SPECT/CT融合显像诊断骨骼疾病的应用研究与进展

裴妮慧，柳炳吉，李杰，孔宁宁，于华

青岛大学医学院第二附属医院 核医学科，山东 青岛，266042

SPECT/CT融合显像诊断骨骼疾病的应用研究与进展

裴妮慧，柳炳吉，李杰，孔宁宁，于华

青岛大学医学院第二附属医院 核医学科，山东 青岛，266042

SPECT/CT是一种将SPECT的功能特异性和CT的解剖特异性有机融合的分子影像装置，SEPCT/CT融合显像有助于更好地理解疾病的病理生理和诊断，为疾病的定位和定性诊断提供客观依据。本文介绍了SEPCT/CT融合显像在恶性肿瘤骨转移、原发骨肿瘤、良性骨骼疾病诊断中的优势，并指出其在肿瘤与非肿瘤疾病尤其是骨骼疾病的诊断、治疗方面有着广阔的应用前景。

SPECT/CT；骨显像；图像融合

全身骨显像可以反映骨骼系统病变早期的骨代谢、血流、炎症等变化，是筛查肿瘤骨转移的首选方法。近年来，SPECT/CT将SPECT的功能显像和CT的解剖显像进行有机结合，具有扫描范围广、检查时间短、三维图像能为手术定位等优点，体现出诊断互补模式的优势，降低了骨显像假阳性,减少了溶骨性病灶的假阴性，提高了良恶病变的检出率及鉴别诊断能力。本文就国内外相关研究报道对SPECT/CT融合显像在骨骼良恶性病变诊断中的优势及应用进展进行了总结分析。

1 常规影像学检查技术在诊断骨骼系统良恶性疾病中存在的局限性及SPECT/CT的性能优势

影像医学的发展水平已成为现代医学重要的诊断工具，可通过影像特点对骨骼良恶性疾病进行分析与诊断，但各种检查技术在诊断骨骼系统良恶性疾病中均存在一定局限性。X线平片对解剖结构复杂如脊柱的显示具有一定的局限性，在病变早期、肿瘤内部结构以及周围组织关系中分辨率较差[1]；CT检查对于发生在骨髓腔内尤其是位于肋骨、胸骨的骨髓腔且无骨皮质改变时的转移瘤诊断较为困难[2]；MRI成像较难进行整体的全面性观察，且对正常骨皮质及肿瘤骨结构的细节清晰方面、软组织中的骨化和钙化的辨识能力尚不如CT及X线平片[3]；PET/CT对单纯成骨性病灶的检出灵敏度较低，容易造成假阴性[4]，且昂贵的设备与药物成本限制了其在临床的大范围推广和应用。

目前，新型分子医学影像设备SPECT/CT是一种将SPECT的功能特异性和CT的解剖特异性有机融合的分子影像装置。SPECT部分探头的重量和体积的减轻提高了SPECT/CT整体性能，提高了SPECT/CT断层旋转速度、探头的稳定性等；由多方向同时收集体内发射的光子信息，整机灵敏度大大提高，同时具有得到二维图像的照相机的所有功能和快速进行全身骨扫描的功能等；双探头SPECT绕人体旋转的轨迹改为椭圆形旋转轨迹后，分辨率显著提高，均匀性也有明显改善；同时采用了新探头压力敏感装置，能够使探头更加接近人体，实现高分辨率和高灵敏度的完美结合。SPECT/CT配置了16排的诊断性螺旋CT，不仅实现了解剖结构的精确定位，同时还可以通过不同软组织及骨骼对X线与γ光子衰减比例因子的不同，由CT值计算线性衰减系数，进行SPECT的衰减校正，提高SPECT/CT图像融合，使得临床疾病的诊断能力大大提高[5]。应用ELEM法达到了更好重建图像的效果，应用计算机将SPECT与CT图像信息进行数字化综合处理，将多源数据进行空间配准后，产生了一种全新的影像信息，整体性能指标均较常规SPECT显著提高，为临床提供更多的诊断信息，在诊断疾病及评价预后等方面更具有临床应用价值[6-7]。

2 SPECT/CT融合显像在恶性骨骼疾病中的临床应用

2.1 恶性肿瘤骨转移

骨骼是恶性肿瘤（尤其是肺癌、乳腺癌、前列腺癌）转移的好发部位，Clohisy等在随访中发现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转移，早期确定有无骨转移对恶性肿瘤患者的临床分期、确定治疗方案及判断预后至关重要。国内外学者[8-9]研究报道，SPECT/CT对单发脊柱、肋骨及顶骨病变诊断价值较高，其诊断的准确率及特异性均明显高于骨扫描及单独的SPECT或单独的CT扫描，SPECT/CT可明显改变多种肿瘤患者分期和治疗方案的选择。

肺癌患者需在术前、放化疗前，明确判断出有无骨转移，这对其预后及治疗方案的选择有重要的临床意义。常城等[10]对196例肺癌患者行SPECT/CT与全身骨扫描对比分析，结果显示SPECT/CT显像诊断骨转移瘤的敏感性和特异性均较全身骨显像显著提高。对于脊柱、肋骨单发病灶、骨良性病变能够明确诊断，SPECT/CT融合显像减少了肺癌骨转移瘤的假阳性率，从而为肺癌的诊断和分期提供了安全灵敏的新方法[11]。Sharma[12]等研究报道，SPECT/CT诊断乳腺癌骨转移的准确率、灵敏度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为90％、83％、98％、98％和85％，研究结果与国内学者樊孝廉[13]的报道基本一致。乳腺癌的早期诊断对乳腺癌患者的及时治疗及提高生存率至关重要，然而许多乳腺癌患者处于绝经期或围绝经期，接受化学治疗后易导致骨折等并发症的发生，增加了诊断的难度，此时，进行SPECT/CT融合显像可增加检出率。前列腺癌骨转移以脊柱和骨盆的转移最常见，特别是对于骨显像时意外发现的膀胱放射性异常（尿潴留）患者，SPECT/CT显著提高了骶髂关节及髋关节等部位病灶诊断的准确率，减少了患者导尿后重新骨扫描的麻烦。孔飚等[14]对43例病理诊断为前列腺癌患者异常浓聚处行SPECT/CT显像，最终确诊了36例骨转移，明显提高了前列腺癌骨转移诊断效能，与国外学者Helyar[15]、M cLoughlin[16]等人研究结果类似。对于髋关节部位的浓聚不可以简单的考虑为关节的退行性病变，尤其是当受检者述有腿痛的症状时，增加对骨盆的SPECT/CT扫描尤为关键。另外其他人为因素造成的衰减“冷区”或“热区”，如接受盆腔放射治疗不久的患者在放疗范围内可形成片状放射性摄取增高,也可造成放射性稀疏。对于宫颈癌放疗后的患者，全身骨显像常常显示骨盆多个异常放射性浓聚灶,往往初步诊断为骨盆多发转移瘤，然而通过SPECT/CT显像，结合患者的病史、放疗史，最终确诊为宫颈癌引起的骨质疏松性骨折[17]，考虑骨转移瘤一般不发生在放疗过的部位，建议患者保守治疗，以免接受不必要的放射损伤，甚至引起椎体出现病理性骨折而致脊髓压迫。

对于肿瘤骨转移的诊断，应综合分析患者病史、临床症状和各项辅助检查指标，不应仅以放射性分布异常或CT骨质密度改变作为诊断骨转移的“金标准”，肿瘤骨转移的早期往往病灶比较局限，骨质密度改变不明显易造成误诊，这种情况建议应严密随访、动态观察、综合分析[18]。

2.2 原发骨肿瘤

骨肿瘤多见于年轻人，SPECT/CT显像联合了99Tcm-MDP骨扫描对骨骼组织的特殊靶向作用与CT对溶骨、成骨、肿瘤边缘、病灶内钙化、骨化等成骨类骨肿瘤的诊断优势，使融合显像的特异性、准确度均得到提高，对肿瘤的定性诊断、侵袭范围、监测复发、治疗效果等方面的准确评估意义重大。何伟等[19]研究报道SPECT/CT融合显像对成骨性和骨化性较强的原发骨肿瘤中骨肉瘤、骨巨细胞瘤、骨髓瘤的诊断具有较高的准确性。SPECT/CT融合显像对骨肉瘤基本上可以做到定性诊断，可在融合图像上观察到骨肿瘤的成骨活性区、成骨性或溶骨性骨质破坏、骨膜反应、病理性骨折及软组织肿块影等，能比较真实地显示病变的实际范围，作为手术切除的依据，对放射治疗的计划判定也有较大的临床应用价值。然而SPECT/CT融合显像在软组织侵犯较强的骨肿瘤或肿瘤样病变如软骨肉瘤、平滑肌肉瘤、骨神经鞘瘤、尤文肉瘤或黑素瘤等疾病的诊断中准确性较弱，有研究报道[20]对溶骨性骨肿瘤病变PET/CT较SPECT/CT更为敏感和准确，MRI成像在诊断神经来源性和软组织肿块形成的原发骨肿瘤中的准确性较高[19]，因此在临床应用中应针对不同的情况具体对待。

3 SPECT/CT融合显像在良性骨骼疾病中的应用

近年来，随着SPECT骨显像的适应证不断扩展及新型放射性药物的开发，SPECT/CT融合显像逐步应用于诊断骨折、退行性骨关节炎、骨坏死、骨结核及骨良性肿瘤等良性骨骼疾病[21]。

3.1 骨折及骨关节炎

部分没有明确外伤史的患者，骨显像剂99Tcm-MDP可浓聚于局部骨代谢异常活跃的部位，通过SPECT/CT融合显像能发现病灶（如膝关节、髋关节、脊柱等部位）各方位骨骼重叠、解剖结构复杂处的隐性骨折或应力性骨折[22]，同机CT图像尚可提供骨纹理模糊、紊乱、聚集，骨密度减低或增高，骨皮质不连续等征象[23]，实现影像信息互补，显著降低隐匿性骨折的误诊率、漏诊率。其对肋骨上的病变数量及形态，尤其是肋骨在腋中线处的骨折有着X线及CT无法替代的作用。刘雅洁等[24]对20例临床可疑骨折而常规X线检查未见明显骨折的患者进行SPECT/CT融合显像，80％明确诊断为骨折，其中胸腰椎、髋关节等复杂解剖部位的骨折均由SPECT/CT确诊。临床上对于有一定临床症状但病因不明确以及没有发生明显解剖形态改变的早期退行性骨关节炎诊断较困难，有关研究[25-26]认为SPECT/CT更适用于复杂小关节处骨关节炎的检测及定位,它能反映关节面的功能代谢情况、关节周围软组织的改变，在诊断骨关节炎中具有较高的观察一致性，对骨关节炎的分期也有一定的帮助。

3.2 股骨头缺血性坏死

应用SPECT骨扫描和骨三相检查缺血性骨坏死已有多篇文献报道[27]，但其对股骨头呈核素分布稀疏或者缺损病变的诊断有所限制。Luk等[28]对22例髋关节疼痛患者先后行全身骨显像及SPECT/CT检查，结果显示其相应的ROC曲线下面积分别为0.828和0.916，该研究结果表明SPECT/CT融合显像可比单纯SPECT更加准确、敏感地诊断股骨头缺血坏死，降低了由于核素分布稀疏或者缺损病变引起的假阴性，为临床决策提供重要的依据。

3.3 脊柱结核

对于发生在胸腰椎上的结核病灶与骨恶性病变的鉴别一直是影像核医学的难点之一。全身骨显像对椎旁型脊柱结核形成的巨大干酪样坏死性冷脓肿、伴死骨形成的结核灶等显示价值有限[29]。王妮等[30]对5l例病理最终诊断为椎体结核的患者行全身骨显像及断层SPECT/CT显像，研究显示SPECT/CT可为病变椎体骨质破坏程度、椎间隙情况及病变椎体周边是否存在脓肿等提供更有价值的诊断信息，大大提高了诊断准确性，对临床医师采取何种手术方式具有指导意义。

3.4 金属内固定术后感染

金属内固定术后感染往往是骨科手术的棘手问题，SPECT/CT融合图像能明确显示感染病灶部位的金属内固定是否有松动，是否伴有软组织脓肿、窦道及死骨的形成，从而明确感染病灶的解剖部位、病灶范围、骨质的破坏程度及周围软组织受累情况等，从而可用于治疗或手术干预后疗效的评价。Rager等[31]对10例脊柱融合术后伴发腰腿痛患者行SPECT/CT融合显像，通过异常浓聚发现所有患者存在螺钉松动，从而明确了由感染而引发的疼痛病因。

3.5 其他方面的应用

目前认为SPECT/CT融合显像在探测椎体附件不融合、骨折延迟愈合、不明原因骨痛等方面也有一定的实用价值。国内张斌青等[32]对金属固定术后，X线检查无法明确骨折愈合程度的28例患者行SPECT/CT显像，其中有6例共发现13枚螺钉周围有显像剂异常浓聚，结果提示为存在螺钉松动导致无菌性炎性反应，其中4例为延迟愈合，2例为不愈合。临床根据显像结果及时纠正螺钉松动，患者最终均达到骨折有效愈合。研究结果表明SPECT/CT显像可评估骨折愈合情况，对探寻骨折愈合不良的原因也有一定辅助作用。

4 SPECT/CT临床质量控制

为了保证成像质量及安全，设备的质量控制必不可少[33]。需定期检测仪器能峰、能量分辨率、探头均匀性等性能指标，排除电源不稳、PMT增益漂移、晶体和光耦合不良等干扰因素。受检者检查前要做好充分的检查准备，选用适宜的高放化纯度的显像药物，选择正确的给药剂量及给药途径，设定合适的电流、电压和曝光时间等指标参数进行图像采集。在实际工作中，王渊恺等[34]总结了SPECT/CT经验方法，进一步优化SPECT/CT设备的CT扫描方案。在优化过程中，确立了除小关节组使用110 kV电压外，其他情况均为130 kV。电流和曝光时间设定为曝光时间乘以5.5～6.5之间，并建议运用“停止”按钮及时控制CT扫描范围，缩短球管的曝光时间，人均球管曝光时间控制在8.31 s，每月CT球管曝光时间2031 s，在获取良好的SPECT/CT图像质量的前提下，有效降低病人因X线带来的医疗辐射，并且对延长CT球管使用寿命有很大帮助。图像采集完成后，选择具有较高的图像清晰度及高的靶与非靶比值的图像为最佳诊断图像[35]。目前,有关研究[33]显示我国核医学成像设备的质量控制工作及其标准的可行性均有待提高，按照2014年实施及待发布的新国家标准选用了美国电气制造商协会（National Electrical Manufacturers Association，NEMA）标准，有望促进核医学成像设备的质量控制工作。

5 结论与展望

SPECT/CT在临床的应用越来越广，新型的SPECT/CT配备了双探头SPECT及达到诊断级别的 CT，使核医学影像设备的发展达到了更高的水平[36]。通过研究证实，将功能影像学与形态影像学进行图像融合后可提供更多的参考信息，实现了骨与关节疾病的早期、准确诊断[37]。尽管SPECT/CT融合显像技术有一定的缺陷，如检查时间较长、尚未实现实时融合等，但其检测灵敏度高、操作简单、费用相对低廉，与PET/CT相比更有普及、推广和广泛开展临床应用的潜力。

目前关于SPECT/CT融合显像对骨骼良恶性疾病定性诊断已有大量研究[38]，并得到了临床广泛认可。然而这种方法往往受到诊断医师经验和主观意识的影响较大，对于显像剂摄取程度的判断缺乏客观的定量指标，对于以成骨为主的（尤其是肺癌、前列腺癌及乳腺癌等）单发浓聚灶的定量或者半定量的分析方法、不同部位转移瘤的良恶性诊断阈值的探讨及其实际临床意义还有待进一步研究。随着现代核医学影像学的不断发展与进步，采用SPECT/CT融合显像对骨骼疾病进行研究仍可细化、深入，为临床提供更加准确的信息，具有巨大而广阔的发展前景。

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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

于华，主任医师，硕士生导师。

通讯作者邮箱：qdyhua279@163.com