18F-FDG PET/CT在中老年脊柱结核诊断中的应用价值

周晓红，艾紫璇，马兵，刘晓飞，王涛

中国人民解放军总医院第八医学中心 a.核医学科；b.结核病医学部，北京 100091

引言

骨关节结核是发病率最高的肺外结核，其中约一半累及脊柱，以25岁以上的青壮年多见，其次为15岁以下的儿童，易发于胸、腰交界处，病变常累及多个椎体[1]。近年来结核发病增加，高龄脊椎结核发病呈增多趋势，高龄患者临床症状不典型，本身合并其他疾病，如腰椎间盘突出、肿瘤等，早期诊断困难。既往计算机体层摄影（Computed Tomography，CT）、磁 共 振 成 像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）研究较多，中老年人脊柱结核CT平扫最常见最突出的征象是骨质破坏、椎旁脓肿、死骨和病椎高密度、椎体破坏可以是单个或多个椎体，可呈跳跃性改变[2]，MRI可清楚显示脊柱结核的椎体骨炎、椎旁脓肿、终板破坏和神经损害，对早期和不典型脊柱结核亦有确切价值[3]。而18F-脱氧葡萄糖（18F-Flurodeoxyglucose，18F-FDG）正电子发射计算机断层显像（Positron Emission Tomography/Computed Tomography，PET/CT）应用较少，因其检查费用较高，临床较少将其作为首选检查方法。进行18F-FDG PET/CT检查的患者主要有3种：① 可疑脊柱肿瘤患者；② 既往有肿瘤病史，出现腰背部不适症状，怀疑脊柱转移瘤的患者；③ 诊断不明确的全身多部位结核患者[4]。本文回顾性分析了27例病理证实或治疗后随访确诊为脊柱结核的中老年患者18F-FDG PET/CT影像资料，归纳总结中老年脊柱结核的PET/CT影像学表现特征及其优势所在，探讨其在中老年脊柱结核中的应用价值。

1 材料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析搜集的2010年5月至2019年2月期间在我院经病理证实或治疗后随访确诊的年龄大于45岁的脊柱结核患者27例的临床和影像资料，所有患者均无恶性肿瘤病史，就诊前无脊柱手术史，27例患者中，男12例，女15例，年龄46～83岁，平均（67.9±11.3）岁，7例表现为胸背痛，11例表现为腰背痛，12例伴有下肢无力或疼痛，3例截瘫，7例有低热、乏力表现。该项研究经伦理委员会审议后通过。

1.2 仪器与方法

所有患者均行PET-CT检查，采用美国GE discovery VCT 128层PET/CT检查仪。PET/CT所用药物为18F-FDG（放射性化学纯度＞98%），由原子能研究院提供，检查前要求患者禁食6 h以上，检查前测定血糖在8 mmol/mL以下，检查当天吩咐其不做剧烈运动。按患者体重静脉注射18F-FDG，注射剂量3.7～4.5 MBq/kg，之后静卧休息50 min，排尿后，口服温开水500 mL将胃充盈行PET/CT显像，全身扫描范围从颅顶至大腿根部，依次采集CT及PET检查图像。CT扫描参数：120 V，自动mAs，矩阵512×512，球管旋转速度0.8 s/环。PET扫描采用3D采集方法，头部扫描时间240 s/床位，体部扫描时间180 s/床位，层厚3.75 mm，经衰减矫正、迭代重建后；重建层厚4.25 mm。

1.3 图像后处理

图像重建通过Entegra工作站完成。PET/CT图像使用半定量标准化摄取值（Standardized Uptake Value，SUV）进行分析，由2名影像医学与核医学主治以上医师对图像进行分析，并测量病灶部位的最大SUV值（SUVmax）。

2 结果

2.1 一般情况

27例患者行18F-FDG PET/CT检查检出67个病灶椎体，颈椎受累3个（4.5%），胸椎39个（58.2%），腰椎21个（31.3%），骶椎4个（6.0%），27例均表现为2个或以上椎体同时受累，脊柱椎体表现为骨质破坏（27例），其中3个及以上椎体骨质破坏8例（29.6%），椎体附件受累5例（18.5%）；椎管受累15例（55.6%），椎间隙变窄21例（77.8%），椎旁软组织影25例（92.3%），伴椎旁脓肿22例（81.5%）；合并肺结核9例（33.3%），淋巴结核6例（22.2%），肾结核1例（3.7%），胸骨结核1例（3.7%），关节结核4例（14.8%），其中骶髂关节2例，髋关节、肩关节结核各1例；结核性脑膜炎1例（3.7%）（表1）。影像学特征如图1所示。

表1 患者病灶特征

图1 影像学特征

2.2 实验室检查

血沉增高20例（74.1%），C-反应蛋白升高19例（70.4%），白细胞计数正常27例（100%）。

2.3 PET/CT表现

27例患者放射性摄取明显增高，呈环形摄取者24例（88.9%），结节及肿块样摄取者3例（11.1%），平均最大SUV值为8.8±2.7；椎旁软组织影显示弥漫性放射性摄取增高，椎旁脓肿显示不均匀或环形放射性增高。骨质破坏类型分析：根据Jain等[5]的分型方法，将脊柱结核骨质破坏类型分为骨碎片型、溶骨型、局灶硬化型、骨膜下型及混合型，局灶破坏硬化型最多，占29.9%。

14个病变椎体（20.9%）为骨碎片型，表现为骨质破坏区椎体正常结构消失，代之以大小不等的碎骨片，碎骨片一般超出正常椎体范围，可侵入椎旁软组织内，放射性摄取不均匀增高。9个病变椎体（13.4%）为溶骨型，表现为骨质破坏区呈低密度，病变边缘模糊，常伴发大的椎旁软组织肿块，放射性摄取不均匀增高。20个病变椎体（29.9%）为局灶破坏硬化型，表现为椎体内单发或多发的低密度骨质破坏区，周围环绕硬化带或表现为病变椎体不规则硬化或局灶性硬化。骨质破坏及周围骨质硬化放射性摄取增高。11个病变椎体（16.4%）为骨膜下型，表现为椎体前缘不规则骨质破坏，病变多沿骨膜下和前纵韧带下纵向蔓延累及邻近椎体，椎体前软组织放射性摄取增高。13个病变椎体（19.4%）为混合型，表现为多个骨质破坏类型混合存在。椎体轴位CT图及PET/CT融合图，见图2。

图2 椎体轴位CT图及PET/CT融合图

3 讨论

在当今世界的结核病患者当中，骨关节系统结核占1%～10%，是发生率最高的肺外系统结核，其中脊柱结核又占骨关节结核50%以上[6]。自二十世纪80年代以来，由于结核耐药菌株增加、人口老龄化、免疫抑制药物广泛使用等问题的出现，结核发病率再次呈现逐年增长的趋势，中老年脊柱结核发病率也随之增高[7-8]。

结核的典型临床表现为午后低热、盗汗、乏力等结核中毒症状，本组中老年脊柱结核患者中典型发热、乏力症状者7例，占25.9%，而胸腰背部痛者18例（66.7%），双下肢乏力12例（44.4%），截瘫3例（11.1%），主要表现为神经功能障碍，这可能与脊柱结核患者症状隐匿，中老年患者自认为腰椎间盘突出延误诊治有关，这与文献认为61%的脊柱结核病例中，以慢性背痛为唯一症状一致[9-10]。所有患者均进行了常规实验室检查，红细胞沉降率普遍升高许多倍，白细胞计数正常，被认为是治疗反应的一种[11]。

目前，临床上18F-FDG PET/CT检查主要用于恶性肿瘤的诊断、分期及治疗监测，对于脊柱结核，PET/CT主要用于临床症状不典型，常规X线、CT或MRI检查难以确诊，与肿瘤难以鉴别时。活动性结核病病变包含活化的巨噬细胞和淋巴细胞，它们具有较高的葡萄糖利用水平。18F-FDG的摄取反映了细胞糖酵解水平，并存在于活化的巨噬细胞和淋巴细胞中，这两者在结核病和其他肉芽肿性炎症以及恶性肿瘤细胞中均很显著，是结核病18F-FDG PET/CT显像阳性的主要原因[12-14]。在本研究中，24例表现为环形18F-FDG摄取增高，可能与结核病灶正处于活动期、葡萄糖代谢旺盛以及中央干酪坏死区代谢减低有关，周围软组织脓肿形成后也表现为环形摄取增高。3例表现为结节或肿块样放射性浓聚，CT上显示椎骨破坏，椎间隙消失，未见干酪样坏死所致，同文献描述为放射性“热区、冷区”一致[15-16]，放射性浓聚部位提示活动性，可以此确定病灶穿刺部位，保持较高的阳性率。结核具有渗出、增生和坏死三种基本病理改变，病理学上可将结核病变分为增生型、干酪样坏死型和混合型[17]，增生型及混合型病灶内含有大量的类上皮细胞、朗格汉斯细胞和淋巴细胞等，葡萄糖代谢旺盛，而干酪样坏死则根据坏死是否彻底表现为无或仅有轻度18F-FDG摄取[18]。因此，病灶对18F-FDG的摄取状况可以反映病灶的基本病理类型，为临床医师判断患者机体免疫状态及结核菌毒力提供依据[15]。

18F-FDG PET/CT不仅能提供糖代谢的特征，还能提供CT特征，显示冷脓肿内的钙化或显示含有骨碎片的硬膜外病变。本组病例骨质破坏根据Jain等[5]的分型方法，发现骨质破坏硬化型最多见，其次是骨碎片型，这与文献不一致，前有研究者认为骨破坏的模式最多的是骨碎片型，其次是溶骨型，局限型和硬化型少见[19]。徐滢滢等[20]分析81例脊柱结核202个椎体骨质破坏中，以溶骨型最多见，其次为局灶硬化型，本组病例为中老年人，出现骨质破坏硬化型最多见，其次是骨碎片型，这种现象的原因可能是中老年人病程时间长，骨硬化及修复作用明显增多，还发现一些病变椎体骨质破坏不明显，椎体骨质密度增高，代谢增高，认为可能是病变处于早期，骨质破坏不明显，而骨质浸润18F-FDG PET/CT上早期表现为代谢增高。同样的，我们也发现一些单纯硬化型椎体或破坏区周围硬化区的骨质代谢增高，也说明了骨质硬化区可能含有较多结核菌[21]，因此，对于拟行手术患者要彻底清除病灶组织，不但要清除坏死区，还要扩大清除，清除代谢增高的硬化区，骨的高代谢对指导患者手术具有重要意义，可降低复发率。

18F-FDG PET/CT是全身显像，不仅能发现全部脊柱结核病变，还可以发现其他骨、关节结核或全身其他部位病灶，尤其是非典型性脊柱结核中，病灶位于椎体中后部，椎间盘未见累及，椎间隙未见狭窄（图1）。通常，脊柱结核的感染常发生在椎体的上下缘，当两个相邻的椎骨上下缘受累时，椎间盘失去营养支持、破坏，合并脊柱后凸畸形，脊柱结核很容易诊断，文献已经报道了多种非典型特征[22]，非典型脊柱结核的特点主要是受累椎骨的后部没有椎间盘受累或硬膜外脊髓压迫，没有骨性受累，椎体受累而无椎间盘破坏是最常见的非典型脊柱结核形式。非典型脊柱结核还包括多发性脊柱结核破坏，表现为相邻3个及以上椎体骨质破坏、跳跃型非相邻椎体结核及多骨受累，如能显示右侧骶髂关节骨质破坏，周围软组织肿胀、脓肿（图2）。18F-FDG PET/CT也可以显示全身其他部位结核，肺结核最多见（33.3%），本组病例还发现脊柱结核合并淋巴结结核、肾结核等，PET/CT 对指导全面系统治疗结核可起到重要作用。

18F-FDG PET/CT还能显示结核的活动性，在治疗监测中起到重要作用。有研究显示，18F-FDG PET/CT是早期预测治疗结果和长期预后的最佳方法[23]，18F-FDG PET/CT在2个月时显示出96%的敏感性可预测治疗成功和79%的特异性可预测治疗失败，如果18F-FDG PET/CT显示病变活性增加，则应考虑改变目前治疗方案。在耐药结核病例中，也应在治疗期间进行18F- FDG PET/CT的随访[24]。

随着医疗水平的提高，脊柱结核，尤其是中老年脊柱结核的临床表现及影像学表现越来越不典型，18F-FDG PET/CT不仅能提供形态学的特征，可显示骨质破坏特点、发现全身其他病灶，还能提供代谢特征、评价病灶活性、确定穿刺部位、明确手术范围，对早期诊断、治疗评价及脊柱结核患者的管理具有重要意义。

本研究的局限性主要是病例数相对较少，未收集到全部患者的MRI资料，未进行比较分析，也未纳入治疗后18F-FDG PET/CT的评估，但随着18F-FDG PET/CT的广泛应用，18F-FDG PET/CT在非典型脊柱结核的早期诊断及治疗后评估，尤其是耐药结核中的应用有更广阔的前景。