基于SPECT/CT甲状腺99mTc显像和摄锝率技术的影响因素及临床应用

陈薏帆，周伟，朱玉春

1. 江苏大学医学院，江苏 镇江 212013；2. 江苏大学附属昆山医院 核医学科，江苏 苏州 215300

引言

随着发射型单光子计算机断层扫描（Single Photon Emission Computed Tomography，SPECT/CT）的普及应用，基于SPECT/CT甲状腺99mTc显像和摄锝率测定（Percentage of99mTc Pertechnetate Thyroid Uptake，PPTU）逐渐被广泛应用于甲状腺疾病的早期诊断、鉴别诊断和治疗前后随访评估中，该技术最早由Sucupira于1983年报道[1‐2]，作为一种分子核素显像的重要技术，临床应用越来越普及，理论和技术日益成熟。

既往研究显示，甲状腺99mTc显像和摄锝率的测定能够有效监测甲状腺功能的强弱，在亚甲炎的鉴别诊断中具有明显优势，同时能够有效反映Graves’病的发展过程和病情严重程度，对抗甲状腺药物（Antithyroid drugs，ATD）治疗Graves’病停药后复发以及甲减替代治疗前后的变化随访的具有较高的预测价值[3‐5]。由于锝和碘属于同族元素，均由甲状腺滤泡上皮的碘钠转运体（Sodium/Iodide Symporter，NIS）介导，被甲状腺细胞摄取和浓聚，SPECT/CT甲状腺99mTc显像，能够清晰显示有功能的甲状腺组织，但不能参与体内代谢有机化[6]。基于CT的散射性校正、自动衰减校正和分辨率增益补偿是现代定量SPECT/CT的重大创新，具有重要的应用前景，但是由于设备普及率较低，在临床实践中，普遍对于甲状腺99mTc显像和摄锝率认识不够，检查技术尚无统一的规范，对技术成像质量准确性的影响因素把控不足，制约了该技术的发展应用，本研究着重对以上方面因素进行系统阐述。

1 甲状腺99mTc显像和摄锝率的扫描技术

PPTU技术是通过肘静脉弹丸式注射Na99mTcO4(注射剂量74～185 MBq（2～5 mci），药物体积0.5～1 mL，利用SPECT/CT的动静态联合采集序列，动态采集序列包括以l帧/2 s连续采集30帧，随后以l帧/min连续采集4帧，共计采集5 min。于15～20 min后待甲状腺区放射性计数达到平衡采集静态图像，采集计数300～500 K。在动态采集前后分别测量注射器内满针和空针放射性活度各1 min，通过自动化软件分别勾画甲状腺和本底感兴趣区（Regions of Interest，ROI），生成甲状腺锝摄取动态曲线和摄锝率。PPTU是指甲状腺组织ROI内净放射性计数率与注入体内药物的净放射性计数（满针计数—空针计数和注射点计数）的百分比。

PPTU主要包括半定量和定量两种方法。半定量方法属于早期的初步应用，使用比值法的相对值来间接反映摄锝功能，如甲状腺与唾液腺、肺尖、股骨颈部的ROI比值。汪长银[7]报道半定量比值法对于正常甲状腺大小区间内的PPTU一致性较好，摄取比与摄锝率具有较好的相关性（r=0.900，P<0.001）和诊断符合率（83.3%），但如果甲状腺形态失常（过大或过小）误差率较高，尤其是甲状腺较小时摄取比误诊率甚至高达44.4%。而定量分析更加准确，由于99mTcO4‐不能被有机化，其在甲状腺内的强度能定量反映甲状腺的摄取功能，研究显示PPTU在注射Na99mTcO4后5 min内快速上升爬坡，5～10 min趋于缓慢上升，10～30 min维持平台期，因此5～10 min的摄锝率基本反映了甲状腺的摄取功能[8]。

2 甲状腺99mTc显像和摄锝率影响因素

甲状腺99mTc显像和摄锝率的测定受放射性药物剂量、采集条件和体位因素、甲状腺病理状态下的形态大小、颈部本底和血管内计数、扫描终止参数设定、机器的衰减校正等诸多因素影响[9]。

放射性药物的剂量和数据采集条件是影响PPTU的重要因素，常规Na99mTcO4推荐剂量为74～185 MBq（2～5 mci），确保注射器放射性总数不能“溢出”，注射体积0.5～1 mL，体积太大不容易形成弹丸注射，影响动态采集图像效果。采用低能高分辨准直器，能峰140 KeV，能窗10%，扫描矩阵256×256，使用列表模式采集。锝显像的采集时间需要足够，多数控制在5～10 min，以避免时间过短计数不足导致的图像浅淡。甲状腺大小与摄锝率呈正相关，甲状腺增大，摄锝率高；反之，摄锝率减低，汪长银[7]研究显示甲状腺缩小、正常、肿大与摄锝率的相关性分别为（r=0.479，P<0.001）、（r=0.220，P=0.005）、（r=0.449，P<0.001）， 结果显示，尤其在甲状腺病理状态下，摄锝率相关程度明显增高，关系更为密切，可见摄锝率能够很好地反映甲状腺功能状态。在对甲状腺99mTc图像进行甲状腺ROI勾画时，需要通过滤波函数的图像平滑调节技术，以灰度显示甲状腺轮廓，沿着甲状腺外缘勾画边界，避免勾画不准引起的测量误差。

在99mTc甲状腺显像上，甲状腺内的ROI涵盖了甲状腺本身计数、颈部本底计数和流经甲状腺内的血管内计数总和，为了更加精准的显示甲状腺本身计数，需要将其他两者混杂计数剔除，理论上还需要结合本底ROI进行校正，Gardner[10]选择甲状腺与唾液腺间200～400个像素区域作本底进行校正。参照肾小球滤过率测定模块（Rutland‐Patlak法）[11]先以本底ROI校正软组织内的放射性计数，再利用心脏ROI校正血管内的放射性计数，相类比其动态扫描，99mTc甲状腺摄锝率，也应该在去除颈部本底同时，进行血管内放射性计数校正才更符合真实计数。 此外，基于SPECT/CT甲状腺99mTc显像和摄锝功能的测定，检查过程中采集的方法和停止调节终点可以不同。卢婷婷等[12]通过对摄锝功能增强组（30例）、正常组（18例）、减弱组（12例）分别采用计数组（300 K计数）和计时组（10 min）作为甲状腺扫描的终止参数，结果显示三组测得的甲状腺摄锝率均无明显差别，采集10 min组甲状腺图像信噪比高，本底计数低，轮廓清晰，图像质量优良，但采集技术300 K，可明显减少扫描时间，提高工作效率，能够获得同样准确的摄锝率，因此，临床可根据各自工作所需灵活运用选择不同的终止参数。

3 甲状腺摄锝率与摄碘率的比较及其受碘过量的影响

3.1 甲状腺摄锝率和摄碘率比较

正常甲状腺的摄锝率范围为0.78%～7.0%，而4～24 h摄碘率范围约20%～35%。既往研究显示甲状腺摄锝率与传统的摄碘率呈直线正相关，两者均是评估甲状腺摄取功能的重要参考指标[13‐14]。摄碘率试验需要停用含碘食物和其他影响甲状腺功能的药物6～8周，检查较繁琐，相比较而言，基于SPECT/CT甲状腺摄锝率具有较明显的优势，如99mTcO4更容易获得，放射性辐射剂量更低（仅为131I的千分之一），检查时间短，不受外源性甲状腺激素和抗甲状腺药物影响等优点。

对于甲状腺锝显像患者，甲状腺内残留的99mTc会干扰甲功仪对摄碘率的测定，因此《131I治疗格雷夫斯甲状腺功能亢进指南》（2013版）建议锝扫描后至少1周再进行摄碘率检查，但是相关研究较少。郭宁等[15]收集40例患者观察99mTc锝显像对甲状腺摄碘率的影响及其时间变化规律，结果显示甲状腺锝显像经过12个99mTc物理半衰期后，甲状腺内锝的放射性计数已远远低于本底值计数，约73 h（3 d）已经接近完全清除，此时进行摄碘率测定已无明显干扰。

3.2 急性碘含量过量对甲状腺摄锝率的影响

既往研究显示，锝和碘均通过NIS进入甲状腺滤泡上皮，并且NIS的功能表达受多种因素影响，任何影响NIS转录、表达或定位因素均可影响甲状腺锝的摄取。碘已经被证实是降低NIS表达的主要因素，张新等[16‐17]通过大鼠实验研究显示，单次大剂量碘摄入可明显降低甲状腺对锝的摄取，究其原因是由于NIS主要分布于甲状腺滤泡上皮的基底膜，碘过量可通过下调基底膜上NIS表达抑制甲状腺对锝的摄取能力，孙金菊等[18]研究显示，碘过量时碘浓度与摄锝率、NIS 的表达呈负相关（r=‐0.853，‐0.950，P<0.001），摄锝率与NIS呈正相关（r=0.925，P<0.001）。因此，尽管普遍认为甲状腺99mTc显像前无需准备，但是为了保证甲状腺摄锝率的准确性，还是需要避免短期内大剂量碘的摄入。

4 甲状腺99mTc显像和摄锝率的临床应用

4.1 甲状腺99mTc显像和摄锝率在亚甲炎的诊断和鉴别中的应用

亚急性甲状腺炎是炎症刺激并破坏甲状腺滤泡细胞，短期内大量甲状腺激素释放入血液，产生高代谢症状，由于甲状腺本身的细胞破坏，其摄取功能降低，在传统的摄碘率上表现为“分离现象”。同样，亚甲炎的摄锝功能也随之减低，汪长银[7]研究结果显示甲状腺摄锝率的高低与甲状腺功能强弱相关（χ2=233.8，P<0.001），通过对28例亚甲炎摄99mTc显像表现为甲状腺摄取稀疏，边界模糊，密度浅淡，不均匀，摄锝率均低于正常下限0.78%，以此为标准诊断亚甲炎的准确度为100%，由此可见摄锝率和摄碘率在对亚甲炎诊断中的表现一致。但是在诊断过程中，需要注意的是亚甲炎病程不同，其甲亢症状和摄锝率也不同，若炎症局限，病程处于恢复期（非亢进期），其摄锝率的分离现象也不明显。陆名义等[19]收集64例亚甲炎患者进行早期和恢复期分别做摄锝率和摄碘率比较分析，结果显示病变早期两者均明显减低，随着病程的恢复，摄锝率和摄碘率变化不一致，摄碘率恢复较快，先于摄锝率，当炎症完全消退，摄锝率恢复正常后，甲状腺可完全显影。

4.2 甲状腺99mTc显像和摄锝率对Graves’病的诊断和鉴别中的应用

Graves’病患者临床上多首先表现为FT3升高，继而FT4升高，并且FT3、FT4不受血清甲状腺结合球蛋白的影响，甲状腺摄99mTc显像表现为甲状腺形态完整，边界清晰，摄取浓聚。雷生红等[20]收集65例Graves’病患者进行摄锝率与甲状腺功能对照分析，结果显示摄锝率与FT3相关性较好（r=0.767，P<0.05），可以反映Graves’病的发展过程和病情严重程度。Papi等[21]报道Graves’病治疗前后甲状腺功能与摄锝率定量参数基本一致，能准确地反映甲状腺功能的变化关系。摄锝率能够较好地区分Graves’病患者和正常人群，具有较高的灵敏度和特异度，但是甲状腺摄锝率不能鉴别Graves’病与高碘性甲亢，后者碘摄取受到抑制而摄锝率并不一定受到抑制。

4.3 甲状腺摄锝率对抗甲状腺药物治疗Graves’病停药后复发的预测价值

抗甲状腺药物治疗Graves’病缓解后复发率较高，促甲状腺激素受体抗体明显增高常常提示复发高风险，但是特异性和敏感度较低，陈文平等[22]搜集461例Graves’病患者经抗甲状腺药物（Antithyroid drugs，ATD）规范治疗18～24个月，疗程结束停药时检测摄锝率，临床缓解组中摄锝率增高比例（105/299）明显低于未缓解组（155/162），两组差异有统计学意义（χ2=15.233，P<0.01）。在临床缓解组中，摄锝率增高患者复发比例（98/105）明显高于摄锝率正常患者复发比例（45/194），两组差异有统计学意义（χ2=21.118，P<0.01），且复发时间明显 [（3.51±0.82）个月]明显早于摄锝率正常组[（10.20±1.34）个月]，两组差异有统计学意义（t=17.45，P<0.05）。究其原因主要是因为甲状腺摄取功能增高（NIS转运表达增强、活性增高）和TPO活性增高是Graves’病发生的必备条件，ATD治疗主要抑制TPO活性，对NIS的摄取功能无明显作用，规则药物治疗后，激素水平达到正常，但摄取功能尚未完全恢复，高摄锝率仍是甲亢病理状态的持续反映[23‐25]，因此，对于ATD治疗Graves’病停药前监测摄锝率能够有效地预测复发风险。

4.4 甲状腺摄锝率在131I治疗Graves’病后甲减替代治疗前后的变化

甲减是131I治疗Graves’病的最终结局，包括早发(暂时性)甲减（<1年）和晚发（永久性）甲减（≥1年），替代治疗是唯一手段。陈立[26]收集Graves’患者经131I治疗后暂时性甲减（46例）和永久性甲减（20例），并与正常健康对照组（50例）对比，结果显示替代治疗前暂时性和永久性甲减摄锝率均低于健康对照组，差异均有统计学意义（P<0.01），但暂时性与永久性甲减组差异无统计学意义（P>0.05），替代治疗后暂时性甲减组摄锝率恢复正常，而永久性甲减组摄锝率仍低于健康对照组和暂时性甲低组，差异有统计学意义（P<0.01）。因此，131I治疗Graves’病后摄锝率测定并不能鉴别暂发性和永久性甲减，但是通过早期短时间的替代治疗后，暂时性甲减可恢复正常，而永久性甲减往往无法恢复摄锝功能。究其原因主要是两种甲减的发生机制可能不尽相同，131I治疗后下丘脑‐垂体‐甲状腺轴反馈短暂抑制，对促甲状腺激素刺激不敏感，或者某些患者131I治疗前体内甲状腺刺激抗体水平较高，经过短期调整可部分恢复甲状腺组织功能，但是治疗前甲状腺刺激抗体低水平者常无法恢复，成为永久性甲减，还有文献认为131I治疗甲亢后的甲减与自身免疫有关[27‐29]。目前普遍认为永久性甲减主要与患者的辐射敏感性和治疗剂量显著相关，敏感性越高、治疗剂量越大，甲状腺损伤更彻底，具有不可逆性[30]。

综上所述，基于SPECT/CT甲状腺99mTc显像和摄锝率的测定，较传统的甲状腺摄碘率有较大优势，不仅能够显示甲状腺的形态、大小，还可定量测定其摄取功能，已成为甲状腺疾病治疗前综合评估的有效手段，对甲状腺疾病，尤其是Graves’病的早期诊断、鉴别、ATD治疗后复发预测以及131I治疗随访中均具有较大的临床应用前景[31]。