18F-FDG PET/CT在骨感染中應用的研究進展

劉思為， 石洪成

復旦大學附屬中山醫院核醫學科，上海 200032

·綜述·

18F-FDGPET/CT在骨感染中應用的研究進展

劉思為， 石洪成*

復旦大學附屬中山醫院核醫學科，上海 200032

部分類型骨感染具有病程長、治療困難、預后差等特點，早期而準確的診斷非常重要，傳統影像學檢查對其診斷效果不佳。18F-FDG PET/CT是功能顯像的一種，逐漸被廣泛應用于感染性疾病的臨床診治。本文就18F-FDG PET/CT在骨感染的診斷、療效評估等方面的應用加以綜述。

PET/CT；骨髓炎；脊柱炎；人工關節感染

骨感染可以發生在任何年齡段。血源性、軟組織感染以及創傷或手術后感染較為常見。骨感染最常見的致病菌為金黃色葡萄球菌。骨感染后常診斷困難、病程遷延、治療復雜、預后較差，早期而準確的診斷能減少不必要的治療措施、改善患者的預后，節約時間和經濟成本。近年來，功能代謝顯像技術應用逐漸廣泛，18F-FDG PET/CT作為最新的影像學檢查方法，融合了解剖結構顯像與功能代謝顯像技術，能反映人體內葡萄糖的代謝情況。研究[1-2]表明，18F-FDG PET/CT可用于骨感染的診斷和療效評估。因此，本文對18F-FDG PET/CT在慢性骨髓炎、糖尿病足骨髓炎、化膿性脊柱炎及人工關節感染中的應用作一綜述。

1 慢性骨髓炎

骨髓炎是由微生物感染引起的伴有骨組織破壞的炎性反應，可累及骨髓、骨質、骨膜及周圍軟組織。骨髓炎根據病程可分為急性、亞急性和慢性[3]。對于急性骨髓炎，MRI和骨顯像都有較好的靈敏度[2,4]，結合臨床表現和實驗室檢查可以明確診斷。而對于慢性骨髓炎，由于骨骼正常的解剖結構和生理功能發生改變，常規影像及實驗室檢查診斷的準確度較差。CT和MRI是診斷慢性骨髓炎的常用方法，但其診斷的靈敏度和特異度一般，不易與術后改變鑒別，也無法避免金屬假體的影響；骨顯像的靈敏度為82.7%，特異度僅為44.6%；白細胞顯像的靈敏度和特異度分別為74.2%、88.1%[5]，但由于過程復雜，國內開展較少。

Meta分析[5]結果顯示，18F-FDG PET和PET/CT診斷慢性骨髓炎的靈敏度和特異度分別為92.3%、92.0%，優于其他影像學檢查。Wenter等[6]納入215例患者，發現PET/CT的靈敏度、特異度、陽性預測值(PPV)、陰性預測值(NPV)、準確度分別是88%、76%、76%、89%、82%，相比單獨PET檢查更準確。而聯合PET/CT和MRI對骨髓炎診斷的準確度可達100%[7]。也有研究[8]報道，PET/CT早期動態顯像與常規顯像對骨髓炎的診斷效果相仿。

總之，PET/CT在慢性骨髓炎診斷中有一定應用價值，但其診斷標準和適用范圍等尚需進一步的研究。目前慢性骨髓炎的首選檢查方法仍是MRI，對于MRI不能明確診斷的患者，建議補充PET/CT檢查。

2 糖尿病足骨髓炎

足部感染是糖尿病患者常見的并發癥，常繼發于頑固性潰瘍，感染侵犯骨組織可進展為骨髓炎，治療困難，甚至可能需截肢[9]。活檢雖為診斷的金標準，但無法應用于全部病例，病史、臨床表現、實驗室檢查、影像學檢查都不易在病變早期準確地診斷糖尿病足骨髓炎[2]。

MRI是糖尿病足骨髓炎常用的檢查方法，但糖尿病其他的并發癥如神經性骨關節炎、應激反應等可使MRI結果呈假陽性[10]。同位素顯像中，白細胞顯像應用較廣泛，99Tc-WBC診斷的靈敏度為86%～93%、特異度為80%～98%，111In-WBC診斷的靈敏度為72%～100%、特異度為67%～100%[4]。白細胞顯像還可以評估糖尿病足骨髓炎的療效，其靈敏度和特異度分別為100%、91.5%[11]。

一項Meta分析[10]對比18F-FDG PET和PET/CT與其他影像學檢查的診斷效果，結果顯示，18F-FDG PET和PET/CT診斷的靈敏度為74%、特異度為91%，并可以有效鑒別糖尿病足骨髓炎、軟組織感染、夏科氏關節炎，由于PET/CT具有較好的特異度，使其診斷的準確度高于CT、MRI、骨顯像或白細胞顯像；且PET/CT診斷的準確度和對感染灶的定位優于單獨PET檢查。此外，Yang等[12]研究發現，輕微的血糖升高不會影響PET/CT的診斷結果，所以PET/CT可以應用于糖尿病足的診斷。但是，Familiari等[13]納入13例患者，得到白細胞顯像的準確度為92%，而PET/CT只有54%，認為PET/CT不能取代白細胞顯像。

我們認為，18F-FDG PET/CT對于糖尿病足骨髓炎的早期診斷有一定意義，作為補充檢查有助于鑒別診斷和明確感染的范圍，指導進一步的治療。但相關研究的具體診斷方法不一致，缺乏統一的陽性標準，仍需要進一步的研究。

3 化膿性脊柱炎

化膿性脊柱炎一般由血行感染引起，好發于腰椎，病灶可累及椎弓、椎體及椎間盤。化膿性脊柱炎雖然臨床上較少見，但病情嚴重，若轉為慢性，則終身難愈。MRI是診斷化膿性脊柱炎的常用方法，對椎體、椎管內及周圍軟組織的病灶都很敏感[14]。相比MRI，18F-FDG PET/CT具有更好的診斷效果。文獻[15-17]報道，PET/CT診斷化膿性脊柱炎的準確度為84%～96%，而MRI則為72%～81%，此外，PET/CT還可以發現MRI不能顯示的病灶[18]。Fuster等研究[17]發現，PET/CT診斷化膿性脊柱炎的靈敏度較MRI稍差(83%vs94%)，但特異度更好(88%vs38%)，認為PET/CT應作為化膿性脊柱炎的首選檢查方法 。Smids等[15]研究發現，在化膿性脊柱炎發病2周內，PET/CT的診斷準確度優于MRI(97%vs58%)，而在2周后，兩者準確度接近(94%vs82%)，說明PET/CT在早期診斷方面更具有優勢。

研究[19-21]結果顯示，18F-FDG PET/CT還可以用以評估化膿性脊柱炎的療效。Riccio等[20]發現，經抗感染無效的病例表現為椎骨和軟組織中FDG攝取持續增強；而治療有效的表現為FDG攝取增強僅局限在受損的椎間盤邊緣，該組患者在停止治療6～8周后未見復發；但是，最大標準攝取值(SUVmax)不能作為診斷感染的依據。Niccoli等[21]納入15例化膿性脊柱炎患者，在治療前、后(間隔6周)行MRI和PET/CT檢查，評估治療效果，顯示PET/CT的準確度為100%，而MRI僅為53%。同時，PET/CT對化膿性脊柱炎病灶的定位也優于MRI，有助于明確手術治療的范圍[22]。

雖然有研究[4]認為，脊柱退化性病變和脊柱內假體會導致FDG攝取增強，而且PET/CT不易鑒別脊柱炎癥和腫瘤，因此不適用于脊柱感染的診斷，但18F-FDG PET/CT對化膿性脊柱炎的早期診斷、治療方案的制定和療效評估具有積極意義。

4 人工關節感染

隨著接受關節置換術患者的逐年增多，人工關節感染作為關節術后的嚴重并發癥，越來越受到人們的重視[23]。人工關節感染在首次術后的發病率約為2%，再次術后約為5%。臨床工作中最重要的是將感染與假體無菌性松動進行鑒別。無菌性松動是由人體的自身免疫反應導致，治療方式為一期翻修術，而人工關節感染不僅手術方式更為復雜，還需要持續的抗感染治療。人工關節感染臨床癥狀隱蔽，與無菌性松動的影像表現相似，鑒別困難[24]。

同位素顯像在人工關節感染的診斷中應用廣泛，骨顯像的準確度為50%～70%，67Ga顯像的準確度為60%～80%。白細胞顯像是同位素顯像中的“金標準”，其準確度為90%；近30年的相關研究證實了白細胞顯像具有較高的靈敏度和特異度[25]。

關于18F-FDG PET診斷人工關節感染的研究結果差異較大，對其能否取代白細胞顯像也有爭議[24, 26]。Love等[27]認為，白細胞顯像診斷的準確度高于PET(95%vs71%)。Pill等[28]的研究中，PET診斷的靈敏度和特異度分別為95%、93%，而白細胞顯像則分別為50%、95.1% 。Yue等[23]認為，18F-FDG PET/CT尚不能取代白細胞顯像。但是，Basu等[29]納入221例患者，PET診斷人工髖關節的靈敏度和特異度分別為81.8%、93.1%，診斷膝關節感染的靈敏度和特異度94.7%、88.2%；白細胞顯像分別為38.5%、95.7%，33.3%、88.5%。結果說明PET對髖關節感染的靈敏度高于白細胞顯像，其他數據兩者相似。Kumar等[30]對42例髖關節置換術后可疑感染的患者進行了研究，結果顯示PET/CT診斷的靈敏度、特異度、準確度分別為93.7%、92.3%、92.8% 。Shemesh等[31]報道，PET/CT可以幫助鑒別術后的感染性不愈合、非感染性不愈合、軟組織感染和慢性骨髓炎，其特異度可達100%。Chatziioannou等[32]在動物模型上證明，PET/CT可以用來監測人工關節感染抗感染治療的療效 。

因此，Kwee等[33]認為，Yue等[23]的綜述參考文獻時間較早，不能代表目前的診斷水平，且PET/CT的性能要優于單獨PET，所以PET/CT的診斷價值在該文中被低估了。因此，18F-FDG PET/CT在人工關節感染的診斷和療效評估中有較好的潛在應用價值。目前有關PET/CT在人工關節感染中應用的研究較少，PET/CT對人工關節感染的診斷效能還需要進一步多中心大樣本研究。

綜上所述，部分類型骨感染始終是臨床診斷和治療的難題。致病菌的耐藥性、外科手術的增加以及偶發隱匿的深部感染，讓骨感染病情趨于復雜化和隱匿化。近年來，多項研究表明，18F-FDG PET/CT可用于診斷慢性骨髓炎、糖尿病足骨髓炎、化膿性骨髓炎和人工植入物感染，對于疾病的早期診斷、治療方案的制定、療效的評估都有重要的作用。隨著技術的進步和認識的不斷深入，相信18F-FDG PET/CT在骨感染的診斷與療效評價中將會發揮更大的作用。

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Role of18F-FDG PET/CT in bone infection: recent progress

LIU Si-wei, SHI Hong-cheng*

Department of Nuclear Medicine, Zhongshan Hospital, Fudan University, Shanghai 200032, China

Some kinds of bone infection are characterized by long course, treatment difficulty and poor prognosis, so early and accurate diagnosis is very important to them. The diagnosis of such infections are not always obvious by using traditional imaging procedures.18F-FDG PET/CT is a functional imaging procedure that is widely used in the diagnosis of infection. In this paper, the role of18F-FDG PET/CT in the diagnosis and curative effect evaluation of bone infection is reviewed.

PET/CT; osteomyelitis; spondylitis; prosthetic joint infection

2017-02-07接受日期2017-02-27

劉思為, 碩士, 住院醫師. E-mail: liusw90@126.com

*通信作者(Corresponding author). Tel: 021-64041990-12205, E-mail: shi.hongcheng@zs-hospital.sh.cn

10.12025/j.issn.1008-6358.2017.20170086

R 681.2

A

[本文編輯] 姬靜芳