全身核素骨顯像高，結果表明雙能CT的骨-碘光譜參數分割法可用于骨轉移瘤的篩查。

2.2 CT診斷骨轉移瘤的局限性 在發生骨皮質破壞之前，CT檢查一般不能準確判定是否存在腫瘤浸潤；當患者合并骨質疏松或退行性改變時，對于骨質破壞的診斷難度更大。

3 MRI

3.1 MRI在骨轉移瘤診斷中的應用價值 惡性腫瘤通過血行轉移到骨時首先侵犯骨髓，由于骨髓中脂肪和高含水量的轉移灶之間存在較為強烈的信號對比，MRI能直接發現骨的早期轉移灶，在脊柱轉移瘤上表現更為突出。在無須行椎管造影的情況下，MRI檢查能清楚顯示脊髓硬膜囊、神經根及脊髓受壓情況。實際診斷中，在全身骨顯像反映出對局部放射性異常攝取前，患者的骨髓內就已經存在了一部分腫瘤細胞。學者的研究和臨床實踐均表明MRI檢查較全身骨顯像有更高的靈敏度(90.8%:70.6%)[11]。彌散加權成像(Diffusion weighted imaging，DWI)可以通過不同成像序列在分子水平測量自由水質子的隨機運動，反映骨組織微結構及骨髓組織，通過對水分子在活體局部組織內擴散能力(Apparent diffusion coefficient，ADC)的測量可以評估骨髓的細胞性。全身彌散加權成像(WB-DWI)能一次性進行大范圍掃描，并輔有3D后處理重建。有研究表明WB-DWI對于骨轉移的檢測靈敏度高于常規MRI(無DWI) (96%:88%)及PET[12]，結合病灶ADC值測定還可用于良惡性骨病變的鑒別。背景抑制全身擴散加權成像(WB-DWIBS)是在DWI的基礎上，將STIR和EPI等技術相結合，可大范圍成像，并得到高信噪比、高分辨率和高對比度的影像，大幅提高病灶的早期檢出率。大部分健康人骨骼WB-DWIBS呈明顯低信號，而骨轉移病灶因腫瘤細胞密度增高致擴散受限而出現明顯高信號。謝國華等[13]對55例脊柱轉移瘤患者分別行常規MRI、WB-DWIBS檢查，及兩者聯合檢查，結果證實DWIBS在脊柱轉移瘤早期診斷中有一定的應用價值，聯合常規MRI檢查可提高診斷的敏感性和特異性。MR灌注加權成像(Perfusion weighted imaging，PWI)主要研究毛細血管床功能，了解腫瘤間質內血管分布情況。Chen等[14]對椎體轉移瘤與病理壓縮性骨折的研究，發現曲線表現為快進快出型圖像對骨轉移瘤的陽性預測值為100%，有助于鑒別病理性壓縮性骨折的良惡性。脊椎骨髓PWI是根據示蹤劑稀釋原理，引入外源性示蹤劑-釓劑，并經對比劑首過效應得到動態增強磁共振成像(DCE-MRI)。Chu等[15]對19處骨轉移病灶放療前后的DCE-MRI灌注參數及時間-信號強度曲線的變化進行評估分析，發現治療有效者灌注血漿容量(Vp)較治療前明顯減低，而治療無效的病灶Vp呈現明顯增加，研究表明病灶處灌注的改變，尤其是Vp的變化反映了脊柱骨轉移瘤對放療是否有效。磁共振波譜成像(Magnetic resonance spectroscopy imaging，MRSI)是根據磁共振化學位移成像原理，從分子影像學水平探討活體病變組織代謝及生化改變。目前主要采用1H譜對骨的良惡性腫瘤進行診斷和鑒別診斷。虞志康等[16]采用1H-MRS對惡性腫瘤及骨質疏松所致的脊柱壓縮性骨折的特征進行分析，發現后者脂肪百分含量(EF%)及脂與水的比率(LWR)明顯高于前者，表明1H-MRS有助于骨質疏松和惡性腫瘤所致椎體壓縮性骨折的鑒別診斷。

3.2 MRI在骨轉移診斷中的局限性 MRI對于顯示四肢長骨，尤其是骨皮質病變的作用有限。

4 放射性核素顯像

4.1 放射性核素顯象在骨轉移瘤診斷中的應用價值 放射性核素顯像包括全身骨平面及單光子發射計算機斷層顯像(Single photon emission computed tomography，SPECT)，顯像劑常用放射性核素99Tcm-MDP。99Tcm-MDP經靜脈注射隨血流到達全身骨骼，與骨骼組織中的羥基磷灰石晶體通過離子交換或化學吸附作用而分布于骨組織，局部骨對顯像劑的攝取，與該局部血流量和骨鹽代謝成正比。其優點為一次性成像顯示全身骨骼，可判斷單骨病變和多骨病變；且能夠提供功能及血運方面的信息；其次探測成骨性病灶靈敏度高，比X線早3～6個月發現骨轉移病灶[17]，靈敏度可達89.1%[18]，已成為骨轉移瘤的首選方法。SPECT/CT同機融合顯像通過一次檢查可同時獲得病灶部位的SPECT和CT診斷信息，并借助于CT的解剖定位及診斷信息，在提高對病變探測能力的同時有效地提高了診斷的準確性，減少溶骨性病灶的假陰性率及某些骨良性病變的假陽性率。此外，同機融合避免了錯位融合及檢查時間差所致的功能圖像及解剖圖像不一致。王新華等[19]對237例可疑腫瘤骨轉移和不明原因骨痛的患者行99Tcm-MDP全身骨顯像，對發現的可疑病灶立即行同機CT掃描，再行圖像融合和分析。結果平面顯像的肯定性診斷總符合率為95.30%，SPECT/CT的肯定性診斷總符合率為99.48%。表明SPECT/CT顯像對骨轉移瘤診斷的價值明顯提高。

4.2 放射性核素骨顯像在骨轉移瘤診斷中的局限性 放射性核素骨顯像解剖定位有限，特異性低，假陽性率高，對單發病灶、骨良性病灶難以做出診斷。全身骨顯像所發現的“熱區”中，約10%為假陽性。此外，其假陰性率也較高，尤其對溶骨性骨轉移瘤及局限于骨髓內的病變不敏感，原因可能為腫瘤破壞骨質較快，骨骼還來不及形成反應性新骨，從而導致局部顯像劑攝取并不增高，造成假陰性[20]。也有學者指出是因為病變未累及骨皮質[14]。

5 PET/CT

PET/CT實現了PET功能代謝影像與CT解剖影像的有機融合，既能檢出尚無骨質密度改變的早期骨轉移病灶，又能對其準確定位，并明確骨轉移病灶對相鄰部位的侵犯情況。不同正電子顯像劑提供人體組織細胞不同代謝途徑和分子生物學特性，故對不同腫瘤骨轉移的診斷提供不一樣的信息。目前評價腫瘤骨轉移的正電子放射性藥物主要有如下幾種：

5.118F-氟代脫氧葡萄糖(18F-FDG)18F-FDG在葡萄糖轉運蛋白的作用下進入細胞，在乙糖激酶的催化下磷酸化為6-磷酸-18F-FDG后留在細胞內，由于腫瘤組織葡萄糖代謝旺盛，攝取18F-FDG增多，從而使腫瘤組織顯像。PET顯像是通過局部葡萄糖代謝活性的改變直接探知腫瘤病灶，能早期顯示骨髓微轉移灶。Qu等[21]對17項相關研究的2 940例肺癌骨轉移患者的診斷行Meta分析，結果示18F-FDG PET/CT、骨掃描、MRI的診斷敏感度分別為92%、86%、77%，特異性分別為98%、88%、92%，可見18F-FDG PET/CT診斷肺癌骨轉移優于骨掃描和MRI。其次，18F-FDG PET/CT對于溶骨性骨轉移灶的檢出率高。Coo等[22]報道對乳腺癌骨轉移患者的檢測，溶骨性轉移灶FDG的攝取較成骨性骨轉移灶明顯增高，其原因可能為成骨性轉移癌的葡萄糖代謝率低于溶骨性骨轉移，成骨性轉移癌內存活腫瘤細胞量少，進入腫瘤細胞的少；溶骨性骨轉移癌乏氧顯著，細胞無氧酵解顯著增加，從而攝取更多的18F-FDG。此外，18F-FDG PET/CT通過對治療前后骨轉移瘤瘤灶內細胞代謝活性的變化的成像，可以對患者治療后的療效進行監測。Du等[23]對25例乳腺癌骨轉移患者治療前后的18F-FDG PET/CT顯像進行分析，發現治療前FDG PET顯像表現為高代謝的病灶，有76%在治療后PET顯像轉為陰性，而CT圖像變化則不明顯。

5.218F-氟化物(18F-Fluoride)18F-Fluoride通過化學吸附作用沉積在骨表面，與骨羥基磷灰石晶體的羥基發生離子交換后氟化羥基磷灰石，骨對18F-Fluoride的攝取依賴于骨的局部的血流和成骨活性，因此優先沉積在骨轉換率高和重塑活躍的骨組織[24]。有研究表明18F-Fluoride在成骨及溶骨性轉移瘤中均有很高的濃度，且較99mTc-MDP敏感度高。Doot等[25]在20例乳腺癌骨轉移患者治療前對其行18F-Fluoride-PET/CT檢查，并對反映骨代謝活躍程度的參數進行準確的計算評估，得出骨轉移灶和正常骨的18F-Fluoridee在血漿和組織間的正向轉運速率(K1)及18F-Fluoride骨流入速率(Ki)明顯不同，前者Ki比后者要高出3～10倍。18F-fluoride PET/CT對骨轉移患者治療后反應的評估也具有高靈敏度，且提供了一個合理的量化指標：最大標準攝取值(SUVmax值)。Cook等[26]在用18F-fluoride PET/CT對前列腺癌骨轉移患者經23Ra-chloride治療后的6周及12周的療效評估的研究中發現18F-Fluoride最大標準攝取值有明顯改變。

5.311C-膽堿(11C-choline)及18F-膽堿(18F-choline)11C-choline是較常用的膽堿代謝顯像劑，膽堿是細胞膜的組成成分，腫瘤細胞復制活躍，細胞膜的生物合成加快，導致腫瘤細胞的膽堿攝取率增高，從而使腫瘤組織顯象。其優點是腫瘤/非腫瘤放射性比值高，腫瘤顯像清晰，且膽堿代謝不經泌尿系統排出，易于檢出泌尿系統及其鄰近的腫瘤。Picchio等[27]回顧性分析78例前列腺癌患者的99Tcm標記膦酸鹽放射性核素骨顯像(99mTc-BS)及11C-choline PET/CT檢查結果，發現11C-choline PET/CT的特異度、陽性預測值、準確度均較99mTc-BS高。

18F-choline是11C-choline的替代放射性示蹤劑。它的出現解決了藥物的遠程運輸問題，大大的擴展了膽堿在前列腺癌及其骨轉移診斷中的使用范圍。Kjolhede等[28]研究18F-Fluoride PET/CT及18F-choline PET/CT顯像對前列腺癌骨轉移高危患者分期的診斷價值，表明對于骨轉移高危患者及普通核素骨掃描提示為陰性或不確定診斷的病例，18F-Fluoride PET/CT及18F-choline PET/CT都能準確的探測到骨轉移病灶，且18F-choline PET/CT還能提示是否存在淋巴結轉移。

6 結論

綜上所述，全身核素骨掃描敏感性高，且一次掃描可以顯示全身骨骼情況，但該方法的準確性不理想。X線片、CT或MRI的準確性高，但敏感性不理想。PET/CT其敏感性及準確性均優于其他影像手段，但檢查費用昂貴。因此，在遵循影像診斷學原則前提下，如何綜合利用好各種技術，取長補短，以達到早期、準確診斷腫瘤骨轉移的目的，從而指導臨床實施更合理、準確、及時、有效的治療，需要進一步研究實踐。

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Research status of imaging diagnosis of osseous metastatic tumor.

QIU Yan-fang,ZHAO Yan-ping.Department of Computed Tomography,the Third Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University,Urumqi 830011,Xinjiang,CHINA

Early and accurate diagnosis of bone metastases of malignant tumor is of significance in choosing the best treatment plan of primary tumors.At present,the diagnosis of bone metastases depends mainly on imageology.The article reviews the application value and limitation of imaging diagnosis of osseous metastatic tumors,combining with research literatures both in China and overseas in recent years.

Osseous metastatic tumors;Imageology;Diagnosis

R738.1

A

1003—6350（2015）04—0543—04

2014-07-31)

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.04.0196

趙艷萍。E-mail：zhaoyanping2011@126.com