骨转移瘤的影像学诊断研究现状

邱艳芳 综述，赵艳萍 校审

(新疆医科大学第三附属医院CT室，新疆 乌鲁木齐 830011)

·综 述·

骨转移瘤的影像学诊断研究现状

邱艳芳 综述，赵艳萍 校审

(新疆医科大学第三附属医院CT室，新疆 乌鲁木齐 830011)

恶性肿瘤骨转移的早期、准确诊断对原发肿瘤最佳治疗方案的选择具有重要意义。目前骨转移瘤的诊断主要依赖于影像学，本文结合近年来国内外研究文献，就影像学在骨转移瘤诊断中的应用价值及局限性做一综述。

骨转移瘤；影像学；诊断

骨转移瘤是指原发于骨外的恶性肿瘤通过血道或淋巴道转移至骨骼的恶性肿瘤，是骨骼系统发病率最高的恶性肿瘤。骨转移会导致患者出现剧烈疼痛、高钙血症、神经压迫等症状，重者可致病理性骨折和截瘫，严重威胁着患者的身体健康和生存质量。随着原发肿瘤疗效的改善，生存期的延长，骨转移瘤的发病率也在增加；因此早期检出及正确诊断，对肿瘤的分期、治疗及预后至关重要。

目前，确诊骨转移的方法是骨活检，但因有创、部分病灶取材困难、患者接受程度差，其应用受到限制。近年来一些新的骨代谢生化指标在早期诊断、疗效监测和预后评估方面突显优势[1]。主要包括骨形成指标及骨吸收指标两大类。然而生化指标易受各种内外因素(昼夜节律、性别、年龄、绝经状态、饮食等)的影响，使其测量值有波动。此外，影像学是临床常用的骨转移瘤检测方法，包括普通X线平片、计算机断层摄影术(Computed tomography，CT)、磁共振成像(Magnetic resonance imaging，MRI)、核素骨显像以及正电子发射计算机断层显像-CT(Positron emission computed tomography-CT，PET/CT)。本文对影像学在转移瘤诊治中的研究现状做一综述。

1 X线

1.1 X线诊断骨转移瘤的价值 X线检查的空间分辨率高，能够有效鉴别溶骨及成骨性破坏，且有较高的特异性，所显示的骨转移瘤的某些特征有助于与其他病变相鉴别。X线检查还可以评估骨转移病灶发生病理性骨折的风险，如显示患者负重部位局部骨皮质破坏长度超过2.5cm，骨皮质破坏厚度超过30%[3]，则提示发生病理骨折的风险增高，同时X线还能够描绘病灶大小，为临床治疗提供依据。

1.2 X线诊断骨转移瘤的局限性 X线骨转移瘤的早期诊断有一定困难，就溶骨性转移病灶而言，当骨小梁破坏超过50%以上，直径范围介于1.0cm～1.5cm之间时，方能在X线平片上显示出来[2]。其次X线诊断骨转移瘤的敏感性低，有研究显示全身骨显像(SPECT)发现的转移病灶，18个月后才在X片上显示出来。此外，骨转移瘤多见于老年患者，而他们原有的的骨质疏松难以与骨转移溶骨性破坏的早期表现相鉴别。

2 CT

2.1 CT在骨转移瘤诊断中的应用价值 CT的横断面成像技术，避免了各种解剖结构的重叠，且密度分辨率高，可以显示X线难以发现的微小骨质破坏和软组织肿块情况；增强扫描能够清晰的显示骨转移瘤的富血管本质，同时能观测到病变与周围神经、血管之间的关系。对于脊柱骨转移瘤病灶突入椎管压迫硬膜囊和神经根的情况，CT脊髓造影能清楚的显示脊髓受压以及蛛网膜下腔梗阻的程度。此外，因正常脂肪组织被肿瘤组织替代而造成髓腔内密度明显增高，CT检查能够显示早期局限于髓腔内但没有发生显著骨质破坏的一些转移灶，有研究表明四肢骨髓腔内密度较对侧增高超过20 Hu[4]，即可判定为异常。CT多平面重建及各种三维重建能够更清晰的显示病变的范围及与周围组织的关系。Daniel等[5]对141例确诊的恶性肿瘤患者行胸腹部CT检查，其中一半的患者行骨松质重建(Cancellous bone reconstruction，CBR)及多平面重建(Multiplanar reconstructions,MPR)处理，另一半患者仅行MPR处理，研究表明CBR联合MPR对骨转移的检出率明显高于MPR法(74%:35%)。余兴亚等[6]对52例乳腺癌肋骨转移灶分别行容积再现(Voiume rendering，VR)及表面遮盖显示(Surface shaded dispiay，SSD)两种后处理方法，结果示VR和SSD对成骨型转移灶的检出准确率分别为100%、55%；对溶骨型转移灶检出准确率分别为93%、90%；对混合型转移灶检出准确率分别为80%、75%；研究表明VR和SSD法在诊断各种类型肋骨转移灶时都有较好的准确率，而VR法在检出成骨型肋骨转移灶以及观察骨质密度改变方面优于SSD法。Micro-CT(Micro computed tomography，微计算机断层扫描技术，又称显微CT)是一种能在不破坏样本的情况下了解其内部显微结构的3D成像技术。骨骼是Micro-CT最主要的应用领域之一，其中骨小梁又是主要研究对象，且能为因肿瘤引起的骨体积、骨密度及骨厚度的变化提供准确的诊断信息[7-8]。CT灌注弥补了CT在功能成像方面的不足，李惊喜等[9]对14例单发骨转移瘤和15例原发恶性骨肿瘤的CT灌注成像结果进行分析，发现其有助于鉴别单发骨转移瘤与原发恶性骨肿瘤，能够为医生制定手术计划提供骨肿瘤的性质和血供方面等信息。

双能CT系统利用两种不同能量的X射线对物体进行成像，能够精确得到物体的构成比例。Lee等[10]对54例恶性肿瘤的702处骨转移灶进行双能CT光谱参数分割法分析，病灶检出率为92.3%，尤其对成骨性骨转移灶的检出，灵敏度较全身核素骨显像高，结果表明双能CT的骨-碘光谱参数分割法可用于骨转移瘤的筛查。

2.2 CT诊断骨转移瘤的局限性 在发生骨皮质破坏之前，CT检查一般不能准确判定是否存在肿瘤浸润；当患者合并骨质疏松或退行性改变时，对于骨质破坏的诊断难度更大。

3 MRI

3.1 MRI在骨转移瘤诊断中的应用价值 恶性肿瘤通过血行转移到骨时首先侵犯骨髓，由于骨髓中脂肪和高含水量的转移灶之间存在较为强烈的信号对比，MRI能直接发现骨的早期转移灶，在脊柱转移瘤上表现更为突出。在无须行椎管造影的情况下，MRI检查能清楚显示脊髓硬膜囊、神经根及脊髓受压情况。实际诊断中，在全身骨显像反映出对局部放射性异常摄取前，患者的骨髓内就已经存在了一部分肿瘤细胞。学者的研究和临床实践均表明MRI检查较全身骨显像有更高的灵敏度(90.8%:70.6%)[11]。弥散加权成像(Diffusion weighted imaging，DWI)可以通过不同成像序列在分子水平测量自由水质子的随机运动，反映骨组织微结构及骨髓组织，通过对水分子在活体局部组织内扩散能力(Apparent diffusion coefficient，ADC)的测量可以评估骨髓的细胞性。全身弥散加权成像(WB-DWI)能一次性进行大范围扫描，并辅有3D后处理重建。有研究表明WB-DWI对于骨转移的检测灵敏度高于常规MRI(无DWI) (96%:88%)及PET[12]，结合病灶ADC值测定还可用于良恶性骨病变的鉴别。背景抑制全身扩散加权成像(WB-DWIBS)是在DWI的基础上，将STIR和EPI等技术相结合，可大范围成像，并得到高信噪比、高分辨率和高对比度的影像，大幅提高病灶的早期检出率。大部分健康人骨骼WB-DWIBS呈明显低信号，而骨转移病灶因肿瘤细胞密度增高致扩散受限而出现明显高信号。谢国华等[13]对55例脊柱转移瘤患者分别行常规MRI、WB-DWIBS检查，及两者联合检查，结果证实DWIBS在脊柱转移瘤早期诊断中有一定的应用价值，联合常规MRI检查可提高诊断的敏感性和特异性。MR灌注加权成像(Perfusion weighted imaging，PWI)主要研究毛细血管床功能，了解肿瘤间质内血管分布情况。Chen等[14]对椎体转移瘤与病理压缩性骨折的研究，发现曲线表现为快进快出型图像对骨转移瘤的阳性预测值为100%，有助于鉴别病理性压缩性骨折的良恶性。脊椎骨髓PWI是根据示踪剂稀释原理，引入外源性示踪剂-钆剂，并经对比剂首过效应得到动态增强磁共振成像(DCE-MRI)。Chu等[15]对19处骨转移病灶放疗前后的DCE-MRI灌注参数及时间-信号强度曲线的变化进行评估分析，发现治疗有效者灌注血浆容量(Vp)较治疗前明显减低，而治疗无效的病灶Vp呈现明显增加，研究表明病灶处灌注的改变，尤其是Vp的变化反映了脊柱骨转移瘤对放疗是否有效。磁共振波谱成像(Magnetic resonance spectroscopy imaging，MRSI)是根据磁共振化学位移成像原理，从分子影像学水平探讨活体病变组织代谢及生化改变。目前主要采用1H谱对骨的良恶性肿瘤进行诊断和鉴别诊断。虞志康等[16]采用1H-MRS对恶性肿瘤及骨质疏松所致的脊柱压缩性骨折的特征进行分析，发现后者脂肪百分含量(EF%)及脂与水的比率(LWR)明显高于前者，表明1H-MRS有助于骨质疏松和恶性肿瘤所致椎体压缩性骨折的鉴别诊断。

3.2 MRI在骨转移诊断中的局限性 MRI对于显示四肢长骨，尤其是骨皮质病变的作用有限。

4 放射性核素显像

4.1 放射性核素显象在骨转移瘤诊断中的应用价值 放射性核素显像包括全身骨平面及单光子发射计算机断层显像(Single photon emission computed tomography，SPECT)，显像剂常用放射性核素99Tcm-MDP。99Tcm-MDP经静脉注射随血流到达全身骨骼，与骨骼组织中的羟基磷灰石晶体通过离子交换或化学吸附作用而分布于骨组织，局部骨对显像剂的摄取，与该局部血流量和骨盐代谢成正比。其优点为一次性成像显示全身骨骼，可判断单骨病变和多骨病变；且能够提供功能及血运方面的信息；其次探测成骨性病灶灵敏度高，比X线早3～6个月发现骨转移病灶[17]，灵敏度可达89.1%[18]，已成为骨转移瘤的首选方法。SPECT/CT同机融合显像通过一次检查可同时获得病灶部位的SPECT和CT诊断信息，并借助于CT的解剖定位及诊断信息，在提高对病变探测能力的同时有效地提高了诊断的准确性，减少溶骨性病灶的假阴性率及某些骨良性病变的假阳性率。此外，同机融合避免了错位融合及检查时间差所致的功能图像及解剖图像不一致。王新华等[19]对237例可疑肿瘤骨转移和不明原因骨痛的患者行99Tcm-MDP全身骨显像，对发现的可疑病灶立即行同机CT扫描，再行图像融合和分析。结果平面显像的肯定性诊断总符合率为95.30%，SPECT/CT的肯定性诊断总符合率为99.48%。表明SPECT/CT显像对骨转移瘤诊断的价值明显提高。

4.2 放射性核素骨显像在骨转移瘤诊断中的局限性 放射性核素骨显像解剖定位有限，特异性低，假阳性率高，对单发病灶、骨良性病灶难以做出诊断。全身骨显像所发现的“热区”中，约10%为假阳性。此外，其假阴性率也较高，尤其对溶骨性骨转移瘤及局限于骨髓内的病变不敏感，原因可能为肿瘤破坏骨质较快，骨骼还来不及形成反应性新骨，从而导致局部显像剂摄取并不增高，造成假阴性[20]。也有学者指出是因为病变未累及骨皮质[14]。

5 PET/CT

PET/CT实现了PET功能代谢影像与CT解剖影像的有机融合，既能检出尚无骨质密度改变的早期骨转移病灶，又能对其准确定位，并明确骨转移病灶对相邻部位的侵犯情况。不同正电子显像剂提供人体组织细胞不同代谢途径和分子生物学特性，故对不同肿瘤骨转移的诊断提供不一样的信息。目前评价肿瘤骨转移的正电子放射性药物主要有如下几种：

5.118F-氟代脱氧葡萄糖(18F-FDG)18F-FDG在葡萄糖转运蛋白的作用下进入细胞，在乙糖激酶的催化下磷酸化为6-磷酸-18F-FDG后留在细胞内，由于肿瘤组织葡萄糖代谢旺盛，摄取18F-FDG增多，从而使肿瘤组织显像。PET显像是通过局部葡萄糖代谢活性的改变直接探知肿瘤病灶，能早期显示骨髓微转移灶。Qu等[21]对17项相关研究的2 940例肺癌骨转移患者的诊断行Meta分析，结果示18F-FDG PET/CT、骨扫描、MRI的诊断敏感度分别为92%、86%、77%，特异性分别为98%、88%、92%，可见18F-FDG PET/CT诊断肺癌骨转移优于骨扫描和MRI。其次，18F-FDG PET/CT对于溶骨性骨转移灶的检出率高。Coo等[22]报道对乳腺癌骨转移患者的检测，溶骨性转移灶FDG的摄取较成骨性骨转移灶明显增高，其原因可能为成骨性转移癌的葡萄糖代谢率低于溶骨性骨转移，成骨性转移癌内存活肿瘤细胞量少，进入肿瘤细胞的少；溶骨性骨转移癌乏氧显著，细胞无氧酵解显著增加，从而摄取更多的18F-FDG。此外，18F-FDG PET/CT通过对治疗前后骨转移瘤瘤灶内细胞代谢活性的变化的成像，可以对患者治疗后的疗效进行监测。Du等[23]对25例乳腺癌骨转移患者治疗前后的18F-FDG PET/CT显像进行分析，发现治疗前FDG PET显像表现为高代谢的病灶，有76%在治疗后PET显像转为阴性，而CT图像变化则不明显。

5.218F-氟化物(18F-Fluoride)18F-Fluoride通过化学吸附作用沉积在骨表面，与骨羟基磷灰石晶体的羟基发生离子交换后氟化羟基磷灰石，骨对18F-Fluoride的摄取依赖于骨的局部的血流和成骨活性，因此优先沉积在骨转换率高和重塑活跃的骨组织[24]。有研究表明18F-Fluoride在成骨及溶骨性转移瘤中均有很高的浓度，且较99mTc-MDP敏感度高。Doot等[25]在20例乳腺癌骨转移患者治疗前对其行18F-Fluoride-PET/CT检查，并对反映骨代谢活跃程度的参数进行准确的计算评估，得出骨转移灶和正常骨的18F-Fluoridee在血浆和组织间的正向转运速率(K1)及18F-Fluoride骨流入速率(Ki)明显不同，前者Ki比后者要高出3～10倍。18F-fluoride PET/CT对骨转移患者治疗后反应的评估也具有高灵敏度，且提供了一个合理的量化指标：最大标准摄取值(SUVmax值)。Cook等[26]在用18F-fluoride PET/CT对前列腺癌骨转移患者经23Ra-chloride治疗后的6周及12周的疗效评估的研究中发现18F-Fluoride最大标准摄取值有明显改变。

5.311C-胆碱(11C-choline)及18F-胆碱(18F-choline)11C-choline是较常用的胆碱代谢显像剂，胆碱是细胞膜的组成成分，肿瘤细胞复制活跃，细胞膜的生物合成加快，导致肿瘤细胞的胆碱摄取率增高，从而使肿瘤组织显象。其优点是肿瘤/非肿瘤放射性比值高，肿瘤显像清晰，且胆碱代谢不经泌尿系统排出，易于检出泌尿系统及其邻近的肿瘤。Picchio等[27]回顾性分析78例前列腺癌患者的99Tcm标记膦酸盐放射性核素骨显像(99mTc-BS)及11C-choline PET/CT检查结果，发现11C-choline PET/CT的特异度、阳性预测值、准确度均较99mTc-BS高。

18F-choline是11C-choline的替代放射性示踪剂。它的出现解决了药物的远程运输问题，大大的扩展了胆碱在前列腺癌及其骨转移诊断中的使用范围。Kjolhede等[28]研究18F-Fluoride PET/CT及18F-choline PET/CT显像对前列腺癌骨转移高危患者分期的诊断价值，表明对于骨转移高危患者及普通核素骨扫描提示为阴性或不确定诊断的病例，18F-Fluoride PET/CT及18F-choline PET/CT都能准确的探测到骨转移病灶，且18F-choline PET/CT还能提示是否存在淋巴结转移。

6 结论

综上所述，全身核素骨扫描敏感性高，且一次扫描可以显示全身骨骼情况，但该方法的准确性不理想。X线片、CT或MRI的准确性高，但敏感性不理想。PET/CT其敏感性及准确性均优于其他影像手段，但检查费用昂贵。因此，在遵循影像诊断学原则前提下，如何综合利用好各种技术，取长补短，以达到早期、准确诊断肿瘤骨转移的目的，从而指导临床实施更合理、准确、及时、有效的治疗，需要进一步研究实践。

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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

赵艳萍。E-mail：zhaoyanping2011@126.com