18F-FDG PET/CT在中老年脊柱結核診斷中的應用價值

周曉紅，艾紫璇，馬兵，劉曉飛，王濤

中國人民解放軍總醫院第八醫學中心 a.核醫學科；b.結核病醫學部，北京 100091

引言

骨關節結核是發病率最高的肺外結核，其中約一半累及脊柱，以25歲以上的青壯年多見，其次為15歲以下的兒童，易發于胸、腰交界處，病變常累及多個椎體[1]。近年來結核發病增加，高齡脊椎結核發病呈增多趨勢，高齡患者臨床癥狀不典型，本身合并其他疾病，如腰椎間盤突出、腫瘤等，早期診斷困難。既往計算機體層攝影（Computed Tomography，CT）、磁 共 振 成 像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）研究較多，中老年人脊柱結核CT平掃最常見最突出的征象是骨質破壞、椎旁膿腫、死骨和病椎高密度、椎體破壞可以是單個或多個椎體，可呈跳躍性改變[2]，MRI可清楚顯示脊柱結核的椎體骨炎、椎旁膿腫、終板破壞和神經損害，對早期和不典型脊柱結核亦有確切價值[3]。而18F-脫氧葡萄糖（18F-Flurodeoxyglucose，18F-FDG）正電子發射計算機斷層顯像（Positron Emission Tomography/Computed Tomography，PET/CT）應用較少，因其檢查費用較高，臨床較少將其作為首選檢查方法。進行18F-FDG PET/CT檢查的患者主要有3種：① 可疑脊柱腫瘤患者；② 既往有腫瘤病史，出現腰背部不適癥狀，懷疑脊柱轉移瘤的患者；③ 診斷不明確的全身多部位結核患者[4]。本文回顧性分析了27例病理證實或治療后隨訪確診為脊柱結核的中老年患者18F-FDG PET/CT影像資料，歸納總結中老年脊柱結核的PET/CT影像學表現特征及其優勢所在，探討其在中老年脊柱結核中的應用價值。

1 材料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析搜集的2010年5月至2019年2月期間在我院經病理證實或治療后隨訪確診的年齡大于45歲的脊柱結核患者27例的臨床和影像資料，所有患者均無惡性腫瘤病史，就診前無脊柱手術史，27例患者中，男12例，女15例，年齡46～83歲，平均（67.9±11.3）歲，7例表現為胸背痛，11例表現為腰背痛，12例伴有下肢無力或疼痛，3例截癱，7例有低熱、乏力表現。該項研究經倫理委員會審議后通過。

1.2 儀器與方法

所有患者均行PET-CT檢查，采用美國GE discovery VCT 128層PET/CT檢查儀。PET/CT所用藥物為18F-FDG（放射性化學純度＞98%），由原子能研究院提供，檢查前要求患者禁食6 h以上，檢查前測定血糖在8 mmol/mL以下，檢查當天吩咐其不做劇烈運動。按患者體重靜脈注射18F-FDG，注射劑量3.7～4.5 MBq/kg，之后靜臥休息50 min，排尿后，口服溫開水500 mL將胃充盈行PET/CT顯像，全身掃描范圍從顱頂至大腿根部，依次采集CT及PET檢查圖像。CT掃描參數：120 V，自動mAs，矩陣512×512，球管旋轉速度0.8 s/環。PET掃描采用3D采集方法，頭部掃描時間240 s/床位，體部掃描時間180 s/床位，層厚3.75 mm，經衰減矯正、迭代重建后；重建層厚4.25 mm。

1.3 圖像后處理

圖像重建通過Entegra工作站完成。PET/CT圖像使用半定量標準化攝取值（Standardized Uptake Value，SUV）進行分析，由2名影像醫學與核醫學主治以上醫師對圖像進行分析，并測量病灶部位的最大SUV值（SUVmax）。

2 結果

2.1 一般情況

27例患者行18F-FDG PET/CT檢查檢出67個病灶椎體，頸椎受累3個（4.5%），胸椎39個（58.2%），腰椎21個（31.3%），骶椎4個（6.0%），27例均表現為2個或以上椎體同時受累，脊柱椎體表現為骨質破壞（27例），其中3個及以上椎體骨質破壞8例（29.6%），椎體附件受累5例（18.5%）；椎管受累15例（55.6%），椎間隙變窄21例（77.8%），椎旁軟組織影25例（92.3%），伴椎旁膿腫22例（81.5%）；合并肺結核9例（33.3%），淋巴結核6例（22.2%），腎結核1例（3.7%），胸骨結核1例（3.7%），關節結核4例（14.8%），其中骶髂關節2例，髖關節、肩關節結核各1例；結核性腦膜炎1例（3.7%）（表1）。影像學特征如圖1所示。

表1 患者病灶特征

圖1 影像學特征

2.2 實驗室檢查

血沉增高20例（74.1%），C-反應蛋白升高19例（70.4%），白細胞計數正常27例（100%）。

2.3 PET/CT表現

27例患者放射性攝取明顯增高，呈環形攝取者24例（88.9%），結節及腫塊樣攝取者3例（11.1%），平均最大SUV值為8.8±2.7；椎旁軟組織影顯示彌漫性放射性攝取增高，椎旁膿腫顯示不均勻或環形放射性增高。骨質破壞類型分析：根據Jain等[5]的分型方法，將脊柱結核骨質破壞類型分為骨碎片型、溶骨型、局灶硬化型、骨膜下型及混合型，局灶破壞硬化型最多，占29.9%。

14個病變椎體（20.9%）為骨碎片型，表現為骨質破壞區椎體正常結構消失，代之以大小不等的碎骨片，碎骨片一般超出正常椎體范圍，可侵入椎旁軟組織內，放射性攝取不均勻增高。9個病變椎體（13.4%）為溶骨型，表現為骨質破壞區呈低密度，病變邊緣模糊，常伴發大的椎旁軟組織腫塊，放射性攝取不均勻增高。20個病變椎體（29.9%）為局灶破壞硬化型，表現為椎體內單發或多發的低密度骨質破壞區，周圍環繞硬化帶或表現為病變椎體不規則硬化或局灶性硬化。骨質破壞及周圍骨質硬化放射性攝取增高。11個病變椎體（16.4%）為骨膜下型，表現為椎體前緣不規則骨質破壞，病變多沿骨膜下和前縱韌帶下縱向蔓延累及鄰近椎體，椎體前軟組織放射性攝取增高。13個病變椎體（19.4%）為混合型，表現為多個骨質破壞類型混合存在。椎體軸位CT圖及PET/CT融合圖，見圖2。

圖2 椎體軸位CT圖及PET/CT融合圖

3 討論

在當今世界的結核病患者當中，骨關節系統結核占1%～10%，是發生率最高的肺外系統結核，其中脊柱結核又占骨關節結核50%以上[6]。自二十世紀80年代以來，由于結核耐藥菌株增加、人口老齡化、免疫抑制藥物廣泛使用等問題的出現，結核發病率再次呈現逐年增長的趨勢，中老年脊柱結核發病率也隨之增高[7-8]。

結核的典型臨床表現為午后低熱、盜汗、乏力等結核中毒癥狀，本組中老年脊柱結核患者中典型發熱、乏力癥狀者7例，占25.9%，而胸腰背部痛者18例（66.7%），雙下肢乏力12例（44.4%），截癱3例（11.1%），主要表現為神經功能障礙，這可能與脊柱結核患者癥狀隱匿，中老年患者自認為腰椎間盤突出延誤診治有關，這與文獻認為61%的脊柱結核病例中，以慢性背痛為唯一癥狀一致[9-10]。所有患者均進行了常規實驗室檢查，紅細胞沉降率普遍升高許多倍，白細胞計數正常，被認為是治療反應的一種[11]。

目前，臨床上18F-FDG PET/CT檢查主要用于惡性腫瘤的診斷、分期及治療監測，對于脊柱結核，PET/CT主要用于臨床癥狀不典型，常規X線、CT或MRI檢查難以確診，與腫瘤難以鑒別時。活動性結核病病變包含活化的巨噬細胞和淋巴細胞，它們具有較高的葡萄糖利用水平。18F-FDG的攝取反映了細胞糖酵解水平，并存在于活化的巨噬細胞和淋巴細胞中，這兩者在結核病和其他肉芽腫性炎癥以及惡性腫瘤細胞中均很顯著，是結核病18F-FDG PET/CT顯像陽性的主要原因[12-14]。在本研究中，24例表現為環形18F-FDG攝取增高，可能與結核病灶正處于活動期、葡萄糖代謝旺盛以及中央干酪壞死區代謝減低有關，周圍軟組織膿腫形成后也表現為環形攝取增高。3例表現為結節或腫塊樣放射性濃聚，CT上顯示椎骨破壞，椎間隙消失，未見干酪樣壞死所致，同文獻描述為放射性“熱區、冷區”一致[15-16]，放射性濃聚部位提示活動性，可以此確定病灶穿刺部位，保持較高的陽性率。結核具有滲出、增生和壞死三種基本病理改變，病理學上可將結核病變分為增生型、干酪樣壞死型和混合型[17]，增生型及混合型病灶內含有大量的類上皮細胞、朗格漢斯細胞和淋巴細胞等，葡萄糖代謝旺盛，而干酪樣壞死則根據壞死是否徹底表現為無或僅有輕度18F-FDG攝取[18]。因此，病灶對18F-FDG的攝取狀況可以反映病灶的基本病理類型，為臨床醫師判斷患者機體免疫狀態及結核菌毒力提供依據[15]。

18F-FDG PET/CT不僅能提供糖代謝的特征，還能提供CT特征，顯示冷膿腫內的鈣化或顯示含有骨碎片的硬膜外病變。本組病例骨質破壞根據Jain等[5]的分型方法，發現骨質破壞硬化型最多見，其次是骨碎片型，這與文獻不一致，前有研究者認為骨破壞的模式最多的是骨碎片型，其次是溶骨型，局限型和硬化型少見[19]。徐瀅瀅等[20]分析81例脊柱結核202個椎體骨質破壞中，以溶骨型最多見，其次為局灶硬化型，本組病例為中老年人，出現骨質破壞硬化型最多見，其次是骨碎片型，這種現象的原因可能是中老年人病程時間長，骨硬化及修復作用明顯增多，還發現一些病變椎體骨質破壞不明顯，椎體骨質密度增高，代謝增高，認為可能是病變處于早期，骨質破壞不明顯，而骨質浸潤18F-FDG PET/CT上早期表現為代謝增高。同樣的，我們也發現一些單純硬化型椎體或破壞區周圍硬化區的骨質代謝增高，也說明了骨質硬化區可能含有較多結核菌[21]，因此，對于擬行手術患者要徹底清除病灶組織，不但要清除壞死區，還要擴大清除，清除代謝增高的硬化區，骨的高代謝對指導患者手術具有重要意義，可降低復發率。

18F-FDG PET/CT是全身顯像，不僅能發現全部脊柱結核病變，還可以發現其他骨、關節結核或全身其他部位病灶，尤其是非典型性脊柱結核中，病灶位于椎體中后部，椎間盤未見累及，椎間隙未見狹窄（圖1）。通常，脊柱結核的感染常發生在椎體的上下緣，當兩個相鄰的椎骨上下緣受累時，椎間盤失去營養支持、破壞，合并脊柱后凸畸形，脊柱結核很容易診斷，文獻已經報道了多種非典型特征[22]，非典型脊柱結核的特點主要是受累椎骨的后部沒有椎間盤受累或硬膜外脊髓壓迫，沒有骨性受累，椎體受累而無椎間盤破壞是最常見的非典型脊柱結核形式。非典型脊柱結核還包括多發性脊柱結核破壞，表現為相鄰3個及以上椎體骨質破壞、跳躍型非相鄰椎體結核及多骨受累，如能顯示右側骶髂關節骨質破壞，周圍軟組織腫脹、膿腫（圖2）。18F-FDG PET/CT也可以顯示全身其他部位結核，肺結核最多見（33.3%），本組病例還發現脊柱結核合并淋巴結結核、腎結核等，PET/CT 對指導全面系統治療結核可起到重要作用。

18F-FDG PET/CT還能顯示結核的活動性，在治療監測中起到重要作用。有研究顯示，18F-FDG PET/CT是早期預測治療結果和長期預后的最佳方法[23]，18F-FDG PET/CT在2個月時顯示出96%的敏感性可預測治療成功和79%的特異性可預測治療失敗，如果18F-FDG PET/CT顯示病變活性增加，則應考慮改變目前治療方案。在耐藥結核病例中，也應在治療期間進行18F- FDG PET/CT的隨訪[24]。

隨著醫療水平的提高，脊柱結核，尤其是中老年脊柱結核的臨床表現及影像學表現越來越不典型，18F-FDG PET/CT不僅能提供形態學的特征，可顯示骨質破壞特點、發現全身其他病灶，還能提供代謝特征、評價病灶活性、確定穿刺部位、明確手術范圍，對早期診斷、治療評價及脊柱結核患者的管理具有重要意義。

本研究的局限性主要是病例數相對較少，未收集到全部患者的MRI資料，未進行比較分析，也未納入治療后18F-FDG PET/CT的評估，但隨著18F-FDG PET/CT的廣泛應用，18F-FDG PET/CT在非典型脊柱結核的早期診斷及治療后評估，尤其是耐藥結核中的應用有更廣闊的前景。