SPECT/CT骨三相顯像在關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體松動(dòng)與感染診斷中的應(yīng)用

鄧詠梅，張金山，李　園，袁文金

（廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，廣東 廣州　510150）

SPECT/CT骨三相顯像在關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體松動(dòng)與感染診斷中的應(yīng)用

鄧詠梅，張金山，李園，袁文金

（廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，廣東 廣州510150）

目的：探討99Tcm-MDP血流、血池及延遲的SPECT/CT融合顯像在骨關(guān)節(jié)置換術(shù)后關(guān)節(jié)感染與無(wú)菌性假體松動(dòng)診斷中的應(yīng)用價(jià)值。方法：回顧性分析14例關(guān)節(jié)置換術(shù)后出現(xiàn)關(guān)節(jié)疼痛的患者資料，所有患者均行99Tcm-MDP血流、血池及延遲的SPECT/CT融合顯像，采用視覺(jué)分析法，并與細(xì)菌培養(yǎng)、C反應(yīng)蛋白、血紅細(xì)胞沉降率及術(shù)后病理等對(duì)照。結(jié)果：與最終臨床診斷比較，以單純延遲的SPECT/CT融合顯像骨-假體彌漫性放射性濃聚診斷為關(guān)節(jié)感染，其靈敏度、特異度及準(zhǔn)確率分別為80%、77.78%、78.6%；如以血流或血池相任意陽(yáng)性結(jié)合延遲的SPECT/CT融合顯像陽(yáng)性診斷關(guān)節(jié)感染，其靈敏度、特異度及準(zhǔn)確率分別為100%、88.89%、92.9%。結(jié)論：延遲的SPECT/CT融合顯像可以對(duì)假體松動(dòng)和感染的具體部位進(jìn)行精準(zhǔn)定位，99Tcm-MDP血流、血池結(jié)合延遲的SPECT/CT融合顯像，在關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體松動(dòng)和感染的鑒別診斷中，有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)節(jié)成形術(shù)，置換，髖；體層攝影術(shù)，發(fā)射型計(jì)算機(jī)，單光子；體層攝影術(shù)，螺旋計(jì)算機(jī)

人工關(guān)節(jié)置換術(shù)已廣泛和成熟地用于對(duì)因創(chuàng)傷、疾病等造成嚴(yán)重的關(guān)節(jié)功能喪失患者的關(guān)節(jié)進(jìn)行修復(fù)，解除疼痛、畸形和功能障礙，以重建一個(gè)功能接近正常的關(guān)節(jié)，假體松動(dòng)和感染是人工關(guān)節(jié)置換術(shù)失敗的重要因素之一，兩者在臨床上均表現(xiàn)為關(guān)節(jié)疼痛和活動(dòng)障礙，但后續(xù)治療方式卻明顯不同［1］，假體周圍感染可以說(shuō)是一個(gè)災(zāi)難性的并發(fā)癥。治療主要采用長(zhǎng)期抗生素治療，必要時(shí)進(jìn)行手術(shù)引流；假體松動(dòng)可進(jìn)行人工關(guān)節(jié)翻修手術(shù)。因此，兩者的鑒別非常重要。本文回顧性分析關(guān)節(jié)置換術(shù)后出現(xiàn)關(guān)節(jié)疼痛且行99Tcm-MDP血流-血池及延遲的SPECT/CT融合顯像的患者資料，以評(píng)價(jià)99Tcm-MDP SPECT/CT三時(shí)相顯像的臨床價(jià)值。

1　資料與方法

1.1研究對(duì)象

回顧性分析2011年5月—2014年6月間14例關(guān)節(jié)置換術(shù)后出現(xiàn)關(guān)節(jié)疼痛、臨床已診斷為無(wú)菌性假體松動(dòng)或假體周圍感染的患者資料，男5例，女9例，年齡54～82歲，平均68歲，其中3例為全膝置換術(shù)后，7例為全髖置換術(shù)后，4例為股骨頭置換術(shù)后。患者術(shù)后時(shí)間2～8年，術(shù)后出現(xiàn)疼痛的時(shí)間為2～36月。

1.2實(shí)驗(yàn)室檢查

所有患者顯像前1周內(nèi)均測(cè)定血清C反應(yīng)蛋白、血紅細(xì)胞沉降率；顯像后進(jìn)行關(guān)節(jié)穿刺液細(xì)菌學(xué)培養(yǎng)或針吸活體組織細(xì)菌培養(yǎng)。

1.399Tcm-MDP三時(shí)相顯像

使用美國(guó)GE公司生產(chǎn)的Infinia VC-Hawkeye 4 SPECT/CT顯像儀，配低能高分辨準(zhǔn)直器，能峰140 keV，能窗20%，99Tcm-MDP由廣州原子高科同位素醫(yī)藥有限公司提供，放化純度＞95%。靜脈注射99Tcm-MDP 740MBq，注射后即刻行血流顯像，矩陣128×128，2 s/幀，共30幀；于注射后5min行血池顯像，10 s/幀，共 30幀；4～6 h后對(duì)假體置換區(qū)行SPECT/CT骨融合顯像，先進(jìn)行SPECT采集，矩陣128×128，放大倍數(shù)1，旋轉(zhuǎn)角度180°，60/幀，采集時(shí)間20～30 s/幀，隨后行CT掃描，層厚1.5mm，層距0.9mm，螺距1，掃描完成后SPECT-CT圖像采用GE隨機(jī)圖像融合軟件進(jìn)行圖像的配準(zhǔn)、融合。

1.4影像診斷標(biāo)準(zhǔn)

99Tcm-MDP骨三相顯像圖像由2位以上核醫(yī)學(xué)科醫(yī)師以視覺(jué)判斷的方式共同閱片，診斷疼痛關(guān)節(jié)存在感染的影像參考標(biāo)準(zhǔn)為：血流相和/或血池相（血流-血池相）示假體周圍軟組織出現(xiàn)異常放射性濃聚［2］，伴或不伴有延遲相的影像表現(xiàn)：SPECT斷層顯像示骨-假體彌漫性放射性過(guò)度攝取，并可見(jiàn)周圍軟組織內(nèi)攝取放射性；診斷關(guān)節(jié)松動(dòng)的影像參考標(biāo)準(zhǔn)為：血流-血池相正常（與健側(cè)對(duì)比，局部血流和血池相放射性不增高），延遲相SPECT顯像示假體兩端或遠(yuǎn)端骨組織局限性放射性增高，定位CT放射性攝取增高部位見(jiàn)骨高密度增生影，假體與臨近骨間可有間隙縫；骨三相顯像正常的參考標(biāo)準(zhǔn)為：血流-血池相正常，SPECT顯像示骨-假體界面無(wú)放射性攝取或僅假體周圍局部見(jiàn)低放射性攝取，定位CT陰性。

1.5臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)

診斷感染由臨床綜合判斷，主要依據(jù)為：關(guān)節(jié)腔穿刺液或針吸活體組織細(xì)菌培養(yǎng)陽(yáng)性；關(guān)節(jié)周圍見(jiàn)膿性分泌物經(jīng)竇道流出；術(shù)中見(jiàn)關(guān)節(jié)腔內(nèi)存在膿性積液；術(shù)中冰凍病理及術(shù)后病理結(jié)果中性粒細(xì)胞數(shù)＞5個(gè)/高倍鏡視野［5］，若患者在6月以上隨訪中無(wú)上述陽(yáng)性發(fā)現(xiàn)，則認(rèn)為關(guān)節(jié)疼痛由無(wú)菌性松動(dòng)所致。

1.6統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用t檢驗(yàn)比較組間數(shù)據(jù)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

14例患者中5例被臨床診斷為關(guān)節(jié)假體感染，感染關(guān)節(jié)5個(gè)（臨床見(jiàn)膿性分泌物經(jīng)竇道流出1個(gè)；關(guān)節(jié)腔抽吸液或活組織檢查細(xì)菌培養(yǎng)陽(yáng)性3個(gè)；組織病理切片證實(shí)急性炎性反應(yīng)1個(gè)），余9例診斷為單純性假體松動(dòng) （無(wú)菌性松動(dòng)組），不合并感染。SPECT/CT三時(shí)相顯像中不同影像判定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)關(guān)節(jié)感染的診斷結(jié)果見(jiàn)表1，血流-血池相中假陽(yáng)性1例，經(jīng)X-CT證實(shí)其軟組織內(nèi)的放射性濃聚為無(wú)菌性炎性反應(yīng)時(shí)，假體臨界骨骼的早期攝取所致。

表1　不同影像判定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)關(guān)節(jié)置換術(shù)后關(guān)節(jié)感染的診斷效能

假體感染組中，4例C反應(yīng)蛋白及血沉明顯增高；無(wú)菌性松動(dòng)組中，5例C反應(yīng)蛋白及血沉增高。感染性松動(dòng)組中，C反應(yīng)蛋白的平均值為 （4.3±3.5）g/L，無(wú)菌性松動(dòng)組C反應(yīng)蛋白的平均值為（1.2±0.97）g/L，兩組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.07，P＞0.05）；感染性松動(dòng)組中血沉的平均值為（45.3±28.1）mm/h，無(wú)菌性松動(dòng)組中血沉的平均值為（17.22±15.19）mm/h，兩組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.09，P＞0.05）。

3　討論

假體松動(dòng)是關(guān)節(jié)置換術(shù)后最常見(jiàn)的并發(fā)癥，分為無(wú)菌性松動(dòng)和假體關(guān)節(jié)感染二種。感染與松動(dòng)二者無(wú)論是在組織學(xué)上還是在臨床表現(xiàn)上都非常相似，鑒別非常困難。臨床上診斷假體松動(dòng)主要依據(jù)臨床癥狀及X線片上假體周圍出現(xiàn)的透亮帶進(jìn)行。由于假體松動(dòng)的早期尚未形成假體周圍骨骼結(jié)構(gòu)異常或假體周圍較細(xì)小的透亮帶被遮擋等，常影響X線或CT診斷。另外關(guān)節(jié)假體多為金屬材料，CT或 MRI會(huì)出現(xiàn)偽影，影響對(duì)假體松動(dòng)的判斷。而對(duì)于判斷有無(wú)假體感染發(fā)生，關(guān)節(jié)腔抽吸液檢查被認(rèn)為最具診斷價(jià)值，但其有創(chuàng)且可能造成感染擴(kuò)散，臨床難以普遍開(kāi)展［6］；血清C反應(yīng)蛋白和血紅細(xì)胞沉降率測(cè)定可作為炎性反應(yīng)指標(biāo)，簡(jiǎn)單易行，但缺乏特異性［4］。核素骨顯像被認(rèn)為是關(guān)節(jié)置換術(shù)后感染和假體松動(dòng)鑒別診斷的金標(biāo)準(zhǔn)［7］，有較高的臨床價(jià)值，盡管傳統(tǒng)的99Tcm-MDP骨三相顯像 （血流-血池+延遲靜態(tài)顯像）靈敏度高，但分辨率低，無(wú)法準(zhǔn)確判斷放射性核素濃聚的精確位置，表現(xiàn)不典型時(shí)難以明確病變的準(zhǔn)確位置，因此，尚有進(jìn)一步研究的余地。

圖1女，60歲，左髖人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后3年假體周圍感染。圖1a：患者骨血流顯像圖，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，骨血流顯像左髖部位放射性逐漸增濃，正常右側(cè)髖部未見(jiàn)放射性積聚。圖1b：該患者骨血池顯像圖，可見(jiàn)左髖關(guān)節(jié)假體部位放射性缺損，但假體周圍被濃聚的放射性包圍，右髖關(guān)節(jié)未見(jiàn)異常。圖1c，1d：該患者延遲的SPECT/CT骨顯像圖的橫斷面、冠狀面和融合圖，橫斷面圖中可見(jiàn)假體中間放射性缺損，但周圍骨組織放射性濃聚，融合圖中可見(jiàn)放射性已分布在骨周圍和軟組織內(nèi)。

Figure 1.Female，60 years old，3 years after left hip arthroplasty，peri-prosthetic infection occurred.Figure 1a：bone blood-flow imaging，increased uptake around left hip over time，but negative in the normal right hip.Figure 1b：bone blood-pool imaging，there was blank radioactivity in the prosthesis but peri-prosthetic activity in the left hip arthroplasty，and no abnormal radioactivity in right hip.Figure 1c，1d：Axial，coronal and hybrid images on delayed SPECT/CT imaging.There was defect of radioactivity in the middle of prothesis on axial images，but uptake of radioactivity in surrounding bone tissue.The hybrid images showed radioactivity in surrounding bone and soft tissue.

圖2女，73歲，左髖關(guān)節(jié)全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后左髖部疼痛3月。圖2a：定位CT冠狀位圖像，顯示左側(cè)關(guān)節(jié)假體對(duì)位良好，假體周緣未見(jiàn)明顯骨質(zhì)破壞及明顯透亮帶形成，未見(jiàn)明顯假體松動(dòng)跡象。圖2b：SPECT圖像，顯示假體柄中遠(yuǎn)端放射性核素異常濃聚，但不能精確顯示放射性核素異常濃聚區(qū)與假體柄的解剖關(guān)系。圖2c：SPECT/CT融合圖像，顯示左股骨柄遠(yuǎn)端承重區(qū)可見(jiàn)局灶性放射性核素異常濃聚，提示假體柄遠(yuǎn)端無(wú)菌性松動(dòng)。

Figure 2.Female，73 years old，left hip pain for 3 months after left hip replacement.Figure 2a：From coronal section of localization CT，the position of the left prothesis was good，no bone destruction or linear translucency in peri-prothesis，or obvious indication of prothesis loosening was shown；Figue 2b：SPECT imaging showed abnormal radioactivity in the far-end of prothesis stem，but their detailed anatomic relationship was unclear；Figure 2c：SPECT/CT hybrid imaging showed abnormal local uptake of radioactivity in the load bearing region of left distal femoral stem，which was an indication of aseptic loosening of prothesis.

SPECT/CT圖像融合技術(shù)把SPECT的高敏感性和CT的高分辨率有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了功能、代謝顯像與解剖圖像的對(duì)位和融合，從而能夠?qū)﹃P(guān)節(jié)假體松動(dòng)的位置進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，達(dá)到早期診斷的目的，使以前SPECT顯像所顯示的病灶不能正確地解剖定位得到徹底改變，一次檢查既可得到核醫(yī)學(xué)診斷信息，又可得到X-CT信息，所以診斷的正確性得到飛躍提高。我們通過(guò)對(duì)假體無(wú)菌性松動(dòng)和假體感染患者的SPECT/CT融合圖像比較，發(fā)現(xiàn)兩者之間存在一定的差別。假體無(wú)菌性松動(dòng)患者的SPECT/ CT融合圖像上的放射性核素濃聚區(qū)主要在關(guān)節(jié)假體的承重區(qū)，如髖臼外前緣、股骨柄遠(yuǎn)端等部位，而其他部位放射性核素濃聚較非承重區(qū)明顯變淡甚至不濃聚，放射性核素濃聚程度和關(guān)節(jié)假體承重區(qū)承重度呈正相關(guān)。

而感染性松動(dòng)患者的延遲SPECT顯像示骨-假體彌漫性放射性過(guò)度攝取，并可見(jiàn)周圍軟組織內(nèi)攝取放射性，定位CT示假體周圍骨骨質(zhì)內(nèi)密度不均勻，可見(jiàn)低密度影，甚至可見(jiàn)骨皮質(zhì)不連續(xù)、骨壞死征象。

本研究采用血流、血池及延遲的SPECT/CT融合顯像來(lái)鑒別假體無(wú)菌性松動(dòng)和假體感染，其中血流-血池相對(duì)關(guān)節(jié)置換術(shù)后感染診斷的靈敏度和特異性均高于單純SPECT顯像，1例血流-血池相陽(yáng)性，而延遲的SPECT卻陰性，可能是關(guān)節(jié)感染引發(fā)假體周圍的滑膜或肌腱等軟組織炎性反應(yīng)，并未累及骨骼，導(dǎo)致局部血流灌注增加，而這種改變只有在血流或血池相中才能觀察到；另外，盡管關(guān)節(jié)感染累及假體周圍骨骼時(shí)可導(dǎo)致延遲顯像中的異常骨濃聚，但在尚未累及骨骼時(shí)延遲相中并無(wú)陽(yáng)性發(fā)現(xiàn)，所以診斷關(guān)節(jié)感染單純使用延遲相并不可靠［8］。假體松動(dòng)時(shí)，假體與骨骼界面的無(wú)菌性炎性反應(yīng)導(dǎo)致的局部骨血運(yùn)、代謝改變通常僅反應(yīng)在延遲相中，除個(gè)別病例可見(jiàn)骨骼的早期攝取外（本研究中出現(xiàn)的1例假陽(yáng)性即屬此情形），血流-血池相通常無(wú)陽(yáng)性發(fā)現(xiàn)。

盡管血流-血池相對(duì)關(guān)節(jié)置換術(shù)后感染的診斷靈敏度高，但對(duì)于臨床高度懷疑，但X線或CT掃描又不能明確診斷的假體早期微松動(dòng)或感染的患者，99Tcm-MDP骨血流、血池結(jié)合延遲的SPECT/CT圖像融合技術(shù)不失為一種最佳選擇，血流、血池相的高敏感性與延遲SPECT/CT圖像融合的高分辨率，不僅可以幫助臨床醫(yī)生鑒別假體感染和松動(dòng)，還可以對(duì)假體松動(dòng)的部位與感染病灶的范圍進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，為臨床上早期診斷和治療提供客觀依據(jù)。

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SPECT/CT triphase bone imaging for the differential diagnosis of prothesis loosening and joint infection after arthroplasty

DENG Yong-mei，ZHANG Jin-shan，LI Yuan，YUAN Wen-jin
（Department of Nuclear Medicine，the Third Hospital of Guangzhou Medical University，Guangzhou 510150，China）

Objective：To investigate the value of99Tcm-MDP triple phase bone imaging for the differential diagnosis of prosthesis loosening and joint infection after arthroplasty.Methods：14 patients with joint pain after joint arthroplasty underwent triphase SPECT/CT bone imaging.By visual analysis，the bone imaging results were validated with the findings of germiculture，serum C reative protein（CRP），erythrocyte sedimentation rate（ESR）and biopsy.Results：The final clinical diagnosis was taken as gold standard.If diffuse radioactivity in the bone and prosthesis simply by delayed phase was considered joint infection，the diagnostic sensitivity，specificity and accuracy were 80%，77.78%and 78.6%，respectively.When increased uptake of isotopes in the blood flow or pool phase as well as positive findings in the delayed phase as the criterion of joint infection，the diagnostic sensitivity，specificity and accuracy were 100%，88.89%and 92.9%，respectively.Conclusion：Delayed SPECT/CT hybrid imaging may precisely indicate the position of prosthesis loosening and joint infection.By combination of99Tcm-MDP blood flow and pool imaging，it showed higher clinical value in differentiating joint infection from prosthesis loosening after arthroplasty.

Arthroplasty，replacement，hip；Tomography，emission-computed，single-photon；Tomography，spiral computed

?影像技術(shù)?

R687.4；R814.42；R817.4

A

1008-1062（2015）01-0044-03

2014-07-30；

2014-08-31

鄧詠梅（1972-），女，湖南湘潭人，副主任醫(yī)師。