99Tcm-MDP骨显像腰椎标准摄取值与骨密度的相关性

余丰文，冯彦林，黄克敏，刘德军，梁伟棠，冯叶霞，苏少弟，肖菊梅

(佛山市第一人民医院核医学科，广东 佛山 528000)

近年来，99Tcm-亚甲基二磷酸盐(99Tcm-methylene diphosphonate,99Tcm-MDP)骨显像已广泛用于诊断肿瘤骨转移、Paget's病及骨质疏松性骨折等。基于三维重建、衰减校正及散射校正等技术，SPECT已可开展类似于PET的定量测量，如测定绝对放射性活度(kBq/ml)及标准摄取值(standard uptake value, SUV)等[1-2]。研究[3]表明，基于SPECT/CT骨显像所测腰椎SUV与基于18F-NaF PET/CT显像测值范围大致相符。测定双能X线骨密度(bone mineral density, BMD)为诊断骨质疏松的最常用方法，也是评价骨折风险及评估疗效的重要工具，可直接获得骨矿物质的准确含量。本研究观察不同BMD患者99Tcm-MDP骨显像腰椎SUV差异，并分析其与BMD的相关性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2018年10月—2019年3月62例于佛山第一人民医院因腰背疼痛或需排除骨转移瘤而接受99Tcm-MDP骨显像患者，男18例，女44例，年龄40～86岁，平均(57.6±10.8)岁。纳入标准：①接受全身骨显像及腰椎SPECT/CT断层显像，并于骨显像前后30天内接受腰椎双能X线测定BMD；②L1～L4椎体均无异常高摄取。排除标准：罹患甲状腺功能亢进症、甲状旁腺功能亢进症及肝肾功能不全等代谢性疾病。

1.2 仪器与方法 采用Siemens SYMBIA T16 SPECT/CT仪，低能高分辨准直器，配备16排螺旋CT机，行全身骨显像及腰椎断层显像。99Tcm-MDP(广州市原子高科同位素医药有限公司)放射化学纯度>95%。静脉注射99Tcm-MDP 20～25 mCi 3～4 h后行SPECT全身显像及腰椎局部断层显像。断层显像采用椭圆轨迹进行人体跟踪采集，矩阵128×128，放大倍数1.35，每帧20 s，共120帧；采用双能窗，主能窗130～150 keV，散射窗110～130 keV，窗宽15%，步进式360°采集。CT扫描参数：管电压120 kV，管电流150 mAs，层厚10 mm，螺距1.0。采用三维有序子集最大期望值法重建图像，6子集，8次迭代，采用CT衰减校正、散射校正及分辨率恢复校正获得各椎体的断层图像。由1名具有8年以上工作经验的核医学主治医师于轴位、冠状位和矢状位CT和SPECT融合图像上的L1～L4椎体手动勾画椭圆形容积感兴趣区(volume of interest, VOI)，使其边缘与腰椎骨皮质重合(图1)；于L3水平腰部肌肉勾画容积为2.4 cm3的VOI作为参考本底，测量各VOI的最大放射性计数、总放射性计数、CT值及VOI容积。检查前记录患者身高、体质量、药物注射时间、药物注射剂量及检查开始时间。

参照文献[4-5]所述方法，首先利用已知放射性活度的Jaszczak均匀圆筒模型显像，计算特定采集和重建条件下仪器的系统容积灵敏度，通过模型显像获得仪器的容积灵敏度为13.32 cpm/kBq；之后将99Tcm-MDP骨显像重建图像各VOI的放射性计数转换为放射性活度，获得各VOI的总放射性活度和最大放射性活度。计算L1～L4椎体及肌肉本底的SUV：平均SUV(mean SUV, SUVmean)=(VOI总放射性活度/VOI容积)/(注射放射性活度/患者体质量)，最大SUV(maximum SUV, SUVmax)=(VOI最大放射性活度/体素容积)/(注射放射性活度/患者体质量)[6]，重建图像体素容积为3.9×10-3cm3，取4个椎体的均值为最终结果。

采用HOLOGIC双能X线BMD仪测定腰椎BMD 。检查前检测仪器性能，确定精确度为1%，重复测定变异系数为1.3%，测量患者L1～L4椎体的平均骨矿物含量(即BMD)及T值等，取4个椎体的均值为最终结果，同时记录患者的性别、年龄、身高、体质量。不同年龄及性别的峰值骨量数据由仪器提供。

1.3 统计学分析 采用SPSS 17.0统计分析软件。计量资料以±s表示。根据BMD测定结果将患者分为骨量正常组(T值>-1)、骨量减低组(-2.5

2 结果

62例总体腰椎SUVmax和SUVmean分别为7.39±1.84和4.90±1.27，肌肉本底SUVmax和SUVmean分别为0.37±0.17和0.21±0.09；腰椎平均CT值为(145.88±53.99)HU；腰椎BMD为(0.85±0.15)g/cm2。腰椎SUVmax、SUVmean与年龄均呈负相关(r=-0.33、-0.44，P均<0.05)，与体质量呈正相关(r=0.42、0.30，P均<0.05)，与腰椎平均CT值呈正相关(r=0.56、0.59，P均<0.05)，与身高无明显相关(r=0.09、0.01，P均>0.05)。腰椎BMD与年龄呈负相关(r=-0.43，P<0.01)，与体质量呈正相关(r=0.35，P<0.05)，与腰椎平均CT值呈正相关(r=0.74，P<0.01)，与身高无明显相关(r=0.18，P>0.05)。腰椎SUVmax、SUVmean均与BMD呈正相关(r=0.64、0.63，P均<0.01)，且随BMD增高而增加，见图2。

图2 腰椎SUVmax(A)及SUVmean(B)与BMD的相关性散点图

骨量正常组18例，骨量减低组24例，骨质疏松组20例。3组间年龄差异有统计学意义(F=12.74，P<0.01)，骨质疏松组年龄明显高于骨量正常组及骨量减低组(P均<0.01)，骨量正常组与骨量减低组年龄差异无统计学意义(P>0.05)。3组间身高、体质量差异无统计学意义(F=2.16、1.30，P均>0.05)。 3组间腰椎SUVmax、SUVmean、BMD和平均CT值差异均有统计学意义(F=24.09、30.50、94.85、30.24，P均<0.01)，骨量减低组腰椎SUVmax、SUVmean、BMD和平均CT值明显低于骨量正常组(P均<0.01)，骨质疏松组腰椎SUVmax、SUVmean、BMD和平均CT值明显低于骨量正常组及骨量减低组(P均<0.01)。3组间肌肉SUVmax和SUVmean差异无统计学意义(P均>0.05)。见表1。

表1 3组间腰椎及肌肉各参数值比较(±s)

表1 3组间腰椎及肌肉各参数值比较(±s)

组别年龄(岁)身高(cm)体质量(kg)CT值(HU)BMD(g/cm2)腰椎SUVSUVmaxSUVmean肌肉SUVSUVmaxSUVmean骨量正常组(n=18)52.67±10.63159.29±5.9356.92±8.02191.88±45.631.01±0.078.99±1.556.11±1.080.39±0.160.22±0.09骨量减低组(n=24)54.21±5.56155.40±4.6056.41±8.29153.30±29.530.87±0.087.46±1.304.89±0.870.33±0.160.20±0.10骨质疏松组(n=20)66.00±10.97157.20±7.4353.94±8.3695.57±41.280.67±0.075.86±1.343.81±0.760.40±0.200.22±0.08F值12.742.161.3030.2494.8524.0930.500.890.26P值<0.010.120.28<0.01<0.01<0.01<0.010.410.78

3 讨论

常规99Tcm-MDP骨显像往往通过目测骨骼放射性摄取程度进行定性诊断，使结果存在一定主观性。近年来，随着SPECT/CT的发展，基于特定重建算法和校正方法SPECT定量SUV的精确性不断提高[8]， 已广泛应用于99Tcm-MDP骨显像中[9-11]。BECK等[9]采用SUV定量评价恶性肿瘤骨转移患者不同时间段病灶区放射性摄取的变化；YAMANE等[10]以99Tcm-MDP骨显像定量评价骨骼板成骨细胞活性；KIM等[11]以SUVmax定量评价膝关节炎的放射性摄取；其结果均表明基于SUV定量评价的精确性明显优于视觉评价。本研究分析不同BMD患者99Tcm-MDP骨显像中腰椎SUV的差异，观察其对于诊断骨质疏松及评估疗效的临床意义。

SUV是局部组织摄取显像剂的放射性活度与全身平均注射活度的比值。既往研究[12-13]结果显示，SPECT/CT骨显像中正常椎体SUV的可变范围较大。KANETA等[12]采用99Tcm-MDP骨显像测量29名胸腰椎正常受检者，189个椎体的SUVmean为4.3±0.9，SUVmax为7.1±1.5。CACHOVAN等[3]观察50名女性受检者的145个正常腰椎(L3～L5)，其SUVmean为5.91±1.54。BECK等[9]的结果显示正常胸腰椎SUVmean为5.60±1.90；KUJI等[13]报道正常腰椎SUVmax为8.12±2.24。本研究中正常骨量组腰椎SUVmax和SUVmean分别为8.99±1.55和6.11±1.08，与上述研究结果大致相符。上述各研究所用仪器不同，且采集参数、重建算法、校正技术和测量部位等均存在差异。因此，制定统一的SPECT/CT定量标准流程非常重要，且各部位正常骨组织SUV范围尚待明确。

放射性核素骨显像的原理是显像剂通过化学吸附与羟基磷灰石晶体表面结合而使骨骼显影，显像剂在骨骼中聚集的量与骨盐代谢、成骨活跃程度及局部血流状况相关，而骨盐代谢活性与骨矿物含量、患者性别及年龄等相关。正常腰椎SUVmean与CT值呈正相关，与年龄呈负相关[3]。JASSEL等[14]的结果显示腰椎SUV与BMD及CT值均呈正相关。本研究结果显示腰椎SUVmean、SUVmax及BMD均与年龄呈负相关，与体质量、CT值呈正相关，与身高无明显相关，提示SUV的相关影响因素与BMD一致，且SUVmax和SUVmean均随骨矿物含量增加而增高，表明99Tcm-MDP骨显像腰椎SUV能精确反映腰椎骨盐代谢状态。

目前BMD被公认为诊断骨质疏松的金标准，但仅在骨量明显丢失时方可明确诊断，不能反映短期内骨量改变，亦无法及时、灵敏地反映骨代谢。检测骨代谢生化指标受多种因素影响，导致结果存在一定差异。骨质疏松是成骨细胞和破骨细胞生理功能失衡的表现。破骨细胞活跃，骨吸收增加，骨转换加快，骨量快速丢失，导致骨质疏松。骨骼对99Tcm-MDP的摄取反映骨的形成，也反映骨的转换。因此，99Tcm-MDP摄取程度不仅能反映局灶性骨丢失，亦能反映骨骼代谢变化。本研究中不同BMD各组间SUVmax和SUVmean存在显著差异，表明基于SUV能正确评价骨质疏松患者骨代谢状态。骨质疏松患者经治疗后骨量丢失减慢，骨转换率降低，骨摄取发生明显改变；显示骨摄取变化特征可为治疗骨质疏松及评价疗效提供参考。

综上所述，99Tcm-MDP骨显像腰椎SUV可用于评价骨质疏松及评估疗效；腰椎SUVmax及SUVmean均与BMD呈正相关；骨质疏松患者腰椎SUVmax和SUVmean明显降低。

本研究尚存不足：①样本量较少，且未观察腰椎SUV的性别差异；②未对骨质疏松进行分型；③未分析骨代谢生化指标及真实的骨转换状态。